紅外遙控電路設(shè)計資料,紅外,遙控,電路設(shè)計,資料 引 言 隨著遠程教育系統(tǒng)的不斷發(fā)展和日趨完善，利用多媒體作為教學手段在各級各類學校都得到了廣泛應(yīng)用。近年來，在多媒體教學系統(tǒng)的使用、開發(fā)和研制中，經(jīng)常遇到同時使用多種設(shè)備，如：數(shù)字投影機、DVD、VCD、錄像機、電視機等，由于各種設(shè)備都自帶遙控器，而且不同的設(shè)備所遵循的紅外傳輸規(guī)約也不盡相同，操縱這些設(shè)備得使用多種遙控器，給使用者帶來了諸多不便。本次畢業(yè)設(shè)計的主題就是紅外遙控電路設(shè)計。紅外遙控的特點是利用紅外線進行點對點通信的技術(shù)，不影響周邊環(huán)境，不干擾其他電器設(shè)備。室內(nèi)近距離（小于10米），信號無干擾、傳輸準確度高、體積小、功率低的特點,遙控中得到了廣泛的應(yīng)用。通過基于單片機的控制指令來對多種設(shè)備進行遠程控制，可以選擇不同的按鍵來控制不同的設(shè)備。從而方便快捷的實現(xiàn)遠程控制。 常用的紅外遙控系統(tǒng)一般分發(fā)射和接收兩個部分。發(fā)射部分的主要元件為紅外發(fā)光二極管。它實際上是一只特殊的發(fā)光二極管；由于其內(nèi)部材料不同于普通發(fā)光二極管，因而在其兩端施加一定電壓時，它便發(fā)出的是紅外線而不是可見光。紅外發(fā)光二極管一般有黑色、深藍、透明三種顏色。判斷紅外發(fā)光二極管好壞的辦法與判斷普通二極管一樣；用萬用表電阻擋量一下紅外發(fā)光二極管的正、反向電阻即可。紅外發(fā)光二極管的發(fā)光效率要用專門的儀器才能精確測定，而業(yè)余條件下只能用拉鋸法來粗略判判定。 接收部分的紅外接收管是一種光敏二極管。在實際應(yīng)用中要給紅外接收二極管加反向偏壓，它才能正常工作，亦即紅外接收二極管在電路中應(yīng)用時是反向運用，這樣才能獲得較高的靈敏度。紅外發(fā)光二極管一般有圓形和方形兩種。由于紅外發(fā)光二極管的發(fā)射功率一般都較小，所以紅外接收二極管接收到的信號比較微弱，因此就要增加高增益放大電路。最近幾年不論是業(yè)余制作還是正式產(chǎn)品，大多都采用成品紅外接收頭。成品紅外接收頭的封裝大致有兩種：一種采用鐵皮屏蔽；一種是塑料封裝。均有三只引腳，即電源正（VDD）、電源負（GND）和數(shù)據(jù)輸出（VO或OUT）。 紅外接收頭的引腳排列因型號不同而不盡相同，紅外接收頭的優(yōu)點是不需要復雜的調(diào)試和外殼屏蔽，使用起來如同一只三極管，非常方便。 1 設(shè)計要求及指標 紅外遙控是目前使用較多的一種遙控手段。紅外線遙控裝置具有體積小、功耗低、功能強、成本低等特點。在家庭生活中，錄音機、音響設(shè)備、空調(diào)彩電都采用了紅外遙控系統(tǒng)。設(shè)計要求利用紅外傳輸控制指令及智能控制系統(tǒng)，借助微處理器強大靈活的控制功能發(fā)出脈沖編碼，組成的一個遙控系統(tǒng)。紅外線編碼是數(shù)據(jù)傳輸質(zhì)是一種脈寬調(diào)制的串行通訊。紅外線通訊的發(fā)送部分主要是把待發(fā)送的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成一定格式的脈沖，然后驅(qū)動紅外發(fā)光管向外發(fā)送數(shù)據(jù)。接收部分則是完成紅外線的接收、放大、解調(diào)，還原成同步發(fā)射格式相同，但高、低電位剛好相反的脈沖信號，其主要輸出TTL兼容電平。最后通過解碼把脈沖信號轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)，從而實現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸。本設(shè)計的主要技術(shù)指標如下： (1) 遙控范圍：4—6米 (2) 顯示可控制的通道 (3) 接收靈敏可靠，抗干擾能力強 (4) 控制用電器電流最高為2A 2 紅外遙控系統(tǒng)的設(shè)計 紅外遙控系統(tǒng)由發(fā)射和接收兩大部分組成，系統(tǒng)采用編/解碼專用集成電路和單片機芯片來進行控制操作。設(shè)計的電路由如下的幾個基本模塊組成：直流穩(wěn)壓電源，紅外發(fā)射電路，紅外接收電路及控制部分。 按鍵部分 單片機 89C2051 發(fā)射部分 電源 3V 系統(tǒng)框圖如圖3－1所示。 圖2－1 紅外遙控電路框圖 （a）發(fā)射電路框圖 5V 接收部分 單片機 89S52 顯示部分 控制部分 電源 9V 圖2－1 紅外遙控電路框圖 （b）接收電路框圖 3 紅外收發(fā)電路的設(shè)計 3.1 主要芯片——閃電存儲型單片機AT89S52的介紹 3.1.1 AT89S52具有下列主要性能： (1) 8KB可改編程序Flash存儲器 （可經(jīng)受1，000次的寫入/擦除周期） (2) 三級程序存儲器保密 (3) 256 *8字節(jié)內(nèi)部RAM (4) 32條可編程I/O線 (5) 3個16位定時器/計數(shù)器 (6) 6個中斷源 (7) 可編程串行通道 (8) 片內(nèi)時鐘振蕩器 AT89S52是用靜態(tài)邏輯來設(shè)計的，并提供兩種可用軟件來選擇的省電方式——空閑方式和掉電方式。在空閑方式中，CPU停止工作，而RAM、定時器/計數(shù)器、串行口和中斷系統(tǒng)都繼續(xù)工作。在掉電方式中，片內(nèi)振蕩器停止工作，由于時鐘被“凍結(jié)”，一切功能暫停，只保存片內(nèi)RAM中的內(nèi)容，直到下一次硬件復位為止。 3.1.2 AT89S52的引腳及功能 89S52單片機的管腳說明如圖3－1所示。 (1) 主要電源引腳 ① VSS 電源端 ② GND 接地端 (2) 外接晶體引腳XTAL1和XTAL2 ① XTAL1 接外部晶體的一個引腳。在單片機內(nèi)部，它是構(gòu)成片內(nèi)振蕩器的反相放大器的輸入端。當采用外部振蕩器時，該引腳接收振蕩器的信號，既把此信號直接接到內(nèi)部時鐘發(fā)生器的輸入端。 圖3－1 AT89C51的引腳 ② XTAL2 接外部晶體的另一個引腳。在單片機內(nèi)部，它是上述振蕩器的反相放大器的輸出端。采用外部振蕩器時，此引腳應(yīng)懸浮不連接。 (3) 輸入/輸出引腳 P0.0～ P0.7、P10.～P1.7、P2.0～ P2.7 和P3.0～P3.7。 ① P0端口（P0.0～ P0.7） P0是一個8位漏極開路型雙向I/O端口。作為輸出口用時，每位能以吸收電流的方式驅(qū)動8個TTL輸入，對端口寫1時，又可作高阻抗輸入端用。 在訪問外部程序和數(shù)據(jù)存儲器時，它是分時多路轉(zhuǎn)換的地址（低8位）/數(shù)據(jù)總線，在訪問期間激活了內(nèi)部的上拉電阻。 ② P1端口（P1.0～ P1.7） P1是一個帶有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O端口。P1的輸出緩沖器可驅(qū)動（吸收或輸出電流方式）4個TTL輸入。對端口寫1時，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電位，這時可用作輸入口。作輸入口時，因為有內(nèi)部的上拉電阻，那些被外部信號拉低的引腳會輸出一個電流。 ③ P2端口 （P2.0～P2.7） P2是一個帶有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O端口。P2的輸出緩沖器可驅(qū)動（吸收或輸出電流方式）4個TTL輸入。對端口寫1時，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電位，這時可用作輸入口。P2作輸入口使用時，因為有內(nèi)部的上拉電阻，那些被外部信號拉低的引腳會輸出一個電流。 在訪問外部程序存儲器和16位地址的外部數(shù)據(jù)存儲器(如執(zhí)行MOVX @DPTR指令)時，P2送出高8位地址。在訪問8位地址的外部數(shù)據(jù)存儲器(如執(zhí)行MOVX @Ri , A指令)時，P2口引腳上的內(nèi)容(就是專用寄存器(SFR)區(qū)中P2寄存器的內(nèi)容)，在整個訪問期間不會改變。 ④ P3端口（P3.0～P3.7） P3 是一個帶有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O端口。P2的輸出緩沖器可驅(qū)動(吸收或輸出電流方式)4個TTL輸入。對端口寫1時，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電位，這時可用作輸入口。P3作輸入口使用時，因為有內(nèi)部的上拉電阻，那些被外部信號拉低的引腳會輸出一個電流。 在AT89S52中，P3端口還用于一些專門功能，這些兼用功能如下： (1) P3.0 RXD（串行輸入口） (2) P3.1 TXD（串行輸出口） (3) P3.2 /INT0（外部中斷0） (4) P3.3 /INT1（外部中斷1） (5) P3.4 T0（記時器0外部輸入） (6) P3.5 T1（記時器1外部輸入） (7) P3.6 /WR（外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通） (8) P3.7 /RD（外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通） (9) P3口同時為閃爍編程和編程校驗接收一些控制信號 3.1.3振蕩器特性： ??? ?XTAL1和XTAL2分別為反向放大器的輸入和輸出。該反向放大器可以配置為片內(nèi)振蕩器。石晶振蕩和陶瓷振蕩均可采用。如采用外部時鐘源驅(qū)動器件，XTAL2應(yīng)不接。由于輸入至內(nèi)部時鐘信號要通過一個二分頻觸發(fā)器，因此對外部時鐘信號的脈寬無任何要求，但必須保證脈沖的高低電平要求的寬度。 3.1.4 芯片擦除： 整個PEROM陣列和三個鎖定位的電擦除可通過正確的控制信號組合， ALE管腳處于低電平10ms 來完成。在芯片擦操作中，代碼陣列全被寫“1”且在任何非空存儲字節(jié)被重復編程以前，該操作必須被執(zhí)行。 3.2 89C2051介紹 89C2051共有20條引腳，如圖3－2所示。 　　P1口共8腳，準雙向端口。 　　P3.0～P3.6共7腳，準雙向端口，如P3.0、P3..1的串行通訊功能，P3.2、P3..3的中斷輸入功能，P3.4、P3.5的定時器輸入功能。 在引腳的驅(qū)動能力上，89C2051具有很強的下拉能力，P1,P3口的下拉能力均可達到20mA.相比之下，89C51的端口下拉能力每腳最大為15mA。但是限定9腳電流之和小于71mA.這樣，引腳的平均電流只9mA。89C2051驅(qū)動能力的增強，使得它可以直接驅(qū)動LED數(shù)碼管。 相對于89C51它少了一些功能，但是它的功耗少，便于攜帶，更經(jīng)濟使它在發(fā)射電路中起著重要的地位。因此，在本設(shè)計紅外發(fā)射的電路中就用了它來實現(xiàn)脈沖信號的產(chǎn)生。 圖3－2 89C2051的引腳 3.3 系統(tǒng)的功能實現(xiàn)方法 3.3.1 搖控碼的編碼格式 該遙控器采用脈沖個數(shù)編碼，不同的脈沖個數(shù)代表不同的碼，最小為2個脈沖，最大為17個脈沖。為了使接收可靠，第一位碼寬為3ms，其余為1ms，遙控碼數(shù)據(jù)幀間隔大于10ms，如圖3－3所示。 3.3.2 遙控碼的發(fā)射 采用的是 89C2051 芯片。用P1口組成鍵盤，獲取鍵值，用內(nèi)部的定時器1產(chǎn)生一個40KHz的軟件定時中斷，當作紅外線的調(diào)制基波，當某個操作按鍵按下時，單片機先讀出鍵值，然后根據(jù)鍵值設(shè)定遙控碼的脈沖個數(shù)，再調(diào)制成40kHz方波由紅外線發(fā)光管發(fā)射出去。P3.5端口的輸出調(diào)制波如圖3－3所示。 3.3.3 數(shù)碼幀的接收處理 當紅外線接收器輸出脈沖幀數(shù)據(jù)時，第一位碼的低電平將啟動中斷程序，實時接收數(shù)據(jù)幀。在數(shù)據(jù)幀接收時，將對第一位（起始位）碼的碼寬進行驗證。若第一位低電平碼的脈寬小于2ms，將作為錯誤碼處理。當間隔位的高電平脈寬大于3ms時，結(jié)束接收，然后根據(jù)累加器A中的脈沖個數(shù)，執(zhí)行相應(yīng)輸出口的操作。圖3－4就是紅外線接收器輸出的一幀遙控碼波形圖。 電器0的遙控輸出碼 電器1的遙控輸出碼 電器7的遙控輸出碼 3ms 10ms 幀間隙 圖3－3 端口輸出編碼波形圖 1ms 1ms 第一位 1ms 10ms 3ms 10ms 圖3－4 紅外線接收器輸出的一幀遙控碼波形圖 3.4 紅外發(fā)射電路 遙控發(fā)射通過鍵盤，每按下一個鍵，即產(chǎn)生具有不同的編碼數(shù)字脈沖，這種代碼指令信號調(diào)制在40KHz的載波上，激勵紅外光二極管產(chǎn)生不同的脈沖，通過空間的傳送到受控機的遙控接收器。P1口作為按鍵部分，P3.5口作為發(fā)射部分，然后用三極管的放大驅(qū)動紅外發(fā)射。電路如圖3－5所示。 圖3－5 發(fā)射電路圖 3.5 紅外接收電路 在接收過程中，脈沖通過光學濾波器和紅外二極管轉(zhuǎn)換為40KHz的電信號，此信號經(jīng)過放大，檢波，整形，解調(diào)，送到解碼與接口電路，從而完成相應(yīng)的遙控功能。接收電路如圖3－6所示。 圖3－6 接收電路圖 通常，紅外遙控器將遙控信號(二進制脈沖碼)調(diào)制在40KHz的載波上，經(jīng)緩沖放大后送至紅外發(fā)光二極管，產(chǎn)生紅外信號發(fā)射出去。將上述的遙控編碼脈沖對頻率為40KHz(周期為26.3ms)的載波信號進行脈幅調(diào)制(PAM )，再經(jīng)緩沖放大后送到紅外發(fā)光管，將遙控信號發(fā)射出去。 根據(jù)遙控信號編碼和發(fā)射過程，遙控信號的識別——即解碼過程是去除40KHz載波信號后識別出二進制脈沖碼中的0和1。由MCS—51 系列單片機AT89S52、一體化紅外接收頭、存儲器、還原調(diào)制與紅外發(fā)光管驅(qū)動電路組成。 一體化紅外接收頭采用SIEMENS SFH 506-38 ，它負責紅外遙控信號的解調(diào)。將調(diào)制在40kHz上的紅外脈沖信號解調(diào)后再輸入到AT89C51的INT0（P3.2）引腳，由單片機進行高電平與低電平寬度的測量。遙控信號的還原是通過P3.1輸入二進制脈沖碼的高電平與低電平及維持時間，當接收頭接收信號時，單片機產(chǎn)生中斷，并在P3.1口記下脈沖的個數(shù)，這在后面的軟件設(shè)計中會具體介紹到，通過單片機處理后驅(qū)動控制部分。并通過數(shù)碼管顯示用電設(shè)備的個數(shù)。 3.6 軟件設(shè)計 3.6.1 發(fā)射編碼的軟件設(shè)計 首先，初始化定時器，定時為頻率為40KHz的時間段。當按下某一按鍵時，發(fā)送數(shù)據(jù)1，就開始工作。同時定時器溢出，也就是定時器記滿了，執(zhí)行定時器中斷，中斷程序如下： INTT1： CPL P3.5 ；40KHZ紅外線遙控信號產(chǎn)生 RETI ; 中斷返回 由此就產(chǎn)生了40KHZ的載波信號。 當發(fā)送數(shù)據(jù)0時，定時器不工作。 發(fā)送程序如下： REMOTE: MOV R1,A ;裝入發(fā)射脈沖個數(shù) LJMP OUT3 ;轉(zhuǎn)第一個碼發(fā)射處理 OUT: MOV R0,#55H ;1MS寬低電平發(fā)射控制數(shù)據(jù) OUT1: SETB ET1 ;開T1中斷 SETB TR1 ;開啟定時器T1 NOP ;延時 NOP NOP NOP NOP DJNZ R0,OUT1 ;時間不到轉(zhuǎn)OUT1再循環(huán) MOV R0,#32H ;1MS高電平間隙控制數(shù)據(jù) OUT2: CLR TR1 ;關(guān)定時器T1 CLR ET1 ;關(guān)T1中斷 CLR P3.5 ;關(guān)脈沖輸出 NOP ;空操作延時 NOP NOP NOP NOP NOP NOP NOP NOP NOP NOP DJNZ R0,OUT2 ;時間不到轉(zhuǎn)OUT2再循環(huán) DJNZ R1,OUT ;脈沖未發(fā)完，轉(zhuǎn)OUT再循環(huán)發(fā)射 LCALL DL500MS ; RET ; OUT3: MOV R0,#0FFH ;裝發(fā)謝3MS寬控制數(shù)據(jù) LJMP OUT1 ;轉(zhuǎn)OUT1 3.6.2接收編碼的軟件設(shè)計 單片機上電復位后，首先對其內(nèi)部定時器初始化，用定時器及軟件計數(shù)的方法，當有信號輸入時，單片機產(chǎn)生中斷，并在P3.1口進行計脈沖個數(shù)，測量P3.1高、低電平的寬度。P3.1引腳平時為高電平，當接收到紅外遙控信號時，由于一體化紅外接收頭的反向作用，INT0引腳下跳至低電平,計算脈沖個數(shù)后通過7447譯碼電路，數(shù)碼管顯示相應(yīng)的數(shù)值。 下面是第一個3ms脈沖的解碼程序。 READ1: CLR A 　 MOV DPH,A 　　 MOV DPL,A HARD1: JB P3.1,HARD11 INC DPTR NOP NOP AJMP HARD1 HARD11: MOV A,DPH JZ READOUTT0 CLR A READ11: INC A READ12: JNB P3.1,READ12 MOV R1,#06H READ13: JNB P3.1,READ11 LCALL DELAYREAD DJNZ R1,READ13 程序流程圖如圖3－7所示。 掃描按鍵 逐行掃描， 按P口值查鍵號 按鍵號轉(zhuǎn)至相 應(yīng)的發(fā)射程序 返回 N Y 鍵按下 圖3－7 程序流程圖 （a）按鍵流程圖 發(fā)射開始 裝入發(fā)射脈沖個數(shù)à(R1) 發(fā)3ms脈沖 停發(fā)1ms (R1)-1=0? 開始 停發(fā)1ms 返回 Y N 圖3－7 程序流程圖 （b）發(fā)射流程圖 Y 是否接收到 錯誤 Y Y 停1ms 返回 接收1ms脈沖 N A-1=0? 檢驗低電平是否為3ms N 圖3－7 程序流程圖（c）接收流程圖 4 直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計 直流穩(wěn)壓電源主要功能是為后兩個部分提供電壓的輸出。在設(shè)計中分出了2個支路，一個輸出的電壓為9V，另外一個輸出的電壓為5V。 直流穩(wěn)壓電源的主要由電源變壓器、整流電路、濾波電路和穩(wěn)壓電路四部分組成。框圖如圖4－1所示。 圖4－1 直流穩(wěn)壓電源的方框圖 4.1直流穩(wěn)壓電源采用單相橋式整流電路 整流電路主要實現(xiàn)將交流電變換成直流電。實現(xiàn)這一目標主要是靠二極管的單向?qū)щ娮饔茫虼硕O管是構(gòu)成整流電路的關(guān)鍵元件。我采用的是單橋式整流電路。本設(shè)計整流電路如圖4－2所示。 圖4－2 單橋式整流電路圖 在圖中，輸入電壓V1通過電源變壓器成V2。它的作用是將交流電電壓V1變成整流電路要求的交流電壓V2。其中的電阻是要求支流供電的負載電阻。四個整流二極管D1到D4接成電橋的形式。通過負載R的電流I以及電壓V3的波形如圖4－3。它們都是單方向的全波脈動波形。 4.2 濾波電路 在整流電路輸出波形中由于含有較多的紋波成分，與所要求的波形不太符合。所以在整流電路后接濾波電路以濾去整流輸出電壓的紋波。而濾波電路常有電容濾波，電感濾波和RC濾波等。本電路采用的是電容濾波電路。如圖4－4所示。 O O V2 t O 2 3 4 iLO O t D1 D3 D2 D4 D1 D3 D2 D4 t vL 圖4－3 單相橋式整流電路波形圖 圖4－4 電容濾波電路圖 4.3 穩(wěn)壓電路 典型應(yīng)用電路如圖4－5所示。圖中C1、C2用于頻率補償，防止自激振蕩和抑制高頻干擾；C3采用電解電容，以減少電源引入的低頻干擾對輸出電壓的影響；D是保護二極管，當輸入端短路時，給C3一個放電的通路，防止C3兩端電壓激穿調(diào)整管的發(fā)射結(jié)。 圖5－5 穩(wěn)壓電路圖 5 LED顯示電路的設(shè)計 LED顯示主要是顯示所發(fā)射的所發(fā)送的信號的個數(shù)，它就實現(xiàn)以下的作用。當按下某一按鍵比方說2鍵，LED會顯示01，如果再按下2鍵，LED就顯示00。如果同時按下2個鍵，那么LED就顯示02。下面介紹LED的主要性能。 LED顯示器由7個發(fā)光二極管組成，又叫7段LED顯示器，顯示器中還有一個圓點型發(fā)光二極管，用于顯示小數(shù)點。通過七個發(fā)光二極管亮暗的不同組合，可以顯示多種數(shù)字、字母以及其它符號。 LED顯示器中的發(fā)光二極管共有兩種連接方法： (1) 共陽極接法 把發(fā)光二極管的陽極連在一起構(gòu)成公共陽極。使用時公共陽極接+5V。這樣陰極端輸入低電平的段發(fā)光二極管就導通點亮，而輸入高電平的則不點亮。 (2) 共陰極接法 把發(fā)光二極管的陽極連在一起構(gòu)成公共陽極。使用時公共陽極接+5V。這樣陰極端輸入低電平的段發(fā)光二極管就導通點亮，而輸入高電平的則不點亮。 b COM R*8 a d f 在設(shè)計的電路中，采用了共陽極接法，原理圖如5－1所示。它顯示十六進制數(shù)的字形代碼如表5－2所示。 c g dp e 圖5－1 LED顯示原理圖 表5－2 十六進制數(shù)的字形代碼表 dp g f e d c b a 字形 字形碼 1 1 0 0 0 0 0 0 0 C0H 1 1 1 1 1 0 0 1 1 F9H 1 0 1 0 0 1 0 0 2 A6H 1 0 1 1 0 0 0 0 3 B0H 1 0 0 1 0 0 1 0 4 99H 1 0 0 1 0 0 1 0 5 92H 1 0 0 0 0 0 1 0 6 82H 1 1 1 1 1 0 0 0 7 F8H 1 0 0 0 0 0 0 0 8 80H 1 0 0 1 0 0 0 0 9 90H 0 1 0 0 0 0 0 0 0 40H 6 控制部分 在控制部分采用了隔離驅(qū)動電路，用光電器件作為隔離元件，利用光耦來隔離強電，以防止強電影響單片機的工作。光電耦合器是由發(fā)光二極管和光敏三極管組合起來的器件，發(fā)光二極管是把輸入邊的電信號變換成相同規(guī)律變化的光，而光敏三極管是把光又重新變換成變化規(guī)律相同的電信號，因此，光起著媒介的作用。由于光電耦合器抗干擾能力強，容易完成電平匹配和轉(zhuǎn)移，又不受信號源是否接地的限制。所以應(yīng)用日益廣泛。 光電隔離的目的是割斷兩個電路的電氣聯(lián)系，使之相互獨立，從而也就割斷了噪聲從一個電路進入另一個電路的通路。光電隔離是通過光電耦合器實現(xiàn)的。外殼有金屬的或塑料的兩種。發(fā)光二極管和光敏三極管之間用透明絕緣體填充，并使發(fā)光管與光敏管對準，以提高其靈敏度，光電耦合器的電路符號如圖6－1所示。 圖6－1 光電耦合器原理圖 輸入信號使用權(quán)發(fā)光二極管發(fā)光，其光線又使光敏三極管產(chǎn)生電信號輸出，從而既完成了信號的傳遞又實現(xiàn)了電氣上的隔離。光電耦合的響應(yīng)時間一般不超過幾個微秒。 光電耦合器的輸入 端與輸出 端在電氣上是絕緣的，且輸出端對輸入端也無反饋，因而具有隔離和抗干擾兩方面的獨特性能。通常使用光電耦合器是為實現(xiàn)以下兩個主要功能： 電平轉(zhuǎn)換：TTL電路與電源電路之間不需另加匹配電路就可以傳輸信號，從而實現(xiàn)了電平轉(zhuǎn)換。 隔離：這時由于信號電路與接收電路之間被隔離，因此即使兩個電路的接地電位不同，也不會形成干擾。 光電耦合器中光敏三極管的基極有引出和不引出兩種形式。基極引出通常是經(jīng)一個電阻接地。 通過接地電阻可以控制耦合的響應(yīng)速度和靈敏度?？偟膩碚f，電阻越小，響應(yīng)速度越高。電路如圖6－2所示。 繼電器 圖6－2　控制電路圖 通過光耦后，利用繼電器就可以實現(xiàn)對不同的設(shè)備或者其他要控制的設(shè)備進行控制，從而實現(xiàn)了弱電來控制強電的功能，也能控制不同的設(shè)備。這里用發(fā)光二極管來代替，實際上可以控制多個不同的強電設(shè)備。 7 調(diào)試結(jié)果及其分析 本電路總共設(shè)計了8個輸入按鍵，7，8為特殊按鍵。 當輸入一個按鍵5時，通過紅外發(fā)射和接收電路，對應(yīng)的繼電器5的設(shè)備工作即5號發(fā)光二極管發(fā)光，而數(shù)碼管顯示工作的設(shè)備的個數(shù)，就顯示1。當再次按下按鍵5時，5號發(fā)光二極管滅，數(shù)碼管顯示0。 當同時按下兩個鍵3和4時，3號和4號二極管亮，數(shù)碼管顯示2。 當按下按鍵7時，所有設(shè)備都不工作，數(shù)碼管顯示0，發(fā)光二極管都不發(fā)光。 當按下按鍵8時，所有設(shè)備都工作，數(shù)碼管顯示6，發(fā)光二極管都發(fā)光。 本設(shè)計在調(diào)試過程中也遇到很多問題。 (1) 電路要求遙控控制距離為4—6m，在利用38KHz的接收頭時，雖然能接收到信號，但是接收的距離很有限。經(jīng)過反復調(diào)試，換用40KHz的接收頭時基本滿足了設(shè)計需求。 (2) 由于將3ms的接收脈沖放在1ms的后面，編碼解調(diào)出現(xiàn)錯誤，導致接受端無信號輸出。解決方法是將3ms的接收脈沖放在前面就可以接收到信號。因為在電路的解碼過程中，單片機進行數(shù)碼幀的接收處理，首先是對3ms的脈沖檢驗，當?shù)谝晃坏碗娖酱a的脈寬小于2ms時就會錯誤處理。 在初始化過程中，將P1口全置0，但是繼電器仍工作，通過反復調(diào)試，將初始化的P1口全置1，通過反向使得輸出全為0，從而滿足上電復位，繼電器掉電，滿足初始化要求。 8結(jié)論 由于目前的遙控裝置大多對某一設(shè)備進行單獨控制，而在本設(shè)計中的紅外遙控電路設(shè)計了多個控制按鍵，可以對不同的設(shè)備，也可以對同一設(shè)備的多個功能進行不同的控制?；痉霞夹g(shù)要求。 但是本電路也有不完善的地方,它只能單通道實現(xiàn)對多個設(shè)備的控制,即它不能同時控制兩個或者兩個以上的設(shè)備。 在設(shè)計過程中，通過大量的查閱資料，認真研究教材，對單片機有了更為深刻的理解，在設(shè)計軟件時，須仔細的分析硬件電路，畫出程序流程圖，培養(yǎng)了我的耐性和刻苦鉆研的精神。 參考文獻 [1]全國大學生電子設(shè)計競賽組委會.第五屆全國大學生電子設(shè)計競賽獲獎作品選編，第1版，北京理工大學出版社，2005年，P10-17. 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Data and Network Communications，第一版，科學出版社，2002年 [18] J.Bhasker著，徐振林譯.．Verilog HDL硬件描述語言，第一版，電子工業(yè)出版社,2004年 附錄1：發(fā)射程序 ORG 0000H 　　 ;程序執(zhí)行開始地址 AJMP START ;跳至START執(zhí)行 ORG 001BH ;定時器T1中斷入口地址 LJMP INTT1 　;跳至INTT1中斷服務(wù)程序 ORG 0030H START: MOV SP,#70H ;設(shè)堆棧基址為70H CLR P3.5 ;關(guān)遙控輸出 MOV IE,#00H ;關(guān)所有中斷 MOV IP,#01H ;設(shè)優(yōu)先級 MOV TMOD,#22H ;8位自動重裝初值模式 MOV TH1,#0F3H ;定時為13微秒初值 MOV TL1,#0F3H ; SETB EA ;開總中斷允許 ;鍵盤 MOV P1,#0FFH JIAN: LCALL DELAY2 MOV A,P1 CJNE A,#0FFH,JIAN1 LJMP JIAN JIAN1:MOV A,P1 CJNE A,#0FEH,JIAN2 LJMP MN4 JIAN2:MOV A,P1 CJNE A,#0FDH,JIAN3 LJMP MN0 JIAN3:MOV A,P1 CJNE A,#0FBH,JIAN4 LJMP MN6 JIAN4:MOV A,P1 CJNE A,#0F7H,JIAN5 LJMP MN2 JIAN5:MOV A,P1 CJNE A,#0EFH,JIAN6 LJMP MN5 JIAN6:MOV A,P1 CJNE A,#0DFH,JIAN7 LJMP MN1 JIAN7:MOV A,P1 CJNE A,#0BFH,JIAN8 LJMP MN3 JIAN8:MOV A,P1 CJNE A,#07FH,NN LJMP MN7 NN:LJMP JIAN mn0: MOV A,#02H ;發(fā)2個脈沖 LCALL REMOTE ;轉(zhuǎn)發(fā)送程序 ajmp nn mn1: MOV A,#03H ;發(fā)3個脈沖 LCALL REMOTE ;轉(zhuǎn)發(fā)送程序 ajmp nn mn2: MOV A,#04H ;發(fā)4個脈沖 LCALL REMOTE ;轉(zhuǎn)發(fā)送程序 ajmp nn mn3: MOV A,#05H ;發(fā)5個脈沖 LCALL REMOTE ;轉(zhuǎn)發(fā)送程序 ajmp nn mn4: MOV A,#06H ;發(fā)6個脈沖 LCALL REMOTE ;轉(zhuǎn)發(fā)送程序 ajmp nn mn5: MOV A,#07H ;發(fā)7個脈沖 LCALL REMOTE ;轉(zhuǎn)發(fā)送程序 ajmp nn mn6: MOV A,#08H ;發(fā)8個脈沖 LCALL REMOTE ;轉(zhuǎn)發(fā)送程序 ajmp nn mn7: MOV A,#09H ;發(fā)9個脈沖 LCALL REMOTE ;轉(zhuǎn)發(fā)送程序 ajmp nn ;mn8: MOV A,#0AH ;發(fā)10個脈沖 ; LCALL REMOTE ;轉(zhuǎn)發(fā)送程序 ; ajmp nn ;mn9: MOV A,#0BH ;發(fā)11個脈沖 ; LCALL REMOTE ;轉(zhuǎn)發(fā)送程序 ; ajmp nn ;mn10: MOV A,#0CH ;發(fā)12個脈沖 ; LCALL REMOTE ;轉(zhuǎn)發(fā)送程序 ; ajmp nn ;mn11: MOV A,#0DH ;發(fā)13個脈沖 ; LCALL REMOTE ;轉(zhuǎn)發(fā)送程序 ; ajmp nn ;mn12: MOV A,#0EH ;發(fā)14個脈沖 ; LCALL REMOTE ;轉(zhuǎn)發(fā)送程序 ; ajmp nn ;mn13: MOV A,#0FH ;發(fā)15個脈沖 ; LCALL REMOTE ;轉(zhuǎn)發(fā)送程序 ; ajmp nn ;mn14: MOV A,#10H ;發(fā)16個脈沖 ; LCALL REMOTE ;轉(zhuǎn)發(fā)送程序 ; ajmp nn ;mn15: MOV A,#11H ;發(fā)17個脈沖 ; LCALL REMOTE ;轉(zhuǎn)發(fā)送程序 ; ajmp nn ;************************************* ;* 編 碼 發(fā) 射 程 序 * ;************************************* REMOTE: MOV R1,A ;裝入發(fā)射脈沖個數(shù) LJMP OUT3 ;轉(zhuǎn)第一個碼發(fā)射處理 OUT: MOV R0,#55H ;1MS寬低電平發(fā)射控制數(shù)據(jù) OUT1: SETB ET1 ;開T1中斷 SETB TR1 ;開啟定時器T1 NOP ;延時 NOP NOP NOP NOP DJNZ R0,OUT1 ;時間不到轉(zhuǎn)OUT1再循環(huán) MOV R0,#32H ;1MS高電平間隙控制數(shù)據(jù) OUT2: CLR TR1 ;關(guān)定時器T1 CLR ET1 ;關(guān)T1中斷 CLR P3.5 ;關(guān)脈沖輸出 NOP ;空操作延時 NOP NOP NOP NOP NOP NOP NOP NOP NOP NOP DJNZ R0,OUT2 ;時間不到轉(zhuǎn)OUT2再循環(huán) DJNZ R1,OUT ;脈沖未發(fā)完，轉(zhuǎn)OUT再循環(huán)發(fā)射 LCALL DL500MS ; RET ; OUT3: MOV R0,#0FFH ;裝發(fā)謝3MS寬控制數(shù)據(jù) LJMP OUT1 ;轉(zhuǎn)OUT1 ;;************************************* ;* 延時513 us * ;************************************* ;513微秒延時程序 DELAY: MOV R2,#0FFH DELAY1: DJNZ R2,DELAY1 RET DELAY2: MOV R2,#0FFH DELAY3: MOV R3,#0FFH DJNZ R3,$ DJNZ R2,DELAY3 RET ;************************************* ;* 延時10ms * ;************************************* ;10毫秒延時程序 DL10MS: MOV R3,#14H DL10MS1: LCALL DELAY DJNZ R3,DL10MS1 RET ;500毫秒延時程序 DL500MS: MOV R4,#32H DL500MS1: LCALL DL10MS DJNZ R4,DL500MS1 RET ;************************************* ;* T1中斷服務(wù)程序 * ;************************************* INTT1: CPL P3.5 ;40kHZ紅外線遙控信號產(chǎn)生 RETI ;中斷返回 END ;程序結(jié)束 附錄2：接收程序 ORG 0000H LJMP START ORG 0003H LJMP INTEX0 ORG 0030H START: MOV SP,#70H MOV IE,#00H ;關(guān)所有中斷 SETB EX0 ;開外中斷 SETB EA ;總中斷允許 MOV P1,#00H MAIN: LCALL DELAY ;持續(xù)512微秒 MOV 31H,#00H MOV 30H,P1 MOV R7,#08H XUN: CLR C MOV A,30H RLC A MOV 30H,A MOV A,31H ADDC A,#00H MOV 31H,A DJNZ R7,XUN MOV A,31H SWAP A MOV P2,A LJMP MAIN ;轉(zhuǎn)MAIN循環(huán) NOP ;PC值出錯處理 LJMP START ;出錯時重新初始化 ;****************************** ; 遙控接收程序 ;****************************** ;采用中斷接收 INTEX0: MOV 32H,A MOV 20H,C CLR EX0 ;關(guān)外中斷 JNB P3.1,READ1 ;P3.5口為低電平轉(zhuǎn)READ1 READOUTT0: SETB EX0 ;P3.5口為高電平開中斷（系干擾） MOV A,32H MOV C,20H RETI ;退出中斷 READ1: CLR A ;清A MOV DPH,A ;清DPTR MOV DPL,A ; HARD1: JB P3.1,HARD11 ;P3.5變高電平轉(zhuǎn)HARD11 INC DPTR ;用DPTR對低電平計數(shù) NOP ;1微秒延時 NOP AJMP HARD1 ;轉(zhuǎn)HARD1循環(huán)（循環(huán)周期為8微秒） HARD11: MOV A,DPH ;DPTR高8位放入A JZ READOUTT0 ;為0（脈寬小于8*255=2毫秒）退出 CLR A ;不為0說明是第一個寬脈沖（3毫秒） READ11: INC A ;脈沖個數(shù)計1 READ12: JNB P3.1,READ12 ;低電平時等待 MOV R1,#06H ;高電平寬度判斷定時值 READ13: JNB P3.1,READ11 ;變低電平時轉(zhuǎn)READ11脈沖計數(shù) LCALL DELAYREAD ;延時（512微秒） DJNZ R1,READ13 ;6次延時不到轉(zhuǎn)READ13再延時 DEC A ;超過3毫秒判為結(jié)束，減1 DEC A ;減1 JZ FUN0 ;為0執(zhí)行FUN0（2個脈沖） DEC A ;減1 JZ FUN1 ;為0執(zhí)行FUN1（3個脈沖） DEC A ;