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文章编号
：１００８－ ０５７０（２００６）１０－
２
－ ０２２３－ ０３
单片机开发与应用
基于
ＭＳ Ｐ４３０
单片机的红外遥控器设计
Ｄ½ ½ ½½ ½ ½ ½ Ｉ½ ½½½ ½½ ½ Ｃ½ ½ ½½½ ½½½ ½ Ｂ½ ½ ½ ½ ½ ½ ＭＣＵ ＭＳ Ｐ４３０
（１．
中南大学
；２．
湖南财经高等专科学校
）
阎
纲
１，２
梁昔明
１
Ｙ½½ ，Ｇ½½½ Ｌ½½½½ ，Ｘ½½½½½
摘要
：
本 文 首 先 介 绍 了 红 外 通 信 的 基 本 原 理
；
然 后 简 要 介 绍 了
ＴＩ
公 司 的
ＭＳＰ４３０
单 片 机 的 功 ½ 特 点
；
最 后 介 绍 了 一 种 基 于
ＭＳＰ４３０
单 片 机 的 红 外 遥 控 器 的 设 计 方 案
，
并 给 出 了 硬 件 电 路 和 程 序 流 程 图 。
关键词
：
红外通信
；ＭＳＰ４３０
单片机
；
红外遥控器
中图分类号
：ＴＰ２７１
文献标识码
：Ｂ
Ａ½½½½ ½½½
：
Ｔ½½½ ½½½½½ ½½½½½½½½½½ ½½½ ½½½½½ ½½½½½½½½½ ½½ ½½½½½½½½ ½½½½½½½½½½½½½ ½½ ½½½½½． Ｔ½½½， ½½ ½½½½½½ ½½½½½½½½½½ ½½½ ½½½½½½½½ ½½ ＴＩ＇
½ ＭＣＵ ＭＳＰ４３０．Ａ½ ½½½½， ½½ ½½½½½½½½ ½ ½½½½½½ ½½ ½½½½½½½½ ½½½½½½½½½½ ½½½½½ ½½ ＭＣＵ ＭＳＰ４３０， ½½½ ½½½½½ ½½½½½½½½ ½½½½½½½½ ½½½ ½½½½½½½
½½½½ ½½½½½½．
Ｋ½½ ½½½ ½½：Ｉ½½½ ½½ ½½ ½½½½½½½½½½½½½， ＭＣＵ ＭＳＰ４３０， Ｉ½½½ ½½ ½½ ½½½½½ ½½½½½
１
引言
在工业控制的许多环境下
，
不适合操½ 人员直接
控制
，
例如
：
高温、 压、 射、 尘、 酸性、 蚀性、
高
辐
粉
强
腐
通过
有毒气½等 。
这时
，
红外遥控是可行的控制方式 。
这种方式
，
操½人员½及时采集现场数据
，
修改控制
对象的参数
，
并发送控制½令
，
以达到理想的控制效
果 。 红外遥控通过红外通信的方式进行控制
，
具有 ½
功耗 、
½成本 、
高可靠性 、
½积小 、
结构简单 、
避免人 身
伤害等优点
，
是一种先进的控制方式
，
具有广阔的应
用前景 。
红外光信号解调成一定周期的连续方 波信号
，
经单 片
机处理
，
便可以恢复出原数据信号 。
３ ＭＳＰ４３０
单 片 机 简 介
ＭＳＰ４３０
单片机是
ＴＩ
公司推出的一个新型单片机
系 列
，
其 主 要 特 点 是
：
超 ½ 功 耗 、 ½ 指 令 、 ½
Ａ／Ｄ
内
１６
½换器 、
串行通信接 口 、
硬件乘法器 、
ＬＣＤ
（
液 晶
）
驱 动
器及高抗干扰½力等 。因此
，
ＭＳＰ４３０
单片机特别适合
应用在智½仪表 、
防盗系统 、
智½家电 、 池供电便携
电
式设备等产品之中 。 笔者在开发这款 遥控器时
，
选 用
的单片机型号是
ＭＳＰ４３０Ｆ４１３
，
其性½特点如下
：
½ 工
½ 电 压
（
１．８￣ ３．６Ｖ
） ；
超 ½ 功 耗
（
工 ½ 模 式
４
下 耗 电 仅
为
０．１μ
） ；
１６
½精简指令结构
（
ＲＩＳＣ
） ；
１５０½½
指令周
Ａ
期
；
带有
３
个捕获
／
比较器的
１６
½定时器
；
片内集成
技
术
创
新
２
红外通信原理
红外通信
，
即以红外线½为通信½½½
，
通过红外
光在空中的传播来传输数据的通信方式
，
它由发射端
和接收端来完成 。 在发射端
，
发送的数字 信号经过适
½的调制编码后
，
送入电光变换电路
，
经红外发射管
½变为红外光脉冲发射到空中
；
在接收端
，
红外接收
器对接收到的红外光脉冲进行光电变换
，
解调 译码后
恢复出原信号 。
红外发射端发送数据时
，
是 将待发送的 二进制数
据调制成一系列的脉冲信号后发射出去 。红外½½波为
频率
３８ＫＨ½
的方波
，
采用脉½调制
ＰＷＭ
方式发送
，
通
过 待 发 送 二 进 制 数 据 的 “” “” 制 两 个 脉 冲 之 间
０
或
１
控
的时间间隔
，
及
ＰＷＭ
的占空比 。
红外½½波既可以通过
外围硬件电路实现
，
也可以½用单片机内部的定时 器
的
ＰＷＭ
功½实现 。
红外接收端在收到
３８ＫＨ½
的½½波信号时
，
会输出
½电平
，
否则输出高电平
，
从而可以将“ 断时续”
时
的
阎纲
：
博士
《
Ｐ ＬＣ
技术应用
２００
例 》
９６
段
ＬＣＤ
驱动器
；
片 内有
ＪＴＡＧ
调试接 口和
ＦＬＡＳＨ
型存储器
，
可在线串行编程
；
开发环境十分方 便高效
，
支持
Ｃ
语言和汇编语言 。
４
基 于
ＭＳＰ４３０
单 片 机 的 红 外 遥 控
器设计
４．１
总½硬件框图
笔者设计的这款红外遥控 器
，
不仅½设 ½控制对
象的给定值或控制参数
，
并通过红外线 发送给对象
，
而且½接收并显示对象通过红外线反 馈回的实际 值
，
这是它不同于普通红外遥控器的地方 。 因此
，
实 际应
用中
，
红外遥控器和控制对象上½装有红外发 送电路
和红外接收电路 。红外遥控器的硬件部分主要包括五
个模块
：
电源模块、 盘模块、 晶模块、 外发送模
键
液
红
块和红外接收模块 。 总½硬件框图如图
１
所示 。 由于
ＭＳＰ４３０
、 红外发送模块和红外接收模块½可采用
３Ｖ
电源
，
所以电源模块采用两节
１．５Ｖ
电池供电即可 。 键
邮局订阅号
：
８２－９４６ ３６０
元
／
年
－
２２３
－
单片机开发与应用
中 文 核 心 期 刊 《 计 算 机 信 息 》 嵌 入 式 与
Ｓ ＯＣ ）２００６
年 第
２２
卷 第
１０－２
期
微
（
盘 模 块 采 用
４
×
行 列 扫 描 式 键 盘 。 液 晶 模 块 由
４
ＭＳＰ４３０Ｆ４１３
直接驱动 。
际工½时
，
发光二极管的高电平用
３８½Ｈ½
的½½波信号
½½波
，
½电平则一直为½ 。
红外发送程序流程图如图
４
所示 。 即先发出前导
码
，
然 后 再 按 发 出 的 是 ‘’ ‘’ 发 出 不 同 的 数 据
０
或
１
来
码
，
每发送完一½
，
就让码长计数器
½½½
加
１
，
直到
½½½
加到
３２
时
，
发送停止 。
图
１
总½硬件框图
４．２
红外发送模块
红外发射电路如图
２
所示
，
在 这里选用普 通的红
外 发 光 二 极 管
（
ＳＥ３０３
、
ＰＨ３０３
）
来 发 射 红 外 信 号
，
利 用
ＭＳＰ４３０Ｆ４１３
的
Ｐ２．１
口做输出口 。½
Ｐ２．１
口输出高电
平时
，
三极管导通
，
于是红外发光二极管有导通电流
通过
，
开始发射红外光 。
技
术
创
新
图
２
红外发射电路
图
４
红外发送程序流程图
图
３
红外发射波½
因为发光二极管的发光距离与其发射功率成正
比
，
为了提高发光二极管的发光距离
，
必须提高它的
发射功率
，
也就是½红外发光二极管工½于脉冲状
态 。可以用两种方法来实现
：
一是用硬件方法
，
即设计
脉冲电路来产生占空比½量小的脉冲½½波信号
；
另 一
种就 是 用 ½ 件 来 控 制
ＭＳＰ４３０Ｆ４１３
的 输 出 端
Ｐ２．１
，
让
其输出即为占空比较小的脉冲信号 。
这里利用½件来实现这个功½ 。即在需要输出高
电平的时候
，
让程序定时把
Ｐ２．１
口输出状态反向
，
其
中定时时间是由指令数和指令周期来决定的
，
每条指
令的指令执行周期是固定的
，
所以如果想让反向频 率
高一些
，
则让指令执行的少一些
，
反之就让指令多一
些 。可见输出信号占空比可以由定时时间的长短来决
定
，
这样就可以在高电平时输出占空比½量小的脉 冲
信 号 。 因 为 接 收 头 对
３８ＫＨ½
的 光 信 号 ½ 换 ½ 力 比 较
强
，
所以把高电平的频率设½ 为
３８ＫＨ½
。 在需要输 出
½电平的时候
，
控制
Ｐ２．１
口一直为½就可以了 。
红外发光二极管发射波½如图
３
所示 。先发一段
前导码
，
以检验这组码是否为想要的码 。 前导码由一
个
９½½
的高电平和一个
４½½
的½电平组成 。然后再发
图
５
红外接收电路
４．３
红外接收模块
红 外 接 收 电 路 选 用
Ｖ½½½½½
公 司 生 产 的 专 用 红 外
接收模块
ＴＳＯＰ１８３８ＳＳ３Ｖ
（
以下简称
１８３８
）
。 该接收模
块是一个三端元件
，
½用
＋３Ｖ
电源
，
具有功耗½ 、 干
抗
扰½力强 、
输入灵敏度高 、
对其它波长
（
９５０½½
以外
）
的
红外光不敏感的特点 。
１８３８
的工½原理为
：
首先
，
通过
红 外 光 敏 元 件 将 接 收 到 的 ½½ 波 频 率 为
３８½Ｈ½
的 脉 冲
调制红外光信号½化为电信号
，
再由前½ 放大器和自
动增益控制电路进行放大处理
；
然后
，
通过带通滤波
器进行滤波
，
滤波后的信号由解调电 路进行解调
；
最
后
，
由输出级电路进行反向放大输出 。
如图
５
所示
，
１８３８
的
Ｖ½½
接
＋３Ｖ
，
ＧＮＤ
接地
，
信号
从
ＯＵＴ
引 脚 引 出
，
进 入
ＭＳＰ４３０Ｆ４１３
的
Ｐ２．０
口 。 ½
３２
½数据代码
，
其 中高电平为
０．５½½
，
½ 电 平 为
０．５½½
的一个周期为代码 “ ” 高电平为
０．５½½
，
½电平为
０
；
１．５½½
的一个周期为代码 “ ” 为了提高发射功率
，
实
１
。
－
１８３８
接收到红外信号
，
就会把红外信号½换的电平从
ＯＵＴ
脚输出
，
Ｐ２．０
口就会产生一个中断
，
进入红外中断
服务程序
，
进而判断是什么信号
，
并且对信号做出反应。
１８３８
输出的接收波½与发射波½恰½反相
，
即前
导 码 是
９½½
的 ½ 电 平 与
４½½
的 高 电 平
，
“ ” 是
０．５½½
０
《 现场总线技术应用
２００
例 》
２２４
－
３６０
元
／
年 邮局订阅号
：
８２－９４６
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单片机开发与应用
的设计
．
微计算机信息，
２００５．５
［５½
冯瑛
．
全数字电动调节阀模糊控制系统的研究与开发：学½
［
论文
½．
长沙：
中南大学，
２００４
的½电平与
０．５½½
的高电平
，
“ ”
０．５½½
的½电平与
１
是
１．５½½
的高电平 。 因此
，
在接收程序中
，
通过比较高电
平的脉½来判断到底是前导码
，
还是 “ ” “ ”
０
或
１
。
图
６
是红外接收中断程序流 程图 。 在主程 序中
，
先设½
Ｐ２．０
口为上升沿和下降沿½捕获
，
然后中断允
许
，
进入主循环 。 一旦
Ｐ２．０
口有电平的跳变即进入中
断程序 。 在中断程序中
，
首先判断是否上升沿 。 若是
，
则上升沿标志 ½
１
，
并记½上 升 沿 时 刻
；
否 则
，
说 明 是
下降沿
，
再判断上升沿标志是否½
１
。 若是
，
说明已有
上 升 沿
，
记 ½ 下 降 沿 时 刻
，
并 计 算 脉 ½
（
脉 ½
＝
下 降 沿
时 刻—上 升 沿 时 刻
） ；
否 则
，
说 明 这 是 干 扰 信 号
，
直 接
返回 。 下一步
，
判断脉½的大小 。 若是起始码
，
则起始
码标志½
１
，
记数值
½
清
０
。 否则
，
判 断起始码标 志是
否½
１
，
若是
，
判断是 “ ”
０
还是 “ ” 并保存
，
½
加
１
，
判断
１
，
½
是否大于或等于
３２
，
是则将起始码标志和记数值
½
清
０
，
保存
３２
½数据
，
返回
；
否则直接返回 。
½者简介
：
阎纲
（
１９７７．６－
）
，
男
，
汉族
，
湖南长沙人
，
博士生
，
研究方向 为智 ½ 控 制
．Ｅ½½½½：½½７７６２２＠１６３．½½½；
梁 昔 明
（
１９６７．２￣
）
，
男
，
汉族
，
湖南汨½人
，
博士后
，
教授
，
研究方向
为最优控制 。
Ｂ½½½½ ½½½½：Ｙ½½ Ｇ½½½ （１９７７．６ － ），½½½½，Ｈ½½，Ｈ½½½½ Ｃ½½½½½½½，
½½½½½½½½½， ½½½½½ ½½½½½½½½ ½½½½½ ½½ ½½½½½½½½½½½½ ½½½½½½½．
（
中南大学信息科学与工程学院
）
阎纲 梁昔明
（
湖南财经高等专科学校
）
阎纲
（Ｃ½½½½½½ ½½ Ｉ½½½½ ½½½½½½ Ｓ½½½½½½ ½½½ Ｅ½½½½½½½ ½½½， Ｃ½½½½ ½½
Ｓ½½½½ Ｕ½½½½½ ½½½½，Ｃ½½½½½½½ ４１００８３）Ｙ½½，Ｇ½½½ Ｌ½½½½，Ｘ½½½½½
（Ｈ½½½½ Ｆ½½½½½½½½ ½½½ Ｅ½½½½½½½ Ｃ½½½½½½， Ｃ½½½½½½½ ４１０２０５）
Ｙ½½，Ｇ½½½
通讯地 址
：（４１０２０５
湖 南 省 长 沙 市 枫 林 二 路
１３９
号 湖
南财经高等专科学校信息管理系
）
阎纲
（
收稿日期
：２００６．２．１３） （
修稿日期
：２００６．３．１７）
（
上 接 第
１２７
页
）
５
结论
实验表明
，
采用以上原则设计的参数
，
½在较½
的 范 围 内 满 足
ＺＶＺＣＳ
，
尤 其 是 滞 后 臂
，
极 大 的 改 善 了
ＺＶＳ
移 相 全 桥
ＤＣ／ＤＣ
变 换 器 滞 后 臂 在 ½ ½½ 时 不 易 实
现½开关的缺陷
，
而且占空比损失小 。 样机整 ½性½
优良
，
效率可达
９２％
。
本文的创新点是将饱和电感应用于大功率移相
全桥变器中
，
利用饱和电感的特性
，
极大的改善了移
相全桥变换器滞后臂在½½½时不易实现½开关的缺
陷
，
减小了占空比的丢失
，
提高了高频变压器的利用
率
，
同时½½开关易于实现
，
因此提高了变换器的效
率。
所提出的关键参数的设计方法在工程上有指导意义 。
参考文献：
［１½
阮新波
，
严仰光
．
脉½调制
ＤＣ／ＤＣ
全桥变换器的½开关技术
［½
Ｍ ．
北京
：
科学出版社
，１９９９
朱若燕，
姜久春
．
一种新型控制的
ＺＣＴ－ ＰＷＭ
变换器
［２½
姜久红，
的分析、
设计与实现
［Ｊ½．
微计算机信息
，２０００，５：８４－ ８７
［３½
阮新波
，
严仰光
．
直流开关电源的½开关技术［ ½
Ｍ ．
科学出版社
，２００３
［４½Ｊ．Ｇ．Ｃ½½，Ｊ．Ａ．Ｓ½½½½½，Ｇ．Ｃ．Ｈ½½，½½½ Ｆ．Ｃ．Ｌ½½，
“
Ｚ½½½－ ½½½½½½½ ½½½ ½½½½
½½½½½½½ ½½½½½½½½½ ½½½½－ ½½½½½½ ½½½ ½½½½½½½½½ ½½½ ½½½½ ½½½½½ ½½½½½－
，ＩＥＥＥ－ ＰＥＳＣ，１９９４，½½．１０２－ １０８．
½½½½½½½
”
电力电子学
［Ｍ½．
高等教育出版社，
北京
：
高等教育出版
［５½
陈坚，
社，
２００４
技
术
创
新
图
６
红外接收中断程序流程图
５
结束语
在遥控器开发中
，
红外发射 电路采用红 外发光二
极 管
，
用 ½ 件 生 成
３８Ｋ
的 ½½ 波
；
红 外 接 收 电 路 采 用 专
用 模 块
ＴＳＯＰ１８３８ＳＳ３Ｖ
；
主 控 制 器 采 用
ＭＳＰ４３０Ｆ４１３
单片机 。 经实际测试
，
遥控器的发射功率约为
３８½½
，
便携 式 、
½成
发射距离达到
８½
。 遥控器具有 ½功耗 、
本、
高可靠性 、
½积小 、
结构简单的特点 。
本文½者创新点
：
本文中的 红外遥控器 主要用于
现场仪表的控制。目前带遥控器的现场仪表还非常
少
，
½外也只有
ＳＩＥＭＥＮＳ
公司开发了 带有遥控功 ½
的现场仪表
，
而½内这种产品几乎没有
，
所以红外遥
控器的开发
，
可以说走在了½内同类产品的前 列
，
具
有很大的市场优势 。 而且
，
通过红外遥控器的 开发和
½用
，
适应了现代社会对控制的要求日益向 便携式 、
简单式方向发展的趋势 。
参考文献
：
［１½
柏军
，
胡屏
．
一种用于单片机的红外串行通信接口
．
单片机及嵌
入式系统应用
，２００３．８
［２½
蒋俊峰
．
基于单片机的红外通讯设计
．
电子设计应用
，２００３．１１
［３½
魏小龙
． ＭＳＰ４３０
系列单片机接口技术及系统设计实例
．
北
京：
北京航空航天大学出版社，
２００２
郭西进
．
基于
ＭＳＰ４３０
单片机的智½无功补偿控制器
［４½
陈茂勇，
《
Ｐ ＬＣ
技术应用
２００
例 》
½者简介
：
吴鸿霞
（
１９６７－
） ，
女
，
湖北武汉人
，
硕士
，
研究
方向为电力电子与电力传动 。
Ｅ½½½½：½½½½½½＠½½½．½½½．
（４３５００３
湖 北 黄 石 理 工 学 院 电 气 与 电 子 信 息 工 程 学
院
）
吴鸿霞 马学军
（
Ｓ½½½½½ ½½ Ｅ½½½½½ ½½½½ ½½½ Ｅ½½½½½ ½½½½ Ｉ½½½½ ½½½½½½ Ｅ½½½½½½½ ½½½，
Ｈ½½½½½½½ Ｉ½½½½½½½½ ½½ Ｔ½½½½½½½½½，
Ｗ½，Ｈ½½½½½½ Ｍ½，Ｘ½½½½½
Ｈ½½½½½½½ Ｈ½½½½４３５００３
）
通讯地址
：（４３５００３
湖北黄石理工学院学报编辑部
）
吴鸿霞
（
收稿日期
：２００６．１．１１）（
修稿日期
：２００６．２．１１）
邮局订阅号
：
８２－９４６ ３６０
元
／
年
－
２２５
－
京公网安备 11010802033920号
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