单片机家电控制,单片机家电控制模块算法

摘要： 能否用单片机控制发射红外信号来控制空调？单片机主要用途是什么？能否用单片机控制发射红外信号来控制空调？我是电子及工控技术，我来回答这个问题。首先肯定的是用单片机控制红外信号是完全可...

1. 能否用单片机控制发射红外信号来控制空调？
2. 单片机主要用途是什么？

能否用单片机控制发射红外信号来控制空调？

我是电子及工控技术，我来回答这个问题。首先肯定的是用单片机控制红外信号是完全可以用来控制空调的。我曾经就用过STC89C52RC单片机与HS0038红外接收头制作一个公交站应答系统。我认为用单片机与红外发射管配合制作一个红外发射信号去遥控空调的开关其原理应该都是一样的。下面我将对如何实现这种方法来说说我的方案。

我们要用单片机制作红外发射信号去遥控空调首先第一步我们要知道空调接受端所用的是何种通信协议，在一些无线通信协议中一般有日本的NEC 协议、Sharp（夏普） 协议、飞利浦公司的 RC-5 协议、索尼公司的 SIRC 协议等,而家庭中的家用电器大部分***用了NEC通信协议。我想空调应该也是用这种通信协议吧！如果不清楚用的是什么通信协议可以用逻辑分析仪抓取空调遥控器发出的信号进行波形分析，然后通过软件解析出通信协议个发射格式就能够判断出所使用的通信协议了。

我们知道了空调所能“识别”的语言之后，下面就要制作能够发出这种“语言”的装置了，这种装置是由软件和硬件两部分组成。我们来本别表述一下，首先说硬件方面需要核心器件就是单片机和红外发射头。如下图中的白色类似二极管那样的就是红外发光二极管。

其电路原理图如下图所示，其硬件电路比较简单，它主要发射两种信号一种是38KHZ的载波信号另一种是控制信号。这两种信号要进行调制后，最后由红外发射二极管发射出去。控制信号和载波信号可以都有单片机来完成，因为单片机可以模拟输出PWM信号，对于38KHZ是完全可以胜任的。也可以只让单片机完成控制信号输出，而载波信号可以由455KHZ的晶体振荡器然后经过 12 分频得到 37.91KHZ，或者由时基电路NE555 来产生38KHZ的载波信号。

红外二极管发射出去的是经过单片机编码然后通过调制的信号，在这个发射的信号中包含了引导码、用户码、用户码反码、按键键码和键码反码和一个停止位。

从蓝牙诞生就想取代红外，可惜至今未果。以前的智能手机都带红外，就因为蓝牙要取代红外都取消了，目前就是红外不会消失，小米手机很多又加了红外功能。红外结构最简单、也最便宜，别说单片机能实现控制不用单片机都可以。

当然可以使用红外信号来控制空调了。空调遥控器其实就是一个红外信号发射装置，而空调机身具有红外接收探头，可以接收遥控器发出的红外信号并解析，从而实现遥控的功能，电视遥控器也是同样的原理。现在有很多手机具有红外功能，通过匹配通讯协议，就能实现手机遥控电视和空调的作用。下面通过硬件和软降两个方面来和大家分享，红外遥控实现的原理。

本部分内容包括，红外发射部分原理、红外接收部分原理以及软件编码部分原理。

红外发射功能主要由红外发射管来实现，红外发射管在外观上和透明的LED发光二极管极为相似，其驱动和控制方式也一直。在使用单片机控制发射管时，一般使用三极管来驱动，NPN三极管和PNP三极管都可以实现。如下图所示使用PNP三极管来实现的。

PNP三极管的基极通过电阻接单片机的GPIO口，发射管通过限流电阻接在PNP三极管的发射极上。当单片机的GPIO输出高电平时PNP三极管处于截止状态红外发射管不工作；当GPIO输出低电平时PNP三极管导通发射管工作，发出肉眼不可见的红外线，被接收管接收到。遥控器上的每一个按键都有一定的编码，该编码其实就是遵循一定规则的高低电平的脉冲，接收电路解析该脉冲从而执行对应的操作。

前文说过，红外发射和红外接收是一对，成对使用。发射管是白色的，接收管是黑色的。可以使用三极管搭建接收电路也可以使用比较器来搭建电路，下面用三极管电路展示红外接收的电路。如下图所示。

在没有接收到红外信号时，接收管不导通，三极管Q1不导通，三极管Q3不导通，单片机接收到持续的高电平；当接收管接收到红外信号时，单片机接收到低电平。当遥控器的按键被按下时，按键对应的编码脉冲就会被单片机所接收到，单片机解析该脉冲，就能知道遥控器上是哪个按键被按下，从而实现用户的操作。

但是，黑色的红外接收管抗干扰能力比较低，在设计电路的时候一般不选用，而是选用专用的红外接收头，最常用的型号为HS0038。而且，其红外接收电路简单，抗干扰能力强。

单片机当然可以控制发射红外信号来控制空调

万能遥控器大家用过吗？大家有没有试过用手机来控制空调吗？有些型号的手机集成有红外发射管，可以发出红外信号，既可以用来进行通讯，也可以用来遥控空调、电视等的电器。手机的Soc芯片其实也是一个单片机，只是它的功能比较强大，如果仅仅用来控制发射红外信号来控制空调，普通的单片机同样可以做到的。

单片机为什么可以控制发射红外信号来控制空调？

红外遥控技术已经应用了发展很多年了，技术已经相当的成熟了。红外发射管可以发出红外线信号，红外发射管则可以接收红外线信号。空调上有红外接收电路，它可以接收到波长与红外接收管对应的红外信号，当然，红外信号的编码规则要符合该品牌空调的指令规则，它才作出相应的动作，就好像“对暗号”一样，不但要收到“暗号”，还有“暗号”正确才会动作。

主流的红外编码规则有NEC和RC5，以NEC为例，它使用了38KHz的载波频率，由引导码，8位的客户码，8位客户码的补码，8位的按键值，8位按键值的补码组成。

而空调、电视等电器大多使用NEC的编码规则，想用单片机控制发射红外信号来控制空调，首先要清楚该品牌空调使用的红外编码规则和指令代码，当然这些都是公开的。我们只要用单片机控制红外发射管发出对应指令红外信号，就可以进行遥控空调了。以某品牌某型号的空调为例，通过示波器抓取到遥控器发出的红外线信号的波型如下，而我们用单片机控制红外发射管发出同样波形的信号，大家觉得能遥控吗？

如果某个品牌的空调不公开编码规则和指令代码，或者对数据进行加密处理，那么我们就没那么容易遥控了，比如想打开加密码的文件就要先经过解密。就像我们平常用的小汽车遥控钥匙，自己的遥控钥匙只能开自己的车。

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单片机主要用途是什么？

单片机主要用途如下：

1、智能仪器

单片机具有体积小、功耗低、控制功能强、扩展灵活、微型化和使用方便等优点，广泛应用于仪器仪表中，结合不同类型的传感器。

2、工业控制

单片机具有体积小、控制功能强、功耗低、环境适应能力强、扩展灵活和使用方便等优点。

3、家用电器

家用电器广泛***用了单片机控制，从电饭煲、洗衣机、电冰箱、空调机、彩电、其他音响视频器材、再到电子秤量设备和白色[_a***_]等。

4、网络和通信

现代的单片机普遍具备通信接口，可以很方便地与计算机进行数据通信，为在计算机网络和通信设备间的应用提供了极好的物质条件，通信设备基本上都实现了单片机智能控制。

5、设备领域