基于单片机的红外遥控数显智能开关设计专业电气工程及其自动化_开题报告

（一）国内研究现状

随着科技的不断进步，各种电子器件、家用电器、工业机械等不断出现，人们生活水平在不断提高。与此同时，生活的节奏也随之加强。为了减缓生活节奏，遥控器也就应需而生。遥控器的产生及发展，给人们带来了极大的便利。现在的红外遥控已经遍布各行各业，对其进一步研究也日益迫切。基于单片机的红外遥控系统的研究有利于更好的发挥红外光的不可视、有特定频率、不易干扰、易制作等优良特性；也有利于单片机的简单、效率、方便等特点；也充分发挥了红外遥控的体积小、功耗大、性价比高等优势。

我国对红外技术的研究及应用起步较晚，国内许多科研单位和技术公司都在积极研制，目前红外遥控正越来越多的应用于工业控制而且种类不断增多，性能越来越好，功能也越来越强大。常用的红外遥控系统一般分发射和接收两个部分。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。

目前大量的使用的红外发光二极管发出的红外线波长为940mm左右，外形与普通发光二极管相同，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。载波频率为38KHz这是由发射端所使用的455KHz晶振来决定的。在发射端要对晶振进行整数分频，分频系数一般取12，所以455KHz/12=38KHz。 

红外遥控的特点是不影响周边环境的，不干扰其他电气设备。由于其无法穿透墙壁，故不同房间的家用电器可使用通用的遥控器而不会产生相互干扰；电路调试简单，只要按给定电路连接无误，一般不需任何调试即可投入工作，可进行多路遥控。由于各生产厂家生产了大量红外遥控专用集成电路，需要时按图索骥即可。并且红外遥控是一种无线、非接触控制技术，具有抗干扰能力强，信息传输可靠，功耗低，成本低，易实现等显著优点，被诸多电子设备特别是家用电器广泛采用，并越来越多的应用到计算机系统中。因此，现在红外遥控在家用电器，室内近距离（小于10米）遥控中得到了广泛的应用。

综合近期我国有关的研究文献来看：裴彦纯,陈志超；(吉林大学物理学院)在《基于单片机系统的红外遥控器应用》中深入介绍了红外遥控器与单片机的硬件接口,并从原理出发给出软件解码的方法。通过软件程序对红外遥控器发射的脉冲波形检测得出信号码,从而为软件解码提供了可靠的依据。

（二）国外研究现状

      单片机诞生于20世纪70年代末，经历了SCM、MCU、SoC三大阶段。单片机是嵌入式系统的独立发展之路，向MCU阶段发展的重要因素，就是寻求应用系统在芯片上的最大化解决；因此，专用单片机的发展自然形成了SoC化趋势。随着微电子技术、IC设计、EDA工具的发展，基于SoC的单片机应用系统设计有较大的发展。因此，对单片机的理解可以从单片微型计算机、单片微控制器延伸到单片应用系统。 

    目前基于单片机的智能系统已经渗透到我们生活的各个领域，几乎很难找到哪个领域，没有单片机的踪迹。导弹的导航装置，飞机上各种仪表的控制，计算机的网络通讯与数据传输，工业自动化过程的实时控制和数据处理，广泛使用的各种智能IC卡，民用豪华轿车的安全保障系统，录象机、摄象机，以及程控玩具等等，这些都离不开单片机。  

    60年代初，一些发达国家开始研究民用产品的遥控技术，但由于受当时技术条件的限制，遥控技术发展很缓慢。70年代末，随着大规模集成电路和计算机技术的发展，遥控技术才得到快速的发展。在遥控方式上大体经历了从有线到无线的超声波、从振动子到红外线、再到使用总线的微机红外遥控这样几个阶段。无论采用何种方式，准确无误传输信号，最终达到满意的控制效果是非常重要的。最初的无线遥控装置采用的是电磁波传输信号，由于电磁波容易产生干扰，也易受干扰，因此逐渐采用超声波和红外线媒介来传输信号。与红外线相比，超声传感器频带窄，所能携带的信息量少，易受干扰而引起误动作。较为理想的是光控方式，逐渐采用红外线的遥控方式取代了超声波遥控方式，出现了红外线多功能遥控器，成为当今时代的主流。由于红外线在频谱上居于可见光之外，所以抗干扰性强，具有光波的直线传播特性，不易产生相互间的干扰，是很好的信息传输媒体。信息可以直接对红外光进行调制传输，例如，信息直接调制红外光的强弱进行传输，也可以用红外线产生一定频率的载波，再用信息对载波进调制，接收端再去掉载波，取到信息。从信息的可靠传输来说，后一种方法更好，这就是我们今天看到的大多数红外遥控器所采用的方法。

红外遥控由来已久,但是进入90年代,这一遥控技术又有新的发展,应用范围更加广泛。1995年，一个由部件、计算机系统、外围设备和电信厂商组成的大型集团——红外数据协会(IrDA)就红外通信的一套标准达成一致。现在约有120 家以上的厂商支持红外通信标准。其中的许多厂商已推出符合红外通信标准并支持Windows 95的产品。 红外数据协会开发的这种新的无线通信标准还得到PC机产业的有力支持。主要的开发厂商，如微软、苹果、东芝和惠普公司，已推出了在计算机之间采用这种高速红外数据通信的PC机、笔记本计算机、打印机和手持式个人数字助理(PDA)设备。

二、^范文提纲

1.绪论

（本次设计是基于单片机的红外遥控定时开关系统，它在我们的生产和生活中有着很广泛的应用前景。在我们所居住的场所，我们就可以通过红外遥控技术来控制各种电器、仪表、机械等。这种系统具有很强的适用性、灵活性、先进性。它的应用将我们的生活变的更加轻松。大大方便了人们的生活随着信息技术的不断向前发展，一些功能更强的应用系统将出现在我们的各个方面，这将体现着高科技带给人们的无穷魅力。）

2.智能开关总体方案设计

（智能开关，就是能根据用户需要在规定的时间进行闭合、断开的操作，整个过程能够实现自动控制，人为设定好时间好无需管理，自动按照设定参数动作。由于其可控性从而有效避免了用电设备长时间的供电的情况，在给人们的生活带来便利的同时，节约能源，并达到了保护用电设备的消除安全隐患目的。在设置参数时，系统采用了红外遥控的方式，进一步提高了该系统的便利性，而且减小了系统的体积，达到远程遥控的效果。）

2.1 工作原理

2.2 系统框图及实现功能

2.3 硬件设备选型

3.智能开关硬件系统设计

（通过单片机、显示模块、温度采集模块、红外模块、时钟模块和控制模块等来达到智能开关的硬件要求。）

3.1 单片机模块

3.2 显示模块

3.3 温度采集模块

3.4 红外模块

3.5 时钟模块

3.6 控制模块

4.智能开关控制思路及程序设计

（通过对相关程序的设计，来实现智能开关的软件控制）

4.1 控制思路

4.2 程序设计

5.智能开关系统调试

5.1 硬件调试

5.2 软件调试

5.3 调试结果

6.结论

三、参考文献

[1]张毅刚.单片机原理及应用[M].北京：高等教育出版社，2004.

[2]楼然苗,李光飞.51系列单片机设计实例[M].北京:北京航空航天大学出版社,2003,103－120.

[3]何立民.单片机应用系统设计[M]北京:北京航空航天大学出版社,1990.

[4]李洪明.漫谈红外遥控[J].电子世界,2016,(1):53.

[5]高建荣.基于单片机控制红外线遥控的编码实现[J].计算机工程与设计，2014，25（11）：2105.2107

[6]刘晓明，安敏，王军.两种红外解码技术的探讨[J].测控技术,2011，20（12）：51－52.

[7]姚凯学，孟传良.单片机原理及应用[M].重庆：重庆大学出版社，1998.

[8]周立功.增强型80C51单片机速成与实战[M].北京：北京航空航天大学出版社，2003.

[9]严天峰.单片机应用系统设计与仿真调试[M].北京：北京航空航天大学出版社，2005.

[10]冯建华.单片机应用系统设计与产品开发[M].北京：人民邮电出版社，2004.

[11]裴彦纯.基于单片机系统的红外遥控器应用[M].北京：现代电子技术，2007