1、課程設(shè)計(jì)報(bào)告設(shè)計(jì)題目：紅外燈學(xué)院：電子專(zhuān)業(yè)：電子信息科學(xué)與技術(shù)班級(jí)：2012 級(jí) 3 班學(xué)號(hào)： 201031120312201031120323201031120327姓名：林國(guó)英謝偉朋張譽(yù)慶電子郵件：1641720461.com時(shí)間：2015 年 10 月 25 日成績(jī)：指導(dǎo)教師：林芳華南農(nóng)業(yè)大學(xué)電子應(yīng) 用 物 理 系課 程設(shè)計(jì)（報(bào)告）任 務(wù)書(shū) 林國(guó)英謝偉朋張譽(yù)慶 學(xué)生指導(dǎo)教師 林芳/楊意 副教授/講師學(xué)生學(xué)號(hào) 201031120312201031120323 201031120327專(zhuān)業(yè)電子信息科學(xué)與技術(shù)紅外燈題目任務(wù)與要求1，制作包含至少 5 個(gè)制作紅外按鈕的。并且根據(jù)按鈕來(lái)實(shí)現(xiàn)不同的，

2、例如LED 燈亮滅方式，流水燈等的功能。2掌握一些應(yīng)用電子和光電等知識(shí)，懂得紅外和的工作原理。3了解紅外其中的編碼及過(guò)程。4掌握單片機(jī)的中斷系統(tǒng)及延時(shí)程序的編寫(xiě)方法及程序調(diào)試的方法。5掌握硬件設(shè)計(jì)及焊接工藝。開(kāi)始日期2015 年 9 月 22 日 完成日期2015 年 10 月 20 日紅外燈的設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)方案一、正文1、概述與應(yīng)用背景本課程設(shè)計(jì)是利用實(shí)現(xiàn)其他模塊的功能。紅外是目前家用電器中用得較多的方式，紅外的特點(diǎn)是不影響周邊環(huán)境的、不干擾其他電器設(shè)備，有體積小、功耗低、功能強(qiáng)、成本特點(diǎn)。由于其無(wú)法穿透墻壁，故不間的家用電器可使用通用的而產(chǎn)生相互干擾；電路調(diào)試簡(jiǎn)單，只要按給定電路連接無(wú)誤，一般不

3、需任何調(diào)試即可投入工作；編容易，可進(jìn)行多路，被廣泛應(yīng)用于各種家電、金融和設(shè)施以及工業(yè)設(shè)備中但目前各種的紅外不能互相兼容，給實(shí)際應(yīng)用帶來(lái)不便。通用紅外系統(tǒng)由和接收兩大模塊組成，當(dāng)按下按鍵時(shí)，其內(nèi)部信號(hào)周期性地同一種脈寬調(diào)制的二進(jìn)制串行碼，由紅外發(fā)射管輸出。對(duì)于一個(gè)紅外，每按下任一個(gè)按鍵一串編碼，即一串脈沖，而且整個(gè)時(shí)間不超過(guò)一秒。則可以簡(jiǎn)化為：對(duì)脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)和計(jì)時(shí)，當(dāng)接收端收到第一個(gè)脈沖后開(kāi)始 1 秒的計(jì)時(shí)，如果在在一秒內(nèi)的脈沖計(jì)數(shù)超過(guò) 20 個(gè)，說(shuō)明接收端收到按鍵信號(hào)，就讓燈亮或滅，同時(shí)停止計(jì)數(shù)，等過(guò) 1 秒后恢復(fù)原來(lái)的接收狀態(tài)。由接收到脈沖的個(gè)數(shù)和收到脈沖個(gè)數(shù)所需時(shí)間決定燈的亮和滅2、系統(tǒng)框

4、圖電路的總系統(tǒng)框圖繼電器蜂鳴器紅外接收管遙控器52單片機(jī)LED 燈3、硬件原理3.1、52 單片機(jī)STC89C52 是 STC 公司生產(chǎn)的一種低功耗、高性能 CMOS8 位微器，具有 8K在系統(tǒng)可編程 Flash器。STC89C52 使用經(jīng)典的 MCS-51 內(nèi)核，但做了很多的改進(jìn)使得具有傳統(tǒng) 51 單片機(jī)不具備的功能。在單上，擁有靈巧的 8 位CPU 和在系統(tǒng)可編程 Flash，使得 STC89C52 為眾多應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案。功能具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能： 8k 字節(jié) Flash，512 字節(jié) RAM， 32 位 I/O 口線，看門(mén)狗定時(shí)器，內(nèi)置 4KB EEPROM，MAX81

5、0 復(fù)位電路，3 個(gè) 16 位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，4個(gè)外部中斷，一個(gè) 7 向量 4 級(jí)中斷結(jié)構(gòu)（兼容傳統(tǒng) 51 的 5 向量 2 級(jí)中斷結(jié)構(gòu)），全雙工串行口。另外 STC89C52 可降至 0Hz 靜態(tài)邏輯操作，支持 2 種軟件可選擇節(jié)電模式?？臻e模式下，CPU 停止工作，RAM、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。掉電保護(hù)方式下，RAM 內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機(jī)一切工作停止，直到下一個(gè)中斷或硬件復(fù)位為止。最高頻率 35MHz，6T/12T 可選。主要特性STC89C52RC 單片機(jī):8K 字節(jié)程序空間；512 字節(jié)數(shù)據(jù)空間；內(nèi)帶 4K 字節(jié) EEPROM空間;可直接使用串口；AT89S5

6、2 單片機(jī):8K 字節(jié)程序空間；256 字節(jié)數(shù)據(jù)空間；自帶 2KB 的 EEPROM空間;器件參數(shù)1. 增強(qiáng)型 8051 單片機(jī)，6 時(shí)鐘/周期和 12 時(shí)鐘/周期可以任意 選擇，指令代碼完全兼容傳統(tǒng) 8051.2. 工作電壓：5.5V3.3V（5V 單片機(jī)）/3.8V2.0V（3V 單片機(jī)）3.工作頻率范圍：040MHz，相當(dāng)于普通 8051 的 080MHz，實(shí)際工作 頻率可達(dá) 48MHz4.用戶應(yīng)用程序空間為 8K 字節(jié)5.片上集成 512 字節(jié) RAM6.通用 I/O 口（32 個(gè)），復(fù)位后為：P0/P1/P2/P3 是準(zhǔn)雙向口/弱上拉， P0口是漏極開(kāi)路輸出，作為總線擴(kuò)展用時(shí)，不用加

7、上拉電阻，作為 I/O 口用時(shí)，需加上拉電阻。7. ISP（在系統(tǒng)可編程）/IAP（在應(yīng)用可編程），無(wú)需編程器，無(wú) 需器，可通過(guò)串口（RxD/P3.0,TxD/P3.1）直接用戶程 序，數(shù)秒即可完成一片8. 具有 EEPROM 功能9. 共 3 個(gè) 16 位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器。即定時(shí)器 T0、T1、T210.外部中斷 4 路，下降沿中斷或低電平觸發(fā)電路，Power Down 模式可 由外部中斷低電平觸發(fā)中斷方式喚醒11.通用異步串行口（UART），還可用定時(shí)器軟件實(shí)現(xiàn)多個(gè) UART12.工作溫度范圍：-40+85（工業(yè)級(jí)）/075（商業(yè)級(jí)）13.PDIP 封裝3.2、紅外接收頭紅外信號(hào)收發(fā)系統(tǒng)的典

8、型電路如下圖所示，紅外接收電路通常被廠家集成在一個(gè)元件中，成為紅外接收頭。 內(nèi)部電路包括紅外監(jiān)測(cè)二極管，放大器，限幅器，帶通濾波器，電路，比較器等。紅外監(jiān)測(cè)二極管監(jiān)測(cè)到紅外信號(hào)，然后把信號(hào)送到放大器和限幅器，限幅器沖幅度在一定的水平，而不論紅外和的距離遠(yuǎn)近。交流 信號(hào)進(jìn)入帶通濾波器，帶通濾波器可以通過(guò) 30khz 到 60khz 的負(fù)載波，通過(guò)解調(diào)電路和電路進(jìn)入比較器，比較器輸出 高低電平，還原出發(fā)射端的信號(hào)波形。注意輸出的高低電平和發(fā)射端是反相的，這樣的目的是為了提高接收的靈敏度。紅外接收管頭紅外接收頭內(nèi)部放大器的增益很大，很容易引起干擾，因此在接收頭的供電腳上須加上濾波電容，一般在 22u

9、f 以上。 有的廠家建議在供電腳和電源之間接入 330 歐電阻，進(jìn)一步降低電源干擾。3.3、無(wú)源蜂鳴器無(wú)源內(nèi)部不帶震蕩源，所以如果用直流信號(hào)無(wú)法令其鳴叫。必須用 2K5K 的方波去驅(qū)動(dòng)它。有源蜂鳴器往往比無(wú)源的貴，就是因?yàn)槔锩娑鄠€(gè)震蕩電路。無(wú)源蜂鳴器的優(yōu)點(diǎn)是：1。便宜2。聲音頻率可控，可以做出“多來(lái)米發(fā)索拉西”的效果3。在一些特例中，可以和 LED 復(fù)用一個(gè)口無(wú)源蜂鳴器3.4、繼電器5V 5 腳繼電器繼電器（英文名稱(chēng)：relay）是一種電器件，是當(dāng)輸入量（激勵(lì)量）的變化達(dá)到規(guī)定要求時(shí)，在電氣輸出電路中使被控量發(fā)生預(yù)定的階躍變化的一種電器。它具有系統(tǒng)（又稱(chēng)輸入回路）和被系統(tǒng)（又稱(chēng)輸出回路）之間的

10、互動(dòng)關(guān)系。通常應(yīng)用于自動(dòng)化的電路中，它實(shí)際上是用小電流去大電流運(yùn)作的一種“自動(dòng)開(kāi)關(guān)”。故在電路中起著自動(dòng)調(diào)節(jié)、安全保護(hù)、轉(zhuǎn)換電路等作用。主要作用繼電器是具有功能的自動(dòng)開(kāi)關(guān)元件，廣泛應(yīng)用于、遙測(cè)、通訊、自動(dòng)、機(jī)電及電力電子設(shè)備中，是最重要的元件之一。繼電器一般都有能反映一定輸入變量（如電流、電壓、功率、阻抗、頻率、溫度、速度、光等）的感應(yīng)機(jī)構(gòu)（輸入部分）；有能對(duì)被控電路實(shí)現(xiàn)“通”、“斷”的執(zhí)行機(jī)構(gòu)（輸出部分）；在繼電器的輸入部分和輸出部分之間，還有對(duì)輸入量進(jìn)行耦合，功能處理和對(duì)輸出部分進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的中間機(jī)構(gòu)（驅(qū)動(dòng)部分）。作為元件，概括起來(lái)，繼電器有如下幾種作用：1）擴(kuò)大范圍：例如，多觸點(diǎn)繼電器信號(hào)達(dá)

11、到某一定值時(shí)，可以按觸點(diǎn)組的不同形式，同時(shí)換接、開(kāi)斷、接通多路電路。2）放大：例如，靈敏型繼電器、中間繼電器等，用一個(gè)很微小的量，可以很大功率的電路。3）綜合信號(hào)：例如，當(dāng)多個(gè)信號(hào)按規(guī)定的形式輸入多繞組繼電器時(shí)，經(jīng)過(guò)比較綜合，達(dá)到預(yù)定的效果。4）自動(dòng)、監(jiān)測(cè)：例如，自動(dòng)裝置上的繼電器與其他電器一起，可以組成程序線路，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化運(yùn)行。3.5、LED 燈LED 燈LED 是英文 light emitting diode （發(fā)光二極管）的縮寫(xiě)，它的基本結(jié)構(gòu)是一塊電致發(fā)光的半導(dǎo)體材料，用銀膠或白膠到支架上，然后用銀線或金線連接和電路板，然后四周用環(huán)氧樹(shù)脂密封，起到保護(hù)內(nèi)部芯線的作用，最后安裝外殼，所

12、以 LED 燈的抗震性能好。運(yùn)用領(lǐng)域涉及到、臺(tái)燈、家電等日常家電和機(jī)械生產(chǎn)方面。原理LED（Light Emitting Diode），發(fā)光二極管，是一種能夠?qū)㈦娔苻D(zhuǎn)化為可見(jiàn)光的固態(tài)的半導(dǎo)體器件，它可以直接把電轉(zhuǎn)化為光。LED 的心臟是一個(gè)半導(dǎo)體的晶片，晶片的一端附在一個(gè)支架上，一端是負(fù)極，另一端連接電源的正極，使整個(gè)晶片被環(huán)氧樹(shù)脂封裝起來(lái)。半導(dǎo)體晶片由兩部分組成，一部分是 P 型半導(dǎo)體，在它里面空穴占主導(dǎo)地位，另一端是 N 型半導(dǎo)體，在這邊主要是電子。但這兩種半導(dǎo)體連接起來(lái)的時(shí)候，它們之間就形成一個(gè) P-N 結(jié)。當(dāng)電流通過(guò)導(dǎo)線作用于這個(gè)晶片的時(shí)候，電子就會(huì)被推向 P 區(qū)，在 P 區(qū)里電子跟空

13、穴復(fù)合，然后就會(huì)以光子的形式發(fā)出能量，這就是 LED 燈發(fā)光的原理。而光的波長(zhǎng)也就是光的顏色，是由形成 P-N 結(jié)的材料決定的。3.6、紅外紅外原理由紅外接收及發(fā)射電路、信號(hào)調(diào)理電路、器 8031.程序及數(shù)據(jù)器、鍵盤(pán)及狀態(tài)指示電路組成。有兩種狀態(tài)：學(xué)習(xí)狀態(tài)和狀態(tài)。當(dāng)處于學(xué)習(xí)狀態(tài)時(shí)，使用者每按一個(gè)鍵，紅外線接收電路就開(kāi)始接收外來(lái)紅外信號(hào)，同時(shí)將其轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，然后經(jīng)過(guò)檢波、整形、放大，再由 CPU 定時(shí)對(duì)其采樣，將每個(gè)采樣點(diǎn)的二進(jìn)制數(shù)據(jù)以 8 位為一個(gè)，分別存放到指定的單元中去，供以后對(duì)該設(shè)備使用。當(dāng)處于狀態(tài)時(shí)，使用者每按下一個(gè)鍵，CPU 從指定的單元中一系列的二進(jìn)制數(shù)據(jù)，串行輸出（位和位之間的

14、時(shí)間間隔等于采樣時(shí)的時(shí)間間隔）給信號(hào)保持電路，同時(shí)由調(diào)制電路進(jìn)行信號(hào)調(diào)制，將調(diào)制信號(hào)經(jīng)放大后，由紅外線發(fā)射二極管進(jìn)行發(fā)射，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)該鍵對(duì)應(yīng)設(shè)備功能的控制。功能1.適用于編碼式紅外線型家用電器；2.可多臺(tái)家用電器；3.具有一個(gè)學(xué)習(xí)/復(fù)用鍵、510 個(gè)設(shè)備選擇鍵，1020 個(gè)功能鍵，由一個(gè)設(shè)備選擇鍵與各個(gè)功能鍵共同實(shí)現(xiàn)對(duì)一個(gè)設(shè)備的；4.可通過(guò)一個(gè)設(shè)備選擇鍵和各個(gè)功能鍵實(shí)現(xiàn)對(duì)多臺(tái)設(shè)備的常用功能的學(xué)習(xí)和；5.成本低，能力強(qiáng)。3.7、電路原理圖電路原理圖電路原理當(dāng)按下按鍵時(shí)，其內(nèi)部信號(hào)周期性地同一種脈寬調(diào)制的二進(jìn)制串行碼，由紅外發(fā)射管輸出，然后單片機(jī)上的紅外接收頭接收編碼，單片機(jī)在根據(jù)接收到的按鍵信號(hào)

15、實(shí)現(xiàn)其事前編號(hào)的功能，讓燈亮或滅；讓蜂鳴器響以及讓繼電器工作。二、程序流程圖是否有鍵按下否有看哪個(gè)鍵按下三、工作進(jìn)度、組內(nèi)分工與合作情況2015 年 9 月 22 日-015 年 10 月 1 日，完成軟件設(shè)計(jì)；2015 年 10 月 2 日-2015 年 10 月 10 日，完成元器件和電路焊接以及調(diào)試。2015 年 10 月 12 日-2015 年 10 月 14 日，完成報(bào)告繼電器工作蜂鳴器響LED 燈亮初始化開(kāi)始A.林國(guó)英：設(shè)計(jì)方案報(bào)告書(shū)、方案改進(jìn)B.謝偉朋：電路焊接、成品調(diào)試C.張譽(yù)慶：輔助完成硬件焊接工作，協(xié)調(diào)前后工作，并完成“課程設(shè)計(jì)報(bào)告”。四、使用主要電子元件及個(gè)數(shù)51 單片機(jī)

16、 1 塊、一個(gè)，紅色 LED 九只、綠色 LED 一只、萬(wàn)能實(shí)驗(yàn)板一塊、5V 電源、電容、電阻、紅外接收頭、5V 長(zhǎng)鳴型蜂鳴器，5V 繼電器，三極管，按鍵。五、演示正面電路運(yùn)行工作六、實(shí)驗(yàn)總結(jié)雖然在此次紅外燈設(shè)計(jì)過(guò)程中遇到了一些難題，我們還是通過(guò)各種途徑去解決，通過(guò)小組三人的共同努力，最終完成了課程設(shè)計(jì)。這次課程設(shè)計(jì)讓我們對(duì)紅外的知識(shí)有了一定了解，也從這次課程設(shè)計(jì)過(guò)程中體驗(yàn)到了理論與實(shí)踐相結(jié)合的重要性。七、參考文獻(xiàn)(1)李朝青，劉艷玲，單片機(jī)原理及接術(shù)，北京航空航天大學(xué)，2013.7(2)楊素行，模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)簡(jiǎn)明，高等教育，2006.5附錄：程序#includesbit sbitsbitI

17、RIN=P32; RELAY = P20;feng=P27;/定義紅外接收頭使用的 IO 口/定義繼電器使用的 IO 口/定義蜂鳴器使用的 IO 口unsigned char IrValue6;unsigned char Time;voidvoidIrInit();DelayMs(unsigned int );voidmain()/主程序IrInit();P0=0x00;/初始化紅外接收/剛開(kāi)始燈全亮while(1)if( IrValue2 = 0x46)/蜂鳴器響的程序feng=0; DelayMs(200);P0= 0xff;feng=1; DelayMs(200);if( IrValue

18、2 = 0x47)RELAY = 0;P0= 0xff;elseRELAY = 1;/繼電器的程序if( IrValue2 = 0x45)/燈全滅P0= 0xff;if( IrValue2 = 0x0c)P0= 0xfe;if( IrValue2 = 0x18P0= 0xfd;if( IrValue2 = 0x5eP0= 0xfb;if( IrValue2 = 0x08P0= 0xf7;/第一個(gè)燈亮)/第二個(gè)燈亮)/第三個(gè)燈亮)/第四個(gè)燈亮if(IrValue2 = 0x1cP0= 0xef;if( IrValue2 = 0x5A)/第五個(gè)燈亮)/第六個(gè)燈亮P0= 0xdf;if(IrValu

19、e2 = 0x42)/第七個(gè)燈亮P0= 0xbf;if(IrValue2 =P0= 0x7f;if(IrValue2 =P0= 0x00;0x52)/第八個(gè)燈亮0x4a)/燈全亮if(IrValue2unsigned unsigned=0x16)/LED 流水燈右移char LED;int i;LED = 0xff; for(i=0;i9;i+)P0 = LED;DelayMs(4000);LED = LED 1;/循環(huán)左移一位，點(diǎn)亮下一個(gè) LED“”為左移位if(IrValue2 =unsigned char0x19)/LED 流水燈左移LED;unsigned int i;LED = 0xff; for(i=0;i 1;/循環(huán)右移一位，點(diǎn)亮下一個(gè) LED“”為右移位if(IrValue2 = 0x0Dunsigned char LED; unsigned int i; LED = 0x01;)/左右跑馬燈for(i=0;i7;i+)P0 = LED;DelayMs(4000); LED = LED 1;for(i=0;i 1;void IrInit()IT0=1; EX0=1; EA=1;/下降沿觸發(fā)/打開(kāi)中斷 0/打開(kāi)總中斷IRIN=1;/初始化端口void ReadIr()unsigned unsigned Time