基于STC89C52單片機(jī)的紅外遙控?zé)粼O(shè)計(jì)

摘 要 文章所介紹的紅外遙控?zé)羰腔趩纹瑱C(jī)技術(shù)，通過(guò)紅外接收模塊，控制電磁繼電器，實(shí)現(xiàn)對(duì)白熾燈的控制，完成系統(tǒng)最終設(shè)計(jì)。測(cè)試表明，此紅外遙控?zé)綮`敏度高、穩(wěn)定、功耗低、經(jīng)濟(jì)實(shí)用，很好的完成了設(shè)計(jì)要求。

關(guān)鍵詞 STC89C52 紅外遙控 WD6122 FPS-4091 DS1302

中圖分類號(hào)：TP273 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

1 設(shè)計(jì)背景和目的

隨著電子科學(xué)技術(shù)迅猛發(fā)展，各種新型器件，智能化電器及產(chǎn)品在國(guó)民經(jīng)濟(jì)各個(gè)領(lǐng)域和人民生活各個(gè)方面得到了日益廣泛的應(yīng)用。近年來(lái)，紅外遙控技術(shù)在日常生活中應(yīng)用越來(lái)越廣泛。本設(shè)計(jì)本著以人為本、經(jīng)濟(jì)安全的目的，采用紅外線遙控技術(shù)控制白熾燈，通過(guò)遙控和手動(dòng)雙重開關(guān)，不僅彌補(bǔ)了傳統(tǒng)產(chǎn)品的不足之處，而且適合老年人、殘疾人等人群使用。本設(shè)計(jì)可以推廣到冰箱、風(fēng)扇及窗簾等家用電器，在智能家居中應(yīng)用十分廣泛。

2 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

以單片機(jī)STC89C52為核心、DS1302時(shí)鐘芯片、WD6122紅外發(fā)送模塊、FPS-4091接收模塊、繼電器等外圍器件構(gòu)建模塊電路。硬件電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，再結(jié)合軟件編程，能夠很好的滿足系統(tǒng)的各項(xiàng)功能要求，并且電路抗干擾能力強(qiáng)，線路簡(jiǎn)單，成本低。系統(tǒng)框圖如圖1所示。

紅外遙控系統(tǒng)包括發(fā)射器和接受控制器兩大部分。發(fā)射器由24個(gè)獨(dú)立按鍵、主控芯片等組成，接收部分使用的是一體化接收模塊。發(fā)射部分完成信號(hào)的編碼和調(diào)制，接收部分完成對(duì)接收到的信號(hào)的解調(diào)和解碼。系統(tǒng)框圖如圖2所示。

3 硬件電路部分

3.1 時(shí)鐘電路設(shè)計(jì)

時(shí)鐘芯片采用DALLAS公司出品的DS1302，該時(shí)鐘芯片可提供年、月、星期、日、時(shí)、分、秒，并具有自動(dòng)調(diào)整和閏年補(bǔ)償功能。其一大特點(diǎn)是使用雙電源供電（主電源和備用電源），可設(shè)置備用電源充電方式，當(dāng)?shù)綦姷那闆r下，可使用備用電源充電，保證數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)。與主控芯片的連接見圖3，外接11.0592MHZ晶振，時(shí)鐘信號(hào)SCLK由單片機(jī)P0.6口提供，復(fù)位/片選線與單片機(jī)P0.7口連接，串行輸入輸出接口I/O口與單片機(jī)P0.5口連接，根據(jù)時(shí)序圖能夠正確的進(jìn)行數(shù)據(jù)存取操作。

3.2 紅外接收頭FPS-4901

本設(shè)計(jì)中用到的成品紅外接收頭是FPS-4091。FPS-4901高靈敏紅外線接收器，外形尺寸：13.5mm €？14.4mm €？16.3mm。該紅外線接收器內(nèi)含一個(gè)紅外線接收管（PH302）和一個(gè)放大電路（CX20106），紅外線接收管產(chǎn)生的光電流有前置放大器放大。該接收器可以直接和紅外線發(fā)射管配合組合成各種遙控系統(tǒng)。

3.3 繼電器控制電路設(shè)計(jì)

該電路輸出部分由三極管和二極管組成，構(gòu)成共射放大電路和繼電器回路保護(hù)，見圖4，其中，由單片機(jī)P3.7口產(chǎn)生繼電器控制信號(hào)，并有工作指示燈反映信號(hào)的高低電平。如果P3.7口輸出高電平，指示燈亮，繼電器處于常閉狀態(tài)，受控?zé)袅粒环粗琍3.7口輸出低電平，繼電器常開狀態(tài)，并且指示燈熄滅。

4 軟件部分

4.1 程序流程圖（見圖5）

開機(jī)時(shí)單片機(jī)進(jìn)行初始化操作，一切都回歸到原始位置，這時(shí)單片機(jī)開始掃描是否有紅外遙控信號(hào)輸入，如果有，單片機(jī)則進(jìn)行接受信號(hào)并進(jìn)行相應(yīng)的解碼，然后通過(guò)P3口輸出相應(yīng)的PWM脈沖波形給繼電器電路控制白熾燈的亮滅。其程序流程圖見如圖5所示。

4.2 按鍵設(shè)計(jì)

鍵碼識(shí)別是指矩陣結(jié)構(gòu)的鍵盤識(shí)別被按鍵的方法。一般有行掃描法、行列反轉(zhuǎn)法和行列掃描法。

在鍵盤設(shè)計(jì)中，通常采用行列掃描法，可以節(jié)省I/O，操作也方便、簡(jiǎn)單。除了識(shí)別有無(wú)鍵按下，按下鍵的行列掃描碼以外，還要解決抖動(dòng)和重鍵問(wèn)題。一個(gè)鍵按下和釋放的時(shí)候，按鍵開關(guān)會(huì)在閉合和斷開位置間跳動(dòng)幾次后達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，這就是抖動(dòng)問(wèn)題。抖動(dòng)的存在會(huì)使得脈沖的開頭和尾部出現(xiàn)一些毛刺波，持續(xù)時(shí)間一般小于10ms。如果不處理抖動(dòng)問(wèn)題，就可能被誤作多次按鍵。抖動(dòng)的消除可以通過(guò)硬件方法，采用RC濾波電路消除抖動(dòng)的波形。也可以采用軟件方法，在讀取鍵碼的時(shí)候延時(shí)一段時(shí)間，等信號(hào)穩(wěn)定后再去識(shí)別鍵碼。重鍵問(wèn)題是指由于誤操作，兩個(gè)或以上的鍵被同時(shí)按下，此時(shí)行列掃描碼中就會(huì)產(chǎn)生錯(cuò)誤的行列值。重鍵處理的方法有連鎖法和順序法。連鎖法是不停地掃描鍵盤，僅承認(rèn)最后一個(gè)閉合鍵。順序法是識(shí)別到一個(gè)閉合鍵后，直到該鍵被釋放后再去識(shí)別其他按鍵。

4.3 中斷處理程序

系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)總共采用了定時(shí)器T0和外部INT0兩種中斷。T0中斷精確用于定時(shí)，如圖6所示，定時(shí)器工作在方式1，初值設(shè)置為TH0=（65535-50000）/256，TL0=（65535-50000）%256，計(jì)數(shù)標(biāo)志設(shè)為10，即可達(dá)到設(shè)計(jì)目的。當(dāng)有按鍵按下，T0即啟動(dòng)，1ms后定時(shí)器0關(guān)閉。INT0用于紅外檢測(cè)。當(dāng)P3.2口發(fā)現(xiàn)下降沿，即進(jìn)入中斷。如圖6所示。

5 系統(tǒng)調(diào)試

采用模塊化調(diào)試和整體組合調(diào)試相結(jié)合的方法進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)試，經(jīng)過(guò)PROTEUS軟件仿真、硬件電路調(diào)試和組裝測(cè)試，最終實(shí)現(xiàn)了DS1302時(shí)鐘芯片數(shù)據(jù)無(wú)誤的讀取和調(diào)整、繼電器的開與關(guān)、紅外遙控與鍵碼電路相融合等功能。最終，在接通電源的情況下，通過(guò)遙控器CH-鍵，實(shí)現(xiàn)每次無(wú)誤的對(duì)臺(tái)燈的控制，完成臺(tái)燈的亮或滅；可控制范圍在方圓10米之內(nèi)。

6 結(jié)束語(yǔ)

無(wú)可否認(rèn)機(jī)械時(shí)代已經(jīng)過(guò)去，電子時(shí)代已經(jīng)到來(lái)。紅外線遙控是現(xiàn)代家電遙控的重要舉措，是近年來(lái)快速發(fā)展的一大熱點(diǎn)，它的迅速發(fā)展必然帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。本文所設(shè)計(jì)的紅外線遙控?zé)簦哂谐杀镜汀⒉僮鞣奖恪㈦娐泛?jiǎn)單、環(huán)保、體積小、重量輕等優(yōu)點(diǎn)，通過(guò)接收發(fā)射端的控制信號(hào)，在接收部分實(shí)現(xiàn)了相應(yīng)的控制。與傳統(tǒng)的同類產(chǎn)品相比，更為智能和穩(wěn)定，方便了廣大群眾。

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