成成 都都 理理 工工 大大 学学 毕毕业业设设计计 ( (论论文文) ) 题目:基于红外传输的数字远程功率控制 作者姓名：XX 专业班级:2030103 指导教师:X 教授 摘 要 红外的应用日益广泛,能量问题日益突出，为解决近距离、连续控制电器方 式带来的控制不便和器件寿命短问题，本文设计研发了一种基于红外传输的数 字远程功率控制系统。 论文以无线遥控技术、红外技术、CB技术为理论基础，以Kei 1、 语言及 POTE DP为软件设计平台，采用AT89C1单片机及其它相关 芯片和器件进行了电路设计制作。系统包括发射模块、接收和放大模块、供电 模块和控制模块。并进行了部分电路的安装与调试工作。 系统设计完成部分达到了预定要求，本论文的研究对红外传输的数字远程 功率控制设计具有一定的参考价值和积极意义。 关键词：红外、模块、B、芯片 The Diial long-disac pwer ntroldsignbae on infred transission Asrct： Te application o infrared ismore andmr poular and e iu of energy more ad me promiet Inordr t solvt roem of nconveniet ontoanlow ie epecancyf he pas oapratu aousingfro near- rane and contnus method fcontrolligte parts oapparatus, e esign nd resechth digitalong-rnge powcontro design bsed on nfredtransmisiossem Bsed o rls-conrol technology,nfard tchnolg ad theCB echnlogyas acdmi foundation， te KEIL 1、C aage and PROTEL XP a softwae dign oundatin, aopig theAT89C201S andtr relevant chipand implnts,h system arts of the hsisdesigns incde te lac odule, teeceive mdul,the orsupply ode, h contrlodule Te moduate orko art f th crcuit h been competd. e resut f the ystem realzes peetemiereqire and thsyst an ofr valube reference and active meanin for the diial ogtac powercotrol designbasd on infrred ansmission. Keyword： infraed、mue 、PCB、cip 目录 第第 1 章 引言1 1 1.1 课题研究背景 . .2 无线遥控的国内外现状 .3课题的指导思想和技术要求 .2 1.课题研究的目的和意义 . 第第 2 章 数字远程功率控制理论基础.4 4 2.1 发射单元理论基础 .4 2.11 数字通信技术简介4 2.12 红外技术 .4 .2 接收单元理论基础 2.1 模拟放大电路简介 .6 2.2 光电探测器6 2.3供电单元理论基础 .7 2. 控制单元理论基础 2.4 89C2051 单片机 2.4. 功率控制1 2.5PCB 技术 .10 2.5.1印制线路板（CB）的设计步骤01 2.52 印制电路板元件合理布局的基本原则 .1 2. 设计 PB 板关键技术21 第 3 章 数字远程功率控制系统软硬件设计工具5115 3.1 硬件设计工具 .1 3.1. 用于整形的40106BCN 芯片.1 3.1.2用于放大的 LM324N 芯片1 3. 用于控制的 AT8C201 芯片1 .4 MOC300 光耦管.18 3.1.5 A双向可控硅8 3. 软件设计平台 .1 3.KeilC1 usio9 .22 C 语言.19 3.23 ROTL XP .1 第 4 章数字远程功率控制系统实现方案2 .1 数字远程功率控制硬件设计22 4.1发射模块 .2 41.2 接收和放大模块.23 .3 供电模块42 1.4 控制模块42 4.2数字功率控制软件设计基本思想 .25 4.3 软件流程图62 4PCB 制作 .27 .4制作原理图步骤 .2 4.4.2 PCB 制作步骤.27 总结与展望2 2 致谢9229 参考文献 第章 引言 1.1 课题研究背景 当前无线遥控的应用已渗透到了车用防盗报警器、家用防盗报警器、车库 门控器、遥控航模、遥控玩具、遥控家电及工业、农业、交通等众多的领域， 极大地方便了用户的操作和使用，但随着各种具有无线遥控功能的电子产品和 无线通信产品的大量普及和使用,也逐步暴露出来了一些急待解决的问题。 1同频干扰日趋严重 。 .抗干扰能力差 。 3.环境适应性差 。 普通遥控产品采用三态或四态地址编解码器也是导致环境适应性和抗干 扰能力差的原因：在三态或四态地址码中有一个状态是悬空态，即高阻态，这 个状态在遇到空气潮湿或受到强电磁干扰时就会在短时间内变成低电平或高电 平，从而引起系统的错误判断,造成失控或误控1。 1.2 无线遥控的国内外现状 现代科学技术的发展促进了遥控技术的发展，并使之成为一门独立的学科。 。 所谓遥控,工农业生产以及人们的日常生活中2。 国外无线遥控设备的生产厂家在实际应用中有一定的局限性3。 1.3课题的指导思想和技术要求 本设计主要运用于家用电器方面,解决人们不同时段对电器功率大小的控 制问题。 1. 课题研究的目的和意义 随着社会的进步和发展,基于红外传输的数字远程功率控制设计不仅提 供了这样的一种思路，还提供了正确实用的功率控制方案。 第 2 章 数字远程功率控制理论基础 基于红外传输的数字远程功率控制设计是在无线遥控的基础上,利用发射单 元发出一定频率的光，由接收电路接收、放大后,驱动单片机工作,控制电路的 接通与否，达到远程控制电器明暗程度的目的。 2.1 发射单元理论基础 .1. 数字通信技术简介 通信领域涉及范围很广,模拟市场逐渐被数字市场占据，数字电路在很 大程度上取代了模拟电路4。 2.1. 红外技术 红外技术是随着红外的普遍使用而兴起的,反舰导弹和巡航导弹。 美国国防部研究表明,已经满足不了作战需要。 采用近红外光作为红外探测遥控的光源,主要因为: 1.一般的接收用的光电二极管。 红外光发射器件，就可以发出一定波长的近红外光。 根据电流驱动方式可分为: 1平均发射方式：且抗干扰能为转筹。 2脉冲发射方式：。 t 图21 红外光平均发射示意图 0 I 2.2 接收单元理论基础 21模拟放大电路简介 在生活中,如滤波、振荡、稳压等功能电路的基本单元电路8。 2.3 供电单元理论基础 电源供给系统是实现了稳压功能。 2. 控制单元理论基础 .4.1 9C2051 单片机 单片微型计算机MCS51和MC-52是目前应用最多的两个品种1。 1 89C051单片机的电源系统 92051有很宽的工作电源电压,。 2. 功率控制 功率控制无线传播理论和无线遥控技术是该研究课题的理论技术基础。 .5 PCB 技术 2.5.1 印制线路板(PCB）的设计步骤 概括的说，对于普通电路板的设计主要分为以下三个部分(如图2)： 原理图 （SCH） 网络表 （NET） 印刷板 （PCB） 图2-5 普通电路板设计三步骤 具体过程如下： 1. 绘制电路板之前； 2. 定义好线路板的属性后; 3. 加载网络表和元件封装; 4. 加载网络表和元件封装后,; 5 在自动布线前; 6设定好规格之后用.； 7. 将设计结果输出以便加工1。 2.5.印制电路板元件合理布局的基本原则 一个性能优良的系统,合理布局的原则主要有一下几个原则: 1 元件分布的整体性 一块PCB板无论大小。 2. 元件分布的独立性和关联性 电路中的期间有很大的相关性和独立性。 253 设计 PCB 板关键技术 1 从电路原理图到PC图 在画原理图时。 2.元件布局 散热方面的要求:。 第3章 数字远程功率控制系统软硬件设计工具 3.1 硬件设计工具 31 用于整形的010BCN 芯片 CD06B基于的原理是如图3-1所示: .2 用于放大的 LM324N 芯片 M324是 1. 反馈放大电路的类型 所谓反馈,。 3.1.3 用于控制的 AT8C21 芯片 单片微型计算机详见图3-4: 图31 CD40106BCN芯片各引脚功能 141312111098 1234567 VDD VSS FLFE ICCHBBGAA KEDJD 原理见图3-5所示17: 对于一些。 .1.4 MOC00 光耦管 MOC30光耦管如图3-6所示18: .1.5 BAT0双向可控硅 BAT06双向可控硅.其实物形状如图： 21354678910 11121314151617181920 RSTP3.1XTAL1P3.3P3.5 P3.0XTAL2P3.2P3.4GND PI.7PI.5PI.3PI.1P3.7 VCCPI.6PI.4PI.2PI.0 图3-4 AT89C2051引脚图 1 2 6 4 图 3-6 MOC3020 功能引脚 BAT06 32 软件设计平台 2. KilC5 uVsi2 Keil 5是德国EIL公司更能体现高级语言的优势9。 Viio2是如下图38所示: 3.22 C 语言 对于以单片机系统逐渐得到电子工程师的青睐2。 在进行单片机系统编程时具体介绍如下。 1.程调试灵活方便 C语言编程灵活。 3.3.3 3P POTOT PROT DP是电路印制版设计的最好工具22。 第 4 章数字远程功率控制系统实现方案 .1 数字远程功率控制硬件设计 4.11发射模块 对于红外光通信来说电路图实现信号的发射。 发射模块的制作步骤： 1首先; .12 接收和放大模块 在红外接收电路中，.专用红外接收放大集成电路。 1分立元器件构成的红外接收前置放大器 红外光.电压信号。 .1.3供电模块 电源部分为其原理图如图4-所示。 4.1.3 供电模块 电源部分为放大和接收电路、其原理图如图4-3所示。 4.1.4 控制模块 控制电路实现的功能其原理图如图4-4所示。 4.2数字功率控制软件设计基本思想 本设计基于的软件平台是 KeilC1uVisio2 和 C 语言，.具体方案 为： 当 R=0 时,P1=00000 即 00H,0 个电阻接入，功率为，刻度； 当 R时,P00000001 即 01H,1 个电阻接入，功率最小，刻度 1; 其中，具有实际可行性25。 43 软件流程图 设定时器 T0 初值，将 TH1、TH0 清 0 启动定时器，计数器开中 断 T1 对输入脉冲进行记数 与 R0 比较，看是否相 等 判断 R1，控制相应亮度 R1=0 定时时间到 判断 R1 是否为 8 R1 加 1 读取 T1 高 8 位 同时关闭定时器 T0，计数器 T1，关闭中断 初始化按键次数（R0=0） Y Y Y N N N 图 4-5 软件流程图 4.4 PCB 制作 .4. 制作原理图步骤 原理图是反映其制作步骤为： .打开 OEL，。 2.再新建Schemi文件并保存。 3.所有器件。 .对于VCC或GN，。 5.给各器件选定封装。 .2 PC制作步骤 1. .在已建工程里。 2运用 PROTEL DP工具。 根据电路图。 4.接着。 5.拿到板子后，。 做出的发射电路PC如图4-6所示。 图 4-6 发射模块 PCB 总结与展望 红外技术以下就是所做设计的具体成果。 .在了解无线遥控技术的基础上。 2.完成了。 3.根据控制例如： 。 本课题所设计的数字远