【文章內(nèi)容簡介】 始位 擴(kuò)展位 翻轉(zhuǎn)位 14 位 = 圖 15 3010幀結(jié)構(gòu) LEDR56P + 5VS1GND2V C C3U1I R _R E CT9015GNDGNDR56C100uF+ 5VP a b ‘ 0’碼 ‘ 1’碼 桂林電子工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 12 頁 共 44 頁 圖 17 3010 碼元格式 這里只用了單片機(jī)的一個(gè) I/O 口，且不必加任何驅(qū)動(dòng)電路。當(dāng)要發(fā)射信號(hào)比如‘ 0’碼，事實(shí)上 口上的電平狀態(tài)如圖 5 所示，碼元的高電平時(shí)就是載波信號(hào)，碼元的低電平時(shí) ，不發(fā)射信號(hào)。 38 KHZ 載波的周期為 微秒，由于單片機(jī)最多只能精確到 1 微秒，載波周期取 27 微秒時(shí)發(fā)射信號(hào)最穩(wěn)定，發(fā)射距離大于 8 米。編程時(shí)關(guān) 鍵是如何準(zhǔn)確地在 38 KHZ 載波。對于用 C51 編的程序，由于不知道其匯編代碼，很難精確地取得周期為微秒的信號(hào)，即使是用定時(shí)器，進(jìn)出中斷程序以及重裝計(jì)數(shù)初值都要耗費(fèi)一定的時(shí)間，也很難精確到微秒。我們采用循環(huán)延時(shí)的方法產(chǎn)生載波，用斷點(diǎn)法來調(diào)試。通常事業(yè) KEIL C 編譯器都有程序調(diào)試功能，調(diào)試程序時(shí)啟動(dòng)定時(shí)器 0，并設(shè)定為 1，不必開放中斷，在產(chǎn)生載波的循環(huán)子程序里設(shè)置一個(gè)斷點(diǎn)，當(dāng)程序第一次運(yùn)行到斷點(diǎn)時(shí)又記下計(jì)數(shù)器的值，兩值相減就是載波周期了，反復(fù)改變延時(shí)時(shí)間直到載波周期為 27 微秒。當(dāng)我們沒有測量儀器 時(shí)，這種方法不失為測量信號(hào)周期的一種好方法。當(dāng)然，碼元的寬度亦可采用這種方法調(diào)試。 下面是參考程序： include//晶振為 12MHZ Sbit LED=p3^0。 Sbit Key=P3^7。//幀數(shù)據(jù)放數(shù)組 DATA 里 Unsigned char Data[4]={0x00,0xff,0x1f,0xe0}。 Void Transmit(int c1,int c2)。//發(fā)射子程序 ************************************************ 下 面是主程序： Main() {unsigned char I,j。 Where (1) {where (key)。//沒按鍵下，等待 Transmit(340,565)。//發(fā)射引導(dǎo)碼 For (i=0。i4。i++) For (j=0。j8。j++)。//發(fā)射幀數(shù)據(jù) {if ((Data[i]j)amp。1) Transmit(19,205)。//’1’碼 ElseTransmit(19,70)。//’0’碼 桂林電子工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 13 頁 共 44 頁 } Transmit(19,17)。 While(!key)。//等待釋放按鍵 } } //******************************************** 下面是發(fā)射子程序： Void transmit(int c1,int c2)// c1 為高電平寬度 {unsigned char I。// c2 為低電平寬度 Do {LED=1。//產(chǎn)生 38 KHZ 載波 For(i=8。i0。i)。//延時(shí) 18 微秒 LED=0。 }while(c1)。 LED=1。 While(c2)。 } 利用單片機(jī)對紅外線信號(hào)進(jìn)行解碼也很簡單，電路如圖 6B，一體化紅外接收頭內(nèi)部集成有解調(diào)、信號(hào)放大和整形等電路，要注意的是在沒有紅外信號(hào)時(shí)，其輸出端為高電平，有信號(hào)時(shí)為低電平，故其輸出信號(hào)電平正好與發(fā)射端相反。因而接收頭輸出的碼元信號(hào)電平有區(qū)別的是高電平寬度不一樣，‘ 0’碼高電平寬度為 毫秒，‘ 1’碼為 毫秒。本例程就是測量高電平寬度來識(shí)別碼元的，程序取幀數(shù)據(jù)的最后一個(gè)字節(jié)就可以識(shí)別不同的按鍵，客戶碼和數(shù)據(jù)碼的第一個(gè)字節(jié)舍棄掉，最后將數(shù)據(jù)輸出到 P1 口。通過對紅外遙控器各 按鍵發(fā)送脈沖的波形的分析可以識(shí)別碼型，從而為軟件解碼提供依據(jù)。 程序如下： include//晶振為 12MHZ Sbit Rec=P3^1。 Unsigned char I,ch。 Unsigned int t。 Main() {TMOD=0X01。 TR0=1。 While(1) While(Rec)。//等待接收信號(hào) T=(TH08)+TL0。//取得脈沖寬度 桂林電子工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 14 頁 共 44 頁 If (t400amp。amp。t750)。//是‘ 0‘碼 Else if (t1400amp。amp。t1750)//‘ 1‘碼 If (i24)//取出最后一個(gè)字節(jié) Ch|=1(i25)。 Else //非 0、 1 碼，重新解碼 {ch=0。i=0。} If (i++==32) p1=ch。 While(!Rec)。 TL0=0。//重新計(jì)時(shí) TH0=0。 } } 紅外接收原理 接收電路可以使用集成紅外接收器成品。接收器包括紅外接收管和信號(hào)處理IC。接收器對外只有 3 個(gè)引腳： VCC、 GND 和一個(gè)脈沖信號(hào)輸出口 PO。與單片機(jī)接口非常方 便。 本次設(shè)計(jì)中采用的接收器是 Vishay 公司生產(chǎn)的 TSOP4838。 紅外接收頭的介紹 紅外接收器 ，又稱為紅外接收頭。 紅外接收電路選用 Vishay 公司生產(chǎn)的專用紅外接收模塊 TSOP1738 或者 TSOP4838。該接收模塊是一個(gè)三端元件，使用單電源 +5V 電源，具有功耗低、抗干擾能力強(qiáng)、輸入靈敏度高、對其它波長（ 950nm 以外）的紅外光不敏感的特點(diǎn)，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖如圖 3所示。 （ 1） VCC 接系統(tǒng)的電源正極（ +5V）； （ 2） GND 接系統(tǒng)的地線（ 0V）； （ 3） 脈沖信號(hào)輸出接 CPU的中斷輸入引腳（例如 8031 的 13 腳的 INT1）。采取這種連 接方法，軟件解碼既可以工作于查詢方式，也可以工作于中斷方式。 TSOP4838 的工作原理為：首先，通過紅外光敏元件將接收到的載波頻率為 38kHz的脈沖調(diào)制紅外光信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，再由前放大器和自動(dòng)增益控制電路進(jìn)行放大處理。然后，通過帶通濾波器和進(jìn)行濾波，濾波后的信號(hào)由解調(diào)電路進(jìn)行解調(diào)。最后，由輸出級(jí)電路進(jìn)行反向放大輸出 。 為保證紅外接收模塊 TSOP4838 接收的準(zhǔn)確性 ，要求發(fā)送端載波信號(hào)的頻率應(yīng)盡可能接近 38KHZ，因此 在設(shè)計(jì)脈沖振蕩器時(shí)，要選用精密元件并保證電源電壓穩(wěn)定。再 有，發(fā)送的數(shù)位 “0” 至少要對應(yīng) 14個(gè)載波脈沖，這就要求傳送的波特率不能超過 2400bps。利用上述紅外收發(fā)電路構(gòu)成的紅外信道最大通信距離為 8m。 紅外接收頭的外觀 ： 桂林電子工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 15 頁 共 44 頁 圖 18 紅外接收頭的外觀 紅外接收電路的應(yīng)用： （ 1） 紅外接收頭在電路中有效地抑制了電源干擾。 （ 2） 當(dāng)電壓低于 時(shí)輸出電壓不能連續(xù)地支持外圍電路。 圖 19 紅外接收電路的應(yīng)用 紅外接收部分在本次設(shè)計(jì)中的應(yīng)用 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 : 7 J un 2 0 0 5 S he e t o f F i l e : C : \ D oc u m e n t s a nd S e t t i ng s \ A d m i n i s t r a t o r \ 桌面 \單片機(jī) \ 彭梁鴻 \紅外解碼和控制 . D d bD r a w n B y: 紅外接收I N T12+34C4C A PV C CR 1 156T19 01 5桂林電子工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 16 頁 共 44 頁 圖 110 紅外接收部分 該電路中的紅外接收頭的 1管腳外接一個(gè)三極管 9015， 2腳接地， 3 腳一邊接一個(gè)上拉電阻到電源，另一邊通過一個(gè)小電容 到地。三極管的作用是把紅外接收頭接收到的信號(hào)放大后再送到單片機(jī)的中斷口；小電容 C4 的作用是濾波，濾掉信號(hào)中的大雜波；上拉電阻對紅外接收頭起保護(hù)作用。 設(shè)計(jì)原理 紅外遙控電源開關(guān)的結(jié)構(gòu)原理 紅外線遙控編碼芯片為 LC7461 等芯片為例來說明用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)紅外遙控解碼遙控發(fā)射器專用芯片很多，根據(jù)編碼格式可以分成脈沖寬度調(diào)制和脈沖相位調(diào)制兩大類，這里我們以運(yùn)用比較廣泛，解碼比較容易的脈沖寬度調(diào)制來加以說明，現(xiàn)以 LC7461 組成發(fā)射電路為例說明編碼原理。當(dāng)發(fā)射器按鍵按下后，即有遙控碼發(fā)出，所按的鍵不同遙控編碼也不同。這種遙控碼具有以下特征：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” 。 上述 “0” 和 “1” 組成的 42位二進(jìn)制碼經(jīng) 38kHz 的載頻進(jìn)行二次調(diào)制以提高發(fā)射效率，達(dá)到降低電源功耗的目的。然后再通過紅外發(fā)射二極管產(chǎn)生紅外線向空間發(fā)射 。 7461 產(chǎn)生的遙控編碼是連續(xù)的 42位二進(jìn)制碼組，其中前 26 位為用戶識(shí)別碼，能區(qū)別不同的紅外遙控設(shè)備，防止不同機(jī)種遙控碼互相干擾。后 16 位為 8 位的操作碼和 8 位的操作反碼用于核對數(shù)據(jù)是否接收準(zhǔn)確。 當(dāng)遙控器上任意一個(gè)按鍵按下超過 36ms 時(shí)， LC7461 芯片的振蕩器使芯片激活，將發(fā)射一個(gè)特定的同步碼頭，對于接收端而言就是一個(gè) 9ms 的低電平 ,和一個(gè) 的高電平，這個(gè)同步碼頭可以使程序知道從這個(gè)同步碼頭以后可以開始接收數(shù)據(jù)。 解碼的關(guān)鍵是如何識(shí)別 “0” 和 “1” ，從位的定義我們可以發(fā)現(xiàn) “0” 、 “1” 均以 的低電平開始，不同的是高電平的寬度不同， “0” 為 ,“1” 為 ,所以必須根據(jù)高電平的寬度區(qū)別 “0” 和 “1” 。如果從 低電平過后，開始延時(shí)， 以后，若讀到的電平為低，說明該位為 “0” ，反之則為 “1” ，為了可靠起見，延時(shí)必須比 長些，但又不能超過 ,否則如果該位為 “0” ，讀到的已是下一位的高電平，因此?。?+） /2= 最為可靠，一般取 左右即可。 繼電器部分 因?yàn)橛杏|電，開關(guān)的瞬間會(huì)有電磁干擾，而 51 單片機(jī)的抗干擾能力很差，容易死機(jī)，所以考慮用固態(tài)繼電器，沒有觸點(diǎn)。從而避免了這一弊端。繼電器是一種感性器件，桂林電子工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 17 頁 共 44 頁 對家用電燈實(shí)行控制，所以要加上一個(gè)反峰二極管。 圖 111 繼電器在設(shè)計(jì)中的連接 固態(tài)繼電器 (SSR)實(shí)為可控硅和晶體管輸出形式 ,SSR 是無 觸點(diǎn)輸出 .固態(tài)繼電器又可分為直流固態(tài)繼電器 (DCSSR)和交流固態(tài)繼電器 (ACSSR)兩種 .由于本設(shè)計(jì)是基于市電用戶的 ,因此 ,這里選用交流固態(tài)繼電器 (ACSSR).其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖 112所示 . 由圖可知 ,SSR內(nèi)部具有光電耦合電路 ,單片機(jī)輸出的 TTL電平或 CMOS電平可直接與SSR 連接 .對于 ACSSR,控制輸入接至 3,4 端 ,交流負(fù)載與交流供電電源一起接至 1,2 端 .本設(shè)計(jì)中 ,利用 MCS51 單片機(jī)的 輸出切斷負(fù)載信號(hào) ,接入 ACSSR 的 3,4 端 , ACSSR的 1,2端接在負(fù)載與零線之間即可 .如圖 113所示 . 圖 112 交流固態(tài)繼電器 (ACSSR)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 圖 113 切斷負(fù)載部分 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 : 7 J un 2 0 0 5