【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 式，是一種稱為 “ 串行 ” 的信號(hào)，復(fù)雜的具體命的內(nèi)容是由這信號(hào)的不同組合情況來(lái)表達(dá)的。這種組合在專業(yè)術(shù)語(yǔ)上稱為 “ 編碼 ” 也就是上面所稱的 “ 命令生成 ” 過(guò)程。命令接收與之相反，稱為 “ 解碼 ” 通過(guò)解碼電路，把含有命令信息的內(nèi)容 “ 串行 ” 信號(hào)轉(zhuǎn)換成了 “ 并行 ” 信號(hào)。這時(shí)，每一個(gè)命令內(nèi)容都應(yīng)該有一跟輸出線，每一跟輸出線控制一個(gè)相對(duì)應(yīng)的動(dòng)作，因此同時(shí)被控制的對(duì)象可以是多路的。 命令執(zhí)行機(jī)構(gòu)通常又稱為伺服機(jī)構(gòu)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)受控對(duì)象的具體操作與控制，其典型代表有繼電器、伺服機(jī)、電平開(kāi) 關(guān)等。例如一個(gè)抽水系統(tǒng)，繼電器在遙控信號(hào)的作用下吸合或釋放，從而開(kāi)動(dòng)或關(guān)閉抽水設(shè)備，繼電器是執(zhí)行機(jī)構(gòu)，抽水設(shè)備是受控對(duì)象。 貴州航天職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 8 紅外遙控系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 一、紅外遙控系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 紅外遙控系統(tǒng)主要分為調(diào)制、發(fā)射和接收三部分，如圖 221所 示： 圖 221 紅外遙控發(fā)射數(shù)據(jù)時(shí)采用調(diào)制的方式，即把數(shù)據(jù)和一定頻率的載波進(jìn)行“與”操作，這樣可以提高發(fā)射效率和降低電源功耗。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(duì)晶振進(jìn)行整數(shù)分頻，分頻系數(shù)一般取 12，所以 455kHz247。 12≈ kHz≈ 38kHz。 圖 222 載波波形 圖 223a 簡(jiǎn)單驅(qū)動(dòng)電路 圖 223b 射擊輸出驅(qū)動(dòng)電路 如圖 223a和圖 223b是 LED的驅(qū)動(dòng)電路，圖 3a是最簡(jiǎn)單電路， 選用元件時(shí)要注意三極管的開(kāi)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(guò) LED 的最大正向電流為 100mA，電流 越大，其發(fā)射的波形強(qiáng)度越大。 圖 223a 電路有一點(diǎn)缺陷，當(dāng)電池電壓下降時(shí)，流過(guò) LED的電流會(huì)降低，發(fā)射波形強(qiáng)度降低，遙控距離就會(huì)變小。圖 223b所示的射極輸出電路可以解決這第 二 章 紅外遙控 系統(tǒng)的構(gòu)成原理 9 個(gè)問(wèn)題，兩個(gè)二極管把三級(jí)管基極電壓鉗位在 左右，因此三級(jí)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(guò) LED 的電流也基本不變，這樣保證了當(dāng)電池電壓降低時(shí)還可以保證一定的遙控距離。 3． 接收系統(tǒng) 紅外信號(hào)接收系統(tǒng)的典型電路如圖 224 所示： 圖 224 紅外接收頭內(nèi)部電路 該電路包括紅 外監(jiān)測(cè)二極管，放大器，限副器，帶通濾波器，積分電路，比較器等。紅外監(jiān)測(cè)二極管監(jiān)測(cè)到紅外信號(hào)，然后把信號(hào)送到放大器和限幅器，限幅器把脈沖幅度控制在一定的水平，而不論紅外發(fā)射器和接收器的距離遠(yuǎn)近。交流信號(hào)進(jìn)入帶通濾波器，帶通濾波器可以通過(guò) 30khz 到 60khz 的負(fù)載波，通過(guò)解調(diào)電路和積分電路進(jìn)入比較器，比較器輸出高低電平，還原出發(fā)射端的信號(hào)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。 以上電路被集成在一個(gè)元件中，成為一體化紅外接收頭，如圖 225所示： 圖 225 紅外接 收頭 紅外接收頭的種類很多，引腳定義也不相同，一般都有三個(gè)引腳，包括供電 腳，接地和信號(hào)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。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(jìn)一步降低電源干擾。 貴州航天職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 10 第三章 紅外遙控信號(hào)解碼控制電路的設(shè)計(jì)原理 控制電路的硬件結(jié)構(gòu) 控制電路具有三組總線：地址總線（ ADDRESS BUS）、數(shù)據(jù)總線（ DATA BUS）和控制總線（ CONTROL BUS） ,與總線相接的主要器件有： (1) 中央處理器： MCS51系列的 8031。 (2) 鎖存器： 1片帶輸出三態(tài)門(mén)的 8D 鎖存器 74LS373。 （ 3）其它電路：輸出控制、驛碼及顯示驅(qū)動(dòng)和一些模擬器件。 下面將根據(jù)原理圖，分塊介紹各部分結(jié)構(gòu)及原理。 一、中央處理器 —— 8031 8031 是 MCS51 系列單片機(jī)中最簡(jiǎn)單的芯片，它既無(wú) 8051內(nèi)部的 4K ROM，也無(wú) 8751 內(nèi)部的 4K EPROM，因此需要外接程序存儲(chǔ)器。 8031 采用耗盡型 N溝道硅柵 HMOS 工藝制造， 40 引腳、 DIP封裝。以下為采用雙列直插式封 裝的 MCS51 系列單片機(jī)管腳圖。 圖 311MC51 系列單片機(jī) 8031 管腳圖 各管腳功能說(shuō)明如下： （ 1）電源管腳 Vcc（ 40 腳）：接 +5V； Vss（ 20腳）：接地。 第 三 章 紅外遙控 信號(hào)解碼控制的設(shè)計(jì)原理 11 （ 2）時(shí)鐘信號(hào)管腳 XTAL1（ 19腳）， XTAL2（ 18 腳）：外部時(shí)鐘信號(hào)的兩個(gè)管腳。 （ 3）控制線 RST/Vpd（ 9 腳） 當(dāng)作為 RST 使用時(shí)，為復(fù)位輸入端。在時(shí)鐘電路工作以后，此管腳上出現(xiàn)兩個(gè)機(jī)器周期的高電平將使單片機(jī)復(fù)位。在 RST 與 Vcc 管腳之間連接一個(gè) 1020uF 的電容， RST 與 Vcc 管腳之間連接一個(gè)約 歐的電阻，就可實(shí)現(xiàn)上電復(fù)位功能。 /EA/Vpp（ 31 腳） /EA為訪問(wèn)內(nèi)部或外部程序存儲(chǔ)器的選擇信號(hào)。若使用CPU片內(nèi)的程序存儲(chǔ)器單元， /EA 端必須接高電平，當(dāng) PC值小于 0FFFH 時(shí)， CPU 訪問(wèn)內(nèi)部程序存儲(chǔ)器；當(dāng) PC 值大于 0FFFH 且外部有擴(kuò)充的程序存儲(chǔ)器時(shí)， CPU 將自動(dòng)轉(zhuǎn)向執(zhí)行外部程序存儲(chǔ)器內(nèi)的程序。若使用片內(nèi)無(wú) ROM/EPROM 的 CPU 時(shí)， /EA 必須接地。 CPU 全部訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器。 對(duì)片內(nèi) EPROM 編程時(shí)，此管腳（作 Vpp）接入 21V 編程電壓。 ALE//PROG（ 30腳）當(dāng)訪問(wèn)外 部存儲(chǔ)器時(shí)， ALE信號(hào)的負(fù)跳變將 P0口上的低 8位地址送入鎖存器。即使不訪問(wèn)外部存儲(chǔ)器， ALE 端仍以固定的振蕩器振蕩頻率的 1/6 速率輸出正脈沖信號(hào)，此時(shí)可用它作為對(duì)外輸出的時(shí)鐘或定時(shí)脈沖。但要注意，每當(dāng)訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，將跳過(guò)一個(gè) ALE脈沖，以 1/21 的振蕩頻率輸出。 對(duì)片內(nèi) EPROM 編程時(shí)，該管腳（ /PROG）用于輸入編程脈沖， ALE端能驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流） 8個(gè) LSTTL 負(fù)載。 /PSEN（ 29腳） 外部程序存儲(chǔ)器讀選通控制信號(hào)，低電平有效。以區(qū)別讀取外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。在讀取外部程序存儲(chǔ)器指令（或常 數(shù)）時(shí)，每個(gè)機(jī)器周期產(chǎn)生兩次 /PSEN有效信號(hào)。但執(zhí)行片內(nèi)程序存儲(chǔ)器取指令時(shí)，不產(chǎn)生 /PSEN信號(hào)。 /PSEN信號(hào)同樣能驅(qū)動(dòng) 8個(gè) LSTTL 負(fù)載。 （ 1）輸入 /輸出口線 P0口（ 3239 腳） 8位漏極開(kāi)路型雙向并行 I/O口。在訪問(wèn)外部存儲(chǔ)器時(shí)，P0口作為低 8位地址 /數(shù)據(jù)總線復(fù)用口，通過(guò)分時(shí)操作，先傳送低 8位地址，利用ALE信號(hào)的下降沿將地址鎖存，然后作為 8位雙向數(shù)據(jù)總線使用，用來(lái)傳送 8 位數(shù)據(jù)。 在對(duì)片內(nèi) EPROM 編程時(shí)， P0 口接收指令代碼；而在內(nèi)部程序驗(yàn)證時(shí)，則輸出指令代碼，并要求外接上拉電阻。 貴州航天職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 12 外部不 擴(kuò)展而單片應(yīng)用時(shí)，則作雙向 I/O 口用， P0口能以吸收電流的方式驅(qū)動(dòng) 8個(gè) LSTTL 負(fù)載。 P1口（ 18 腳） 具有內(nèi)部上拉電阻的 8位準(zhǔn)雙向 I/O口。在片內(nèi) EPEOM編程及校驗(yàn)時(shí)，它接收低 8位地址。 P1 口能驅(qū)動(dòng) 4 個(gè) LSTTL 負(fù)載。 對(duì) 8032/8052，其中 和 還具有第二變異功能： （ T2）為定時(shí)器/計(jì)數(shù)器 2的外部事件脈沖輸入端。 （ T2Ex）為定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 2的捕捉和重新裝入觸發(fā)脈沖輸入端。 P2口（ 2128腳） 8位具有內(nèi)部上拉電阻的準(zhǔn)雙向 I/O 口。在外接存儲(chǔ)器時(shí)， P2口作為高 8位地址總線。在對(duì)片內(nèi) EPROM 編程、校驗(yàn)時(shí)，它接收高位地址。 P2 口能驅(qū)動(dòng) 4 個(gè) LSTTL 負(fù)載。 此設(shè)計(jì)中以 8031 為中央處理器。其 P0口作地址總線低 8位和數(shù)據(jù)總線（分時(shí)復(fù)用）， P2 口作為地址總線高 8位， P3口中 （ /WR）、 (/RD)、 （ /INT0）及 29腳（ /PSEN）、 30 腳（ ALE）、 9腳（ RESET）為控制線。整個(gè)系統(tǒng)在 8031 控制下，協(xié)調(diào)工作 一、 存儲(chǔ)器 有關(guān)存儲(chǔ)器部分，主要由 74LS373 鎖存器構(gòu)成。 74ls373 是常用的地址鎖存器芯片，它實(shí)質(zhì)是一個(gè)是帶三態(tài)緩沖輸出的 8D 觸發(fā)器，在單片機(jī)系統(tǒng)中為了擴(kuò)展外部存儲(chǔ)器，通常需要一塊 74ls373 芯片， 其結(jié)構(gòu)如圖 412和圖 413 所示 圖 312 74LS373 第 三 章 紅外遙控 信號(hào)解碼控制的設(shè)計(jì)原理 13 圖 313 74L