基于AT89C51和AT89C2051的紅外遙控系統應用研究

1.引言

隨著物質文化生活水平的日益提高，人們對產品智能化、方便性等方面的追求也在進一步提升。而紅外遙控裝置由于其結構簡單、成本低廉、制作方便、抗干擾能力強等一系列的優點，成為目前使用最廣泛的的一種通信和遙控手段。但是，近年來，由于各種各樣的家用電器走進了千家萬戶，比如電視機、DVD、錄像機、數字投影機等，因此經常需要同時使用多種遙控器，而不同的設備所遵循的紅外傳輸規約也不盡相同，這些都給使用者帶來了諸多的不便。本文的設計正是利用單片機的控制指令對不同的設備進行控制，因而可以方便快捷的實現紅外遙控電路的控制功能。

2.紅外遙控系統的硬件設計

2.1 紅外遙控系統的總體設計

紅外遙控系統包括發射和接收兩個組成部分。系統的發送端由單片機將需要發送的二進制信號編碼調制為一系列的脈沖信號，而后通過紅外發射管發射紅外信號。在紅外接收端采用一體化紅外接收頭，在接收紅外信號的同時對信號進行放大、濾波、整形，將得到的TTL電平編碼信號傳送給單片機，最后由單片機解碼并進行相關控制。系統的整體設計框圖如圖1所示。

2.2 紅外發射電路

該模塊采用AT89C2051作為發射電路的核心處理器并選擇點觸式開關作為控制鍵。同時，設計中還包括有晶振與簡單的紅外發射電路。

發射電路的主要原理如下，遙控發射通過點觸式鍵盤控制。當不同的按鍵按下時，可以產生不同的數字編碼脈沖，而后將編碼調制在38KHz載波上，再經緩沖放大后送往紅外發光二極管，使其產生不同的脈沖信號，繼而傳送到遙控接收器上。其中，用于發射部分的主要元器件為紅外發光二極管。其內部材料與普通發光二極管不同，在該元件兩端施加相應的電壓時可以發出紅外線。本次設計選用脈沖振幅調制(PAM)對二進制脈沖信號進行調制。詳細的紅外發射電路如圖2所示。

2.3 紅外接收電路

該模塊電路主要由一體化紅外接收頭、單片機AT89C51、存儲器、還原調制和紅外發光管驅動電路組成。其中，接收部分的主要元件為紅外接收管。為使紅外接收二極管正常工作，往往需要加反向偏壓，而且反向偏壓可以使其獲得較高的靈敏度。一體化接收頭在該設計中的主要作用為解調紅外遙控信號，即去除38KHz的載波信號后識別出二進制碼0、1.在接收到遙控信號后，經過紅外接收頭的前置放大、限幅放大、帶通濾波、峰值檢測以及整形，即可解調出與遙控信號反向的脈沖。

其中，一體化紅外接收頭采用SM0038.

SM0038內置PIN二極管和前置放大器，采用紅外濾波的環氧兩脂材料封裝。通過SM0038輸出的解調輸出信號可以直接由微處理器解密。采用SM0038的主要特點是可靠性好，不易受環境干擾，并可以防止非控制信號的輸出脈沖出現。

3.紅外遙控系統的軟件實現

系統的初始化工作在主程序中完成，由于整體程序較長，所以在本設計中只給出部分的核心設計程序。

3.1 發射部分的軟件設計

首先要初始化定時器，其中定時頻率為：

38KHz.當開始工作時，需要按下按鍵發送數據“1”.與此同時，定時器溢出產生定時中斷，即可生成38KHz的載波信號。

1)主函數代碼：

4.結語

由于紅外遙控抗干擾性強，電路調試簡單，編解碼容易等特點，已在實際生活中得到了廣泛的應用。本文提出的紅外遙控系統的設計方案和程序，為單片機控制產品的開發提供了非常實用的參考。但是本電路也有不完善之處，其一，本電路只能通過單通道來實現對多個設備的控制，因此不能同時控制多個設備。其二，由于一體化紅外接收頭一般需要5V的工作電壓，而在實際情況中，一般遙控器最多需要兩節干電池，即提供3V電壓，因此，本設計在供電能力方面還有需要完善的地方。