毕 业 设 计
题 目： 红外多路遥控发射及接收系统设计与制作
院： 应用技术学院 专业： 电子信息工程 班级： 0881 学号： 33 学生姓名：
导师姓名： 刘正青 完成日期： 2012年5月31日
诚 信 声 明
本人声明：
1、本人所呈交的毕业设计（论文）是在老师指导下进行的研究工作及取得的研究成果；
2、据查证，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，毕业设计（论文）中不包含其他人已经公开发表过的研究成果，也不包含为获得其他教育机构的学位而使用过的材料；
3、我承诺，本人提交的毕业设计（论文）中的所有内容均真实、可信。
作者签名： 日期： 年 月 日
毕业设计（论文）任务书
设计（论文）题目： 红外多路遥控发射及接收系统设计与制作 姓名 罗伟 系别 电气与信息工程系 专业 电子信息工程 号 12 指导老师 刘正青 职称 高级实验师 教研室主任 刘望军 一、基本任务及要求：
本设计要求完成通过空间的传播实现对受控设备的控制，发射部分完成遥控指令的发射，接受部分完成遥控指令的接受实施，课题要求完成实物制作。
功能要求：发射端用数字显示所控的路数和状态级别，接受端用数码管作为被控对象并显示受控对象及工作状态。
1、 遥控对象为8个 2、 状态控制数：8种，即可对每个设备进行8种工作状态的控制 3、 工作频率：40KHZ 4、 遥控距离大于5米 5、 发射功率大于100mW 二、进度安排及完成时间：
（1）第一周至第四周：毕业实习；
（2）第五周至第六周：查阅资料、撰写文献综述和开题报告；
（3）第七周至第九周：查阅资料进行整体电路及单元电路设计；
（4）第十至十二周：修改并完善电路，并进行实物制作； （5）第十三周至第十五周：撰写设计说明书； （6）第十六：毕业设计答辩；
红外多路遥控发射及接收系统设计与制作 目 录
一、绪 论 ................................................................................................................................ 1
1.1 引 言 ........................................................................................................................... 1 1.2本课题的主要任务 ...................................................................................................... 1 二、红外遥控系统简介 ............................................................................................................ 2
2.1 系统组成框图 ............................................................................................................. 2 2.2 多路控制的红外遥控系统 ......................................................................................... 4 三、红外遥控系统的总体设计 ................................................................................................ 5
3.1 发控制系统设计 ......................................................................................................... 5
3.1.1 电路设计 ............................................................................................................ 5 3.1.2软件设计 ............................................................................................................. 9 3.2 接收控制设计 ........................................................................................................... 14
3.2.1电路设计 ......................................................................................................... 14 3.2.2软件设计 ......................................................................................................... 15
四、器件介绍 .......................................................................................................................... 19
4.1 AT89C51单片机简介 ................................................................................................ 19
4.1.1主要特性 ........................................................................................................... 19 4.1.2 管脚说明 .......................................................................................................... 20 4.1.3 振荡器特性 ...................................................................................................... 21 4.1.4 芯片擦除 .......................................................................................................... 21 4.2 编译码集成电路VD5026/5027简介 ........................................................................ 22 六、系统的调试与分析 .......................................................................................................... 28
6.1 发射系统的调试 ....................................................................................................... 28 6.2 接收系统的调试 ....................................................................................................... 29 6.3 整机联调及数据分析 ............................................................................................... 30 七、结束语 .............................................................................................................................. 31 附录A：参考文献 ................................................................................................................... 33 附录B：程序清单 .................................................................................................................. 34 附录C：整体电路原理图 ....................................................................................................... 38
红外多路遥控发射及接收系统设计与制作 摘 要
随着科学技术的飞速发展，信息的飞快传播，红外遥控在人们的生活中已经成为不可或缺的部分。本文重点介绍了利用单片机AT89C51实现红外发射和接收电路的设计方法。发射电路采用单片机89C51将待发送的二进制信号编码调制为40KHz的脉冲信号通过红外发射管发射红外信号。红外接收端采用一体化红外接收头HS0038接收红外接收信号。它同时对信号进行放大检波，整形得到TTL电平的编码信号再送给单片机。经单片机解码实现对不同设备的控制。整个电路耗电省、简单可靠、操作灵活、性能价格比高，较好地满足了现代生活，生产和科研的需要。广泛应用在家用电器,安全保卫,及人们的日常生活中。例如电视机的遥控，音响设备的遥控，电风扇的遥控，安全保卫报警器，遥控空调器，自动门等均可采用红外遥控技术来实现。
关键词：遥控电路；红外发射；红外接收；单片机
红外多路遥控发射及接收系统设计与制作 ABSTRACT
With the rapid development of technology, the rapid dissemination of information means that infrared control has become an indispensable component in people’s life. The article highlighted the design method of transmitting and receiving circuit by infrared control which use single-chip microcomputer AT89C51 . The emission circuit concocts the binary system signal coding which is prepared to send with the signle-chip microcomputer 89C51.Then the pulse signal uses infrared emission diode to send the infrared signal. The infrared signal is received by the integrative infrared receiving CX20106. At the same time the signal is magnified and plasticed to get the TTL coding signal sending to the signle-chip microcomputer. After that the signle-chip microcomputer decodes the signal to control different equipments. The entire circuit is simple, reliable, flexible operation，high-performance, of high value and low cost, and it can meet the modern life, production and research need. The infrared remote system is abroad used in the wirings, security ward and people daily life. For emample, it can be used to remote control TV, raido and air-condition. Also used in security alarm, auto door and so on.
Key Words：Remote controlling circuit；Infrared emission；Infrared receiving；Single-chip microcomputer
红外多路遥控发射与接收系统设计
一、绪 论
1.1 引 言
随着电子技术的突飞猛进，尤其是跨入2000年后，红外技术得到了极速发展。红外遥控已渗透到国民经济的各行各业和人们日常生活的方方面面，伴随着科学技术的不断进步和地球空间技术的发展，使人们对红外线技术的研究越来越深入，应用范围更广泛，尤其是在红外遥感技术和红外通信技术领域里，数字锁相技术和传感器技术的巨大进步，大大加速了这个进程，目前无线产品在商业销售中的使用已相当普遍，但大多存在着很大的局限性，电路繁杂，计算难度大且多为模拟电路，抗干扰能力差,准确度底,电路的维护调试很不方便。越来越多的远距离控制和数据通信系统引入了不可见的红外线作为传输媒介进行通信，组成了无线红外遥控通信系统,此方法以其成本底、精度高、保密性强、技术性能稳定的特点而受到广大用户和专业人士的欢迎。
目前市场上流行的各类红外线通信系统都是以调制解调的方式，在数字锁相环技术的基础上加以应用，这种方法对发送信号进行编码、调制，其可靠性、误差小、成本低、传输距离远、功耗低。在工业自动化、生产控制过程、信息采集和处理、通信、红外制导、激光武器、电子对抗、环境监测、红外育种安全防范、家用电器控制及日常生活各个方面都得到了广泛的应用。红外线遥控作为目前应用最广泛的一种通信和遥控手段，因而有广泛的实用价值,值得借鉴和推广。
1.2本课题的主要任务
本课题的核心是设计出一个无线红外多路遥控发射/接收系统的软件。本设计要求掌握无线红外多路遥控发射/接收系统的工作原理，本红外多路遥控发射接收是以红外线为传递信息媒体的短距离无线控制系统，可对8个受控对象的工作状态进行遥控,适用于工业,医疗,家用电器等设备的开启或关闭控制,也可以对一种设备八种工作状态进行控制。具体要求如下：
(1) 遥控距离 不小于5m,即红外遥控发射机与红外接收机之间的距离不小于5m; (2) 遥控路数 8路,即可对8个受控设备进行8种控制; (3) 工作频率 40kHz,即红外发射和接收的载频为40kHz; (4) 发射端可显示控制路数,接收端可显示受控状态 。
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红外多路遥控发射与接收系统设计
二、红外遥控系统简介
红外遥控是目前家用电器中用得较多的遥控方式，在讲红外线遥控之前，首先讲一讲什么是红外线。我们知道，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0.62～0.76μm；紫光的波长范围为0.38～0.46μm。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。红外线遥控就是利用波长为0.76～1.5μm之间的近红外线来传送控制信号的。
2.1 系统组成框图
通用红外遥控系统由发射和接收两大部分组成，应用编/解码专用集成电路芯片来进行控制操作，如图1所示。发射部分包括键盘矩阵、编码调制、LED红外发送器；接收部分包括光、电转换放大器、解调、解码电路。
键盘及其代编码 脉冲编码 红外发射 译 码
图2-1红外发射、接收系统组成方框图
发射部分的主要元件为红外发光二极管。它实际上是一只特殊的发光二极管，由于其内部材料不同于普通发光二极管，因而在其两端施加一定电压时，它便发出的是红外线而不是可见光。目前大量使用的红外发光二极管发出的红外线波长为940nm左右，外形与普通发光二极管相同（见图2-2），只是颜色不同。红外发光二极管一般有黑色、深蓝、透明三种颜色。判断红外发光二极管好坏的办法与判断普通二极管一样：用万用表电阻挡量一下红外发光二极管的正、反向电阻即可。红外发光二极管的发光效率要用专门的仪器才 能精确测定，而业余条件下只能用拉距法来粗略判定。
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红外多路遥控发射与接收系统设计
图2-2
接收部分的红外接收管是一种光敏二极管。在实际应用中要给红外接收二极管加反向偏压，它才能正常工作，亦即红外接收二极管在电路中应用时是反向运用，这样才能获得较高的灵敏度。红外接收二极管一般有圆形和方形两种。
由于红外发光二极管的发射功率一般都较小（100mW左右），所以红外接收二极管接收到的信号比较微弱，因此就要增加高增益放大电路。前些年常用μPC1373H、CX20106A等红外接收专用放大电路。最近几年不论是业余制作还是正式产品，大多都采用成品红外接收头。成品红外接收头的封装大致有两种：一种采用铁皮屏蔽；一种是塑料封装。均有三只引脚，即电源正（VDD）、电源负（GND）和数据输出（VO或OUT）。图2-3给出一些成品红外接收头的外形。红外接收头的引脚排列因型号不同而不尽相同，可参考厂家的使用说明。成品红外接收头的优点是不需要复杂的调试和外壳屏蔽，使用起来如同一只三极管，非常方便。但在使用时注意成品红外接收头的载波频率。红外遥控常用的载波频率为38kHz，这是由发射端所使用的455kHz晶振来决定的。在发射端对晶振进行整数分频，分频系数一般取12，所以455kHz÷12≈37.9 kHz≈38kHz。也有一些遥控系统采用36kHz、40kHz、56kHz等，一般由发射端晶振的振荡频率来决定。此次遥控系统的设计要求载波频率为40KHz。
图2-3
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2.2 多路控制的红外遥控系统
多路控制的红外发射部分一般有许多按键，代表不同的控制功能。当发射端按下
某一按键时，相应地在接收端有不同的输出状态。接收端的输出状态大致可分为脉冲、电平、自锁、互锁、数据五种形式。“脉冲”输出是当按发射端按键时，接收端对应输出端输出一个“有效脉冲”，宽度一般在100ms左右。“电平”输出是指发射端按下键时，接收端对应输出端输出“有效电平”，发射端松开键时，接收端“有效电平”消失。此处的“有效脉冲”和“有效电平”，可能是高、也可能是低，取决于相应输出脚的静态状况，如静态时为低，则“高”为有效；如静态时为高，则“低”为有效。大多数情况下“高”为有效。“自锁”输出是指发射端每按一次某一个键，接收端对应输出端改变一次状态，即原来为高电平变为低电平，原来为低电平变为高电平。此种输出适合用作电源开关、静音控制等。有时亦称这种输出形式为“反相”。“互锁”输出是指多个输出互相清除，在同一时间内只有一个输出有效。电视机的选台就属此种情况，其它如调光、调速、音响的输入选择等。“数据”输出是指把一些发射键编上号码，利用接收端的几个输出形成一个二进制数，来代表不同的按键输入。一般情况下，接收端除了几位数据输出外，还应有一位“数据有效”输出端，以便后级适时地来取数据。这种输出形式一般用于与单片机或微机接口。
除以上输出形式外，还有“锁存”和“暂存”两种形式。所谓“锁存”输出是指对发射端每次发的信号，接收端对应输出予以“储存”，直至收到新的信号为止；“暂存”输出与上述介绍的“电平”输出类似。
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红外多路遥控发射与接收系统设计
三、红外遥控系统的总体设计
3.1 发控制系统设计
此部分设计要求：用数码管显示所控制路数以及控制状态，即
第一次按下“1”键——显示数字“1”，表示对设备“1”进行选择，再按下键则表示对设备“1”进行的控制状态。按下“0”表示复位。再按下“2”表示对设备“2”进行选择，在按下键及对设备“2”进行控制
……
3.1.1 电路设计
发射控制部分电路主要分为：按键及控制电路，显示电路，编码电路，脉码调制振荡电路，红外发射电路这5部分。 （1）按键及控制电路
按键及控制电路由AT89C51与键盘组成，根据设计要求，此系统要求对八路信号进行遥控，因此电路采用4*4矩阵键盘按键输入方式。按键的一端接89C51的P1（P1.0~P1.7）口，另一端接+5V电源。这种方式的优点是编程简单，
4~16 按键的单片机键盘接口：当键盘数为 4~16键时再用独立方法实现就得占用 4~16的 I/O口，显然是一种浪费。这时我们就用行列扫描式方案，行数加上列数就等于我们的按键总数，这样我们要 16个按键时只要 8个 I/O 口，也就是占用了一个字节 I/O口，这种16 键行列扫描是最常用的一种了。下面就 16个按键的键盘为例，说一下行列键盘的扫描方法。
逐点扫描法：设 P1口的低 4 位置为 0，高 4位置为 1，当无按键时 P1口的数据始终保持F0H 不变。当有按键时，高位中的高电平会和低位中的低电平短路。此时高位中的高电平就会被拉低（任何高电平遇到低电平都为低），即高 4 位中有 0出现。当单片机读 P1 口的值不为 F0H 时则表示有键按下，经过去抖处理后就开始扫描这一个键的位置了。先把 P1 的高 4 位置 0，低 4 位置 1，下面置低第 1 列线并置高第 1 行，之后再读第 1 行的电平，为高说明不是第 1 行第 1 列的键被按下，跳到下一个点的扫描（第 1列第 2 列）。当其为 0时表示第 1 行第 1列的键被按下，调用相应处理程序。
逐点扫描的优点是它的编程简单，易于理解，可以作同时按多个键的识别。缺点是它的速度慢，处理程序代码较长。
逐行扫描法：
和逐点扫描的方法相似，只是数据的处理是以一行的 4 位数据直接处理，也就是先
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红外多路遥控发射与接收系统设计
使能第 1 行（置低电平），然后看哪一列的数据变成低电平了，如果高4 位数据没有变为低电平则使能下一行。找到了按键所在的行并测出列数据就可以调用相应处理程序。
逐行扫描的照逐点扫描要好的多，程序相对简单，速度快，也支持同时多按键处理。一般的扫描键盘多用此法。
全局扫描法：全局扫描是只先设 P1的高 4位为 1，低 4位为 0，即 F0H，然后读取 P1 口的数据如果不为 F0H 说明有键按下，经过延时去抖处理后读出 P1 口的值，因为低 4 位是 0 无论按键如果都不会影响它，只有高 4 位被改变。将数据寄存起来后再把 P1 的状态反过来，将 P1的高 4 位置0，低 4位置 1，即 0FH，再读一次数据。这时高 4 位的值是 0 依然不变。这样两次读取我们就得到了 2 个字节的数据（XXXX0000和 0000XXXX，X为读到的数据），最后我们将这两个数相或（将两个半字节数据溶合为一个字节），就得到了一个新的字节，用这个字节和我们的设定的数据比较来决定键值。
全局扫描只用两次扫描，速度快，易学易用，程序简单，可是它不支持同时多键处理，最佳适用 4*4扫描键盘，可以用在一般的用途。按键接口电路如图：
图3-1
（2）显示电路
在显示电路部分用到八段LED显示器。八段LED显示器由8个发光二极管组成。其中7个长形条的发光管排列成”日”字形，另一个贺点形的发光管在显示器的右下角作为显示小数点用，它能显示各种数字及部分英文字母。LED显示器有两种不同的形式：一种是8个发光二极管的阳极都连在一起的，称为共阳极LED显示器；另一种是8个发光二极管的阴极都连在一起的，称之为共阴极LED显示器。如下图4所示。
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红外多路遥控发射与接收系统设计
abcdefghGND共阴极7段数码管abcdefghfeagdbc
+5V共阳极7段数码管
图3-2数码管电路图
共阴和共阳结构的LED显示器各笔划段名和安排位置时相同的。当二极管导通时，相应的笔划段发亮，由发亮的笔划段组合而显示的各种字符。8个笔划段hgfedcba对应于一个字节（8位）的D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0，于是用8位二进制就可以表示欲显示字符的字形代码。例如，对于共阴LED显示器，当公共阴极接地（为零电平），而阴极hgfedcba 各段为01110011时，显示器显示“P”字符，即对于共阴LED显示器，“P”字符的字形码是73H。如果是共阳LED显示器，公共阳极接高电平，显示“P”字符的字形代码应为10001100（8CH）。
设计要求用数字显示所控制的路数，即将发送的键值转换成与数码管显示相对应的字符码。选89C51的P2口作为字符码输出端口。因为51单片机I/O口输出低电平时输出的电流很小，数码管不会太亮，所以用锁存器74HC373来驱动数码管发光，显示接口电路见附图1。数码管显示1~8数字时，P2口应送出的字符值分别为：F9H、A4H、B0H、99H、92H、83H、F8H、80H。并用89C51的P3.4、P3.5口分别控制74HC373允许输入G与输出控制/OE。 （3）编码电路
编码电路有集成电路VD5026组成，它将进行的4位BCD码变换成串行的编码信号。其功能是将并行的4位BCD码转换成串行输出信号，经调制以后发射。将89C51单片机P3口的P3.3~P3.0直接接到VD5026的数据输入D3~D0端，另外用P3.5接发射指令，VD5026的工作原理与性能见器件介绍。具体电路见附图1。 （4）脉冲调制振荡电路
为了提高传输信号的抗干扰能力，还需要将编码信号调制在较高频率的载波上发射。
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红外多路遥控发射与接收系统设计
本课题要求载波频率为40KHz，故可采用CMOS门电路构成的脉冲调制电路。当编码信号A为高电平时，振荡器工作，输出为载频信号；当编码信号为低电平时，振荡器不工作，输出为低电平。输出的编码调制信号波形如下图5中的B所示。 A
B
图3-3 编码调制波形图
脉码调制振荡电路见下图6所示
图3-4 脉码调制振荡电路图
（5）红外发射电路
红外发射电路有放大电路和红外发射管组成。G3、G4为隔离级，其作用是减少发射时的大电流对振荡级的影响；三极管对发射信号进行电流放大。当G4输出为高电平是，三极管导通，红外管工作，当G4输出为低电平时，三极管截止，红外管不工作。
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红外多路遥控发射与接收系统设计
图3-5 红外发射电路图
3.1.2软件设计
软件设计有两种方法：一种是自上而下，逐步细化；一种是自下而上，先设计出每一个具体的模块（子程序），然后再慢慢扩大，最后组成一个系统。在本设计中我用自下而上的设计方法。首先设计出一个延时子程序，再设计显示子程序，最后组成一个按键查询程序。当然在编程之前要先画程序流程图。
画程序流程图是程序设计的一个重要组成部分，而且决定成败的关键部分。画程序流程图的过程就是进行程序的逻辑设计过程，这中间的任何错误或忽视均将导致程序出错或可靠性下降。因此，真正的程序设计过程是流程图设计，而上机编程是将设计好的程序流程图转换成程序设计语言而已。
正确的流程图画法是先粗后细、一步一个足印，只考虑逻辑结构和算法，不考虑或少考虑具体指令。这样画流程图就可以集中精力考虑程序的结构，从根本上保证程序的合理性和可靠性。接下来就是进行指令代换，这时只要消除语法错误，一般就能顺利编出源程序。
发射部分的软件设计有两种方案。
第一种方案是在发射部分从编码程序的设计着手，从而设计出整个发射部分。下面是两种方案的比较。
（1）方案一：编码程序的设计
课题要求用数字显示所遥控的路数，即将发送的键值与数码管显示相对应的字符码。键盘的每一键均表示一种控制，并赋予了键值，因此，编码程序的作用是控制单片机读键盘，然后生成与键值一致的编码，并用串行数据方式发送编码，编码程序流程图如图8所示。
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红外多路遥控发射与接收系统设计
初始化置波特率串行数据发送读入键值N按键否？Y延时10ms读入键值串行数据发送结束
图3-6编码流程图
其中，置波特率子程序用于设定数据传送速率。当选择串行发送方式1时，其波特率由定时器T1的溢出率和SMOD的位状态确定。
串行数据发送子程序用来设定数据发送程序。串行发送方式1是由10位异步通信方式，其中1个起始位，8个数据位和1个停止位。发送时，首先送出起始位，而后发送数据位D0~D7（由低位到高位），最后为停止位。当10位发送完毕后，89C51的T1自动跳变为1，产生中断，串行发送结束。
注意：在进行多次发送数据时，必须在程序中有清零命令。按键子程序用来判断有无按键按下。判断时可先将P1口中对应行的口全置“1”，即P1输出为0FH，然后用读引脚的办法将P1口值读入，读入值与0FH 一致，则无键按下，否则就有键按下。
10ms延时程序是为了消除按键瞬间按下的抖动。 （2）方案二的程序框图
下面是程序框图的一部分，是通用的4*4矩阵键盘按键查询程序框图。
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开始 返回键值置0 所有列输出置0 行输出全为1？ Y 结束 N 所有列输出置0 设置列扫描输出参数和循环次数 列扫描输出 行输入 逐行检查是否Y 有键按下 所有列输出置0 N 修改列输出扫描参数 N 4列扫描完？ Y 设置列扫描图3-7 4*4矩阵键盘按键查询程序框图
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DELAY R7设初值 0AH 0FFH R6设初值 R6-1=0 否？ Y N N R7-1=0 否？ Y 返回
图3-8 延时程序框图
（3）方案二的程序设计
主控程序的设计思想：发射控制程序主要用到了独立式按键查询程序、延时程序和查表显示程序。用89C51单片机的P1口作为按键的输入，P2口作为显示输出，P3口作为键值的BCD码输出和控制输出。用寄存器R0作为计数器，初值为零，在每次测试有无按键按下之前加1，直到加到7为止，然后又从零开始加，是为了显示查表子程序中查表的目的。
由于此系统要求是对8路信号的遥控，在编程时没有用到八位二进制数到四位BCD码的转换。只判断输入健值，然后将其对应的四位BCD码送P3口的低四位输出。P5用做锁存器74HC373和编码器VD5026的输出控制，当有信号要发射时此端口为低电平。P3.4用做控制74HC373的允许输入端，高电平有效。
显示电路的程序设计思想：当测试到是哪一路信号输入时，将其对应值的是十六进制数送P2口输出。其对应情况为：
信号通道 P2口输出（十六进制） P3口输出（十六进制） 按键“1” 0F9H 0D1H
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按键“2” 0A4H 0D2H 按键“3” 0B0H 0D3H 按键“4” 99H 0D4H 按键“5” 92H 0D5H 按键“6” 83H 0D6H 按键“7” 0F8H 0D7H 按键“8” 80H 0D8H 查表显示电路的程序如下：
DISP: ；显示子程序 PUSH SP PUSH PSW MOV DPTR，#TAB MOV A，R0
MOVC A，@A+DPTR ；查表
MOV P2，A ；将测试到的信号的十六进制送P2口，显示输出 POP PSW POP SP RET ；返回 TAB:
DB 0F9H，0A4H，0B0H，99H，92H，83H，0F8H，80H END 如下是延时子程序：
DELAY: ；延时子程序 MOV R7， #01H D1:
MOV R6， #0FFH D2:
DJNZ R6，$ ；R6减于1不等于零则转移 DJNZ R7，D1 ；R7减于1不等于零则转移 RET ；返回
方案一更适合工作状态数比较大的情况下，如对8路受控对象进行8种工作状态的控
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制，即工作状态总数为8*8种。方案二则是只要求对八路受控对象进行开关控制。由于本课题是要求对8个受控设备进行八种控制的。显然我们选用方案一。
方案一的读入键值子程序是确定被按下的键。当确定有键被按下时，可先对4根列线轮流置“0”，4根行线全部置“1”，由此产生置位值。再读P1口，读入值与置位值一致，则无键按下，否则就有键按下，读入值即为键值。将键值作为发射码送串行发送口。方案一程序设计时，在汇编语言的环境下进行编程，在PROTEUS上运行和调试。
3.2 接收控制设计
接收控制部分的设计要求：用8个数码管的数字表示相应设备的状态 第几个数码管亮则表示第几路进行控制，数码管数字显示几则表示控制状态。
3.2.1电路设计
接收控制部分主要有：红外接收、解调电路，解码电路，控制电路三部分。 （1）红外接收、解调电路
红外接收电路通常由一片专用集成电路和少量外围器件组成。我们采用了应用最为广泛的芯片CX20106，图11是由CX20106组成的红外接收、解调电路。
红外接收管将光信号转换为电信号，从CX20106的1脚输入，经前置放大器、限幅放大器放大后送至带通滤波器，带通滤波器的中心频率与红外发射载波频率相同。检波器、积分器组成解调电路，对接收信号进行解调。施密特触发器对解调输出信号进行整形，从7脚输出，该输出为集电极开路电路，因此要接上拉电阻。
所有红外遥控器的输出都是用编码后串行数据对38～40kHz的方波进行脉冲幅度调制而产生的。如果直接对已调波进行测量，由于单片机的指令周期是微秒（μs）级，而已调波的脉宽只有20多μs，会产生很大的误差。因此先要对已调波进行解调，对解调后的波形进行测量。
图3-9 红外接收解调电路
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（2）解码电路
解码电路的功能是将解调后的串行数据进行解调，使其成为BCD控制代码，并使控制代码进行输出。VD5027是与VD5026配对使用的通用接收解码器。
收到的串行数据从VD5027的14脚输入，经数据提取电路判断后与序列发生器产生的本地地址码亿比特一比特地进行校验。如果第一次接收到的地址码和本地地址码相符，则将紧接着收到的4位数据马储存在内部4bit移位寄存器中（不移到输出锁存器）。当第二次收到的地址码仍与本地地址码相符，则将新收到的数据码于上一次储存的数据码加以比较，若两次相同则控制逻辑电路使有效传输输出端VT为高电平，4比特移位积存器中的数据码转移到输出锁锁存器，并且在输出锁存器保留，直到新的数据代替它。保留在锁存器的数据经缓冲器后输出，同时有效传输输出端VT保持高电平。若两次不相同或4个数据周期内没收到信号，则VT为低电平。电路连接见附图2。
（3）控制电路
控制电路有89C51与八个发光数码管组成，数码管的亮、灭表示设备的工作状态：亮说明受控设备开启，灭说明受控设备停止。数字表示控制状态。数码管连接在89C51的P2口，在编程时，89C51将收到的四位BCD码转换二极管的控制信号来使二极管发光或熄灭，证明设备的受控情况。P2.7~P2.0分别控制1~8路信号，及1到8号数码管。每次只有一路信号输出，所以数码管每次只有一只亮数字。
3.2.2软件设计
同样的在接收部分主要有译码即解码程序设计和控制程序设计。 （1）程序框图
译码的工作过程是，由89C51将解调后的编码读入，再由内部程序将读入的编码译成相应的路控制信号，由于编码的就是键值，因此可用查表程序将键值转换成相应的控制信号并用识别标志位的方法，识别键值所对应的控制方式，译码程序流程如图12所示。
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图3-10 译码程序流程图
接收控制程序的目的是测试接收到的控制信号，从而控制P2口的输出，使其为高电平或低电平，达到控制受控设备的要求。考虑到接收的只是四位BCD码，所以测试时只判断P1口的低四位（P1.3~P1.0）是否为0或1。例如：当测试到P1.3~P1.0为0011时，说明接收到的是第三路信号，则选择P2.5口作为信号的输出端，也就是将P2.5清零，使第三个二极管发亮，说明接收到了第三路信号。测试过程为：先检测P1.3是否为0，为0；再检测P1.1是否为0，不为0。说明是1；最后检测P1.0，为1，证明接收到的是0011，即可控制P2.5为0，使第3只数码发光。 下面是接收部分的程序框图：
路控制？ N 状态控制并返回
Y 路控制并返回 复位键？ N 查表检测键值 Y 显示“0”并返回 收解调信号 16
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开赋初返1 P3.2=00 P2=FFH LP1.3=00 1 1 P2.0=低 P1.2=00 P1.1=0? 0 LP2.7=低 1 P1.0=00 P1.0=01 P1.0=00 1 P1.0=00 0 P2.7=LP2.7=LP2.7=LP2.7=LP2.7=LP2.7=L 图3-11 接收控制程序框图 （2）程序设计
设计思想：接收控制的输入用89C51的P1口低四位（P1.3~P1.0），当有信号输入P3.2也有中断输入，此时测试P1.3~P1.0为0或1，判断是哪路信号，再选择相应的端口输出控
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制信号。其对应情况：
P1.3~P1.0 P2端口（P2.7~P2.0） 受控设备 0001 01111111 数码管“1” 0010 10111111 数码管“2” 0011 11011111 数码管“3” 0100 11101111 数码管“4” 0101 11110111 数码管“5” 0110 11111011 数码管“6” 0111 11111101 数码管“7” 1000 11111110 数码管“8”
首先测试P1.3，是1则说明收到的是第八路信号，因为八路信号的BCD码中，只有第八路的BCD码的最高位为1，而其余的都为0，所以将P2.0清零，说明接收到了第八路信号；是0则有7种可能性，因为其它7个数字的BCD码最高位都为0，此时要测试下一位即P1.1位，依次类推测试出其它几路信号。
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四、器件介绍
4.1 AT89C51单片机简介
AT89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器（FPEROM—Falsh Programmable and Erasable Read Only Memory）的低电压，高性能CMOS8位微处理器，俗称单片机。AT89C2051是一种带2K字节闪烁可编程可擦除只读存储器的单片机。单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除100次。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器，AT89C2051是它的一种精简版本。AT89C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的方案。
图4-1 AT89C51管脚图 图4-2 AT89C2051管脚图
4.1.1主要特性
·与MCS-51 兼容
·4K字节可编程闪烁存储器 寿命：1000写/擦循环 数据保留时间：10年 ·全静态工作：0Hz-24Hz ·三级程序存储器锁定 ·128*8位内部RAM ·32可编程I/O线 ·两个16位定时器/计数器
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·5个中断源 ·可编程串行通道
·低功耗的闲置和掉电模式 ·片内振荡器和时钟电路
4.1.2 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，每脚可吸收8TTL门电流。当P1口的管脚第一次写1时，被定义为高阻输入。P0能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的第八位。在FIASH编程时，P0 口作为原码输入口，当FIASH进行校验时，P0输出原码，此时P0外部必须被拉高。
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。P1口管脚写入1后，被内部上拉为高，可用作输入，P1口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。在FLASH编程和校验时，P1口作为第八位地址接收。
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。并因此作为输入时，P2口的管脚被外部拉低，将输出电流。这是由于内部上拉的缘故。P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时，P2口输出地址的高八位。在给出地址“1”时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时，P2口输出其特殊功能寄存器的内容。P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号 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。当P3口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。作为输入，由于外部下拉为低电平，P3口将输出电流（ILL）这是由于上拉的缘故。 P3口也可作为AT89C51的一些特殊功能口，如下所示： P3口管脚 备选功能 P3.0 RXD（串行输入口） P3.1 TXD（串行输出口） P3.2 /INT0（外部中断0） P3.3 /INT1（外部中断1） P3.4 T0（记时器0外部输入）
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P3.5 T1（记时器1外部输入） P3.6 /WR（外部数据存储器写选通） P3.7 /RD（外部数据存储器读选通）
P3口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。
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地位字节。在FLASH编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。在平时，ALE端以不变的频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的1/6。因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。然而要注意的是：每当用作外部数据存储器时，将跳过一个ALE脉冲。如想禁止ALE的输出可在SFR8EH地址上置0。此时， ALE只有在执行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。另外，该引脚被略微拉高。如果微处理器在外部执行状态ALE禁止，置位无效。
/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/VPP：当/EA保持低电平时，则在此期间外部程序存储器（0000H-FFFFH），不管是否有内部程序存储器。注意加密方式1时，/EA将内部锁定为RESET；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（VPP）。
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。
4.1.3 振荡器特性
XTAL1和XTAL2分别为反向放大器的输入和输出。该反向放大器可以配置为片内振荡器。石晶振荡和陶瓷振荡均可采用。如采用外部时钟源驱动器件，XTAL2应不接。有余输入至内部时钟信号要通过一个二分频触发器，因此对外部时钟信号的脉宽无任何要求，但必须保证脉冲的高低电平要求的宽度。
4.1.4 芯片擦除
整个PEROM阵列和三个锁定位的电擦除可通过正确的控制信号组合，并保持ALE管脚处于低电平10ms 来完成。在芯片擦操作中，代码阵列全被写“1”且在任何非空存储字节被重复编程以前，该操作必须被执行。
此外，AT89C51设有稳态逻辑，可以在低到零频率的条件下静态逻辑，支持两种软件可选的掉电模式。在闲置模式下，CPU停止工作。但RAM，定时器，计数器，串口和中
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断系统仍在工作。在掉电模式下，保存RAM的内容并且冻结振荡器，禁止所用其他芯片功能，直到下一个硬件复位为止。
将CX20106解调出的遥控编码脉冲直接连入8751单片机的INT0和T0脚，定时器T）和T1都初始化为定时器工作方式1，T0的GATE位置位。每次外部中断首先停止定时，记录T0、T1的计数值，然后将T0、T1的计数值清零，并重新启动定时。T0的值即为高电平脉宽，T1-T0的值为低电平脉宽，如图2所示。
4.2 编译码集成电路VD5026/5027简介
VD5026与VD5027是CMOS大规模数字集成电路。
前者是编码器，后者是译码器。他们组合应用起来构成一个发射—接收数字编译码系统。
VD5026编码器是一种8位编码发射器。它的第1~8脚是编码的输入端，每个输入端可以有3种状态，即“0”、“1”或“开路”，其中“0”表示为低电平，“1”表示为高电平，因此8个脚可以组成38=6561个不同的编码。如果需要更多的编码，可将输入端改为4态连接方式，这时第1脚是第4种状态的公共连接脚，第2脚~第8脚与第1脚连接时为第4种状态。所以第2脚~第8脚都可以有4种状态，即“0”、“1”、“开路”、“接1脚”。在这种情况下可以组成47=16384个编码。第10脚~第13脚也可作为编码地址线，与第1~第8脚联合起来组成12位编码地址线，这时编码数可高达411=4194304个。本文要介绍的是VD5026与VD5027配合应用，VD5026的第10~第13脚用作数据输入线，根据需要这几个脚可以置“0”或置“1”。第14脚是发射指令端，当此脚接地时，VD5026输出端则发出一组编码脉冲。第15脚、第16脚是一个内置振荡器，外接几十到几百千欧的电阻即可产生振荡，振荡频率为fosc=1600/R（KHz），式中R为外接电阻，单位为千欧。第17脚是编码输出端，第18脚、第9脚分别是电源的正、负极。
VD5027接收解码器有相应于VD5026的12位信息。第1脚~第8脚是地址线。当VD5026发出的地址编码与VD5027预置的编码相同时，则在VD5027的第10脚~13脚有数据输出，该输出信息与VD5026的第10~第13脚所置的数据相同。第14脚为输入端，
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第15脚、第16脚是振荡器，外接电阻值应与VD5026完全相同。第17脚是输出端。编码器VD5026发射时，如果密码相同，VD5027就会输出高电平。VD5026、VD5027的管脚
排列见图16。
VD5026 VD5027
图4-3 编译码器
附表1列出了他们的电气特性参数，以供参考。
附表 1 （VDD=5V）
特性 工作电压 静态电流 流出电流 流入电流 输入电流 符号 VDD Istb IoH IoL Iin 最小值 2 - -2.0 2.0 - 典型值 5 1 - - - 最大值 6 10 - - 25 单位 V µa mA mA µA 该编译码集成电路工作电压范围较宽，可以在2~6V范围内正常工作，而且耗电极小，静态电流仅有1µA。集成电路内部含有振荡电路，不用再外加晶振。它的外围电路也很简单，也容易与射频、红外线、超声等方式结合起来，组成遥控发射、接收系统。因此这种 电路应用非常广泛。如保安、消防、有线对讲、BP机等多用户系统。
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五、Protel 99 简介
Protel 99采用全新的管理方式，即数据库的管理方式。Protel 99 是在桌面环境下第一个以独特的设计管理和团队合作技术为核心的全方位的印制板设计系统。所有Protel99设计文件都被存储在唯一的综合设计数据库中，并显示在唯一的综合设计编辑窗口。
Protel 99软件沿袭了Protel以前版本方便易学的特点，内部界面与Protel 98大体相同，新增加了一些功能模块。Protel公司引进了德国INCASES公司的先进技术，在Protel99中集成了信号完整性工具，精确的模型和板分析，帮助你在设计周期里利用信号完整性分析可获得一次性成功和消除盲目性。Protel99容易使用的特性就是新的“这是什么” 帮助。按下任何对话框右上角的小问号，然后选择你所要的信息。现在可以很快地看到 特性的功能，然后用到设计中，按下状态栏末端的按钮，使用自然语言帮助顾问。
5.1 Protel 安装要求
5.1.1 Protel 99 设计平台软硬件配置要求：（主要包括 内存、硬盘、分辨率）
最低：Pentium II 233MHZ 内存－32M
硬盘－300M 显示器－SVGA，15〃 显示分辩率－800×600
建议配置：CPU－Pentium II 300 以上 内存－128M 硬盘－6G以上 显示器－SVGA,17〃以上 显示分辩率－256色，1280×768
只要是1998年以后所成立的计算机教室，或个人购买的计算机，几乎都超过以上标准！而现在几乎不可能买到这么差的个人计算机了。所以，这个要求也不算太高嘛！当然，愈好的设备易展现Protel99的雄风。
5.1.2．操作系统
Microsoft Windows NT 4.0 或以上版本（含中文版）。 Microsoft Windows 98/95 或以上版本（含中文版）。
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5.2 Protel 基本操作
5.2.1 新建设计数据库文件
在WINDOWS 95/98或NT界面下双击Protel 99 图标，点击File(文件)中“new”项，新建设计数据库，如左图所示。 在Browse选项中选取需要存储的文件夹，然后点击“OK”即可建立自己的设计数据库。 1．设计组（Design Team） 我们可以先在Design Team 中设定设计小组成员，Protel 99可在一个设计组中进行协同 设计，所有设计数据库和设计组特性都由设计组控制。定义组成员和设置他们的访问权 限都在设计管理器中进行，确定其网络类型和网络专家独立性不需要求助于网络管理员。 无限制数量的设计组成员能同时访问相同的设计数据库。每个组成员都能看到什么文件 当前是打开的以及谁在编辑，并能锁定文件以防止意外重写。 访问设计数据库可以通过建立设计组成员和指定其权限来控制。设计组成员建立在成员 文件夹中。在成员文件夹中单击右键就会弹出浮动菜单，选择新成员。为保证设计安全，为管理组成员设置一个口令。这样如果没有注册名字和口令就不能打 开设计数据库。 提示：成员和成员权限只能由管理员建立。 2．回收站（ Recycle Bin） 相当于Windows 中的回收站，所有在设计数据库中删除的文件，均保存在回收站中，可 以找回由于误操作而删除的文件． 3．设计管理器（document.） 所有Protel99设计文件都被储存在唯一的综合设计数据库中，并显示在唯一的综合设计 编辑窗口。在Protel99中与设计的接口叫设计管理器。使用设计管理器，可以进行对设计文件的管理编辑、设置设计组的访问权限和监视对设计文件的访问。 组织设计文件 过去组织和管理40个或更多的原理图、PCB、Gerber、Drill、BOM和DRC文件，要花 费几天的时间，而Protel99把设计文件全部储存在唯一的设计数据库。 在设计数据库内组织按分层结构文件夹建立的文件 显示在右边的个人安全系统设计数据库有一文件夹叫设计文件，这个文件夹中是主设计文件(原理图和PCB)，还有许多的子文件夹，包括了PCB装配文件、报告和仿真分析。这里对在设计数据库中创建文件夹的分 层深度没有限制。 设计数据库对存储Protel设计文件没有限制 你能输入任何类型的设计文件进入数 据库，如在MS Word书写的报告、在MS Excel准备的费用清单和AutoCAD中制的机械图。简单双击设计数据库里的文件图标，在适当的编辑器打开文件，被更新的文件自动地保存到设计数据库。MS Word和Excel文件可以在设计管理器中直接编辑。 提示：在文件夹上单击右键会显示浮动菜单，然后选择在设计数据库新建文件。 在综合设计数据库中用Protel99的设计管理器管理设计文件是非常轻松的。设计管 理器的工作就象MS Windows的文件管理器一样，可用它来导航和组织设计数据库里文件。使用设计管理器在设计数据库创建分层结构的文件夹，使用标准文件操作命令来组织 这些文件
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夹内设计文件。 设计管理器的心脏就是左边的导航面板。面板显示的树状结构是大家熟悉的Protel软件 特性。在Protel99中，这个树不仅仅显示的是一个原理图方案各文件间的逻辑关系，它 也显示了在设计数据库中文件的物理结构。 在导航树中活跃的文件夹是PCB装配文件夹。如同Windows文件管理器，设计管理器在右 边显示这个文件夹的内容。 设计管理器与Windows文件管理器的不同之处是在右边还显示已经打开的文件。 打开文件——只要在导航树中单击所要编辑的文件名，或者双击右边文件夹中的图标。 在设计数据库中打开的各个文件用卡片分隔显示在同一个设计编辑窗口，使得非常容易 知道当前工作到哪里，特别在大的设计中。要一起观察不同的文件可以将设计编辑窗口拆分为多区域。
5.2.2 打开和管理设计数据库
Protel 99 包括许多设计例子，我们下面可以举例说明。选择文件 打开菜单“\\Design Explorer 99\\Example \\folder”，点击photoplotter.ddb文 件，左侧窗口呈现树状结构。 点“+”呈现下一层子目录或文件，点“－”将关闭此文件夹．点Photohead.pcb 文件 ，PCB版图将出现，点Photohead.prj,原理图管理文件将被打开．关闭文件，可以用鼠标右键选择“Close”也可以用“CTRL+F4 ”来关闭。 5.2.3 观看多个设计文档
打开Photoplotte.ddb设计数据库，点”+”找到Electronics 和Photohead文件夹，打 开Photohead Parts list 设计窗口，用同样方法打开Photohead.pcb文件和Photohead. prj文件．在Photohead Parts List窗口下击鼠标右键，选择”Split Horizontal\"菜单 ，界面将被水平分割。在Photohead.prj设计窗口下点右键，选Split Vertical 菜单。界面将被垂直分割．可以用鼠标调整分割窗口的大小。要想分割更多的窗口，可重复上 述操作。 按Ctrl+Tab可循环切换打开的设计文件，按“Shift+Tab”可在导航板和设计窗口中有效文件 夹的内容间切换。 5.2.4 多图纸设计
一个原理图设计有多种组织图纸方案的方法。可以由单一图纸组成或由多张关联的图纸 组成，不必考虑图纸号，SCH99将每一个设计当作一个独立的方案。设计可以包括模块化 元件，这些模块化元件可以建立在独立的图纸上，然后与主图连接。作为独立的维护模 块允许几个工程师同时在同一方案中工作，模块也可被不同的方案重复使用。便于设计 者利用小尺寸的打印设备（如激光打印机）。下面举例说明：打开LCD Controller.ddb 设计文件，打开LCD Controller.prj原理图设计窗口。我们看到许多绿色矩形框，叫做 原理图模块，每一个原理图模块里包含一张图纸，一个总的原理图可以包含多个子原理 图。选择
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\"Design\"下的\"Create Sheet From Symbols \"由符号生成图纸，如果已经画好 原理图，选\"Design\"下的\"Create Symbol Form Sheet\"由图纸生成符号。利用工具条 上的↑↓点取输入端口，可以在总的原理图与子原理图之间切换。
5.2.5 原理图连线设计
确定起始点和终止点，Protel99就会自动地在原理图上连线，从菜单上选择\"Place/Wir e\"后，按空格键切换连线方式，自动连线、任意角度、45°连线、90°连线，使得设计 者在设计时更加轻松自如。只要简单地定义AutoWire方式。自动连线可以从原理图的任 何一点进行，不一定要从管脚到管脚。 5.2.6 检查原理图电性能可靠性
打开LCD Controller.ddb 设计数据库，点取LCD Controller 文件夹下的LCD Cont roller.prj原理图设计窗口，Protel99可以帮助我们进行电气规则检查．选择Tools下面 的ERC，在\"Rule Matrix\"种选择要进行电气检查的项目，设置好各项后，在\"Setup Ele ctrical Rlues Check\"对话框上选择\"OK\"
即可运行电气规则检查，检查结果将被显示到 界面上。 Protel 99采用全新的管理方式，即数据库的管理方式。Protel 99 是在桌面环境下第一个以独特的设计管理和团队合作技术为核心的全方位的印制板设计系统。所有Protel99设计文件都被存储在唯一的综合设计数据库中，并显示在唯一的综合设计编辑窗口。 Protel 99软件沿袭了Protel以前版本方便易学的特点，内部界面与Protel 98大体相同，新增加了一些功能模块。Protel公司引进了德国INCASES公司的先进技术，在Protel99中集成了信号完整性工具，精确的模型和板分析，帮助你在设计周期里利用信号完整性分析可获得一次性成功和消除盲目性。Protel99容易使用的特性就是新的“这是什么” 帮助。按下任何对话框右上角的小问号，然后选择你所要的信息。现在可以很快地看到 特性的功能，然后用到设计中，按下状态栏末端的按钮，使用自然语言帮助顾问。
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六、系统的调试与分析
根据设计计算的元件参数组装电路（应尽量按照电路的形式与顺序布线）。通电前，先用万用表检测连接导线是否接触良好，然后接触电源。在安装电路时要注意将数字信号与模拟信号隔离，即两部分不能交叉安装，数字信号的地线也应与模拟信号的地线分开，电源间要加去耦电路。晶体谐振器形成的干扰一般很大，应将其外壳接地。
整机电路的设计计算顺序一般是从末级单元电路开始，向前逐级进行。而电路的装调顺序一般从前极单元电路开始，向后逐级进行。电路的调试顺序为先分级调整单元电路的静态工作点，测量其性能参数；然后再逐级进行联调，直到整机调试；最后进行整机技术指标测试，由于功放运用的是折线分析方法，其理论计算为近似值。
调试分为程序调试与电路调试。在程序调试时，一定要注意各条指令执行过程中的时序配合。可按各子程序的功能设置若干个断点，先分步调试，然后再逐级联调。待联调合格后再进行发端和收端的有线调试，即把发射部分的输出信号Dout送到接收部分的Din，依次按控制键，收，发两端应有与所按键一致的路显示或状态显示。 6.1 发射系统的调试
软件调试的顺序是子程序、中断程序、算法功能模块和主程序。
本系统中所涉及的子程序都与外部的芯片相关，利用仿真器在环境下调试，检查它们是否驱动硬件正常工作。
在发射电路仿真调试中，任意输入一个想要显示的数字，编写到一个简单的程序看数码管能否显示这个数。显示，则显示电路问题。如显示4的程序: ORG 0000H START: MOV P2, #99H MOV P3, #0D4H END
P2口的功能是送出所显示的数字，P3口功能是控制锁存器工作和输出控制信号的BCD码。用万用表和示波器等测试各个管脚是否输出正确。显示部分的测试从89C51的P2口开，经锁存器到数码管各管脚；红外发射部分从89C51的P3口查，依次到VD5026输入端、输出端，再到脉码调制的输出，最后到红外发射电路。能得到结果，则电路正确，否则相反，要改之。
红外发射系统的调试可按照控制代码→编码→脉码调制→红外发射的顺序进行调试。
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6.2 接收系统的调试
在接收电路中编写以下简单程序可测试接收能否正确控制。 ORG 0000H START: MOV P2, #0FFH
CLR P2.0/ (P2.1~P2.7) ；P2.0~P2.7中任意一个清零 END
此程序的功能是将P2口的任意一端清零。目的是使与之相连的二几极管发亮，即能否控制被控制设备工作。
红外接收机的调试应先调接收电路的增益和接收中心频率。从CX20106第1脚送入，频率为40KHz，峰峰值为0.2mV的信号（可将信号源输出分压）用示波器在第5脚测输出，其增益应大于70dB。保持信号源输出幅度不变，调节信号源频率在30KHz至50KHz之间变化，输出电压应在频率为40KHz点最大，否则调整R2使其在频率为40KHz时输出最大。 注意：信号源输出，分压电路以及与电路的连线应尽可能短，以免引入干扰影响测量。 系统发射器与接收器的编码器VD5026／VD5027是配对使用，因此必需保持二者信号匹配。首先在电路中二者第(15)、(16)脚外接的振荡电阻要求一致，误差最好小于1％。此外，发射器与接收器的中心频率也必需相一致。图中发射器载频可以通过RP调整到约为40KHZ，接收器的接收中心频率可以通过RP1调整。系统安装好后，在3米左右调整发射接收正常，然后拉开距离，仔细调整发射机RP的电阻，最终使控制距离在10米以上 为了要达到远距离遥控，除了增加发射机的发射功率外，还采取了增加发射扇区的措施，并对接收机接收到的红外控制信号进行了一定的聚焦处理，使达到接收机较分散的红外光束能聚焦于一个较小的面积，以提高接收功率，增强接收效果。
为了提高电路的可靠性，对电路中使用的元件进行了认真的性能挑选，并进行了老化处理，采用了光电隔离，增加抗干扰能力及其它保护性措施。
整个电路装在金属屏蔽、密封箱内，具有较好的抗电磁干扰和防潮能力。对电源功率模块进行了散热处理。
测试译码显示电路时，首先应该测试笔段工作是否正常，如共阴极的发光二极管显示器，可以将阴极接地，再将各笔段通过1千欧电阻接电源正极+VDD，各笔段应亮。再将译码器的数据输入端依次输入0001~1001，则显示器对应显示1~9数字。
译码器显示电路常会出现以下一些故障：
（1）数码显示器上某字总是“亮”而不“灭”。原因是译码器的输出幅度不正常或
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译码器的工作不正常。
（2）数码显示器上某字总是不“亮”。可能是数码管或译码器的连接部正确或接触不良。
（3）数码管字符显示模糊，而且不随输入信号变化。可能是译码器的电源电压不正常或连线不正确或接触不良。 6.3 整机联调及数据分析
在所有的子程序和中断服务程序都调试完毕后，还需要用主程序将它们连接在一起，进行整体调试，检查各个模块之间、各中断服务程序之间是否存在相互影响，是否会出现程序之间的交叉错误。整体调试采用逐步扩大的方法，每次只增加一个功能模块，在调试正确后再加入下一个模块，直至将所有程序都与主程序连接起来。若整体调试通过，则说明软件系统基本正确:若不能通过，则需要按照连接时的相反的顺序逐次将子程序模块与主程序分离，直到发现出错原因。程序调试正确后将其写进AT89C51，最后进行系统联调。
系统在联调时，可先将编、解码电路进行有线联调，即将红外发射机编码器的输出与红外接收机解码器的输入直接相连，按各路按键，所对应的发光二极管能亮、灭转换。有线联调正确后，则可进行无线联调。
在无线联调时常见的故障是遥控距离较短，不满足要求，一般可通过增大红外发射电流，或将几个红外发射管串联发射等增强红外发射光的方法来解决；也可以使几个红外接收管并联接收，以提高接收灵敏度。还可以将红外发射管和红外接收管放入黑盒屏蔽，仅在发射和接收处开个小窗口，这样可消除杂散红外光的干扰，使有用信号增强。
引起遥控距离较短的原因还有可能是，发射的载波频率与接收机带通滤波器的中心频率不一致。可试着微调发射载波的频率，观察遥控距离的变化，使系统达到最佳工作状态。
在系统联调时，常会出现遥控距离达不到指标，接收信号出错等问题。这可能是发射机末级输出电路与天线阻抗不匹配，发射效率低所致。市面上常见的75欧拉杆天线（1米）在10MHz时呈容性，因此应使发射机输出阻抗呈感性，才能与天线匹配，还有一种可能是接收机灵敏度低，故应调整接收天线与输入回路的匹配。
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红外多路遥控发射与接收系统设计
七、结束语
设计时间为十五周，前三周主要完成了对整个系统的总规划，前三周复习相关知识，查找相关资料，第四周到第六周熟悉PROTEL99的使用、熟悉通用编程器的使用、学习单片机编程方面的知识。接下来三周编写硬件调试软件、仿真软件，第十周到第十二周编写软件、并在线调试，完成整个系统的设计；第十三周到第十四周进行软硬件联合调试，完成整个系统的设计。
本红外多路遥控发射，接收系统是以红外线为传送信息媒体的短距离无线控制系统，可对八个受控对象的工作状态进行遥控。此系统由发射和接收两部分组成，发射部分完成遥控指令的发射，接收部分完成遥控指令的实施，设计时可将其分开设计。发射控制部分电路主要分为：
a) 键盘及其代码产生电路 产生表示控制信号的BCD代码;
b) 编码电路 对控制信号代码和地址代码进行编码，并转换成串行发送数据; c) 显示器 标明受控对象及其受控状态类别;
d) 调制振荡电路 产生频率为40kHz的振荡信号，并由发送的数据对其进行脉冲调
制，形成发射信号;
e) 红外发射电路 将编码信号调制到高频信号上并将高频信号进行功率放大，使天线
上获得满足要求的发射功率，并转换成红外光信号;
f) 红外接收电路 将接收到的红外光信号转换成电信号，并放大，解调出串行数据; g) 解码电路 将接收到的串行数据转换成控制信号; h) 译码电路 将控制代码译成控制信号; i) 控制电路 对受控设备进行控制。
在电路图设计过程中，应尽量使电路简单化，以方便硬件的顺利进行，本次设计用PROTEL99编程、调试与仿真。编程结束先用伟福软件模拟器进行调试，调试成功之后再连接硬件，进行软硬件联合调试。
在本文即将结束之际，我要由衷地感谢在我毕业设计阶段，乃至本科四年学习生活中帮助过我的师长与同学。
我要首先感谢我的导师刘正青老师。在整整一个学期的学习、设计中，高老师给予了我极大的关心和帮助。导师治学严谨，学识渊博，品德高尚，平易近人，在我学习期间不仅传授了做学问的秘诀，还传授了做人的准则。这些都将使我终生受益。无论是在理论学习阶段，还是在论文的选题、资料查询、开题、研究和撰写的每一个环节，无不得到导师的悉心指导和帮助。在刘老师的帮助下，使我的课题研究能够顺利开展，并取得一定阶段
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红外多路遥控发射与接收系统设计
性成果。在此，我向她表示最真挚的感谢。
最后，大学四年的生活即将结束。有所得也有所失，但不论得失我都要继续走下去。后悔与我生待明日的万事皆蹉跎的感叹，还是留给自己年华逝去的时候吧！路在前方我将坚定的走下去！不论前路是坎坷还是平坦…希望当自己年老的时候，回首现在能不后悔！
大学！！！再见！
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红外多路遥控发射与接收系统设计
附录A：参考文献
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[2] 谢自美.电子线路设计实验测试 [M].武汉：华中科技大学出版社，2000. [3] 陈晓文.电子线路课程设计 [M].北京：电子工业出版社，2004.
[4] 黄正瑾.电子设计竞赛赛题解析（一）[M].南京：东南大学出版社，2002. [5] 张毅刚.MCS-51单片机应用设计 [M].哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，1997. [6] 余家春.Protel 99 SE 电路设计实用教程 [M].北京：中国铁道出版社，2004. [7] 赵亮.单片机C语言编程与实例 [M]..北京：人民邮电出版社，2003. [8] 周航慈.单片机程序设计基础 [M]. 北京：北京航空航天大学出版社，2003. [9] 何小艇.电子系统设计 [M].杭州：浙江大学出版社，2001. [10] 田良.综合电子设计与实践 [M].南京：东南大学出版社，2002. [11] 丁元杰.单片微机原理及应用 [M].北京：机械工业出版社，1994. [12] 张凯等.单片机综合系统及其设计开发 [M].北京：科学出版社，1996. [13] 李广弟.单片机基础 [M].北京：北京航空航天大学出版社，1994.
[14] 何立民.MCS—51系列单片机应用系统设计 [M].北京：北京航空航天大学出版社，1995.
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[17] 李华 MCS—51系列单片机实用接口技术[M] 北京 北京航空航天大学出版社 1993 [18] 陈利学 孙彪 赵玉连 微机总线与接口设计[M] 成都 电子科技大学出版社 1988 [19] STANLEY P. LIPSHITZ; JOHN VANDERKOOY Journal of the Audio Engineering
Society.2004，52(3).-200-215 [M].美国：734B0009（刊号）
[20]. AT Attachment with Packet Interface Extension (ATA/ATAPI-5) ANSI NCITS 1998 [21]. Maury Wright. Disk Drivers at 40 Lean . Mean Storage Machines .1996 [22]http://www.sjzpt.edu.cn/lesson/dpj/syzdzl.htm
[23]肖景和．实用遥控电路［M］．北京：人民邮电出版社，2000：224
[24]魏立君．CMOS 4000系列60种常用集成电路的应用［M］．北京：人民邮电出版社，1994
[25]刘宏．Protel电路设计实用指南—基础、实例、技巧 [M]．西安：西安电子科技大学出版社，2000
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红外多路遥控发射与接收系统设计
附录B：程序清单
ORG 0000H AJMP START ORG 0030H START:
；外部中断P3.2脚INTO的入口地址 ；程序开始，测试数码管置0（测试数码管）
MOV P0,#00H ACALL DAY1S MOV P0,#0FFH
ACALL DAY1S
MOV P2,#00H ACALL DAY1S MOV P2,#0FFH ACALL DAY1S
MOV R5,#00H
TEST:
MOV P1,#0F0H
MOV A,P1
ANL A,#0FH CJNE A, #00H,HAVE
SJMP TEST
HAVE: MOV A,#01H NEXT: MOV B,A
MOV P1,A
READ:
MOV A,P1
ANL A,#0F0H CJNE A,#00H,YES MOV A,B RL A
CJNE A,#10H,NEXT
YES: ACALL DAY
；检测子程序
；行线置0
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AREAD: ；列线置0
MOV A,P1
ANL A,#0F0H MOV R2,A MOV A, B ANL A,#0FH
ORL A,R2
YES1: MOV B,A
LJMP AJM
AJM: MOV R1,#00H AJM1:
CJNE A,B,L1
MOV DPTR,#BTNTAB MOV A, R1 MOVC A, @A+DPTR CJNE A,B,NEXTKEY
LJMP START
L1:
MOV DPTR,#BTNTAB MOV A, R1 MOVC A, @A+DPTR CJNE A,B,NEXTKEY MOV DPTR,#LEDTAB MOV A,R1 MOVC A,@A+DPTR
CJNE R5,#01H,L2 MOV P2,A
LJMP TEST
L2: INC R5
MOV P0,A
；按键显示子程序
；AB不相等则转L1
；复位
;控制显示子程序
;键盘输入
；R5是否等于01，不等则转L2
；P2口输出显示
; R5自加1
；P0口输出显示
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红外多路遥控发射与接收系统设计
ACALL DAY1S
；延时 NEXTKEY:
；下次按键 INC R1
；R1自加1
CJNE R1,#10H,AJM1 ；R1不等于10则转，AJM1 LJMP TEST
;跳转到TEST
DAY: MOV R6,#20 ；延时子程序
DL2: MOV R7,#7DH DL1: NOP;
NOP;
DJNZ R7,DL1 DJNZ R6,DL2
RET
DAY1S: MOV R0,#32H ；延时1S
DAY1S1:
ACALL DAY DJNZ R0,DAY1S1
RET
BTNTAB:
；键值查表
DB 11H,21H,41H,81H
DB 12H,22H,42H,82H DB 14H,24H,44H,84H
DB 18H,28H,48H,88H
LEDTAB:
；数码管查表
DB 0C0H,0F9H,0A4H,0B0H, 99H, 92H, 82H,0F8H
DB 80H, 90H, 88H, 83H, 0C6H,0A1H, 86H,8EH,0FFH
END
接收程序： ORG 0000H LJMP START
ORG 0030H ；外部中断P3.2脚INTO的入口地址
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START:
MOV P1， #0FFH
MOV P3，#0FFH ；附初值
L: JB P3.2，L ；外部有无中断 MOV P2，#0FFH ；附初值 L1:
JB P1.3，L8 ；P1.3不等于0则转 JB P1.2，L4 JB P1.1，L2 CLR P2.7 LJMP L
L2: JB P1.0，L3 CLR P2.6 LJMP L
L3: CLR P2.5 LJMP L
L4: JB P1.1，L6 JB P1.0，L5 CLR P2.4 LJMP L
L5: CLR P2.3 LJMP L
L6: JB P1.0，L7 CLR P2.2 LJMP L
L7: CLR P2.1 LJMP L
L8: CLR P2.0 LJMP L END
；P1.2不等于0则转 ；P1.1不等于0则转 ；数码管“1”亮 ；P1.0不等于0则转 ；数码管“2”亮 ；数码管“3”亮 ；P1.1不等于0则转 ；P1.0不等于0则转 ；数码管“4”亮 ；数码管“5”亮 ；P1.0不等于0则转 ；数码管“6”亮 ；数码管“7”亮 ；数码管“8”亮 37
红外多路遥控发射与接收系统设计
附录C：整体电路原理图
附图1 发射电路图
附图
2 接收电路图
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