紅外遙控器的解碼裝置設(shè)計(jì)

紅外遙控器的解碼裝置設(shè)計(jì),紅外,遙控器,解碼,裝置,設(shè)計(jì) 本科畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))開題報(bào)告 論 文 題 目： 紅外遙控器的解碼設(shè)置設(shè)計(jì) 學(xué) 院：  畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）開題報(bào)告要求 開題報(bào)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(jì)）的有效保證。為了使這項(xiàng)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(jì)）題目及研究領(lǐng)域； 2. 論文（設(shè)計(jì)）工作的理論意義和應(yīng)用價(jià)值； 3. 目前研究的概況和發(fā)展趨勢(shì)。二、論文（設(shè)計(jì)）研究的內(nèi)容1.重點(diǎn)解決的問題； 2. 擬開展研究的幾個(gè)主要方面（論文寫作大綱或設(shè)計(jì)思路）； 3. 本論文（設(shè)計(jì)）預(yù)期取得的成果。三、論文（設(shè)計(jì)）工作安排 1. 擬采用的主要研究方法（技術(shù)路線或設(shè)計(jì)參數(shù)）； 2. 論文（設(shè)計(jì)）進(jìn)度計(jì)劃。四、文獻(xiàn)查閱及文獻(xiàn)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(xiàn)資料，并在此基礎(chǔ)上通過分析、研究、綜合，形成文獻(xiàn)綜述。必要時(shí)應(yīng)在調(diào)研、實(shí)驗(yàn)或?qū)嵙?xí)的基礎(chǔ)上遞交相關(guān)的報(bào)告。綜述或報(bào)告作為開題報(bào)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(bào)告應(yīng)在畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）工作開始后的前四周內(nèi)完成； 2. 開題報(bào)告必須經(jīng)學(xué)院教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)審查通過； 3. 開題報(bào)告不合格或沒有做開題報(bào)告的學(xué)生，須重做或補(bǔ)做合格后，方能繼續(xù)論文（設(shè)計(jì)）工作，否則不允許參加答辯； 4. 開題報(bào)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(bào)告的內(nèi)容，要求打印并裝訂成冊(cè)（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(jì)）題目 紅外遙控器的解碼裝置設(shè)計(jì) 2. 研究領(lǐng)域 紅外解碼；51 單片機(jī)；紅外通信常用技術(shù)的原理；電路設(shè)計(jì) 3. 論文（設(shè)計(jì)）工作的理論意義和應(yīng)用價(jià)值理論意義： 紅外遙控通信技術(shù)廣泛應(yīng)用于機(jī)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(jī)電一體化產(chǎn)品的質(zhì)量。以系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)和編程控制設(shè)計(jì)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(jī)電方向綜合應(yīng)用所學(xué)專業(yè)知識(shí)分析問題、解決問題的能力。 應(yīng)用價(jià)值： 在當(dāng)今社會(huì)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(duì)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(duì)與這種情況，設(shè)計(jì)出一種集成度比較高的控制體系是必然的。 單片機(jī)：它的集成度很高，它具有體積小、質(zhì)量輕、價(jià)格便宜、耗電少等突出特點(diǎn)，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(guó)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(jī)特別適合于把它做到產(chǎn)品的內(nèi)部，取代部分勞師機(jī)械、電子零件或元器件。可使產(chǎn)品縮小體積，增強(qiáng)功能，實(shí)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(qiáng)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(zhǎng)（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(qiáng)度，達(dá)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(jià)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(duì)家中各種紅外遙控器發(fā)射的控制信號(hào)進(jìn)行識(shí)別、存儲(chǔ)和再現(xiàn)的智能型紅外遙控器，用這樣一個(gè)遙控器控制家中所有電器該有多好。為此，我們?cè)囍O(shè)計(jì)一種以單片機(jī)為核心的智能型遙控器。 4. 目前研究的概況和發(fā)展趨勢(shì)研究概況 隨著半導(dǎo)體紅外波長(zhǎng)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(dá)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(qiáng)、受環(huán)境影響少等優(yōu)點(diǎn),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(duì)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(gè)重點(diǎn)的發(fā)展方向。 國(guó)內(nèi)發(fā)展 紅外通信由來已久,但是進(jìn)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(gè)由部件、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、外圍設(shè)備和電信廠商組成的大型集團(tuán)——紅外數(shù)據(jù)協(xié)會(huì)(IrDA)就紅外通信的一套標(biāo)準(zhǔn)達(dá)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(huì)開發(fā)的這種新的無線通信標(biāo)準(zhǔn)還得到PC機(jī)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(jì)算機(jī)之間采用這種高速紅外數(shù)據(jù)通信的PC機(jī)、筆記本計(jì)算機(jī)、打印機(jī)和手持式個(gè)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(jì)算機(jī)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(chǎng)。 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(diǎn)是不影響周邊環(huán)境的、不干擾其他電器設(shè)備。價(jià)格低廉，編碼簡(jiǎn)單，近距離的遙控使用紅外遙控非常有優(yōu)勢(shì)。 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(jī)等組成。因此，遙控系統(tǒng)是一涉及單片機(jī)的數(shù)字系統(tǒng)。 目前國(guó)內(nèi)紅外遙控電子元器件的競(jìng)爭(zhēng)很激烈，導(dǎo)致了價(jià)格的低廉，表面上有利于消費(fèi)者，可是長(zhǎng)期惡性競(jìng)爭(zhēng)，互相壓價(jià)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(fèi)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(xiàng)目:新一代計(jì)算機(jī)紅外線 通訊網(wǎng)絡(luò),得到了國(guó)家創(chuàng)新基金的支持和有關(guān)公司資金的投入。項(xiàng)目的總體目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)以紅外擴(kuò)頻為基本技術(shù)的室內(nèi)紅外通信網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì),使帶有紅外接口的通用設(shè)備， 如：便攜電腦,打印機(jī)，照相機(jī)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。現(xiàn)己開發(fā)成功公共場(chǎng)所的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)系統(tǒng),室內(nèi)會(huì)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(kuò)頻調(diào)制技術(shù)及網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)也處于研制中。 國(guó)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(jì)與實(shí)驗(yàn)的論文以來,有許多學(xué)者在進(jìn)行紅外無線通信的研究。 美國(guó)加州伯克利大學(xué)電子工程和計(jì)算機(jī)科學(xué)系在 IBM 和 HP 公司的資助下進(jìn)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(duì)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(jìn)一步資料較為保密。 美國(guó)圣地亞哥 AstroTerra 公司,已做出可以在 3km、skxlz、sklll,速率高達(dá)155Mbps、622Mbps、2.SGbpS 的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)產(chǎn)品研究及實(shí)驗(yàn),并在洛杉磯、拉斯維加斯、圣地亞哥等地作了外場(chǎng)實(shí)驗(yàn)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(dòng)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(gè)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(qiáng)紅外無線光通信技術(shù)”用于計(jì)算機(jī)、多媒體終端及移動(dòng)通信中的聯(lián)網(wǎng)計(jì)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(guó)際市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng),有的產(chǎn)品已打入中國(guó)市場(chǎng)。 二、論文（設(shè)計(jì)）研究的內(nèi)容1.重點(diǎn)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(jì)及相關(guān)軟件設(shè)計(jì)，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(gè)主要方面（論文寫作大綱或設(shè)計(jì)思路） (1)學(xué)習(xí)理解紅外遙控的工作原理及實(shí)現(xiàn)手段，擬定設(shè)計(jì)方案。 (2) 解碼裝置的硬件器件的選型、硬件電路的設(shè)計(jì)及相關(guān)軟件設(shè)計(jì)，包括硬件連接原理圖，軟件流程圖。 (3) 解碼裝置的仿真驗(yàn)證 (4) 51 單片機(jī)軟件集成開發(fā)軟件 Keil (5)單片機(jī)仿真軟件 Proteus 3. 本論文（設(shè)計(jì)）預(yù)期取得的成果 (1) 學(xué)習(xí)掌握 51 單片機(jī)軟件集成開發(fā)軟件 keil (2) 掌握單片機(jī)仿真軟件 Proteus 并通過該軟件實(shí)現(xiàn)仿真(3)學(xué)習(xí)并利用 C 語(yǔ)言進(jìn)行程序編輯 三、論文（設(shè)計(jì)）工作安排 1.擬采用的主要研究方法（技術(shù)路線或設(shè)計(jì)參數(shù)）； (1) 初步階段以及在研究進(jìn)行中都需要查找大量文獻(xiàn)以及參考資料，還有設(shè)計(jì)軟件的工具書 (2) 使用軟件進(jìn)行編碼和仿真調(diào)整 2.論文（設(shè)計(jì)）進(jìn)度計(jì)劃 第 1-4 周：明確畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)，進(jìn)行參考文獻(xiàn)的查閱，整理加工參考文獻(xiàn) 第 5 周：上交開題報(bào)告，進(jìn)行開題報(bào)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(jī)的相關(guān)知識(shí)。第 7-8 周：學(xué)習(xí) 51 單片機(jī)軟件集成開發(fā)軟件 keil 與單片機(jī)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(jì)。 第 11 周：進(jìn)行相應(yīng)軟件設(shè)計(jì)。 第 12 周：將整個(gè)系統(tǒng)的工作情況進(jìn)行 proteus 仿真，完善系統(tǒng)。第 13 周：進(jìn)行系統(tǒng)的實(shí)際制作或進(jìn)行實(shí)驗(yàn)臺(tái)實(shí)際驗(yàn)證。 第 14 周：根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)一步改進(jìn)系統(tǒng)，開始撰寫設(shè)計(jì)說明書。 四、需要閱讀的參考文獻(xiàn) [1]趙健衡，基于單片機(jī)控制的紅外線遙控器設(shè)計(jì)[J]計(jì)算機(jī)工程應(yīng)用，2009：01 [2]李雪瑩，基于單片機(jī)的空調(diào)紅外線編解碼系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí)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(jī)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(jī)進(jìn)行紅外編、解碼[J].電子世界.2002(12) [5] 曾慶立. 遠(yuǎn)距離紅外通訊接口的硬件與使用[J].吉首大學(xué)學(xué)報(bào)(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(jī)堵轉(zhuǎn)智能控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[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(guó)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(jī)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(jī)應(yīng)用及 C51 程序設(shè)計(jì)[M].機(jī)械工業(yè)出版社，2010，9 [12]孫俊逸，盛秋林，張崢，單片機(jī)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(guó)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(jī)高級(jí)語(yǔ)言應(yīng)用編程技術(shù)[M]電子工業(yè)出版社，2015，10 附：文獻(xiàn)綜述或報(bào)告 文獻(xiàn)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(jī)械（如機(jī)床、風(fēng)機(jī)、水泵、提升機(jī)、輸送機(jī)卷?yè)P(yáng)機(jī)等）、車庫(kù)門、自動(dòng)門、家用電器、玩具等。從信號(hào)傳遞方式分： 紅外、無線電波、超聲波、雷達(dá)。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(jiǎn)單、功能強(qiáng)、功耗低、成本低等優(yōu)點(diǎn)，因此大規(guī)模應(yīng)用于空調(diào)機(jī)、彩電、錄像機(jī)、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(duì)家電的需要日益增加的時(shí)候， 促使使用紅外遙控器的機(jī)會(huì)也越來越多。其優(yōu)點(diǎn)也體現(xiàn)在軟件功能完善等特點(diǎn)，具有一定的使用和參考價(jià)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(cè)器。1800 年F·W·Herschel發(fā)現(xiàn)紅外輻射時(shí)使用的是水銀溫度計(jì)，這是最原始的熱敏型紅外探測(cè)器。1830 年以后，相繼研制出溫差電偶的熱敏探測(cè)器、測(cè)輻射熱計(jì)等。 在1940 年以前，研制成的紅外探測(cè)器主要都是熱敏探測(cè)器。19 世紀(jì)，科學(xué)家們使用熱敏型紅外探測(cè)器認(rèn)識(shí)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(dòng)性，其傳播速度都是光速、波長(zhǎng)是它們的參數(shù)并可以測(cè)量。 20世紀(jì)初，測(cè)量了大量的有機(jī)物質(zhì)和無機(jī)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(jià)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(cè)器問世，以硫化鉛紅外探測(cè)器為代表的這類探測(cè)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(cè)的物理現(xiàn)象和效應(yīng)，使光電型紅外探測(cè)器得到新的推動(dòng)。到60 年初期，對(duì)于1～3、3～5 和8～13 微米三個(gè)重要的大氣窗口都有了性能優(yōu)良的紅外探測(cè)器。在同一時(shí)期內(nèi)，固體物理、光學(xué)、電子學(xué)、精密機(jī)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(dá)和通信都可以在紅外波段實(shí)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(cè)非相干紅外光，外差接收技術(shù)用于紅外探測(cè)，使探測(cè)性能比功率探測(cè)高出好幾個(gè)數(shù)量級(jí)。另外，由于這類應(yīng)用的需要，促使出現(xiàn)新的探測(cè)器件和新的輻射傳輸方式，推動(dòng)紅外技術(shù)向更先進(jìn)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(duì)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(gè)重點(diǎn)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(gè)組成部分。發(fā)送端采用單片機(jī)的定時(shí)中斷功能，由定時(shí)器 T0 產(chǎn)生周期性的 26us 的矩形脈沖,即每隔13us，定時(shí)器 T0 產(chǎn)生中斷輸出一個(gè)相反的信號(hào)使單片機(jī)輸出端產(chǎn)生周期為38KHz的脈沖信號(hào)。將待發(fā)送的二進(jìn)制信號(hào)編碼調(diào)制為一系列的脈沖串信號(hào),通過紅外發(fā)射管發(fā)射紅外信號(hào)。紅外接收端普遍采用價(jià)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(hào)頻率為38KHz , 周期約26μs)接收紅外信號(hào),它同時(shí)對(duì)信號(hào)進(jìn)行放大、檢波、整形,得到TTL 電平的編碼信號(hào),再送給單片機(jī),經(jīng)單片機(jī)解碼并執(zhí)行,去控制相關(guān)對(duì)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(shí)調(diào)制( PPM)方式, 將二進(jìn)制數(shù)字信號(hào)調(diào)制成某一頻率的脈沖序列, 并驅(qū)動(dòng)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(hào), 再經(jīng)過放大、濾波處理后送給解調(diào)電路進(jìn)行解調(diào), 還原為二進(jìn)制數(shù)字信號(hào)后輸出。換句話說, 紅外通信的實(shí)質(zhì)就是對(duì)二進(jìn)制數(shù)字信號(hào)進(jìn)行調(diào)制和解調(diào), 以便利用紅外進(jìn)行傳輸, 紅外通信接口就是針對(duì)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(hào)代表不同的控制指令。遙控信號(hào)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(qiáng),但由于各個(gè)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(shí)，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(duì)于頻分制,碼分制電路簡(jiǎn)單、方便使用更加靈活, 保密性強(qiáng)。同時(shí),碼分制電路也容易實(shí)現(xiàn)集成化,因此在實(shí)際使用中多采用這種方式。[13] 單片機(jī)的硬件設(shè)計(jì)： （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(hào)的所有工作。注意選擇接收器件時(shí)要保證接收器件的中心頻率與發(fā)射信號(hào)的中心頻率相匹配。接收器對(duì)外只有3 個(gè)引腳: VCC、GND 和1 個(gè)脈沖信號(hào)輸出OUT。由于單片機(jī)采用中斷檢測(cè)脈沖只能單一檢測(cè)到上升沿或下降沿，而本系統(tǒng)為了檢測(cè)其雙邊沿，故加一三極管對(duì)其電平取反，以達(dá)到高低電平檢測(cè)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(shí)器T0產(chǎn)生一個(gè)38KHz的軟件定時(shí)中斷，當(dāng)作紅外遙控的調(diào)制基波，當(dāng)某個(gè)操作按鍵按下時(shí)，單片機(jī)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(gè)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(hào)，并輸出脈沖幀數(shù)據(jù)時(shí)，第一位碼的低電平將啟動(dòng)中斷程序，實(shí)時(shí)接收數(shù)據(jù)幀。在數(shù)據(jù)幀接收時(shí)，將對(duì)第一位（起始位）碼的碼寬進(jìn)行驗(yàn)證。若第一位低電平碼的脈寬小于2ms，將作為錯(cuò)誤碼處理。當(dāng)間隔位的高電平脈寬大于3ms時(shí)，結(jié)束接收，然后根據(jù)累加器A中的脈沖個(gè)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(jì)十分簡(jiǎn)單，如圖2 所示。該電路通過74LS32 與單片機(jī)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(hào)的頻率應(yīng)盡可能接近38kHz, 因此在設(shè)計(jì)脈沖振蕩器時(shí), 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(duì)應(yīng)14 個(gè)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(jī)的軟件設(shè)計(jì)： （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(duì)控制碼串行編碼發(fā)送及相應(yīng)的判別顯示。整個(gè)解碼程序主體采用子程序調(diào)用方式,使程序設(shè)計(jì)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(gè)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(kù)文件，也可以與庫(kù)文件一起經(jīng) L51 連接定位生成絕對(duì)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(jìn)行源代碼級(jí)調(diào)試，也可由仿真器使用直接對(duì)目標(biāo)板進(jìn)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(jìn)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(jìn)制的“1”，其波形如下圖所示。[10] 上述“0”和“1”組成的 32 位二進(jìn)制碼經(jīng) 38kHz 的載頻進(jìn)行二次調(diào)制以提高發(fā)射效率，達(dá)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(jī)中的89C51。該單片機(jī)片內(nèi)有4KB EEPROM。該芯片的特點(diǎn)是有與8031完全相同的引腳,當(dāng)EA接高電平時(shí), 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(jì)中將CX20106A送來的串行信號(hào)的串/并進(jìn)行轉(zhuǎn)換,并在內(nèi)部對(duì)并行碼進(jìn)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(gè)設(shè)計(jì)要求。[10] 小節(jié) 本設(shè)計(jì)共有兩大塊：硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)。在硬件設(shè)計(jì)中主要分為接收與發(fā)射，這兩部分是該設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容。其中需要對(duì)單片機(jī)進(jìn)行選擇，通過可靠的編碼協(xié)議。紅外遙控裝置具有實(shí)際運(yùn)行抗干擾力強(qiáng)、誤碼率小，與其他識(shí)別裝置相比，具有硬件簡(jiǎn)單、造價(jià)低廉的優(yōu)點(diǎn)。 指導(dǎo)教師評(píng)閱意見（對(duì)選題情況、研究?jī)?nèi)容、工作安排、文獻(xiàn)綜述等方面進(jìn)行評(píng)閱） 審 核 意 教研室主任意見 見  簽字： 年 月 日 簽字： 年 月 日 學(xué)院教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)意見 簽字： 年 月 日公章：