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51单片机红外发射，红外检测电路及汇编代码.doc

发布时间：2022-05-30 发布人：admin 分类：说明书 资料大小：0.64M 资料格式：doc 举报 版权申诉
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    单片机的开发过程：在编写软件之前，首先要确定一些常数、地址，事实上这些常数、地址在设计阶段已被直接或
    红外遥控试验项目开发 河南理工大学第六期“大 河南理工大学第六期“大 河南理工大学第八期“大 学生科学研究训练计划” 学生科学研究训练计划” 学生科学研究训练计划” （SRTP）项目结题报告 （SRTP）项目结题报告 （SRTP）项目结题报告 项目编号：06-2-044 项目编号：06-2-044 项目编号：08-2-081 红外遥控试验项目开发 项目负责人：娄元成 所在单位：物理化学学院 联系电话：3987817 参与学生：崔高增 乔志广 邵飞飞 完成时间：2010 年 5 月 河南理工大学教务处制 I
    红外遥控试验项目开发 红外遥控试验项目开发 摘要： 红外遥控项目首先收集与红外相关的参考资料，利用 Keil uVision2 和 PROTUES 进行红外遥控程序的开发、电路设计和软件模拟，进而利用 51 开发板与单片机进行实物试验，最后利用器件进行焊接，制作一款电 器，达到预期的实验效果。 关键词：红外遥控 单片机 遥控程序 ABSTRACT: Infrared remote control with IR-related project to collect first reference, use Keil uVision2 and PROTUES infrared remote control program development, circuit design and software simulation, and then use 51 development board with the microcontroller for physical tests, the last use of the device for welding, making a electrical appliances, to achieve the desired experimental effect. Key words: infrared remote control remote control program microcontroller 2
    红外遥控试验项目开发 目 录 摘 要 ……………………………………………………………………Ⅰ ABSTRACT …………………………………………………………………Ⅰ 一 概述 …………………………………………………………………1 1.1 红外线的历史及其发展简介 ……………………………………1 1.2 红外遥控的基本原理………………………………………………6 二利用 Keil uVision2 实现红外遥控程序编程 ………………………6 三利用单片机实现红外的编码、发射信号和接收信号 ………………13 3.1 单片机原理简介 …………………………………………………13 3.2 单片机实现编码 …………………………………………………14 四 用 PROTUES 模拟红外编码、发射信号和接收信号…………………14 4.1 PROTUES 简介……………………………………………………14 4.2 PROTUES 仿真红外模拟图………………………………………17 五 实物模型 ……………………………………………………………18 5.1 红外遥控试验项目开发模型图 ………………………………18 5.2 总结和体会 ……………………………………………………19 参考文献 …………………………………………………………………20 3
    红外遥控试验项目开发 一 概述 1.1 红外线的历史及其发展简介 1800 年英国的天文学家赫谢耳(Kerschel)在研究太阳七色光的热 效应时发现了一种奇异的现象。他利用分光棱镜将太阳光分解成从红 色到紫色的单色光，依次测量不同颜色光的热效应。当水银温度汁移 到红色光谱边界以外，人眼看不见有任何光线的黑暗区的时候，温度 反而比红光区域的温度更高。反复实验证明，在红光外侧，确实存在 一种人眼看不见的“热线”，后来称为“红外线”，也称“红外辐射”。 研究表明，红外线是从物质内部发射出来的，物质的运动是产生 红外线的根源。众所周知，物质是由原子、分子组成的，它们按一定 的规律不停地运动着，其运动状态也不断地变化，因而不断地向外辐 射能量，这就是热辐射现象。由此可见，红外辐射的物理本质是热辐 射。这种辐射的量主要由这个物体的温度和材料本身的性质决定。特 别是，热辐射的强度及光谱成分取决于辐射体的温度，也就是说，温 度这个物理量对热辐射现象起着决定性。 红外线是一种电磁辐射，它也具有与可见光相似的特性，如反射、 折射、干涉、衍射和偏振。同时，又具有粒子性，即它可以光量子的 形式发射和吸收，这已在电子对产生、康普顿散射、光电效应等实验 中得到充分证明。此外，红外线还有一些与可见光不一样的独有 特性： 1
    红外遥控试验项目开发 (1)红外线对人的眼睛不敏感，所以必须用对红外线敏感的红外 探测器才能接收到； (2)红外线的光量子能量比可见光的小，例如 10μm”波长的红外 光子的能量大约是可见光光子能量的 1／20； (3)红外线的热效应比可见光要强得多； (4)红外线更易被物质所吸收，但对于薄雾来说，长波红外线更容 易通过。 在电磁波谱中，红外辐射只占有小部分波段。整个电磁波谱包括 20 个数量级的频率范围，可见光谱的波长范围(0.38 一 0.75μm)只跨 过一个倍频程，而红外波段(0.75 一 l 000μm”)却跨过大约 10 个倍龋 程，因此，红外光谱区比可见光谱区含有更丰富的内容。在红外技术 领域中，通常把整个红外辐射波段按波长分为 4 个波段，见下表。 名称 近红外 中红外 远红外 极远红外 范围(μm) 0.75~3 3~6 6~15 15~1000 简介 NIR MIR FIR XIR 以上划分方法，基本上是考虑了红外辐射在地球大气层中的传播 特性而确定的，例如，前三个波段中，其每一个波段都至少包含一个 大气窗口。 自从红外线的发现开始，红外辐射和红外元件、部件的科学研究 逐步发展，但发展比较缓慢，直到 1940 年前后才真正出现现代的红 2
    红外遥控试验项目开发 外技术。当时，德国研制成硫化铅和几种红外透射材料，利用这些元、 部件制成一些军用红外系统，如高射炮用导向仪、海岸用船舶侦察仪、 船舶探测和跟踪系统，机载轰炸机探测仪和火控系统等等。其中有些 达到实验室试验阶段，有些已小批量生产，但都未来得及实际使用。 此后，美国、英国、前苏联等国竞相发展。特别是美国，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、航空和航天的侦察监视、预警、跟踪以及武器制导等各个 领域。 红外技术发展的先导是红外探测器的发展。1800 年，F·W·赫歇 尔发现红外辐射时使用的是水银温度计，这是最原始的热敏型红外探 测器。1830 年以后，相继研制出温差电偶的热敏探测器、测辐射热 计等。19 世纪，科学家们使用热敏型红外探测器，认识了红外辐射 的特性及其规律，证明了红外线与可见光具有相同的物理性质，遵守 相同的规律。它们都是电磁波之一，具有波动性，其传播速度都是光 速、波长是它们的特征参数并可以测量。20 世纪初开始，测量了大 量的有机物质和无机物质的吸收、发射和反射光谱，证明了红外技术 在物质分析中的价值。30 年代，首次出现红外光谱代，以后，它发 展成在物质分析中不可缺少的仪器。40 年代初，光电型红外探测器 问世，以硫化铅红外探测器为代表的这类探测器，其性能优良、结构 牢靠。50 年代，半导体物理学的迅速发展，使光电型红外探测器得 到新的推动。到 60 年初期，对于 1～3、3～5 和 8～13 微米三个重要 的大气窗口都有了性能优良的红外探测器。在同一时期内，固体物理、 3
    红外遥控试验项目开发 光学、电子学、精密机械和微型致冷器等方面的发展，使红外技术在 军、民两用方面都得到了广泛的应用。 从 60 年代中叶起，红外探测器和系统的发展体现了红外技术的 现状及发展方向。1.在 1～14 微米范围内的探测器已从单元发展到多 元，从多元发展到焦平面阵列。红外探测器最早是用单元探测器，为 了提高灵敏度和分辨率，后来发展为多元线列探测器。多元线列探测 器先后扫过(串扫)同一目标时，它输出的信噪比可比单元探测器高 n （开平方）倍，n 为元数。如果多元线列探测器平行扫过(平扫)目标 时，则可获得目标辐射的一维分布。以线列探测器为基础的红外探测 系统，大都安装在飞机或卫星遥感平台上，平台的前进运动垂直于线 列作为第二维时，就可得到目标辐射的分布图像。现在，红外探测器 已从多元发展到焦平面阵列，相应的系统已实现了从点探测到目标热 成像的飞跃。红外热成像仪是一种最有发展前途的设备，代表着夜视 器材的发展方向，它用焦平面阵列取代了光机扫描结构。目前，长波 碲镉汞(HgCdTe)探测器面阵已达 640×480 元，焦平面阵列探测器的实 验室水平已达 256×256 元，预计到 2000 年可达到百万元。2.红外探 测器的工作波段从近红外扩展到远红外。早期的红外探测器通常工作 在近红外。随着红外技术的发展，红外探测器的工作波段已扩展到中 红外和远红外，例如，美国国防高级研究计划局提出了一项超波谱地 雷探测计划，目的是为了提供一种安全有效地探测地雷的方法。该计 划采用空间调制成像傅里叶变换光谱仪，这是一种红外传感器，它已在 直升机上进行了近、中波段的试验，下一步计划把工作波段延伸到远 4
    红外遥控试验项目开发 红外。远红外已经成为科学家们关注的重点。3.轻小型化。非致冷、 集成式、大面阵红外探测器方向发展。采用低温制冷技术，是为了提 高红外探测器件的灵敏度和输出信号的信噪比，使其具有良好的性 能，但它也使红外探测器体积大、成本高。为了实现小型化，必须减 少制冷设备和相关电源，因此，高效小型制冷器和无需制冷的红外探 测器将是今后的发展方向。如采用非致冷工作的红外焦平面阵列技 术，不仅可使系统成本降低 2 个数量级，而且可以使体积、重量和功 耗也将大大减少。此外，利用材料电子计算机和微电子方面的最新技 术，可使红外探测器与具有一定数据处理能力的数据处理设备相结 合，使其轻集成化、大面阵、焦平面化方向发展，以提高其性能，实 现对室温目标的探测。4.红外探测系统从单波段向多波段发展。正如 前面所述：在大气环境中，目标的红外辐射只能在 1～3、3～5 和 8～ 13 微米三个大气窗口内才能有效地传输。如果一个红外探测系统能 在两个或多个波段上获取目标信息，那么这个系统就可更精确、更可 靠地获取更多的目标信息，提高对目标的探测效果，降低预警系统的 虚警概率，提高系统的搜索和跟踪性能，适用更多的应用需求，更好 地满足各军兵种的需要。目前，多波段的红外探测系统已经研制成功， 如法国和瑞典联合研制的"博纳斯"末敏子弹药，就采用了多波段红外 探测系统探测目标。 在红外技术的发展中，需要特别指出的是：60 年代激光的出现 极大地影响了红外技术的发展，很多重要的激光器件都在红外波段， 其相干性便于移用电子技术中的外差接收技术，使雷达和通信都可以 5
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