红外遥控范文

红外遥控范文（精选12篇）

红外遥控 第1篇

1 红外数据传输

1.1 红外线

人眼能够看到的可见光按波长从长到短排列，其中红光的波长为0.62～0.76μm，比红光波长更长的光叫做红外线，它是不可见光，因其波长>950 nm，位于可见光谱之下。本质与可见光或电磁波的的性质相同，具有反射、折射、散射、干涉、吸收等性质。不具有穿过遮挡物去控制被控对象的能力，辐射距离一般为几米到几十米甚至更远[1]。

1.2 红外通信原理

红外发光二极管容易制作，成本很低。只要有发热的物体，都会发出红外光。因此，需要注意保证红外遥控传送的信息准确发射到接收器上。通过调制可使红外光以特定的频率闪烁。红外接收器会适配这个频率，其它的噪音信号都将被忽略。红外遥控开关由发送和接收两部分组成。发送端采用单片机将待发送的二进制信号编码调制为一系列的脉冲串信号，然后通过红外发射管发射红外信号[2]。接收部分对红外信号进行接收、放大、检波、整形，并且解调出红外遥控编码脉冲。为减少干扰，现大部分都采用性能可靠，价格便宜的一体化红外接收头来接收红外遥控信号，且能同时对接收信号进行放大、检波和整形，得到TTL电平的编码信号传送给单片机，经过单片机的解码，最后执行去控制相关对象。

1.3 编码、解码

二进制信号的调制由编码译码芯片完成，它把编码后的二进制信号调制成频率为38 kHz的间断脉冲串，再进行发射。红外接收需先进行解调，解调过程是通过红外接收管进行接收的[3]，其基本工作过程为:当接收到调制信号时，输出高电平，否则输出为低电平，是调制的逆过程。一体化集成的红外接收器件，可直接输出解调后的高低电平信号[4]。

2 电路系统总体设计及主要组件选择

2.1 红外遥控发射、接收系统框图

这种遥控电路使用的是配套的编码、译码器，所需的器件较少，路相对简单、制作方便。其红外发射接收电路系统框图如图1所示。

对于图1中的红外遥控发射器主要由按键控制，编码调制电路及红外发射3部分组成。按键控制即遥控器上的键盘，通过按键输入一个信号。编码调制电路主要由编码芯片构成，作用就是将按键传送来的信号进行编码调制，然后再传送到红外发射模块，进行红外信号的发射[5]。对于红外接收部分，首先由红外一体化接收头接收红外信号，然后把处理好的信号传送给解码模块，解码部分的电路主要由解码芯片构成，解码芯片进行信号解码后传送到电源开关控制部分，进行触发，完成开关的闭合控制[6]。

2.2 红外发光二极管

红外发光二极管与普通的发光二极管(LED)相同，构成普通发光二极管的材料是磷化镓和磷砷化镓[7]。发光二极管的光波长通常因其构成材料的不同而不同。例如，由砷化镓构成的红外发光二极管，其峰值发光波长为940～950 nm，而波长在900 nm以上，人眼则无法看到。由于其内部材料的不同，所以不同于普通的发光，当在其两端施加一定电压时，其发出的是红外线而不是可见光。红外发光二极管具有方向特性，其发光强度可因方向不同而不同。当在其两脚加恒定电压时，经红外发光二极管产生直流电流，只要工作电流不超过红外发光二极管性能参数的数值时，能够发出恒定的红外光。

2.3 红外遥控一体化接收头

新一代的红外接收头将红外接收管、前置放大、解调电路集成在同一基片上。接收头是集成电路与接收二极管封装在一起的，多数接收头供电为5 V，接收头中心频率应与遥控发射器频率相同。大多数红外接收头解调中心频率为38 kHz，但也有一些接收头中心频率为36 k Hz、37 kHz、39 kHz、40 kHz，若发射频率与接收频率相差1 kHz，大多可正常遥控，相差2 kHz以上则会出现遥控不灵的现象，此时可通过更换遥控发射器的晶振来解决[8]。

遥控接收头就是将光敏二极管和放大电路组合到一起，完成接收、放大、解调等功能。红外线遥控器的输出都是用经过编码后的串行数据对频率为30～56 kHz的方波进行脉冲幅度调制产生。若直接对已调制的波进行测量，因单片机的系统指令周期是μs，但是已调波的脉宽约20μs，会产生较大误差。对已调波先要进行解调，再对解调后的波形进行测量。内置接收管将光信号转换为电信号，由于转换的电信号比较微弱，所以要IC内部放大器来进行放大，然后通过自动增益控制、带通滤波、解调、波形整形后还原为遥控器发射出的原始编码，由一体化接收头的信号输出脚传输到编码识别电路。

2.4 编码器和译码器的选择

选用的PT2262和PT2272是一种由CMOS工艺制造的低功耗低价位的通用编码译码芯片，其引脚图如图2所示。

编码芯片PT2262工作电压范围为2.6～15 V，地址管脚为A0～A11,A6～A11可做地址使用，也可做数据使用。芯片有3种状态编码，“0”、“1”和高阻态，其中输出数据有效电平为高电平。引脚TE为编码、输出启动，低电平时17脚送出编码数据。引脚OSC1、OSC2为内部振荡电路输入、输出端，外接电阻确定振荡频率。引脚17DOUT为串行数据输出端，平时为低电平，接收到信号时为高电平[9]。PT2272是译码芯片，其引脚图如图3所示。

译码芯片的工作电压为+5 V。A0～A11的功能与编码芯片PT2262一致。当PT2272的A0～A11与PT2262的A0～A11完全相同时，PT2272才输出解码数据，否则不输出。译码芯片PT2272一旦解码成功，VT端便会输出一个“解码有效”的正脉冲作为标志，同时D0～D5端输出与PT2262的D0～D5端相同的数据[10]。

编码芯片PT2262发出的编码信号由地址码、数据码、同步码共同组成，解码芯片PT2272接收到信号后，地址码要经过两次比较核对，VT脚才能输出高电平，与此同时相应的数据脚也会输出高电平。通常一般采用8位地址码和4位数据码，此时的编码芯片PT2262和解码芯片PT2272的1～8脚为地址设定脚。当发射端PT2262和接收端PT2272的地址编码完全相同时，才能配对使用，为便于生产管理和用户使用，出厂时PT2262和PT2272的8位地址编码端全部悬空，能够方便选择各种编码状态。

2.5 电路控制开关器件

继电器JMX-94F自锁双稳态继电器，具有体积小、可行性高、耐冲击、负载大、功耗小等优点。此类继电器在通电脉冲来时，触头动作并自锁，脉冲过后，继电器触头仍能保持吸合状态;当再来通电脉冲时，继电器触头反动作并自锁，脉冲过后，继电器触头仍会保持其释放状态。这类自锁双稳态继电器的最大优点是在继电器触头状态改变期间才会消耗电能，在触头吸合或释放期间均为无电流运行，所以期间不消耗任何电能，具有明显的节电效果[11]。由于其驱动信号为脉冲信号，控制电路简单[12]，且无须考虑继电器本身的发热及附加温升，使整体设计得以简化。

3 关于红外遥控的发射和接收

3.1 红外遥控发射电路设计

红外遥控发射电路原理如图4所示。图中与非门的中心频率为40 k Hz的方波振荡，其作用是调制从编码芯片17脚输出的编码信号及控制信号。控制信号由编码芯片D1～D4引脚提供，经过调制后的信号有红外发射二极管PH303发射，只要按下按键，发光二极管就会不断地发射红外信号。

3.2 红外遥控接收电路设计

当接收到中心频率为40 kHz的红外信号时，从载波中解调出红外编码信号，从引脚2输出，进入解码芯片的引脚14，若地址码相同，则PT2272解码芯片进行解码，并且把控制信号锁存在10～13引脚上，同时17引脚上输出一个正脉冲，触发双稳控制电路。PT2272数据输出端10～13引脚具有记忆保持的功能，数据一直会保持。两地址码相同时，能够正确译码，而当没有输入信号时，译码芯片17引脚则回落到低电平状态，此时则没有记忆功能。当没有输入红外信号时，译码芯片PT2272的17引脚为低电平，VT2截止，继电器J1释放，此时的触点断开，所以负载不工作。当接收到信号时，17引脚输出的是高电平，VT2导通，继电器触点吸合，负载工作，从而达到了红外遥控的目的[13]。

3.3 电源电路设计

4 结束语

红外遥控调光灯感想（写写帮整理） 第2篇

选题

本次实验课题选了很长时间，经过小组内的讨论，最终确定了红外遥控调光灯这个课题，因为红外遥控调光灯的应用很普遍，从家用电器到出行工具，都离不开红外遥控，而且遥控的基本原理都一样，所以本次课题的选择具有时代性和应用性 资料的查找

为了确定本次课题所需要的器件及原理图，我们小组查找了大量资料，也对所查的资料进行整合和修改，最终确定了我们所需要的器件。然后根据实际情况修改资料上的原理图。芯片的确定

本次课题主要的芯片为2262和2272。2262芯片控制发射电路的信号编码处理；2272芯片控制接收电路的信号译码处理。电路焊法的确定

经过讨论，我们最终没有采用做PCB板的方法，而是用万能板，利用跳线来实现电路连接。电路调试

元件的焊接基本上半天就完成了，可以调试过程中出现了问题，先是因为焊接原因导致部分元件因为焊接过热烧坏，我们用万用表逐个测量，最终找到了损坏的额元件，并更换下来。

其次发射电路虽然调试好了，可是接收电路没有接收到来自发射电路的信号，我们用2262发射端直接连入2272接收端，表明接收电路可以用，说明问题在信号的发射部分和信号的接收部分，然后我们对部分电阻更换大小最终确定了接收电路有一电阻阻值过小，最终更换较大电阻实现了信号的发射与接收。然后信号的接收距离太短，大概30cm左右，我们进行了许多种调试，却没能解决问题。总结

红外线遥控电风扇 第3篇

为增长学生的科学知识，我制作了一架红外线遥控电风扇模型，让他们了解三极管、电动机的工作原理。

一、制作原理

1.电风扇原理：利用电动机驱动扇叶旋转，促使空气加速流动，从而达到清凉解暑的目的。

2.红外线遥控原理：当红外线发射管对准接收管时，三极管导通，电风扇工作。电路原理如图1。

3.由于太阳光和白炽灯光中含有较强的 红外线，当电风扇对着阳光或白炽灯时，电机也转动，故它还能实现光控。

二、制作过程

1.材料

3V直流电动机、电机塑料固定座、风叶、10mm×10mm方木条、5mm×5mm方木条、直径5mm圆木条、直径3mm圆木条、10mm×114mm松木雪糕棍、18mm×150mm松木雪糕棍、电池盒、导线。

2.工具

热熔胶枪、手锯。

热熔胶枪采用陶瓷PTC热敏电阻作为发热原件，升温速度快，并能自动恒温，节省能耗。

胶条从胶枪尾插入，送至胶枪内，插上电源预热5至8分钟后，扣动扳机即能挤出溶胶，并且可控制出胶量，非常方便。

使用手锯时先用铅笔画线，再用锯条锯割。

3.具体步骤和注意事项

先用热熔胶粘接底座，再粘接支架；用螺丝固定电机座，装入电机和风叶；用导线连接好电池盒，给电风扇模型加装红外线遥控装置；将接收管和三极管固定在雪糕棍上，并用胶带或热熔胶固定在长木条上；装好电池，用发射管对准接收管，风扇立即转动。

智能红外遥控开关原理及设计 第4篇

红外遥控是当前使用最为广泛的通信和控制手段之一, 由于其结构简单、体积小、功耗低、抗干扰能力强、可靠性高及成本低等优点而广泛应用于家电产品、工业控制和智能仪器系统中[1]。然而市场上的绝大部分遥控器都是针对各自特定的遥控对象设计的, 不能直接应用于通用的智能仪器研发及其更一般的控制场合[1,2,3]。通常情况下, 一般家庭所使用的电视机、空调、VCD/DVD等家用电器都使用了红外遥控器, 而这些红外遥控器都是针对各自产品所设计的, 从而导致了一般家庭中拥有数个遥控器, 那么, 能否将这些遥控器的功能进行复用, 进而减少遥控器的数量, 使遥控器的功能更加强大, 就显得十分必要了。

电源开关广泛应用于家庭、工厂、仓库、以及办公室等场所。传统的机械式电源开关存在接触电阻大、易磨损、可靠性低以及寿命短等缺点[4], 特别是当家用电器的遥控器繁多的情况下, 如果能借助这些遥控器设计开关用于代替传统的机械式电源开关, 不仅节约了成本, 而且操作方便。使用电视机等家用电器的遥控器实现开关操作, 安装和代换都很方便, 可以用它代换家居中非常普及的墙壁开关, 从而提高遥控器在家电领域的实用价值。

1 工作原理

智能红外遥控开关主要由红外接收、放大整形、微控制器、开关控制以及降压电源等模块组成, 其原理框图如图1所示。

智能红外遥控开关的功能是将常见家用电器的遥控器, 如电视机、VCD/DVD等, 由用户任意指定一个按键作为这个红外遥控开关的控制键。使用时, 用户按下智能红外遥控开关的“学习”按键, 然后再对准遥控开关的红外接收头按下遥控器上指定的这个开关控制按键, 遥控器发出的红外编码信号经过红外接收头接收后, 再经过放大整形, 输入到微控制器, 微控制器通过内置的E2PROM记住遥控器这个指定按键的编码。那么, 用户下次使用时, 当按下遥控器这个指定按键后, 其发出的红外编码信号同样经过红外接收头, 放大整形后输入到微控制器, 由微控制器发出控制信号控制开关控制模块里面继电器的导通与断开, 进而控制输出电压的通断。

为了保证对各种用电器实现遥控开关控制, 那么控制信号就一定要稳定、安全。为此, 在传输过程中要使各模块间的通信信号足够强, 这就要求电路的电源能够独立给电路各部分供电。因此, 红外遥控开关还必须拥有降压电源模块。

2 电路设计

硬件电路设计包括电源电路的设计和解码电路的设计两部分。电源电路是为解码电路提供电源而设计的, 除了要求电压稳定外, 还要求其体积小, 成本低。解码电路要求能对红外编码进行可靠地接收, 同时要能够稳定地控制继电器的开关。

2.1 电源设计

考虑到解码电路的功耗很小, 所以电源的设计采用电容降压式电源。它比变压器电源和开关电源的设计要简单得多, 而且体积小、成本低, 适合作为遥控开关的电源。电源设计的原理图如图2所示。MC2为降压电容器, D1为半波整流二极管, D2在市电的负半周时给MC2提供放电回路, ZD1是5.1 V稳压二极管, R1为关断电源后MC2的电荷泄放电阻。

电容降压式电源是利用电容在一定的交流信号频率下产生的容抗来限制最大工作电流。当交流电压为220 V, 频率为50 Hz的工作条件下, 电容器MC2在电路中的容抗XC (单位:Ω) 为:

undefined

流过电容器MC2的充电电流IC (单位:mA) 为:

undefined

通过降压电容MC2向负载提供的电流Io, 实际上是流过MC2的充放电电流IC。显然, 电容MC2容量越大, 容抗XC越小, 则流经MC2的充、放电电流越大。当负载电流Io小于MC2的充放电电流时, 多余的电流就会流过稳压管。若稳压管的最大允许电流Idmax

虽然流过电容MC2的电流IC有69.08 mA, 但在电容器上几乎不产生功耗, 这是因为对于一个理想电容, 流过电容的电流为虚部电流, 它所作的功为无功功率。可见, 电容降压式电源的效率也很高。经过实验测试, 该电源电路通电后输出4.88 V的直流电压, 交流电压分量小于3 mV, 输出电流在50 mA时, 电压不低于4.7 V, 可以满足解码电路的电源需求。

2.2 解码电路设计

智能红外遥控开关的硬件核心部分是微控制器和红外接收部分, 其原理图如图3所示。

红外解码电路中的微控制器选用ATmega8L的AVR单片机。它的工作电压为2.7～5.5 V, 4 MHz (3 V, 25 ℃) 时功耗, 工作模式为3.6 mA, 空闲模式为1.0 mA, 掉电模式仅为0.5 μA, 采用先进的RISC结构, 除了拥有8 KB的系统内可编程FLASH存储器, 还有512 B的E2PROM, 可用于记忆各类遥控器发射出的各种红外编码信号[6,7]。

红外接收电路使用集成红外接收器成品, 同时实现红外接收、放大、整形的功能, 一般不需要任何外接元件就能完成从红外接收到输出TTL电平兼容信号的所有工作。接收器对外只有3个引脚:电源VCC, 公共地GND和1个脉冲信号输出OUT。由图3可以看出, 其与单片机接口非常方便。

当按下“记忆”按键S1时, 红外接收头SPH开始记录遥控器发出的信号, 同时将接收到的信号保存在单片机ATmega8L的E2PROM中。以后当遥控器发出同样的红外脉冲信号时, 通过红外接收头接收并与E2PROM中的数据进行对比, 如果一致, 就发出控制信号控制开关的通断。

3 程序设计

红外遥控接收头解调出的编码是串行二进制码, 包含着遥控器按键信息。但它还不便于CPU读取识别, 因此需要先对这些串行二进制码进行解码。本设计采用的是软件解码方式对接收到的红外信号进行解码。

3.1 红外遥控器发射编码简介

目前应用中的各种红外遥控系统的原理都大同小异, 区别只是在于各系统的信号编码格式不同。遥控器所产生的脉冲编码的格式一般为:

其中, 引导脉冲为宽度是10 ms左右的一个高脉冲和一个低脉冲的组合, 用来标识指令码的开始。识别码、键码、键码的反码均为数据编码脉冲, 用二进制数表示。“0”和“1”均由毫秒量级的高低脉冲的组合代表识别码 (即用户码) 是对每个遥控系统的标识。当指令键按下时, 指令信号产生电路便产生脉冲编码。键码后面一般还要有键码的校验码, 用来检验键码接收的正确性, 防止误动作, 增强系统的可靠性[8,9]。

3.2 存储编码程序设计

当按下“记忆”按键S1时, 单片机进入存储记忆红外遥控编码的状态。ATmega8L单片机首先关闭中断, 等待遥控器发出的红外遥控编码输入。当红外遥控编码输入后, 单片机将其保存至E2PROM中。这样, 即使断电之后, 单片机存储在E2PROM中的信息也不会丢失, 可以保证断电后的正常使用。存储红外信号的编码程序流程图如图4所示。

3.3 软件解码程序设计

软件解码则由ATmega8L单片机的外部中断、定时器以及软件构成一个红外遥控接收系统。定时器用于延时测量两个脉冲串之间的间隔。外部中断用于当接收到红外脉冲信号时触发定时器进行数据接收。当红外接收管接收到红外脉冲时, 程序首先出发外部中断, 由外部中断启动定时器, 每个一段时间间隔就采样一次, 并将采样到的红外脉冲编码保存到RAM变量中, 然后与存储编码程序中所保存的编码进行比较, 当两者相同时则认为是按下了开关按键, 进行相应的开关操作, 否则程序不执行开关操作[10]。软件解码程序的流程图如图5所示。

4 结 语

目前的家用电器, 如电视机、VCD、DVD和功放机等一般都配备了遥控器及智能化控制技术, 给人们的使用带来了极大的方便。随之而来的小家电如电灯的控制也在向自动化、智能化操作方面发展, 这样才能满足人们的生活需求。智能红外遥控开关充分利用了现在家用电器繁多的遥控器, 实现了遥控器的功能复用, 而且在软件解码红外遥控系统中, 解码的核心是CPU, 电路极为简单无须外围器件, 体积小, 抗干扰能力强。经过实验多次测试, 该开关可以替换原墙壁开关, 不用再增加连线, 为安装和使用提供了方便。把原机械式墙壁换成该遥控开关不仅实用, 也很安全经济。

参考文献

[1]鲍晓宇, 黄松岭, 刘国权.PLD器件在红外遥控解码中的应用[J].电子技术应用, 2000, 26 (1) :67-70.

[2]凌志斌, 邓超平, 郑益慧, 等.红外遥控技术及其解码方案[J].微处理机, 2003 (6) :59-62.

[3]裴彦纯, 陈志超.基于单片机系统的红外遥控器应用[J].现代电子技术, 2004, 27 (4) :87-89.

[4]邵思飞, 杨延宁, 刘根据, 等.一种简易的红外遥控开关原理与设计[J].现代电子技术, 2008, 31 (18) :35-37.

[5]姜西辉, 刘建伟, 蒋洪波, 等.一种具有过零检测功能的阻容降压电源电路:中国, 200720196735.1[P].2008-11-20.

[6]朱飞, 杨平.AVR单片机C语言开发入门与典型实例[M].北京:人民邮电出版社, 2009.

[7]李泓.AVR单片机入门与实践[M].北京:北京航空航天大学出版社, 2008.

[8]蔡勇.基于FPGA的多功能红外遥控器设计[D].西安:西安电子科技大学, 2007.

[9]倪健, 董强.编码解码技术在红外遥控器中的实现[J].中国民航飞行学院学报, 2004 (15) :35-36.

红外遥控器信号的接收和转发 第5篇

摘要：介绍用51系列单片机采集家用电器红外遥控器信号，并将其转发原理。文中给出红外接收芯片的外围电路和测量接收波形的程序。

关键词：红外遥控 单片机系统 转发

红外遥控在家电产品中有广泛应用，但各产生的遥控器不能相互兼容。目前市场上常见的万能遥控器只能对某几种产品进行控制，不是真正的“万能”，而且不能对新上市的产品进行控制。本文介绍一种用单片机对红外遥控器信号接收和转发的方法，由于只关心发射信号波形中的高低电平的宽度，不管其如何编码，因此可以用来实现自学习万能遥控器。

一、红外信号的接收和波形测量

所有红外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。如果直接对已调波进行测量，由于单片机的指令周期是微秒（μs）级，而已调波的脉宽只有20多μs，会产生很大的误差。因此先要对已调波进行解调，对解调后的波形进行测量。

(本网网收集整理)

红外遥控接收芯片CX6可以完成对遥控信号的前置放大、限幅放大、带通滤波、峰值检波和波形整形，只需加上简单的外围电路即可完成对已调波的解调，原理如图1所示。

将CX20106解调出的遥控编码脉冲直接连入8751单片机的INT0和T0脚，定时器T）和T1都初始化为定时器工作方式1，T0的GATE位置位。每次外部中断首先停止定时，记录T0、T1的计数值，然后将T0、T1的计数值清零，并重新启动定时。T0的`值即为高电平脉宽，T1-T0的值为低电平脉宽，如图2所示。

测量波形的外部中断服务程序的流程如图3所示。

测量波形的外部中断服务程序如下：

interup0:clr tr0

clr tr1

push psw

push acc

inc test

jb first,RE

mov a,tl0

mov temp1,a

mov a,th0

mov temp2,a

mov a,tl1

clr c

subb a,temp1

movx @dptr,a

inc dptr

mov a,th1

subb a,temp2

movx @dptr,a

inc dptr

mov a,temp1

movx @dptr,a

inc dptr

mov a,temp2

movx @dptr,a

inc dptr

RE:clr first

mov tl0,#0

mov th0,#0

mov tl1,#0

mov th1,#0

setb tr0

setb tr1

二、测量数据的转发

只须用的数据周期性地改变P1.0就可以得到原来的遥控编码脉冲，流程如图4所示。

三、产生遥控发射信号

用遥控脉冲信号调制38kHz方波，然后将已调波放大，驱动红外发光二极管，就可以得到遥发射信号。调制可用一个或门实现，38kHz方波可用8751的定时器T1产生，如图5所示。

有些遥控器的载频可能是40kHz，只须稍微加大发射功率仍然可用38kHz载频使其接收电路动作。

四、应用领域

红外遥控 第6篇

关键词:红外遥控AVR单片机Proteus仿真

中图分类号:TP273文献标识码:A文章编号:1674-098X(2011)06(a)-0069-01

红外遥控技术实际上是一种远程遥控技术,它在工业控制、家用电器等领域应用广泛。红外遥控是一种无线、非接触式的控制技术,具有抗干扰能力强,信息传输可靠等优点,被越来越多的电子设备广泛采用,并逐渐应用到计算机系统中。

1 红外遥控的原理及特点

红外遥控的发射端采用红外发光二极管来发出经过调制的红外光波;红外接收端主要由红外接收二极管组成,能将红外发射端发出的红外光转换为相应的电信号。

由于红外遥控不具备像无线电遥控那样穿过障碍物去控制被控对象的能力,所以同类产品的红外遥控器,可以有相同的遥控编码,而不会出现遥控信号“串门”的情况。这为大批量生产以及在家用电器上普及红外遥控提供了极大的方便。

2 Proteus仿真软件简介

Proteus软件是英国Labcenterelectronics公司出版的EDA工具软件。它不仅具有其它EDA工具软件的仿真功能,还能仿真单片机及其外围器件。它是目前最好的仿真单片机及其外围器件的工具。使用Proteus丰富的硬件资源库和强大的仿真能力,它能够仿真现阶段大部分常用型号的单片机及其外围电子系统。在软件调试方面,将其与单片机编译器联合调试,可以立即进行硬、软件联调的系统仿真,直接使用仿真器来调试系统,观察调试效果。

3 设计思路

红外光的波长为950nm,低于人眼的可见光谱,因此我们是看不见这种光线的。在大量的电子产品中都能使用红外遥控器对受控设备进行非接触式控制,但由于有热量的物体都能发出红外光,所以为了保证红外遥控器发出的红外信号能够不受干扰地被接收端识别,应将红外信号进行编码。为了解决这个问题,需要将待发送的编码进行调制。红外发射端和接收端都调谐到一定的频率,这个频率就是收发双方所使用的载波频率。

使用红外信号发送编码时,我们使用的是Proteus组件IRLINK兼容SONY的SIRC协议。SIRC红外控制协议有3个版本:12位、15位及20位版本。本设计中使用的是12位版本,其中5位为地址编码,7位为命令编码,使用的载波频率为40KHz。其中地址编码与命令编码需要事先预定义好。

SONY的SIRC协议使用脉宽调制,使用不同的脉冲宽度来对比特位进行编码。对于40KHz的载波,它用1.2ms载波脉冲宽度表示逻辑“1”,用0.6ms载波脉冲宽度表示逻辑“0”,载波脉冲之间用0.6ms的固定空闲周期进行分隔。在发送12位的编码之前要先发送2.4ms宽度的脉冲信号作为起始信号,随后是0.6ms的空闲周期,接下来再发送7位命令与5位地址,发送顺序是从低位向高位逐次发送。

4 具体实现方法

当前版本的Proteus中还未有调制发送SIRC滤波与解码的仿真器件。本设计是通过两块AVR单片机来实现的,其中一块ATmega8用于生成滤波信号,调制发送自己编制好的SIRC编码,另一块ATmega16则通过兼容SIRC协议的IRLINK组件接收红外信号并进行解码。前者在本设计中作为“红外遥控器”使用,后者则作为红外受控器件使用。

程序首先编写出输出600μs红外载波的脉宽程序,因为载波脉冲宽度有3种,为2.4ms、1.2ms、0.6ms,它们分别是600μs的4倍、2倍和1倍,这样调用时分别给出参数值4、2、1即可输出3种不同宽度的滤波,它们分别表示起始信号,逻辑“1”与逻辑“0”。

在编写好了输出脉宽程序后,在发送12位红外编码数据的函数中就可以随意调用它了,函数首先发送2.4ms起始信号,然后开始发送12位编码,控制这12位编码由低位到高位的逐次比特发送过程。当遇到1时就发送1.2ms宽度载波脉冲,当遇到0时就发送0.6ms宽度载波脉冲,每发送完一位后接着送出0.6ms的空闲区,该空闲区用来分隔所调制的各个比特位。

在调试过程中,可以用虚拟示波器的A、B两通道观察IRLINK的I/O信号,可观察到两组波形,上面是发送的调制信号,前面较宽的区域是2.4ms的载波信号,之间间隔的区域是0.6ms的间隔区域,如我们发送编码“403”时,按从后向前的顺序就可观察到所显示的频带编码是010000000011。下面的波形是通过IRLINK解调的结果,滤波已去掉,我们可以清晰地观察到在ATmega16上接收到的脉冲波的“0”和“1”两种逻辑状態。

最后就是ATmega16单片机在已接收到滤波信号后,如何解析出对应的12位SIRC编码的问题。在滤波信号中,所有的高电平都与600μs的间隔区域相对应,它们的宽度完全相同。而所有的低电平则具有不同的宽度,SIRC编码就是由这些不同宽度的低电平来分别表示逻辑“0”和“1”的。由IRLINK解调后的信号通过INT0送入ATmega16,再通过编写INT0中断程序来进一步完成解调后的信号解码工作。对于最终解析出来的12位编码,在本设计中将其看成3个独立的字节,将其分别显示在3个数码管上。

5 结语

上述设计说明,利用Proteus仿真可以实现红外遥控功能。并且利用Proteus软件所提供的虚拟仪器和仪表来设计单片机系统,不仅经济优势明显,而且大大提高了开发效率。但我们还应该意识到,这种实现方式还存在着一定的弊端,比如,Proteus元件库中的模拟器件类型较少,可供我们选择的余地较小等缺点。而且,仿真也不能完全地取代实物,只有将Proteus软件的模拟结果应用于真实的电路系统中,才能真正完成一个实体项目。

参考文献

[1]彭伟.单片机C语言程序设计实例100例——基于AVR+Protues仿真[M].北京:北航出版社,2010.

红外遥控节能开关插座的设计定型 第7篇

随着电器产品待机能耗的迅速增长,家庭和社会付出了太多的代价,中国节能认证中心对家庭待机能耗做过的调查显示,待机能耗占到家庭电力消耗的10%左右,仅以电视机为例,平均每台电视机的待机能耗是8.07 W,按每天待机2小时大约耗电0.016度。待机能耗引起的资源和环境问题越来越受到社会的广泛关注,为此国际能源署提出了“1瓦计划”,到2010年实施1瓦的待机能耗行动[1,2]。该计划得到欧盟和美国的积极响应,并签署协议承诺逐年降低待机能耗,各国相继推行了强制性法规(例如2003年欧盟委员会正式启动了“欧洲理智能源计划”,2005年6月欧盟发表了《关于能源效率的绿皮书》,2006年美国实施了“白标机制”等[3])。智能开关插座因其方便节能,受到了国外消费者的广泛欢迎,目前智能开关插座正在成为新节能产品的研究热点[4,5,6]。

红外遥控节能开关插座是采用欧盟技术标准设计的针对电视机的一款智能开关插座,本文阐述了红外节能开关插座的硬件电路设计、软件算法设计,以及对产品进行的白/黑盒定型测试,给出了自动开关插座的设计和定型方案,消费者利用它可以对家中一些需要不断开关的电器进行自动断电控制,而不需要拔掉插头。

1 红外节能开关插座的硬件设计

1.1 红外节能开关插座的工作原理

红外节能开关插座是指采用在规定空间距离范围内,发出红外线使开关插座开启或关闭,延时一定时间后自动断开电源的设备。

红外节能开关插座具有自动断电功能,主要是利用负载的输入电压在待机与开机两种状态下的有效波形差异较大进行工作。负载在待机状态所取的有效波形是指在一个周期内,绝对值大于阈值部分所占的大小;负载设备在开机状态所取的有效波形部分是指在一个周期内,波形方向与待机状态同向,绝对值大于阈值部分所占的大小。

设电视机负载输入电压波形峰峰值一半处为波形的阈值,如果绝对值大于阈值则认为是高电平;如果绝对值小于阈值则认为是低电平。电视机的待机状态或开机状态,输入电压波形在单周期内,绝对值大于阈值波形所占的比值通常在1∶2之上,使得负载输入电压波形可以被采样电路所采样,采样的数值在单片机存储器中也可对应表示为二进制数据。因此,设计红外节能开关插座的原理图如图1所示,它是由MCU控制电路、检测电路、比较电路、关断电路、红外接收电路、开关插头电路和电源电路等部分构成的智能开关插座。

1.2 检测电路的设计

在红外节能开关插座的硬件电路设计中,检测电路负责检测负载电视机输入端处于不同状态下的电压波形,并将采样到的波形数据送入后级放大电路,经过放大后的波形数据再交由比较电路和单片机进行分析处理,检测电路的电路原理图如图2所示。

线圈是采样负载输入电压波形的重要器件,根据电磁学理论,忽略线圈边缘散场,且假定中心为均匀磁场的情况下,由式(1)可计算出的检测电路线圈匝数为[0.5,5]匝[7,8,9,10,11]。

${\rm N}=\frac{5Bl}{2\text{π}{\rm I}}\cdot \sec \beta (1)$

式中:N为线圈匝数(单位:匝);B为管子聚焦中心磁感应强度(单位:G);l为偏转线圈的有效长度(单位:cm);I为流过线圈的电流(单位:A);β为偏转线圈轴线中心点与偏转线圈直径的夹角。

一般来说,线圈的匝数和电压成正比关系,减小线圈匝数有助于电压波形的采样,不利于电压波形的稳定;增加线圈匝数在一定程度上可以提高电压波形的采样稳定性,但采样精确度又会有所降低。为了从估算值中准确确定检测电路线圈的匝数,需要对开关插座进行变线圈匝数的试验,以寻找最佳的线圈匝数。

在试生产的批量产品中,随机选取56个半成品作为试件,设计实测方案来完成电感线圈匝数的求值。首先进行0.5匝线圈的测试,如果达不到指标要求,则将线圈匝数直接调至最大值5匝再进行测试。如果性能指标仍未达到设计要求,就以1匝为基数减少线圈匝数进行测试,直至减少到2匝(含2匝)为止。若还是达不到设计要求,则将减小的基数改为0.5匝,也就是按1.5匝的线圈进行测试。根据上述试验方案先选择0.5匝的线圈匝数,试验测得波形良好的是53个,产品的优良率为94.6%;待机或开机波形不良的有2个,波形不稳定的1个。用同样方法进行5匝、4匝、3匝、2匝和1.5匝线圈的试验,测得如表1所示的数据,产品优良率为87.5%,89.3%,78.6%,89.3%和83.9%,可见线圈N=0.5匝的产品性能最佳。

1.3 比较电路的设计

红外节能开关插座的比较电路负责对采样到的待机波形和工作波形进行对比判断,是开关插座能够完成自动关断功能的关键电路,其电路原理图的设计如图3所示。

从电路图中可以看出LM358放大器是比较电路的核心器件,LM358是适合于电池供电的低功耗器件,有两个独立的、高增益的、内部频率补偿的双运算放大器。两片LM358配合使用就能够将输入线圈的电流信号转换成双极性的电压信号输出,可以用于单片机控制的存储器中待机波形与实时采样波形数据的比较辨别。

为验证比较电路设计的实际效果,从线圈匝数为0.5匝的半成品中随机抽取50个试件进行测试。

第一步,若开机/待机波形均良好,则编号归入波形正常类。若开机/待机波形不良,则编号,更换LM358后再次检测;若波形良好,就归入更换LM358后波形正常类;若波形依然不良,则归入其他故障类,得到如表2所示的测试数据。对前两类半成品,装成整机后进行第二步测试;对第三类半成品,交由维修部门诊断故障并修复,不再进行后续测试。

第二步,对上一步波形正常的49个半成品装成整机进行功能检验。规定检测过程、自动断电过程、电视机使用过程的观测时间分别为3 min,1 min,10 min,如果前两者超出上述假设条件,将按照不同的原因予以分类。试验得到44个正常,5个功能不佳,其中功能不佳的5个包括2个在开机时自动关机; 3个在使用遥控将电视机待机后10 min仍不能自动断电(属于自动断电过程失效)的测试结果。事后经故障检测和隔离发现:开机时自动关机的2个整机故障原因是线圈与电路板虚焊,经修复后正常;10 min不能自动断电的3个整机,经查明其中1个是误测,其余2个属于更换LM358后波形良好类。因此,可以说随机取样的50个半成品装成整机后,不考虑PCB板焊接故障以及LM358元器件本身可靠性的原因,合格的产品共有49个,合格率达到98%以上,表明该电路的设计达到设计要求。

1.4 开关插头电路的EMC设计

欧美发达国家对产品电磁兼容的要求普遍较高,为满足出口红外节能开关插座的需要,其开关插头电路设计有抑制电磁干扰电路。开关插头电路中的抑制电磁干扰部分采用共模电感和电容串联方式构成噪声滤波器电路,如图4所示,C8、La和C9、Lb组成的两组低通滤波器,可以使线路上的电磁干扰信号被控制在规定水平。该噪声滤波器能有效地抑制外部电网电磁干扰信号通过开关插座进入负载电视机,增强电视机的收视效果,也能衰减负载电视机产生的电磁干扰信号污染外部电网,满足了红外节能开关插座的EMC设计初衷。

2 红外节能开关插座的软件设计

红外节能开关插座控制软件的设计既充分考虑了软件的实用性,又兼顾了代码的可靠性,进行了系统的三方测试。软件设计整体上可分为系统管理主程序、系统调用子程序、上电自检子程序、检测过程子程序、自动断电子程序、延时子程序、报警子程序和系统保护子程序等部分。

红外节能开关插座在第一次使用时,需要进行开机上电自检测,首先应把电视机电源插头插到开关插座上,再把红外开关插座插入外部电源插座,然后用遥控器把电视机置于待机状态下。此时红外节能开关插座将以指示灯闪烁表示系统的上电自检过程,软件流程如图5(a)所示。此时,开关插座将对电视机处于待机状态下的波形进行采样、辨别和存储。指示灯闪烁期间检测电路对待机波形进行采样;如果连续五个周期的采样波形完全相同,则以指示灯的闪烁结束来标识完成了对待机波形的辨别;指示灯处于常亮状态后,单片机将此波形记录为电视机的待机波形。然后等待一段时间,如果负载电视机始终没有处于工作状态,则系统检测到的波形与存储器中的波形一致,关断电路就切断外部电源。

电视机和红外节能开关插座的遥控器实现了相互兼容,用户可以用电视遥控器先将开关插座打开,再用遥控器打开电视机。当电视机处于正常开机状态时,图像、声音等视听功能被同时打开,使得电视机功耗增大,此时检测电路监测到的波形与记录在存储器中的待机波形差距较大,此刻系统管理主程序、系统调用子程序、检测过程子程序、报警子程序和系统保护子程序都在正常运行,保证了电视机在这种情况下不会发生自动关机现象。用户可以正常收看电视节目,这也是节能开关插座所必须具备的基本功能。

用户将电视机用遥控器关闭,使电视机处于待机状态后,自动断电子程序开始运行,其流程图如图5(b)所示,当检测到此刻的波形正好与存储器中记录的待机波形一致时,单片机就会控制切断电源,保证用户使用结束后能将电视机彻底关机,从而达到节约待机能耗的目的。

用户在以后的使用中,如果没有将电视机插头从红外节能开关插座中拔出,没有将红外节能开关插座从电源处拔出,就可自动完成待机状态的关断,最大限度地节约电视机的待机能耗。

3 红外节能开关插座的定型测试

3.1 红外节能开关的白盒测试

从智能开关插座的工作原理可知,检测电路能否采样到良好的待机波形,是红外节能开关插座设计是否成功的前提;比较电路能否明显辨别待机状态和工作状态的波形,是红外节能开关插座能否实现自动关断的基础。可见检测电路和比较电路就是自动开关插座的关键电路,白盒测试就是要针对这两个电路进行试验。

首先在测试架上对电路板进行测试,测试合格后从中随机选取1 000个电路板作为白盒测试的样本,对检测电路的白盒测试,其结果分为采到和没采到待机波形两种情况,而采样到待机波形又分为波形良好和波形有失真两种情况,具体的测试数据如表3所示。

对于通过上一步白盒测试的半成品,再从中抽取373试件,对比较电路进行白盒测试,得到如表4所示的数据。从实测数据可知,红外节能开关插座半成品的白盒测试合格率为98.66%,所以该批次达到了量产要求。

3.2 红外节能开关的黑盒测试

在红外节能开关插座的产品定型前,还必须进行整机功能的黑盒测试,以验证其节能功能。根据红外节能开关插座的使用环境,测试的严酷度等级可分成两种情况:第一,负载电视机没有闭路信号与声音,屏幕蓝屏状态下的高严酷度等级功能测试;第二,负载电视机的视听信号全部打开,用户欣赏节目状态下的低严酷度等级功能测试。

在黑盒测试的过程中,规定电视机的使用时间为5 min。从通过白盒测试的红外节能开关插座中,随机选取300个半成品试件,将它们装成整机进行黑盒功能测试。在第一种情况下,300台红外节能开关插座试件进行的测试得到277个功能正常的试件,15个检测时间超过三分钟(包含有3个指示灯一直闪烁和12个在检测阶段三分钟内指示灯不熄灭),2个开机自动关机,6个1 min内不能自动断电,共有23个功能不良,具体如表5所示。

对上面发现的23个问题试件,进行了第二种情况下的黑盒测试,试验数据如表6所示,得到15个检测时间超过3 min的整机中,在电视机有闭路信号的条件下测试合格;而出现自动关机严重故障现象的2个试件,把它们放在任选的3台不同负载电视机上进行测试,其中有一个延时自动断电,而另一个查明是电路板上比较电路中的一个电阻损坏,经更换后测试功能正常;6个自动断电时间大于1 min的整机,有2个断电时间较长,其余4个在电视机有闭路信号的工作条件下均合格。

综上所述,进行黑盒测试的300个红外遥控节能开关插座整机,有296个功能完全正常,批次合格率达到98.67%。另有1个电路焊接故障和3个自动断电时间较长。综上所述,红外节能开关插座设计合格,达到了正式量产的要求。

4 结 语

电视机等家用电器由于没有定时控制,它们在待机状态浪费了大量的能源。红外节能开关插座固有的节能特性,实现了“用户自己不用时自动拔下插头,使用时自动接上插头”的功能,可以不规律设定断电和接电时间,达到了操作简便且节能的目的,对建设节约型社会起到了重要的推动作用。该红外节能开关插座具有的可靠性高、寿命长、功耗低、反应速度快等优点,使得即使存在当前的全球金融危机,它仍然获得了德国、英国、澳大利亚等国用户的青睐,仅2008年下半年就得到约4.6万余个的订单。

摘要：为降低家用电器的待机能耗,解决因待机能耗增加而引发的环境问题,适应发达国家强制推行使用节能产品的政策,研制了一款能够应用于电视机的红外遥控节能开关插座。在介绍红外节能开关插座工作原理的基础上,提出了开关插座的硬件电路设计方案,详细论述了检测电路、比较电路、开关插头电路等关键电路,阐述了开关插座的软件设计方案,给出了节能开关插座的设计方法。通过对抽样试件进行的各种测试,提出了智能开关插座完整的定型测试流程,并获得了大量的实测数据,为设计相关节能产品提供了参考借鉴。试验结果和得到的订单情况表明,红外遥控节能开关插座设计获得了成功,具有良好的市场前景。

关键词：开关插座,待机能耗,节能,白盒测试,黑盒测试

参考文献

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红外遥控 第8篇

无论液晶电视采用的是直下式的面板还是侧入式的面板,都可以将layout有红外接收器的红外印制电路小板布置在LCM面板的背侧或者斜后侧,外观上的红外遥控信号接收透镜一般由透明塑胶注塑而成,通过透镜的轮廓设计使得外露在电视外观上的窗口接收到遥控器发出的红外光线,经由透明塑胶透镜,在透镜内部全反射和折射,最后透射出透镜到红外接收器上。文中即采用几何光学进行光学路径分析与确认,采用3D设计软件对透镜的结构进行机构修改与设计,利用光学设计软件建模,光线追迹分析,完成透镜的功能结构可行性分析与改善设计,提出一种红外透镜的分析与优化设计的新方法。

1 与传统红外遥控信号接收功能的相关结构设计的对比

1.1 传统红外遥控信号接收透镜结构设计

传统电视上红外线信号接收器所在的红外印制电路板放置在LCM面板下方,与面板在竖直方向不重叠地并列,因此不管在电视正面外观上红外透镜外观接收透镜的尺寸设计多大,在内部红外印制电路板都需要占用到电视地侧很大的宽度尺寸。

图1为典型的传统红外透镜设计结构,红外接收器直接处在红外透镜的正后方,且红外透镜的背面与红外接收器之间的距离很近。红外印制电路板位处LCM面板的竖直方向下方。这种方式使得红外接收功能的相关结构占用空间很大。

1.2 新型红外遥控信号接收透镜结构设计

随着电视的窄边框化,电视消费者对电视窄边框的追求,迫切需要设计出一种电视弯管透镜,当把贴装有红外遥控信号接收器的电路印刷板设置在电视面板背后而不是与面板并列放置的时候仍能将光线传递到电路板上的器件上。

因此越来越多的客户提出在机种地侧边缘以极小的尺寸例如20 mm×2.5 mm实现遥控测试的要求,超出了传统透镜设计范畴——透镜尺寸极窄,且位于地侧边界,无法通过传统方式将红外印制电路板与面板并列于前框内。

图2为典型的新型的一种红外透镜设计结构,将红外印制电路板布置于面板的后侧,这样就缩减了红外印制电路板占用的许多空间,而采用透明弯曲的红外透镜将电视正面接收到的红外光经由透镜,在塑胶件内部进行折射和全反射,最后部分透射出透镜,由红外接收器接收到。如果透射出透镜的光线光通量足够,就可以保证红外遥控功能的可靠性。

2 新型电视透镜设计基本原理

2.1 介质全反射原理

这种新型的电视透镜的机构设计需要结合光学上光线的折射与全内反射(TIR)原理。

图3为折射与全反射原理示意图。全反射临界角公式为

当θ > θc: 发生全反射

当θ < θc: 发生折射

在文中研究内容中,介质为塑胶介质与第二介质,第二介质优选为空气,从光学特性与材料特性考虑,塑胶材料一般取透明聚碳酸酯PC。对于PC材料,PC的折射率为1.59,根据式(1),临界角θ值约等于39°。即当在透镜内的θ >39°,光线即会在透镜与空气的临界面发生全反射,最后透射出透镜尾端面。

2.2 电视产品的透镜设计依据

电视透镜的分析与设计原理基于几何光学理论,并需要结合实际电视行业的测试规则,来定义和检测是否符合相应的测试规范。因各厂家各品牌关于电视遥控功能测试的企标不同,但基本可参照以下标准。表1分别是电视机行业规定的7个角度测试的距离规范。以此规格为出发点,在模拟分析中,即需设置7个角度的光源,分别从不同角度发出光线进入透镜窗口。

3 电视透镜的机构设计与光学路径分析

3.1 透镜的初步结构设计

电视机种外观设计多有变化,地侧边框的外观形式多样,因此透镜的结构轮廓通常都是不规则的3D,如图4所示。首先跟根据透镜的外观及红外印制电路板的大略所在位置,设计透镜外观与红外印制电路板上相关接收器件之间的连接桥段的轮廓,而该连接桥段与透镜外观是连接为一体的,与相关接收器件之间的距离最好≤0.6 mm,使得透镜外露的外观部分得到的光线经过连接桥段的有效全反射后从接近接收器件的端面透射出。有效全反射是指该连接桥段不能保证100%光线可以在透镜的边界上全反射,有一部分会进行折射或透射,为了保证透镜功能的可靠性,必须保证有一定效率的光线全反射并从另一端面透射出。该与相关接收器件相对的端面也可以设计光线的向外耦合结构,如细咬花增加光线的扩散效果。如果仍有较大活动空间,再对红外印制电路板的位置进行优化调整,使透镜背后用于全内反射(TIR)的结构效率最优化。因为在这一步骤暂未经过Tracepro的分析校准,该设计暂时只是根据经验值的初步结构设计结果。

3.2 透镜的光学路径分析

对于电视行业测试标准,需满足上下左右不同角度4.5~8 m甚至10 m的测试距离功能要求,因此不能通过单纯的2D几何画法来验证光线进入透镜,及透射出透镜的走向及状态,此时利用专业光学软件Tracepro来计算光线的复杂路径,并对光线进行光学仿真模拟。

在已经完成的透镜的初步结构设计基础上进行建模,导入Tracepro,再在Tracepro里对透镜相关结构零件及各角度光源进行属性和参数设置。对于远距离发射的遥控器红外光线,表面光源发射形式取平行光进行模拟分析,波长根据遥控器发射信号波长定义,如取940 nm。光线数量取500左右即可。透镜材料定义为PC。其他零件根据实际材料特性定义,或全定义为完全吸收面。光源大小可取与透镜外观面等大,或与红外接收器尺寸等大。光源角度设置同行业规定的测试等级。根据国标GB/T14960-94,遥控器的红外光峰值辐照度应不小于40μW/cm2,但将光源简化定义为1 W,通过计算透镜表面与尾端面接收到的光通效率比进行比较,可判断出是否有足够的红外光透射出透镜尾端面,进入红外接收器有效接收区域。

图5以正面角度的红外遥控发射信号为例,图5a为分析原理图。可以看出,光线进入透镜后在透镜内部进行全反射,最后透射出透镜尾端面,由红外印制电路板上的红外接收器接收到,这个图展现的是比较好的透镜设计。图5b为侧视的光线追迹分析输出图。可以看出,红外光线进入透镜后的光线追迹走向,可以判断出透射出的红外光线针对红外接收器的指向性。图5c为输出的辐照度分析图。可以看到,接收面上的光斑分布情况以及接收到的光通量大小,目前总能量0.119 W是以辐射度学统计的,由于入射光的光通量设置为1 W,因此接收面上的光通效率为11.9%,该数值可以得出透射出透镜由红外接收器件接收到的光通量是否足够的数据判读依据。

(a)分析原理图 (b)侧视的光线追迹分析输出图 (c)输出的辐照度分析图

3.3 Tracepro 分析结果的确认

根据图5的三个Tracepro光线追迹结果可得出结论:此透镜的设计使得遥控信号红外光在正面角度的入射光路径指向性良好,且透射出透镜尾端面的光通效率足够,因此该透镜的设计可以使得在正面上的功能性很好。

按照前述测试规格要求的角度在Tracepro里分别进行光线追迹分析,查看各方向的光线追迹结果,可得出直观的光线指向性结果,如图6所示。并得到相关器件上接收到的光线的辐照度分析图,如图7所示。并可将其输出的数据计算得到每个角度的光通效率比如表2。

首先查看Tracepro里各角度的光线追迹图,检查光线是从透镜的哪个边界透射出,在与红外印制电路板上的红外信号接收器件相对的透镜的端面上光线向外透射的状况,光线在透镜哪条边界哪段区域进行全反射等技术信息,如图6所示。在某些角度上红外信号接收器件只能接收到很少的光线,这样其功能性就存在风险,必须改变透镜的结构设计才能纠正这个角度上的光线表现性。结合检查各个方向上透镜端面分别对应辐照度分析图上输

出的数据计算得到的有效透射光线效率比,如表2所示,可以直观进行判读该透镜的结构设计是否全部满足或部分满足每个角度的功能性。

3.4 透镜设计的校准与修改

结构设计的透镜需要经过Tracepro进行分析验证,如图6所示。当设计的透镜经Tracepro分析验证在某些角度或所有应测角度都存在风险时,就需要再回到结构设计的修改上来。比如光线追迹分析结果是在左边30°的入射角度上,透镜端面出射的光线数量少,那么需要结合光线追迹图来解析,检查需要修改透镜的哪个边界或结构来满足该角度的光线反射或透射的方向。当修改完透镜结构后,再利用Tracepro进行校验,一直到该角度且其他角度的测试都满足足够的光学输出数据为止。可进行修改的一般为透镜的各向边界或在内部设立第二介质,优选地为空气,使得光线在折射率高的塑胶边界 遇到空气 介质 ,可选地进 行全反射 或透射。

一般地,此类红外透镜需要类管型设计,具有一定长度和一定料厚实心的透明或半透明塑胶制品。这种管型设计在外观上的尺寸较扁,才更符合电视越来越窄边的趋势,在电视机内部隐藏的部分可呈弯管状折弯变化。

各个角度入射光线经过透镜全反射后由红外接收器件所接收到的光通量与入射进透镜的光通量的比值,即透镜的有效透射光线效率比可以作为判断该角度的红外遥控功能是否合格无风险的依据,一般地,上述所有角度的有效透射光线光通量效率比≥10%,可以判断功能性。各角度进入器件表面的光线辐照度分析图见图7。

4 结 论

实验及生产证明,将Tracepro仿真模拟与红外遥控信号接收透镜的结构设计相结合,利用Tra-cepro进行入射光线追迹分析,及校准透镜的设计,有助于精确地确定透镜的红外遥控接收信号和传递信号的功能性。

关于单片机控制的多路红外遥控开关 第9篇

红外遥控的优点很多, 目前在各种娱乐设施以及家电产品中已经广泛地应用了红外遥控技术, 用户在操控的时候非常便利。如果将单片机和红外遥控开关结合在一起, 就能够让控制变得更加便利。本设计以单片机为核心, 加上外围的电路构成了多路红外遥控开关。

2 总体方案设计

系统的整体构成如图1所示。这个系统是由发射部分和接收部分组成的, 对待发射信号进行调制的方式是脉冲个数编码, 在调制好之后, 红外发射管就会将其发射。在接收部分, 则是由红外接收管来进行解码的接收, 通过输出相应的控制信号来使继电器的状态发生相应的改变, 并由LED数码管对发射部分按下的按键号进行指示。

3 系统硬件设计

发射部分的控制核心为单片机, 键扫描端口则是PO口, 红外遥控发射编码的输出脚为第14脚, 作用是对56.7k Hz的载波编码信号进行输出。另外, 为了让发射部分的正常工作能够得到保证, 必须要在PO口上外接上拉电阻。

接收部分的控制核心为单片机, P1.0到P1.3是数码管的二进制数据输出口, 在译码工作完成之后, 就会将按键号显示出来。P0.0到P0.7以及P2.0到P2.7的输出经过三极管放大之后与控制继电器相连接, 对调节之后的红外遥控信号进行接收的是P3.0和P3.3口。此外, 有两点需要进行说明。

(1) 为了使开机的时候灯可以全部灭掉, P0口以及P2口在系统上电初始化之后, 在收到发射部分的控制信号之前, 都会一直保持在高电平的状态。

(2) 红外接收头的解调频率为56.7k Hz, 当接收器收到同等频率的红外脉冲信号时, 输出的是低电平, 否则的话就输出高电平。为了接收到脉冲编码信号调制的红外光信号, 前置放大器和光探测器是封装在一起的, 在系统运行的时候, 接收器就会解调接收到的脉冲编码信号, 在完成解调的工作之后, 就会输入信号到单片机的相应接口上。

4 系统软件设计

在对软件进行设计的时候, 同样也要分成两个部分来进行, 分别是发射部分和接收部分。

发射部分的工作原理:系统通电之后, 就会调用键扫描处理子程序, 这时如果没有任何按键在进行输入工作, 系统就会处在一个等待的状态。当有按键在进行输入工作时, 系统就会运行按键检查子程序。在发射子程序中, 对待发射信号进行调制工作, 调制为56.7Khz的载波信号, 单片机的14脚对其进行输出。在经过三极管T1的放大之后, 就会驱动红外发射管, 让调制脉冲信号可以顺利地发射。发射信号由不同的脉冲个数来代表不同的编码, 最小值为6个, 最大值为21个。为了可以让控制的可靠性和灵活性得到进一步的增加, 将发射脉冲分成三段, 分别是连接段、控制端以及结束段。连接段就是发射信号的前3个脉冲, 宽度分别为4、2、4, 间隔为1。发射信号的最后两个脉冲就是结束段, 宽度分别是2、4, 间隔也为1。中间的则是控制端, 宽度以及间隔都是1。

接收部分的工作原理:系统通电之后, 就会对单片机的P3.3口进行详细的检查, 当状态为高电平时, 系统就会等待, 反之系统就会启动中断服务程序, 实时接收数据帧。在进行数据帧接收的时候, 采用的是中断的方法, 会对前3位码的码宽进行验证, 如果不符合要求则将数据帧作废。当系统接收到的高电平脉宽大于5时, 就会结束脉冲的接收工作, 并验证最后两位脉宽, 分别为2和4, 如果不符合要求就视为错误码。在完成这些工作之后, 系统就会根据脉冲个数在单片机输出控制信号, 改变继电器的状态, 同时也会输出相应的二进制数据, 这样数据的接收就完成了。

5 结语

本设计采用了红外发射和接收的方式, 让信号传输的可靠性得到了有效的保证, 具有很多优点, 例如成本较低、灵活性较强以及安装和实施非常方便等。只要接收发射端的控制信号, 就能够实现相应的控制, 非常的简单和方便。同时, 为了让控制的可靠性和灵活性得到进一步的加强, 还将发射脉冲进行了分段, 再进行相应的工作, 这样就能够让接收工作更加准确。大量的实验证明, 在实际应用中, 这个方案的效果非常好, 安全性、可靠性以及灵活性也非常高, 可以对绝大多数的家用电器电源进行控制。但是, 该方案也还存在一些不足之处, 因为受到了红外线的传输距离以及特性等的限制, 该系统的有效控制距离在10米之内, 并且在操作的时候也要掌握好角度, 如果中间有障碍物, 如门窗等, 红外线就会受到阻隔, 就不能起到控制的作用, 可以通过调幅和调频来解决这个问题。

参考文献

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新型红外遥控密码锁的研究与设计 第10篇

随着人们生活的提高和安全意识的加强, 各种系列的防盗门广泛进入人们的生活和工作, 因而防盗门锁系统的安全性方便性就变得至关重要。当前市场上的大部分都是钥匙的, 它最大的缺点是其钥匙很容易被复制或盗用, 而传统的密码锁不管是机械的还是电子的其共同的不足就是将操作键盘固定在门上, 这就使得用户在操作时缺少隐蔽性, 而且可能被小偷随机捕捉密码开门。针对这种情况, 本文设计了一种新型的红外遥控密码锁。

本设计是将红外遥控技术与单片机控制相结合的一种方案。科技的进步使得红外遥控技术已日趋成熟, 它不仅控制内容多, 响应速度快, 抗干扰能力强, 而且低功耗, 低成本, 将它用于以微电脑 (单片机) 为核心的密码锁, 不仅具有较强的隐蔽性、保密性, 还能实现密码开锁、防止多次试探报警、智能修改密码等功能。

1系统硬件设计与实现

本文设计的红外线遥控密码锁主要是由发射模块、接收模块和控制模块三部分构成 (如图1) 。发射模块又由指令键、指令信号产生电路、调制电路、驱动电路及红外发射器件组成, 当指令按键被按下, 发射电路可以通过红外发光二极管输出一定数量被调制的载波脉冲信号;接收模块由红外接收原件、前置放大电路、解调整形电路组成, 当接收器件收到发射器的红外指令信号时, 它将红外信号变成电信号, 然后经放大、解调、整形、解码处理后还原出键码信号并送入单片机;控制模块主要由单片机、继电器、报警电路等组成, 单片机接收到键码信号后, 先进行键码识别处理, 再根据按键控制密码锁的工作。

1.1红外线发射模块

红外发射模块 (如图2) 是基于编码芯片PT2262的扩展电路设计。它将载波振荡器、编码器和发射单元集成于一身, 从它发出的编码信号由:地址码、数据码组成一个完整的码字, 在本设计中地址码由地址编码线Pin1-Pin8 (A0-A7) 的状态 (“0”、“1”、“开路”) 决定, 它必须与接收模块解码芯片PT2272的地址码状态完全相同;数据码由pin10-Pin13 (D0-D3) 的状态 (“0”、“1”) 决定, 由于本设计的12键的遥控器为需要12个通道才能完成按键的不重复编码, 而PT2262芯片本身只留有四个通道 (D0-D3) , 所以在设计中选用16-4编码电路 (两片74ls148构成) 将其扩展为16个通道 (如图3) , 以满足按键需要。设定的地址码和数据码从17脚串行输出, 作用于三极管T的基极, 由T驱动红外发光二极管发出调制载波红外线脉冲。在没有键按下时, PT2262不接通电源, 其17脚为低电平, 所以3 1 5 M H z的高频发射电路不工作, 这样达到了节能的目的;当有键按下时, PT2262上电工作, 其第17脚输出经调制的串行数据信号, 当17脚为高电平期间315MHz的高频发射电路起振并发射等幅高频信号, 当17脚为低平期间315MHz的高频发射电路停止振荡, 所以高频发射电路完全受控于PT2262的17脚输出的数字信号, 从而对高频电路完成幅度键控 (ASK调制) 相当于调制度为100%的调幅。

1.2红外线接收模块

如图4, 在接收电路中, 由解码芯片PT2272及其扩展电路完成对调制编码信号的接收、前置放大、解调整形、脉冲解码, 然后可直接从pin10-Pin13 (D0-D3) 端输出解码后的四位二进制键码。该系统中选用具有锁存功能的PT2272, 它输出端一直保持原来状态, 直到接收到新的信号输入, 为保证正常通信, PT2272的编码线Pin1-Pin8 (A0-A7) 的状态必须与编码芯片PT2262的状态完成一致。本设计中单片机是通过中断方式来响应按键的, 当解码芯片PT2272接收到信号后, 其地址码经过比较核对一致后, 数据脚pin10-Pin13 (D0-D3) 输出其相应的键码, 与此同时VT脚输出高电平, 经反相器B1后向CPU提中断。CPU响应后, 从由74ls373构成的缓冲器读取键码值, 然后CPU根据接收的键码执行相应操作, 实现密码锁的各种功能。

1.3锁控制模块

锁控模块主要由主控CPU部分、报警电路和继电器驱动部分。主控CPU部分本系统采用的是单片机AT89C2051, 它在程序的控制下, 接收用户通过遥控器输入的键值, 把这些信号进行汇总运算, 并实时的发出各种控制指令, 来控制密码锁的协调运行。报警电路是以555芯片为核心设计的, 并有单片机P1.0状态决定其工作。

2系统控制模块程序设计

该系统软件部分的设计基于汇编语言, 采用模块化结构, 以使程序易于修改、调试和升级, 本设计是采用INT0中断来响应按键的。软件系统主要包括主程序 (a) 、按键中断服务程序 (b) 、修改密码子程序、报警子程序等模块。其程序流程如图5。

3结束语

本系统充分利用了红外线通信的可靠性以及单片机控制的稳定性, 具有成本低, 功耗低, 安全性能可靠, 使用方便的特点, 可适用于许多不同的场合, 而且适合于大批量生产, 对于提高生产厂家的市场竞争力有很大的推动作用。

摘要：本文采用的是单片机AT89C2051与PT2262/2272编解码芯片相结合的方式设计的红外线遥控密码锁, 实现了密码开锁、防止多次试探报警、智能修改密码等功能, 它具有电路简单、安全可靠、成本低廉等特点。

关键词：单片机,PT2262/2272,密码锁,红外线遥控

参考文献

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[3]吴春国, 李文石.单片机控制电子锁技术剖析[J].东北林业大学学报.2002, (5)

红外遥控 第11篇

关键词 STC89C52 红外遥控 WD6122 FPS-4091 DS1302

中图分类号：TP273 文献标识码：A

1 设计背景和目的

随着电子科学技术迅猛发展，各种新型器件，智能化电器及产品在国民经济各个领域和人民生活各个方面得到了日益广泛的应用。近年来，红外遥控技术在日常生活中应用越来越广泛。本设计本着以人为本、经济安全的目的，采用红外线遥控技术控制白炽灯，通过遥控和手动双重开关，不仅弥补了传统产品的不足之处，而且适合老年人、残疾人等人群使用。本设计可以推广到冰箱、风扇及窗帘等家用电器，在智能家居中应用十分广泛。

2 系统总体设计

以单片机STC89C52为核心、DS1302时钟芯片、WD6122红外发送模块、FPS-4091接收模块、继电器等外围器件构建模块电路。硬件电路结构简单，再结合软件编程，能够很好的满足系统的各项功能要求，并且电路抗干扰能力强，线路简单，成本低。系统框图如图1所示。

红外遥控系统包括发射器和接受控制器两大部分。发射器由24个独立按键、主控芯片等组成，接收部分使用的是一体化接收模块。发射部分完成信号的编码和调制，接收部分完成对接收到的信号的解调和解码。系统框图如图2所示。

3 硬件电路部分

3.1 时钟电路设计

时钟芯片采用DALLAS公司出品的DS1302，该时钟芯片可提供年、月、星期、日、时、分、秒，并具有自动调整和闰年补偿功能。其一大特点是使用双电源供电（主电源和备用电源），可设置备用电源充电方式，当掉电的情况下，可使用备用电源充电，保证数据的存储。与主控芯片的连接见图3，外接11.0592MHZ晶振，时钟信号SCLK由单片机P0.6口提供，复位/片选线与单片机P0.7口连接，串行输入输出接口I/O口与单片机P0.5口连接，根据时序图能够正确的进行数据存取操作。

3.2 红外接收头FPS-4901

本设计中用到的成品红外接收头是FPS-4091。FPS-4901高灵敏红外线接收器，外形尺寸：13.5mm €？14.4mm €？16.3mm。该红外线接收器内含一个红外线接收管（PH302）和一个放大电路（CX20106），红外线接收管产生的光电流有前置放大器放大。该接收器可以直接和红外线发射管配合组合成各种遥控系统。

3.3 继电器控制电路设计

该电路输出部分由三极管和二极管组成，构成共射放大电路和继电器回路保护，见图4，其中，由单片机P3.7口产生继电器控制信号，并有工作指示灯反映信号的高低电平。如果P3.7口输出高电平，指示灯亮，继电器处于常闭状态，受控灯亮；反之，P3.7口输出低电平，继电器常开状态，并且指示灯熄灭。

4 软件部分

4.1 程序流程图（见图5）

开机时单片机进行初始化操作，一切都回归到原始位置，这时单片机开始扫描是否有红外遥控信号输入，如果有，单片机则进行接受信号并进行相应的解码，然后通过P3口输出相应的PWM脉冲波形给继电器电路控制白炽灯的亮灭。其程序流程图见如图5所示。

4.2 按键设计

键码识别是指矩阵结构的键盘识别被按键的方法。一般有行扫描法、行列反转法和行列扫描法。

在键盘设计中，通常采用行列扫描法，可以节省I/O，操作也方便、简单。除了识别有无键按下，按下键的行列扫描码以外，还要解决抖动和重键问题。一个键按下和释放的时候，按键开关会在闭合和断开位置间跳动几次后达到稳定状态，这就是抖动问题。抖动的存在会使得脉冲的开头和尾部出现一些毛刺波，持续时间一般小于10ms。如果不处理抖动问题，就可能被误作多次按键。抖动的消除可以通过硬件方法，采用RC滤波电路消除抖动的波形。也可以采用软件方法，在读取键码的时候延时一段时间，等信号稳定后再去识别键码。重键问题是指由于误操作，两个或以上的键被同时按下，此时行列扫描码中就会产生错误的行列值。重键处理的方法有连锁法和顺序法。连锁法是不停地扫描键盘，仅承认最后一个闭合键。顺序法是识别到一个闭合键后，直到该键被释放后再去识别其他按键。

4.3 中断处理程序

系统软件设计总共采用了定时器T0和外部INT0两种中断。T0中断精确用于定时，如图6所示，定时器工作在方式1，初值设置为TH0=（65535-50000）/256，TL0=（65535-50000）%256，计数标志设为10，即可达到设计目的。当有按键按下，T0即启动，1ms后定时器0关闭。INT0用于红外检测。当P3.2口发现下降沿，即进入中断。如图6所示。

5 系统调试

采用模块化调试和整体组合调试相结合的方法进行系统调试，经过PROTEUS软件仿真、硬件电路调试和组装测试，最终实现了DS1302时钟芯片数据无误的读取和调整、继电器的开与关、红外遥控与键码电路相融合等功能。最终，在接通电源的情况下，通过遥控器CH-键，实现每次无误的对台灯的控制，完成台灯的亮或灭；可控制范围在方圆10米之内。

6 结束语

无可否认机械时代已经过去，电子时代已经到来。红外线遥控是现代家电遥控的重要举措，是近年来快速发展的一大热点，它的迅速发展必然带来巨大的经济效益和社会效益。本文所设计的红外线遥控灯，具有成本低、操作方便、电路简单、环保、体积小、重量轻等优点，通过接收发射端的控制信号，在接收部分实现了相应的控制。与传统的同类产品相比，更为智能和稳定，方便了广大群众。

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[5] 张靖武. 单片机系统的PROTEUS设计与仿真. 电子工业出版社，2007.

自学习红外遥控器的设计与实现 第12篇

人们生活水平的提高推动了家电业的快速发展,使越来越多的电器进入家庭,特别是实用方便的带红外遥控的电器在普通家庭中是随处可见。但是随之而来,新的问题出现了:家里遥控器太多,不能通用,在使用过程中容易产生混乱等等,这些问题给人们生活带来了诸多不便。为此,本文设计了以AT89s52为核心的自学习型红外遥控器,实现一器多用,并能随时更新内容,适应每个用户的特殊需求。

2 学习型红外遥控器的设计思想

当红外遥控器的某个键被按下时,会发射出一组串行二进制遥控编码脉冲。该脉冲由引导码、系统码及其反码、功能码及其反码组成。在实际的遥控器生产厂家中,不同厂家通过设置这些编码以及码长区分不同厂家或不同型号的红外遥控器。因此想解码所有不同厂家的红外遥控器是不现实的。

本系统设计思想是不考虑红外编码方式,仅利用单片机AT89s52对红外遥控编码的脉冲宽度进行测量,并原封不动把发射信号中高低电平的时间宽度记录保存到E2PROM指定的地址中。当要发射红外信号时,从E2PROM中取出数据并还原出相应的红外遥控编码,并调制到38k Hz的载波信号上。最后,通过三极管放大电路驱动红外发光二极管发射红外信号,达到学习和发射的目的,从而实现一个遥控器控制多种红外遥控设备。

3 硬件电路设计

硬件结构框图如图1所示。

3.1 红外接收电路

红外接收电路选用市面上常用的一体化红外接收头HS0038B。它的特点是集光电转换、解码和放大于一体,只需少量外接元件就能完成红外接收到输出TTL电平信号。HS0038B平时输出为高电平,当接收到遥控信号时,输出为低高电平组成的脉冲。也就是说,接收时1个码由1个低电平后跟1个高电平构成。经实验所得高低电平的长度通常为几毫秒到十几毫秒,一个遥控信号包括的码位从十几位到三十三位不等。另外,一般的遥控器编码在长按按键的时候,会连续的发数据,可能是同样的数据,也有可能是个特定的所谓重复帧,虽然帧间的间隔大小不等,但一般在20-100ms之间,而有效的0和1的编码时间却基本小于10ms,就是说大致上15ms之内没有信号收到就表示当前的数据帧已经接收完毕。所以本遥控器红外接收电路设计成图2所示。

输出信号接单片机INT0端,同时该信号经过非门之后接INT1端,两个外部中断设置成下降沿触发,在INT0中断的时候开始记录低电平的宽度,在INT1中断的时候记录高电平的宽度,同时判断计数值是否超过范围来确定是否接收完毕。这种方法的优点是软件反应较快,中断处理部分不占用太多的时间。

3.2 红外发射电路

红外发射电路如图3所示。当系统进入发射功能时,AT89s52首先从HD7279A读取用户按键码,然后从E2PROM中取出相应键值的遥控基带信号,即红外遥控编码的高、低电平持续时间,同时直接用定时器T1来产生38KHz的载波信号。最后,将基带信号调制到载波上,经三极管放大驱动红外发射管辐射出940nm的红外脉冲信号。

3.3 存储电路

选择采用I2C总线的串行E2PROM(AT24C256)作为片外存储器,其存储容量为32768字节,即32KB,足够存储大量的数据。

3.4 键盘显示电路

选择串行接口的HD7279A,该芯片可同时驱动8位共阴数码管或64只独立的智能显示驱动芯片,该芯片同时还可连接多达64键的键盘矩阵,单片即可完成LED显示、键盘接口的全部功能。在本系统中连接四个LED数码管(用于显示键码和状态信息等)和49个按键,其中1个学习键,14个设备键,34个功能键。也就是说本遥控器最多可学习14种设备。

4 软件实现

本系统软件主流程如图4所示。

4.1 红外编码的学习

通常记录一个码需要4个字节,即TH0、TL0、TH1、TL1,而对AT24c256写一个字节至少需要4ms,故不能一边接收一边存储,只能将学习到的计时值暂存在RAM中,待接收完毕再转存入AT24c256中。我们知道红外编码一帧信息通常为33个码(当然也有非标准的,不过很少见),这样就需要132个字节的RAM,如果将这些编码不加处理的全部存放在E2PROM中,需要的空间就比较大。同时由于存在计时误差,对于同一种码,在接收到时不一定完全一样,其高低电平常常在一个很小的范围波动。基于以上原因,本设计采用下面方法来实现学习一个键。

第一步根据按下的设备按键键码读出存放在E2PROM公共键码区记录的公共键码。假设读出的公共键码存入RAM中数组sharekey[]。

第二步接收遥控信号(假设存入数组remotedata[]),并将其与读出的公共键码逐一比较,找出新码(一般不超过10个),也即差别较大的码。然后将找到的新码添加到数组sharekey[]中。最后将所有的公共码存入E2PROM。所谓差别较大就是指相比较的两个码的定时器1、定时器0的高位相等,低位相差大于20H(TH1和TH0相等,TL1或TL0的差值大于20H)。

第三步采用索引的方式记录该帧信号中的所有码位,即将数组remotedata[]中每一码位与sharekey[]中的码比较,如果相差不大(比如0x04号码),就用该码号来记录此码位。这样一个码位只需要一个字节来记录,而原来需要二个字节,节省了一半的E2PROM资源。最后将索引存入E2PROM中功能键码对应的地址处。

具体学习子程序流程图如图5所示。在本系统中为了提高计时准确度,在设计中断处理函数时采用了如下方法:在进入INT0的中断时,关闭T1,判断(判断计时值是否超过了15ms,超过就清EA,表示一帧数据接收完毕)并读入TH1和TL1的值(该值为前一个高电平脉冲宽度值),然后开启T0开始记录低电平脉冲宽度;在进入INT1中断时,关闭T0,判断并读入TH0和TL0的值(该值为前一个低电平脉冲宽度值),然后开启T1开始记录高电平脉冲宽度。

4.2 数据的存储

本系统将E2PROM划分为M个空间。相同设备的键码存放在一个空间中,然后再把每个设备指令的空间分成N份,每份空间存放一个功能键编码。按照这个思路,容量为32KB的AT24c256,按存放14种设备计算,每种设备占空间为2304字节:设备公共键码区32字节,功能键码区2244字节(每个键占空间66字节,按34个键计算),留余量28字节(便于地址分配)。具体地址分配如表一所示。具体寻址计算方法如下:本系统中假定功能键键值范围为0x00~0x22,设备键键值范围为0x30~0x3d(这里键值是根据按键与芯片HD7279A连接来确定的,连接不同,按键返回的键值也不同。详情可参考芯片hd7972a技术手册)。设备键公共码首址=(设备键键值-0x30)*2304,功能键码首址=公共码首址+0x20+(功能键键值*66)。这里2304是每个设备所占空间大小,0x20是公共键码区大小,66是每个功能键码索引所占空间大小。

4.3 红外编码的发射

发射流程图如图6所示。当进入发射状态时,先根据按下的设备键从相对应的设备公共键码区读出公共键码,然后根据按下的功能键寻址读入功能键编码索引,最后根据索引与公共键码转换出功能键实际编码,并按位取反送入发射口。这里要按位取反的原因得从接收原理分析起,当无遥控信号输入时,HS0038B输出端保持高电平,有信号时才出现低电平。所以根据发射电路,需将信号取反,再从P0.3口输出。

5 结论

脉宽测量和索引存储的结合提高了学习效率、准确率、存储空间利用率。实际测试中,对市面上流行的各种红外遥控器编码的学习之后,都能控制相应的红外遥控设备。另外我们可以加上无线射频电路,实现无线到红外的转发达到穿墙遥控。还可以将学习到的编码通过串口上传到智能家居的网关,实现远程遥控家用电器,使传统家电在智能家居系统中占有一席之地,也为现代家庭从传统家电向智能家电过渡提供了一种择中的方案。

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