在多路控制的红外遥控系统中,当发射端按下某一按键时,相应地接收端有不同的输出状态。接收端的输出状态大致可分为脉冲、电平、自锁、互锁、数据五种形式。“脉冲”输出是当按发射端按键时,接收端对应输出端输出一个“有效脉冲”,宽度一般在100ms左右。“电平”输出是指发射端按下键时,接收端对应输出端输出“有效电平”消失。此处的“有效脉冲”和“有效电平”,可能是高、也可能是低,取决于相应输出脚的静态状况,如静态时为低,则“高”为有效;如静态时为高,则“低”为有效。大多数情况下“高”为有效。“自锁”输出是指发射端每按一次某一个键,接收端对应输出端改变一次状态,即原来为高电平变为低电平,原来低电平变为高电平。此种输出适合用作电源开关、静音控制等。有时亦称这种输出形式为“反相”。“互锁”输出是指多个输出互相清除,在同一时间内只有一个输出有效。电视机的选台就属此种情况,其他如调光、调速、音响的输入择等。“数据”输出是指把一些发射键编上号码,利用接收端的几个输出形成一个二进制数,来代表不同的按键输入。一般情况下,接收端除了几位数据输出外,还应有一位“数据有效”输出端,以便以后适时地来取数据。这种输出形式一般用于与单片机或微机接口。
(6)IrDA器件的构成及其使用
红外发送器件:红外发送器大多是使用Ga、As等材料制成的红外发射二极管,其能够通过的LED电流越大,发射角度越小,产生的发射强度就越大;发射强度越大,红外传输距离就越远,传输距离正比于发射强度的平方根。有少数厂商的红外发送器件内置有驱动电路。
红外检测器件:红外检测器件的主要部件是红外敏感接收管件,有独立接收管构成器件的,有内含放大器的,有集成放大器与解调器的。接收灵敏度是衡量红检测器件的主要性能指标,接收灵敏度越高,传输距离越远,误码率越低。内部集成有放大与解调功能的红外检测器件通常还含有带通滤波器,这类器件常用于固定载波频率(如40kHz)的应用。判定红外遥控器发射是否正常时,可将一个光敏管正极接万用表红笔,负极接黑笔,万用表置R×1K挡位,把遥控器对准光敏管发射,万用表摆动,则有红外线发射;无摆动则无红外线发射。检测红外接收头好坏的另方法是,在保证发射头没问题的情况下,用示波器观察接收头处的波形。当发射头发射红外信号时,如有波形产生,则说明接收头是好的。否则,就需要对接收头进行更换检测。
红外收发器件:红外收发器件集发射与接收于一体。通常,器件的发射部分含有驱动器,接收部分含有放大器,并且内部集成有关断控制逻辑。关断控制逻辑在发送时关断接收,以避免引入干扰;不使用红外传输时,该控制逻辑通过SD引脚接受指令,关断器件电源供应,以降耗节能。使用器件时需要在LED引脚接入适当的限流电阻。大多数红外收发器件带有屏蔽层。该层不要直接接地,可以通过串联一磁珠再接地,以免引入干扰影响接收灵敏度。
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红外遥控系统的一般原理框图
红外遥控系统的一般原理框图如图3.2,图3.3所示:(分别为接收和发射电路)
图3.2 红外发射电路
图3.2是发射器的一般原理框图。它由指令键、指令信号产生电路、调制电路、驱动电路及红外线发射器件组成。当指令键被按下时,指令信号产生电路便产生所需要的指令控制信号。这里的控制指令信号是以某些不同的特征来区分的。常用的区分指令信号的特征和码组特征,即用不同的频率或不同的编码电信号代表不同的指令。这些不同的指令信号由调制电路进行调制后,最后由驱动电路驱动红外线发射器件,发出红外线遥控指令信号。
图3.3红外接收电路
图3.3是接收器的一般原理框图。它由红外接收器件、前置放大电路、解调电路、指令信号检出电路、记忆驱动电路、执行电路组成。
本实验由发射部分和棘手部分组成;发射部分由按键,红外发射电路,晶振电路,AT89C51单片机,上拉电阻网络。接收部分由红外接收电路,晶振电路,AT89C51单片机,验证电路;如图3.4。
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(1)发射部分电路原理框图:
图3.4 发射电路框图
(2)接收部分电路原理框图:
图3.5接收部分原理框图
如图3.5为该系统遥控接收器电原理图,其具体接法是P0.0——P0.7以及P2.0——P2.6口作为15个电器的电源控制输出,接口可以接继电器来作为控制其他电路的中介电路。在本电路中直接接发光二极管来验证电路。点10脚P3.0口为50HZ交流市电相位基准输入,第12脚为中断输入口;P3.1口用于接收红外遥控码输入信号。
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具体电路设计: 1、红外发射部
图3.6 红外发射模块电路图
如图3.6为红外发射模块,该部分的功能是向外部发射红外信号,信号由单片机控制发射。信号的频率是40KHZ。红外发射头,一个PNP9013的三极管和两个限流电阻组成。根据红外发射头工作时的电流需要,采用280倍的放大器9013。同时红外发射头的串接电阻在100欧姆数量级,这里采用50欧姆。9013的基极接千欧级电阻,这里选用5K欧姆的电阻。
2、键盘输入部分
图3.7按键模块部分电路图
如图3.7为按键模块,该部分的功能是产生触发脉冲,并传递给单片机。由四个单脉冲开关组成。
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3、红外接收部分
图3.8红外接收模块电路图
如图3.8为红外接收模块,该部分的功能是接收外部的红外信号并传递给单片机部分进行分析处理并做出动作。从左至右分别为一,二,三脚。它的具体接法是一脚接地,二脚接五伏电源,三脚是信号输出端信号,接单片机的P3.5口。
4、验证电路部分
图3.9 验证模块电路图
如图3.9为验证模块,该部分的功能是验证单片机的管脚输出动作,当接收到信号时发光二极管就会发光。它由一个9012三极管,一个发光二极管和两个电阻组成。由于P0口需接上拉10K欧姆电阻,而P2口无需接上拉电阻,故在9012的基极接的电阻为10K或20K欧姆的电阻。该电阻在10K欧姆数量级的范围。这里就选用10K和20K。9012的放大倍数为200倍左右。这样才能满足给发光二极管提供合适的电压来完成发光验证的过程。再根据发光二极管为电流驱动器件,所以经实验测得与其串联的电阻为510欧姆时正常发光。所以这里选用510欧姆的电阻。
系统功能的实现方法
(1)遥控码的编码格式:该遥控器采用脉冲个数编码,不同的脉冲个数代表不同的编码,最小为2个脉冲,最大为16个脉冲。为了使接收可靠,第一位码的码宽为3毫秒,其余为1毫秒,遥控码数据帧间隔大于10毫秒,当某个操作按键按下时单片机
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