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红外遥控单片机通信(一)-通信工程毕业论文(2)

2013-06-11 01:06 冷设备和相关电源，因此，高效小型制冷器和无需制冷的红外探测器将是今后的发展方向。
 4．红外探测系统从单波段向多波段发展。目前，多波段的红外探测系统已经研制成功，如法国和瑞典联合研制的"博纳斯"末敏子弹药，就采用了多波段红外探测系统探测目标。
   总之，红外技术的发展及其广泛应用，它已涉及到战术或战略的情报搜集、目标的侦察监视、武器制导等各个领域，将对未来战争产生重大的影响。在工业、医学和科学研制等许多方面也广为使用，例如热源探测，医用热像仪、温度测量与过程控制、红外光谱分析、红外加热干燥、红外遥感、红外天文学等等。红外线遥控就是近红外技术来传送控制信号的。如图（1）                                
 1.2 红外遥控简介
 常用的红外遥控系统一般分发射和接收两个部分。发射部分的主要元件为红外发光二极管。它实际上是一只特殊的发光二极管，由于其内部材料不同于普通发光二极管，因而在其两端施加一定电压时，它便发出的是红外线而不是可见光。目前大量使用的红外发光二极管发出的红外线波长为940nm左右，外形与普通φ5发光二极管相同。如图（2），只是颜色不同。红外发光二极管一般有黑色、深蓝、透明三种颜色。判断红外发光二极管好坏的办法与判断普通二极管一样：用万用表电阻挡量一下红外发光二极管的正、反向电阻即可。红外发光二极管的发光效率要用专门的仪器才能精确测定，而一般的情况下只能用拉距法来粗略判定。
 接收部分的红外接收管是一种光敏二极管。在实际应用中要给红外接收二极管加反向偏压，它才能正常工作，亦即红外接收二极管在电路中应用时是反向运用，这样才能获得较高的灵敏度。红外接收二极管一般有圆形和方形两种。　　由于红外发光二极管的发射功率一般都较小（100mW左右），所以红外接收二极管接收到的信号比较微弱，因此就要增加高增益放大电路。前些年常用μPC1373H、CX20106A等红外接收专用放大电路。最近几年不论是业余制作还是正式产品，大多都采用成品红外接收头。成品红外接收头的封装大致有两种：一种采用铁皮屏蔽；一种是塑料封装。均有三只引脚，即电源正（VDD）、电源负（GND）和数据输出（VO或OUT）。图（3）给出一些成品红外接收头的外形。红外接收头的引脚排列因型号不同而不尽相同，可参考厂家的使用说明。成品红外接收头的优点是不需要复杂的调试和外壳屏蔽，使用起来如同一只三极管，非常方便。但在使用时注意成品红外接收头的载波频率。红外遥控常用的载波频率为38kHz，这是由发射端所使用的455kHz晶振来决定的。在发射端要对晶振进行整数分频，分频系数一般取12，所以  455kHz÷12≈37.9 kHz≈38kHz。也有一些遥控系统采用36kHz、40kHz、56kHz等，一般由发射端晶振的振荡频率来决定。
3本系统的原理和功能
 本系统是多路控制的红外遥控多路控制的系统.红外发射部分有许多按键，最多可以接64个；代表不同的控制功能。当发射端按下某一按键时，相应地在接收端有不同的输出状态。接收端的输出状态大致可分为脉冲、电平、自锁、互锁、数据五种形式。“脉冲”输出是当按发射端按键时，接收端对应输出端输出一个“有效脉冲”，宽度一般在100ms左右。“电平”输出是指发射端按下键时，接收端对应输出端输出“有效电平”，发射端松开键时，接收端“有效电平”消失。此处的“有效脉冲”和“有效电平”，可能是高、也可能是低，取决于相应输出脚的静态状况，如静态时为低，则“高”为有效；如静态时为高，则“低”为有效。大多数情况下“高”为有效。“自锁”输出是指发射端每按一次某一个键，接收端对应输出端改变一次状态，即原来为高电平变为低电平，原来为低电平变为高电平。此种输出适合用作电源开关、静音控制等。有时亦称这种输出形式为“反相”。“互锁”输出是指多个输出互相清除，在同一时间内只有一个输出有效。电视机的选台就属此种情况，其它如调光、调速、音响的输入选择等。“数据”输出是指把一些发射键编上号码，利用接收端的几个输出形成一个二进制数，来代表不同的按键输入。一般情况下，接收端除了几位数据输出外，还应有一位“数据有效”输出端，以便后级适时地来取数据。这种输出形式用于与单片机的接口。 　　除以上输出形式外，还有“锁存”和“暂存”两种形式。所谓“锁存”输出是指对发射端每次发的信号，接收端对应输出予以“储存”，直至收到新的信号为止；“暂存”输出与上述介绍的“电平”输出类似。
 第二章 方案的选择与论证
根据设计要求，系统可以分为发射和接收两个大的模块。如图2-1所示
（发射部分）

2.1红外发射与接收芯片
方案一 ： 采用双音多频编码/译码器（MT8888/MT8870）
 MT8888/MT8870是采用CMOS工艺生产的DTMF信号收发集成电路，它的发送部分采用信号失真小、频率稳定性高的开关电容式D/A变换器，可发出16种双音多频DTMF信号。接收部分用于完成DTMF信号的接收、分离和译码，并以4位并行二进制码的方式输出。MT8888芯片集成度高、功耗低，可调整双音频模式的占空比，能自动抑制拨号音和调整信号增益，还带有标准的数据总线，可与TTL电平兼容，并可方便地进行编程控制。
 方案二 ：采用LC7461专用发射芯片CX20106芯片
 LC7461是SanYo公司生产的一种CMOS工艺制造的低功耗低价位通用编解码电路。LC7461最多可有12位(A0-A11)三态地址端（管脚悬空,接高电平,接低电平），任意组合可提供531441地址码。LC7461最多可有6位(D0-D5)数据端。设定的地址码和数据码从17脚串行输出，可用于红外/无线遥控发射电路。
 LC7461特点：  CMOS工艺制造，低功耗，外部元器件少，RC振荡电阻，工作电压范围宽：2.6-15V ； 数据最多可达6位，地址码最多可达531441种。
方案三 ： 采用锁相环芯片LM567
 LM567是一种广泛应用于电话系统中的锁相环音频译码电路，内部由相位比较器，压控振荡器，正交相位检波器和逻辑输出放大器等组成。LM567的工作过程可以简述为：当3脚输入信号的频率落在其内部压控震荡器的中心频率附近时，它的逻辑输出端8脚就会由高电平变为低电平。如图2-2。
 以上三种都是可行的方案。第一种由于采用专用收发集成电路，所以性能相对最好，而且电路简洁，容易实现，并且在功耗，抗干扰性等方面都优于后两种方案，但是遥控通道不易扩展到32路。第三个案，由于LM567的静态工作电流为8毫安，静态功耗30毫瓦。所以当扩展为32路接收时，整体耗电严重，不宜采用这种方法。第二个方案采用低功耗低价位通用编解码电