单片机红外遥控门禁实现

系统总体框架

本系统由门口播报和办公桌播报等两大部分组成，由于一个红外发射模块控制多台接收模块，所以接收控制器的个数随办公对象的多少而定，形成的系统总体框图如图1所示。

其中图a按键矩阵包含了所有被控办公人员的遥控按键，每一个遥控按键都设置一个唯一的特征码，用户特征码用于标识办公人员，当按键矩阵中任一按键按下都会首先发射该键的用户特征码，同时播报提醒“稍等”。另一方面在图b所有接收器都设有自己的用户特征码，当发射的用户码与自己特征码相同时，该接收器执行相应的控制程序，驱动自身的语音芯片播报语音“有人找”，而其他的接收器不产生控制作用。由办公人员是否按允许键，如按下，则向门口播部分发信号，门口收到信息，播报“请进”，否则没按下，则门口播报“此人不在”。

　　系统总体设计

系统主要硬件电路设计

红外发射端采用具有在线下载功能的AT89S51芯片作为控制中心，与键盘扫描电路和发射电路共同构成。考虑到办公人员多和变动频繁的特点，可采用矩阵式，这里采用4X4的，当然，如果所需按键较多也可采用8X8的。门口播报部分发射端利用单片将待发送的二进制信号编码调制为一系列的脉冲信号，通过P2.7口发出，为了节省接口，优化软件设计及与接收模块SM0038的工作频率相对应，此脉冲信号为38kHz的矩形波，占空比为1/3，周期t=26μS，并通过三极管8050功率放大后，驱动红外发射管发射红外信号，如图2所示。

红外接收器的个数随办公人员的多少而定。每个接收器都有一个AT89S51芯片作为控制中心，与红外接收电路和语音播报电路共同组成。其中语音播报芯片可采用美国ISD公司推出的语音芯片，该系列产品采用直接存储专利技术，无需A/D转换和压缩，每个采样值直接存储在片内的闪烁存储器中，因此，只需要很少的外围器件就可构成一个完整的声音播报功能。红外接收电路使用一体化红外接收头SM0038，SM0038工作频率为38kHz，能对接收到的遥控信号进行放大、检波、整形、解调，得到TTL电平的编码信号，再送给单片机，经单片机解码并执行相关控制程序，其硬件电路图如图3所示。

单片机红外遥控编、解码原理

人的眼睛能看到的可见光，若按波长排列，依次(从长到短)为红、橙、黄、绿、青、蓝、紫，其中，红光的波长范围为0.62μm～0.76μm，比红光波长还长的光叫红外线。尽管肉眼看不到这种光线，但利用红外线发送和接收装置却可以发送和接收红外线信号，实施红外线通讯。利用红外线通讯无需连线，只需将两设备的红外线装置对正即可传输数据。红外线通讯方向性很强，适用于近距离的无线传输。红外线遥控器就是利用波长0.76μm～1.5μm之间的红外线来传送控制信号的。红外线的特点是不干扰其他电器设备工作，也不会影响周边环境。电路调试简单，在这里就是采用对发射信号进行编码，来实现多路红外遥控功能。

红外发射与编码、调制

发射部分由编码调制和LED红外发送器等组成。其中编码和调制用单片机软件实现，由单片机引脚发射采用脉宽调制的脉冲串，如图4所示，发射端口每次发射一串基频为38KHz的脉冲，每两串脉冲之间间隔一段时间，由这段时间对所发出的信息进行调制，时间的长短由单片机内时间寄存器设置。

红外接收与解调、解码

因红外遥控器的控制距离约6～12米远，要达到这个指标，其发射的载波频率(38kHz)要求十分稳定，一体化红外接收头SM0038对38kHz进行解调，当接收到38KHZ的载波信号时，SM0038接收器会输出低电平，否则输出高电平，从而可以将红外光信号解调成一定脉宽的连续方波信号。方波下降沿触发单片机的外部中断，经单片机解码，来判断是否为有效信号，以及哪一种信号，将信号还原为相应的控制信息。

红外遥控软件设计的实现

红外发射器软件设计

红外发射机需用到单片机两个定时器，一个外部中断等硬件资源，其中定时器T0用以计量发射38KHz