【文章內(nèi)容簡介】 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。當(dāng)不同的指令鍵被按下時，指令信號電路產(chǎn)生不同脈沖編碼的指令信號，也就是進行編碼，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，再由驅(qū)動電路驅(qū)動紅外發(fā)射器發(fā)射紅外信號。整體過程如下：指令鍵指令編碼調(diào)制驅(qū)動紅外發(fā)射 發(fā)射電路的設(shè)計本發(fā)射電路采用一個12M的晶體振蕩器，產(chǎn)生相對應(yīng)受控開關(guān)的脈沖頻率，通過紅外發(fā)射管發(fā)射出去。單片機第9腳（RST）所接的是一個最簡單的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，由接收電路再進行放大，解調(diào)，信號還原。晶體三極管主要用于放大電路中起放大作用，本設(shè)計采用的是一個NPN型的三級管9013，為了得到更大的放大倍數(shù)，采用了類似共射級接法。，而三級管9013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。 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個點觸式的開關(guān)，用來遙控電器電源開關(guān)，第9腳為單片機的復(fù)位腳，采用簡單的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)動執(zhí)行由上述可見，紅外遙控系統(tǒng)中的指令信號及檢出電路，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)的過程，因為碼分制系統(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對接收電路造成干擾，產(chǎn)生誤動作，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，用來顯示被控電器開關(guān)的序號，顯出數(shù)字0至5。第35至39口接作為5個電器的電源控制輸出，后接繼電器，此處是實現(xiàn)控制電器開關(guān)的主要。當(dāng)有輸出電流的時候，電流通過繼電器，繼電器檢測到電流后開啟功能，對應(yīng)的電器電源接通。同時電流流過發(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。 系統(tǒng)功能實現(xiàn)方法 遙控碼的編碼格式該遙控器采用脈沖個數(shù)編碼，不同的脈沖個數(shù)代表不同的碼，最小為2個脈沖，最大為9個脈沖，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)某個被控電器的電源開關(guān)被按下時，單片機先讀出鍵值，然后根據(jù)鍵值設(shè)定遙控碼的脈沖個數(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，第一位碼的低電平將啟動中斷程序，實時接收數(shù)據(jù)幀。在數(shù)據(jù)幀接收時，將對第一位(起始位)，將作為錯誤碼處理。當(dāng)間隔位的高電平脈寬大于3ms時，結(jié)束接收,然后根據(jù)累加器A中的脈沖個數(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 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口值查鍵號按鍵號轉(zhuǎn)至相應(yīng)的發(fā)射程序返回 N Y掃鍵過程：首先判斷控制鍵是否按下，若有控制鍵按下則進行逐行掃描，按照P口值查找鍵號，最后按照鍵號轉(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紅外信號發(fā)射過程：首先裝入發(fā)射脈沖個數(shù)(發(fā)射時為3ms脈沖，停發(fā)時為1ms脈沖)，此時若發(fā)射脈沖個數(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)束整個發(fā)射過程。在實踐中，采用紅外線遙控方式時，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)定控制脈沖延時值=0?調(diào)延時程序 NY 遙控接收部分的主程序及初始化及延時過程如上：首先初始化，然后按照顯示數(shù)據(jù)設(shè)定控制脈沖延時值，若不為0則調(diào)入延時程序，；若為0則直接返回。中斷開始低電平脈寬2ms接收并對低電平脈沖計數(shù)高電平脈寬3ms？按脈沖個數(shù)至對應(yīng)的功能程序中斷返回 N YN Y 中斷過程：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數(shù)，接下來看判斷高電平脈寬度沖是否大于3ms，若脈寬不到3ms，則返回上一接收計數(shù)過程；若高電平脈寬大于3ms。第五章 設(shè)計調(diào)試控制電路板的安裝與調(diào)試在整個電路的設(shè)計中占有重要位置，它是把理論付諸實踐的過程，也是把紙面設(shè)計轉(zhuǎn)變位實際產(chǎn)品的必經(jīng)階段。對試驗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)計常用的調(diào)試儀器有：萬用表、穩(wěn)壓電源、示波器、信號發(fā)生器等。 調(diào)試前不加電源的檢查對照電路圖和實際線路檢查連線是否正確，包括錯接、少接、多接等；用萬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短路，連接處有無接觸不良，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、信號源連線是否正確；電源端對地是否存在短路（用萬用表測量電阻）。經(jīng)過上述檢查，我們發(fā)現(xiàn)我們所設(shè)計的電路存在錯接和連接處不良接觸的問題，經(jīng)過細(xì)心的檢查后，解決了上述的一些電路上的問題。 靜態(tài)檢測與調(diào)試斷開信號源，把經(jīng)過準(zhǔn)確測量的電源接入電路，用萬用表電壓檔監(jiān)測電源電壓，觀察有無異?，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)異常情況，立即切斷電源，排除故障；我們的電路在此項測試中如無異常情況，接著我們又分別測量各關(guān)鍵點直流電壓，如靜態(tài)工作點、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)果有個別電路不符，經(jīng)過調(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。 動態(tài)檢測與調(diào)試動態(tài)調(diào)試是在靜態(tài)調(diào)試的基礎(chǔ)上進行的，調(diào)試的方法地在電路的輸入端加上所需的信號源，并循著信號的注射逐級檢測各有關(guān)點的波形、參數(shù)和性能指標(biāo)是否滿足設(shè)計要求，如必要，要對電路參數(shù)作進一步調(diào)整。發(fā)現(xiàn)問題，要設(shè)法找出原因，排除故障，繼續(xù)進行。我們所設(shè)計的遙控器電路是采用碼分制遙控方式，我們用示波器對發(fā)射電路輸出端及接收電路輸入端的信號波型的進行了檢查，發(fā)現(xiàn)當(dāng)按下不同的開關(guān)按鈕時所顯示的波型是不同的。這說明了此電路是工作在正常狀態(tài)的。 調(diào)試注意事項經(jīng)過我們自己動手調(diào)試電路。我們從問題之中總結(jié)出來一些常用電路調(diào)試的注意事項。（1）正確使用測量儀器的接地端，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，在頻率較高時要設(shè)法隔離連接線分布電容的影響，例如用示波器測量時應(yīng)該使用示波器探頭連接，以減少分布電容的影響。（3）測量電壓所用儀器的輸入阻抗必須遠(yuǎn)大于被測處的等效阻抗。（4）測量儀器的帶寬必須大于被測量電路的帶寬。（5）正確選擇測量點和測量。（6）認(rèn)真觀察記錄實驗過程，包括條件、現(xiàn)象、數(shù)據(jù)、波形、相位等。（7）出現(xiàn)故障時要認(rèn)真查找原因。第六章 結(jié)論本篇設(shè)計詳細(xì)介紹了基于單片機的紅外遙控開關(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。并針對其特點，采用脈沖個數(shù)編碼方法，通過設(shè)定碼寬和遙控碼數(shù)據(jù)幀間隔，成功解決了數(shù)據(jù)幀接收時的可靠問題。其次，本設(shè)計在對現(xiàn)有紅外遙控技術(shù)的大量文獻(xiàn)調(diào)研的基礎(chǔ)上，提出了運用先進的單片機系統(tǒng)制作多功能紅外遙控器，使其在原有控制多個電器開關(guān)的基礎(chǔ)上，增加了對電燈進行亮度的調(diào)光控制的功能，使得本次設(shè)計的紅外遙控開關(guān)更加的有實用性。通過實驗表明，在有效距離（8m以內(nèi)）里我們成功的對5個發(fā)光二極管進行了開關(guān)控制，LED上的顯示隨著受控開關(guān)變化正常。由于先前進行了嚴(yán)格的器件的挑選，整個紅外遙控器系統(tǒng)的靈敏度、測量精度、穩(wěn)定性都有不錯的表現(xiàn)，達(dá)到了本次設(shè)計的要求。當(dāng)然，由于時間和本人水平的制約，本設(shè)計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