智能家電紅外發(fā)射與接收電路設(shè)計(jì)揭秘 - 全文

　　在本系統(tǒng)中選擇的是51 系列的AT89C51芯片，AT89C51是一種帶4k字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器的低電壓，高性能CMOS 8 位微處理器，俗稱(chēng)單片機(jī)。該器件采用ATMEL 高密度非易失存儲(chǔ)器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的MCS-51 指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能8 位CPU 和閃爍存儲(chǔ)器組合在單個(gè)芯片中，ATMEL 的AT89C51 是一種高效微控制器，為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價(jià)廉的方案。AT89C51 是一個(gè)低功耗高性能單片機(jī)，40 個(gè)引腳，32 個(gè)外部雙向輸入/輸出（I/O）端口，同時(shí)內(nèi)含2 個(gè)外中斷口，2 個(gè)16 位可編程定時(shí)計(jì)數(shù)器，2 個(gè)全雙工串行通信口，AT89C51 可以按照常規(guī)方法進(jìn)行編程，也可以在線(xiàn)編程。其將通用的微處理器和Flash 存儲(chǔ)器結(jié)合在一起，特別是可反復(fù)擦寫(xiě)的Flash 存儲(chǔ)器可有效地降低開(kāi)發(fā)成本。

　　紅外發(fā)射電路模塊

　　在本系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，單片機(jī)發(fā)出的信號(hào)如何被紅外發(fā)射管識(shí)別，發(fā)射管能否正常發(fā)射紅外信號(hào)是發(fā)射電路要解決的關(guān)鍵問(wèn)題。要發(fā)射紅外信號(hào)，必須要有紅外發(fā)射器件。紅外發(fā)光二極管是一種能產(chǎn)生紅外光的發(fā)光二極管，目前大量使用的紅外發(fā)光二極管發(fā)出的紅外線(xiàn)波長(zhǎng)為940nm 左右，外形與普通發(fā)光二極管相同，只是顏色不同。常見(jiàn)的紅外發(fā)射二極管有黑色，透明色，它與普通發(fā)光二極管的最大區(qū)別在于所發(fā)出的光為不可見(jiàn)光，而普通發(fā)光二極管發(fā)出的是各種顏色的可見(jiàn)光，通常，紅外發(fā)光二極管分為兩種結(jié)構(gòu)形式：一種是遙控發(fā)射型紅外發(fā)光二極管（即最常用的手持遙控器所用的紅外發(fā)射二極管）；一種是近距離發(fā)射型紅外發(fā)光二極管，這種二極管把紅外光的發(fā)射與接收共集為一體。由于本設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的是家居遙控，因此采用第一種即可。

　　如圖4所示為系統(tǒng)遙控發(fā)射原理圖，P1.0 口為按鍵輸入口；P2.0 口為紅外發(fā)射端口，用于輸出38kHz 載波編碼，脈沖經(jīng)9013（NPN）放大然后由紅外發(fā)射管輸出；第9 腳為單片機(jī)的復(fù)位腳，采用RC 手動(dòng)復(fù)位電路；18、19 腳接晶振。

　　圖4紅外發(fā)射電路圖

　　紅外接收電路模塊

　　紅外接收器件介紹

　　一般的紅外接收頭主要由集成電路外加阻容元件，紅外線(xiàn)接收管及濾波光片等組成，電路設(shè)計(jì)相對(duì)繁瑣，在實(shí)際應(yīng)用中不方便。而紅外遙控接收頭SM0038 集紅外接收管，前置放大解調(diào)等于一體，無(wú)外部電路，體積小，密封性好，靈敏度高，應(yīng)用簡(jiǎn)單，用小功率紅外發(fā)射管發(fā)射信號(hào)接收距離達(dá)35 米，并且價(jià)格低廉。它僅有三條管腳，分別是電源正極、電源負(fù)極以及信號(hào)輸出端，其工作電壓在5V 左右，接收頻率為38kHz，它的主要功能包括放大，選頻，解調(diào)幾大部分，要求輸入信號(hào)需是已經(jīng)被調(diào)制的信號(hào)。從而使電路達(dá)到最簡(jiǎn)化，靈敏度和抗干擾性都非常好，是一個(gè)接收紅外信號(hào)的理想裝置。如圖5 所示：

　　圖 5 SM0038

智能照明技術(shù)資料匯總——用你的設(shè)計(jì)智慧點(diǎn)亮智能照明之燈

　　接收電路及調(diào)光電路設(shè)計(jì)

　　接收電路和調(diào)光電路的實(shí)現(xiàn)均是通過(guò)繼電器實(shí)現(xiàn)的，給每一個(gè)繼電器串聯(lián)一個(gè)電阻，構(gòu)成一個(gè)回路，本電路將四個(gè)繼電器回路并聯(lián)，連接在P0 口上，當(dāng)四個(gè)繼電器均閉合時(shí)，燈最亮，當(dāng)三個(gè)繼電器工作時(shí)，燈較亮，當(dāng)兩個(gè)繼電器工作時(shí)燈次亮，當(dāng)一個(gè)繼電器工作時(shí)，燈最暗，當(dāng)四個(gè)繼電器都不工作時(shí)，燈泡處于關(guān)閉狀態(tài)。接收電路圖如圖所示：

　　本論文最大的難點(diǎn)是如何實(shí)現(xiàn)紅外信號(hào)的發(fā)射與接收，為了減少電路的繁瑣，我使用單片機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)軟件編碼解碼，大大提高了電路的靈活性，降低了成本，僅僅使用一個(gè)鍵就能實(shí)現(xiàn)對(duì)一個(gè)燈具的開(kāi)關(guān)和亮度調(diào)節(jié)，若是把一個(gè)按鍵開(kāi)關(guān)改設(shè)成一個(gè)矩陣鍵盤(pán)，就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)家里的燈具的開(kāi)關(guān)和亮度控制，實(shí)用性很強(qiáng)。