【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 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)，也就是進(jìn)行編碼，然后經(jīng)調(diào)制電路調(diào)制，變?yōu)榫幋a脈沖編碼脈沖調(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)射紅外信號(hào)。整體過(guò)程如下：指令鍵指令編碼調(diào)制驅(qū)動(dòng)紅外發(fā)射 發(fā)射電路的設(shè)計(jì)本發(fā)射電路采用一個(gè)12M的晶體振蕩器，產(chǎn)生相對(duì)應(yīng)受控開關(guān)的脈沖頻率，通過(guò)紅外發(fā)射管發(fā)射出去。單片機(jī)第9腳（RST）所接的是一個(gè)最簡(jiǎn)單的RC上電復(fù)位電路。，將控制信以紅外光脈沖的形式發(fā)射出去，由接收電路再進(jìn)行放大，解調(diào)，信號(hào)還原。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)NPN型的三級(jí)管9013，為了得到更大的放大倍數(shù)，采用了類似共射級(jí)接法。，而三級(jí)管9013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。 發(fā)射電路原理圖 下圖為該系統(tǒng)遙控發(fā)射器電路原理圖，其中第1腳至第5腳接5個(gè)點(diǎn)觸式的開關(guān)，用來(lái)遙控電器電源開關(guān)，第9腳為單片機(jī)的復(fù)位腳，采用簡(jiǎn)單的RC上復(fù)位電路，15腳作為紅外線遙控碼的輸出口，用于輸出40kHz載波編碼，18,19腳接12MHz晶振。 紅外遙控接收器接收方式紅外接收前置放大解調(diào)指令解碼驅(qū)動(dòng)執(zhí)行由上述可見，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。 接收電路原理圖以下是為該系統(tǒng)的遙控接收器電原理圖。第1至8接數(shù)碼管，用來(lái)顯示被控電器開關(guān)的序號(hào)，顯出數(shù)字0至5。第35至39口接作為5個(gè)電器的電源控制輸出，后接繼電器，此處是實(shí)現(xiàn)控制電器開關(guān)的主要。當(dāng)有輸出電流的時(shí)候，電流通過(guò)繼電器，繼電器檢測(cè)到電流后開啟功能，對(duì)應(yīng)的電器電源接通。同時(shí)電流流過(guò)發(fā)光二極管，二極管發(fā)光，我們就可以知道控制是否成功。第10腳為50Hz交流市電相位基準(zhǔn)輸入，第12腳為中斷輸入口，第11腳用于接收紅外遙控碼輸入信號(hào)。 系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)方法 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9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：第11腳輸出編碼波形[4][8]。 遙控碼的發(fā)射當(dāng)某個(gè)被控電器的電源開關(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)射電路的第15腳的輸出調(diào)制波如下圖所示[4][8]： 15腳輸出編碼波形 數(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)，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[4][8]。第四章 紅外遙控器的軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì) 遙控發(fā)射部分開始 初始化調(diào)用鍵掃描處理子程序 上圖是遙控發(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。掃鍵開始鍵按下？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 N Y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。發(fā)射開始裝入發(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Y N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，并且沒有角度影響。 遙控接收部分開始初始化按顯示數(shù)據(jù)設(shè)定控制脈沖延時(shí)值=0?調(diào)延時(shí)程序 NY 遙控接收部分的主程序及初始化及延時(shí)過(guò)程如上：首先初始化，然后按照顯示數(shù)據(jù)設(shè)定控制脈沖延時(shí)值，若不為0則調(diào)入延時(shí)程序，；若為0則直接返回。中斷開始低電平脈寬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 N YN Y 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。第五章 設(shè)計(jì)調(diào)試控制電路板的安裝與調(diào)試在整個(gè)電路的設(shè)計(jì)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。本設(shè)計(jì)常用的調(diào)試儀器有：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）。經(jīng)過(guò)上述檢查，我們發(fā)現(xiàn)我們所設(shè)計(jì)的電路存在錯(cuò)接和連接處不良接觸的問(wèn)題，經(jīng)過(guò)細(xì)心的檢查后，解決了上述的一些電路上的問(wèn)題。 靜態(tài)檢測(cè)與調(diào)試斷開信號(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)異常現(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)異常情況，立即切斷電源，排除故障；我們的電路在此項(xiàng)測(cè)試中如無(wú)異常情況，接著我們又分別測(cè)量各關(guān)鍵點(diǎn)直流電壓，如靜態(tài)工作點(diǎn)、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，結(jié)果有個(gè)別電路不符，經(jīng)過(guò)調(diào)整電路元器件參數(shù)、更換元器件，使電路最終工作在合適的工作狀態(tài)；對(duì)于放大電路我們還用示波器觀察是否有自激發(fā)生。結(jié)果一切正常。 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。 調(diào)試注意事項(xiàng)經(jīng)過(guò)我們自己動(dòng)手調(diào)試電路。我們從問(wèn)題之中總結(jié)出來(lái)一些常用電路調(diào)試的注意事項(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)量時(shí)應(yīng)該使用示波器探頭連接，以減少分布電容的影響。（3）測(cè)量電壓所用儀器的輸入阻抗必須遠(yuǎn)大于被測(cè)處的等效阻抗。（4）測(cè)量?jī)x器的帶寬必須大于被測(cè)量電路的帶寬。（5）正確選擇測(cè)量點(diǎn)和測(cè)量。（6）認(rèn)真觀察記錄實(shí)驗(yàn)過(guò)程，包括條件、現(xiàn)象、數(shù)據(jù)、波形、相位等。（7）出現(xiàn)故障時(shí)要認(rèn)真查找原因。第六章 結(jié)論本篇設(shè)計(jì)詳細(xì)介紹了基于單片機(jī)的紅外遙控開關(guān)的工作原理、基本結(jié)構(gòu)；分析了紅外遙控技術(shù)的原理，清晰的總結(jié)出紅外發(fā)射電路和接收電路的工作原理和技術(shù)要求。并針對(duì)其特點(diǎn)，采用脈沖個(gè)數(shù)編碼方法，通過(guò)設(shè)定碼寬和遙控碼數(shù)據(jù)幀間隔，成功解決了數(shù)據(jù)幀接收時(shí)的可靠問(wèn)題。其次，本設(shè)計(jì)在對(duì)現(xiàn)有紅外遙控技術(shù)的大量文獻(xiàn)調(diào)研的基礎(chǔ)上，提出了運(yùn)用先進(jìn)的單片機(jī)系統(tǒng)制作多功能紅外遙控器，使其在原有控制多個(gè)電器開關(guān)的基礎(chǔ)上，增加了對(duì)電燈進(jìn)行亮度的調(diào)光控制的功能，使得本次設(shè)計(jì)的紅外遙控開關(guān)更加的有實(shí)用性。通過(guò)實(shí)驗(yàn)表明，在有效距離（8m以內(nèi)）里我們成功的對(duì)5個(gè)發(fā)光二極管進(jìn)行了開關(guān)控制，LED上的顯示隨著受控開關(guān)變化正常。由于先前進(jìn)行了嚴(yán)格的器件的挑選，整個(gè)紅外遙控器系統(tǒng)的靈敏度、測(cè)量精度、穩(wěn)定性都有不錯(cuò)的表現(xiàn)，達(dá)到了本次設(shè)計(jì)的要求。當(dāng)然，由于時(shí)間和本人水平的制約，本設(shè)計(jì)可能還存在著某些不足之處！希望各位專家、學(xué)者和同學(xué)們給予指正。參考文獻(xiàn)[1]:人民郵電出版社,1996[2]. 北京:人民郵電