一、项目介绍
随着科技的不断发展，红外遥控器已经成为我们日常生活中普遍使用的一种电子设备。它能够给我们带来便捷和舒适，减少人工操作的繁琐性。然而，在实际应用中，有时候我们可能需要制作一个自己的红外遥控器，以便于更好地满足个性化需求。这样的需求可能来自于家庭影音设备的控制、智能家居系统的控制，或者其他自动化控制方案等。
本项目的目标是设计一个简单且易于实现的单片机红外遥控器，使用户能够自己定制并控制各种电子设备。通过使用键盘矩阵和红外发射二极管，用户只需按下相应的按键即可发送红外信号，从而实现对电子设备的控制。此外，为了方便用户知道当前按下的键值，我们还添加了数码管显示的功能，使用户可以直观地看到自己所按下按键的值。
通过这个项目，可以学习到单片机的基本原理和应用、键盘矩阵和红外遥控的工作原理、数码管的驱动方式等知识。并且，还可以根据自己的需求进行各种扩展和改进，如增加更多按键、添加更多的电子设备控制功能等。
二、系统设计
2.1 硬件设计
【1】主控芯片
选择STC89C52作为主控芯片，该芯片具有强大的功能和广泛的应用，可以满足本设计的需求。
【2】键盘设计
采用4x4矩阵键盘作为输入设备，通过行列扫描的方式读取用户按键情况。每个键对应一个唯一的键值，模拟电视机遥控板的键值。
【3】红外线发送设计
使用红外线发射二极管，根据NEC协议发送控制码。NEC协议是一种常用的红外遥控协议，它定义了红外信号的帧结构和通信规则。
【4】数码管显示设计
使用4位数码管进行键值数值的显示。将键值转换为对应的数码管段码，通过依次设置4位数码管的段选信号和位选信号，显示对应的键值数值。
2.2 软件设计
【1】 键盘扫描与键值获取
通过设置行和列的IO口状态，循环扫描键盘，当有键被按下时，获取对应的键值。
【2】红外控制码发送
根据NEC协议的要求，生成控制码的高低电平序列，并通过红外发射二极管发送出去。
三、源代码
#include <reg51.h>// 定义键盘矩阵的行和列
sbit ROW1 = P0^0;
sbit ROW2 = P0^1;
sbit ROW3 = P0^2;
sbit ROW4 = P0^3;
sbit COL1 = P0^4;
sbit COL2 = P0^5;
sbit COL3 = P0^6;
sbit COL4 = P0^7;// 定义红外发射二极管的IO口
sbit IR_LED = P2^0;// 定义数码管的IO口
sbit DIGIT1 = P1^0;
sbit DIGIT2 = P1^1;
sbit DIGIT3 = P1^2;
sbit DIGIT4 = P1^3;
sbit SEG_A = P1^4; // 数码管段A
sbit SEG_B = P1^5; // 数码管段B
sbit SEG_C = P1^6; // 数码管段C
sbit SEG_D = P1^7; // 数码管段D// 定义按键值对应的控制码
unsigned char keyTable[4][4] = {{'1', '2', '3', 'A'},{'4', '5', '6', 'B'},{'7', '8', '9', 'C'},{'*', '0', '#', 'D'}
};// 函数声明
void delay(unsigned int time);
unsigned char scanKeyboard(void);
void sendIRCode(unsigned char code);
void displayValueOn7Segment(unsigned char value);void main()
{unsigned char keyValue;while (1){// 扫描键盘，获取键值keyValue = scanKeyboard();if (keyValue != '\0') // 按键按下{// 发送红外控制码sendIRCode(keyValue);// 数码管显示键值displayValueOn7Segment(keyValue);}}
}// 延时函数
void delay(unsigned int time)
{unsigned int i, j;for (i = 0; i < time; i++){for (j = 0; j < 1000; j++);}
}// 扫描键盘并获取键值
unsigned char scanKeyboard(void)
{unsigned char row, col;ROW1 = 0; ROW2 = 1; ROW3 = 1; ROW4 = 1; // 第1行置低，其余行置高if (COL1 == 0) { delay(10); while (COL1 == 0); return keyTable[0][0]; }if (COL2 == 0) { delay(10); while (COL2 == 0); return keyTable[0][1]; }if (COL3 == 0) { delay(10); while (COL3 == 0); return keyTable[0][2]; }if (COL4 == 0) { delay(10); while (COL4 == 0); return keyTable[0][3]; }ROW1 = 1; ROW2 = 0; ROW3 = 1; ROW4 = 1; // 第2行置低，其余行置高if (COL1 == 0) { delay(10); while (COL1 == 0); return keyTable[1][0]; }if (COL2 == 0) { delay(10); while (COL2 == 0); return keyTable[1][1]; }if (COL3 == 0) { delay(10); while (COL3 == 0); return keyTable[1][2]; }if (COL4 == 0) { delay(10); while (COL4 == 0); return keyTable[1][3]; }ROW1 = 1; ROW2 = 1; ROW3 = 0; ROW4 = 1; // 第3行置低，其余行置高if (COL1 == 0) { delay(10); while (COL1 == 0); return keyTable[2][0]; }if (COL2 == 0) { delay(10); while (COL2 == 0); return keyTable[2][1]; }if (COL3 == 0) { delay(10); while (COL3 == 0); return keyTable[2][2]; }if (COL4 == 0) { delay(10); while (COL4 == 0); return keyTable[2][3]; }ROW1 = 1; ROW2 = 1; ROW3 = 1; ROW4 = 0; // 第4行置低，其余行置高if (COL1 == 0) { delay(10); while (COL1 == 0); return keyTable[3][0]; }if (COL2 == 0) { delay(10); while (COL2 == 0); return keyTable[3][1]; }if (COL3 == 0) { delay(10); while (COL3 == 0); return keyTable[3][2]; }if (COL4 == 0) { delay(10); while (COL4 == 0); return keyTable[3][3]; }return '\0'; // 未按键返回空字符
}// 发送红外控制码
void sendIRCode(unsigned char code)
{// 根据NEC协议生成红外控制码的高低电平序列// 将红外控制码通过红外发射二极管发送出去unsigned int i;unsigned int startHighTime = 9000; // 红外协议起始高电平时间（μs）unsigned int startLowTime = 4500; // 红外协议起始低电平时间（μs）unsigned int bitHighTime = 560; // 红外协议数据位高电平时间（μs）unsigned int bit0LowTime = 560; // 红外协议数据位0低电平时间（μs）unsigned int bit1LowTime = 1690; // 红外协议数据位1低电平时间（μs）// 发送起始高电平IR_LED = 1;delayMicroseconds(startHighTime);// 发送起始低电平IR_LED = 0;delayMicroseconds(startLowTime);// 逐位发送数据位for (i = 0; i < 8; i++){if (code & 0x01) // 当前位为1{IR_LED = 1;delayMicroseconds(bitHighTime);IR_LED = 0;delayMicroseconds(bit1LowTime);}else // 当前位为0{IR_LED = 1;delayMicroseconds(bitHighTime);IR_LED = 0;delayMicroseconds(bit0LowTime);}code >>= 1; // 移位获取下一位}
}// 数码管显示键值
void displayValueOn7Segment(unsigned char value)
{unsigned char digitCode[10] ={0x3F, // 显示数字00x06, // 显示数字10x5B, // 显示数字20x4F, // 显示数字30x66, // 显示数字40x6D, // 显示数字50x7D, // 显示数字60x07, // 显示数字70x7F, // 显示数字80x6F // 显示数字9};unsigned char digit1, digit2, digit3, digit4;digit1 = digitCode[value / 1000];digit2 = (digitCode[value / 100]) & 0x7F; // 去掉小数点digit3 = (digitCode[value / 10]) & 0x7F; // 去掉小数点digit4 = (digitCode[value % 10]);// 设置位选并显示数码管的段码DIGIT1 = 0; DIGIT2 = 1; DIGIT3 = 1; DIGIT4 = 1;P1 = digit1;delay(5); // 延时一段时间，使数码管显示较稳定DIGIT1 = 1; DIGIT2 = 0; DIGIT3 = 1; DIGIT4 = 1;P1 = digit2;delay(5);DIGIT1 = 1; DIGIT2 = 1; DIGIT3 = 0; DIGIT4 = 1;P1 = digit3;delay(5);DIGIT1 = 1; DIGIT2 = 1; DIGIT3 = 1; DIGIT4 = 0;P1 = digit4;delay(5);
}
