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图3-1 红外遥控系统
图3-2为红外遥控系统框图，其中红外发射使用红外发光二极管，调制部分采用38KHZ的脉冲调制，矩阵键盘使用4×4矩阵。接收部分通过红外接收头来接收、放大和解调接收到的红外波，该接收头内部电路包括红外监测二极管AT24C02，放大器，限副器，带通滤波器，积分电路，比较器等。然后通过内含256×8位存储空间的AT24C02进行密码存储。
红外遥控 一体化红外接收头 键盘 编码和调制 光电放大 解调解码单片机
图3-2 红外遥控系统框图
调制载波频率一般在30khz到60khz之间，大多数使用的是38kHz，占空比1/3的方波，如图3-2所示，这是由发射端所使用的 455kHz晶振决定的。在发射端要对晶振进行整数分频，分频系数一般取12，所以455kHz÷12≈37.9 kHz≈38kHz。
红外线通过红外发光二极管(LED)发射出去，红外发光二极管（红外发射管）内部构造与普通的发光二极管基本相同，材料和普通发光二极管不同，在红外发射管两端施加一定电压时，它发出的是红外线而不是可见光。
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图3-3A 简单驱动电路 图3-3B 射击输出驱动电
如图3-3A和图3-3B是LED的驱动电路，图3-3A是最简单电路， 选用元件时要注意三极管的开关速度要快，还要考虑到LED的正向电流和反向漏电流，一般流过LED的最大正向电流为100mA，电流越大，其发射的波形强度越大。
图3-3A电路有一点缺陷，当电池电压下降时，流过LED的电流会降低，发射波形强度降低，遥控距离就会变小。图3-3B所示的射极输出电路可以解决这个问题，两个二极管把三级管基极电压钳位在1.2V左右，因此三级管发射极电压固定在0.6V左右，发射极电流IE基本不变，根据IE≈IC,所以流过LED的电流也基本不变，这样保证了当电池电压降低时还可以保证一定的遥控距离。
常用的红外发光二极管（如SE303、PH303），其外形和发光二极管了LED相似，发出红外光。管压降约为1.4v，工作电流一般小于20mA。为了适应不同的电压，回路中常常串有限流电阻。
发射红外线去控制相应的受控装置时，其控制的距离与发射功率成正比。为了增加红外线的控制距离，红外发光二极管工作于脉冲状态，因为脉动光（调制光）的有效传送距离与脉冲的峰值电流成正比，只需尽量提高峰值Ip，就能增加红外光的发射距离。提高Ip的方法，是减小脉冲占空比，即压缩脉冲的宽度T，一些彩电红外遥控器，其红外发光管的工作脉冲占空比约为1/3—1/4；一些电器产品红外遥控器，占空比是1/10。减小脉冲占空比还可使小功率红外发光二极管的发射距离大大增加。常见的红外发光二极管，其功率分为小功率（1mW—10mW）、中功率（20mW—50mW）和大功率（50mW—100mW以上）三大类。要使红外发光二极管产生调制光，只需在驱动管上加上一定功率的脉冲电压。
用红外发光二极管去控制受控装置时，受控装置中均有相应的红外光电转换元件，如红外接收二极管、光电三极管。使用中已有红外发射和接收配对的发光二极管。
红外发射与接收的方式有两种，其一是直射式，其二是反射式。直射式指发光管和接收管相对安放在发射与受控物的两端，中间相距一定距离；反射式指发光管与接收管并列一起，平时接收管始终无光照，只在发光管发出的红外线遇到反射物时，接收管收
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到反射回来的红外光线才工作。双管红外发射电路，可提高发射功率，增加红外发射的作用距离。
3.2 单片机的原理及应用
单片机是指集成在一个芯片上的微型计算机，也就是把组成微型计算机的各种功能部件，包括CPU、随机存储器RAM、只读存储器ROM、基本输入/输出接口电路。定时器/计数器等部件都制作在一块芯片上，构成一个完整的微型计算机从而实现微型计算机的基本功能。
STC89C52是一种低功耗，高性能CMOS8位微控制器，具有8K在系统可编程Flash存储器。使用Atmel公司高密度非易失性存储器技术制造，与工业80C51产品指令和引脚完全兼容。片上Flash允许程序存储器在系统可编程，亦适于常规编程器。在单芯片上，拥有灵巧的8位CPU和系统可编程Flash,使得STC89C52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活，超有效地解决方案。STC89C52是一种带2K字节闪烁可编程可擦除只读存储器的单片机。单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除100次。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器， STC89C52单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。
STC89C52提供以下标准功能：8K字节Flash闪速存储器，256字节内部RAM，32个I/O口线，3个16位定时/计数器，5个中断源，一个全双工串行通信口，片内具有振荡器及时钟电路。单片机最小系统如图3-4所示
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图 3-4
3.3 单元模块的分析
3.3.1 时钟模块
DS1302是DALLAS公司推出的涓流充电时钟芯片，内含一个实时时钟/日历和31字节静态RAM，可以通过串行接口与单片机进行通信。实时时钟/日历电路提供秒、分、时、日、星期、月、年的信息，每个月的天数和闰年的天数可自动调整，时钟操作可通过AM/PM标志位决定采用24或12小时时间格式。DS1302与单片机之间能简单地采用同步串行的方式进行通信，仅需三根I/O线：复位（RST）、I/O数据线、串行时钟（SCLK）。时钟/RAM的读/写数据以一字节或多达31字节的字符组方式通信。DS1302工作时功耗很低，保持数据和时钟信息时，功耗小于1mW。DS1302的外部引脚功能说明如图1-4所示。
DS1302封装图
X2
GND RST I/O X1，
32.768kHz晶振引脚
地 复位 数据输入/输出
串行时钟 电池引脚 主电源引脚
SCLK VCC1 VCC2
图1-4 DS1302的外部引脚功能说明图
DS1302的内部结构如图1-5所示，主要组成部分为：移位寄存器、控制逻辑、振荡器、实时时钟以及RAM。虽然数据分成两种，但是对单片机的程序而言，其实是一样的，就是对特定的地址进行读写操作。
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图1-5 DS1302的内部结构图
DS1302含充电电路，可以对作为后备电源的可充电电池充电，并可选择充电使能和串入的二极管数目，以调节电池充电电压。不过对我们目前而言，最需要熟悉的是和时钟相关部分的功能，对于其它参数请参阅数据手册。
2、DS1302的工作原理
DS1302工作时为了对任何数据传送进行初始化，需要将复位脚（RST）置为高电平且将8位地址和命令信息装入移位寄存器。数据在时钟（SCLK）的上升沿串行输入，前8位指定访问地址，命令字装入移位寄存器后，在之后的时钟周期，读操作时输出数据，写操作时输出数据。时钟脉冲的个数在单字节方式下为8+8（8位地址+8位数据），在多字节方式下为8加最多可达248的数据。
3、DS1302的寄存器和控制命令
对DS1302的操作就是对其内部寄存器的操作，DS1302内部共有12个寄存器，其中有7个寄存器与日历、时钟相关，存放的数据位为BCD码形式。此外，DS1302还有年份寄存器、控制寄存器、充电寄存器、时钟突发寄存器及与RAM相关的寄存器等。时钟突发寄存器可一次性顺序读写除充电寄存器以外的寄存器。日历、时间寄存器及控制字如表1-2所示。
表1-2 日历、时钟寄存器与控制字对照表
7 寄存器名称 秒寄存器 分寄存器 小时寄存器 日寄存器 月寄存器 星期寄存器 年寄存器 写保护寄存器
6 RAM/4 0 0 0 0 0 0 0 0 5 A3 0 0 0 0 0 0 0 0 4 A2 0 0 0 0 0 0 0 0 11
3 A1 0 0 0 0 1 1 1 1 2 A0 0 0 1 1 0 0 1 1 1 AW 0 1 0 1 0 1 0 1 0 RD/ 1 CK 1 1 1 1 1 1 1 1