红外发射与接收控制系统的总体设计方案
一、需求分析。
1、应用范围。
智能家居是指利用先进的计算机技术、网络通信技术、综合布线技术,将与家居生活有关的各种子系统有机地结合在一起,通过统筹管理,让家居生活更加舒适、安全、有效。与普通家居相比,智能家居不仅具有传统的居住功能,提供舒适安全、高品位且宜人的家庭生活空间；还由原来的被动静止结构转变为具有能动智慧的工具,提供全方位的信息交互功能，帮助家庭与外部保持信息交流畅通，优化人们的生活方式,帮助人们有效安排时间，增强家居生活的安全性、舒适性，甚至合理控制各种能源的使用。出门在外，您可以通过电话、电脑来远程遥控您的家居各智能系统，例如在回家的路上或下班前提前打开家中的空调和热水器；到家开门时，借助门磁或红外传感器，系统会自动打开过道灯，同时打开电子门锁，安防撤防，开启家中的照明灯具和窗帘迎接您的归来；回到家里，使用遥控器您可以方便地控制房间内各种电器设备，可以通过智能化照明系统选择预设的灯光场景，读书时营造书房舒适的安静；卧室里营造浪漫的灯光氛围……这一切，您都可以在家里从容操作，一个控制器可以遥控家里的一切，比如拉窗帘，调整窗帘、灯光、音响的状态，给浴池放水并自动加热调节水温；在公司上班时，家里的情况还可以显示在办公室的电脑或手机上，随时查看；门口机具有拍照功能，家中无人时若有来访者，系统会拍下照片供您回来查看，室内安装有网络视频摄像头，可以在互联网上查看室内的情景并进行控制。
随着人们生活水平的提高和电子技术的发展，家居智能化已经开始走进了我们日常的生活。人们已经不满足于按键式的手动开关来控制灯具，从而开发出了智能化水平更高的专业照明控制的遥控系统，其成本低，质量高，应用灵活方便。而由于具有体积小、功耗低、功能强、成本低的特点，红外线遥控已经是目前应用最广泛的一种通信和遥控手段。
2、控制的对象。
通过红外发射与接收控制发光二极管LED1的发光与熄灭。
3、红外遥控的基本原理理。
红外线遥控就是利用红外线（又称红外光）来传递控制信号，实现对控制对象的远距离控制。具体来讲，就是由发射器发出红外线指令信号，由接收器接收下来并对信号进行处理并识别，再通过相应的控制芯片，最后根据接收到的不同信号实现对控制对象的各种功能的远距离控制。
红外线发射器由指令按键、信号产生电路、频率调制电路、驱动电路及红外线发射器件组成，如图1 所示。当指令键按下时，指令信号产生电路便产生所需要的控制指令信号。
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是频率特征和码组特征，即用不同的频率或不同的编码的电信代号代表不同的指令。这些不同的指令信号经过频率调制，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1 红外线发射的组成
红外接收器由红外线接收器件、前置放大电路、信号解调电路、指令检测电路组成，如图2。当红外线接收器件接收到发射器的红外线指令信号时，它将红外光信号变为电信号并送入前置放大器进行放大，再经解调器解调后由指令信号检出电路将指令信号检出，实现各种操作。
图2红外线接收器的组成
要实现系统的遥控功能，就必须先选择信号指令传送的方式。根据遥控的方式和使用者场合不同，可以把这些控制信号特征进行各种组合编码。如电压极性的组合方式，电信号相位的组合方式，电信号幅值的组合方式，频率的组合方式，脉冲的宽度、相位、幅度等参数的组合方式及脉冲编码组合方式等。脉冲编码组合方式具有指令容量大，抗干扰能力强，保密性好及便于用逻辑电路来实现等优点，得到了广泛的应用。
4、控制的功能要求。
用单片机程序控制红外发射与接收，从而控制LED1的发光与熄灭。用Kill软件将程序调试好，用装载软件将调试好的程序装入单片机中，在51PROK试验箱中验证。当在红外发射与接收出放上一张白纸反射时发光二极管LED1发光，当用拿去白纸并在发射接收中间放上隔挡时放光二极管LED1熄灭。
5、控制系统所需的软件和硬件。
软件：Kill编程软件，PROTELL仿真软件、装载软件。
硬件：PC机一台，51PROK实验箱一台。
6、系统硬件电路的设计方案。
红外遥控电路由发射电路和接收电路组成，发射部分由按键开关电路、控制芯片和红外发射电路三部分组成。当按下遥控按钮时，单片机产生相应的控制信号，经红外发射二极管发射出去。接收部分由红外接收头、控制芯片、调光电路组成，当红外接收器接收到控制脉冲后，经单片机处理，判断是否对电灯进行调光或开关，根据需要执行相应的操作，接收系统采用的是5 伏单电源电压供电。如下图所示：
图3 系统设计框图2.1 遥控系统主控芯片
在本系统中选择的是51 系列的AT89C51芯片，AT89C51是一种带4k字节闪烁可编程可擦除只读存储器（FPEROM—Flash Programmable and Erasable Read Only Memory）的低电压，高性能CMOS 8 位微处理器，俗称单片机。该器件采用ATMEL 高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51 指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8 位CPU 和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL 的AT89C51 是一种高效微控制器，为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。AT89C51 是一个低功耗高性能单片机，40 个引脚，32 个外部双向输入/输出（I/O）端口，同时内含2 个外中断口，2 个16 位可编程定时计数器，2 个全双工串行通信口，AT89C51 可以按照常规方法进行编程，也可以在线编程。
其将通用的微处理器和Flash 存储器结合在一起，特别是可反复擦写的Flash 存储器可有效地降低开发成本。
2.2 红外发射电路模块
在本系统设计中，单片机发出的信号如何被红外发射管识别，发射管能否正常发射红外信号是发射电路要解决的关键问题。要发射红外信号，必须要有红外发射器件。红外发光二极管是一
种能产生红外光的发光二极管，目前大量使用的红外发光二极管发出的红外线波长为940nm 左右，外形与普通发光二极管相同，只是颜色不同。常见的红外发射二极管有黑色，透明色，它与普通发光二极管的最大区别在于所发出的光为不可见光，而普通发光二极管发出的是各种颜色的可见光[5]，通常，红外发光二极管分为两种结构形式：一种是遥控发射型红外发光二极管（即最常用的手持遥控器所用的红外发射二极管）；一种是近距离发射型红外发光二极管，这种二极管把红外光的发射与接收共集为一体。由于本设计实现的是家居遥控，因此采用第一种即可。
如图4 所示为系统遥控发射原理图，P1.0 口为按键输入口；P2.0 口为红外发射端口，用于输出38kHz 载波编码，脉冲经9013（NPN）放大然后由红外发射管输出；第9 脚为单片机
的复位脚，采用RC 手动复位电路；18、19 脚接晶振。图4红外发射电路图
2.3红外接收电路模块。.1、红外接收器件介绍。
一般的红外接收头主要由集成电路外加阻容元件，红外线接收管及滤波光片等组成，电路设计相对繁琐，在实际应用中不方便。而红外遥控接收头SM0038 集红外接收管，前置放大解调等于一体，无外部电路，体积小，密封性好，灵敏度高，应用简单，用小功率红外发射管发射信号接收距离达35 米，并且价格低廉。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，接收频率为38kHz,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。从而使电路达到最简化，灵敏度和抗干扰性都非常好，是一个接收红外信号的理想装置。如图5 所示：
图 5 SM0038
2）. 接收电路及调光电路设计。
接收电路和调光电路的实现均是通过继电器实现的，给每一个继电器串联一个电阻，构成一个回路，本电路将四个继电器回路并联，连接在P0 口上，当四个继电器均闭合时，灯最亮，当三个继电器工作时，灯较亮，当两个继电器工作时灯次亮，当一个继电器工作时，灯最暗，当四个继电器都不工作时，灯泡处于关闭状态。接收电路图如图6 所示：
图6 接收电路图
3 系统软件设计
本系统所用的红外线接收器SM0038 的解调中心频率为38KHz,故发射频率也采用38kHz,本电路采用一路按键，一种编码方式实现对家居灯的控制，接收端根据接收到的不同编码个数实现灯的不同亮度的调节控制。每一次P1.0 口为低电平时，则确定键被按下，由P2.0 口发射一个编码。接收端接收编码时进行判断，首个低电平是否大于2ms，如果是，再判断是否是正确的编码，如果是，num加1，亮度调暗一档。
3.1、遥控发射程序控制流程图
图7 发射程序流程图
初始化程序后，开定时器产生38kHz 脉冲，再判断有无按键按下，当有按键按下时，根据定时器设定的时间发一帧脉冲，首先发3ms 高电平，再发1ms 低电平，1ms 高电平，接着停发10ms。
3.2. 遥控接收程序控制流程图
图8 接收部分调光程序流程图
接收端采用查询方式接收，当查询到P1.0 口为低电平时，累加器工作，通过累加器中变量个数判断控制灯的亮度及开关。当num为0 时，灯最亮，加1则调暗一个档次，当num等于4 时，继电器全部断开，灯灭。
4、程序的设计与调试。
#include
#define uint8 unsigned char
#define uint16 unsigned int
sbit LED_CON =P1^0;
void UART_SendByte(uint8 dat)
{
SBUF=dat;
while(TI==0);
TI=0;
}
uint8 UART_RcvByte(uint8*dat)
{
if(RI==0)
return(0);
*dat=SBUF;
RI=0;
return(1);
}
void UART_Init(void)
{
SCON=0x50;
TMOD=0x20;
TH1=0xFD;
TR1=1;
}
int main(void)
{uint8 i;
uint16 j;
uint8 rcv_dat;
uint8 count;
UART_Init();
while(1)
{ count=0;
for(i=0;i<50;i++)
{UART_SendByte(0x5A);
if(UART_RcvByte(&rcv_dat)!=0)
{if(0x5A==rcv_dat)count++;
} }
if(count>40)
LED_CON=0;
else LED_CON=1;
for(j=0;j<500;j++);}
return(0);}
5、结论
本论文最大的难点是如何实现红外信号的发射与接收，为了减少电路的繁琐，我使用单片机来实现软件编码解码，大大提高了电路的灵活性，降低了成本，仅仅使用一个键就能实现对一个灯具的开关和亮度调节，若是把一个按键开关改设成一个矩阵键盘，就可以实现对整个家里的灯具的开关和亮度控制，实用性很强。
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。
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.
什么是红外线发射器和红外线接收器 红外（IR）发射器和接收器是目前在许多不同的设备，尽管他们中最常见的消费类电子产品。这种技术的工作原理是，一个组件在一个特定的模式，另一个组件可以拿起并翻译成指令闪烁的红外光。这些发射器和接收器被发现在遥控器和各种不同类型的设备，如电视和DVD 播放机。外围设备，包括这种技术还可以让电脑来控制其他各种消费类电子产品。由于红外遥控器被限制在视线操作线，部分产品可被用于扩展一个硬连线的线或射频（RF）传输的信号。 最常见的消费电子遥控器使用红外光。它们通常会产生使用红外发光二极管（LED），和接收器单元的主要成分，通常是一个光电二极管。无形的光，被拾起，然后由接收模块的指令变成一个远程控制的闪烁模式。构造发射器和接收器所必需部件通常是廉价的，但这些系统限制线的视线操作。 为了延长超视距一个典型的红外遥控器控制的范围内，它是可以与另一个组件的红外发射器和接收器相结合。硬连线的扩展单元使用通过物理线路连接的一个发射器和接收器。此线可绕过或穿过墙壁，位于在一个房间，在另一个接收器与发射器。当一个信号被从遥控器发送到接收器，它跨过线路，然后再重新打开到红外光的发射器在其另一端。 无线电频率IR扩展执行相同的功能，无需任何物理电线。这些系统包括两个部分，其中一个包含一个红外接收器和RF发射器。成对的单元包含一个RF接收器和红外发射器。一个红外遥控IR接收器上使用时，该设备转换的信号，并通过RF广播。的成对的单元，然后接收该信号，对其进行解码和发送红外信号。 红外发射器和接收器装置也可用于某些计算机。这些外围设备通常被设计为通过通用串行总线（USB）连接，可用于控制各种类型的消费类电子产品。软件可以让设备学习到直接从其他远程控制命令。 学习更多红外知识，百度：“煮透社”。
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。
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
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
目前市售红外一体化接收头有两种:电平型和脉冲型,绝大部分的都是脉冲型的,电平型的很少。 电平型的,接收连续的38K信号,可以输出连续的低电平,时间可以无限长。其内部放大及脉冲整形是直接耦合的,所以能够 接收及输出连续的信号。 脉冲型的,只能接收间歇的38K信号,如果接收连续的38K信号,则几百ms后会一直保持高电平,除非距离非常近(二三十厘米以内。其内部放大及脉冲整形是电容耦合的,所以不能能够接收及输出连续的信号。一般遥控用脉冲型的,只有特殊场合,比如串口调制输出,由于串口可能连续输出数据0,所以要用电平型的。一般遥控器用455K经12分频后输出37917HZ,简称38K,10米接收带宽为38+-2K,3米为 35~42K。在没有环境反射的空旷空间,距离10米以上方向性会比较强。在室内, 如果墙是白色的,则在15米的空间基本没有方向性。 接收头要有滤光片,将白光滤除。在以下环境条件下会影响接收,甚至很严重: 1、强光直射接收头,导致光敏管饱和。白光中红外成分也很强。 2、有强的红外热源。 3、有频闪的光源,比如日光灯。 4、强的电磁干扰,比如日光灯启动、马达启动等。 38K信号最好用1/3占空比,这个是最常用的,据测试1/10占空比灵敏度更好。实际调制时间要少于50%。最好有间歇。 电平型的接收头只要接收到38K红外线就输出持续低电平,用起来非常爽,以前的老式接收头多半是这种类型,但其有个致命 弱点:抗干扰性太差,传输距离短(小于1m。
而脉冲型一体化红外线接收头必须接受一定频率38K的载波的基带信号才有正常输出,如发送500HZ的38K载波,脉冲型一体化红外线接收头输出500HZ方波,而如果发送连续的38K载波就会出项有瞬间低电平其后为高电平的现象。这种脉冲型一体化红外线接收头克服了传统电平型接收头的不足:传输距离相对更远,稳定性大大增加,抗干扰性更强。因此已经完全取代了老式的电平型接受头,在电子市场如不说明店主给你的绝对是脉冲性的。 手机拍照时可以查看红外发射管是否处于发射状态 红暴问题 有些厂家把能不能制造出无红暴红外灯当做一个技术问题来宣传,好像有红暴就是低技术,无红暴就是高技术。其实,有无红暴只是一个选择问题,并不是技术问题,波长超过700nm的光线叫做红外线,900nm以上的红外线基本无红暴,波长越短,红暴越强,红外线感应度也越高。现在市场上有两种主流红外灯,一种是有轻微红暴的,波长在850nm左右,一种是无红暴的,波长在940nm左右。同一款摄像机,在850nm波长的感应度,比在940nm波长的感应度好到10倍。所以850nm这种有轻微红暴的红外灯拥有更高的效率,应当做为红外夜视监控的首选项。 这说的有道理吗? 红暴是对红外灯工作状态的一个描述。工作灯在工作时,如果有红暴就会在管芯出现红色小点。如果没有红暴的话,工作和不 工作人眼看不出来。没有红点 850nm和940nm都有红爆,只不过940要比较弱一点 常见的红外发射管有940nm波长和850nm波长两种,940nm波长的红外发射管主要使用于调制编码及信号传输,而850nm 波长的主要用于安防等红外光源上,接收管则有850nm~950nm通用的型号。850的管和940的管区别在于他们的功率大
红外线接收控制制作
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红外线接收控制器的制作 在生活中，我们常用到红外线控制各类电器，如彩电、空调、电风扇等，为我们带来较多的方便，但有时我们仍感到不方便。如看完电视后，用遥控器只能关掉电视主电源，电视仍处于待机状态，使用者还得走到电视跟前，按下电视电源开关方能放心。若想看电视，还得动身开电视，显得很麻烦，尤其是冬天躺在床上看电视，上上下下，深感不便。本文以利用红外遥控器来遥控风扇的制作方法为例（可任选一只红外线遥控器，能调速，软件稍作改变，可增加定时功能等），来介绍红外线接收控制器的制作方法，如果制作电视交流电源的开、关控制器，可与电视共用一只遥控器，制作也较简单些。 制作思路 红外遥控发射器是利用红外线作载体传送信息的，发射周期不等的经过调制后串行码，该串行码一般由引导码、用户识别码、操作码组成。经红外接收头解码后得到一串周期不等的矩形波，如示意图1。 不同型号的遥控发射器的波形宽度不同，即周期T1、T2……不同，在不知手头遥控发射器的波形周期的情况下，首先要制作一个检测红外线周期的工具。根据测得的周期规律来制作红外线接收控制器。 制作方法 检测红外周期的器件制作，见图2。 当红外接收头没有接收到发射器发送来的红外线，其输出端输出高电平（约+5V）。当接收到红外线，输出端电平变低，送到单片机AT89C2051的外部中断1口即INT1，使其发生中断而进入中断服务：启动定时器1并开始计数，
相当于在图1的A点，1个周期后即C点，单片机第二次中断，关定时器1，记下周期T1（实际上只记下TH1的数值，TL1的值可以丢弃），然后清TH1、TL1，再启动定时器1重新计数，第二个周期完后，同样会引起单片机发生中断，再记下周期T2……，如此记下40-50个周期（一般红外编码为4字节，即32BIT，之前还有引导码，又因接收到的红外数据不一定是从引导码开始，要分析一次完整的串行码，应尽可能多记下红外矩形波周期数）,接收完后，通过按轻触开关将各记下的各周期的TH1在数码管显示出来以作分析（每按一次轻触开关，显示下一个周期数）。 编程方法 #define CNT 50//预测50个红外线周期 DATA Byte value_h[CNT];//记录周期的变量（数组） DATA Byte count=0;//接收到的周期数 code Byte arr[][2]={0x90,0x6f, //0，尽可能按键0、键1……的先后顺序放，以符合习惯 0x00,0xff, //1 0x10,0xef, //9 0xd0,0x2f //power 13 }; /*在接收红外线的外部中断1函数中编写如下的键码转换语句：*/ DATA Byte arrtmp[4]; DATA Byte Keytmp; //转换后的键值寄存变量 DATA Byte Keyval=NOKEY; bit KeyOk;// 键值转换完成与否的标志 bit d_Ok;//接收到一个完整的键码标志 void int1(void) interrupt 2 { if(TH1==TL1&&TL1==0) //判断是否是第一次接收到红外数据 { TR1=1; } else { TR1=0; value_h[count]=TH1; TH1=TL1=0; TR1=1; count++; if(count==CNT) { EX1=0; count=0; }
信号发射器和接收器原理 一种住家用的信号传输系统，包括有安插于墙壁上的电源插座中的发射器、接收器，籍以配合电源供给电路获得电源和通过一般住家原有的电源布线作为传输媒介，其特征在于：上述发射器是由传感器、定时器、方波振荡器、与门、解码器、调制器、中周变压器所组成，其中传感器可以对预设情况敏感，其中定时器在接收到传感器的信号后，会在预设时间内持续触发方波振荡器，使之产生低频方波信号，其中与门在同时接收到定时器和方波振荡器的高电位信号时，就会输出高电位信号给编码器，该编码器输入端连设有指拨开关，其可将与门和指拨开关的数据转换为编码信号；该调制器则通过振荡器输出规律的脉冲信号作为载波，以便将编码信号进行调制；中周变压器可将调制后的高频信号传入电源插座，并可隔离从电源插座输入的电源低频信号，以免发射信号受干扰；上述接收器是由中周变压器、前置处理器、自家接收电路和负载所组成，其中中周变压器可隔离电源插座所输入的电源低频信号，只让高频信号输入；其中前置处理器包括有耦合器、滤波器、放大器、检波器及整形器，可将输入信号滤波、放大、检波并整形还原；该前置处理器的输出端连接有自家接收电路，用以分别接收自家用的发射器信号；其中自家接收电路是在解码器输出端连设指拨开关，以与编码器处的指拨开关相对应，可将处理后的输入信号解码，且解码器输出端连设有指示灯，在接收到发射器的发射信号时明亮，解码器输出端连接有许多指示灯，以便接收到发射信号时使相对应的指拨开关明亮，而每个指示灯分别与单脉冲电路并联，持续导通指示灯，而且，单脉冲电路的输出端连接短暂保持电路，以在一个短时间内持续导通指示灯；又，自家接收电路的短暂保持电路输出端连设有延时器，以便延迟一段时间后才驱动下一级所并联的音乐铃或继电器负载
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
《低频电子线路》课程设计 题目：设计红外控制5 学院：物理与电子技术学院 专业：电子信息工程 班级： 班级学号： 姓名： 指导教师： 完成日期：年月日 红外控制 摘要：
红外控制的设计总体思路，包括NE555的介绍还有它所产生的震荡电路，以及红外接收，红外发射装置的辨别与使用。以及实验过程中所要注意的事项一一列举在报告之中。 关键字： NE555 震荡电路 红外的接收与发射 信号输出 1设计内容及要求： 设计一个红外控制装置，要求用NE555震荡电路产生大约38KHz 到40KHz 信号电压，通过红外发射信号，并由红外接收放大信号，最后从LED 的亮灭体现控制。并且完成从设计电路图，电脑绘制PCB 图，转印，腐蚀，打孔，焊接到最后调试的全过程。掌握基本的电子设计基础，培养动手能力。 2设计信号流程方向： 2.1原理图： 2.2 PCB 图：
2.3NE555震荡频率及周期的计算： 震荡周期：T=0.7*（R1+2R2）C 震荡频率：f=1.43/（R1+2R2）C 2.4工作原理： 由图可见，振荡频率由C1、R2、C2与R3决定，当按下发射开关SB时，电路立即起振，串联在电极回路里的红外发光二极管LED就发出一束受振荡频率调制的红外光脉冲，使接收器产生动作当其3脚的输入信号电压大于门限电压且频率落入固有频率f0的捕捉宽带内时，8脚即可逻辑低电平，第2脚对地接电容C2为相位比较器输出的低通滤波器，那么5脚就输出一个固有频率f=40kHZ为中心的调制信号。当外界信号的频率在其固有频率f的捕捉宽带内时，T1的发射极将会导通，此时发射管和接收管将会工作，T2发射极导通工作，信号将会通过电容送回到3脚，然后电路将会实现。当信号不在要求频率范围内时，电路将不会工作。要使音乐片正常工作，就要给G端一个下降沿，即当3脚为低电平时，二极管才会亮。电路不工作时，3脚始终保持高电平。因此电路不工作时，二极管不会亮 3元件的识别： 3.1电阻的识别： 电阻的大小直接用万用表测出阻值即可。 3.2电容的识别： 一般电容在原理图大小都是用乘方数表示，前2位为容量，第三位为乘方数，乘方
实验一射频前端发射和接收器 一、实验目的： 1、了解射频前端发射器和接收器的基本结构与主要设计参数。 2、利用实验模组的实际测量了解射频前端发射器和接收器的基本特性。 二、预习内容： 1、预习放大器、滤波器、混频器、功率放大器的原理的理论知识。 2、预习放大器、滤波器、混频器、功率放大器的设计的原理的理论知识。 3、熟悉带通滤波器、变频器、信号发生器、低噪声放大器、中频放大器的 理论知识。 4、熟悉带通滤波器、变频器、信号发生器、低噪声放大器、中频放大器的 设计的理论知识。 三、实验设备： 四、理论分析： 基本结构与设计参数说明： 在无线通讯中，射频发射器担任着重要的角色。无论是话音还是数据信号要利用电磁波传送到远端，必须使用射频前端发射器。如图1－1(a)所示，它大抵可分成九个部分。 1．中频放大器(IF Amplifier) 2．中频滤波器(IF Bnadpass Filter) 3．上变频频混频器(Up-Mixer; Up Converter) 4．射频滤波器(RFBandpass Filter) 5．射频驱动放大器(RF Driver Amplifier) 6．射频功率放大器(RF Power Amplifier) 7．载波振荡器(Carrier Oscillator; Local Oscillator) 8．载波滤波器(LO BPF) 9．发射天线(Antenna) 其中放大器的基本原理与设计方法可参考主题六，而滤波器的基本原理与设
计方法已可参考主题五的说明。至于振荡器的部分，可于主题八与与主题九获得一些参考。 天线部分则可由主题十得到概念。 所以，在此单元中将就上变频器部分的基本原理做一说明。并介绍发射器的几个重要设计参数。 图1-1(a)基本射频前端发射器结构图 图1-1(b)单变频结构射频前端接收器 如图1-1(b)可见，射频前端接收器可分为天线(Antenna)、射频低噪声放大器(RF Low Noise Amplifier ， LNA)、下变频器(Down-Mixer ， Down Converter)、中频滤波器(Intermidate Frequency Bandpass Filter ， IF BPF)、本地振荡器 (Local Oscillator ， LO)。其工作原理是将发射端所发射的射频信号由天线接收后，经LNA 将功率放大，再送入下变频器与LO 混频后由中频滤波器将设计所要的部分(Baseband Processing Unit 、BPU)解调(Demodulation)出所需要的信号(Message Signals). 这类只经一个混频器上变频(或下变频)的电路构造称为单变频结构(Single Conversion configuration)。而在实际应用中也有双变频结构(Dual Conversion Configuration)，甚至多变频结构(Multi-conversion Configuration)，使用的时机视系统指标而定。因为BPU 的处理频率有所限制(一般在500MHz 以下)，所以需要利用变频器(Mixer)及频道振荡器(Channel Oscillator)将射频信号由射频前端接收器下变频为中频段(Intermidate Frequency Band 、IF)信号后再送入BPU ，或是将BPU 送出的IF 信号用射频前端发射器上变频至射频段(Radio Frequency Band 、RF)信号经放大后再发射。 本单元以单变频结构来说明一个射频前端接收器的各设计参数. Signal From Unit BPU
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。
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
用AT89S51单片机制作红外电视遥控器 一般红外电视遥控器的输出都是用编码后串行数据对38～40kHz的方波进行脉冲幅度调制而产生的。 当发射器按键按下后，即有遥控码发出，所按的键不同遥控编码也不同。这种遥控码具有以下特征： 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”。 上述“0”和“1”组成的32位二进制码经38kHz的载频进行二次调制，然后再通过红外发射二极管产生红外线向空间发射。一般电视遥控器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，能区别不同的红外遥控设备，防止不同机种遥控码互相干扰。后16位为8位的操作码和8位的操作反码，用于核对数据是否接收准确。 根据红外编码的格式，发送数据前需要先发送9ms的起始码和4.5ms的结果码。 遥控串行数据编码波形如下图所示： 接收方一般使用TL0038一体化红外线接收器进行接收解码，当TL0038接收到38kHz红外信号时，输出端输出低电平，否则为高电平。所以红外遥控器发送红外信号时，参考上面遥控串行数据编码波形图，在低电平处发送38kHz红外信号，高电平处则不发送红外信号。 单片机红外电视遥控器电路图如下：
C51程序代码： #include
红外接收头一般是接收、放大、解调一体头，一般红外信号经接收头解调后，数据“0”和“1”的区别通常体现在高低电平的时间长短或信号周期上，单片机解码时，通常将接收头输出脚连接到单片机的外部中断，结合定时器判断外部中断间隔的时间从而获取数据。重点是找到数据“0”与“1”间的波形差别。 3条腿的红外接收头一般是接收、放大、解调一体头，接收头输出的是解调后的数据信号（具体的信号格式，搜“红外信号格式”，一大把），单片机里面需要相应的读取程序。 红外通信是利用红外技术实现两点间的近距离保密通信和信息转发。它一般由红外发射和接收系统两部分组成。发射系统对一个红外辐射源进行调制后发射红外信号，而接收系统用光学装置和红外探测器进行接收，就构成红外通信系统。 先讲一讲什么是红外线。我们知道，人的眼睛能看到的可见光按波长从长到短排列，依次为红、橙、黄、绿、青、蓝、紫。其中红光的波长范围为0.62～0.76μm；紫光的波长范围为0.38～0.46μm。比紫光波长还短的光叫紫外线，比红光波长还长的光叫红外线。红外线遥控就是利用波长为0.76～1.5μm之间的近红外线来传送控制信号的。 常用的红外接收头有以下外形：更多… IRM38A系列???????? IRM138S系列????????? IRM38B系列?????????????? MN系列???????????????? IRM338系列 相关的规格书请到这里下载：红外接收头规格书 红外遥控系统 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。目前大量使用的红外发光二极管发出的红外线波长为940nm左右，外形与普通发光二极管相同，只是颜色不同。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距法来粗略判定。 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一般都较小（100mW左右），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。前些年常用μPC1373H、CX20106A等红外接收专用放大电路。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（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，可参考厂家的使用说明。成品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。但在使用时注意成品红外接收头的载波频率。红外遥控常用的载波频率为38kHz，这是由发射端所使用的455kHz晶振来决定的。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。也有一些遥控系统采用36kHz、40kHz、56kHz等，一般由发射端晶振的振荡频率来决定。 红外遥控的特点是不影响周边环境、不干扰其它电器设备。由于其无法穿透墙壁，故不同房
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。