紅外多路遙控研究論文

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論文關鍵詞：紅外多路遙控系統單片機紅外發射紅外接收

論文摘要：本文介紹了紅外多路遙控系統。紅外多路遙控系統可實現16路的紅外開關控制。以碼分制多通道紅外遙控為設計的基本思路。通過鍵盤及代碼生成電路、編碼、脈沖調制振蕩和紅外發射構成紅外發射電路。通過紅外接收，解碼以及由單片機控制的醫碼控制電路組成紅外接收電路。

Abstract：Thepassagehasintroducedtheinfraredmultichannelsystemofremotecontrol.Theinfraredmultichannelsystemofremotecontrolcanrealizetheinfraredswitchcontrolof16roads.Withyarddivideintosystemthebasictrainofthoughtwithmuchpassagewayinfraredremotecontrolofdesign.Throughkeyboardandcodegenerationcircuit,codingandpulsemodulationvibrationwithinfraredprojecttoforminfraredprojectcircuit.Passinfraredtakeover,decodeaswellasthemedicalyardcontrolcircuitcompositionthatcontroledbysingleflatmachineareinfraredtotakeovercircuit.

Keyword：theinfraredmultichannelsystemofremotecontrol;MCU;infraredtoproject;infraredtotakeover

1.前言

1.1序言

隨著電子技術的飛速發展，尤其是跨入2000年后，紅外技術得到了迅猛發展。紅外遙控已滲透到國民經濟的各行各業和人們日常生活的方方面面，在工業自動化、生產控制過程、信息采集和處理、通信、紅外制導、激光武器、電子對抗、環境監測、紅外育種安全防范、家用電器控制及日常生活各個方面都得到了廣泛的應用。

1.2國內外研究概況

目前國內外都在進行紅外的研究開發，已取得了相當不錯的成績。紅外技術的研究開發是自動化控制的主要方向。它的研究針對國民經濟的各行各業和人們日常生活的方方面面，在工業自動化、生產控制過程、信息采集和處理、通信、紅外制導、激光武器、電子對抗、環境監測、紅外育種安全防范、家用電器控制及日常生活（如節能燈控制、自動門控制、節水節能控制、紅外醫療與美容、智能玩具、空調、彩燈遙控以及VCD、SVCD和DVD機錄放等）各個方面都在進行紅外研究開發和控制。

1.3論文主要工作概述

針對國內外的發展情況，可見紅外遙控系統是我國未來智能化發展方向。本課題要設計的紅外多路遙控系統，主要紅外發射和紅外接收這兩部分，本設計依托市面上常見的紅外發射和紅外接收元器件，使設計具有傳輸距離一般、硬件簡單、安裝方便、價格便宜的優點。本文所介紹的紅外多路遙控系統，是采用碼分制多通道紅外遙控系統裝置。早期的碼分制的脈沖指令編碼多采用分離元器件及小規模數字集成電路，編碼、譯碼電路弄得很復雜，可靠性也差。但隨著大規模數字集成技術的發展和日趨成熟，各種大規模專用集成編、譯碼集成器件的層出不窮，使外圍元器件很少，電路簡單，功能完善。

2.系統總體方案設計

2.1方案比較

方案一：采用頻分制多通道紅外遙控發射和接收系統。頻分制的頻率編碼一般采用頻道編碼開關，通過改變振蕩電路的參數來改變振蕩電路的振蕩參數和頻率。當按下不同的編碼鍵時，振蕩器就會輸出不同頻率的指令信號。這些指令信號經驅動級放大后對高頻載波進行調制，并驅動紅外發光管發出紅外光脈沖信號。

紅外接收控制電路的組成框圖包括紅外接收光電轉換器、前置放大器、頻率譯碼電路、驅動級和執行機件等。當紅外光電檢測器接收到發射器發來的紅外編碼指令后，光電檢測管隨即將其轉換成相應的電信號，再經過前置電壓放大器放大后，加至頻率譯碼電路和選頻電路，選出不同指令的頻率信號，并加至相應的驅動級及執行機件。對應每一頻率的指令信號，應有一個相應的選頻電路。

在頻分制紅外遙控電路中，代表控制指令信號的頻率一般為幾百赫茲至幾十千赫茲。發射電路中的頻率編碼開關的位號應與接收電路中的選頻電路的位號相對應，以選出不同頻率的指令信號。

紅外接收、譯碼電路由紅外接收器、前置放大器、解調器、指令譯碼器、記憶和驅動級組成。紅外光電二極管將接收到的紅外光信號轉變成相應的電脈沖信號，再經高倍數電壓放大后加至解調器進行解調，然后由指令譯碼器解碼出指令信號。指令譯碼器是與指令編碼器相對應的譯碼器，用于脈沖指令信號譯出。譯出的指令信號加至相應的記憶和驅動級，驅動執行機件動作，實現紅外光遙控。

圖2-1：方案一的方框圖

方案二：采用碼分制多通道紅外遙控發射和接收系統。碼分制的遙控指令信號是由編碼脈沖發生器（一般由數字集成電路和少量外圍元件組成）產生的。碼分指令是用不同的脈沖數目或不同寬度的脈沖組合而成的。

指令編碼器由基本脈沖發生電路和指令編碼開關組成。當按下S1—Sn中的某個指令鍵時，指令編碼器將產生不同編碼的指令信號。該編碼信號經調制器調制后變為編碼脈沖調制信號，再經驅動電路功率放大后加至紅外發射級，驅動紅外發射管發出紅外編碼脈沖光信號。

圖2.2：方案二的方框圖

2.2方案論證

方案一：采用頻分制多通道紅外遙控系統。主要用在單通道或者幾通道的紅外遙控系統中。能夠形成一個無線的短距離的遙控系統。主要由發射和接收并執行兩部分組成。先是發射部分，用戶根據需要按下功能鍵，在經過編碼后通過紅外發光二極管發射出信號。經過無線傳輸后，接收部分接收到發射信號，然后經過芯片內部譯碼并執行對應遙控路上的發光二極管發光

方案二：采用碼分制多通道紅外遙控系統。主要用在多通道的紅外遙控系統中，遙控系統抗干擾強。能夠形成一個無線的中距離的遙控系統。主要由發射和接收并執行兩部分組成。用戶根據需要按下功能鍵，先是指令編碼器進行編碼，在進行信號調制，在由紅外發光二極管發射出信號，經過無線傳輸后，接收部分接收到發射信號，先經過信號處理，在通過單片機軟件譯碼，查表控制對應遙控路上的發光二極管發光

2.3方案選擇

頻分制紅外光遙控電路比較簡單，通常應用在遙控通道數目不太多的控制系統中。當頻道數目較多時，選頻電路和相應電路的數目加多，電路復雜，且各頻道間的相互干擾加重，導致誤控或誤報。采用高品質因數的LC振蕩器或選頻回路，可提高選頻精度和穩定度，但會使LC回路的體積加大，電路便得復雜，調試困難，成本也加大。因此，這次我們設計的是16路遙控，遙控數目較多，所以不宜采用頻分制而采用碼分制遙控方式。

3.單元模塊電路設計

3.1紅外發射電路設計

紅外發射電路的設計包括4個部分：(1)鍵盤及代碼產生電路，(2)編碼電路，(3)調制振蕩電路，（4）紅外發射電路。

3.1.18421-BCD碼控制電路的設計

8421-BCD碼控制電路采用CMOS型16路模擬開關集成電路CD4067，它和S2-S17按壓開關等構成開關編碼控制電路，將輸入開關狀態編成8421-BCD碼，并由CD4067的第10，11，13，14腳輸出地址碼。CD4067的二進制編碼的十進制（BCD）與S2-S17接通通道之間的關系如表1所示。

3.1.2數據編碼電路設計

由集成電路MC146026組成的編碼電路如圖所示，虛線框內是MC145026的內部框圖，外圍器件RS、CTC、RTC決定編碼器的時鐘頻率。在圖中：A1-A5是地址線，A6/D6-A9/D9是地址/數據復用線，即MC145026可對9位并行輸入數據進行編碼，并在接收到傳輸啟動信號（TE）時，輸出串行數據。TE是傳輸啟動信號的輸入端。當它為低電平時，器件開始啟動傳輸過程，為高電平時，器件完全被阻塞，無信號輸出。RS、CTC、RTC是內部振蕩器的外接元件，其參數決定振蕩器的振蕩頻率。通常RS、CTC、RTC取值為400pF<CTC<15μF,RS=2RTC,RS>=20KΩ，RTC>=10kΩ，振蕩器的頻率f≈1/(2.3CTCRTC)，取值范圍為1KHZ-40KHZ。若頻率超過此范圍，精度將降低。DOUT是數據輸出端，依次送出經過編碼的數據。

圖3-3編碼電路

該振蕩器的頻率為1.6KHZ，RS=100KΩ，則CTC=2700PF，RTC=50KΩ。當振蕩器經過4分頻電路送至并/串轉換電路作為時鐘，將輸入的代碼按A1-A5、A6/D6-A9/D9的順序移至三態編碼器，對輸入為邏輯“0”（低電平）時，輸出為兩個窄脈沖；輸入為邏輯“1”（高電平）時，輸出為兩個寬脈沖；當輸入為開路（高阻）時，輸出為一個寬脈沖和一個窄脈沖。當TE為低電平時，MC145026按以上編碼規律將輸入A1-A5、A6/D6-A9/D9進行編碼并輸出串行數據。只要它保持低電平，MC145026可以不間斷的輸出

圖3-4MC145026的三態編碼波形