目录
摘要 (1)
引言 (3)
第一章设计方案 (4)
第二章电路设计 (5)
§2.1 硬件设计 (5)
§2.2 遥控发射部分 (5)
§2.2.1 遥控器及遥控芯片概述 (5)
§2.2.2 红外遥控发射按键矩阵简介 (9)
§2.2.3 芯片控制简介 (11)
§2.3 遥控接收解码部分 (12)
§2.3.1 单片机最小系统 (12)
§2.3.2 红外遥控接收 (13)
§2.3.3 LED七段数码管的显示驱动 (14)
§2.4 软件系统 (16)
第三章制作与调试 (19)
第四章测试 (20)
第五章展望 (21)
参考文献 (22)
附录 (23)
附录A 红外发射和接收原理图 (23)
附录B 实物图 (24)
附录C 部分源程序 (25)
红外遥控发射与接收系统
摘要：本文主要是围绕无线遥控发射、接收系统的相关理论和实践应用进行了研究。主要内容是根据项目要求，设计无线遥控发射、接收系统，设计出相应的硬件电路和编码、解码方式与元件结构等，详细叙述了系统硬件线路的设计要点和结构以及遥控电路的编码、解码技术。文中提出了一种通过按键实现多路遥控控制的设计方法，给出了该设计方法详细的原理说明和具体的设计电路。同时给出了一种独特、详细的系统抗干扰措施和节能措施。文中设计的电路和控制方法适用于一般的简单遥控系统设计，硬件设计也有一定的实用性和通用性。
关键词：无线遥控调制解调单片机解码
Infrared Remote Control Transmitter and Receiver System Abstract:This paper is mainly on the wireless remote control transmitting and receiving system related theory and practice application were studied. Main content is according to the requirements of the project, the design of wireless remote control transmitting and receiving system, and designed the corresponding hardware circuit and encoding, decoding way and element structure, etc, this paper describes the system hardware circuit design essentials and structure and remote circuit encoding, decoding technology. This paper brings forward a new key realization way by remote control design method is presented, the design method and principle of detailed design specific circuit. As a unique and detailed anti-interference measures of energy saving measures and systems. The design of the circuit and control method is applicable to the general simple control system design, hardware design also has certain practical and universal.
Key words: Wireless Remote Control, Demodulation,SCM Decoding
引言
红外线遥控是利用红外线传递控制信号，实现对控制对象的远距离控制的目的。红外线遥控在家用电器、安全保卫、工业控制以及人们的日常生活等许多领域中已获得广泛应用。不过，就目前红外线遥控的应用而言，其有效的遥控距离大多为l0m 左右，如果遥控距离超过20m，则它就无能为力了。鉴于红外线遥控的诸多特点，鉴于红外线遥控的诸多特点，如安全、可靠、抗干扰能力强、无环境污染、结构简单等等，在一些特殊的场合应用红外线遥控将具有非常好的优点，比如在航空港对飞机进行遥控加油，较长流水线上的定向控制，大厅窗帘与屏幕布的控制等。但是在这些场合中，必须提高遥控距离。而且，在涉及到户外作业时，还必须要提高遥控的抗干扰性能。
遥控器的发射和接收系统主要包括了遥控发射部分和遥控接收部分。发射部分包括键盘矩阵、编码调制、LED红外发送器；接收部分包括光、电转换放大器、解调、解码电路。
当遥控器任一按键被按下以后，经过遥控芯片的编码产生一帧的码值，然后通过红外发射管发射出去；接着红外接收管接收到码值，通过单片机（CPU）解码解出码值。最后通过数码管显示码值。系统框图如下所示：
图1.1系统框图
该电路可分为：硬件设计与实现和软件系统两大部分。
§2.1 硬件设计
硬件设计与实现包括遥控编码发射部分和遥控接收解码部分。红外遥控发射系统由于电压为3V左右，且本发射系统空间有限，直接接两个1.5V的直流干电池提供电源。
§2.2 遥控发射部分
§2.2.1 遥控器及遥控芯片概述
遥控器的种类很多，但电路原理相似。一般由三大部分组成：一是按键扫描矩阵，二是专用集成电路，三是红外线发射部分。遥控器产生不同的编码脉冲，输出各种以红外线为媒介的控制脉冲信号，这些脉冲是计算机指令代码，用来控制中央处理器(CPU)的操作。
本作品使用的芯片是士兰微电子的遥控芯片，它的型号是SC73P1601MD-K064的一款芯片。
SC73P1601MD-K064遥控芯片简介：
1.管脚图
图2.1遥控芯片
2.管脚描述
管脚PIN 名称NAME 描述DESCRIPTIONS
1 GND 地
2 P50 1位输入脚（有下拉电阻）用于键盘扫描输入
3 P51 1位输入脚（有下拉电阻）用于键盘扫描输入
4 XT1 晶振脚
5 XT2 晶振脚
6 P52 1位输出脚指示灯
7~10 P00~P03 4位输入脚（有下拉电阻）用于键盘扫描输入11~12 P10~P11 2位输入脚（有下拉电阻）用于键盘扫描输入13~14 P12~P13 2位输出脚用于键盘扫描输出
15~18 P20~P23 4位输出脚用于键盘扫描输出
19 P53 带载波的遥控信号输出
20 VDD 电源（2.0~4.0V）3V（典型）
3.编码方式：
SC73P1601MD-K064发射码型格式为UPD6122，振荡频率为4MHz，载波频率为38KHz，占空比为1/3。
4.UPD6122码型：
一帧数据中含有32位，即16位用户编码（C0~C15）+8位键数据编码（D0~D7）+8位键数据编码反码(D0’~ D7’)。
图2.2 一帧码组成部分
如上图所示：一帧完整的发射码有引导码、用户编码、键数据码、结束位组成。引导码由一个9ms高电平脉冲及4.5ms的低电平脉冲组成；16位用户编码发送完后,8位的键数据码都被连续发送两次，第一次发送的是的原码，第二次发送的是的反码。
UPD6122编码采用脉冲位置调制方式（PPM），根据低电平时间的长度判断“0”码和“1”码。
输出波形参数如下图所示：
图2.3 发码状态
以上如图所示，表明了发码一帧发完了等待108ms后发下一帧。
图2.4 逻辑电平的占空比
以上如图所示，表明了逻辑电平“1”和“0”的占空比。
图2.5 载波频率
以上如图所示，说明了载波的周期。
5.编码值：
系统码04CBH
键号码值键号码值
K01 4C K29 02
K02 12 K30 06
K03 05 K31 47
K04 11 K32 4B
6.说明：
每个按键平时按住键时常亮;放开后会亮5秒然后进入HOLD模式，只要有键按下LED灯会亮
电路原理图
实际布线时，电源和地之间的电容布线应该尽量的短，并且尽量靠近IC。
其他OTHERS
7.功能说明：
1)工作模式
电路有两种工作模式：正常工作模式及HOLD模式；除非有键按下，振荡
器平时是停振的（HOLD模式），这样可降低功耗。
电路有去抖动功能，按键时间不够长（小于25ms），无码发出。
2)键盘输入有关事项
按键时，发送遥控信号；当键松开时，等码发完后进入低功耗模式。当先按下一个键，发送遥控信号，然后按下另一个键，停止发送遥控信号。两个或两个以上键同时按下，视为无效键操作，不发送遥控信号。双键按下后，有一个键释放，则发射仍在按着的那个键的信号。
以上的码在发送过程中，有新键按下，以最后一次的KEY为新键发送信号，中途按下的键均视为无效输入。
8.另注：
(1)以上有关时间的数据均以晶振取4MHz时为准，如晶振有所变动相应数据也
需改变。
(2)该资料提供参数仅供参考，如果与实际测试有差别，请以实际测试为准。
(3)IC振荡输入端在PCB板上布线切勿在最外层，避免遥控器在不带外壳测试时，
人体碰到该线路，影响IC正常工作。
§2.2.2 红外遥控发射按键矩阵简介
按键矩阵由集成电路的扫描输出、输入电路引脚组成横竖交叉矩阵。无键按下时，输入输出互不相连。输入口(即KI)为低电平，当某一键按下时，相应的输入口即有信号送达，使专用集成电路得知哪一个按键被按下。每一只按键对应一组编码。如NEC6121集成给输出口按时序的先后顺序送出键盘扫描信号。电路共有32组不同的编码，NEC6122集成电路则有64组不同的编码。在实际使用中，当两键同时按下时，不输出信号。当然，也有一些电路特设双键，当指定的双键按下时，它会发出一种指定的信号。
遥控器专用集成电路遥控器专用集成电路(俗称发射块)是遥控器的核心部分。一般情况下，一种型号的电路只对应一种格式。所谓格式，就是数据码l和0的高低电平的脉宽及组成方式。一种CPU只接收规定的一种格式。现在也有将多种不同格式编码集成在一块电路中，通过外部引脚的接线来挑选编码格式，那么它可以适用多种CPU。
红外线发射部分该部分由晶体三极管提供功率放大，以足够的功率驱动红外线发光二极管，发射出红外线脉冲信号。
编码信号之所以要调制在38kHz的载波信号上，因为驱动红外发射管工作的脉冲的最佳频率在38kHz附近，调制后的编码脉冲占空比降低了，这就使发射器工作的平均电流也变小了，从而降低了对电池的消耗。不按键时，振荡电路
不起振，此时静态电流在微安级。按国家部标不大于3μA，所以遥控器不用设置电源开关。
采用脉宽调制的串行码，以脉宽为0.565ms、间隔0.56ms、周期为1.125ms 的组合表示二进制的“0”；以脉宽为0.565ms、间隔1.685ms、周期为2.25ms的组合表示二进制的“1”。“0”和“1”组成的32位二进制码经38kHz的载频进行二次调制以提高发射效率，达到降低电源功耗的目的。然后再通过红外发射二极管产生红外线向空间发射。NEC6122产生的遥控编码是连续的32位二进制码组，其中前16位为用户识别码，能区别不同的电器设备，防止不同机种遥控码互相干扰。该芯片的用户识别码固定为十六进制01H；后16位为8位操作码（功能码）及其反码。NEC6122最多额128种不同组合的编码。
遥控器在按键按下后，周期性地发出同一种32位二进制码，周期约为108ms。一组码本身的持续时间随它包含的二进制“0”和“1”的个数不同而不同，大约在45～63ms之间，发射波形如下所示：
图2.6每个按键按下发码状态
如上图所示，这是刚开始按键的状态。任意一按键按下，约36ms是延时的，延时后开始发码，发码一帧时间约108ms，再延时108ms后，又开始下一帧发码，就这样如此往复。
图2.7一帧码的组成部分
如上图所示，这是具体的发一帧32位所有的高低电平。同时也看出了一帧码由引导码、用户编码和键数据码组成。引导码也由9ms的高电平和4.5ms的低
电平组成，用户编码由低八位和高八位组成，这中间时间需要18ms至36ms，键数据由键数据码和键数据反码组成，这中间需要27ms左右。
图2.8逻辑电平的占空比
以上图所示，这主要介绍了高低电平的占空比。这里的发码形成的逻辑高电平“1”和逻辑低电平“0”的占空比是不一样的，“0”电平由0.56ms高电平和0.565ms低电平组成，“1”电平由0.56ms高电平和1.69ms低电平组成。只要根据这种去查看，就可以分辨高低电平。
当一个键按下超过36ms，振荡器使芯片激活，将发射一组108ms的编码脉冲,这108ms发射代码由一个起始码（9ms）,一个结果码（4.5ms）,低8位地址码（9ms~18ms）,高8位地址码（9ms~18ms）,8位数据码（9ms~18ms）和这8位数据的反码（9ms~18ms）组成。如果键按下超过108ms仍未松开，接下来发射的代码（连发代码）将仅由起始码（9ms）和结束码（2.5ms）组成。
解码的关键是如何识别“0”和“1”，从位的定义我们可以发现“0”、“1”均以0.56ms的低电平开始，不同的是高电平的宽度不同，“0”为0.56ms,“1”为1.68ms,所以必须根据高电平的宽度区别“0”和“1”。如果从0.56ms低电平过后，开始延时，0.56ms以后，若读到的电平为低，说明该位为“0”，反之则为“1”，为了可靠起见，延时必须比0.56ms长些，但又不能超过1.12ms,否则如果该位为“0”，读到的已是下一位的高电平，因此取（1.12ms+0.56ms）/2=0.84ms最为可靠，一般取0.84ms左右均可。根据码的格式，应该等待9ms的起始码和4.5ms的结果码完成后才能读码。
§2.2.3 芯片控制简介
本作品的发射部分分矩阵按键、发射头部分、遥控芯片控制部分三大部分。红外遥控发射电路主要部分是SC73P1601MD-K064芯片，该芯片的4脚和5脚接4Mhz的晶振，为遥控发射系统提供基本的时钟信号，便于各个部分保持同步。接在6脚的LED灯主要作为指示按键是否按下，按下后该LED灯会延时5S，然后再灭掉。第19脚是发码端口，通过NPN三极管驱动红外发射管发码。第7、8、9、10、11、12脚是连接按键的，通过按键控制芯片发射不同类型的码型。
红外遥控发射原理图如下：
图2.9 红外遥控原理图
§2.3 遥控接收解码部分
遥控接收解码部分主要包括了单片机的最小系统、红外遥控接收部分及八个LED 七段数码管的显示驱动。电源部分就直接用一个电源模块来提供电压。
§2.3.1 单片机最小系统
本设计作品主要是以AT89S51为核心的单片机，但单片机外围接了一个复位电路，及在18，19脚接了晶振所组成的最小系统。如下图所示：
图2.10最小系统
§2.3.2 红外遥控接收
图2.11红外接收部分
本电路遥控接收使用的是RPM-638芯片。连接电路图见图2.11。 1、接收芯片RPM-638
接收器对外只有3个引脚：Out 、GND 、Vcc 与单片机接口非常方便，如图7所示。
图2.12红外接收管RPM-638
① 脉冲信号输出接，直接接单片机的IO 口。 ② GND 接系统的地线（0V ）； ③ Vcc 接系统的电源正极（+5V ）；
接收电路可以使用一种集红外线接收和放大于一体的一体化红外线接收器，
P1.01P1.12P1.23P1.34P1.45P1.56P1.67P1.78RST 9P3.010P3.111P3.212P3.313P3.414P3.515P3.616P3.717GND 20
XTAL218XTAL119P2.0
21
P2.122P2.223P2.324P2.425P2.526P2.627P2.728PSEN 29ALE/PROG
30EA/VPP 31P0.732P0.633P0.534P0.435P0.336P0.237P0.138P0.039VCC 40U2AT89S51
S1
SW-PB
C110u F
R310K
C2
30P
C3
30P
Y112M
VCC
VCC
OUT 3
GND 1VCC
2
INT0
不需要任何外接元件，就能完成从红外线接收到输出与TTL电平信号兼容的所有工作，而体积和普通的塑封三极管大小一样，它适合于各种红外线遥控和红外线数据传输。
红外接收IC，脚1为信号输出。根据电路的组合要求，从IC内部电路可看出，输出信号是经过反向（非门电路）的。因此，这里特别要注意一点，图2(b)信号在IC输出后，信号已取反，即无信号时为高电平，与51单片机的I/O引脚默认输入电平一至为高电平，也符合单片机的低电平触发中断要求，有信号时，输出的编码信号取反，即引导码9ms高电平取反后为低电平，此时的引导码就可触发单片机中断来读取信号。08例子就采用中断方式来读取信号，也可以用扫描的方式，但扫描的方式不适用，占用CPU资源大，不利于以后的开发设计，就有如4*4键盘也一样采用中断，有了中断响应后，CPU才去处理信号，这样大大利用了CPU资源。
NEC协议规定，每按一次遥控器键，就发送如图2(b)的一帧码，但若按住遥控器不放，则每隔108ms，发一次重复码，如图2(c)所示。重复码的特点就是在发第一帧编码之后的108ms，又发送新的引导码，引导码的组成是9ms高电平脉宽，接着是2.25ms低电平（即空号），空号之后又是0.5ms 高电平脉宽，然后发送与第一帧相同的16位数据码和16位命令码。只要按键不放，其发送的重复码均以108ms间隔依序进行。
§2.3.3 LED七段数码管的显示驱动
数码管显示驱动由八个共阳数码管加对应的八个PNP三极管组成的。驱动实现主要是通过三极管对电流的放大来驱动七段共阳数码管，因为七段共阳数码管要显示有电流的要求，一般在10mA~15mA，才能比较正常的显示。其显示驱动原理图如下。
图2.13 LED七段数码管显示驱动
§2.4 软件系统
软件系统主要就是接收解码部分的软件，软件功能主要实现对红外线遥控器的码型的接收和解码程序，它把红外遥控器每一个按键的键值读出来，并且通过实验板上P1口的8个LED显示出来，在LED显示时，先显示hlleo，再分别在每个数码管上显示一个数，在显示一个数的同时指示灯点亮，等待数和指示灯的结束后，接着再显示解码后的码值。等码值显示几秒钟后，又回到hlleo显示界面。以上这是程序实现的主要功能流程。
软件系统将以流程图的形式表达，主要分主程序流程图和中断流程图。
主程序流程图如下：
中断流程图分为两部分的，一部分是中断执行解码部分，另一部分是定时部分。
中断执行解码部分如下：
定时部分流程图如下：
第三章制作与调试
遥控发射和接收系统主要分为两块硬件部分。第一部分是发射部分，第二部分是接收部分。因此在制作与调试的时候采用模块化操作，这样更加提高了制作的效率。
遥控发射部分首先准备原理图，发射部分的原理图经过反复的检查和论证，然后再去准备元器件和相关的工具，等材料准备完时，接下来的工作就是焊接工作，焊接的好坏直接影响到作品的质量，因此在焊接的时候要小心，避免由于粗心造成的虚焊和漏焊。
由于发射部分不涉及程序部分，调试工作相对简单，只要重新检查一边元器件有没有连好，然后在通电条件下，将发码端接在示波器上，按下任意按键，在示波器上查看有没有发码波形，如果不发码，要查看电路上有没有短路了，特别是像遥控器这类按键较多的产品，容易由于焊接不当引起的短路现象。
遥控接收部分在制作时，操作方式跟发射部分是相类似的，但是还是有个注意点，就是在焊接红外遥控接收头的时候，一定要接47uF的电解电容，这是提高红外接收头的接收稳定性的。
在接收部分的调试就比较繁琐，因为这里涉及到了具体的程序，所以这时一般也采用模块化调试。本次调试先调了显示部分，这部分要调数值的显示是否符合最初的设想。调试成功后，还有就是调试怎么样讲十六进制数的转化，这部分应该和数值的显示有联系的。再调试了接收解码中断部分，这部分是本次的作品的核心部分，在这部分最主要的是精确的延时，因为红外遥控发码是一个一个高低电平的，通过不同的延时实现解码，这是最主要部分。最后就是将这些模块化的程序通过标志位实现整个功能。
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φ5 mm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。 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，而后者适用于一般电子技术人员和电子爱好者的编码。图4中的38kHz振荡器即载波信号比较简单，但专业用的和业余用的也有区别，专业用的振荡器采用了晶振，而后者一般是RC振荡器。例如彩电红外遥控器上的发射端用了455kHz的晶振，是经过整数分频的，分频系数为12，即455kHz÷12= 37.9kHz。当然也有一些工业用的遥控系统，采用36kHz、40kHz或56kHz等的载波信号。 因红外遥控器的控制距离约10米远，要达到这个指标，其发射的载波频率(38kHz)要求十分稳定，而非专业用的RC(38kHz)载波频率稳定性差，往往偏离38kHz甚至很远，这就大大缩短了遥控器的控制距离。因晶振频率十分稳定，所以专业厂家的遥控器全部采用晶振的38kHz作遥控器的载波发送信号。 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。
基于单片机的红外遥控设计与制作 13工试2班舒佳章韬略 一、设计目的 对于本课题的研究，其理论中的价值是对红外线这种电磁波的特性进行更加深入的研究。同时在与单片机和电子电路的共同作用下，找到单片机及电子电路在实际运用中的更多功能，从而挖掘出红外线和硬件设备结合中的更多可能性。在现实意义中，对于红外线的使用，它不仅提高了单片机、硬件设备和硬件系统在智能遥控领域的广泛应用，而相对了在硬件设施上使用了红外线的遥控技术，也同时大大拓宽了硬件设施的应用围。在不久的将来，我相信，人们对于红外遥控控制的运用，会变得越来越广。 二、设计要求 基本功能要求： 1.以一个单片机作为控制遥控器，另一个单片机控制系统为被遥控对象； 2.用遥控器的10个遥控开关，控制遥控对象的10个电源开关通断； 3.能实现10个电源开关状态显示； 4.能实现定时开关某一个电源开关。 扩展功能： 1.能实现灯光亮度连续调节；
2.能根据不同电器实现不同时间通断控制； 3.其他扩展功能。 三、方案设计 3.1红外遥控发射电路的方案 采用指令键产生电路产生不同的控制指令，单片机进行状态的编码，直接由单片机的口输出方波信号控制红外发射管进行发射。红外发射管采用普通的红外发射二极管。 3.2红外遥控接收电路的方案 遥控系统采用红外线脉冲个数编码，直接利用单片机软件解码，实现功能的遥控。 3.3单片机的选择 本设计所编写的程序比较简单，功能也比较少，所用到的输入输出端口也不是很多，所以我们决定用STC89C52单片机来完成本设计，既方便也很实用。 3.4红外遥控系统电路的原理框图以及各部分作用
各部分作用： （1）行列式键盘 行列式键盘又称为矩阵式键盘，用I/O线组成行列结构，按键设置在行列的交点上，行列式分别连接到按键开关的两端。键盘中有无按键按下是由行线送入扫描字及列线读入列线状态字来判断的，有键按下时通过查键并执行键功能程序。 （2）红外线发射电路 遥控器信息码由单片机的定时器1中断产生40KHZ红外线方波信号。由P3.5口输出，经过三极管放大，由红外线发射管发送。 （3）单片机 单片机用于输出方波信号控制红外发射电路的工作。 3.5红外接收部分原理框图以及各部分作用 各部分作用： (1)+5V电源电路 给单片机最小系统、控制电路提供以及红外接收电路提供电压。
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.
红外遥控器的基本原理 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，红光的波长范围为0.62μm～0.7μm，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。 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。 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。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。红外遥控器的协议 鉴于家用电器的品种多样化和用户的使用特点，生产厂家对红外遥控器进行了严格的规范编码，这些编码各不相同，从而形成不同的编码方式，统一称为红外遥控器编码传输协议。了解这些编码协议的原理，不仅对学习和应用红外遥控器是必备的知识，同时也对学习射频（一般大于300MHz）无线遥控器的工作原理有很大的帮助。 到目前为止，笔者从外刊收集到的红外遥控协议已多达十种，如：RC5、SIRCS、Sony、RECS80、Denon、NEC、Motorola、Japanese、SAMSWNG 和Daewoo 等。我国家用电器的红外遥控器的生产厂家，其编码方式多数是按上述的各种协议进行编码的，而用得较多的有NEC协议。 红外遥控器的结构特征 红外遥控发射器由键盘矩阵、遥控专用集成电路、激励器和红外发光二极管组成。遥控专用集成电路(采用AT89S52 单片机)是发射系统的核心部分，其内部由振荡电路、定时电路、扫描信号发生器、键输入编码器、指令译码器、用户码转换器、数码调制电路及缓冲放大器等组成。它能产生键位扫描脉冲信号，并能译出按键的键码，再经遥控指令编码器得到某键位的遥控指令(遥控编码脉冲)，由38KHZ 的载波进行脉冲幅度调制，载有遥控指令的调制信号激励红外二极管发出红外遥控信号。 在红外接收器中，光电转换器件（一般是光电二极管或光电三极管，我们这里用的是PIN 光电二极管）将接收到的红外光指令信号转换成相应的电信号。此时的信号非常微弱而且干扰特别大，为了实现对信号准确的检测和转换，除了高性能的红外光电转换器件，还应合理地选择并设计性能良好的电路形式。最常用的光电转换器件是光电二极管，当光电二极管PN 结的光敏面受到光照射后，PN 结的半导体材料吸收光能，并将光能转换为电能。当光电二极管上加有反向电压时，二极管中的反向电流将随入射光照强度的变化而变化，光的辐照强度越大，其反向电流越大。也就是说，光电二级管的反向电流随入射的光脉冲作同频率
引言 随着远程教育系统的不断发展和日趋完善，利用多媒体作为教学手段在各级各类学校都得到了广泛应用。近年来，在多媒体教学系统的使用、开发和研制中，经常遇到同时使用多种设备，如：数字投影机、DVD、VCD、录像机、电视机等，由于各种设备都自带遥控器，而且不同的设备所遵循的红外传输规约也不尽相同，操纵这些设备得使用多种遥控器，给使用者带来了诸多不便。本次毕业设计的主题就是红外遥控电路设计。红外遥控的特点是利用红外线进行点对点通信的技术，不影响周边环境，不干扰其他电器设备。室内近距离（小于10米），信号无干扰、传输准确度高、体积小、功率低的特点,遥控中得到了广泛的应用。通过基于单片机的控制指令来对多种设备进行远程控制，可以选择不同的按键来控制不同的设备。从而方便快捷的实现远程控制。 常用的红外遥控系统一般分发射和接收两个部分。发射部分的主要元件为红外发光二极管。它实际上是一只特殊的发光二极管；由于其内部材料不同于普通发光二极管，因而在其两端施加一定电压时，它便发出的是红外线而不是可见光。红外发光二极管一般有黑色、深蓝、透明三种颜色。判断红外发光二极管好坏的办法与判断普通二极管一样；用万用表电阻挡量一下红外发光二极管的正、反向电阻即可。红外发光二极管的发光效率要用专门的仪器才能精确测定，而业余条件下只能用拉锯法来粗略判判定。 接收部分的红外接收管是一种光敏二极管。在实际应用中要给红外接收二极管加反向偏压，它才能正常工作，亦即红外接收二极管在电路中应用时是反向运用，这样才能获得较高的灵敏度。红外发光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一般都较小，所以红外接收二极管接收到的信号比较微弱，因此就要增加高增益放大电路。最近几年不论是业余制作还是正式产品，大多都采用成品红外接收头。成品红外接收头的封装大致有两种：一种采用铁皮屏蔽；一种是塑料封装。均有三只引脚，即电源正（VDD）、电源负（GND）和数据输出（VO或OUT）。 红外接收头的引脚排列因型号不同而不尽相同，红外接收头的优点是不需要复杂的调试和外壳屏蔽，使用起来如同一只三极管，非常方便。
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 Abstract This 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 fields. 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 remote 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 existing 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
38KHz红外发射和接收常识 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φ5 mm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。 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，而后者适用于一般电子技术人员和电子爱好者的编码。图4中的38kHz振荡器即载波信号比较简单，但专业用的和业余用的也有区别，专业用的振荡器采用了晶振，而后者一般是RC振荡器。例如彩电红外遥控器上的发射端用了455kHz的晶振，是经过整数分频的，分频系数为12，即455kHz÷12= 37.9kHz。当然也有一些工业用的遥控系统，采用36kHz、40kHz或56kHz等的载波信号。 因红外遥控器的控制距离约10米远，要达到这个指标，其发射的载波频率(38kHz)要求十分稳定，而非专业用的RC(38kHz)载波频率稳定性差，往往偏离38kHz甚至很远，这就大大缩短了遥控器的控制距离。因晶振频率十分稳定，所以专业厂家的遥控器全部采用晶振的38kHz作遥控器的载波发送信号。 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。
摘要 定时器确实是一项了不起的发明，使相当多需要人控制时间的工作变得简单了许多。人们甚至将定时器用在了军事方面，制成了定时炸弹，定时雷管。现在的不少家用电器都安装了定时器来控制开关或工作时间。随着时代的进步，电子行业的发展，定时器的应用也越来越广泛，传统的定时器都是发条驱动式、电机传动式、电钟式等机械式定时器，电子定时器相对于普通计时器来说，体积小，重量轻，造价低，精度高，寿命长，而且安全可靠，调整方便、适用于反复使用。该电子定时器满足。 本系统是以红外技术和电子技术为基础，以实现无线遥控的，而且红外实现 方式灵活，能得到广泛的应用。特别是随着芯片技术的发展，红外集成芯片的价格降低，更加扩展了红外技术的应用。现在我们的生活中处处都有红外技术的应用。以及它给我们的生活带来的便利。本系统利用简单的芯片和常见的电子元件来组建红外遥控系统。在本系统中主要用到的器件是NE555定时器和必要的电阻、电容，还有电源、红外发射二极管以及开关等等。
目录 1.总体方案的设计与选择 (4) 1.1.方案原理构思 (4) 1.1.1.提出原理方案 (4) 1.1.2. 原理方案的比较与选择............................................ 错误！未定义书签。1.2.总体方案的确定.. (5) 1.2.1. 单元电路的选择与设计............................................ 错误！未定义书签。1.2.2. 元器件的选择. (5) 1.2.3. 参数计算 (6) 1.2.4. 总体电路 (6) 2.总体电路图,印刷板图及相关说明 (7) 3.计算机仿真及相关说明........................................................... 错误！未定义书签。 3.1.仿真电路图及仿真结果 (8) 3.2仿真过程阐述 (8) 4.安装调试 (9) 4.1. 元件引脚识别 (9) 4.2. 元件的检测 (10) 4.3. 用到的仪器仪表 (11) 4.4.调试步骤 (11) 4.5. 调试常见的故障与处理方法 (11) 5.心得体会 (13) 参考文献 (13) 总体方案的设计与选择
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
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。
红外发射与接收测试报告 LLZ 一、红外线原理 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。 它的工作原理：
其实就是一个NB的红外光敏电阻 在红外照射下处于超低阻值状态分到的电压超级小 当红外光断开以后处于高阻状态有接近6K那么大，完全避光可能还不止，在电路中分到的电压就很大了，一般分到4V以上不成问题。 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。 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 二、实验电路图 三、实验数据 首先少少解释一下各个器件的作用. VCC GND 忽略
实验六红外调频/调幅发射接收系统 一、实验目的 1、了解红外编、解码的原理； 2、熟悉调频/调幅接收的原理、方法和频谱； 3、熟悉调频发射机的工作原理。 二、实验内容 1、使用红外系统进行编解码，并在数码管上显示结果； 2、调试调频/调幅接收机电路，接收收音机信号 3、产生88MHz～108MHz的调频信号，实现发射机与接收机的正常通信 三、实验设备 1、20M双踪示波器一台 2、鞭状天线一根 3、带话筒耳机一套 四、实验原理 （一）红外编、解码电路原理 1、红外编码电路 红外编码调制采用编码芯片SC2262IR，典型应用电路如图6－1所示。 图6－1 SC2262IR典型应用电路
该芯片第1～8脚，第10～13脚为地址管脚，共12位。其中，第7、8、10、11、12和13脚还可作为数据管脚使用。 芯片17脚输出的编码信号由地址码、数据码和同步码组成一个完整的码字。每个码字的周期由芯片15脚和16脚所接电阻的大小确定。地址管脚状态不同，芯片17脚输出的码型也不同。即该芯片完成以地址码（数据码）为调制信号的脉宽调制，调制后的信号从芯片17脚所接的红外二极管输出。 2、红外解码原理 本实验采用一体化红外接收器。当红外接收器没有接收到信号时，输出高电平。但由于空间中的许多干扰信号，导致实验时，即使红外发射电路没有发射信号，红外接收器也有杂波输出。一般红外接收器的输出信号波形如图6－2所示。 同步码 A8A10A11 A3A9 A2A7 A0A1A4A5 A6 图6－2 红外接收器输出信号波形 图中，A0~A11分别对应于发射芯片第1～8脚和第10～13脚的状态。这里，记图52－2中A0~A7和A10所对应的波形为11，A8和A11所对应的波形为00，A9所对应的波形为10。则当发射芯片地址管脚接低电平时，解码部分对应输出11；当发射芯片地址管脚接高电平时，解码部分对应输出00；当发射芯片地址管脚悬空时，解码部分对应输出10。 本实验电路，发射芯片第1～8脚（A0～A7）接地，第11脚（A9）悬空，第12脚（A10）接地，第10脚（A8）和第13脚（A11）分别由按键S1（＋）和S2（－）控制，当按键按下时，管脚接高电平，按键不按动时，管脚接低电平。 将解码输出信号给单片机识别处理，可实现通信系统中的相关控制。本实验，单片机一旦识别到A8为00且A11为11，则输出相关控制字给BH1415（调频发射芯片），该芯片识别单片机输出的控制字，将发射载波频率按0.1MHz步进增大。单片机一旦识别到A8为11且A11为00，则输出相关控制字给BH1415（调频发射芯片），该芯片识别单片机输出的控制字，将发射载波频率按0.1MHz步进减小。模块上数码管LED6~LED9（单位为MHz）显示调频发射芯片的发射频率，开机默认为88MHz。 （二）调频/调幅接收系统原理 调频/调幅解调电路由索尼公司生产的CXA1691BM和少量外围元件组成。CXA1691BM既可以接收中波调幅信号，也可接收调频信号。它包含了中放、混频、限幅、鉴频、检波等电路，内部框图如图6－3所示。当开关S1向下拨时，CXA1691BM工作在调幅接收的状态，接收载频范围为535kHz～1605KHz。当开关S1向上拨时，CXA1691BM 工作在调频接收的状态，接收载频范围为88MHz～108MHz。
红外遥控的发射和接收Donna 发表于2006-5-12 10:08:00 光谱位于红色光之外，波长为0.76～1.5μm，比红色光的波长还长，这样的光被称为红外线。 红外遥控是利用红外线进行传递信息的一种控制系统，红外遥控具有抗干扰，电路简单，编码 及解码容易，功耗小，成本低的优点，目前几乎所有的视频和音频设备都支持这种控制方式。 一、红外遥控系统结构 红外遥控系统主要分为调制、发射和接收三部分，如图1 所示： 图1 红外遥控系统 1.调制 红外遥控发射数据时采用调制的方式，即把数据和一定频率的载波进行“与”操作，这样可以提高发射效率和降低电源 功耗。 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。 图2 载波波形 1.发射系统 目前有很多种芯片可以实现红外发射，可以根据选择发出不同种类的编码。由于发射系统一般用电池供电，这就要求芯片 的功耗要很低，芯片大多都设计成可以处于休眠状态，当有按键按下时才工作，这样可以降低功耗芯片所用的晶振应该有 足够的耐物理撞击能力，不能选用普通的石英晶体，一般是选用陶瓷共鸣器，陶瓷共鸣器准确性没有石英晶体高，但通常 一点误差可以忽略不计。
红外线通过红外发光二极管(LED)发射出去，红外发光二极管内部材料和普通发光二极管不同，在其两端施加一定电压时， 它发出的是红外线而不是可见光。 图3a 简单驱动电路图3b 射击输出驱动电路 如图3a和图3b是LED的驱动电路，图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。 1．一体化红外接收头 红外信号收发系统的典型电路如图１所示，红外接收电路通常被厂家集成在一个元件中，成为一体化红外接收头。 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，这样的目的是为了提高接收的灵敏度。 一体化红外接收头，如图5所示：
目录 摘要 (1) 引言 (3) 第一章设计方案 (4) 第二章电路设计 (5) §2.1 硬件设计 (5) §2.2 遥控发射部分 (5) §2.2.1 遥控器及遥控芯片概述 (5) §2.2.2 红外遥控发射按键矩阵简介 (9) §2.2.3 芯片控制简介 (11) §2.3 遥控接收解码部分 (12) §2.3.1 单片机最小系统 (12) §2.3.2 红外遥控接收 (13) §2.3.3 LED七段数码管的显示驱动 (14) §2.4 软件系统 (16) 第三章制作与调试 (19) 第四章测试 (20) 第五章展望 (21) 参考文献 (22) 附录 (23) 附录A 红外发射和接收原理图 (23) 附录B 实物图 (24) 附录C 部分源程序 (25)
红外遥控发射与接收系统 摘要：本文主要是围绕无线遥控发射、接收系统的相关理论和实践应用进行了研究。主要内容是根据项目要求，设计无线遥控发射、接收系统，设计出相应的硬件电路和编码、解码方式与元件结构等，详细叙述了系统硬件线路的设计要点和结构以及遥控电路的编码、解码技术。文中提出了一种通过按键实现多路遥控控制的设计方法，给出了该设计方法详细的原理说明和具体的设计电路。同时给出了一种独特、详细的系统抗干扰措施和节能措施。文中设计的电路和控制方法适用于一般的简单遥控系统设计，硬件设计也有一定的实用性和通用性。 关键词：无线遥控调制解调单片机解码
Infrared Remote Control Transmitter and Receiver System Abstract:This paper is mainly on the wireless remote control transmitting and receiving system related theory and practice application were studied. Main content is according to the requirements of the project, the design of wireless remote control transmitting and receiving system, and designed the corresponding hardware circuit and encoding, decoding way and element structure, etc, this paper describes the system hardware circuit design essentials and structure and remote circuit encoding, decoding technology. This paper brings forward a new key realization way by remote control design method is presented, the design method and principle of detailed design specific circuit. As a unique and detailed anti-interference measures of energy saving measures and systems. The design of the circuit and control method is applicable to the general simple control system design, hardware design also has certain practical and universal. Key words: Wireless Remote Control, Demodulation,SCM Decoding