基于51单片机的红外遥控系统实现

王凯

文章从51单片机在玩具车上的应用角度，对于其四个电路构成要素展开分析，给出电路分析以及工作原理，对于加深其应用特征认识，有着积极价值。

【关键词】51单片机 红外遥控

1 前言

51单片机是对所有兼容Intel 8031指令系统的单片机的统称，由Intel的8004单片机演变发展而来，成为当前应用最为广泛的8位单片机领域中的重要力量。目前在51单片机领域中，比较具有代表性的是ATMEL公司的AT89系列，已经广泛应用于工业测控系统之中，并且有着稳定表现。

2 51单片机的应用

51单片机在实际应用过程中，所体现出的强大的便以功能和稳定的物理特性，都决定了其必然有着广阔的市场。在遥控领域，以玩具车作为代表的遥控系统，同样成了51单片机的重要领地。对于玩具车的遥控实现，虽然应用着眼点小，但是意义重大，包括其他遥控自动行走设备，诸如扫地机器人等，都与玩具车的遥控与自动化实现相似。本次研究以AT89S51单片机为例，考察红外遥控系统的实现。考察当前对于遥控系统的需求，应当能够使玩具车实现自动驾驶、手动控制以及循迹行进等功能。自动驾驶过程中，玩具车应当能够识别周围障碍并且自行规避，手动控制的时候则应当能够跟随控制器的前进、后退、左转、右转等操作展开对应行为；而循迹行进，则要求玩具车能够依据预先设定的轨迹前进。从循迹这个角度看，虽然51系列的单片机一般不具备自编程能力，但是循迹等于实现了一种外部的编程。

3 51单片机的红外遥控系统设计

整个系统可以分为硬件和软件两个部分，硬件部分承担红外编码信号的发射和接受、障碍物检测、轨迹检测、直流电机运行等功能，而软件则主要负责信号的检测和处理、设备的驱动及控制等功能。AT89S51单片机对红外信号解码，并且查询各个检测部分的输入信号，展开综合处理，驱动电机，判断障碍物位置以及前方轨迹，最终依据多方面输入，来确定玩具车的行进，并且做出对应的调整。

从硬件的角度看，整个系统包括遥控发射器电路、红外线接收电路、电机驱动电路以及障碍物检测和寻迹电路四个部分。对于遥控发射器电路部分而言，以遥控器芯片HT6221作为其主要的控制只能部分，负责将红外编码调制成为38kHz的脉冲信号，并且通过红外发射二极管展开发送，参见图1。其中D1为红外发射二极管，而D2为指示灯，用于判断按键狀况。HT6221的编码规则为，按键按下激活芯片，如果按键按下时间在36-108ms之间，即可生成一组发射代码，包括9ms起始码、4.5ms结束码，9-18ms低8位地址码、9-18ms高8位地址码、9-18ms的8位数据码，以及9-18ms与数据码对应的反码。而当按键延时超过108ms，则发射代码将仅包括9ms起始码和2.5ms结束码。

红外线接收电路相对而言比较简单，采用一体化红外接收头即可完成任务。调试信号输出端将直接与单片机的P3.2口相连，当存在红外编码信号发射的时候，输出检波整形后的方波信号，并直接提供给单片机。而对于电机驱动电路来说，其主要通过L298芯片来实现对于电机转向以及转速的控制。L298芯片是一种高压、大电流双全桥式驱动器，其中SENSEA、SENSEB 分别为两个H 桥的电流反馈脚，不用时可以直接接地。VCC以及VS 是接电源引脚，ENA以及ENB 为使能端，IN以及OUT各端分别负责数据的输入以及输出，其电路结构参见图2。

最后，障碍物检测和寻迹电路虽然功能不同，但是原理相似，均采用反射式光耦来实现功能。避障电路安装在玩具车前以及两侧，用于实现对于障碍物的检测。当存在障碍物时，反射红外线，光敏三极管导通，单片机判断障碍物并且做出对应的调整动作。循迹电路则安装在玩具车底部，同样依据反射光来实现行动路线的调整。

4 总结

对于51单片机而言，其应用有着广阔的空间，实际工作中应当以实际需求为准切实分析，才能获取良好效果。

参考文献

[1]徐煜明，韩雁.单片机原理及接口技术[M].北京：电子工业出版社，2005.

作者单位

青海大学 青海省西宁市 810000