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【摘要】红外线遥控装置具有体积小、功耗低、功能强、成本低等特点，是目前使用广泛的一种近距离无线通信和遥控方式。主要介绍了红外遥控器对直流电动机运行参数进行设定，包括直流电机启动、停止、正转、反转以及转速的设置，同时实时监控电动机的转速并显示，以红外线传输技术实现遥控功能。
【关键词】红外遥控；直流电动机；单片机；驱动器
1.引言
随着无线遥控技术的发展，特别是采用了先进的数字处理技术之后，工业无线遥控系统的运用范围更为广泛，安全性能也得到日益完善。从红外线向高频电磁波射频信号发展，遥控器用时就可以不用再考虑电器的位置和遥控器的指向等问题了。由于直流电动机在快速性、可控性、可靠性、体积小、重量轻、节能、效率高、耐受环境和经济性等方面具有明显的优势，故在当今国民经济各个领域应用日益普及，以往数控机床系统均采用直流电动机。当需要进行复杂而精细的信息处理时，仅仅采用硬件所构成的系统往往相当复杂，而采用单片机控制却十分简单。本设计结合无线遥控，通过设计单片机对直流电机的控制来增强对单片机和直流电机的结合。
2.系统结构
红外遥控直流电动机控制器是利用红外遥控器对直流电动机运行参数进行设定，包括直流电机启动、停止、正、反转以及转速的设置，同时实行监控电动机的转速并进行显示，具有较好的应用性。整个调速装置是采用PWM脉宽调制，测速装置是由光电检测开关实现。具体的硬件框图如图1所示：
图1 硬件电路图设计
（1）红外遥控器
发出红外信号，从而实现对直流电动机的运行参数进行设定。
（2）红外接收器
接收红外遥控器发出的红外信号，传输给单片机系统。
（3）单片机89C51
采用单片机89C51为控制器件，对红外线发射脉冲进行编码、接收译码，从而实现对直流电动机的启停、正反转及转速进行控制。
（4）键盘电路
按键相对应控制直流电动机的功能。
（5）启停、正反转、转速驱动电路
让单片机接收电机的目标状态，由软件实现。
（6）直流电动机
是本次设计的控制目标。
（7）测速电路
采用光电传感器测量电动机的转速，并将信号送给单片机，最终显示在数码管上。
（8）显示电路
可以直观的反映电动机的转速，动态显示出电动机转速的变化。
3.信号的发射与接收
发射器发出的红外线信号，由红外头接收，处理后获得方波信号，再由单片机产生控制电机的相关信号，送至单片机。红外线接收器输出波形见图2所示。
图2 输出波形图
图3 软件程序结构
红外线接收器输出波形分析：当红外接收器输出脉冲帧数据时，第1位码的下降沿触发外部中断INT0，实时接收数据帧，并对第1位（3起始位）码的码宽进行验证。若第1位低电平码的脉宽小于2ms，将作为错误帧处理。当间隔位的高电平脉冲宽大于3ms时，结束接收。然后根据累加器A中的脉冲数，执行相应的功能操作。
光电传感器是利用被检测物对光束的遮挡或反射，由同步回路选通电路，从而检测物体有无的。物体不限于金属，所有能反射光线的物体均可被检测。光电开关将输入电流在发射器上转换为光信号射出，接收器再根据接收到的光线的强弱或有无对目标物体进行探测。
由振荡回路产生的调制脉冲经反射电路后，由发光管GL辐射出光脉冲。当被测物体进入受光器作用范围时，被反射回来的光脉冲进入光敏三极管DU。并在接收电路中将光脉冲解调为电脉冲信号，再经放大器放大和同步选通整形，然后用数字积分或RC积分方式排除干扰，最后经延时（或不延时）触发驱动器输出光电开关控制信号。
4.软件设计
软件程序结构如图3所示。程序结构主要分成7个模块，分别是主程序模块、红外解码模块、调速模块、测速模块、显示模块等。
红外遥控直流电机为了实现对直流电机启动、停止、正反转以及转速的控制，同时实行监测电动机的转速并进行显示。首先要对单片机进行初始化程序。循环扫描是否有按键按下，如果有按键按下发射相应的红外信号接收器通过中断接收遥控信号，通过延时判断是否有开始脉冲，如果有开始脉冲就接收脉冲序列，根据脉冲序列判断需要执行的程序，最终完成相应的功能。
遥控信号发射器用来产生遥控编码脉冲，驱动红外发射管输出红外遥控信号，遥控接收头完成对遥控信号的放大、检波、整形、解调出遥控编码脉冲。遥控编码脉冲是一组组串行二进制码，对于一般的红外遥控系统，此串行码输入到微控制器，由其内部CPU完成对遥控指令解码，并执行相应的遥控功能。
单片机的转速测量完成，定时器T0作为内部定时器，外部中断来的时候读取TH0，TL0，并同时清零TH0、TL0，使定时器再次循环计内部脉冲。为数码管能够显示出来，需将二进制转换为十进制，在将十进制转换为非压缩BCD码后，才能调用查表程序，最后送显示。
红外码值处理程序即二-十进制转换程序，因为计算程序计算出来的数据为二进制，存到cord、value单元中以便发送程序中调用传送数据到计算机，计算机可识别二进制，然而，我们需要在LED上显示，查表程序需要拆分的BCD码，所以二进制必须先转换成BCD后才能拆分。
参考文献
[1]景青.电动机转速精密测量系统[J].电气时代，2008，6（10）： 22-28.
[2]徐熠明.单片机原理及接口技术[M].北京：电子工业出版社，2005：248-262.
[3]李福进，陈至坤.基于单片机的转速测量方法[J].工矿自动化，2006，（1）：12-18.
[4]宋国南.基于89C51的转速测量系统设置[J].潍坊学院报.2008，6（7）11-23.
[5]唐建东.基于C51的红外线遥控器性能测试仪[J].微计算机信息，2010（23）：44-45.
【关键词】红外遥控；直流电动机；单片机；驱动器
1.引言
随着无线遥控技术的发展，特别是采用了先进的数字处理技术之后，工业无线遥控系统的运用范围更为广泛，安全性能也得到日益完善。从红外线向高频电磁波射频信号发展，遥控器用时就可以不用再考虑电器的位置和遥控器的指向等问题了。由于直流电动机在快速性、可控性、可靠性、体积小、重量轻、节能、效率高、耐受环境和经济性等方面具有明显的优势，故在当今国民经济各个领域应用日益普及，以往数控机床系统均采用直流电动机。当需要进行复杂而精细的信息处理时，仅仅采用硬件所构成的系统往往相当复杂，而采用单片机控制却十分简单。本设计结合无线遥控，通过设计单片机对直流电机的控制来增强对单片机和直流电机的结合。
2.系统结构
红外遥控直流电动机控制器是利用红外遥控器对直流电动机运行参数进行设定，包括直流电机启动、停止、正、反转以及转速的设置，同时实行监控电动机的转速并进行显示，具有较好的应用性。整个调速装置是采用PWM脉宽调制，测速装置是由光电检测开关实现。具体的硬件框图如图1所示：
图1 硬件电路图设计
（1）红外遥控器
发出红外信号，从而实现对直流电动机的运行参数进行设定。
（2）红外接收器
接收红外遥控器发出的红外信号，传输给单片机系统。
（3）单片机89C51
采用单片机89C51为控制器件，对红外线发射脉冲进行编码、接收译码，从而实现对直流电动机的启停、正反转及转速进行控制。
（4）键盘电路
按键相对应控制直流电动机的功能。
（5）启停、正反转、转速驱动电路
让单片机接收电机的目标状态，由软件实现。
（6）直流电动机
是本次设计的控制目标。
（7）测速电路
采用光电传感器测量电动机的转速，并将信号送给单片机，最终显示在数码管上。
（8）显示电路
可以直观的反映电动机的转速，动态显示出电动机转速的变化。
3.信号的发射与接收
发射器发出的红外线信号，由红外头接收，处理后获得方波信号，再由单片机产生控制电机的相关信号，送至单片机。红外线接收器输出波形见图2所示。
图2 输出波形图
图3 软件程序结构
红外线接收器输出波形分析：当红外接收器输出脉冲帧数据时，第1位码的下降沿触发外部中断INT0，实时接收数据帧，并对第1位（3起始位）码的码宽进行验证。若第1位低电平码的脉宽小于2ms，将作为错误帧处理。当间隔位的高电平脉冲宽大于3ms时，结束接收。然后根据累加器A中的脉冲数，执行相应的功能操作。
光电传感器是利用被检测物对光束的遮挡或反射，由同步回路选通电路，从而检测物体有无的。物体不限于金属，所有能反射光线的物体均可被检测。光电开关将输入电流在发射器上转换为光信号射出，接收器再根据接收到的光线的强弱或有无对目标物体进行探测。
由振荡回路产生的调制脉冲经反射电路后，由发光管GL辐射出光脉冲。当被测物体进入受光器作用范围时，被反射回来的光脉冲进入光敏三极管DU。并在接收电路中将光脉冲解调为电脉冲信号，再经放大器放大和同步选通整形，然后用数字积分或RC积分方式排除干扰，最后经延时（或不延时）触发驱动器输出光电开关控制信号。
4.软件设计
软件程序结构如图3所示。程序结构主要分成7个模块，分别是主程序模块、红外解码模块、调速模块、测速模块、显示模块等。
红外遥控直流电机为了实现对直流电机启动、停止、正反转以及转速的控制，同时实行监测电动机的转速并进行显示。首先要对单片机进行初始化程序。循环扫描是否有按键按下，如果有按键按下发射相应的红外信号接收器通过中断接收遥控信号，通过延时判断是否有开始脉冲，如果有开始脉冲就接收脉冲序列，根据脉冲序列判断需要执行的程序，最终完成相应的功能。
遥控信号发射器用来产生遥控编码脉冲，驱动红外发射管输出红外遥控信号，遥控接收头完成对遥控信号的放大、检波、整形、解调出遥控编码脉冲。遥控编码脉冲是一组组串行二进制码，对于一般的红外遥控系统，此串行码输入到微控制器，由其内部CPU完成对遥控指令解码，并执行相应的遥控功能。
单片机的转速测量完成，定时器T0作为内部定时器，外部中断来的时候读取TH0，TL0，并同时清零TH0、TL0，使定时器再次循环计内部脉冲。为数码管能够显示出来，需将二进制转换为十进制，在将十进制转换为非压缩BCD码后，才能调用查表程序，最后送显示。
红外码值处理程序即二-十进制转换程序，因为计算程序计算出来的数据为二进制，存到cord、value单元中以便发送程序中调用传送数据到计算机，计算机可识别二进制，然而，我们需要在LED上显示，查表程序需要拆分的BCD码，所以二进制必须先转换成BCD后才能拆分。
参考文献
[1]景青.电动机转速精密测量系统[J].电气时代，2008，6（10）： 22-28.
[2]徐熠明.单片机原理及接口技术[M].北京：电子工业出版社，2005：248-262.
[3]李福进，陈至坤.基于单片机的转速测量方法[J].工矿自动化，2006，（1）：12-18.
[4]宋国南.基于89C51的转速测量系统设置[J].潍坊学院报.2008，6（7）11-23.
[5]唐建东.基于C51的红外线遥控器性能测试仪[J].微计算机信息，2010（23）：44-45.