红外线家电遥控系统.docx

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1、系统方案设计
1.1概述
红外线家电遥控系统由红外发射模块和红外接收模块结合单片机AT89C51构成，运用硬件和软件相结合的方法，实现控制市电220v家电的开启和关闭。红外发射模块由矩阵按键，单片机和发光二级管组成。红外接收模块由红外接收，单片机和信号显示电路组成。
1.2系统原理框图按键控制
信号显示
单片机
红外接收
红外发射
单片机

图1
2.系统硬件设计
2.1按键控制电路

图2
如图2所示，矩阵键盘电路使用的矩阵键盘又称为行列式键盘，这里是用4条I/O线作为行线，4条I/O线作为列线组成的键盘。在行线和列线的每一个交叉点上，设置一个按键。这样键盘中按键的个数是4×4个。这种行列式键盘结构能够有效地提高单片机系统中I/O口的利用率。
为了提高抗干扰能力，在矩阵键盘电路中加上上拉电阻，因为采用的电源电压为5v，所以取上拉电阻阻值为5.1k,既能抗干扰又能确保驱动电流足够。
2.2单片机及其外围电路
2.2.1单片机

图3
AT89C51的一些管脚说明：
VCC：供电电压。
GND：接地。
P0口：P0口为一个8位漏级开路双向I/O口。当P1口的管脚第一次写1时，被定义为高阻输入。
P1口：P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。
P2口：P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口缓冲器可接收，输出4个TTL门电流，当P2口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。
P3口：P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口，可接收输出4个TTL门电流。
RST：复位输入。当振荡器复位器件时，要保持RST脚两个机器周期的高电平时间。
ALE/PROG：当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的低位字节。
/PSEN：外部程序存储器的选通信号。在由外部程序存储器取指期间，每个机器周期两次/PSEN有效。但在访问外部数据存储器时，这两次有效的/PSEN信号将不出现。
/EA：当/EA保持低电平时，则在此期间外部程序存储器，不管是否有内部程序存储器。当/EA端保持高电平时，此间内部程序存储器。在FLASH编程期间，此引脚也用于施加12V编程电源。
XTAL1：反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。
XTAL2：来自反向振荡器的输出。

图4
AT89C2051相对于AT89C51它少了一些管脚口及功能，但是它的功耗少，便于携带，更经济，使他在发射电路中起着重要的地位。因此，在本设计红外发射电路中就用了他来实现脉冲信号的产生。
2.2.2晶振电路

图5
如图3所示，晶振电路由晶振和两个负载电容组成。负载电容大小没有固定值，一般二三十皮法，在这里取22pf。两个负载电容大小要相同，否则容易使得谐振不平衡。晶振是给单片机提供工作信号脉冲的，这个脉冲就是单片机的工作速度，这里取11.0592MHz,它的输出连接着单片机的XTAL1和XTAL2引脚。
2.2.3复位电路

图6
单片机的复位都是靠外部电路来实现的。在时钟电路工作后，只要在单片机的复位(RST)脚上出现3个机器周期以上的高电平，单片机便实现初始化状态复位。
由按键以及电解电容C7、电阻R7构成按键及上电复位电路，如图6所示。由于单片机是高电平复位，所以当按键按下时候，单片机的9脚RET管脚处于高电平，此时单片机处于复位状态。当上电后，由于电容的缓慢充电，单片机的9脚电压逐步由高向低转化，经过一段时间后，单片机的9脚处于稳定的低电平状态，此时单片机上电复位完毕，系统程序从0000H开始执行。使CPU进入初始状态，从0000H地址开始执行程序的过程叫系统复位。从实现系统复位的方法来看，系统复位可分为硬件复位和软件复位。硬件复位必须通过CPU外部的硬件电路给CPU的RESET端加上足够时间的高电位才能实现。软件复位就是用一系列指令来模拟硬件复位功能，最后通过转移指令使程序从0000H地址开始执行。对各专用寄存器的复位操作是容易的，也没有必要完全模拟，可根据实际需要去主程序初始化过程中完成。
2.3红外线发光二极管驱动电路

图7
红外线发射电路如图7所示，P3.4口作为发射部分，用三极管的放大驱动红外线发光二极管发射编码信号。发光二级管的正向压降为1.6v—1.8v，导通电流为5-20mA，NPN三极管的β为100。根据公式I(B)=I(C)/β,I(B)=[V-U(BEQ)]/R7得R7的范围是21.5K-86K，在这里取47k。R1在这里起到限流的作用。
2.4红外发光二极管接收电路

图8
如图8所示为红外发光二极管接收电路。红外线接收电路是一个红外线接收及滤波一体化模块。当有红外线信号时，红外接收端接收红外信号，滤除载波，并通