内容发布更新时间 : 2024/11/17 10:37:57星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

北京理工大学珠海学院2010届本科生毕业设计

2.1 设计要求

2.1.1 整个控制系统的设计要求

1、被控设备的控制实时反映，从接收信号到信号处理及对设备控制反映时

间应小于1s；

2、整个系统的抗干扰能力强，防止误动作； 3、整个系统的安装、操作简单，维护方便； 4、总体成本低。

2.1.2 红外载波、编码电路设计要求

1、单片机定时器精确产生38KHz红外载波；

2、根据控制系统要求能对红外控制指令信号精确编码并迅速发送。

2.1.3 红外解码电路设计要求

1、精确接收红外信号，并对所接收信号进行解码、放大、整形、解调等处理，最后输出TTL电平信号；

2、对非红外光及边缘红外光抗干扰能力强。

2.1.4 设备扩展模块设计要求

1、直流控制交流； 2、抗干扰能力强；

3、反应迅速不产生误动作； 4、能承受大电流冲击。

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2.2 总体设计方案 2.2.1 方案论证

（一）单片机控制器模块

方案一：采用目前比较通用的51系列单片机。

此单片机的运算能力强，软件编程灵活，自由度大，市场上比较多见价格便宜且技术比较成熟容易实现。

方案二：采用凌阳16 位单片机SPCE061A 作为控制核心。

与51单片机相比，SPCE061A具有更加丰富的资源，有32个可编程的I/O口，14个中断源。但考虑到本设计没有用到如此多资源且价格贵，市场比较少见，技术不稳定。

综合分析考虑，选择方案一。 （二）38KHz载波实现

利用载波对信号进行调制从而减少信号传输过程中的光波干扰,提高数据传输效率。以下是对产生38KHz载波的单片机软件与硬件电路进行比较。

方案一：单片机T0定时产生38KHz载波

电路原理:STC89C52RC定时器T0产生周期性的26.3us的矩形脉冲,即每隔13us，定时器T0产生中断输出一个相反的信号使输出端产生周期的38KHz脉冲信号。计算公式如2-1所示，脉冲图如图2-1所示。

T=1/38MHz （2-1）

图 2-1 38KHz载波信号

方案二：硬件晶振电路产生38KHz载波

电路分析: 晶振Y1，电容C1、C2、U1A、R2 、R3组成38KHz载波振荡电路，MC14011是逻辑与非门。U1B对38KHz的振荡信号取反，同时隔离前后级的信号干扰。如图2-2所示。P11属于单片机P1口用于单片机对受控对象控制信号处理后的数据输出口，数据与38KHz信号与P11端数据逻辑或非门输出，完成信号

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的调制。

图2-2 脉冲产生的硬件电路图

对于产生38KHz脉冲信号的软、硬件电路的实现进行比较选择，软件实现经济有利于产品开发使用，加密性强，电路板元件少，经济实用，便于产品的推广。因而采用方案一，即用软件定时产生38KHz的载波信号。

（三）红外解码电路的比较

方案一：采用单片机加专用解码芯片

其优点是软件设计简单，但增加了外围电路的设计，使得单片机的IO口减少不利于多路开关电路的扩展。

方案二：采用单片机软件解码

其外围电路简洁，空出的IO口多，利于单片机扩展多路开关电路的设计，而编程就会复杂些。

根据实际情况进行选择，采用方案二。 （四）驱动与开关

方案一：采用晶闸管直接驱动。

其优点是体积小，电路简单，外围元件少。但控制电流小，大电流晶闸管成本高，并且隔离性能差。

方案二：采用三极管驱动继电器。

其体积大，外围元件多。优点是控制电流大，隔离性能好。 根据实际情况，拟采用方案二。