红外遥控制作详解.doc

红外遥控制作详解摘要：文章从实际应用角度出发,详细分析了红外遥控器的编码原理，硬件电路搭建，并给出了遥控器信号发送与接收的程序流程。引言：红外遥控自1974年发明以来，因其体积小、重量轻、价格低廉、使用灵活、功耗低及抗干扰能力强等特点得到很广泛的应用,在日常生活中随处可见，如红外线鼠标，红外线打印机，红外线键盘等等。本文将以红外遥控电路为例，详细介绍红外遥控的制作流程。一、 原理介绍红外遥控系统由发射和接收两大部分组成，红外发射管将电能转化为光能，接收管感应红外光，将光能转化为电信号。其通信的机理是利用单片机控制NE555发送脉宽调制的串行码，以脉宽为1ms、间隔0.5ms、周期为1.5ms的组合表示二进制的“0”；以脉宽为3ms、间隔0.5ms、周期为3.5ms的组合表示二进制的“1” ，通过一个9ms的起始码（低电平）,和一个5ms结果码（高电平）这个码值使程序能够判断是否可以开始接收数据。二、 硬件解析整体硬件电路见附录。下面我们详细分析一下其中几个重点模块。1.NE555调制模块如果仅控制芯片的控制信号来驱动红外发射管的红外线发射，是不能让红外接收头收到信号的。接收头所能判断的信号为一定频率信号。大多数红外接收头能接收的中心频率为38kHz,但也有一些接收头中心频率为36kHz、37kHz、39kHz、40kHz,如果发射频率与接收频率相差1kHz,大多可以正常遥控,相差2kHz以上则会出现遥控不灵现象。而单片机的信号频率没有这么大，因此，我们要对控制芯片输出的控制信号进行调制。这里我们所介绍的调制电路以NE为中心，加以一定的外围电路，构成多谐振荡器。先来看一个NE的经典多谐振荡电路，如图。它的原理是把施密特触发器的反相输出端经RC积分电路接回到它的输入端，构成多谐振荡器。即只要将NE定时器的TH和TR连在一起拼成施密特触发器，然后再将Vo经RC积分电路接回输入端就可以了。电容C1电压波型图如图。由波形图可以求出电容C的充电时间T1和放电时间T2分别为：因此电路的振荡周期为：在这里，我们应当注意到，由图的电路所得到的输出脉冲的占空比为：占空比q恒大于50%。原因主要是因为电容C1的充电和放电路径不同，充电路径中的电阻和放电路径中的电阻始终不能达到平衡。知道了这一原因，我们就可以对该电路稍作改进。改进后的电路如图3所示：二极管D1和D2改变了电容C1的充电电流和放电电流流经的路径，充电电流只经R1，放电电流只经R2。因此电容C1的充电时间和放电时间分别变为：占空比为这时，占空比可以达到任何我们想要的值。在这里我们取振荡周期为：本电路中，红外接收管的载波频率为f=38KHz，取电容为0.1uF,代入上述公式中可以计算出R=190欧姆。2.红外发射驱动电路模块红外发射的驱动电路可用图电路，但这曾加了NE的负担，红外发射的功率比较低，发射的距离不是很理想。图很好的解决了这个问题，通过一个8050NPN型三极管，作为开关作用，驱动发射管在电源和地之间的导通状态来控制红外发射与否，这样提高的红外发射的功率，也减轻了NE的负载。市场上一般所用的红外发射管的规格为工作电压1.5-1.35（V）,工作电流5010（mA）。这里取工作电压1.4V，工作电流36mA为例作一个粗略的计算。R（5-1.4）/0.036100欧姆。这种计算方式在电流不是太小的情况下是可以用的。由图6可知二极管的伏安特性曲线为非线性，在不同电流下这个稳压电压可能不同。理论上，我们应当根据图6的伏安特性曲线，由下式算得正确值：电源电压:值下的正向电压3.红外接收电路模块在程序中我们定义外部中断为边沿触发方式，下降沿有效。不接收信号时，中断口P3.2的电平为高电平状态。而发射头在没有信号时是一直处于发射状态的，使得接收头的电平一直处于低电平，这正好与中断口的判断相反。也就是说我们所需要做的工作是把接收头的电平取反。当然，我们不需要特意去买一个非门芯片，原理很简单，只要让接收头的输出端控制三极管的B极，中断口接三极管C极（这里以NPN型为例）上拉电阻端，就可达到目的了。三、 软件流程红外发射通过单片机的P2.7口控制NE555芯片的复位端，来控制555输出端调制后的38kHZ信号的输出与否，形成载波，以控制红外发射头的发射。其程序设计流程图下图所示。首先对后面要用到的寄存器设初值，开中断允许位，然后等待按键按下。延时1ms对按键动作的二次判断可以防止第一次检测到的信号为干扰信号。另外，延时还可以起到反弹跳的效果。当第二次判断有键按下则判定按键动作有效，开始扫描按键，并存储相应键号。然后发送起始码和结果码。接着把20H单元里的数值带进位位左移，判断进位标志位CY的电平，当C=1时，调用SEND1子程序，发送3ms的高电平和0.5ms的低电平，当C=0时，调用SEND0子程序，发送1ms的高电平和0.5ms的低电平，每发完一位都对C进行清零。如此循环移位八次，就达到了发送的效果。本次使用的接收头为一体化接收头，它本身可以对接收信号进行放大、解调等。接收程序设计流程下图所示，首先在程序开始时对其设初值，开中断，这里外部中断0采用的是边沿触发方式，下降沿有效。定时器0采用工作模式1，为16位计数，设定初值为FF9BH,使得100us产生一次中断让R2自增1，同时等待外部中断，当外部中断到来时，首先判断此时的R2是否在130到150之间，如果不是，则说明这个信号不是起始码，重新等待。如果在这个范围之内，则说明接收到的是起始码，接下来产生的的八次外部中断，要依次将此时的R2值放到20H到27H单元中去。下面开始解码，判断20H到27H单元