【正文】 401非常適合用于無線數(shù)據(jù)傳輸；另外 nRF401 也可以用來傳輸數(shù)字語音以及數(shù)字圖像，此時需與 A/D、 D/A 配合。單片機采用 AVR的 Flash 單片機 AVR2313，這是一個高速、低功耗的單片機，在許多設計上得到采用。采用 電池供電，由于系統(tǒng)供電為 3V，因此由一個 DC/DC 變換器完成電源的轉換，為了避免 DC/DC 轉換電源的噪聲對通信造成影響，采用 LC 濾波，并用特性較好的鉭電容。我們只能在一個給定的條件下進行測試和評估。 （ 4） 芯片電氣性能 桂林電子工業(yè)學院畢業(yè)設計（論文）報告用紙 第 9 頁 共 44 頁 表 11 射頻收發(fā)芯片 NRF401 的 電氣性能 參數(shù) 指標 備注 頻率 信道 1/信道 2 調制方式 FSK 最大輸出功率 10dBm 400Ω 3V 接收靈敏度 105dBm 400Ω BR=20kbit/s 工作電壓 ～ 接收電流 10mA 發(fā)射電流 8mA～ 30mA 待機電流 8uA 超聲波遙控的介紹 超聲波遙控是近距離遙控中的一種實用方法。低于 20 Hz 和高于 20 KHz 的超聲波是一種機械振動波，可以在氣體、液體和固體中傳播，在空氣中的傳播速度為 340m/s，與光波、電磁波相比是非常緩慢的。另 外超聲波在傳播途徑中若遇到不同的媒介，大部分能量會被反射。在超聲波遙控中，以超聲波為載體，發(fā)射和接收器件是超聲波發(fā)生器和超聲波接收器。紅外線的波長介于紅光和微波之間， — 3μ m 為近紅外區(qū)， 3— 30μ m為中紅外區(qū)， 30— 1000μ m 為遠紅外區(qū)。相比較前面兩種遙控裝置來看，紅外遙控具有以下優(yōu)點： 它是目前在世界范圍內被廣泛使用的一種無線連接技術，被眾多的硬件和軟件平臺所支持： (1) 通過數(shù)據(jù)電脈沖和紅外光脈沖之間的相互轉換實現(xiàn)無線的數(shù)據(jù)收發(fā)； (2) 主要是用來取代點對點的線纜連接； (3) 新的通訊標準兼容早期的通訊標準； (4) 小角度，短距離，點對點直線數(shù)據(jù)傳輸，保密性強； (5) 傳輸速率較高，目前 4M 速率的 FIR技術已被廣泛使用， 16M速率的 VFIR 技術已經(jīng)發(fā)布； (6) 不影響周邊環(huán)境、不干擾其 它電器設備。 紅外遙控的組成 通用紅外遙控系統(tǒng)由發(fā)射和接收兩大部分組成，應用編 /解碼專用集成電路芯片來進行控制操作 。引導碼寬度高電平為 9ms，低電平為 ；客戶碼為 2 字節(jié)，后字節(jié)寬度為前字節(jié)取反重復；數(shù)據(jù)碼為 2字節(jié)，后字節(jié) 寬度為前字節(jié)取反重復。通過利用紅外線讀碼儀檢測了大量的彩電、 VCD遙控器的編碼，發(fā)現(xiàn)大概有以下兩種編碼格式（ FORMAT）。其中尤以第一種格式用得最多。下面分別介紹這兩種編碼格式。對于一個遙控器來說，每個按鍵所發(fā)射的幀數(shù)據(jù)的客戶碼總是一樣的，有區(qū)別的是數(shù)據(jù)碼。幀結構中的客戶碼 和數(shù)據(jù)碼各有兩個字節(jié)，第一個字節(jié)和第二個字節(jié)互為按位取反，其中客戶碼的高 4位和低 4 位又互為按位取反，如幀結構 FF0AA55。碼元的高電平信號采用 38 KHZ 矩形波（載波）調制發(fā)射，載波占空比（ Duty ）為 1/3，低電平無信號發(fā)射。其幀格式見下圖 12，每一幀由起始位（ START BIT）、擴展位（ ENLARGED BIT）、翻轉位（ TOGGLE BIT）、系統(tǒng)位（ SYSTEM BIT）和數(shù)據(jù)位（ DATA BIT）組成。碼元高電平也是采用 38 KHZ 載波調制發(fā)射 。我們以 1621 格式為例看看怎樣用單片機來 模擬它以及程序調試的一些技巧。當要發(fā)射信號比如‘ 0’碼，事實上 口上的電平狀態(tài)如圖 5 所示，碼元的高電平時就是載波信號，碼元的低電平時 ，不發(fā)射信號。編程時關 鍵是如何準確地在 38 KHZ 載波。我們采用循環(huán)延時的方法產生載波，用斷點法來調試。當我們沒有測量儀器 時，這種方法不失為測量信號周期的一種好方法。 下面是參考程序： include//晶振為 12MHZ Sbit LED=p3^0。//幀數(shù)據(jù)放數(shù)組 DATA 里 Unsigned char Data[4]={0x00,0xff,0x1f,0xe0}。//發(fā)射子程序 ************************************************ 下 面是主程序： Main() {unsigned char I,j。//沒按鍵下，等待 Transmit(340,565)。i4。j8。//發(fā)射幀數(shù)據(jù) {if ((Data[i]j)amp。//’1’碼 ElseTransmit(19,70)。 While(!key)。// c2 為低電平寬度 Do {LED=1。i0。//延時 18 微秒 LED=0。 LED=1。 } 利用單片機對紅外線信號進行解碼也很簡單，電路如圖 6B，一體化紅外接收頭內部集成有解調、信號放大和整形等電路，要注意的是在沒有紅外信號時，其輸出端為高電平，有信號時為低電平，故其輸出信號電平正好與發(fā)射端相反。本例程就是測量高電平寬度來識別碼元的，程序取幀數(shù)據(jù)的最后一個字節(jié)就可以識別不同的按鍵，客戶碼和數(shù)據(jù)碼的第一個字節(jié)舍棄掉，最后將數(shù)據(jù)輸出到 P1 口。 程序如下： include//晶振為 12MHZ Sbit Rec=P3^1。 Unsigned int t。 TR0=1。//等待接收信號 T=(TH08)+TL0。amp。//是‘ 0‘碼 Else if (t1400amp。t1750)//‘ 1‘碼 If (i24)//取出最后一個字節(jié) Ch|=1(i25)。i=0。 While(!Rec)。//重新計時 TH0=0。接收器包括紅外接收管和信號處理IC。與單片機接口非常方 便。 紅外接收頭的介紹 紅外接收器 ，又稱為紅外接收頭。該接收模塊是一個三端元件，使用單電源 +5V 電源，具有功耗低、抗干擾能力強、輸入靈敏度高、對其它波長（ 950nm 以外）的紅外光不敏感的特點，其內部結構框圖如圖 3所示。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。然后，通過帶通濾波器和進行濾波，濾波后的信號由解調電路進行解調。 為保證紅外接收模塊 TSOP4838 接收的準確性 ，要求發(fā)送端載波信號的頻率應盡可能接近 38KHZ，因此 在設計脈沖振蕩器時，要選用精密元件并保證電源電壓穩(wěn)定。利用上述紅外收發(fā)電路構成的紅外信道最大通信距離為 8m。 （ 2） 當電壓低于 時輸出電壓不能連續(xù)地支持外圍電路。三極管的作用是把紅外接收頭接收到的信號放大后再送到單片機的中斷口；小電容 C4 的作用是濾波，濾掉信號中的大雜波；上拉電阻對紅外接收頭起保護作用。當發(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。 上述 “0” 和 “1” 組成的 42位二進制碼經(jīng) 38kHz 的載頻進行二次調制以提高發(fā)射效率，達到降低電源功耗的目的。 7461 產生的遙控編碼是連續(xù)的 42位二進制碼組，其中前 26 位為用戶識別碼，能區(qū)別不同的紅外遙控設備，防止不同機種遙控碼互相干擾。 當遙控器上任意一個按鍵按下超過 36ms 時， LC7461 芯片的振蕩器使芯片激活，將發(fā)射一個特定的同步碼頭，對于接收端而言就是一個 9ms 的低電平 ,和一個 的高電平，這個同步碼頭可以使程序知道從這個同步碼頭以后可以開始接收數(shù)據(jù)。如果從 低電平過后，開始延時， 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。從而避免了這一弊端。 圖 111 繼電器在設計中的連接 固態(tài)繼電器 (SSR)實為可控硅和晶體管輸出形式 ,SSR 是無 觸點輸出 .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 .由于本設計是基于市電用戶的 ,因此 ,這里選用交流固態(tài)繼電器 (ACSSR).其內部結構如圖 112所示 . 由圖可知 ,SSR內部具有光電耦合電路 ,單片機輸出的 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 ,交流負載與交流供電電源一起接至 1,2 端 .本設計中 ,利用 MCS51 單片機的 輸出切斷負載信號 ,接入 ACSSR 的 3,4 端 , ACSSR的 1,2端接在負載與零線之間即可 .如圖 113所示 . 圖 112 交流固態(tài)繼電器 (ACSSR)的內部結構圖 圖 113 切斷負載部分 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 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 \ 彭梁鴻 \紅外解碼和控制 . D d bD r a w n B y:1122334455K2R E L A Y S P D T3 1 ACSSR 4 2 接 MCS51的 負載 零線 火線 桂林電子工業(yè)學院畢業(yè)設計（論文）報告用紙 第 18 頁 共 44 頁 蜂鳴器部分 蜂鳴器可以提示發(fā)音。那就是蜂鳴器發(fā)出的聲音。蜂鳴器 的發(fā)聲表明紅外接收頭接收到了信號，同時也說明我的電路板焊接成功，而且在設計上基本正確。 發(fā)光二極管 本次設計過程只是一個模擬遙控器的過程。當通過遙控器的某一個按鍵來選擇某一盞燈亮的時候，相應的發(fā)光二極管就會亮。但是這樣設計的弊端是調試的時候有點危險 ，因為接的是高電壓，畢竟不太適合女生調試。因此，我在單片機的其中一個空閑的 I/O 口與電源部分接上幾個發(fā)光二極管，來充當實用家電。 圖 115 發(fā)光二極管的邏輯符號 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 \ 彭梁鴻 \紅外解碼和控制 . D d bD r a w n B y:V C C+U6B E L LQ1P N P 1R 2 71k蜂鳴器可以發(fā)提示音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 ra t o r\ 桌面 \單片機 \ 彭梁鴻 \紅外解碼和控制 . D d bD ra w n B y:A1 K 2D1D IO D E桂林電子工業(yè)學院畢業(yè)設計（論文）報告用紙 第 19 頁 共 44 頁 光耦合部分 因為設計的是控制電路，甚至是高電壓，所以要求隔離工作要做好，為了保險起見，應該采用光偶合實行隔離。而且，本次設計的模擬結果與理論相符合，所以如果接上光偶合和繼電器的話，相信結果也是一樣的理想。由于單片機的工作電壓值為 5V，所以本次設計的電源電壓值就是 5V，所以整個設計電路的電源部分就是通過這個電壓轉換器提供。 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 \ 彭梁鴻 \紅外解碼和控制 . D d bD r a w n B y:A1K