基于單片機(jī)的紅外發(fā)射和接受裝置的設(shè)計-文庫吧
2025-10-13 19:48 本頁面
【正文】 和硬件技術(shù)都已比較成熟。它是把紅外線作為載體的遙控方式。紅外遙控是一種無線、非接觸控制技術(shù)，具有結(jié)構(gòu)簡單、制作方便、成本低廉、抗干擾能力強(qiáng)、信息傳輸可靠、易實現(xiàn)，同時，由于采用紅外線收發(fā)器件時，工作電壓低、功耗低、外圍電路簡單等優(yōu)點，因此，被諸多電子設(shè)備，特別是家用電器廣泛采用，并越來越多的應(yīng)用到計算機(jī)系統(tǒng)中。 主要功能 ，實現(xiàn)較長距離（ 10M）的數(shù)據(jù)收發(fā)； 數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示。 三、設(shè)計方案 總體方案 按送的二進(jìn)制信號編碼調(diào)制為一系列的脈沖串信號，通過紅外發(fā)射管發(fā)射紅外信號。紅外接收模塊普 照系統(tǒng)設(shè)計的功能的要求，初步確定設(shè)計系統(tǒng)主要由發(fā)射模塊與接收模塊兩部分組成。發(fā)送模塊先由鍵盤操作鍵值，以二進(jìn)制信號的形式，傳送給單片機(jī)，然后單片機(jī)將待發(fā)遍采用價格便宜，性能可靠的一體化紅外接收頭 (如基于單片機(jī)的紅外發(fā)射和接受裝置的設(shè)計 3 / 16 HS0038，它接收紅外信號頻率為 38KHz，周期約為 26us)接收紅外信號，它同時對信號進(jìn)行放大、檢波、整形，得到 TTL電平的編碼信號，再傳送給單片機(jī)，經(jīng)單片機(jī)解碼并由液晶 1602顯示接收到的數(shù)據(jù)。系統(tǒng)的構(gòu)成框圖如圖 .1。 圖 .1 紅外收發(fā)器系統(tǒng)的構(gòu)成框圖 工作原理 二進(jìn)制的編碼 本設(shè)計系統(tǒng)采用模擬兼容 NEC 的 uPD6121G 芯片發(fā)射碼格式的芯片組成發(fā)射電路的編碼原理。采用脈寬調(diào)制的串行碼，以脈寬為 、間隔 、周期為 的組合表示二進(jìn)制的 “0” ；以脈寬為 、間隔 、周期為 的組合表示二進(jìn)制的 “1” ，其波形如圖 2 所示。 二進(jìn)制的調(diào)制 二進(jìn)制信號的調(diào)制仍由發(fā)送單片機(jī)來完成，它把編碼后的二進(jìn)制信號調(diào)制成頻率為 38KHz 的間斷脈沖串，相當(dāng)于用二進(jìn)制信號的編碼乘以頻率為 38KHz 的脈沖信號得到的間斷脈沖串，即是調(diào)制后用于紅外發(fā)射二極管發(fā)送的信號。如圖 3所示， A 是二進(jìn)制信號的編碼波形， B 是頻率為 38KHz(周期為 26us )的連續(xù)脈沖串， c是經(jīng)調(diào)制后的間斷脈沖串 (相當(dāng)于 C=A B)，用于紅外發(fā)射二極管發(fā)送的波形。圖 3 中，待發(fā)送的二進(jìn)制數(shù)據(jù)為 101。 操作鍵盤 單片機(jī) 紅外發(fā)射電 路 紅外接收頭 單片機(jī) 液晶 1602 輸入數(shù)據(jù) 編碼調(diào)制 信號 發(fā)射 接收解調(diào) 解碼 顯示 液晶 1602 基于單片機(jī)的紅外發(fā)射和接受裝置的設(shè)計 4 / 16 二進(jìn)制的解調(diào) 二進(jìn)制信號的解調(diào)由一體化紅外接收頭HS0038 來完成，它把收到的紅外信號 (圖 4 中波形 D，也是圖 3 中波形 C)經(jīng)內(nèi)部處理并解調(diào)復(fù)原，輸出圖 4中波形 E(正好是對圖 3中波形A 的取反 )， HS0038 的解調(diào)可理解為：在輸入有脈沖串時，輸出端輸出低電平，否則輸出高電平。一體化紅外接收頭 HS0038 的外部結(jié)構(gòu)如圖 5 所示， 1 腳 GND 接電源地， 2 腳 VCC 接+5V， 3 腳 OUT 為數(shù)據(jù)輸出端 (TTL 電平，反相輸出 )，可直接與單片機(jī)相聯(lián)。 二進(jìn)制的解碼 二進(jìn)制信號的解碼由接收單片機(jī)來完成，它把紅外接收頭送來的二進(jìn)制編碼波形通過解碼，還原出發(fā)送端發(fā)送的數(shù)據(jù)。如圖 4，把波 形 E解碼還原成數(shù)據(jù)信息 101。 圖 4 紅外接收管 基于單片機(jī)的紅外發(fā)射和接受裝置的設(shè)計 5 / 16 圖 5 HS0038 發(fā)射波形 基于字節(jié)傳輸?shù)募t外收發(fā)數(shù)據(jù)格式 UPD6121G 產(chǎn)生的遙控編碼是連續(xù)的 32 位二進(jìn)制碼組，其中前 16 位為用戶識別碼，能區(qū)別不同的電器設(shè)備，防止不同機(jī)種遙控碼互相干擾。芯片廠商把用戶識別碼固定為十六進(jìn)制的一組數(shù)；后 16 位為 8位操作碼（功能碼）及其反碼。UPD6121G 最多額 128 種不同組合的編碼。
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