紅外遙控器的解碼裝置設(shè)計
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本科畢業(yè)論文(設(shè)計)開題報告
論 文 題 目: 紅外遙控器的解碼設(shè)置設(shè)計 學(xué) 院:
畢業(yè)論文(設(shè)計)開題報告要求
開題報告既是規(guī)范本科生畢業(yè)論文工作的重要環(huán)節(jié),又是完成高質(zhì)量畢業(yè)論文
(設(shè)計)的有效保證。為了使這項工作規(guī)范化和制度化,特制定本要求。一、選題依據(jù)
1. 論文(設(shè)計)題目及研究領(lǐng)域;
2. 論文(設(shè)計)工作的理論意義和應(yīng)用價值;
3. 目前研究的概況和發(fā)展趨勢。二、論文(設(shè)計)研究的內(nèi)容1.重點解決的問題;
2. 擬開展研究的幾個主要方面(論文寫作大綱或設(shè)計思路);
3. 本論文(設(shè)計)預(yù)期取得的成果。三、論文(設(shè)計)工作安排
1. 擬采用的主要研究方法(技術(shù)路線或設(shè)計參數(shù));
2. 論文(設(shè)計)進度計劃。四、文獻查閱及文獻綜述
學(xué)生應(yīng)根據(jù)所在學(xué)院及指導(dǎo)教師的要求閱讀一定量的文獻資料,并在此基礎(chǔ)上通過分析、研究、綜合,形成文獻綜述。必要時應(yīng)在調(diào)研、實驗或?qū)嵙?xí)的基礎(chǔ)上遞交相關(guān)的報告。綜述或報告作為開題報告的一部分附在后面,要求思路清晰,文理通順, 較全面地反映出本課題的研究背景或前期工作基礎(chǔ)。
五、其他要求
1. 開題報告應(yīng)在畢業(yè)論文(設(shè)計)工作開始后的前四周內(nèi)完成;
2. 開題報告必須經(jīng)學(xué)院教學(xué)指導(dǎo)委員會審查通過;
3. 開題報告不合格或沒有做開題報告的學(xué)生,須重做或補做合格后,方能繼續(xù)論文(設(shè)計)工作,否則不允許參加答辯;
4. 開題報告通過后,原則上不允許更換論文題目或指導(dǎo)教師;
5. 開題報告的內(nèi)容,要求打印并裝訂成冊(部分專業(yè)可根據(jù)需要手寫在統(tǒng)一紙張上,但封面需按統(tǒng)一格式打?。?
一、選題依據(jù) 1.論文(設(shè)計)題目
紅外遙控器的解碼裝置設(shè)計
2. 研究領(lǐng)域
紅外解碼;51 單片機;紅外通信常用技術(shù)的原理;電路設(shè)計
3. 論文(設(shè)計)工作的理論意義和應(yīng)用價值理論意義:
紅外遙控通信技術(shù)廣泛應(yīng)用于機電一體化產(chǎn)品中,其通信正確性和抗干擾性等性能的好壞直接影響機電一體化產(chǎn)品的質(zhì)量。以系統(tǒng)的硬件設(shè)計和編程控制設(shè)計為題符合本專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo),可有效地培養(yǎng)我在機電方向綜合應(yīng)用所學(xué)專業(yè)知識分析問題、解決問題的能力。
應(yīng)用價值:
在當(dāng)今社會科學(xué)技術(shù)的發(fā)展與日俱增,人們是生活水平也是日益提高,為了減少人的工作量,所以是對各種家用電器、電子器件的非人工控制的要求也是越來越高, 針對與這種情況,設(shè)計出一種集成度比較高的控制體系是必然的。
單片機:它的集成度很高,它具有體積小、質(zhì)量輕、價格便宜、耗電少等突出特點,尤其耗電少,又可使供電電源體積小、質(zhì)量輕。所以特別適用與“電腦型產(chǎn)品”,它的應(yīng)用已深入到工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國防、科研、教育以及日常生活用品(家電、玩具)等各種領(lǐng)域。單片機特別適合于把它做到產(chǎn)品的內(nèi)部,取代部分勞師機械、電子零件或元器件??墒巩a(chǎn)品縮小體積,增強功能,實現(xiàn)不同程度的智能化。
紅外線:是一種光線,具有普通光的性質(zhì),可以以光速直線傳播,強度可調(diào),可以通過光學(xué)透鏡聚焦,可以被不透明物體遮擋等等。特別制造的半導(dǎo)體發(fā)光二極管, 可以發(fā)出特定波長(通常是近紅外)的紅外線,通過控制二極管的電流可以很方便地改變紅外線的強度,達到調(diào)制的目的,因此,在現(xiàn)代電子工程應(yīng)用中,紅外線常常被用做近距離視線范圍內(nèi)的通訊載波,最典型的應(yīng)用就是家電遙控器。
紅外遙控器的應(yīng)用價值在家電領(lǐng)域給我們的生活帶來極大的方便,但遙控器多了很容易弄混,如果有一種可對家中各種紅外遙控器發(fā)射的控制信號進行識別、存儲和再現(xiàn)的智能型紅外遙控器,用這樣一個遙控器控制家中所有電器該有多好。為此,我們試著設(shè)計一種以單片機為核心的智能型遙控器。
4. 目前研究的概況和發(fā)展趨勢研究概況
隨著半導(dǎo)體紅外波長在80 0 ~ 1 0 0n m 范圍內(nèi)的發(fā)射和接收器件的發(fā)展, 以及
這些器件的光電性能、可靠性已達到相當(dāng)?shù)乃? 又由于紅外遙控比超聲波和無線電遙控的穩(wěn)定性好、抗干擾強、受環(huán)境影響少等優(yōu)點,是很好的信息傳輸媒體。紅外遙控技術(shù)十年來得到了迅猛發(fā)展,在家電和其他電子領(lǐng)域都得到了廣泛應(yīng)用。隨著生活水平的提高,人們對產(chǎn)品的追求是使用更方便、更具智能化,紅外遙控技術(shù)正是一個重點的發(fā)展方向。
國內(nèi)發(fā)展
紅外通信由來已久,但是進入90年代,這一通信技術(shù)又有新的發(fā)展,應(yīng)用范圍更加廣泛。
1995年,一個由部件、計算機系統(tǒng)、外圍設(shè)備和電信廠商組成的大型集團——紅外數(shù)據(jù)協(xié)會(IrDA)就紅外通信的一套標(biāo)準(zhǔn)達成一致。現(xiàn)在約有120 家以上的廠商支持紅外通信標(biāo)準(zhǔn)。其中的許多廠商已推出符合紅外通信標(biāo)準(zhǔn)并支持Windows 95的產(chǎn)品。紅外數(shù)據(jù)協(xié)會開發(fā)的這種新的無線通信標(biāo)準(zhǔn)還得到PC機產(chǎn)業(yè)的有力支持。主要的
開發(fā)廠商,如微軟、蘋果、東芝和惠普公司,已推出了在計算機之間采用這種高速紅外數(shù)據(jù)通信的PC機、筆記本計算機、打印機和手持式個人數(shù)字助理(PDA)設(shè)備。
此外,紅外通信的連通性已用在大多數(shù)新的筆記本計算機中,并成為一種最具成本效益和便于使用的無線通信技術(shù)而問鼎市場。
目前家電中用的最多的遙控方式是紅外遙控,紅外遙控的特點是不影響周邊環(huán)境的、不干擾其他電器設(shè)備。價格低廉,編碼簡單,近距離的遙控使用紅外遙控非常有優(yōu)勢。
由于紅外一體化接收頭的出現(xiàn),大大降低了紅外遙控的成本和技術(shù)難度,目前不僅在家電領(lǐng)域,在玩具、安防等領(lǐng)域也有廣泛的應(yīng)用。紅外遙控系統(tǒng)主要由紅外遙控發(fā)射裝置、紅外接收設(shè)備、遙控微處理機等組成。因此,遙控系統(tǒng)是一涉及單片機的數(shù)字系統(tǒng)。
目前國內(nèi)紅外遙控電子元器件的競爭很激烈,導(dǎo)致了價格的低廉,表面上有利于消費者,可是長期惡性競爭,互相壓價格,必將導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量的下降,最終損害的只能是消費者。紅外遙控的前景依然看好,不過紅外遙控的現(xiàn)狀不容樂觀。
除此之外,北京大學(xué)電子學(xué)系焦秉立教授主持開發(fā)的項目:新一代計算機紅外線 通訊網(wǎng)絡(luò),得到了國家創(chuàng)新基金的支持和有關(guān)公司資金的投入。項目的總體目標(biāo)是實現(xiàn)以紅外擴頻為基本技術(shù)的室內(nèi)紅外通信網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計,使帶有紅外接口的通用設(shè)備, 如:便攜電腦,打印機,照相機等可以靈活地以無線方式入網(wǎng)絡(luò),并接收和發(fā)送信息?,F(xiàn)己開發(fā)成功公共場所的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)系統(tǒng),室內(nèi)會議網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)開發(fā)工作將于近期完成, 另外,可提高紅外通信距離的擴頻調(diào)制技術(shù)及網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)也處于研制中。
國外發(fā)展
自從 1979 年 IBM 公司的 F.R.Gfeller 發(fā)表了較有影響的關(guān)于紅外通信設(shè)計與實驗的論文以來,有許多學(xué)者在進行紅外無線通信的研究。
美國加州伯克利大學(xué)電子工程和計算機科學(xué)系在 IBM 和 HP 公司的資助下進行了紅外無線通信的研究。以 J.R.Barry 和 M.Kaim 為首的一批研究人員對室內(nèi)無線紅外光的漫射光通信取得了一定的成果。但其更進一步資料較為保密。
美國圣地亞哥 AstroTerra 公司,已做出可以在 3km、skxlz、sklll,速率高達155Mbps、622Mbps、2.SGbpS 的點對點產(chǎn)品研究及實驗,并在洛杉磯、拉斯維加斯、圣地亞哥等地作了外場實驗圈。Daniell 等人研究了采用手持終端的無線紅外廠區(qū)網(wǎng)絡(luò)。該網(wǎng)絡(luò)采用蜂窩結(jié)構(gòu),所有的紅外 Cell 與高速光纖骨干網(wǎng)相連。骨二二網(wǎng)上接有 IsDN PABX.
紅外手持終端有兩種類型:(l)普通型:含標(biāo)準(zhǔn)的甩話業(yè)務(wù)及少量的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù),用于移動的手持終端;(2)高性能型:具有內(nèi)置處理能力,使傳感器的數(shù)據(jù)速率降低至與紅外信道兼容,可用于與高速數(shù)據(jù)設(shè)備接口。紅外信道采用的協(xié)議類似 ISDN 協(xié)議,每個紅外 Cell 的信道速率為標(biāo)準(zhǔn) ISDN 速率。
日本郵政省則組織了“強紅外無線光通信技術(shù)”用于計算機、多媒體終端及移動通信中的聯(lián)網(wǎng)計劃,并早就在城市大樓間取得了應(yīng)用。以色列許多公司參與了國際市場競爭,有的產(chǎn)品已打入中國市場。
二、論文(設(shè)計)研究的內(nèi)容1.重點解決的問題
(1) 解碼裝置的硬件器件的選型,硬件電路的設(shè)計及相關(guān)軟件設(shè)計,包括硬件連接原理圖,軟件流程圖。
(2) 解碼裝置的軟件學(xué)習(xí),包括 Keil,仿真軟件 Protus
2. 擬開展研究的幾個主要方面(論文寫作大綱或設(shè)計思路) (1)學(xué)習(xí)理解紅外遙控的工作原理及實現(xiàn)手段,擬定設(shè)計方案。
(2) 解碼裝置的硬件器件的選型、硬件電路的設(shè)計及相關(guān)軟件設(shè)計,包括硬件連接原理圖,軟件流程圖。
(3) 解碼裝置的仿真驗證
(4) 51 單片機軟件集成開發(fā)軟件 Keil (5)單片機仿真軟件 Proteus
3. 本論文(設(shè)計)預(yù)期取得的成果
(1) 學(xué)習(xí)掌握 51 單片機軟件集成開發(fā)軟件 keil
(2) 掌握單片機仿真軟件 Proteus 并通過該軟件實現(xiàn)仿真(3)學(xué)習(xí)并利用 C 語言進行程序編輯
三、論文(設(shè)計)工作安排
1.擬采用的主要研究方法(技術(shù)路線或設(shè)計參數(shù));
(1) 初步階段以及在研究進行中都需要查找大量文獻以及參考資料,還有設(shè)計軟件的工具書
(2) 使用軟件進行編碼和仿真調(diào)整
2.論文(設(shè)計)進度計劃
第 1-4 周:明確畢業(yè)設(shè)計任務(wù),進行參考文獻的查閱,整理加工參考文獻
第 5 周:上交開題報告,進行開題報告答辯。
第 6-7 周:學(xué)習(xí)紅外通信常用技術(shù)的原理和學(xué)習(xí)掌握 51 單片機的相關(guān)知識。第 7-8 周:學(xué)習(xí) 51 單片機軟件集成開發(fā)軟件 keil 與單片機仿真軟件 Proteus。第 9 周:比較選擇完成硬件電路所需的電子元器件。
第 10 周:完成系統(tǒng)硬件電路設(shè)計。
第 11 周:進行相應(yīng)軟件設(shè)計。
第 12 周:將整個系統(tǒng)的工作情況進行 proteus 仿真,完善系統(tǒng)。第 13 周:進行系統(tǒng)的實際制作或進行實驗臺實際驗證。
第 14 周:根據(jù)實際情況進一步改進系統(tǒng),開始撰寫設(shè)計說明書。
四、需要閱讀的參考文獻
[1]趙健衡,基于單片機控制的紅外線遙控器設(shè)計[J]計算機工程應(yīng)用,2009:01 [2]李雪瑩,基于單片機的空調(diào)紅外線編解碼系統(tǒng)的設(shè)計和實現(xiàn)[J]電子科技大學(xué)2014
[3] 張勇,紅外線遙控解碼原理及其在單片機中的應(yīng)用 [J]科技信息(學(xué)術(shù)研究).2008(04)
[4] 覃韋嶺.利用單片機進行紅外編、解碼[J].電子世界.2002(12)
[5] 曾慶立. 遠距離紅外通訊接口的硬件與使用[J].吉首大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版).2001(04)
[6] 鄧易冬,賈雨,李向上,戴振麟. 基于紅外傳感技術(shù)的電機堵轉(zhuǎn)智能控制系統(tǒng)設(shè)計[J]. 電氣開關(guān), 2007,(06) .
[7] 紀(jì)宗南.紅外線遙控發(fā)射器的原理及應(yīng)用[J].國外電子元器件,1999,10(3); 32-3
[8] Telecommunications system design. [M]IEEE Design and Test of Computers . 1996
[9] Trimble CR.What is Signal Averaging.[J] Hewlett-Paeked Journal . 1988 [10]王幸之等,單片機應(yīng)用系統(tǒng)抗干擾技術(shù)[M]. 北京航空航天大學(xué)出版社, 2000 [11]陳濤,單片機應(yīng)用及 C51 程序設(shè)計[M].機械工業(yè)出版社,2010,9
[12]孫俊逸,盛秋林,張崢,單片機原理及應(yīng)用[M]清華大學(xué)出版社,2006,3 [13]余懷之,紅外光學(xué)材料[M]國防工業(yè)出版社,2007,1
[14] 陳永輔,紅外輻射紅外器件與典型應(yīng)用[M]電子工業(yè)出版社,2004,6
[15] 徐愛玲,Keil C51 單片機高級語言應(yīng)用編程技術(shù)[M]電子工業(yè)出版社,2015,10
附:文獻綜述或報告
文獻綜述
目的與意義:
遙控器的應(yīng)用領(lǐng)域廣泛,大致可以分為:工業(yè)、民用等。
從應(yīng)用行業(yè)分:特種設(shè)備(如起重設(shè)備)、工業(yè)機械(如機床、風(fēng)機、水泵、提升機、輸送機卷揚機等)、車庫門、自動門、家用電器、玩具等。從信號傳遞方式分: 紅外、無線電波、超聲波、雷達。其中無線電波的又分為調(diào)頻、調(diào)幅、調(diào)相等。[2]
紅外線遙控是目前最廣泛使用的一種遙控和通信遙控方式,并且其具有體積小、結(jié)構(gòu)簡單、功能強、功耗低、成本低等優(yōu)點,因此大規(guī)模應(yīng)用于空調(diào)機、彩電、錄像機、CD 設(shè)備,并且在工業(yè)控制中也廣泛使用。在人們生活中對家電的需要日益增加的時候, 促使使用紅外遙控器的機會也越來越多。其優(yōu)點也體現(xiàn)在軟件功能完善等特點,具有一定的使用和參考價值。[11]
紅外遙控發(fā)展過程:
紅外技術(shù)發(fā)展的先導(dǎo)是紅外探測器。1800 年F·W·Herschel發(fā)現(xiàn)紅外輻射時使用的是水銀溫度計,這是最原始的熱敏型紅外探測器。1830 年以后,相繼研制出溫差電偶的熱敏探測器、測輻射熱計等。
在1940 年以前,研制成的紅外探測器主要都是熱敏探測器。19 世紀(jì),科學(xué)家們使用熱敏型紅外探測器認識了紅外輻射的特性及其規(guī)律,證明了紅外線與可見光具有同樣的物理性質(zhì),遵守相同的規(guī)律。它們是電磁波之一,具有波動性,其傳播速度都是光速、波長是它們的參數(shù)并可以測量。
20世紀(jì)初,測量了大量的有機物質(zhì)和無機物質(zhì)的吸收、發(fā)射和反射光譜,證明了紅外技術(shù)在物質(zhì)分析中的價值。20 世紀(jì)30 年代,首次出現(xiàn)紅外光譜以后,它發(fā)展成在物質(zhì)分析中不可缺少的儀器。40 年代初,光電型紅外探測器問世,以硫化鉛紅外探測器為代表的這類探測器,其性能優(yōu)良、結(jié)構(gòu)牢靠。50 年代,半導(dǎo)體物理學(xué)、量子力學(xué)等學(xué)科的迅速發(fā)展,許多可用于紅外探測的物理現(xiàn)象和效應(yīng),使光電型紅外探測器得到新的推動。到60 年初期,對于1~3、3~5 和8~13 微米三個重要的大氣窗口都有了性能優(yōu)良的紅外探測器。在同一時期內(nèi),固體物理、光學(xué)、電子學(xué)、精密機械和微型致冷器等方面的發(fā)展,使紅外技術(shù)在軍、民兩用方面都得到了廣泛的應(yīng)用。[1]
在紅外技術(shù)的發(fā)展中,需要特別指出的是:60 年代激光的出現(xiàn)極大地影響了紅外技術(shù)的發(fā)展,很多重要的激光器件都在紅外波段,其相干性便于移用電子技術(shù)中的外差接收技術(shù),使雷達和通信都可以在紅外波段實現(xiàn),并可獲得更高的分辨率和更大的信息容量。在此之前,紅外技術(shù)僅僅能探測非相干紅外光,外差接收技術(shù)用于紅外探測,使探測性能比功率探測高出好幾個數(shù)量級。另外,由于這類應(yīng)用的需要,促使出現(xiàn)新的探測器件和新的輻射傳輸方式,推動紅外技術(shù)向更先進的方向發(fā)展。
紅外遙控技術(shù)在這十年來得到了迅猛發(fā)展,在家電和其他電子領(lǐng)域都得到了廣泛應(yīng)用。隨著生活水平的提高,人們對產(chǎn)品的追求是使用更方便、更具智能化,紅外遙控技術(shù)正是一個重點的發(fā)展方向。[3]
紅外系統(tǒng)概述:
紅外遙控有發(fā)送和接收兩個組成部分。發(fā)送端采用單片機的定時中斷功能,由定時器 T0 產(chǎn)生周期性的 26us 的矩形脈沖,即每隔13us,定時器 T0 產(chǎn)生中斷輸出一個相反的信號使單片機輸出端產(chǎn)生周期為38KHz的脈沖信號。將待發(fā)送的二進制信號編碼調(diào)制為一系列的脈沖串信號,通過紅外發(fā)射管發(fā)射紅外信號。紅外接收端普遍采用價格便宜,性能可靠的一體化紅外接收頭(如HS0038 , 它接收紅外信號頻率為38KHz , 周期約26μs)接收紅外信號,它同時對信號進行放大、檢波、整形,得到TTL 電平的編碼信號,再送給單片機,經(jīng)單片機解碼并執(zhí)行,去控制相關(guān)對象。[7]
紅外遙控基本原理及分類:
(1) 紅外通信的基本原理
紅外通信是利用950nm 近紅外波段的紅外線作為傳遞信息的媒體, 即通信信道。發(fā)送端采用脈時調(diào)制( PPM)方式, 將二進制數(shù)字信號調(diào)制成某一頻率的脈沖序列, 并驅(qū)動紅外發(fā)射管以光脈沖的形式發(fā)送出去, 接收端將收到的光脈沖轉(zhuǎn)換成電信號, 再經(jīng)過放大、濾波處理后送給解調(diào)電路進行解調(diào), 還原為二進制數(shù)字信號后輸出。換句話說, 紅外通信的實質(zhì)就是對二進制數(shù)字信號進行調(diào)制和解調(diào), 以便利用紅外進行傳輸, 紅外通信接口就是針對紅外信道的調(diào)制解調(diào)器。[2]
(2) 紅外遙控的分類
按照產(chǎn)生和區(qū)分控制指令的方式來分,常用的紅外遙控系統(tǒng)有頻分制和碼分制兩種:頻分制紅外線遙控就是以產(chǎn)生的不同頻率的電信號代表不同的控制指令。遙控信號的頻率范圍一般在幾百Hz到幾十KHz之間。頻分制遙控的抗干擾能力較強,但由于各個頻率之間間隔的限制,因此只適用于遙控通道數(shù)目不太多的情況。
當(dāng)遙控通道數(shù)目較多時,一般采用碼分制紅外遙控方式。碼分制紅外遙控以不同的脈沖編碼不同的脈沖數(shù)目及組合代表不同的指令。相對于頻分制,碼分制電路簡單、方便使用更加靈活, 保密性強。同時,碼分制電路也容易實現(xiàn)集成化,因此在實際使用中多采用這種方式。[13]
單片機的硬件設(shè)計:
(1) 紅外接收部分:
接收部分元件由三極管和紅外接收電路組成,紅外接收電路采用集成模塊。其電路如圖1 所示。使用集成紅外接收器成品, 一般不需要任何外接元件就能完成從紅外接收到輸出TTL 電平兼容信號的所有工作。注意選擇接收器件時要保證接收器件的中心頻率與發(fā)射信號的中心頻率相匹配。接收器對外只有3 個引腳: VCC、GND 和1 個脈沖信號輸出OUT。由于單片機采用中斷檢測脈沖只能單一檢測到上升沿或下降沿,而本系統(tǒng)為了檢測其雙邊沿,故加一三極管對其電平取反,以達到高低電平檢測的目的。
圖1
系統(tǒng)中用P1口組成鍵盤,獲取鍵值,用內(nèi)部的定時器T0產(chǎn)生一個38KHz的軟件定時中斷,當(dāng)作紅外遙控的調(diào)制基波,當(dāng)某個操作按鍵按下時,單片機先讀出鍵值,然后根據(jù)鍵值設(shè)定待發(fā)射遙控碼的脈沖個數(shù),再調(diào)制成38kHz方波由紅外線發(fā)光管發(fā)射出去。當(dāng)紅外線接收器接收到紅外遙控信號,并輸出脈沖幀數(shù)據(jù)時,第一位碼的低電平將啟動中斷程序,實時接收數(shù)據(jù)幀。在數(shù)據(jù)幀接收時,將對第一位(起始位)碼的碼寬進行驗證。若第一位低電平碼的脈寬小于2ms,將作為錯誤碼處理。當(dāng)間隔位的高電平脈寬大于3ms時,結(jié)束接收,然后根據(jù)累加器A中的脈沖個數(shù),執(zhí)行相應(yīng)輸出口的操作。
(2) 紅外發(fā)射部分
該部分電路設(shè)計十分簡單,如圖2 所示。該電路通過74LS32 與單片機相連,其中P1.0 產(chǎn)生38kHz 的方波,P1.1 用來控制方波的輸出。為保證紅外接收模塊接收的準(zhǔn)確性, 要求發(fā)送端載波信號的頻率應(yīng)盡可能接近38kHz, 因此在設(shè)計脈沖振蕩器時, 要選用精密元件并保證電源電壓穩(wěn)定。再有, 發(fā)送的數(shù)位“0”至少要對應(yīng)14 個載波脈沖, 這就要求傳送的波特率不能超過2400bps。[3]
圖2
單片機的軟件設(shè)計:
(1) 軟件程序:
多功能紅外遙控裝置其解碼采用智能解碼程序,即串行接收完4位碼后送到智能解碼部分。智能解碼程序從中分離出6位控制碼信息,然后完成對控制碼串行編碼發(fā)送及相應(yīng)的判別顯示。整個解碼程序主體采用子程序調(diào)用方式,使程序設(shè)計模塊化。
(2) KeilC51:
C51 工具包的整體結(jié)構(gòu),μVision 與 Ishell 分別是 C51 for Windows 和 for Dos 的集成開發(fā)環(huán)境(IDE),可以完成編輯、編譯、連接、調(diào)試、仿真等整個開發(fā)流程。開發(fā)人員可用 IDE 本身或其它編輯器編輯 C 或匯編源文件。然后分別由 C51 及 C51 編譯器編譯生成目標(biāo)文件(.obj)。目標(biāo)文件可由 LIB51 創(chuàng)建生成庫文件,也可以與庫文件一起經(jīng) L51 連接定位生成絕對目標(biāo)文件(.abs)。abs 文件由 OH51 轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的 hex文件,以供調(diào)試器 dScope51 或 tScope51 使用進行源代碼級調(diào)試,也可由仿真器使用直接對目標(biāo)板進行調(diào)試,也可以直接寫入程序存貯器如 EPROM 中。
(3) 紅外編碼:
編碼:采用脈寬調(diào)制的串行碼,以脈寬為 0.565ms、間隔 0.56ms、周期為 1.125ms 的組合表示二進制的“0”;以脈寬為 0.565ms、間隔 1.685ms、周期為 2.25ms 的組合表示二進制的“1”,其波形如下圖所示。[10]
上述“0”和“1”組成的 32 位二進制碼經(jīng) 38kHz 的載頻進行二次調(diào)制以提高發(fā)射效率,達到降低電源功耗的目的。然后再通過紅外發(fā)射二極管產(chǎn)生紅外線向空間發(fā)射。解碼:核心采用的是51系列單片機中的89C51。該單片機片內(nèi)有4KB EEPROM。該芯片的特點是有與8031完全相同的引腳,當(dāng)EA接高電平時, P0、P1、P2、P3都可作用戶I /O 口使用,采用電改寫的EEPROM,不需紫外線擦除,只需重新寫入。[12]
數(shù)據(jù)寫入后能永久保存, 一般EPROM 編程寫入的程序很容易被復(fù)制。89C51 構(gòu)成的最小系統(tǒng)在本設(shè)計中將CX20106A送來的串行信號的串/并進行轉(zhuǎn)換,并在內(nèi)部對并行碼進行判別、處理,通過外接顯示電路和串行發(fā)送電路的配合完成整個設(shè)計要求。[10]
小節(jié)
本設(shè)計共有兩大塊:硬件設(shè)計和軟件設(shè)計。在硬件設(shè)計中主要分為接收與發(fā)射,這兩部分是該設(shè)計的主要內(nèi)容。其中需要對單片機進行選擇,通過可靠的編碼協(xié)議。紅外遙控裝置具有實際運行抗干擾力強、誤碼率小,與其他識別裝置相比,具有硬件簡單、造價低廉的優(yōu)點。
指導(dǎo)教師評閱意見(對選題情況、研究內(nèi)容、工作安排、文獻綜述等方面進行評閱)
審
核
意 教研室主任意見
見
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學(xué)院教學(xué)指導(dǎo)委員會意見
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