【文章內(nèi)容簡介】 PO 線 飽和區(qū) 性 區(qū) 0 IF 圖 （ b）紅外發(fā)光二極管的輸出特性曲線 由圖可見，在工作電流 較小時，輸出光功率 與工作電流 成線性關(guān)系。當工作電流 IF較大時，曲線產(chǎn)生了彎曲，紅外發(fā)光二極管飽和， PO與 IF就不再成線性關(guān)系了，形成了非線性工作區(qū)。 在紅外線遙控電路中，紅外發(fā)光二極管一般多工作 在開關(guān)狀態(tài)（數(shù)字調(diào)制）。因此，對于輸出特性是否在線性區(qū)沒有要求。 三 .紅外發(fā)光二極管的驅(qū)動方式 紅外發(fā)光二極管是一種電流驅(qū)動器件，它的基本驅(qū)動方式有直流恒定電流驅(qū)動、直流脈動電流驅(qū)動和交流電流驅(qū)動三種；這里重點介紹一下直流脈沖電流驅(qū)動方式： 驅(qū)動電壓為脈沖電壓，所以紅外發(fā)光二極管的驅(qū)動電流也為脈沖電流。紅外光的有效傳送距離與驅(qū)動功率峰值成正比，而峰值功率又與所加的驅(qū)動電流峰值成正比，所以，為了提高紅外光的傳送距離，應(yīng)加大驅(qū)動峰值電流。 采用直流脈沖電力驅(qū)動方式除了能提高發(fā)射功率和節(jié)約發(fā)射能源外，還有一項重要 作用，就是可用來傳遞數(shù)字控制信號。這是因為在數(shù)字電路中，脈沖波形中的高，低電平分別代表二進制數(shù)的 1和 0，在用一定頻率的脈沖電流來驅(qū)動紅外發(fā)光二極管時，它的每一個發(fā)送周期可以包含許許多多的二進制的控制信息。這也是采用同一遙控器可以控制很多項目的原因。正因如此，直流脈沖電流驅(qū)動四川理工學(xué)院本科畢業(yè)（設(shè)計）論文 11 方式是紅外發(fā)光二極管在紅外遙控電路中的主要應(yīng)用方式。 四．紅外發(fā)射電路 本遙控發(fā)射器采用碼分制遙控方式，碼分制紅外遙控就是指令信號產(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。 在確定選擇 AT89S52 作為本設(shè)計發(fā)射 電路核心芯片和點觸式開關(guān)作為控制鍵后，加上一個簡單紅外發(fā)射電路和 12M 晶體震蕩器便可實現(xiàn)紅外發(fā)射。 下圖為本紅外遙控設(shè)計核心部分之一的發(fā)射電路圖 : 1 2 3 4 5 6ABCD654321DCBAT i t l eN u m be r R e v i s i o nS i z eBD a t e : 1 0 J u n 2 0 08 S he e t o f F i l e : D : \畢業(yè)設(shè)計 \定稿 \ a m a n .d db D r a w n B y:D1L E DQ1N P NR21 0K+5R14 K 7T1 圖 紅外發(fā)射電路 其中芯片端口 作為紅外線遙控碼的輸出口，用于輸出 38kHz 載波編碼， 晶體三極管主要用于放大電路中起放大作用， 本設(shè)計采用的是一個 NPN 型的三級管 Q1，為了得到更大的放大倍數(shù)，采用了類似共射級接法。因為從 口出來的為高電壓，而三級管 Q1 不能承受此電壓，所以采用了一個阻值較大的電阻來起分壓作用，從而緩沖了加到三級管上的電壓。 單片機的鍵盤矩陣電路 此系統(tǒng)利用八個端口組成一個 4x4 的鍵盤矩陣 (如圖 )，它是采用 P2 口作為輸出端口，采用作為輸入口。使用了 4 個按鍵作為功能切換鍵實際上只用了 16曹旭 基于 8051 單片機的紅外線家電遙控系統(tǒng)設(shè)計 12 個鍵位。這 16 個鍵位都具有多重功能。鍵控制輸入電路根據(jù)按鍵矩陣不同鍵位輸入的脈沖電平信號，向數(shù)據(jù)寄存器輸出相應(yīng)碼的地址碼。數(shù)據(jù)寄存器是一個只讀存儲器 (ROM)。預(yù)先存儲了各種規(guī)定的操作指令碼。 在鍵盤中按鍵數(shù)量較多時，為了減少 I/O 口的占用，通常將按鍵排列成矩陣形式，也就是常說的行列式鍵盤。行列式鍵盤中的鍵實際上就是一個機械開關(guān) ，該開關(guān)位于行線和列線的交點處。如圖 4 行 *4 列的 16鍵行列式鍵盤，當鍵被按下時，其交點的行線和列線接通，相應(yīng)行線或列線上的電平發(fā)生變化，從而確定被按下的功能鍵。 1 2 3 4 5 6ABCD654321DCBAT i t l eN u m be r R e v i s i o nS i z eBD a t e : 3 1 M a y 20 0 8 S he e t o f F i l e : D : \電路圖 \ a m a n .d db D r a w n B y:S1S W P BS2S W P BS3S W P BS4S W P BS5S W P BS6S W P BS7S W P BS8S W P BS9S W P BS 10S W P BS 11S W P BS 12S W P BS 13S W P BS 14S W P BS 15S W P BS 16S W P BR34 K 7R44 K 7R54 K 7R64 K 7+5P 20P 21P 22P 23P 24P 25P 26P 27 圖 4 行 *4 列的 16鍵行列式鍵盤 采用行列式鍵盤的優(yōu)點在于：在行列式鍵盤中，每條水平線和垂直線在交叉處不直接連通，而是通過一個按鍵加以連接。這樣，一個端口就可以構(gòu)成 4*4=16個按鍵，比直接將端口線用于鍵盤多出了一倍，而且線數(shù)越多，區(qū)別越明顯。比如再多加一條線就可以構(gòu)成 20 鍵的鍵盤，而直接用端口線則只能多出一鍵。 由此可見，在需要的鍵數(shù)比較多時，采用矩陣法來做鍵盤是合理的。 單片機鍵控制掃描方法是逐一對行 (列 )線上施加低電平，然后檢測哪一列 (行 )線也為低電平，這樣就得到一組行列線編號，返回的行線與列線編號就被組織成一個特殊的掃描碼，就可確定是那一個鍵被按下。例如用戶按下“ 2”鍵，那么對行線“ 1”上施加低電平、就可檢測到列線“ 2”也為低電平。單片機就根據(jù)行線 1和列線 2 連通，判斷是“ 2鍵被按下。由十切換鍵掃描碼的高二位采用規(guī)定的四個專門的編碼、這樣在掃描時就可區(qū)分是切換鍵或是功能鍵被按下。而四個切換鍵的識別是某切換鍵按 下時改變程序的全局變量，從全局變量的值就可確定某個切換鍵被按下。 四川理工學(xué)院本科畢業(yè)（設(shè)計）論文 13 時鐘電路 單片機雖然有內(nèi)部振蕩電路，但要形成時鐘，必須在外部附加電路。本設(shè)計中 AT89S52 單片機的時鐘產(chǎn)生采用如下方式： 內(nèi)部時鐘方式是采用外接晶體和電容組成的并聯(lián)諧振回路，振蕩晶體選在12MHZ，電容值對振蕩頻率輸出的穩(wěn)定性和振蕩電路起振速度有少許影響，因此把電容的值選定在 30pF。 在設(shè)計 PCB 板時，晶體和電容盡可能靠近單片機芯片安裝，以減少寄生電容，更好地保護振蕩器穩(wěn)定可靠地工作，其電路如 圖 。 J11 2M H zC23 0p FC13 0p FX T A L 2X T A L 1 圖 時 鐘電路 復(fù)位電路 復(fù)位電路是單片機應(yīng)用中重要一環(huán)，一個好的復(fù)位電路對微機抗干擾有重要作用。復(fù)位電路由外部提供一個復(fù)位脈沖，此脈沖應(yīng)保持寬于兩個機器周期。 復(fù)位時，按下復(fù)位鍵，電容 C 通過電阻 R 迅速放電，使 RESET 端迅速變?yōu)楦唠娖健? C 10uF R 10K K1 GND +5V RESET 曹旭 基于 8051 單片機的紅外線家電遙控系統(tǒng)設(shè)計 14 圖 復(fù)位電路 紅外接收電路 圖 為該遙控系統(tǒng)的接收器 電路 圖，其中 P1 口作為數(shù)碼管的二進制數(shù)據(jù)輸出，顯示按鍵號， 和 作為數(shù)碼管的片選，實現(xiàn)動態(tài)掃描。第 11腳 用于接收遙控碼 輸 入 信 號。第 28 腳 接 揚聲器。 第 39 腳 接 繼電器。 本設(shè)計因為可控功能較多，別的鍵可通過數(shù)碼管顯示的鍵號觀察即可。 1 2 3 4 5 6ABCD654321DCBAT i t l eN u m b e r R e v i s i o nS i z eBD a t e : 9 J u n 2 0 0 8 S h e e t o f F i l e : E : \定稿 \ a m a n . d d b D r a w n B y :E A / V P31X119X218R E S E T9RD17WR16I N T 012I N T 113T014T115P 1 0 / T1P 1 1 / T2P 1 23P 1 34P 1 45P 1 56P 1 67P 1 78P 0 039P 0 138P 0 237P 0 336P 0 435P 0 534P 0 633P 0 732P 2 021P 2 122P 2 223P 2 324P 2 425P 2 526P 2 627P 2 728P S E N29A L E / P30T X D11R X D10U1A T 8 9 S 5 2Y11 2 M H ZC23 0 PC13 0 PC31 0 u FR11 0 KSS W P BabfcgdeD P Y1234567abcdefg8dpdpGND9VCC10D S 2D P Y _ 7 S E G _ D P _ 1abfcgdeD P Y1234567abcdefg8dpdpGND9VCC10D S 1D P Y _ 7 S E G _ D P _ 1+5R21kR31kR41kR51kR61kR71kR81kR91kQ2N P NQ1N P N+5+5R 1 01kQ4P N PQ3P N PL S 1S P E A K E RR 1 14 K 7+5K1R E L A Y S P S TR 1 24 K 7+5H S 0 0 3 8+5R 1 31 0 0R 1 41 0 KD1D2D3D4D5D6D7D1D2D3D4D5D6D7D1D2D3D4D5D6D7 圖 紅外接收電路 半導(dǎo)體材料在受到光的照射后會產(chǎn)生電流，這就是半導(dǎo)體的光電效應(yīng)。光電二極管就是利用半導(dǎo)體材料的光電效應(yīng)制成的。 光電二極管是一種光電變換器件，當它的 PN 結(jié)受到光的照射后，能吸收光并將光能轉(zhuǎn)換為電能。光電二極管采用以下兩種工作方式。第一種為預(yù)加偏壓工作方式，即對光電二極管預(yù)加一定的偏壓，當受到光的照射后，光電二極管的反向電流會隨著照射光強度的 變化而變化，光的強度愈大，則反向電流愈大。在大多數(shù)應(yīng)用電路中，光電二極管都是以這種方式工作的。第二種為不加偏壓的工作方式，它是利用 PN 結(jié)在受到光的照射后會產(chǎn)生正向電壓的原理，把光電二極管四川理工學(xué)院本科畢業(yè)（設(shè)計）論文 15 當作微型電池使用，這種工作方式多用于光電檢測電路。 光電二極管有四種類型 : PN 結(jié)型 (也稱 PD 型 )、 PIN 結(jié)型、雪崩型和肖特型，其中應(yīng)用最多的是用硅材料制作的 PN 結(jié)型光電二極管，它的價格也是最低的。其他幾種類型的光電二極管由于響應(yīng)速度快，主要用于光纖通信及計算機信息傳輸。 光電二極管的基本特性 一 .伏安特性 光電二極管的伏安 特性曲線如圖 （ a）所示。 光電二極管在無光照射時，它的特性與一般的硅二極管一樣。當受光照射后，它的特性曲線沿電流軸向下平移，平移的幅度與光的照度成正比。特性曲線在第三象限內(nèi)的部分，表達了光電二極管在加有反向電壓的情況下受光照射后的反向特性。此特性表明：方向電流隨入射光線 照射的增大而增大，在一定的反向電壓范圍內(nèi)，反向電流的大小幾乎與反向電壓的高低無關(guān)。 I PD— 光電二極管 EC— 電源電壓 R— 負 載電阻 R2 R1 反向電壓 E V2 0 V 照 EC 度 （無光照時） 1