红外接收系统的设计和应用
摘要:本论文主要探讨了红外接收系统的在日常生活中的应用，主要目的是实现遥控器的一个远距离红外操作，把当今应用最为广泛的红外技术以及遥控器结合在一起，主要是利用基于HOT51开发板上的的PC838红外接收头，STC90C51芯片以及6122遥控器来完成一个发射信号，接收信号，以及最终显示数字信号的的过程。利用6122遥控器发射红外光信号，通过PC838红外接收头接收光信号并且经过STC90C51芯片对信号进行放大，解码等一系列的操作，将红外光信号转化为数字信号并且把转化的数字型号发送给数码显像管，最终达到在遥控器上按下某一个数字键，数码显像管上就会显示出相对应的数字的效果。
本课题较好地完成了预期的设想，设计并实现了系统的硬件电路，完成了系统软件的编写和调试。对于显示的功能已经基本可以实现。 关键词： 红外遥控； PC838； 数码显像管；6122遥控器
Design and application of infrared receiving system
Abstract:This paper mainly discusses the infrared receiving system used in daily life, the main purpose is to realize the remote control of a remote infrared operation, the application of the infrared technology widely and remote control together, mainly the use of HOT51 development board PC838 infrared receiving head based on STC90C51 chip, and 6122 the remote control to complete a transmitted signal, the received signal, and finally shows the process of the digital signal. Using 6122 remote controller emitting infrared signal, receiving head through the PC838 infrared receiving the optical signal and through the STC90C51 chip is to amplify the signal, decoding and so on a series of operations, the infrared signal into
digital signal and send the digital imaging digital models to send into tube, to press one of the number keys on the remote controller, digital tube displays the corresponding digital effect.
This paper achieved the idea, design and implementation of the hardware circuit of the system, the design of system software and debugging are completed. The display function can realize.
Keywords: control
nfrared remote control; PC838; Digital display tube; 6122 remote 目录
1 绪论 ........................................................................................................................................... 1 1.1 课题背景 ............................................................................................................................ 1 1.2 红外遥控系统的特点及原理 ............................................................................................ 1 1.2.1 红外线概述 ................................................................................................................. 1 1.2.2 红外线的辐射源区 ..................................................................................................... 2 1.2.3 红外遥控技术的特点及应用范围 ............................................................................. 2 1.2.4 红外遥控技术的基本原理 ......................................................................................... 3 1.3 遥控器的发展历程 ............................................................................................................ 4 1.4 遥控器未来的发展趋势和前景 ........................................................................................ 5 1.5 本课题的大致研究内容 .................................................................................................... 6 1.5.1 研究目标 ..................................................................................................................... 6 1.5.2 研究意义 ..................................................................................................................... 6 1.5.3 研究思路 ..................................................................................................................... 6 1.5.4 研究难点 ..................................................................................................................... 7 1.5.5 研究进程安排 ............................................................................................................. 7 2 实验设计 ................................................................................................................................... 8 2.1 实验总体方案 .................................................................................................................... 8 2.2 系统各部分原理 ................................................................................................................ 8 2.2.1 红外遥控及无线电遥控技术的主要组成部分 ......................................................... 8 2.2.2 系统概述以及功能详解 ........................................................................................... 10 2.2.3 系统编码详解以及系统流程图解析 ....................................................................... 11 2.2.4 6122遥控器原理及系统框图 ................................................................................ 13 2.2.5 6122遥控器的功能说明 ........................................................................................... 15 2.2.6 PC838红外接收头工作原理 .................................................................................... 18 3 系统的工作步骤及操作 ......................................................................................................... 20 3.1 发射端和接收端的工作及实现 ...................................................................................... 20 3.1.1 遥控发射器及其编码 ............................................................................................... 20 3.1.2 接收器及解码 ........................................................................................................... 21 3.1.3 遥控器可能会受到的干扰及解决设想 ................................................................... 21 3.1.4 一般遥控器故障部位的鉴别方法 ........................................................................... 21 3.2 整机的实物图及实验结果 .............................................................................................. 22 3.2.1 实验步骤及步骤实施情况 ....................................................................................... 22 3.2.2 实验结果以及分析 ................................................................................................... 24 4 实验经验，总结 ..................................................................................................................... 27 4.1 难点和经验总结 .............................................................................................................. 27 4.1.1 难点 ........................................................................................................................... 27 4.1.2 经验总结 ................................................................................................................... 27 心得 ............................................................................................................................................. 28 致谢 ............................................................................................................................................. 29 参考书目 ..................................................................................................................................... 29
红外接收系统的设计和应用 1
1 绪论
1.1 课题背景
红外线遥控是目前使用最广泛的一种通信和遥控手段，红外遥控是一种无线、非接触控制技术，红外遥控系统主要由遥控发射器、一体化接收头、单片机、接口电路组成，利用遥控发射器发射信号，接收头就开始接收外来红外信号，同时将其转换成电信号，然后经过检波、整形、放大，再由CPU定时对其采样，将每个采样点的二进制数据以8位为一个单位，分别存放到指定的存储单元中去，供以后对该设备控制使用。
自从1800年英国天文学家F·W·赫歇尔发现红外辐射至今，红外技术的发展经历了将近两个世纪。从那时开始，红外辐射和红外元件、部件的科学研究逐步发展，但发展比较缓慢，直到1940年前后才真正出现现代的红外技术。当时，德国研制成硫化铅和几种红外透射材料，利用这些元、部件制成一些军用红外系统，如高射炮用导向仪、海岸用船舶侦察仪、船舶探测和跟踪系统，机载轰炸机探测仪和火控系统等等。其中有些达到实验室试验阶段，有些已小批量生产，但都未来得及实际使用。此后，美国、英国、前苏联等国竞相发展。特别是美国，大力研究红外技术在军事方面的应用。红外技术作为一种高技术，它与激光技术并驾齐驱，广泛应用于工业、农业、医学、交通等各个行业和部门。同时，除了在军事，航天，医学，农业等领域方面的应用之外，红外技术也被引用进入了人类生活的各个领域，其中就包括人们的日常生活中的红外遥控技术。
如今的时代已经是信息时代，人们在各行各业做的任何工作都依靠着先进的电子产品来规划和实现他们的思想，包括工作之外的娱乐，生活都要用到电子产品，例如生活中的日常家电之类。这要操作这些东西就要引入一个控制的概念。通过某些遥控装置或者遥控器使用红外技术进行对电子产品的远程操控，这一技术大大的省略了人们亲力亲为的繁琐流程，给人们的生活带来了极大的便利。
1.2 红外遥控系统的特点及原理
1.2.1 红外线概述
红外线是太阳光线中众多不可见光线中的一种，由英国科学家赫歇尔于1800年发现，又称为红外热辐射，他将太阳光用三棱镜分解开，在各种不同颜色的色带位置上放置了温度计，试图测量各种颜色的光的加热效应。结果发现，位于红光外侧的那支温度计升温最快。因此得到结论：太阳光谱中，红光的外侧必定存在看不见的光线，这就是红外
红外接收系统的设计和应用 2
线。也可以当作传输之媒介。 太阳光谱上红外线的波长大于可见光线，波长为0.75～1000μm。红外线可分为三部分，即近红外线，波长为(0.75-1)～(2.5-3)μm之间；中红外线，波长为(2.5-3)～(25-40)μm之间；远红外线，波长为(25-40)～l000μm 之间。
红外线又称红外光波，在电磁波谱中，光波的波长范围为0.01um~1000um。根据波长的不同可分为可见光和不可见光，波长为0.38um~0.76um的光波可为可见光，依次为红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七种颜色。光波为0.01um~0.38um的光波为紫外光(线)，波长为0.76um~1000um的光波为红外光(线)。红外光按波长范围分为近红外、中红外、远红外、极红外4类。红外线遥控是利用近红外光传送遥控指令的，波长为0.76um~1.5um。用近红外作为遥控光源，是因为目前红外发射器件(红外发光管)与红外接收器件(光敏二极管、三极管及光电池)的发光与受光峰值波长一般为0.8um~0.94um，在近红外光波段内，二者的光谱正好重合，能够很好地匹配，可以获得较高的传输效率及较高的可靠性。 1.2.2 红外线的辐射源区
（1） 白炽发光区
Actinic range，又称“光化反应区”，由白炽物体产生的射线，自可见光域到红外域。如灯泡（钨丝灯，TUNGSTEN FILAMENT LAMP），太阳。
（2） 热体辐射区
Hot-object range，由非白炽物体产生的热射线，如电熨斗及其它的电热器等，平均温度约在400℃左右。
（3） 发热传导区
Calorific range，由滚沸的热水或热蒸汽管产生的热射线。平均温度低于200℃，此区域又称为“非光化反应区”（Non-actinic）。
1.2.3 红外遥控技术的特点及应用范围
远程遥控技术又称为遥控技术，是指实现对被控目标的遥远控制，在工业控制、航空航天、家电领域应用广泛。红外遥控是一种无线、非接触控制技术，具有抗干扰能力强，信息传输可靠，功耗低，成本低，易实现等显著优点，被诸多电子设备特别是家用电器广泛采用，并越来越多的应用到计算机系统中。
由于红外线遥控不具有像无线电遥控那样穿过障碍物去控制被控对象的能力，所以，在设计家用电器的红外线遥控器时，不必要像无线电遥控器那样，每套要有不同的遥控频率或编码，所以同类产品的红外线遥控器，可以有相同的遥控频率或编码，而不会出现遥控信号“串门”的情况。这对于大批量生产以及在家用电器上普及红外线遥控提供了极大的方便。由于红外线为不可见光，因此对环境影响很小，再由红外光波动波长远小于无线电波的波长，所以红外线遥控不会影响其他家用电器，也不会影响临近的无线电