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1、 基于单片机的遥控灯箱的设计毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得 及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。作 者 签 名： 日 期： 指导教师签名： 日期： 使用授权说明本人完全了解 大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕
2、业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。作者签名： 日 期： 学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名： 日期： 年 月 日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保
3、留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权 大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。涉密论文按学校规定处理。作者签名：日期： 年 月 日导师签名： 日期： 年 月 日指导教师评阅书指导教师评价：一、撰写（设计）过程1、学生在论文（设计）过程中的治学态度、工作精神 优 良 中 及格 不及格2、学生掌握专业知识、技能的扎实程度 优 良 中 及格 不及格3、学生综合运用所学知识和专业技能分析和解决问题的能力 优 良 中 及格 不及格4、研究方法的科学性；技术线路的可行性；设计方案的合理性
4、 优 良 中 及格 不及格5、完成毕业论文（设计）期间的出勤情况 优 良 中 及格 不及格二、论文（设计）质量1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？ 优 良 中 及格 不及格2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？ 优 良 中 及格 不及格三、论文（设计）水平1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义 优 良 中 及格 不及格2、论文的观念是否有新意？设计是否有创意？ 优 良 中 及格 不及格3、论文（设计说明书）所体现的整体水平 优 良 中 及格 不及格建议成绩： 优 良 中 及格 不及格（在所选等级前的内画“”）指导教师： （签名） 单位： （盖章）年 月 日
5、评阅教师评阅书评阅教师评价：一、论文（设计）质量1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？ 优 良 中 及格 不及格2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？ 优 良 中 及格 不及格二、论文（设计）水平1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义 优 良 中 及格 不及格2、论文的观念是否有新意？设计是否有创意？ 优 良 中 及格 不及格3、论文（设计说明书）所体现的整体水平 优 良 中 及格 不及格建议成绩： 优 良 中 及格 不及格（在所选等级前的内画“”）评阅教师： （签名） 单位： （盖章）年 月 日毕业设计 教研室（或答辩小组）及教学系意见教研室（或答辩小组）
6、评价：一、答辩过程1、毕业论文（设计）的基本要点和见解的叙述情况 优 良 中 及格 不及格2、对答辩问题的反应、理解、表达情况 优 良 中 及格 不及格3、学生答辩过程中的精神状态 优 良 中 及格 不及格二、论文（设计）质量1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？ 优 良 中 及格 不及格2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？ 优 良 中 及格 不及格三、论文（设计）水平1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义 优 良 中 及格 不及格2、论文的观念是否有新意？设计是否有创意？ 优 良 中 及格 不及格3、论文（设计说明书）所体现的整体水平 优 良 中 及格
7、不及格评定成绩： 优 良 中 及格 不及格（在所选等级前的内画“”）教研室主任（或答辩小组组长）： （签名）年 月 日教学系意见：系主任： （签名）年 月 日【摘要】在日常使用电子产品中，由于单片机具有功能强，体积小，功耗低，价格便宜，工作可靠，使用方便等特点，它在各个领域的使用越来越广泛，而单片机的发展也十分迅速。遥控灯箱是用单片机根据接受信号，使直流电机正转、反转、停止，其的突出优点是具有外观新颖，工作可靠，使用方便、灵活等特点，因此它在各个领域的使用也很普及。本课题将通过protel软件来绘制原理图及PCB图然后进行设计一个遥控灯箱，使电子专业学生对单片机与直流电机的工作原理，外加红外遥
8、控等的实际应用有系统的了解，与学生的培养目标、培养规格和教学计划要求相一致的，对检测学生所学专业知识、理论、技能和培养学生独立完成基本科研任务的能力具有一定的效果和意义【关键词】：单片机、直流电机、遥控【Abstract】Electronic products in everyday use, as a function of SCM ,small volume, low power consumption, cheap, reliable, easy to use features, if is more widely used in various fields, and the micr
9、ocontroller also growing very rapidly. Remote light box is used microcontroller according to the accepted signal to the DC motor forward, reverse, stop,and its outstanding advantage is that with the appearance of new, reliable, easy to use and flexible features, so if is used in various fields is al
10、so very popular.This topic will protel software to design both a remote light box, so that e-SCM and professional students working principle of DC motor, plus IR remote control the practical application of a systematic understanding, and studentstraining objectives, training requirements specificati
11、ons and consistent teaching programs, testing students on professional knowledge, theory, skills,and prepare students for independent ability to perform basic research tasks and significance of the effect of certain .【Key words】:microcontroller, motor, remote control目 录一、引言1（一）选题背景1（二）研究目标与意义1二、方案设计
12、与论证1（一）电机的选择1（二）控制器件的选择1（三）方案确定2三、硬件设计2（一）单片机2（二）直流电机5（三） 红外遥控9四、软件设计13（一）程序流程图13（二）按键设计14（三）红外遥控16（四）程序16五、结束语20致 谢20参考文献20附录一 主原理图21附录二 红外遥控原理图22附录三 主PCB图23附录四 红外遥控PCB图24一、引言（一）选题背景 电机是一种能量转换的装置，在国民经济中起着重要作用，无论是在工农生产、交通运输、国防宇航、医疗卫生、商务与办公设备，还是日常生活中的家用电器，都大量的使用着各种各样的电机，如汽车、电视机、电风扇、空调等等也离不开电机。同时，在越来越
13、多的应用场合，只能旋转的电机己无法满足要求，而是要求能够实现快速加速、减速或反转以及准确停止等功能。 传统的灯箱一般只能实现其正转，没有反转、停止等功能，遥控灯箱更难见。遥控灯箱不仅解决了以往灯箱的死板、单一的特点，而且其使用方便、简单，更能适应生活的需求，也更具有新鲜感。（二）研究目标与意义此次课题设计一个遥控直流电机系统：用单片机设计并实现以键盘或红外遥控接受器作为输入，单片机根据接受到的信号发出一定脉冲从而控制直流电机的开、关，正、反转动，停止，以达到遥控灯箱的基本功能。二、方案设计与论证（一）电机的选择电机分类很多，比如有：直流电机，步进电机等，直流电机易于控制，平滑调节，且成本低，而
14、步进电机价格昂贵，控制精度要求高，一般用于数控机床、自动绘图仪等设备中，本课题对电机的要求不是很高，使用直流电机完全可以，充分利用了元器件也节约了成本。而且直流电动机数字化已经走向实用化，其主要特点是： (1)常规的晶闸管直流调速系统中大量硬件可用软件代替，从而简化系统结构，减少了电子元件虚焊、接触不良和漂移等引起的一些故障，而且维修方便； (2)动态参数调整方便； (3)系统可以方便的设计监控、故障自诊断、故障自动复原程序，以提高系统的可靠性； (4)可采用数字滤波来提高系统的抗干扰性能；(5)可采用数字反馈来提高系统的精度；(6)容易与上一级计算机交换信息；(7)具有信息存储、数据通信的功
15、能。（二）控制器件的选择方案一：通过输入电压的大小来控制电机的正转、反转以及停止、开关；只要使输入电动机的相互转换即可实现电机的正、反转。但是电压的改变是连续的，不可以跳跃，这样就会使电机在进行转动的时候产生不稳定，电机也容易破损。方案二：采用单片机进行控制电机。本设计需要使用的软件资源比较简单，只需要完成红外线接收部分、键盘控制部分以及输出驱动功能。运用单片机进行控制比较简单、易控制、可靠性高、抗干扰能力强、精度高且体积大大减小。AT89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器的低电压，高性能CMOS8位微处理器.具有4K字节可编程闪烁存储器,可擦除的的只读存储器(PEROM), A
16、TMEL的AT89C51是一种高效微控制器. AT89C51单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉。鉴于上面分析，方案一只能自以为改变所给电压值而能使电动机的改变正、反转动，其不稳定性太大。方案二只是把理想的电压脉冲送动电机驱动电路，通过其放大驱动电机的正、反转动以及停止、开关。其更具有稳定也容易操作，选用方案二。（三）方案确定综上所述，电机采用直流电机，而主要的控制器件则采用AT89C51单片机，总的设计框图见图2-1。红外接受AT89C51电机驱动电路直流电机红外发射键盘图2-1 系统框图三、硬件设计（一）单片机1AT89C51单片机简介AT89C51有PDIP，PLCC，TQ
17、FP三种封装方式，其中最常见的就是采用40PIN封装的双列直接PDIP封装，下面有AT89C51的基本结构图（见图3-1）。芯片共有40个引脚（见图3-1），引脚的排列顺序为从靠芯片的缺口左边那列逆时针数起，依次为1，2，3，440，其中芯片的1脚顶上有一个凹点（见图3-1）。在单片机的40 个引脚中，电源引脚2根，外接晶体振荡器引脚2根，控制引脚4根以及4组8为可编程I/O引脚32根。主电源引脚（2根）(1) VCC:电源输入，接+5V电源(2) GND：接地线外接晶振引脚（2根）振荡与定时电路4KB程序存储器128B数据存储器CPU并行端口总线控制串行端口系 统 总 线时钟源P0 P1 P
18、2 P3TXD RXD128B特殊功能寄存器内部中断信号外部中断信号控制信号两个16位定时器/计数器T0 T1图3-1 AT89C51基本结构图(1) XTAL1：片内晶振电路的输入端(2) XTAL2：片内晶振电路的输出端图3-2 AT89C51单片机引脚配置图控制引脚（4根）(1) RST/VPP：复位引脚，引脚上出现2个机器周期的高电平将使单片机复位。(2) ALE/PROG：地址所存允许信号。(3) PSEN：外部存储器读选通讯信号。(4) EA/VPP：程序存储器的内外部选通，接低电平从外部程序存储器读指令，如果接高电平则从内部程序存储器读指令。可编程输入/输出引脚（32根）AT89
19、C51单片机有4组8为可编程I/O口，分别为P0、P1、P2、P3口，每个口有8位（8根引脚），共32根。每一根引脚都可以编程，比如用来控制电机、交通灯等，开发产品时就是利用这些可编程引脚来实现我们想要的功能。（1）P0口：8位双向I/O口线，名称为P0.0-P0.7（2）P1口：8位准双向I/O口线，名称为P1.0-P1.7（3）P2口：8位准双向I/O口线，名称为P2.0-P2.7（4）P3口：8位准双向I/O口线，名称为P3.0-P3.72时钟电路XTAL1和XTAL2引脚分别为单片机内反相放大器的输入/输出端，其频率范围为1.212MHz。XTAL2又是内部时钟发生器的输入端，这个内部
20、反相器可与外部元件组成的振荡器（见图3-3）。采用石英晶体振荡器时，C=（3010）pF；在任何情况下，振荡器始终驱动内部时钟发生器向主机提供时钟信号，因为时钟发生器的输入是个二分频触发器，所以对外部振荡信号的脉宽无特殊要求，但必须保证高低电平的最小宽度。图3-3 单片机振荡电路3复位电路单片机的复位电路都是靠外部电路来实现的，在时钟电路工作后，只要单片机的复位引脚（RET）上出现2个机器周期以上的高电平，单片机就实行初始化复位，其复位电路见图3-4。复位脉冲信号使PC指针指向0000H单元；复位脉冲信号使SFR得到固定的初始值。图3-4 单片机复位电路（二）直流电机1直流电机原理直流电动机是
21、根椐电磁力定律而工作的。电刷两端外加一直流电，通过换向器和电刷的作用变换成电枢元件中的交流电，从而产生单方向的电磁转矩而旋转。直流电机由定子和转子两部分构成，定子包括：主磁极、换向极、机座和电刷装置，其主要作用是产生主磁场（见图3-5）。转子包括：电枢铁芯、电枢绕组、换向器和转轴，其主要作用是产生感应电势和电磁转矩T，是直流电机能量转换的核心。 图3-5 电刷两端的电势波型直流斩波器又称直流调压器，是利用开关器件来实现通断控制，将直流电源电压断续加到负载上，通过通、断时间的变化来改变负载上的直流电压平均值，将固定电压的直流电源变成平均值可调的直流电源，亦称直流直流变换器。它具有效率高、体积小、
22、重量轻、成本低等优点，现广泛应用于地铁、电力机车、城市无轨电车以及电瓶搬运车等电力牵引设备的变速拖动中。图3-6为直流斩波器的原理电路和输出电压波型，图中VT代表开关器件。当开关VT接通时，电源电压U。加到电动机上；当VT断开时，直流电源与电动机断开，电动机电枢端电压为零。图3-6 斩波器原理电路及输出电压波型 （a）原理图（b）电压波型这样，电动机电枢端电压的平均值为： （3.1）式中，T开关器件的通断周期；开关器件的导通时间；占空比；开关频率。由式（3.1）可知，直流斩波器的输出电压平均值可以通过改变占空比，即通过改变开关器件导通或关断时间来调节，常用的改变输出平均电压的调制方法有以下三种
23、：(1) 脉冲宽度调制（pulse width modulation，简称PWM）。开关器件的通断周期T保持不变，只改变器件每次导通的时间，也就是脉冲周期不变，只改变脉冲的宽度，即定频调宽。(2) 脉冲频率调制（pulse frequency modulation，简称PFM）。开关器件每次导通的时间不变，只改变通断周期T或开关频率，也就是只改变开关的关断时间，即定宽调频，称为调频。(3) 两点式控制。开关器件的通断周期T和导通时间均可变，即调宽调频，亦可称为混合调制。当负载电流或电压低于某一最小值时，使开关器件导通；当电流或电压高于某一最大值时，使开关器件关断。导通和关断的时间以及通断周期都
24、是不确定的。构成直流斩波器的开关器件过去用得较多的是普通晶闸管和逆导晶闸管，它们本身没有自关断的能力，必须有附加的关断电路，增加了装置的体积和复杂性，增加了损耗，而且由它们组成的斩波器开关频率低，输出电流脉动较大，调速范围有限。自20世纪70年代以来，电力电子器件迅速发展，研制并生产了多种既能控制其导通又能控制其关断的全控型器件，如门极可关断晶闸管（GTO）、电力电子晶体管（GTR）、电力场效应管（P-MOSFET）、绝缘栅双极型晶体管（IGBT）等，这些全控型器件性能优良，由它们构成的脉宽调制直流调速系统（简称PWM调速系统）近年来在中小功率直流传动中得到了迅猛的发展。2直流电机驱动在直流电
25、机驱动电路的设计中，主要考虑以下几点：(1) 功能：电机是单向还是双向转动，需不需要调速？对于单向的电机驱动，只要用一个大功率三极管或场效应管或继电器直接带动电机即可，当电机需要双向转动时，可以使用由4个功率元件组成的H桥电路或者使用一个双刀双掷的继电器。如果不需要调速，只要使用继电器即可，但如果需要调速，可以使用三极管，场效应管等开关元件实现PWM调速。(2) 性能：对于电机驱动电路，主要有以下性能指标：(a) 输出电流和电压范围，它决定着电路能驱动多大功率的电机。(b) 效率，高的效率不仅意味着节省电源，也会减少驱动电路的发热。要提高电路的效率，可以从保证功率器件的开关工作状态和防止共态导
26、通入手。(c) 对控制输入端的影响。功率电路对其输入端应有良好的信号隔离，防止有高电压大电流进入主控电路，这可以用高的输入阻抗或者光电耦合器实现隔离。(d) 对电源的影响。共态导通可以引起电源电压的瞬间下降造成高频电源污染，打的电流可能导致地线电位浮动。(e) 可靠性。电机驱动电路应该尽可能做到无论加上何种控制信号、何种无源负载电路都是安全的。采用桥结构，以驱动直流电机的正、反转。见图3-7从图中可以看出，其形状类似于字母“H”，而作为负载的直流电机是像“桥”一样架在上面的，所以称之为“ H 桥驱动”。4个开关所在位置就称为“桥臂”。图3-7 H桥电路从电路中不难看出，假设开关 A、D接通，电
27、机为正向转动，则开关B、C接通时，直流电机将反向转动。从而实现了电机的正反向驱动。以上只是从原理上描述了H 桥驱动，而实际应用中很少用开关构成桥臂，通常使用晶体管，因为控制更为方便，速度寿命都长于有接点的开关（继电器）。双极性晶体管构成的 H 桥：（见图3-8）图3-8 晶体管H桥电路MOS管构成的 H 桥：(见图3-9)图3-9 MOS管H桥电路以下就分析一下这些电路的性能差异。几种典型 H 桥驱动电路分析,分析之前，首先要确定 H 桥要关注那些性能：(1) 效率 所谓驱动效率高，就是要将输入的能量尽量多的输出给负载，而驱动电路本身最好不消耗或少消耗能量，具体到H桥上，也就是4个桥臂在导通时
28、最好没有压降，越小越好。(2) 安全性 不能同侧桥臂同时导通；(3) 电压 能够承受的驱动电压；(4) 电流 能够通过的驱动电流。大致如此，仔细考量，指标(2)似乎不是H桥本身的问题，而是控制部分要考虑的,而后两个指标通过选择合适参数的器件就可以达到，只要不是那些特别大的负载需求，每种器件通常都能选择到。而且直流电机应用中所能遇到的电流、电压更是有限。只有指标(1)是由不同器件的性能所决定的，而且是运行中最应该关注的指标，因为它直接影响了电机驱动的效率。所以，经分析的重点放在效率上，也就是桥臂的压降上。为了使分析简单，便于比较，将 H 桥的驱动电流定位在 2A 水平上，而电压在 5 - 12V
29、 之间。选择三个我所涉及到的器件：(a)双极性晶体管:D772、D882(b)MOS管:2301、2302(c)集成电路H桥:L298根据查阅的资料可知，如果均心2A电流驱动计算，三种驱动自身消耗的功率如下：D772、D882 ：（0.5+0.5）* 2 = 2 W2301、2302： (0.26+0.12) * 2 = 0.76 W L298：4.9 * 2 = 9.8 W 如果以驱动一个 4.5V 、2A 的直流电机为例：电机得到的功率是： 4.5 *2 = 9W；用 D772、D882 则需要供电 5.5V，效率为： 9/（5.5*2）= 81% ；用 2301、2302 则需要供电 4
30、.88V， 效率为：9 /（4.88*2）= 92% 用 L298 则需要供电 9.4V ，效率为： 9/（9.4*2） = 48 %综合考虑，运用MOS管驱动直流电机其性能最好。3PWM控制电机由单片机发出PWM信号输入电机驱动电路，进而控制电机。一般电机运用PWM都是用来实现其调速功能，而本设计中并没有涉及其调速，那为什么还要用PWM来控制呢？主要原因是其稳定性高且容易调节。只要改变其输出电压的大小就可以控制直流电机的正、反转动与停止。由按键发出信号，进行编码送往发射器并发出信号，接受器接受信号解码并送往主单片机，单片机根据输入信号发出相应的PWM脉冲以控制直流电机的开、关，正、反转，停止
31、。PWM的产生主要利用CPU内部的双计数器T0，T1来分别控制PWM信号的振荡周期和脉宽。（见图3-10） u+5VtT0T1 图3-10 脉冲图由于T0的计数时间总是小于或是等于T1的计数时间。因此，T0必先产生中断，而由CPL指令来改变波形，同时关断T0计数器TR0，等待T1产生中断，重新开启TR0，重新计数。PWM系统有以下优点：(1) 采用全控型器件的PWM系统，其脉宽调制电路的开关频率高，一般在几kHz，因此系统的频带宽，响应速度快，动态抗扰能力强。(2) 由于开关频率高，仅靠电动机电枢电感的滤波作用就可以获得脉动很小的直流电流，电枢电流容易连续，系统的低速性能好，稳速精度高，调速范
32、围宽，同时电动机的损耗和发热都较小。(3) PWM系统中，主回路的电力电子器件工作在开关状态，损耗小，装置效率高，而且对交流电网的影响小，没有晶闸管整流器对电网的“污染”，功率因数高，效率高。(4) 主电路所需的功率元件少，线路简单，控制方便。（3） 红外遥控1红外遥控原理红外线是一种电磁波，具有与无线电波及可见光一样的本质。人的眼睛能看到的可见光按波长从长到短排列，依次为红、橙、黄、绿、青、蓝、紫。其中红光的波长范围为0.620.76m；紫光的波长范围为0.380.46m。比紫光波长还短的光叫紫外线，比红光波长还长的光叫红外线。红外线的波长在0.76100m之间，位于无线电波与可见光之间。红
33、外线遥控就是利用波长为0.761.5m之间的近红外线来传送控制信号的。红外线遥控器是以红外线发光LED，发射波长940nm的红外线不可见光，来传送信号。整个遥控器系统分为发射端及接收端两部分，发射端经过红外线发射LED送出红外线控制信号，这些信号经过红外线接收模块接收端接收进来，并对其控制信号做译码而做相对的动作输出完成遥控的功能。红外线遥控器已被广泛使用在各种类型的家电产品上，它的出现给使用电器提供了很多的便利。红外遥控系统一般由红外发射装置和红外接收设备两大部分组成。红外发射装置又可由键盘电路、红外编码芯片、电源和红外发射电路组成。红外接收设备可由红外接收电路、红外解码芯片、电源和应用电路
34、组成。通常为了使信号能更好的被传输发送端将基带二进制信号调制为脉冲串信号，通过红外发射管发射。常用的有通过脉冲宽度来实现信号调制的脉宽调制（PWM）和通过脉冲串之间的时间间隔来实现信号调制的脉时调制（PPM）两种方法。在同一个遥控电路中通常要使用实现不同的遥控功能或区分不同的机器类型，这样就要求信号按一定的编码传送，编码则会由编码芯片或电路完成。对应于编码芯片通常会有相配对的解码芯片或包含解码模块的应用芯片。在实际的产品设计或业余电子制作中，编码芯片并一定能完成我们要求的功能，这时我们就需要了解所使用的编码芯片到底是如何编码的。只有知道编码方式，我们才可以使用单片机或数字电路去定制解码方案。下
35、面收集整理的一些常用遥控编码芯片的编码方式和常用一体化接收芯片的引脚示意图(见图3-11)。图3-11 常见的红外接收器数据格式.数据格式包括了引导码、用户码、数据码和数据码反码，编码总占 32 位。数据反码是数据码反相后的编码，编码时可用于对数据的纠错。注意：第二段的用户码也可以在遥控应用电路中被设置成第一段用户码的反码(见图3-12)。图3-12 数据格式2编码与解码(1) 0和1的编码遥控器发射的信号由一串O和1的二进制代码组成不同的芯片对0和1的编码有所不同。通常有曼彻斯特编码和脉冲宽度编码。TC9012-p.htm target=_blank title=TC9012货源和PDF资料
36、TC9012的O和1采用PWM方法编码，即脉冲宽度调制，其O码和1码如图1所示(以遥控接收输出的波形为例)。O码由O56ms低电平和056ms高电平组合而成脉冲宽度为112ms1码由056ms低电平和169ms高电平组合而成脉冲宽度为225ms。在编写解码程序时通过判断脉冲的宽度，即可得到0或1。(2) 按键的编码当我们按下遥控器的按键时，遥控器将发出如图2的一串二进制代码，我们称它为一帧数据。根据各部分的功能。可将它们分为5部分，分别为引导码、地址码、地址码、数据码、数据反码。遥控器发射代码时均是低位在前。高位在后。由图2分析可以得到引导码高电平为45ms，低电平为45ms。当接收到此码时表
37、示一帧数据的开始。单片机可以准备接收下面的数据。地址码由8位二进制组成，共256种图中地址码重发了一次。主要是加强遥控器的可靠性如果两次地址码不相同则说明本帧数据有错应丢弃。不同的设备可以拥有不同的地址码因此。同种编码的遥控器只要设置地址码不同，也不会相互干扰。图中的地址码为十六进制的0EH(注意低位在前)。在同一个遥控器中所有按键发出的地址码都是相同的。数据码为8位，可编码256种状态，代表实际所按下的键。数据反码是数据码的各位求反，通过比较数据码与数据反码可判断接收到的数据是否正确。如果数据码与数据反码之间的关系不满足相反的关系则本次遥控接收有误数据应丢弃。在同一个遥控器上所有按键的数据码
38、均不相同。在图2中，数据码为十六进制的0CH，数据反码为十六进制的0F3H(注意低位在前)两者之和应为0FFH。(3) 单片机遥控接收电路红外遥控接收可采用较早的红外接收二极管加专用的红外处理电路的方法。如CXA20106，此种方法电路复杂，现在一般不采用。较好的接收方法是用一体化红外接收头，它将红外接收二极管、放大、解调、整形等电路做在一起，只有三个引脚分别是+5V电源、地、信号输出。常用的一体化接收头的外形及引脚见图3-11。红外接收头的信号输出接单片机的INTO或INTl脚。平时，遥控器无键按下。红外发射二极管不发出信号，遥控接收头输出信号1。有键按下时O和1编码的高电平经遥控头倒相后会
39、输出信号O由于与单片机的中断脚相连，将会引起单片机中断(单片机预先设定为下降沿产生中断)。单片机在中断时使用定时器0或定时器1开始计时到下一个脉冲到来时，即再次产生中断时，先将计时值取出。清零计时值后再开始计时通过判断每次中断与上一次中断之间的时间间隔。便可知接收到的是引导码还是 O和1。如果计时值为9ms。接收到的是引导码，如果计时值等于112ms，接收到的是编码O。如果计时值等于2 25ms接收到的是编码1。在判断时间时，应考虑一定的误差值。因为不同的遥控器由于晶振参数等原因，发射及接收到的时间也会有很小的误差。3电路设计由于红外发射部分不止发射一种信号，其有正、反转，开、关，停止5 种工
40、作状态故采用集成电路T9148，T9148是通用红外线遥控发射集成电路（与TC9148P兼容）。内部电路由键盘输入电路、振荡电路、分频电路、单拍/连续指令控制电路、时钟信号发生电路、指令数据控制电路和调制电路等组成，其特点为：（1）采用CMOS工艺，功耗极低。 （2）电源电压范围为2.2-5.5V。（3）外围元件少。（4）外接晶振，LC或陶瓷滤波器。（5）配套使用型号为T9149A及各种单片机接收电路。（6）16脚双列直插及贴片封装。（7）典型振荡频率为455KHz，发射载波频率为38KHz。引脚配置（见图3-13）图3-13 T9148引脚图其中2、3脚为外接振荡电路，49脚为键盘输入端，1
41、0、11、12脚为时序输出端，13脚为用户码设定，14脚为测试端，15脚为信号输出端，1脚接地，16脚外接电源。而红外接收电路只需要选用常用的红外接收器即可（见图3-11）。四、软件设计（一）程序流程图扫描键盘或红外输入口开 始初始化直流电机结束电机驱动电路单片机输出相应的PWM脉冲是解 码开关停止正转反转是否有红外遥控信号输入否图4-1 程序流程图开机时单片机进行初始化操作，一切都回归到原始位置，这时单片机开始扫描是否有红外遥控信号输入，如果有，单片机则进行接受信号并进行相应的解码，通过P1口输出相应的PWM脉冲波形给电机驱动电路控制直流电机的动作。其程序流程图见图4-1（二）按键设计键码识
42、别是指矩阵结构的键盘识别被按键的方法。一般有行扫描法、行列反转法和行列扫描法。行扫描法的工作原理是这样的：CPU首先向所有行输出低电平，如果没有按键按下，则所有列线输出为高电平。如果有某一键按下，则该键所在的列因为与行线低电平短该列线变为低电平。CPU在此时通过读取列线的值即可判断有无键按下。 在有键按下的情况下，CPU再来确定是哪一个键按下，采用的方法是行扫描法。先向第0行输出低电平，其余行输出高电平，然后读取所有列线的电平值。如果有某一列为低电平，则说明0行和该列跨接位置的那个键被按下了。确定了键的位置就可以退出扫描了。如果列线全为高电平，说明本行没有键按下，则继续将下一行输出低电平，其余行输出高电平，然后读取所有列线的电平值。依此类推，直到找到按下键的位置，则退出扫描。找到按下键的位置，即该键的行号和列号，就可以获得该键的键码。这种通过行列位置表示的键码称为行列码或扫描码，也称为键