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1、红外遥控发射和接收系统设计摘要本设计是以红外技术为基础，可以实现无线遥控，摆脱了信息传递需要导线的限制，而且红外 实现方式灵活，得到了广泛的应用。特别是随着芯片技术的发展,红外集成芯片价格的降低， 更加扩展了红外的应用范围。现在在我们的日常生活中都能感受到红外的应用，以及它给我 们带来的便利。本设计充分利用能够很容易买到的普通电视机遥控器，通过编码发射红外线， 然后由通用红外接收芯片sw0038实现对红外的接收，但是因为考虑到题目的要求仅仅是实 现对一个开关的简单开管控制，所以舍弃了依靠单片机来对遥控器发出的红外进行解码实现 多种控制的方案。本方案简洁可行，充分利用现有的资源进行开发，取得比较
2、好的效果，并 且具有良好的移植性，可以通过简单的修改就应用到其他领域。关键字：红外遥控红外解码双稳态AbstractThis design is take the infrared technology as a foundation, realizing the wireless remote control, getting rid of the the limit of wire information transmission. Beacause infrared technology is easy to be realized,it is widely used in many f
3、ields. Specially ,with the chip technology development, infrared integrated chip price reducing, even more expanded the infrared application scope . Now in our daily life ,we can feel the application of the infrared, and the convenience it has brought us.In this design,I take ordinary television rem
4、ote control device to realize coding and Infrared Emission,then it is received by the general infrared receive chip sw0038 .what the topic requests is merely the realization of a simple switch control,so I give up the program on the MCU. The program is simple and feasible, making full use of the exi
5、sting resources for development, and achieve fairly good results.It has a good portability,so only after a little change,it can be transplanted to other fields.Key word: infrared remote control infrared decode bistability目录1系统方案设计31.1任务要求31.2总体方案设计31.2.1设计思路31.2.2方案论证与比较41.2.3系统组成82单元电路设计与仿真82.1电源部分
6、电路的设计82.2红外发射部分电路设计92.3红外接收电路部分设计102.4电源电路仿真112.5双稳态电路仿真113结论12参考文献121系统方案设计11任务要求实现一个红外发射和接收系统的设计，并要求可以用红外进行遥控，实行对继电器的开关控 制。1.2总体方案设计1.2. 1设计思路题目要求设计一个带遥控的红外发射和接收系统，整个系统可以划分为几个部分。首先为电 源模块，考虑到我所使用的芯片电压为5伏，所以采用了先通过桥堆整流，然后滤波，选用 比较常用的电源稳压芯片7805便可以得到实验所需要的5v电压。红外发射电路舍弃了自己 制作红外发射电路的方法，因为考虑到实现遥控红外控制，一个很重要
7、的因素是容易操作， 所以选用了易购的电视机遥控器，不但可以方便实现遥控功能，还可以方便地实现对红外的 功能扩展。接收部分采用了通用的红外接收芯片sw0038，接收来自遥控器的红外编码信号，然后接入一个双稳态电路，每按键一次，实现对开关的相应控制。图1红外接收部分电路图电路原理：主要由红外接收头和IC 4 0 6 9组成的红外控制开关电路。红外接收头静态时 输出高电平。当收到遥控发射器送来的红外脉冲信号时，接收头的第脚输出低电平（脉冲信 号）。经ICa整形、放大、倒相而得到负脉冲信号，再由D5、C4、R3检波，延时送 至ICb (达到反相器的阈值电压)，致使ICb输出低电平，然后C4端电压经R3
8、放电， 使ICb输入端低于反相器的阈值电压，ICb输出端恢复高电平。这样，每按动一次红外 发射器，在IC6输出端就得到一个负脉冲信号，去触发由ICc和ICd组成的双稳态电 路，促使双稳态电路翻转，输出H或L电平，通过R8控制单向可控硅的导通或截止，进而 控制灯具的亮与灭。1.2.2方案论证与比较(1) 电源电路的方案论证与选择方案一：直接使用5v电源。方案二：自己制作电源，利用桥堆进行整流，电容滤波，在通过常用的7805整流芯片就可 以得到我们所需要的5v电压。方案选择：考虑到市面找到一个5v的电源比较难，并且一般的电源的稳定性并不能满足要 求，而自己对9v电源进行整流和稳压就可以满足要求。(
9、2) 遥控电路的方案论证与选择方案一：利用555芯片制作振荡电路产生一定频率的驱动信号使红外发出信号方案二：使用可以很容易购买到的电视遥控器，因为技术很成熟，发射的距离也比较远，而 且所布的按键也很适合实现遥控控制。方案选择：考虑到实现遥控功能，使用遥控器可以更方便的实现和进行遥控操作，而555 电路所做的发射装置的可移动性并不是很好，所以选用电视机遥控器作为红外的发射装置实 现红外发散功能。图2 555构成的红外发射电路图3 555内部结构图电 值制 v* 端蜩 端T| 访成;555i 234GND麻输复 发出 位 端端 端&10uI?图5 555构成的多偕振荡器R110ECZZalibau
10、i.co-ii.ciT图6普通电视机遥控器图4 555引脚排列(3) 接收电路方案论证与选择方案一：使用红外接收二极管方案二：使用集成的芯片来实现对红外的接收和解码，而通用红外接收芯片sw0038就是一款常用的红外接收芯片，还可以配合单片对编码的红外信号进行解码方案选择：红外接收芯片集接收、整形、放大于一体，具有良好的接收能力，而且更加方便 红外接收系统的扩展图7使用红外接收管接收电路图图8红外接收芯片sw0038以及其典型连接电路红外解码方案论证与选择方案一：使用单片机进行解码，可以对电视机遥控器的红外编码进行解码，因为红外编码器 有一套专门的时序规则对所发出的信号进行编码，所以这种方法可以
11、实现多种功能的遥控控 制，具有很强的应用价值，在很多的家用电器中都经常能够看到。方案二：使用普通的电路进行识别，也可对红外进行解码，只不过只能识别是否有键按下， 但是这种电路很方便，不需要使用单片机，也可实现对开关的单一红外控制。遥控器使用方便，功能多.目前已广泛应用在电视机、VCD、DVD、空调等各种家用电器中， 且价格便宜，市场上非常容易买到。如果能将遥控器上许多的按键解码出来.用作单片机系 统的输入.则解决了常规矩阵键盘线路板过大、布线复杂、占用I/O 口过多的弊病。而且 通过使用遥控器，操作时可实现人与设备的分离，从而更加方便使用。单片机遥控接收电路红外遥控接收可采用较早的红外接收二极
12、管加专用的红外处理电路的方法。如CXA20106, 此种方法电路复杂，现在一般不采用。较好的接收方法是用一体化红外接收头，它将红外接 收二极管、放大、解调、整形等电路做在一起，只有三个引脚.分别是+5V电源、地、信号 输出。常用的一体化接收头的外形及引脚见图3和图4。红外接收头的信号输 出接单片机的INTO或I NT l脚.典型电路如图5所示.图中增加了一只PNP型三极管对输出 信号进行放大。遥控信号的解码算法及程序编制。遥控器无键按下。红外发射二极管不发出信号，遥控接收 头输出信号1。有键按下时.0和1编码的高电平经遥控头倒相后会输出信号O由于与单 片机的中断脚相连，将会引起单片机中断（单片
13、机预先设定为下降沿产生中断）。单片机在中 断时使用定时器0或定时器1开始计时.到下一个脉冲到来时，即再次产生中断时，先将计 时值取出。清零计时值后再开始计时.通过判断每次中断与上一次中断之间的时间间隔。便 可知接收到的是引导码还是0和1。如果计时值为9ms。接收到的是引导码，如果计时值等 于1.12ms，接收到的是编码0。如果计时值等于2 25ms.接收到的是编码1。在判断时间 时，应考虑一定的误差值。因为不同的遥控器由于晶振参数等原因，发射及接收到的时间也 会有很小的误差。以接收TC9012遥控器编码为例，解码方法如下：a设外部中断0（或者1）为下降沿中断，定时器0（或者1）为16位计时器.
14、初始值均为0。b第一次进入遥控中断后，开始计时。c从第二次进入遥控中断起，先停止计时。并将计时值保存后，再重新计时。如果计时值等 于前导码的时间，设立前导码标志。准备接收下面的一帧遥控数据，如果计时值不等于前导 码的时间，但前面已接收到前导码，则判断是遥控数据的0还是1。d继续接收下面的地址码、数据码、数据反码。e当接收到32位数据时，说明一帧数据接收完毕。此时可停止定时器的计时，并判断本次 接收是否有效.如果两次地址码相同且等于本系统的地址，数据码与数据反码之和等于 0FFH，则接收的本帧数据码有效。否则丢弃本次接收到的数据。f接收完毕，初始化本次接收的数据，准备下一次遥控接收。方案选择：使
15、用单片机可以实现对多功能的遥控，但是根据题意只需要实现遥控的红外发射 和接收系统即可，考虑到方案二简单，并且也可以实现题目的要求，所以选择方案二，舍弃单片机解码的方案。1.2.3系统组成这是一个红外遥控发射和接收系统，所以红外的传输距离是一个需要重点考虑的因素，红外 的发射能力需要达到一定的要求，而接收系统也需要一定的灵敏度，在整个系统设计时都需 要重点汪意。2单元电路设计与仿真2.1电源部分电路的设计通过对9v电源进行整流滤波，再由7805进行稳压，就可以达到所需的电压，稳定性能够达到要求。C1UTPLIT.3O3d：7 7.2 87(7 3) 典整*丁 占)Unit ： incbi C mm ).150口同03l(0Ht).CZ33O.6)极限值和温度特性 TA= 25除II沥有规定日lUaximuiTi Ratings & Thermal Charactsistics尺胡叫汕明无珂辱湘七日哪己口陷 隹与号DthEifwisE sp也析成铮号K6J601K6J602KBJ603BJ6D4.EJ 如 EKEJE23KBJ61Z国一SynodsGBJ601GBJ602GBJ6D33BJ6343BJ6nfGBJ6DEGBJ61DUnit
