发布时间 : 星期一 文章基于单片机的遥控直升飞机系统设计（论文） - 图文更新完毕开始阅读7384d9c38bd63186bcebbc4d
东北石油大学本科生毕业设计（论文）
第4章 系统的设计与实现
红外遥控是单工的红外通信方式，整个通信中，需要一个发射端和一个接收端。发送端采用单片机将待发送的二进制信号编码调制为一系列的脉冲串信号，通过红外发射管发射红外信号。红外接收端普遍采用价格便宜，性能可靠的一体化红外接收管接收红外信号，它同时对信号进行解调、放大、检波、整形，得到相应的信号，再送给单片机，经单片机控制相关的被控对象。
该系统的软件主要可以分为红外发射、红外接收和电机控制三部分，其中具体有单片机初始化程序、红外发射编码和红外接收解码程序和产生PWM信号等模块。
4.1 遥控码的发射
当某个操作按键按下时，单片机先读出键值，然后根据键值设定遥控码的脉冲个数，再调制成38kHz方波由红外发光管发射出去。
通常，红外遥控是将遥控信号（二进制脉冲码）调制在38KHz的载波上，经缓冲放大后送至红外发光二极管，转化为红外信号发射出去的。为了提高抗干扰性能和降低电源消耗，将上述的遥控编码脉冲对频率为38KHz（周期为26us）的载波信号进行脉幅调制（PWM），再经缓冲放大后送到红外发光管，将遥控信号发射出去。
红外信号发射过程:首先装入发射脉冲个数(发射时为3ms脉冲，停发时为1ms脉冲)，此时若发射脉冲个数为1则返回主程序，若不为1则发1ms脉冲，然后停发1ms脉冲，这样便结束整个发射过程。
在实践中，采用红外线遥控方式时，由于受遥控距离，角度等影响，使用效果不是很好，如采用调频或调幅发射接收码，可提高遥控距离，并且没有角度影响。
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开 始 装入脉冲发射 个数 发射3ms脉冲 停1ms Y 发完？ N 返 回 发射1ms脉冲 停1ms
图4-1 遥控发射器遥控码发射程序流程图
本遥控发射器采用码分制遥控方式，码分制红外遥控就是指令信号产生电路以不同的脉冲编码（不同的脉冲数目及组合）代表不同的控制指令。单片机遥控发射器主要由单片机、操作杆、红外发射电路三部分组成。单片机部分主要完成遥控发射器发射过程的控制。单片机选用STC89C51，其中P0.7用于输出方波信号控制红外发射电路的工作，遥控器信息码由STC89C51单片机的定时器1中断产生38KHZ红外方波信号，由P0.7口输出，经过三极管进行放大，由红外发射管发送，改变滑动变阻的阻值大小可以改变红外发射的距离。
在确定选择STC89C51作为本设计发射电路核心芯片和点触式开关作为控制键后，加上一个简单红外发射电路和12M晶体震荡器便可实现红外发射。
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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，它发出的便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，外形与普通的发光二极管相同，只是颜色不同。
遥控发射通过操作杆产生具有不同的编码数字脉冲，这种代码指令信号调制在38KHz的载波上，激励红外光二极管产生不同的脉冲，通过空间的传送到受控机的遥控接收器。P1口作为按键部分，P0.7口作为红外发射部分。电路图如图4-2所示。
红外发射管 P0.7 R12 2K Vcc GND GND 图4-2 红外发射电路
4.2 红外接收
红外遥控接收部分的主程序和初始化程序如下：首先进行初始化,然后检查是否有接收标志位，若有则调用相应的操作程序，然后清零中断标志位。
（1）数据帧的接收处理
当红外线接收器输出脉冲帧数据时，第一位码的低电平(3ms)将启动中断程序，实施接收数据帧的操作。在数据帧接收时，将对第一位（起始位）码的码宽进行验证。若第一位低电平码的脉宽小于3ms，将作为错误码处理。当间隔位的高电平脉宽大于2ms时，结束接收，然后根据累加器A中的脉冲个数，调用相应的操作程序，执行相应输出口的操作。
（2）接收端程序流程图
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开 始 初始化 N 有接收标志位？ Y 调用应用程序 清零中断接收标志位
图4-3 遥控接收器主程序流程图
中断过程：首先判断低电平脉冲宽度是否大于2ms，若脉宽不到3ms，则中断返回；若低电平脉宽大于2ms，则进行接收并对脉冲个数进行计数,然后判断高电平脉冲宽度是否大于2ms，若高电平脉宽不到2ms，则返回上一接收计数过程再次进行计数；若高电平脉宽大于2ms，则按照统计的脉冲个数调用相应的操作程序。此时中断返回。
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