红外发射与接收电路实验
报告
（应电0612 学号01）
一、实验目的
制作一个简易红外发射与接收电路。要求自行装配、接线调试，并能检查和发现问题（使用万用板布线），掌握其基本原理与工作情况，并根据原理、现象和测量数据进行分析问题所在，加以解决。
二、实训材料清单及工具仪器：
万用表、示波器、电铬铁、镊子、拔线钳、螺丝刀等常用工具。
元件名称元件标号封装号
1N4001 D7 D3
1N4001 D9 D3
1N4001 D8 D3
1N4007 D3 D3
1N4007 D4 D3
1N4007 D2 D3
1N4007 D1 D3
2K R1 AXIAL-0.3
4.7K R8 AXIAL-0.3
5.1v D6 D3
10K R2 AXIAL-0.3
10K R11 AXIAL-0.3
10K R9 W3296
10uF/25V C2 EC1.5
20K R3 AXIAL-0.3
20K R5 AXIAL-0.3
27K R4 AXIAL-0.3
104 C6 CM150
104 C4 CM150
104 C3 CM150
510 R6 AXIAL-0.3
510 R10 AXIAL-0.3
510R R7 AXIAL-0.3
561 C5 CM150
4700uF/25V C1 EC4-6
9013 Q3 90XX
9013 Q2 90XX
9013 Q1 90XX
LED D5 LED
NE555 IC2 DIP-8
NE555 IC1 DIP-8
RED LED LED
RELAY3 ZJCA SRD
三、实验要求
使用万用板布线，红外发射的频率为38KHz，载波为250Hz。接收管经过射极放后驱动继电器。要求通电后继电器吸合，阻断红外发射信号继电器断开，信号通后继电器又吸合。通过继电器实现红外信号控制其他器件。
四、实验原理图
红外发射电路
红外接收电路
五、电路PCB板
六、原理分析
通过第一个IC1 555电路作为载波发生电路产生250Hz信号，第二个IC2 555电路发生38kHz频率的红外发射信号，做为接收管的接收信号。上电后555电路产生频率信号，通过红外发射管，将0.004秒为一个周期的信号发射给接收管，接收管收到信号使之输出高电平电压，Q1三极管导通，通过电阻分压后使Q2、Q3三极管导通，继电器吸合。当红外信号被阻断后，红外接受管没有接受到信号输出低电平信号，Q1、Q2、Q3三极管截止，继电器断开。（Q1为射极输出器，增强了带负载能力与减小输入阻抗。）
七、调试
第一、 IC1 555电路3脚输出250Hz的信号。
第二、断开IC2 555电路4脚与IC1 555 3脚IC2 555 7脚联系，并接电源VCC，此时IC2 555 3脚输出38kHz的信号。
第三、调节接收管后的10K可调电阻，其两端电压大约为1V左右时阻断红外信号，继电器断开。
八、实验心得与体会
此次实验，我对红外控制相关的简单系统电路与基本555电路有了较深刻的认识有了解，对制作中的相关问题做了以下总结：
第一、对于555电路实现频率可调的计算与控制有了全面的认识，能自行设计相关电路，可以正确的使用示波器，检测555电路的频率问题，从中检查、
分析问题的原因并解决问题的所在。
第二、综合红外的原理与三极管的基本电路，自行排除了电路上的一些常见的问题。
从多次检测与修改电路中找到了以下几种常见问题与解决问题的方法：
第一、元件的损坏造成的问题，如555芯片、红外发射管、红外接收管、继电器、三极管等。事先检查元件的损坏十分重要，由其在使用万用板布线时，元件的损坏容易造成电路问题无法找到。
第二、10K电阻的调节没有正确的调试方法（乱调）。掌握电路的原理在这就体现出来了，没有牢固的掌握电路的基本原理，就不能灵活的加以运用到电路的调试当中。
第三、没有使用万用板的经验，造成布线过程中的连接线的没接、接错等第错误，更有的造成了线路的短路。
应电0612 学号01
光电开关原理及应用 成的族中感器大家言光电开关是传一、前化弱变间光的强和把发射端接收端之员，它于的。由探测的目电流的变化以达到转化为的隔离回路是电输出回路和输入开光电关到合得在许多场缘绝），所以它可以（即电理作原1、工二、光电开关介绍应用。 关近开光电接光电传感器）是光电开关（或遮挡光束的用被检测物对的简称，它是利体物而检测选回路通电路，从反射，由同步线光能反射限于金属，所有有无的。物体不在流输入电。光电开关将被的物体均可检测据根收器再信号射出，接发射器上转换为光进体标物或有无对目收接到的光线的强弱开电数光图1所示。多行探测。工作原理如波光外线见光的红选用的是波长接近可关释语解分类及术。2、光电开关的光。图2是德国SICK公司的部分电开关外型图型，感器体的传器和接收器于一射式光电开关：它是一种集发射反1 （）、分类①漫，器到接收的光线反射器电开关发射发射的足够量体测当有被检物体经过时，物将光反，漫极光率高时体的表面光亮或其反当产于是光电开关就生了开关信号。被检测物检选的开关是首射式的光电开光电反射式测模式。②镜器收器与接：关它亦集发射发器发射电体，光开关于一回反镜射经过反射的出光线过体经检测物被接收器，当开电时，光完且全阻断光线号。测开关信检就关产生了含它包：光对射式电开关③轴光且离分互相上构结在了． 相对放置的发射器和接收器，发射器发出的光线直接进入接收器，当被检测物体经过发射器和接收器之间且阻断光线时，光电开关就产生了开关信号。当检测物体为不透明时，对射式光电开关是最可靠的检测装置。④槽式光电开关：它通常采用标准的U字型结构，其发射器和接收器分别位于U型槽的两边，并形成一光轴，当被检测物体经过U型槽且阻断光轴时，光电开关就产
学年论文 （课程论文、课程设计） 题目：红外发射接受 作者： 所在学院：信息科学与工程学院专业年级：电子信息工程08-1班指导教师：王建英 职称：讲师 2009年1月7日
实验目的： 1. 学会熟练操作Altium Designer 6软件。 2. 学会用Altium Designer 6软件进行电子线路设计并运用软件分析各种参数。 3．熟练掌握基本红外发射接收的设计、分析及运。 4. 学会红外发射接收电路基础的电路设计并进行研究分析。 实验要求： 1.了解红外发射接收的基本电路结构。 2.概述音频放大器的构造及功能。 3.用Multisim完成对电压和功率放大器的电路设计。 4.对电路的各部分功能作简要解释。 5.要求所设计的电路实现对电压和功率的放大功能。 6.对电路进行调与仿真，得到重要性能参数且要求要有电路的输入与输出波形。 7.对放大器的一些性能指标进行研究分析。（对输入输出波形研究以及对频率效应的研究等等）。 8.得出实验结论。 实验内容： 一、实验原理图
红外线遥控器在家用电器和工业控制系统中已得到广泛应用，了解他们的工作原理和性能、进一步自制红外遥控系统，也并非难事。 1.红外线的特点 人的眼睛能看到的可见光，若按波长排列，依次（从长到短）为红、橙、黄、绿、青、蓝、紫，如图1所示。 由图可见，红光的波长范围为0.62μm～0.76μm，比红光波长还长的光叫红外线。红外线遥控器就是利用波长0.76μm～1.5μm之间的近红外线来传送控制信号的。 红外线的特点是不干扰其他电器设备工作，也不会影响周边环境。电路调试简单，若对发射信号进行编码，可实现多路红外遥控功能。 2.红外线发射和接收 人们见到的红外遥控系统分为发射和接收两部分。发射部分的发射元件为红外发光二极管，它发出的是红外线而不是可见光，如图2所示。 常用的红外发光二极管发出的红外线波长为940nm左右，外形与普通φ5mm发光二极管相同，只是颜色不同。一般有透明、黑色和深蓝色等三种。判断红外发光二极管的好坏与判断普通二极管一样的方法。单只红外发光二极管的发射功率约100mW。红外发光二极管的发光效率需用专用仪器测定，而业余条件下，只能凭经验用拉距法进行粗略判定。 接收电路的红外接收管是一种光敏二极管，使用时要给红外接收二极管加反向偏压，它才能正常工作而获得高的灵敏度。红外接收二极管一般有圆形和方形两种。由于红外发光二极管的发射功率较小，红外接收二极管收到的信号较弱，所以接收端就要增加高增益放大电路。然而现在不论是业余制作或正式的产品，大都采用成品的一体化接收头，如图3所示。红外线一体化接收头是集红外接收、放大、滤波和比较器输出等的模块，性能稳定、可靠。所以，有了一体化接收头，人们不再制作接收放大电路，这样红外接收电路不仅简单而且可靠性大大提高。 图3是常用两种红外接收头的外形，均有三只引脚，即电源正VDD、电源负(GND)和数据输出(Out)。接收头的引脚排列因型号不同而不尽相同，图3列出了因接收头的外形不同而引脚的区别。
光电开关 光电开关（光电传感器）是光电接近开关的简称，它是利用被检测物对光束的遮挡或反射，由同步回路选通电路，从而检测物体有无的。物体不限于金属，所有能反射光线的物体均可被检测。光电开关将输入电流在发射器上转换为光信号射出，接收器再根据接收到的光线的强弱或有无对目标物体进行探测。 简介 光电开关（光电传感器:photoelectric switch）是光电接近开关的简称，它是利用被检测物对光束的遮挡或反射，由同步回路选通电路，从而检测物体有无的。物体不限于金属，所有能反射光线的物体均可被检测。光电开关将输入电流在发射器上转换为光信号射出，接收器再根据接收到的光线的强弱或有无对目标物体进行探测。安防系统中常见的光电开关烟雾报警器，工业中经常用它来记数机械臂的运动次数。 接触式行程开关存在响应速度低、精度差、接触检测容易损坏被检测物及寿命短等缺点，而晶体管接近开关的作用距离短，不能直接检测非金属材料。但是，新型光电开关则克服了它们的上述缺点，而且体积小、功能多、寿命长、精度高、响应速度快、检测距离远以及抗光、电、磁干扰能力强。 这种新型的光电开关已被用作物位检测、液位控制、产品计数、宽度判别、速度检测、定长剪切、孔洞识别、信号延时、自动门传感、色标检出、冲床和剪切机以及安全防护等诸多领域。此外，利用红外线的隐蔽性，还可在银行、仓库、商店、办公室以及其它需要的场合作为防盗警戒之用。 工作原理 图1 所示是反射式光电开关的工作原理框图。图中，由振荡回路产生的调制脉冲经反射电路后，由发光管GL辐射出光脉冲。当被测物体进入受光器作用范围时，被反射回来的光脉冲进入光敏三极管DU。并在接收电路中将光脉冲解调为电脉冲信号，再经放大器放大和同步选通整形，然后用数字积分 或RC积分方式排除干扰，最后经延时（或不延时）触发驱动器输出光电开关控制信号。 光电开关一般都具有良好的回差特性，因而即使被检测物在小范围内晃动也不会影响驱动器的输出状态，从而可使其保持在稳定工作区。同时，自诊断系统还可以显示受光状态和稳定工作区，以随时监视光电开关的工作。
电子技术基础课程设计任务书2014－2015学年第一学期第18周－19周
目录 1、总体方案的设计与选择........................... 错误!未定义书签。 1.1、选题及要求 (1) 1.2、原理与方案 (1) 1.2.1、红外线与红外接收二极管 (1) 1.2.2、红外接收电路 (1) 1.2.3、电源电路 (3) 1.2.4、红外接收总电路 (3) 1.2.5、元器件的选择 (4) 1.2.3方案确定 (4) 2、总电路图，印刷图及相关说明 (5) 2.1、原理图 (5) 2.2、清单图 (5) 2.3、PCB (6) 2.4、PCB三维图 (6) 2.5、PCB板3D显示图 (7) 3、计算机仿真及相关说明 (9) 3.1、仿真电路图 (9) 3.2、仿真过程 (9) 4、电路制作与调试 (11) 4.1、元件确定 (11) 4.2、元件检测 (11) 4.3、仪表仪器 (11) 4.4、电路板制作 (11) 4.5、电路板调试 (13) 4.6、调试常见故障与处理方法 (15) 5、心得体会 (16) 6、参考文献 (17)
引言 随着时代的发展，人民的生活水平不断提高，各种家用电器设备也随之进入千家万户，一些家用电器开关在使用的时候非常麻烦，为了方便大家使用，现在社会上也设计出了各种各样的控制开关，其中包括红外遥控开关，红外遥控是目前家用电器中用的较多的遥控方式。 红外遥控有以下特点： 1、抗干扰能力强。由于其无法穿透墙壁，故不同房间的家用电器可以使用通用的遥控器而不会产生相互的干扰； 2、电路调试简单，操作简单； 3、成本低，符合大众消费观念。 由于其抗干扰能力强，操作简单等诸多有点，红外遥控已经广泛应用于彩色电视机、DVD、空调、组合音响等各种家用电器上。 基于红外遥控发射与接收原理，我们小组设计了一款简易红外遥控电路，通过这个设计，不仅可以明白红外遥控的工作原理，还能在之后自己DIY红外遥控开关。相信通过这个设计也能让其他人对红外遥控开关的工作原理有进一步的了解。
38khz红外发射与接收 38khz红外发射与接收 红外线遥控器在家用人的眼睛能看到的可见光,若按波长排列,依次(从长到短)为红,橙,黄,绿,青,蓝,紫,如图1所示. 由图可见,红光的波长范围为0.62μm～0.76μm,比红光波长还长的光叫红外线.红外线遥控器就是利用波长0.76μm～1.5μm之间的近红外线来传送控制信号的. 红外线的特点是不干扰其他电器设备工作,也不会影响周边环境. 人们见到的红外遥控系统分为发射和接收两部分.发射部分的发射元件为红外发光二极管,它发出的是红外线而不是可见光,如图2所示. 常用的红外发光二极管发出的红外线波长为940nm左右,外形与普通φ5mm发光二极管相同,只是颜色不同.一般有透明,黑色和深蓝色等三种.判断红外发光二极管的好坏与判断普通二极管一样的方法.单只红外发光二极管的发射功率约100mW.红外发光二极管的发光效率需用专用仪器测定,而业余条件下,只能凭经验用拉距法进行粗略判定. 接收电路的红外接收管是一种光敏二极管,使用时要给红外接收二极管加反向偏压,它才能正常工作而获得高的灵敏度.红外接收二极管一般有圆形和方形两种.由于红外发光二极管的发射功率较小,红外接收二极管收到的信号较弱,所以接收端就要增加高增益放大电路.然而现在不论是业余制作或正式的产品,大都采用成品的一体化接收头,如图3所示.红外线一体化接收头是集红外接收,放大,滤波和比较器输出等的模块,性能稳定,可靠.所以,有了一体化接收头,人们不再制作接收放大电路,这样红外接收电路不仅简单而且可靠性大大提高. 图3是常用两种红外接收头的外形,均有三只引脚,即红外接收头的主要参数如下: 工作电压:4.8～5.3V 工作电流:1.7～2.7mA 接收频率:38kHz 峰值波长:980nm 静态输出:高电平 输出低电平:≤0.4V 输出高电平:接近工作电压 3.红外线遥控发射电路 红外线遥控发射电路框图如图4所示. 框图4是目前所有红外遥控器发射电路的功能组成,其中的编码器即调制信号,按遥控器用途的编码方式可以很简单,也可以很复杂.例如用于电视机,VCD,DVD 和组合音响的遥控发射的编码器,因其控制功能多达50种以上,此时的编码器均采用专用的红外线编码协议进行严格的编程,然而对控制功能少的红外遥控器,其编码器是简单而灵活.前者编码器是由生产厂家的专业人员按红外遥控协议进行编码,而后者适用于一般图4中编码器的编码信号对38kHz的载波信号进行调制,再经红外发射管D向空间发送信号供遥控接收端一体化接收头接收,解调输出,再作处理.
电子电路综合设计实验报告 设计实验选题七（接收部分） ---基于单片机的红外遥控收发系统的设计实现 姓名：周迪 学号：2010042105 2013年4月17日~~2013年4月24日
摘要 红外线是现代社会中已经极为常见，在遥测、遥控等领域中，往往使用微机与单片机组成多机通信系统来完成测控任务。其中，常用的方法是使用微机的RS-232C串行接口进行串行数据通信。由于受环境的影响以及RS-232C串行接口电气性能的限制，加上连接线长、接线麻烦等缺点，其通信的空间范围总是受到限制，并使人们感到不便。因此，人们想到了无线传输。常用的无线传输方式有无线短波传输和红外线传输，但这两种方式都有一定的局限性，如短波方式易受外界电磁场的干扰，线外线传输方式不能隔墙传输等等，本文将介绍采用最新的无线长波收发模块638以及三态编解码芯片MC145026/ MC145027来设计无线数据通信装置的方法。该装置具有抗干扰性能好、穿透性强、传输距离远等特点。由于串行接口传输速度慢，信号处理电路复杂，外接模块困难。因此，本装置选用并行接口通信，从而使得电路简单易做、可靠性高。 本设计是以STC89C51单片机为控制核心，本装置主要由数据编解码和发射接收两大模块组成，设计系统组成图如下： 发射部分电路模块：STC889C51单片机作为主控核心，采用三态编解码芯片MC145026作为编码芯片，CD4011逻辑器件作为反相用途，采用单段的数码管显示发射的数字，采用八位按键输入，采用MAX232作为电平转换电路作为单片机与PC机之间的程序下载用途。 接收部分电路模块：STC889C51单片机作为主控核心，与MC145026配对使用的三态编解码芯片MC145027作为解码芯片。74LS02逻辑器件作为反相用途，采用单段的数码管显示发射的数字，八位的发光二极管显示顺序，638作为红外的接收头，采用MAX232作为电平转换电路作为单片机与PC机之间的程序下载用途。 实现方法：本实验采用单片机控制，发射部分的数据经过调制编码后送入电光变换电路经过红外发射管转换为红外光脉冲发射出去，为了增加抗干扰能力将编码的信号调制在较高的频率载波上发射。在接受部分接收头将接收到的光信号装换为电信号，经过解调将发射数据解调出来，输入单片机进行控制。 实现功能:无线数据的发射与接收 特点及水平:实现无线数据传输，在三米近距离的范围内可以收到发射数据 关键词：单片机;可靠性;MC145026;MC145027；无线数据传输。
江门市新会技工学校 技能课教案 编号：QD-19-06 流水号：5 电气自动化专业10G3 班共10 页 授课老师：肖正光审阅签名：
新会高级技工学校 毕业设计论文 课题：红外线光电开关电路的设计与制作 系部：电子信息系 专业、班级：电气自动化设备安装与维修 姓名： XXX 指导教师： 完成时间： 2012.6.16
毕业设计论文任务书 1、题目红外线光电开关电路的设计与制作 2、内容要求：（1）、设计并制作一红外线光电开关电路，当光电管接收到红外发射光时，继电器控制所需驱动的电器设备工作。（2）、用Protel 99 SE完成电路原理图的绘制，并提出元件清单，购买关 键元器件。（3）、完成线路板的设计。（4）、样机装配与调试。（5）、完成毕业大作业（综合实训）正文。 3、实施步骤： 1、查阅资料，拟定总体设计方案，IC规格书查询，芯片选型。约3天时间。 2、原理图的设计：①完成红外线光电开关电路的原理图的 设计；②提交元件清单；完成关键元器件的选购，约4天时间。3、 线路板的设计、制作与装配：①用Protel 99 SE完成线路板的设计，利用热转印方法制作线路板；约一周时间。4、完成样机的装配与调试，约2周时间。 5、完成毕业大作业（综合实训）正文。应包括 如下内容：(1) 总体方案设计(2)各功能电路的描述、电路图； (3) 元件清单；(4)线路板的PCB图；(5) 利用热转印方法制作线路板的过程；(6)红外线光电开关的装配与调试；(7) 红外线光电开关实 物照片；(8) 毕业大作业总结。约为3天的时间。 4、本毕业设计任务书于 2012 年 5 月 28 日发出，应于 2012 年 6 月 16 日完成，然后进行成绩评定。
红外发射与接收电路实验 报告 （应电0612 学号01） 一、实验目的 制作一个简易红外发射与接收电路。要求自行装配、接线调试，并能检查和发现问题（使用万用板布线），掌握其基本原理与工作情况，并根据原理、现象和测量数据进行分析问题所在，加以解决。 二、实训材料清单及工具仪器： 万用表、示波器、电铬铁、镊子、拔线钳、螺丝刀等常用工具。 元件名称元件标号封装号 1N4001 D7 D3 1N4001 D9 D3 1N4001 D8 D3 1N4007 D3 D3 1N4007 D4 D3 1N4007 D2 D3 1N4007 D1 D3 2K R1 AXIAL-0.3 4.7K R8 AXIAL-0.3 5.1v D6 D3 10K R2 AXIAL-0.3 10K R11 AXIAL-0.3 10K R9 W3296 10uF/25V C2 EC1.5 20K R3 AXIAL-0.3 20K R5 AXIAL-0.3 27K R4 AXIAL-0.3 104 C6 CM150 104 C4 CM150 104 C3 CM150 510 R6 AXIAL-0.3 510 R10 AXIAL-0.3 510R R7 AXIAL-0.3 561 C5 CM150 4700uF/25V C1 EC4-6 9013 Q3 90XX 9013 Q2 90XX 9013 Q1 90XX
LED D5 LED NE555 IC2 DIP-8 NE555 IC1 DIP-8 RED LED LED RELAY3 ZJCA SRD 三、实验要求 使用万用板布线，红外发射的频率为38KHz，载波为250Hz。接收管经过射极放后驱动继电器。要求通电后继电器吸合，阻断红外发射信号继电器断开，信号通后继电器又吸合。通过继电器实现红外信号控制其他器件。 四、实验原理图 红外发射电路 红外接收电路 五、电路PCB板
红外线发射与接收电路图 由455KHZ的晶振CRY，反相器74HC04及电阻、电容构成的振荡器产生455KHZ的方波信号。经脉冲分频器74LS92，六分频成为75.83KHZ的脉冲信号。再经过D触发器构成的2分频/整形电路变成38KHZ的方波信号。由单片机的异步串行口TX输出的串行数据信号，送到与非门74HC00的输入端。与非门的另一输入端接38KHZ的载波信号。与非门的输出信号用来控制三极管的开通或关断，从而控制红外发射管发送信息。这样就达到了用串行口TX输出的串行数据信号直接调制载波，进行红外数据传输的目的。发射电路的调制采用的是时分制幅度键控调制方式。因单片机在复位后，TXD脚为高电平，为满足同步的要求，采用低电平同步脉冲，经与非门(Ｕ3)后变成高电平同步脉冲。所以单片机TXD 发送的编码应是反码。 据说，发送数据"0"的载波脉冲个数不少于14个，这样发送速率不高于1200b 设计中采用一种高效能的红外接收器——德律风根TFMS5380。德律风根所开发的微型接收器TFMS5380是近期市场上最高效能的红外接收器。同一组件内已装上了接收二级管和前置放大器。TFMS5380特点：(1)单一的接收器和前置放大器的组合。(2)超敏感度和传送距离。(3)内置PCM频率过滤器。(4)无外置组件需要。(5)特强光及电场干扰屏蔽。(6) TTL及CMOS兼容，适用于微处理器操作控制。(7)可选频率由30KHZ至56KHZ。(8)低功耗。(9)ISO9000认可。TFMS5380适用于数据传送、电视机、录像机、组合音响及
卫星接收器等。TFMS5380的内部框图及构成的接收电路。如图3所示。 红外二极管就和普通的发光二极管原理一样，就是在半导体PN结区域电子和空穴复合发光。发光的波长和半导体的禁带宽度有关。 光敏红外二极管和普通的光敏二极管也是一样的。在PN结附近由于光照产生的激子被结电场拉开成为电子-空穴对，分别流向不同的电极。一般光敏管反向偏置，有光时反向电阻会变化。 一般红外管用来通信，比如电视机的遥控器。或者测距，比如自动冲水马桶
课题五红外线光电开关电路的安装与调试 1．实训目的 （1）熟悉红外线发射、接收管的使用方法。 （2）熟悉光电转换电路的构成和应用。 （3）学习组装调试一种红外线光电开关电路。 （4）掌握小型继电器的结构及接线方法。 2．实训设备及器件 （1）实训设备：直流稳压电源1台，万用表1只，面包板1块。 （2）实训器材：红外线光电开关，小型继电器，施密特触发器，二极管，三极管，LED，电阻。 3．实训电路及说明 在电子电路中，红外线的发射与接收一般是使用红外发光二极管和红外接收管完成的。这种半导体器件体积可以做的很小，具有重量轻、功耗低、使用寿命长、发出的光均匀稳定等特点。此外，它的最大特点是：这种发光二极管发出的红外光为不可见光，当发出的光束被某一特定的信号调制后，只有专门的调制电路才可接收到，这就具有很强的抗干扰性和保密性。因此在诸如电器的遥控电路、重要部门的防盗报警机构以及其他自控装置中被广泛应用。 本课题学习使用以红外发射、接收管作为传感器组成的红外光电开关电路，其原理图如图2-5-1所示。
图2-5-1红外线光电开关电路 在这个电路中，使用了通用红外线光电开关作为红外线传感器，其外形如图2-5-2所示。这个组件内含有一只微型红外线发射管与一只微型接收管，它主要用于复印机、打字机、冲床等作限位控制、光电计数等。 图2-5-2 红外线光电开关外形图 电路中IC为带有施密特触发器的反相器，用于对信号整形；VT1、VT2构成复合管与继电器K组成了控制执行电路。 电路的工作原理是：红外发射管RLED在通电情况下发出不可见的红外光束，照射在接收管VTG上，接收管VTG实质上相当于一个基极受光照控制的三极管，由于它的基区面积较大，所以当有光照射时，在基区激发出自由电子空穴对，其作用相当于向基区注入少数载流子，效果与引入基极电流一样，因此，能够在集电极回路产生较大的电流，使接收管VTG导通，A点呈低电平，反相器则输出为高电平，它使VT1、VT2导通，继电器K吸合，常开触点闭合。只要在发光管和接收管之间遮挡光线，VTG便截止，A点即由低变为高电平，使反相器输出变为低电平，VT1、V T2截止，继电器K常开触点断开。 值得注意的是，在接收管由亮到暗，或由暗到亮的过程中，晶体管要经过导通和截止的临界状态，十分不稳定，会产生一连串的抖动脉冲。为了消除这种抖动干扰，通常采用施密特触发器来担任整形，以便得到理想的矩形波形，图中IC选用六施密特触发器40106，只用其中的一个单元。
基于单片机的主从红外通信系统的研究与设计2009-11-17 21:24出处：中华电子网作者：刘永春、王秀碧、陈彬【我要评论】[导读]发射端将二进制数字信号调制成某一频率的脉冲序列，经电光转换电路，驱动红外发射管以光脉冲的形式发送到空中。接收端将接收到的光脉冲转换成电信号，再经解调和译码后恢复出原二进制数字信号。本文设计了一种基于单片机PIC18F248的主从式红外通信系统，主要设计了红外接口电路以及主机和从机通信软件流程。 1、引言 红外通信是目前比较常用的一种无线数据传输手段，其具有无污染、信息传输稳定、信息安全性高以及安装使用方便等优点，并且可以在很多场合应用，如家电产品，工业控制、娱乐设施等领域。红外通信是利用950nm近红外波段的红外线作为传递信息的载体，通过红外光在空中的传播来传递信息，由红外发射器和接收器实现。发射端将二进制数字信号调制成某一频率的脉冲序列，经电光转换电路，驱动红外发射管以光脉冲的形式发送到空中。接收端将接收到的光脉冲转换成电信号，再经解调和译码后恢复出原二进制数字信号。本文设计了一种基于单片机PIC18F248的主从式红外通信系统，主要设计了红外接口电路以及主机和从机通信软件流程。 2、系统硬件电路设计 在主从式红外通信系统中，主机及从机的红外发射电路相同，红外线的载波频率都为38KHz，在同一时间内，可以是主机发射，从机接收;或者从机发射，主机接收。 2.1 红外发射电路设计 红外发射器电路主要由单片机，驱动管Q1和Q2、红外发射管D1等组成，电路如下： 红外发射器工作原理为：单片机通过I/O端口控制整个发射过程。其中，红外载波信号采用频率为38KHz的方波，由PIC18F248的CCP模块的PWM功能实现，并由CCP1端口传输到三极管T2的基极。待发送到数据由单片机的TX端口以串行方式送出并驱动三极管Q1，当TX为“0”时使Q1管导通，通过Q2管采用脉宽调制(PWM)方式调制成38KHz的载波信号，并由红外发射管D1以光脉冲的形式向外发送。当TX为“1”时使Q1管截止，Q2管也截止，连接Q1和Q2的两个上拉电阻R1和R3把三极管的基极拉成高电平，分别保证两个三极管可靠截止，红外发射管D1不发射红外光。因此通过待发送数据的“0”或“1”就可控制调制后两个脉冲串之间的时间间隔，即调制PWM的占空比。比如若传送数据的波特率为1200bps，则每个数位“0”就对应32个载波脉冲调制信号。红外发射管D1采用TSAL6200红外发射二极管，其实现将电信号转变成一定频率的红外光信号，它发射一种时断时续的高频红外脉冲信号，由于脉冲串时间长度是恒定的，根据脉冲串之间的间隔大小就可以确定传输的数据是“0”还是“1”。 2.2 红外接收电路设计 红外接收电路主要采用Vishay公司的专用红外接收模块HS0038B。接收电路及
光电传感器工作原理（红外线光电传感器原理） 光电传感器是通过把光强度的变化转换成电信号的变化来实现控制的。光电传感器在一般情况下，有三部分构成，它们分为：发送器、接收器和检测电路。 发送器对准目标发射光束，发射的光束一般来源于半导体光源，发光二极管(LED)、激光二极管及红外发射二极管。光束不间断地发射，或者改变脉冲宽度。接收器有光电二极管、光电三极管、光电池组成。在接收器的前面，装有光学元件如透镜和光圈等。在其后面是检测电路，它能滤出有效信号和应用该信号。 此外，光电开关的结构元件中还有发射板和光导纤维。 三角反射板是结构牢固的发射装置。它由很小的三角锥体反射材料组成，能够使光束准确地从反射板中返回，具有实用意义。它可以在与光轴0到25的范围改变发射角，使光束几乎是从一根发射线，经过反射后，还是从这根反射线返回。 分类和工作方式 ⑴槽型光电传感器把一个光发射器和一个接收器面对面地装在一个槽的两侧的是槽形光电。发光器能发出红外光或可见光，在无阻情况下光接收器能收到光。但当被检测物体从槽中通过时，光被遮挡，光电开关便动作。输出一个开关控制信号，切断或接通负载电流，从而完成一次控制动作。槽形开关的检测距离因为受整体结构的限制一般只有几厘米。 ⑵对射型光电传感器若把发光器和收光器分离开，就可使检测距离加大。由一个发光器和一个收光器组成的光电开关就称为对射分离式光电开关，简称对射式光电开关。它的检测距离可达几米乃至几十米。使用时把发光器和收光器分别装在检测物通过路径的两侧，检测物通过时阻挡光路，收光器就动作输出一个开关控制信号。 ⑶反光板型光电开关把发光器和收光器装入同一个装置内，在它的前方装一块反光板，利用反射原理完成光电控制作用的称为反光板反射式(或反射镜反射式)光电开关。正常情况下，发光器发出的光被反光板反射回来被收光器收到；一旦光路被检测物挡住，收光器收不到光时，光电开关就动作，输出一个开关控制信号。 ⑷扩散反射型光电开关它的检测头里也装有一个发光器和一个收光器，但前方没有反光板。正常情况下发光器发出的光收光器是找不到的。当检测物通过时挡住了光，并把光部分反射回来，收光器就收到光信号，输出一个开关信号。
红外遥控一体化接收头原理及应用电路2 一.一体化红外线接收头的原理 二. 红外遥控一体化接收头型号：SH-0038应用电路集 三. 红外遥控一体化接收头型号：RPM-638应用电路集 四.一体化红外线接收头的管脚排列及检测 红外遥控一体化接收头原理图及应用 一体化红外接收头型号：SFH506-38、RPM-638 红外接收电路通常由红外接收二极管与放大电路组成，放大电路通常又由一个集成块及若干电阻电容等元件组成，并且需要封装在一个金属屏蔽盒里，因而电路比较复杂，体积却很小，还不及一个7805体积大！ SFH506-38与RPM-638是一种特殊的红外接收电路，它将红外接收管与放大电路集成在一体，体积小（大小与一只中功率三极管相当），密封性好，灵敏度高，并且价格低廉，市场售价只有几元钱。它仅有三条管脚，分别是电源正极、电源负极以及信号输出端，其工作电压在5V左右.只要给它接上电源即是一个完整的红外接收放大器，使用十分方便。 它的主要功能包括放大,选频,解调几大部分,要求输入信号需是已经被调制的信号。经过它的接收放大和解调会在输出端直接输出原始的信号。从而使电路达到最简化！灵敏度和抗干扰性都非常好，可以说是一个接收红外信号的理想装置。 一体化红外接收头，如图5所示外形及管脚：型号区别： 5所示：型号：SH0038 图5 红外接收头 红外接收头的种类很多，引脚定义也不相同，一般都有三个引脚，包括供电脚，接地和信号输 出脚。根据发射端调制 一. 红外遥控一体化接收头型号：SH0038 应用电路集 1. 用红外接收头、CD4069 制作的遥控灯原理图 红外遥控的发射和接收电路图 2. 用红外接收头、CD4011制作的遥控灯原理图 红外遥控接收头内部电路 3. 用红外接收头、CD4541制作的单路遥控原理图 4. 一体化红外接收头遥控开关接收电路 5. 用一体化红外接收头制作的遥控开关电路 一体化红外接收头原理： 没有人时，遥控接收头低电平脉冲信号由C1送入Q1，Q1将信号放大，由D1，C2滤波使Q2b极电压升高，Q2导通，Q3断开，继电器不吸合，K2断开，无12V送入报警器，报警器不报警；当有人进如时，将红外线阻断，接收器收不到遥控器发来的信号，Q1b极为高电平，Q1截止，Q2也截止，Q2C极为高电平，此时Q3导通，继电器吸合，K2闭合将12V送入报警或语音电路，发出报警声，同时R5对C4充电，达到Q4的导通电压时，Q4导通，Q3截止，继电器断开，报警结束，同时K1闭合，将C4放电，报警时间可由R5和C4决定。 6. 用一体化红外接收制作的感应式自动洗手器
红外线发射与接收电路图 1 2 由455KHZ的晶振CRY，反相器74HC04及电阻、电容构成的振荡器产生455 3 KHZ的方波信号。经脉冲分频器74LS92，六分频成为75.83KHZ的脉冲信号。再4 经过D触发器构成的2分频/整形电路变成38KHZ的方波信号。由单片机的异步5 串行口TX输出的串行数据信号，送到与非门74HC00的输入端。与非门的另一输6 入端接38KHZ的载波信号。与非门的输出信号用来控制三极管的开通或关断，从7 而控制红外发射管发送信息。这样就达到了用串行口TX输出的串行数据信号直8 接调制载波，进行红外数据传输的目的。发射电路的调制采用的是时分制幅度键9 控调制方式。因单片机在复位后，TXD脚为高电平，为满足同步的要求，采用低10 电平同步脉冲，经与非门(Ｕ3)后变成高电平同步脉冲。所以单片机TXD发送的11 编码应是反码。 12 13 据说，发送数据"0"的载波脉冲个数不少于14个，这样发送速率不高于120 14 0b 15 16 设计中采用一种高效能的红外接收器——德律风根TFMS5380。德律风根所17 开发的微型接收器TFMS5380是近期市场上最高效能的红外接收器。同一组件内18 已装上了接收二级管和前置放大器。TFMS5380特点：(1)单一的接收器和前置放19 大器的组合。(2)超敏感度和传送距离。(3)内置PCM频率过滤器。(4)无外置组20 件需要。(5)特强光及电场干扰屏蔽。(6)TTL及CMOS兼容，适用于微处理器操21 作控制。(7)可选频率由30KHZ至56KHZ。(8)低功耗。(9)ISO9000认可。TFMS5 22
38k H z红外发射与接 收
38kHz 红外发射与接收 红外线遥控器在家用电器和工业控制系统中已得到广泛应用，了解他们的工作原理和性能、进一步自制红外遥控系统，也并非难事。 1.红外线的特点 人的眼睛能看到的可见光，若按波长排列，依次（从长到短）为红、橙、黄、绿、青、蓝、紫，如图1所示。 由图可见，红光的波长范围为0.62μm～0.76μm，比红光波长还长的光叫红外线。红外线遥控器就是利用波长0.76μm～1.5μm之间的近红外线来传送控制信号的。 红外线的特点是不干扰其他电器设备工作，也不会影响周边环境。电路调试简单，若对发射信号进行编码，可实现多路红外遥控功能。 2.红外线发射和接收 人们见到的红外遥控系统分为发射和接收两部分。发射部分的发射元件为红外发光二极管，它发出的是红外线而不是可见光，如图2所示。
常用的红外发光二极管发出的红外线波长为940nm左右，外形与普通φ5mm发光二极管相同，只是颜色不同。一般有透明、黑色和深蓝色等三种。判断红外发光二极管的好坏与判断普通二极管一样的方法。单只红外发光二极管的发射功率约100mW。红外发光二极管的发光效率需用专用仪器测定，而业余条件下，只能凭经验用拉距法进行粗略判定。 接收电路的红外接收管是一种光敏二极管，使用时要给红外接收二极管加反向偏压，它才能正常工作而获得高的灵敏度。红外接收二极管一般有圆形和方形两种。由于红外发光二极管的发射功率较小，红外接收二极管收到的信号较弱，所以接收端就要增加高增益放大电路。然而现在不论是业余制作或正式的产品，大都采用成品的一体化接收头，如图3所示。红外线一体化接收头是集红外接收、放大、滤波和比较器输出等的模块，性能稳定、可靠。所以，有了一体化接收头，人们不再制作接收放大电路，这样红外接收电路不仅简单而且可靠性大大提高。 图3是常用两种红外接收头的外形，均有三只引脚，即电源正VD D、电源负(GND)和数据输出(Out)。接收头的引脚排列因型号不同而不尽相同，图3列出了因接收头的外形不同而引脚的区别。 红外接收头的主要参数如下：
光电开关原理 点击次数：1870 发布时间：2009-3-7 10:24:36 光电开关的定义：此种产品以光源为介质、应用光电效应，当光源受物体遮蔽或发生反射、辐射和遮光导致受光量变化来检测对象的有无、大小和明暗，而向产生接点和无接点输出信号的开关元件。光电开关包括几种类型，自身不具备光源，利用被测物体发射的光的变化量进行检测的；利用自然光对光电开关的照射，物体遮蔽自然光产生的关变化量；光电开关自身具备光源，发射的光源对被检测物体反射、吸收、和透射光的变化量进行检测。常用的光源为紫外光、可见光、红外光等波段的光源，光源的类型有灯泡、LED、激光管等；输出信号有开关量或模拟量和通讯数据信息等。 光电开关的叫法，主要是输出为开关量的开关元件。 光电传感器的叫法，涵盖了输出开关量、模拟量、通讯数据等。 目前市面光电开关的叫法有分光源、检测形式、用途、结构等命名的。 如：利用红外光源的叫红外光电开关、红外线光电开关、红外线光电传感器等。 利用自然光的叫光控开关、光电继电器等。 利用激光为光源的叫激光光电开关、激光光电传感器等。 利用检测形式叫热金属检测器，俗称热检等。 利用用途的叫光电距离传感器、安全光幕传感器等。 利用结构的叫光幕传感器等。 这里就简要举几个例子，还有很多的叫法，在此无法一一介绍。 一、光电开关原理与分类 1：按检测形式的分类 （1）对射式 对射式是由一个发射器与一个接收器相对配置的，发射器发射出的光指向接收器，发射器与接收器之间组成一个闭合光路，通过对光路的光被遮断或光衰减来进行检测的一种检测形式。这种检测形式作用距离比较长，但需要一个发射器并需要配电；在某些应用场合比如空间狭小，不合适配电的运用上比较麻烦。如图1a：
本科实验报告 实验名称： 红外遥控发射/接收器的设计
一、设计任务和主要技术指标 设计一个八路红外遥控器电路，主要技术指标为： 1．码元速率：400bit/S 2．调制方式：幅度键控，载频40kHz。 二、设计方案选择 利用MC145026／MC145027、NE555和CX10206A等芯片设计制作一个八路红外遥控器。 总体设计框图如下： 红外传输 三、电路原理与设计 1、MC145026编码器 MC145026由时钟振荡器、分频器、地址编码/数据编码输入电路以及数据选择与缓冲器等几部分组成。时钟振荡器和分频器向编码电路提供基准时钟。地址编码/数据编码输入电路，将不同的地址和控制数据码编为相应的信号。编码方式是以不同的脉冲宽度组合，表征不同的地址码和控制数据。数据选择与缓冲电路将编码电路的并行码变为串行码输出。 MC145026共有9条地址线A1～A9，最多有512个不同地址；其中4条与地址复用的数据线D6～D9，使用4位编码输入，16种编码状态。编码以串行方式由Dout脚(引脚15)输出。如果MC145026与译码器MC145027配对使用，则只能采用“5位地址线及4位数据线”的固定编码传送模式。
该器件的地址线和数据线采用并行编码复用输入，码状态为1、0和开路三种状态，通常仅使用前两种编码状态，每个编码的码元宽度对应编码器部的8个时钟周期，主要靠脉冲占空比大小区分编码状态，三 种状态编码波形如图1所示。 MC145026部振荡频率的典型运用围一般选择为：4kHz ～9kHz 。外接阻容元件R S 、R TC 、C TC 的参数值决定了部时钟频率，原则上要求部振荡频率围为：1kHz≤f osc ≤400kHz 。其中应满足R S =2 ~5R TC ，一般情 况当R S ≥20kΩ、R TC ≥10kΩ、400pF ＜C TC ＜15μF 时，通常遵循以下原则确定部振荡频率：' 3.21 TC TC osc C R f =，式中，pF C C TC TC 20' +=。 MC145026编码器电路原理图和参数设计如下： 1位编码间隔 编码器 内部时钟CK 编码“1”波形 编码“0”波形 编码“开路”波形 图1 编码器工作波形 D out 脚串行输出 D out 脚串行输出 D out 脚串行输出
红外收发对管电路 This model paper was revised by the Standardization Office on December 10, 2020
红外收发对管 1、红外收发对管是一种利用红外线的开关管，接受管在接受和不接受红外线时电阻发生明显的变化，利用外围电路可以时输出产生明显的高低电平的变化，高低电平的变化输入单片机就可使之识别，从而实现智能控制。我们使用的单片机是凌阳61板，经过我们试验，在输入电压小于伏时单片机识别为低电平，在输入电压大于伏时单片机识别为高电平。 2、用途：蔽障、计数（记液体点滴的个数、记玻璃小球的个数、记小车轮子的转数）、寻迹 3、红外发射接收电路： 3．1输入信号采用38KHz的调制波 红外发射电路由电阻R2、三极管Q2、电阻R3与红外发射二极管D1构成，如图 接收电路由红外接收管和放大电路组成，如图。Q4接收到红外信号后，经过三极管Q1进行第一级放大，放大后的信号送入三极管Q3进行第二级放大，通过Rx就可以得到放大后的红外接收信号。 为了降低干扰， Tx一般采用调制方式，这里，其波形如图。 图 38KHz调制波 对应图的调制波，如果VCC为5V，发射接收对管的有效距离（单片机可检测）大概为20cm；如果VCC为3V，发射接收对管的有效距离（单片机可检测）大概为10cm。3．2直接采用直流电源
本电路电路简单，性能稳定，安装方便，但距离比较近。当阻挡了接收管接收红外线的强度时，产生一个低电平的脉冲信号，由于对管的发射口径较小，单光束发射，小球相对红外装置正交落下时，很容易检测处理。 使用此电路寻迹实现小车跟黑色轨道行驶，在行驶过程中不超出该线。考虑到黑线和白纸组合，我们采用红外对管辨认路面的黑白两种不同状态。由于红外对管对黑白色的感应比较明显，又不需要很高的精度，适用于简单的寻迹。但外部影响比较大，所以须将接收头用黑皮套套上以提高信号的接受率。该小车采用三对红外对管，通过他们送入单片机信号的不同，将其逻辑组合后向小车的各个电机发送启动信号，从而，驱动小车实现寻迹功能。
工业级红外光电开关 红外光电开关的工作原理 红外线属于一种电磁射线，其特性等同于无线电或X射线。人眼可见的光波是380nm-780nm，发射波长为780nm-1mm的长射线称为红外线，这里销售的红外线光电开关优先使用的是接近可见光波长的近红外线。 光电开关（光电传感器）是光电接近开关的简称，它是利用被检测物对光束的遮挡或反射，由同步回路选通电路，从而检测物体有无的。物体不限于金属，所有能反射光线的物体均可被检测。光电开关
将输入电流在发射器上转换为光信号射出，接收器再根据接收到的光线的强弱或有无对目标物体进行探测。安防系统中常见的光电开关烟雾报警器，工业中经常用它来记数机械臂的运动次数。 对射型光电开关： 由发射器和接收器组成，结构上是两者相互分离的，在光束被中断的情况下会产生一个开关信号变化。特征：辨别不透明的反光物体；有效距离大，因为光束跨越感应距离的时间仅一次；不易受干扰，可以可靠合适的使用在野外或者有灰尘的环境中；装置的消耗高，两个单元都必须敷设电缆。 漫反射型光电开关： 是当开关发射光束时，目标产生漫反射，发射器和接收器构成单个的标准部件，当电开关有足够的组合光返回接收器时，开关状态发生变化。特征：有效作用距离是由目标的反射能力决定，由目标表面性质和和颜色决定；较小的装配开支，当开关由单个元件组成时，通常是可以达到粗定位；采用背景抑制功能调节测量距离；对目标上的灰尘敏感和对目标变化了的反射性能敏感。 镜面反射型光电开关： 由发射器和接收器构成的情况是一种标准配置，从发射器发出的光束在对面的反射镜被反射，即返回接收器，当光束被中断时会产生一个开关信号的变化。光的通过时间是两倍的信号持续时间。特征：辨别不透明的物体；借助反射镜部件，形成高的有效距离范围；不易
红外发射接收器示例
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图2-2 红外发射和接收器件示例 红外一体化接收头内部电路包括红外监测二极管，放大器，限副器，带通滤波器，积分电路，比较器等。红外监测二极管监测到红外信号，然后把信号送到放大器和限幅器，限幅器把脉冲幅度控制在一定的水平，而不论红外发射器和接收器的距离远近。交流信号进入带通滤波器，带通滤波器可以通过30khz到60khz的负载波，通过解调电路和积分电路进入比较器，比较器输出高低电平，还原出发射端的信号波形。注意输出的高低电平和发射端是反相的。 图2-3为红外发射和接收解码的示意图。在发射部分设计一个38kHz的载波，在发射数据（全码）为高电平时输出载波，发射数据（全码）为低电平时输出低电平，二者实现了逻辑与的关系，得到的信号（红外发射）驱动红外发射二极管向空间发射红外线。红外一体化接收头接收到红外信号后，解码出与发射数据（全码）逻辑相反的数据。 图2-3 红外发射和接收解码的示意图 3系统硬件设计 3.2红外遥控单元
本设计中作为发射部分使用的遥控器为M5046AP机芯的电视机遥控器。电视机遥控器应用的是红外收发原理，即遥控器前端侧面的红外发射管发射出红外信号，电路板上红外接收管接收到信号后送到单片机内部，经译码后变成相应的操作指令，以实现定时、遥控风扇的功能。 红外遥控器的内部关键电路和接收管电路如图3-1所示。 图3-1 3.3单片机控制单元 本设计以AT89S51单片机为主控器，单片机控制电路设计如图3-2所示。 单片机的P1.2-P1.4口用于控制风扇的3个档次，设计中用继电器来模拟风扇换挡开关；P1.6和P1.7引脚控制时钟电路；P2口作为液晶显示的8位数据线；P3.0和P3.1口控制风扇工作状态指示灯，分为手动和自动2个状态；P3.2中断0用于接收红外遥控编码信号；P3.4接收温度数据；P3.5-P3.7三个引脚分别控制液晶显示器的控制端。