基于红外技术的电机遥控系统设计与实现开题报告

全文总字数：3505字

1. 研究目的与意义（文献综述）

51系列单片机是一类很常见并且应用很广泛的单片微型计算机，是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU、随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计数器等功能集成到一块硅片上构成的一个小而完善的微型计算机系统。红外线遥控是目前使用广泛的一种通信和遥控手段，属于运用红外线的发射和接收原理为基础的遥控技术，由于红外光波的波长远小于无线电的波长，所以它不影响周边环境、不干扰其它电器设备。红外线遥控系统作为以红外线为传送信息媒介的短距离无线遥控控制电路系统，具有准确度高、速度快、既方便又实用等诸多的优点，因而，继彩电、录像机之后，在录音机、音响设备、空调机以及玩具等其它小型电器装置上也纷纷采用红外线遥控。工业设备中，在高压、辐射、有毒气体、粉尘等环境下，采用红外线遥控不仅完全可靠而且能有效地隔离电气干扰。中国的红外技术研究工作是在新中国成立后才开展的，经过多年的大发展，中国在红外技术研究方面已经取得了重大的进步，建成了专业的研究所，研究课题组，一批高等院校中也设立了红外专业，一批民营企业、股份制企业相继诞生，已经形成了不同规模的产品，中国红外产品与应用市场日趋成熟，正逐渐普及。目前可以通过卫星红外遥感对地球进行勘测，在寻找水源、气象监测、监视森林火灾等方面起了重要的作用。21世纪以来红外在红外探测、红外无线通信、红外遥感、红外成像等方面的应用都极大的改善了我们的生活方式。而在国外，尤其是美国，大力研究红外技术在军事方面的应用。目前，美国将红外技术应用于单兵装备、装甲车辆、航空和航天的侦查监视、预警、跟踪以及武器制导等各个领域。电动机是机电行业中应用最为广泛的设备之一，是其它机电设备的动力源泉。因此，在工农业生产中，电动机的转速测控是非常重要的。本课题红外遥控系统研究利用单片机发射和接收红外线信号对电机进行的控制，主要包括红外线信号的收发、液晶显示、矩阵键盘扫描、电动机转速及方向控制等几个重要功能模块。经实践证明，本设计的测控原理及方法不仅适用于步进电动机，还可以对交流及直流电动机进行测控。本课题首先通过对红外线遥控工作原理的分析，提出基于51单片机进行编码、译码，并将脉冲信号调制在40KHz的高频载波上发射和接收。编写了红外发射和接收程序，通过解码控制多个以电动机为代表的动作单元完成特定的动作，巩固了运用微控制器设计一定的控制系统的专业知识。动作单元还可以是其他的可执行元件（继电器、电磁阀、电阻丝、晶闸管、PLC），该设计可以应用在日常生活、工业生产实际当中。

2. 研究的基本内容与方案

本次设计的基本内容是设计并实现以51单片机为核心的基于红外技术的电机遥控系统设计与实现，采用单片机构成的直流电动机数字pwm调速系统，以单片机输出经驱动电路输出给电机，从而控制电机相应的工作状态。软件采用定时中断进行设计。单片机上电后，系统进入准备状态。当遥控器按键按下后，经红外接收电路把接收到的红外信号转换成相应的电信号，然后送给单片机进行解码，根据输出口的pwm信号高低电平实现电机的正反转。根据不同的加减速按钮，调整输出pwm信号高低电平的预定值，从而可以控制单片机输出高低电平时的占空比，进而控制输出电压平均值的大小，以达到调速的目的。要求掌握基于c语言的单片机应用系统的设计和开发技术，掌握基于红外技术的电机遥控系统设计与实现。

需重点研究51单片机的硬件结构和编程方法及最小系统；字符型lcd液晶显示接口技术；键盘接口技术；红外编码及解码原理；电机的控制原理；器件的选型。

设计方案包括以下两个模块：

3. 研究计划与安排

第1-3周：查阅文献资料，明确研究目标，完成开题报告；

第4-10周：进行系统硬件研究设计及软件设计；

第11-12周：进行系统调试、完善系统功能；

4. 参考文献（12篇以上）

[1]候昭垒,白洪彦.基于stm8单片机的三相电机正反转无线遥控系统设计[j].科技风,2015(13):42.

[2] 张雷雷, 王福豹, 段渭军. 基于stc89c52单片机的超声波测距系统[j]. 电子设计工程, 2015, 23 (4) :120-123.

[3] 冯媛硕, 宋吉江.基于单片机的温湿度检测控制系统设计[j].山东理工大学学报 (自然科学版) , 2014, 28 (1) :19-23.