【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 個(gè)口子，這是無(wú)法達(dá)到的，而動(dòng)態(tài)只要 8個(gè)就可以了。如果是需要顯示的數(shù)碼管實(shí)在是太多，則還可以在數(shù)碼管和單片機(jī)之間加上譯 碼器來(lái)進(jìn)一步減少口子的數(shù)目。 調(diào)光設(shè)備選擇 光電耦合器具有體積小、使用壽命長(zhǎng)、工作溫度范圍寬、抗干擾性能強(qiáng) 。 無(wú)觸點(diǎn)且輸入與輸出在電氣上完全隔離等特點(diǎn)，因而在各種電子設(shè)備上得到廣泛的應(yīng)用 。 光電耦合器可用于隔離電路、負(fù)載接口及各種家用電器等電路中 。 光電耦合器的種類較多 ,但在家電電路中 ,常見(jiàn)的只有 4 種結(jié)構(gòu) : ,為發(fā)光二極管與光電晶體管封裝的光電耦合器 ,結(jié)構(gòu)為雙列直插 4引腳塑封 ,內(nèi)部電路見(jiàn)表一 ,主要用于開(kāi)關(guān)電源電路中。 ,為發(fā)光二極管與光電晶體管封裝的光電耦合器 ,主要區(qū)別引腳結(jié)構(gòu)不同 ,結(jié)構(gòu)為雙列直插 6 引腳塑封 ,內(nèi)部電路見(jiàn)表一 ,也用于開(kāi)關(guān)電源電路中。 ,為發(fā)光二極管與光電晶體管 (附基極端子 )封裝的光電耦合器 ,結(jié)構(gòu)為雙列直插 6 引腳塑封 ,內(nèi)部電路見(jiàn)表一 ,主要用于 AV轉(zhuǎn)換音頻電路中。 19 ,為發(fā)光二極管與光電二極管加晶體管 (附基極端子 )封裝的光電耦合器 ,結(jié)構(gòu)為雙列直插 6引腳塑封 ,內(nèi)部電路見(jiàn)表一 ,主要用于 AV轉(zhuǎn)換視頻電路中。 因?yàn)楸驹O(shè)計(jì)所用到的調(diào)光功能僅僅是調(diào)節(jié)電燈的亮暗，所以無(wú)需使用復(fù)雜的調(diào)光控制系統(tǒng)，可直接使用一個(gè)光電藕合器，來(lái)實(shí)現(xiàn)此功能。 本設(shè)計(jì)采用的就是以上第 二類的一個(gè)型號(hào)為 PS2021。 紅外遙控接收器的接收過(guò)程 圖 由上述可見(jiàn)，紅外遙控系統(tǒng)中的指令信號(hào)及檢出電路，在碼分制系統(tǒng)中由編 碼電路和解碼電路構(gòu)成，而且要有調(diào)制和解調(diào)的過(guò)程，因?yàn)榇a分制系統(tǒng)編碼脈沖 的頻率極低，為超低頻，如果不用調(diào)制與解調(diào)電路，外界突然的光線變化可能會(huì) 對(duì)接收電路造成干擾，產(chǎn)生誤動(dòng)作，系統(tǒng)的抗干擾能力及可靠性就難以保證。 碼分制紅外遙控就是指令信號(hào)產(chǎn)生電路以不同的脈沖編碼（不同的脈沖數(shù)目 及組合）代表不同的控制指令。當(dāng)不同的指令鍵被按下時(shí)，指令信號(hào)電路產(chǎn)生 不 同脈沖編碼的指令信號(hào)，然后經(jīng)調(diào)制電路調(diào)制，變?yōu)榫幋a脈沖調(diào)制信號(hào)，再由驅(qū)。 動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)紅外發(fā)射器發(fā)射紅外光信號(hào)。 接收器接收下來(lái)的信號(hào)經(jīng)過(guò)前置放大后，送入出解調(diào)電路，對(duì)調(diào)制信號(hào)進(jìn)行 解調(diào)，再經(jīng)過(guò)指令信號(hào)檢出指令信號(hào)。智力的指令信號(hào)檢出電路是與發(fā)射器中編 碼電路相對(duì)應(yīng)的譯碼電路，它將指令信號(hào)譯出。 紅外接收 前置放大 解調(diào) 指令解碼 記憶驅(qū)動(dòng) 執(zhí)行 20 電路設(shè)計(jì) 顯示電路的設(shè)計(jì) 以 51 芯片的 P1端口直接與數(shù)碼管相連，但為保證 51芯片的正常工作，須在 P1 端口連電源時(shí)加上 470Ω的限流電阻。 設(shè)計(jì)電路圖如下 : 圖 其中芯片端口 至 接數(shù)碼管的 a 至 h 這 8 個(gè)引腳，用來(lái)顯示被控發(fā)光二極管的序號(hào)。 受控電器電源開(kāi)關(guān)的設(shè)計(jì) 由于本設(shè)計(jì)無(wú)法使用 6 個(gè)家用電器開(kāi)關(guān)作為受控開(kāi)關(guān) ,故用 6 個(gè)發(fā)光二極管來(lái)代替 .其中接端口 的二極管作為可調(diào)節(jié)亮度的燈 .為了保證發(fā)光二極管安全正常工作 ,特取 1kΩ電阻作為限流電阻 . 設(shè)計(jì)電路圖如下 : 21 圖 調(diào)光電路設(shè)計(jì) 晶體三極管主要用于放大電路中起放大 作用， 本設(shè)計(jì)采用的是一個(gè) 9012 三極管，為了得到更大的放大倍數(shù)，采用了類似共射級(jí)接法。因?yàn)閺? 口出來(lái)的為高電壓，而三極管 9012 不能承受此電壓，所以采用了一個(gè)阻值較大的電阻來(lái)起分壓作用，從而緩沖了加到三級(jí)管上的電壓。而對(duì)于調(diào)光控制則采用了一個(gè)光電耦合器實(shí)現(xiàn)對(duì)一路電器的亮度控制。 圖 接收頻率部分和紅外接收設(shè)計(jì) 為了與發(fā)射端對(duì)應(yīng)，同樣采用一個(gè) 12M 晶體震蕩器與一個(gè)紅外接收的二極管配合可對(duì)發(fā)射出的頻率進(jìn)行 接收。 遙控接收器電路原理圖 下圖為本紅外遙控設(shè)計(jì)的另一核心部分接收電路原理圖，其中芯片端口 至 接數(shù)碼管的 a至 h這 8個(gè)引腳，用來(lái)顯示被控發(fā)光二極管的序號(hào)。 端口 至 接 6 個(gè)發(fā)光二極管的電源控制輸出。其中可對(duì)端口 接的發(fā)光二極管進(jìn)行亮度調(diào)節(jié)。端口 ，端口 為 50Hz 交流市電相位基準(zhǔn)輸入，端口 為中斷輸入口，端口 用于接收 22 紅外遙控碼輸入信號(hào)。 圖 ．遙控碼的編碼格式 該遙控器采用脈沖個(gè)數(shù)編碼，不同的脈沖個(gè)數(shù)代表不同的碼，最小為 2 個(gè)脈沖，最大為 17 個(gè)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，如下圖所示：端口 輸出編碼波形 圖 ．設(shè)定遙控碼的發(fā)射 當(dāng)某個(gè)被控電器的電源開(kāi)關(guān)被按下時(shí) ,單片機(jī)先讀出鍵值 ,然后根據(jù)鍵值設(shè)定遙控碼的脈沖個(gè)數(shù) ,再調(diào)制成 40kHz 方波由紅外線發(fā)光管發(fā)身出去。發(fā)射電路的端口 的輸出調(diào)制波如下圖所示 : 23 圖 ．?dāng)?shù)據(jù)幀的接收處理 當(dāng)紅外線接 收器輸出脈沖幀數(shù)據(jù)時(shí) ,第一位碼的低電平將啟動(dòng)中斷程序 ,實(shí)時(shí)接收數(shù)據(jù)幀 .在數(shù)據(jù)幀接收時(shí) ,將對(duì)第一位 (起始位 )碼的碼寬進(jìn)行驗(yàn)證 .若第一位低電平碼的脈寬小于 2ms,將作為錯(cuò)誤碼處理 .當(dāng)間隔位的高電平脈寬大于 3ms時(shí) ,結(jié)束接收 ,然后根據(jù)累加器 A 中的脈沖個(gè)數(shù) ,執(zhí)行相應(yīng)輸出口的操作 .下圖為紅外線接收器輸出的一幀遙控碼波形圖 . 圖 ： 遙控發(fā)射部分： 下圖是遙控發(fā)射的主程序，首先初始化程序 ,然后調(diào)用鍵掃描處理子程序 . 24 圖 掃鍵過(guò)程 :首先判斷控制鍵是否按下 ,若有控制鍵按下則進(jìn)行逐行掃描 ,按照P口值查找鍵號(hào) .最后按照鍵號(hào)轉(zhuǎn)至相應(yīng)的發(fā)射程序如下所示 . N Y 圖 紅外信號(hào)發(fā)射過(guò)程 :首先裝入發(fā)射脈沖個(gè)數(shù) (發(fā)射時(shí)為 3ms 脈沖 ,停發(fā)時(shí)為1ms 脈沖 ),此時(shí)若發(fā)射脈沖個(gè)數(shù)為 1 則返回主程序 ,若不為 1 則發(fā) 1ms 脈沖 ,然后停發(fā) 1ms 脈沖 ,這樣便結(jié)束整個(gè)發(fā)射過(guò)程 . 在實(shí)踐中 ,采用紅外線遙控方式時(shí) ,由于受遙控距離 ,角度等影響 ,使用效果開(kāi)始 初始化 調(diào)用鍵掃描 處理子程序 掃鍵開(kāi)始 鍵按下？ 逐行掃描，按 P 口值查鍵號(hào) 按鍵號(hào)轉(zhuǎn)至相應(yīng)的發(fā)射程序 返回 25 不是很好 ,如采用調(diào)頻或調(diào)幅發(fā)射接收碼 ,可提高遙控距離 ,并且沒(méi)有角度影響。 Y N 圖 發(fā)射開(kāi)始 裝入發(fā)射脈沖個(gè)數(shù)（ R1） 發(fā) 3ms 脈沖 停發(fā) 1ms （ R1） 1=0 發(fā) 1ms 脈沖 停發(fā) 1ms 返回 26 遙控接收部分 : 遙控接收部分的主程序及初始化及延時(shí)過(guò)程如下 :首先初始化 ,然后按照顯示亮度數(shù)據(jù)設(shè)定調(diào)光脈沖延時(shí)值 ,看 口的脈沖是否為 0,若不為 0 則調(diào)入延時(shí)程序 ,此時(shí) 口輸出調(diào)光脈沖然后返回 。若為 0 則直接返回。 N 開(kāi)始 初始化 按顯示亮度數(shù)據(jù)設(shè)定調(diào)光脈沖延時(shí)值 =0? 27 Y 圖 中斷過(guò)程 :首先判斷低電平脈寬度是否大于 2ms,若脈寬不到 2ms,則中斷返回 。若低電平大于 2ms,則接收并地低電平脈沖計(jì)數(shù) ,接下來(lái)看判斷高電平脈寬度沖是否大于 3ms,若脈寬不到 3ms,則返回上一接收計(jì)數(shù)過(guò)程 。若高電平脈寬大于3ms,則按照脈沖個(gè)數(shù)至對(duì)應(yīng)功能程序 .此時(shí)中斷返回 . N Y N Y 圖 調(diào)延時(shí)程序 口輸出調(diào)光脈沖 中斷開(kāi)始 低電平脈寬 2ms 接收并對(duì)低電平脈沖計(jì)數(shù) 高電平脈寬 3ms？ 按脈沖個(gè)數(shù)至對(duì)應(yīng)的功能程序 中斷返回 28 第三章 系統(tǒng)調(diào)試 控制電路板的安裝與調(diào)試在整個(gè)系統(tǒng)研制中占有重要位置，它是把理論付諸實(shí)踐的過(guò)程，也是把紙面設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)變位實(shí)際產(chǎn)品的必經(jīng)階段。對(duì)試驗(yàn)階段的電路板的安裝一般有兩種方式即焊接方式和面包板插接方式。使用面包板焊接更加方便，容易更換線路和器件，而且可以多次使用。但在多次使用的面包板中彈簧片會(huì)變松，彈性變差，容易造成接觸不良，這是需要注意的。 實(shí)驗(yàn)和調(diào)試常用的儀器有：萬(wàn)用表、穩(wěn)壓電源、示波器、信號(hào)發(fā)生器等。 調(diào)試的主要步 驟。 1．調(diào)試前不加電源的檢查 對(duì)照電路圖和實(shí)際線路檢查連線是否正確，包括錯(cuò)接、少接、多接等；用萬(wàn)用表電阻檔檢查焊接和接插是否良好；元器件引腳之間有無(wú)短路，連接處有無(wú)接觸不良，二極管、三極管、集成電路和電解電容的極性是否正確；電源供電包括極性、信號(hào)源連線是否正確；電源端對(duì)地是否存在短路（用萬(wàn)用表測(cè)量電阻）。 若電路經(jīng)過(guò)上述檢查，確認(rèn)無(wú)誤后，可轉(zhuǎn)入靜態(tài)檢測(cè)與調(diào)試。 2．靜態(tài)檢測(cè)與調(diào)試 斷開(kāi)信號(hào)源，把經(jīng)過(guò)準(zhǔn)確測(cè)量的電源接入電路，用萬(wàn)用表電壓檔監(jiān)測(cè)電源電壓，觀察有無(wú)異?，F(xiàn)象：如冒煙、異常氣味、手摸元器件發(fā)燙，電源 短路等，如發(fā)現(xiàn) 29 異常情況，立即切斷電源，排除故障； 如無(wú)異常情況，分別測(cè)量各關(guān)鍵點(diǎn)直流電壓，如靜態(tài)工作點(diǎn)、數(shù)字電路各輸入端和輸出端的高、低電平值及邏輯關(guān)系、放大電路輸入、輸出端直流電壓等是否在正常工作狀態(tài)下，如不符，則調(diào)整電路元器件參數(shù)、更換元器件等，使電路最終工作在合適的工作狀態(tài)； 對(duì)于放大電路還要用示波器觀察是否有自激發(fā)生。 3．動(dòng)態(tài)檢測(cè)與調(diào)試 動(dòng)態(tài)調(diào)試是在靜態(tài)調(diào)試的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，調(diào)試的方法地在電路的輸入端加上所需的信號(hào)源，并循著信號(hào)的注射逐級(jí)檢測(cè)各有關(guān)點(diǎn)的波形、參數(shù)和性能指標(biāo)是否滿足設(shè)計(jì)要求，如必要，要 對(duì)電路參數(shù)作進(jìn)一步調(diào)整。發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，要設(shè)法找出原因，排除故障，繼續(xù)進(jìn)行。 我們所設(shè)計(jì)的遙控器電路是采用碼分制遙控方式，我們用示波器對(duì)發(fā)射電路輸出端及接收電路輸入端的信號(hào)波型的進(jìn)行了檢查，發(fā)現(xiàn)當(dāng)按下不同的開(kāi)關(guān)按鈕時(shí)所顯示的波型是不同的。這說(shuō)明了此電路是工作在正常狀態(tài)的。 4．調(diào)試注意事項(xiàng) （ 1）正確使用測(cè)量?jī)x器的接地端，儀器的接地端與電路的接地端要可靠連接； （ 2）在信號(hào)較弱的輸入端，盡可能使用屏蔽線連線，屏蔽線的外屏蔽層要接到公共地線上，在頻率較高時(shí)要設(shè)法隔離連接線分布電容的影響，例如用示波器測(cè)量