【文章內(nèi)容簡介】 、抗干擾性能強無觸點且輸入與輸出在電氣上完全隔離等特點，因而在各種電子設(shè)備上得到廣泛的應(yīng)用光電耦合器可用于隔離電路、負(fù)載 接口及各種家用電器等電路中 ,但在家電電路中 ,常見的只有 4 種結(jié)構(gòu) : ,為發(fā)光二極管與光電晶體管封裝的光電耦合器 ,結(jié)構(gòu)為雙列直插 4引腳塑封 ,內(nèi)部電路見表一 ,主要用于開關(guān)電源電路中。 ,為發(fā)光二極管與光電晶體管封裝的光電耦合器 ,主要區(qū)別引腳結(jié)構(gòu)不同 ,結(jié)構(gòu)為雙列直插 6 引腳塑封 ,內(nèi)部電路見表一 ,也用于開關(guān)電源電路中。 ,為發(fā)光二極管與光電晶體管 附基極端子 封裝的光電耦合器 ,結(jié)構(gòu)為雙列直插 6 引腳塑封 ,內(nèi)部電路見表一 ,主要用于 AV 轉(zhuǎn)換音頻電路中。 ,為發(fā)光二極管與光電二極管加 晶體管 附基極端子 封裝的光電耦合器 ,結(jié)構(gòu)為雙列直插 6引腳塑封 ,內(nèi)部電路見表一 ,主要用于 AV轉(zhuǎn)換視頻電路中。 圖 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。發(fā)射電路圖如下： 圖 其中第 9 腳（ RST）所接的是一個最簡單的 RC 上電復(fù)位電路。 接一個三級管發(fā)光二級管利用紅外光為介質(zhì)，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，極限值： Ta 25℃ 額定值單位最高集電極 發(fā)射極電壓 VCEO 20 V 最高集電極 基極電壓 VCBO 40 V 最高發(fā)射極 基極電壓 VEBO 5 V 最大集電極電流 Ic 500 mA 耗散功率 Pc 625 mW 最高結(jié)溫 Tj 150 ℃ 貯存溫度 Tstg 55~150 ℃ 電特性： Ta 25℃ 參數(shù)名稱符號測試條件最小值最大值單位集電極 基極截止電流 ICBO VCB 40V， IE 0 發(fā)射極 基極截止電流 IEBO VEB 5V， Ic 0 共發(fā)射極正向電流 傳 輸比的靜態(tài)值 HFE VCE 1V， Ic 50mA 集電極 發(fā)射極飽和電壓VCESat Ic 500mA， IB 50mA 基極 發(fā)射極飽和電壓 VBEsat Ic 500mA ， IB 50mA℃） Min： 800n 光普范圍（℃）： 說明： 相應(yīng)時間 tResp（ s）： 反應(yīng)電壓 VR（ v）： 總電容 CT F : 材料： Ge 遙控發(fā)射器電路原理圖 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 7 腳接 7 個點觸式的開關(guān)，第 1 腳至第 5 腳用來遙控電器電源開關(guān)，第 6 腳為可調(diào)光電燈的開關(guān)，第7 腳，第 8 腳 為調(diào)節(jié)電燈亮度的控制開關(guān)，當(dāng)按第 7 腳開關(guān)時，電燈增亮，當(dāng)按下第 8 腳時電燈減暗，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 圖 ．接收電路部分 紅外遙控接收器的接收過程 圖 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。 遙控接收器電路原理圖 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，用來顯示被控電燈開關(guān)的亮度，顯出數(shù)字 0 至 8，顯 0 時最暗，顯 8 時最亮。第 35 至 39 口接作為 5 個電器的電源控制輸出。其中第 34 口為可調(diào)節(jié)亮度的電燈。第 28 腳為光電耦合調(diào)光燈的調(diào)光脈沖輸出，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。 `圖 ．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 10 腳輸出編碼波形 圖 ．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 : 圖 ．?dāng)?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 碼的碼寬進行驗證 .若第一位低電平碼的脈寬小于 2ms,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 . 圖 遙控發(fā)射部分： 圖 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 . N Y 圖 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 . N 圖 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 : N Y 圖 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 ,然后按照顯示亮度數(shù)據(jù)設(shè)定調(diào)光脈沖延時值 ,看 口的脈沖是否為 0,若不為 0 則調(diào)入延時程序 ,此時 口輸出調(diào)光脈沖然后返回 。若為 0 則直接返回 . N Y N Y 圖 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,則按照脈沖個數(shù)至對應(yīng)功能程序 .此時中斷返回 . 第 3 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)試步驟 : 1．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。 2．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。 3．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。 4．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 4 章 結(jié)束語 經(jīng)過幾個月的努力，我們在何老師的耐心幫助和自己的努力下終于完成了此次設(shè)計，并按設(shè)計要求實現(xiàn)了遙控器的各項功能。通過這次設(shè)計使我們從中學(xué)到到了很多課本上學(xué)不到的知識，了解了紅外遙控器的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，并學(xué)會了用單片機開發(fā)產(chǎn)品的完整的過程，明白了設(shè)計的概念。通過自己親自去動手和調(diào)試我明白的實踐的重要性，明白了理論結(jié)合實踐的含義，同時也大大的提高了自己的動手能力和團隊合作能力，這在我以后的工作中都是非常有用的。 在這次設(shè)計中，何老師不厭其煩的給我講 解問題和修正錯誤，在此表示衷心的感謝??！ 附錄（參考文獻及計算機程序清單） 參考文獻： [1]李建華 . 實用遙控器原理與制作 .北京 : 人民郵電出版社 ,1996 [2]蘇長贊 . 紅外線與超聲波遙控 . 北京 : 人民郵電出版社 ,1995 [3]舒經(jīng)文 . 最新彩電機芯及其遙控系統(tǒng)的原理與維修 . 北京 : 電子工業(yè)出版社 , 1993 [4]王明亮等 . 廣播 .電視調(diào)頻發(fā)送技術(shù) ,上、下冊 . 北京 : 中國廣播電視出版社 ,1993 [5]梁延貴 . 遙控電路可控硅觸發(fā)電路語音電路分冊 北京 : 科學(xué)技術(shù)文獻出版社 ,2021 [6] 李華 . MCS51 系列單片機實用接口技術(shù) . 北京 : 航天航空大學(xué)出版社 ,1999 [7] 邱關(guān)源 .電路 .高等教育出版社 . . [8] 焦李成