【文章內(nèi)容簡介】 高低電平，還原出發(fā)射端的信號波形。注意輸出的高低電平和發(fā)射端是反相的，這樣的目的是為了提高接收的靈敏度。 4 紅外接收頭的種類很多，引腳定義也不相同，一般都有三個引腳，包括供電腳，接地和信號輸出腳。根據(jù)發(fā)射端調(diào)制 載波的不同應(yīng)選用相應(yīng)解調(diào)頻率的接收頭。 大體積紅外接收頭 IRM38A 引腳說明 紅外接收頭內(nèi)部放大器的增益很大，很容易引起干擾，因此在接收頭的供電腳上須加上濾波電容，一般在 22uf 以上。 有的廠家建議在供電腳和電源之間接入 330歐 電阻 ，進一步降低電源干擾。 紅外發(fā)射器可從 遙控器 廠家定制，也可以自己用單片機的 PWM 產(chǎn)生，家庭遙控推薦使用紅外發(fā)射管 (L5IR445)的可產(chǎn)生 PWM, PWM占空比設(shè)置為 1/3, 通過簡單的定時中斷開關(guān) PWM, 即可產(chǎn)生發(fā)射波形。 紅外遙控鎖 軟件方案設(shè)計 通過軟件 控制單片機的功能是單片機的主要特點和優(yōu)點，程序的設(shè)計要考慮合理性和可讀性，遵循模塊化設(shè)計的原則，采用自頂向下的設(shè)計方法。模塊 化設(shè)計使程序的可讀性好、修改及完善方便。 軟件設(shè)計包括主程序， 密碼校驗子程序 ， 步進電機正反準子程序，定時器0 和外部中斷 1 初始化子程序， 延時子程序， 紅外解碼子程序 ， 蜂鳴器 子程序等等。 密碼校驗子程序 用來 將解碼得到的密碼數(shù)組和設(shè)定的密碼數(shù)組進行比較，從而判斷密碼正誤 。 步進電機正反轉(zhuǎn)子程序用來控制步進電機正反轉(zhuǎn)，從而實現(xiàn)開關(guān)鎖 。 定時器 0 和外部中斷一用來對定時器 0 和外部中斷 1 進行初始化 。 5 紅外解碼程序用來將接收到的紅外脈沖的時間數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成二進制表示的數(shù)據(jù)，然后進一步解碼為按 鍵編碼值。 3 紅外遙控鎖 硬件電路設(shè)計方法及原理 紅外遙控系統(tǒng) 紅外遙控 的概述： 紅外線的光譜位于紅色光之外， 波長是 ～ ，比紅光的波長還長。紅外遙控是利用紅外線進行傳遞信息的一種控制方式，紅外遙控具有抗干擾，電路簡單，容易編碼和解碼，功耗小，成本低的優(yōu)點。紅外遙控幾乎適用所有家電的控制。 紅外遙控系統(tǒng)的主要部分為調(diào)制、發(fā)射 和接收，如圖 所示： 圖 1 紅外遙控系統(tǒng) 調(diào)制 紅外遙控是以調(diào)制的方式發(fā)射數(shù)據(jù)，就是把數(shù)據(jù)和一定頻率的載波進行 “與 ”操作，這樣既可以提高發(fā)射效率又可以降低電源 功耗。 調(diào)制載波頻率一般在 30khz 到 60khz 之間，大多數(shù)使用的是 38kHz，占空比1/3 的方波，如圖 2 所示，這是由發(fā)射端所使用的 455kHz 晶振決定的。在發(fā)射端要對晶振進行整數(shù)分頻，分頻系數(shù)一般取 12，所以 455kHz247。12≈ kHz≈38kHz。 發(fā)射系統(tǒng) 目前有很多種芯片可以實現(xiàn)紅外發(fā)射，可以根據(jù)選擇發(fā)出不同種類的編碼。由于發(fā)射系統(tǒng)一般用電池供電，這就要求芯片 的功耗要很低，芯片大多都設(shè)計成可以處于休眠狀態(tài)，當有按鍵按下時才工作，這樣可以降低功耗芯片所用的晶振應(yīng)該有 足夠的耐物理撞擊能力，不能選用普通的石英晶體，一般是選用陶瓷共鳴器，陶瓷共鳴器準確性沒有石英晶體高，但通常 一點誤差可以忽略不計。 6 紅外線通過紅外 發(fā)光二極管 (LED)發(fā)射出去，紅外發(fā)光二極管（紅外發(fā)射管）內(nèi)部構(gòu)造與普通的發(fā)光二極管基本相同，材料和普通發(fā)光二極管不同，在紅外發(fā)射管兩端施加一定電壓時，它發(fā)出的是紅外線而不是可見光。 圖 3b 射擊輸出驅(qū)動電路 圖 3a 簡單驅(qū)動電路 如圖 3a 和圖 3b 是 LED 的 驅(qū)動電路 ，圖 3a 是最簡單電路， 選用元件時要注意三極管的開關(guān)速度要快，還要考慮到 LED 的正向 電流和反向漏電流，一般流過LED 的最大正向電流為 100mA，電流越大，其發(fā)射的波形強度越大。 圖 3a 電路有一點缺陷，當電池電壓下降時，流過 LED 的電流會降低，發(fā)射波形強度降低，遙控距離就會變小。圖 3b 所示的 射極輸出電路可以解決這個問題，兩個二極管把三級管基極電壓 鉗位在 左右，因此三級管發(fā)射極電壓固定在 左右， 發(fā)射極電流 IE 基本不變，根據(jù) IE≈IC,所以流過 LED 的電流也基本不變，這樣保證了當電池電壓降低時還可以保證一定的遙 控距離。 紅外接收頭 原理圖 紅外接收頭 和復(fù)位電路 電路 原理圖如圖 所示。 圖 紅外接收頭 和復(fù)位電路 電路 原理圖 7 單片機的原理及應(yīng)用 單片機原理簡介 單片機是指集成在一個芯片上的微 型計算機，也就是把組成微型計算機的 各種功能部件，包括 CPU、隨機存儲器 RAM、只讀存儲器 ROM、基本輸入 /輸出接口電路。定時器 /計數(shù)器等部件都制作在一塊芯片上，構(gòu)成一個完整的微型計算機從而實現(xiàn)微型計算機的基本功能。單片機內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖如圖 所示。 圖 單片機內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖 單片機 最小系統(tǒng)的 介紹 AT89C52提供以下標準功能： 8K字節(jié) Flash閃速存儲器， 256字節(jié)內(nèi)部 RAM，32 個 I/O 口線， 3 個 16 位定時 /計數(shù)器， 5 個中斷源，一個全雙工串行通信口，片內(nèi)具有振蕩器及時鐘電路。單片機最小系統(tǒng)如圖 所示。 8 圖 單片機定時 /計數(shù)功能的介紹 AT89C52 單片機 定時 /計數(shù)器的工作有兩個特殊功能寄存器控制。 TMOD用于設(shè)置其工作方式： TCON 用于控制其啟動和中斷請求。 步進電機工作 原理 步進電機 原理 步進電機是一 種 感應(yīng)電機 ，它的工作原理是利用電子電路，將直流電變成分時供電的，多相時序控制電流，用這種電流為步進電機供電，步進電機才能正常工作，驅(qū)動器就是為步進電機分時供電的，多相時序控制器 雖然步進電機已被廣泛地應(yīng)用，但步進電機并不能象普通的直流電機，交流電機 在常規(guī)下使用。它必須由雙環(huán)形脈沖信號、 功率 驅(qū)動電路等組成控制系統(tǒng)方可使用。因此用好步進 電機 卻非易事，它涉及到機械、電機、電子及計算機等許多專業(yè)知識。 步進電機作為 執(zhí)行元件 ，是機電一體化的關(guān)鍵產(chǎn)品之一 , 廣泛應(yīng)用在各種自動化控制系統(tǒng)中。隨著微電子和計算機技術(shù)的發(fā)展，步進電機的需求量與日俱增，在各個國民經(jīng)濟領(lǐng)域都有應(yīng)用。 步進電機驅(qū)動 電路 步進電機驅(qū)動 電路 原理 圖如圖 所示 。 9 圖 步進電機驅(qū)動 電路 原理 LED 指示 電路 LDE 指示 電路 原理圖 如圖 。 圖 蜂鳴器 電路 蜂鳴器 電路 原理圖 如圖 所示 。 圖 蜂鳴器電路原理圖 10 系統(tǒng)原理圖及印刷板 圖 系統(tǒng)總原理圖 系統(tǒng)總原理圖 如圖 所示 。 圖 系統(tǒng)總原理圖圖 印刷版圖 系統(tǒng)印刷板圖 如圖 圖 系統(tǒng)印刷板圖 11 4 軟件設(shè)計流程 上電系統(tǒng)啟動 是 修改密碼 輸入原密碼 輸入新密碼 保存密碼 輸入密碼 否 開 鎖 是 否 否 蜂蜜器報警 是 是 復(fù)位 否 是否修改密碼？ 密碼正確？ 密碼正確 ? 次數(shù)大五？ 否 12 全部軟件 相關(guān)代碼見附錄 5 系統(tǒng)的調(diào)試與分析 硬件調(diào)試 首先，找到所有所需的元器件并歸類放好。然后將做好的 PCB 板放到電腦面前，對應(yīng)畫好的 PCB 圖紙，將原件一一對應(yīng)的插入到板子上，并并稍稍固定以防止焊接過程中原件的掉落。原件放好后便可以拿到后面去一一焊接。焊接完畢后按要求調(diào)試。調(diào)試故障及原因分析如下。 原因 ： 紅外接收頭插反 。 調(diào)試過程： 紅外遙控對接收頭按鍵，蜂鳴器不叫，說明紅外接收管沒有接收到紅外信號，或者是程序沒有正確處理紅外信號 。 結(jié)論： 紅外接收管種類很多，