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一种简易的红外遥控开关原理与设计
红外遥控开关原理及设计
一、红外遥控开关原理
1、红外线的基本原理：红外线是一种由发射源发出的电磁波，波长超
出了可见光的范围，其实就是由一个简单的电子元件把相对较高的电
压调整成电磁波，然后被接收端的接收器接收，从而实现遥控的功能。
2、红外遥控开关原理：红外遥控开关是靠红外线来传输信号，就是发
射端由一个发射器发射红外信号，接收端的接收器能够接收这种信号，然后触发、控制或启动对应的终端电路，从而实现遥控的功能。
二、红外遥控开关设计
1、结构设计：主要由发射模块和接收模块组成，发射模块主要由发射
电路和发射灯组成，接收模块主要由接收灯、接收电路、逻辑电路及
功率电路组成。
2、电路设计：发射模块的电路设计，采用称为双稳晶体管简易发射电路，它基于的的发射原理比较常见和简单，接收模块的电路设计，采
用两种常见的接收原理：第一种是用集成晶体芯片实现的高速度脉冲
解码器，第二种是用普通的射频管实现的简易接收电路。
3、传输距离：发射端能够将红外信号发射出去，接收端便能够收到这
种信号，但信号发送的距离有限，因为红外线的能量随距离的增大而
逐渐减小，因此接收端需要进行距离衰减调整。
总结：红外遥控开关原理是通过发射端发射红外信号，接收端的接收
器能够接收到信号，从而实现遥控的功能；结构设计上，发射模块和
接收模块由发射电路和发射灯，接收灯、接收电路、逻辑电路及功率
电路组成；电路设计主要采用双稳晶体管简易发射电路和用集成晶体
芯片实现的高速度脉冲解码器、用普通的射频管实现的简易接收电路；传输距离受到红外线的能量衰减影响，因此接收端需要进行距离衰减
调整。
低压电器(2009№22)现代建筑电气篇・智能家居・高恭娴(1961—),女,高级工程师,副教授,从事电力电子产品设计工作。
低成本学习型红外遥控器的设计高恭娴(南京信息职业技术学院,江苏南京 210016)摘 要:提出了一种用于智能家居的低成本学习型遥控器解决方案。
利用被控设备自备的红外接收器,无需内置任何被控设备的红外控制指令集,采用脉宽测量与模仿可完全实现自动学习的功能。
同时还对测量数据进行了编码压缩,用软件模拟38kHz 载波信号的发送,节省了数据存储空间和设计成本。
结果表明,该设计价格低廉,使用方便,完全具备自学习功能,可以代替各种遥控器实现智能家居遥控器一体化的要求。
关键词:红外遥控;载频;编码状态转换;自学习功能中图分类号:TP274.2 文献标识码:B 文章编号:100125531(2009)2220024203D esi gn of Self 2L earn i n g I nfrared Con troller W ith L ow CostGAO Gongxian(Nanjing College of I nf or mati on Technol ogy,Nanjing 210016,China ) Abstract:A s oluti on of self 2learning infrared contr oller for intelligent household with l ow costwas put for ward .It made use of infrared receivers that was put inside contr olled device without any built 2in infrared instructi on set of contr olled device,and use pulse width measurement and i m itati on t o realize self 2learning functi on comp letely .A t the same ti m e,the measured data was encoded and comp ressed,and s oft w are was used t o si m ulate the send of 38kHz carrier signal which save the data st orage and the design cost .Results showed that the infrared contr oller had l ow cost,easily use and self 2learning functi on,s o it could rep lace any kind of remote contr ol t o realize the integra 2ti on of intelligent household and re mote contr ol .Key words:i n frared re m ote con trol ;carr i er frequency;cod i n g conversi on st a te chart ;self 2study func 2ti on0 引 言智能家居的实现改变了人们的生活方式。
红外线遥控测试电路设计方案1 课程设计的目的1了解光电二极管的工作原理和使用方法2 利用模电知识熟练掌握光电二极管的使用方法3 理论联系实际提高独立解决问题的能力2 课程设计的任务与要求熟悉硅光电二极管的工作原理，设计出合理的电路图，根据电路图准备所需的元器件，然后连接电路进行测试，当有红外光照射二极管时小灯泡发光，且小灯泡的亮度随着光照强度的增强而增强，随着光照强度的减弱而变暗。
1 巩固和加强模拟电子技术课程的理论知识2掌握电子电路的一般设计方法，了解电子产品研制开发过程3 提高电子电路实验技能及仪器的使用方法4 掌握电子电路安装调试和故障排除方法5学会撰写课程设计总结报告6 学会查阅文献资料，培养自身独立分析问题和解决问题的能力 7培养创新能力和创新思维3 设计方案与论证3.1 红外线光敏遥控电路的设计方案本设计方案由红外发射电路和接收发光两大电路组成，其中红外发射电路包含有红外硅光二极管LED2；接收发光电路使用的有光电二极管LED1。
在本电路的设计中，共使用了三个三极管，分别为VT1、VT2、VT3，选用的型号均为NPN型BC548型三极管，在本次实验的实现中，分别作为一级、二级和三级放大电路。
当LED2接收到红外光信号后，则红外光信号将经过C4电容进行耦合，然后加到由VT3与VT2组成的两级交流放大器进行放大，而放大后的信号将从VT2管集电极输出，而放大后的信号将再次经过C2电容进行耦合，然后加到由VD1、VD2和C1组成的整流滤波电路以后，用得到的直流电压来控制电子开关VT1的状态。
3.2 设计方案的论证按照原理图连接好电路以后进行试验：用红外光照射LED2，当硅光电二极管LED2接收到红外线信号时，VD1与VD2整流后的电压就会使VT1导通，进而使LED1发光二极管导通发光。
若LED1的亮度随着红外光照强度的增强而增强，随着光照强度的减弱而减弱，那么电路连接正确，实验成功；若当红外线信号的探测时间很短时，由于此时的电容C1也可产生一个恒定的基极偏置电压。
应用技术18一种通用学习型红外遥控器设计与实现王永华1 周卫2 詹宜巨袁从贵1(1.广东工业大学自动化学院 2.广东省科学院自动化中心)摘要：介绍了一种通用学习型红外遥控装置的设计与实现方法，给出了原理图及程序框图，此装置在多媒体中央控制器中使用，获得了令人满意的效果。
关键词：红外；遥控；单片机1引言红外遥控是目前常用的一种通信和遥控方法。
红外遥控装置具有体积小、功耗低、功能强、成本低等特点，因而其广泛应用于各种家电产品、金融和商用设施以及工业设备中。
但是各种产品的遥控并不能互相兼容。
本文介绍一种利用单片机设计通用自学习型红外遥控的方法，可以实现对多种产品红外线遥控。
本装置采用了最小化模式设计，电路简单，可靠性高。
此技术应用于我们开发的多媒体中央控制器产品中，获得了令人满意的效果。
该方案可以还可应用于自学习万能遥控器和智能家庭集中控制器等设备。
2 红外遥控原理一般的红外遥控系统由红外遥控信号发射器、红外遥控信号接收器、微处理器和外围电路构成的。
当遥控器的某个按键按下，其内部的信号发射器产生遥控编码脉冲，由红外发射管串行输出，遥控接收模块（型号1838）完成对遥控信号的接收、放大、检波、整形、解调出遥控编码脉冲。
遥控编码脉冲是一组串行二进制编码，对于一般的红外遥控系统，此串行输入到微控制器，由其内部完成遥控指令解码，并执行相应的遥控功能。
3 一般红外遥控信号编码脉冲的波形红外遥控器发射的遥控编码脉冲由前导码、系统码、功能码、功能码的反码组成，如图1所示。
前导码是一个遥控码的起始部分，由一个高电平和一个低电平组成，作为接受数据的准备脉冲。
这些编码是经38 kHz的载波脉宽调制后发射出去。
图1通过分析大量不同类型的红外遥控码波形，遥控码的数据帧间歇宽度均为10ms以上，前导码的高电平均为5ms以上，通常为9ms左右。
编码位在10us 和5ms之间，在本设计中，只考虑遥控器发射信号的高低电平宽度，不考虑其编码方式，以简化设计。
密级：学号：本科生毕业设计（论文）学习型红外线遥控器的设计学院：专业：班级：学生姓名：指导老师：完成日期：学士学位论文原创性申明本人郑重申明：所呈交的论文（设计）是本人在指导老师的指导下独立进行研究，所取得的研究成果。
除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文（设计）不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。
对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式表明。
本人完全意识到本申明的法律后果由本人承担。
学位论文作者签名（手写）：签字日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。
本人授权江西科技学院可以将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。
（请在以上相应方框内打“√”）学位论文作者签名（手写）：指导老师签名（手写）：签字日期：年月日签字日期：年月日摘要红外遥控器是一种常用的家用电器遥控通信设备，具有性能稳定、结构简单、易于实现等特点，在日常生活和工业控制等方面应用十分广泛，一般遥控器使用特定解码芯片，只能识别唯一代码，无法达到多个接收端共用一个遥控器的目的。
本文论述了一个基于AT89S52单片机的学习型红外遥控器的设计与实现，该学习型遥控器硬件部分主要由单片机、发射端和接收端几部分构成，同时外加一个键盘控制电路，软件部分主要分为主程序、红外发射程序和红外接收程序的设计，本系统设计的遥控器能够无线遥控各种家用电器。
关键词：红外遥控；单片机；家电；学习；AbstractInfrared remote control is a commonly used household appliances remote communications equipment, with stable performance , simple structure , easy to implement , etc., in daily life and industrial control and other aspects of a wide range of applications , generally using a particular remote control decoder chip , can only identify a unique code , you can not reach multiple receivers share a remote control purposes.This paper discusses the design and implementation of learning IR remote control based on AT89S52 microcontroller , the learning remote hardware mainly by the microcontroller , the transmitter and receiver of several parts , plus a keyboard while the control circuit , the software part is divided into the main program design , program and infrared receiver infrared emission process , the system can be designed remote control wireless remote control of various appliances.Key Words: Infrared remote control ; SCM ; appliances ; learning ;目录第1章引言 (1)1.1 意义与目的 (1)1.2 发展现状 (1)1.3 研究内容 (2)1.4 研究目标 (2)第2章 MCU选择及系统总体设计 (3)2.1 MCU的选择及特点 (3)2.2 红外协议原理 (4)2.3红外解码原理 (4)2.4 系统方案论证和选择 (6)2.5系统的总体设计 (7)第3章系统硬件电路设计 (8)3.1 单片机最小系统设计 (8)3.2 按键部分的设计 (9)3.3 红外发射接收管模块设计 (9)3.4 硬件原理图 (10)第4章系统软件设计 (11)4.1 主程序设计 (11)4.2 红外接收程序设计 (11)4.3 红外发射程序 (12)第5章系统总体调试 (14)5.1 软件调试方法 (14)5.2 硬件调试方法 (14)5.3 常见的硬件故障 (15)第6章总结与展望 (16)6.1 总结 (16)6.2 展望 (16)参考文献 (17)致谢 (18)第1章引言1.1 意义与目的当前，随着人们的物质文化生活自动化程度逐步提高，每个家庭都有许许多多的家用电器，大多数的家用电器都有配有各自的遥控器，多数遥控器的不兼容使得我们有了很多的遥控器，这样使得我们挑选遥控器进入了纠结。
摘要随着人民生活水平的提高，带红外遥控的家用电器种类繁多，比如电视、空调、VCD等，有些设备也常配有红外装置，如汽车和摩托车的防盗系统。
但是，由于各种红外遥控编码格式不同，使得各种产品的遥控器并不能兼容，用户在使用过程中容易产生混乱，这给人们的日常生活带来了诸多不便。
针对目前市面上已有的学习型遥控器都只能对一些特定的红外遥控编码进行学习的情况，本文介绍了一种基于单片机的学习型遥控器，以STC89C52为核心，通过测量红外遥控信号的脉冲宽度来原封不动地保存红外遥控编码，并直接利用单片机的定时器产生40KHz的载波信号，实现了对各种空调遥控器的自学习功能，而不需要其它电路或芯片来完成，节约了成本。
该学习型遥控器能成功地学习、记忆和再现各种红外遥控编码，从而实现了对多个红外遥控装置的统一管理。
测试结果表明，本编码压缩方法简化了编码信息，减少了存储空间，可以代替各种遥控器。
关键词：红外遥控；载频；编码状态转换；自学习目录1 设计要求及原理 (1)2 方案论证与对比 (2)2.1 方案一简易红外遥控电路 (2)2.2 方案二利用STC68C52单片机控制电路 (2)2.3 方案对比与选择 (3)3 遥控器硬件与程序设计 (3)3.1 遥控器硬件结构组成 (3)3.2 系统硬件电路设计 (4)3.3 初始化程序 (4)3.4遥控器读入程序处理 (5)3.5 遥控码发送处理程序 (6)3.6主程序 (6)3.7 程序延时 (6)4 系统功能调试及整体指标分析 (6)4.1 程序调试 (6)4.2 整体指标分析 (7)5 详细仪器清单 (9)6总结、思考与致谢 (9)参考文献................................................. 错误！未定义书签。
附录1：单键学习型红外遥控器原理图（proteus仿真）：.. (11)附录2：单片机C源程序： (12)学习型红外遥控器设计1 设计要求及原理利用单片机作为控制核心，要求可以学习不同遥控器的某个按件功能。
学习型红外线遥控器项目设计方案1.1本设计的研究背景和研究目的随着社会的发展各种家用电器已经进入了千家万户，各式各样、琳琅满目的家用电器，空调、电视、音响系统等传统意义上的家电早已成为普通百姓生活不可或缺的一部分，甚至连投影机、数字机顶盒，电子监控（防盗）系统等新兴电器也正迅速步入现代家庭，我们家里的遥控器越来越多，不同型号的遥控器控制不同的家电。
遥控器，想来大家并不陌生，遥控作为众多现代家电的一种基本控制方式，几乎所有的家电产品都配备了遥控器，甚至现在连电风扇，台灯这样的设备都配备了遥控器。
可是，随着家里的电器越来越多，电器产品的遥控器也越来越多，这就产生比较多的麻烦，日常生活中，很多人都会遇到随手拿错放在茶几上各种遥控器的麻烦，不仅使用起来不方便而且茶几上摆放一堆遥控器也很不好看。
设计出一种具有学习功能的并能代替各种数目繁多的遥控器的学习型红外遥控器成为一种需要。
1.2国外研究现状目前国学习型遥控器大部分采用复制遥控器红外波形的思想，也有部分采用下载存储遥控编码的学习思想。
但是由于采用专用遥控发射芯片，集成度高但成本也高。
现有自主学习型红外遥控器,其核心MCU 主要有以下几种:MCS-51 系列、Microchip PIC16 系列、Winbond W741 系列、Holtek HT48 系列以及ARM(Advanced RISC Machines)系列。
目前国外比较成熟的产品主要有:1、慧居智能电子的HJ-JYWC,它的主要特点为:触屏按键组合输入；具有红外学习功能；具有载波频率识别功能,能准确识别各种复杂的红外代码[2],如图1.2.1所示。
图 1.4 慧居智能电子HJ-JYWC2、BREMAX 公司的NRC-304 网络多功能遥控器,它的主要特点为:联机自学习、脱机自学习两种模式；具有USB 口,通过INTERNET 登陆BREMAX 公司,搜寻并下载相应型号家电的遥控器编码,兼容各种品牌和型号[3],如图 1.5 所示:图 1.5 NRC-304 网络多功能遥控器。
绪论1.1课题背景及目的遥控技术发展只有几十年的历史：本世纪20年代，才刚刚出现无线电遥控的雏形。
那时，人们试图将遥控技术应用于无人驾驶飞机和舰船上，但由于技术不够完善而未能成功。
二次世界大战以后，遥控技术发展迅速，并逐渐在军事、国防、工农业生产以及科学技术等方面得到广泛的应用。
到现今，随着电子技术的飞速发展，新型大规模遥控集成电路的不断出现，使得遥控技术有了日新月异的发展。
遥控装置的中心控制部件已从早期的分立元件逐步发展到集成电路、大规模集成电路、超大规模集成电路，智能化程度大大提高。
近年来，遥控技术在工业生产、家用电器、安全保卫以及人们的日常生活中使用越来越广泛。
在无线遥控领域，目前常用的遥控方式主要有超声波遥控、红外线遥控、无线电遥控等。
由于红外遥控的设计制作简单方便，易于操作，因而成为遥控的主要方式，在国防、军事、生产、建设和日常生活中有极广泛的应用。
为此，在前人研究的基础上设计出了一种红外遥控多通道控制系统的设计方法。
研究表明，采用该方法设计的红外遥控控制系统控制方便，适用于含有较多受控电器的场合，可实现多路多功能控制。
红外通信以红外线作为通信载体，通过红外线在空中的传播来传输数据，它由红外发射器和红外接收器来完成。
在发射端，发送的数字信号经过适当的调制编码后，送入电光变换电路，经红外发射管转变为红外光脉冲发射到空中；在接收端，红外接收器对接收到的红外光脉冲进行光电变换，解调译码后恢复出原信号。
红外通信作为一种数据传输手段，可以在很多场合应用，如家电产品、娱乐设施的红外遥控，水、电、煤气耗能计量的自动抄表等。
红外通信有着成本低廉、连接方便、简单易用和结构紧凑的特点，因此在小型的移动设备中获得了广泛的应用。
通过红外接口，各类移动设备可以自由进行数据交换。
红外接口是目前在世界范围内被广泛使用的一种无线连接技术，被众多的硬件和软件平台所支持；通过数据电脉冲和红外光脉冲之间的相互转换实现无线的数据收发。
学习型红外遥控器的设计引言随着现代化科技的不断发展，红外遥控器普及程度越来越广，与此同时，红外遥控器的种类也越来越丰富。
学习型红外遥控器作为一种新颖的遥控器设计，其具有学习和存储多种电器设备功能的特点。
设计一种高效的学习型红外遥控器对于方便我们的日常生活、提高我们的生产效率具有非常重要的意义。
下面将从设计的角度，探讨学习型红外遥控器的原理和设计方案。
设计原理学习型红外遥控器主要通过学习一个电器设备的信号，将其编码存储在一颗存储芯片中。
当需要控制该电器时，遥控器会主动发送出这个编码，以达到控制电器的目的。
整个系统分为两部分：从遥控器发送信号和电器控制器接收信号两个部分。
首先，遥控器通过按键产生不同的编码，这些不同的编码被编码器编码后，再通过红外LED发射出去。
其次，接收部分通过红外接收管接收到发射出去的信号后，再解码还原出原来的信号信息，再发送到电器中控制器进行操作。
整个系统直接的数据传输采用红外线传输，因为红外线传输数据无线，无视遮挡，不会对设备的使用过程产生干扰。
设计方案硬件设计本次学习型红外遥控器的设计方案采用51单片机作为遥控器数据的处理中心，同时利用红外发射管和红外接收管实现红外线无线传输，将不同的遥控器编码进行传输。
其中，遥控器发送端的主要功能包括：•将键盘输入的不同编码进行编码；•将编码发送到红外发射管；•发送系统检测电路的设计。
而电器控制端的主要功能包括：•接收极近距离的红外线；•将红外信号转换成对应的电信号；•控制输出端的执行管脚进行操作。
硬件设计图硬件设计图软件设计硬件的实现上需要配合51单片机进行传输控制，因此，还需要相应的软件进行代码开发。
主要包括以下几点：•确定码库存储的方式；•接收编码的方式；•通过遥控器发送信号的方式；•接收电器的信号，并执行对应的操作。
软件代码编写要考虑到对红外信号的不同解码方法，包括NEC、SIRC等不同的传输标准。
为了方便设计和代码的开发，可以利用市场上现成的红外解码译码库程序进行开发。
