紅外系統(tǒng)文獻綜述

1、浙江工業(yè)大學(xué)之江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）文獻綜述畢業(yè)設(shè)計（論文）文獻綜述畢業(yè)設(shè)計（論文）題目： 8路紅外遙控開關(guān)控制器文獻綜述題目：文獻資料（一）基于單片機控制的多路紅外遙控開關(guān)參考文獻資料：文獻資料（一）基于單片機控制的多路紅外遙控開關(guān)西安工程科技學(xué)院學(xué)報第19卷第4期1.總體方案設(shè)計系統(tǒng)組成如圖1所示。系統(tǒng)由發(fā)射部分和接收部分組成。發(fā)射部分采用脈沖個數(shù)編碼,將待發(fā)射信號調(diào)制成56.7kHz的波信號,由紅外發(fā)射管進行發(fā)射。接收部分由紅外接收管進行解碼接收，單片機通過對所接收信號的分析，輸出相應(yīng)的控制信號，使繼電器原有狀態(tài)發(fā)生改變，并由LED數(shù)碼管指示出發(fā)射部分按下的按鍵號。圖1 紅外遙控開關(guān)系統(tǒng)

2、組成2系統(tǒng)硬件設(shè)計發(fā)射部分的電路原理圖如圖2所示，圖2中AT89C52單片機為控制核心；P0口作為鍵掃描端口；第14腳作為紅外遙控發(fā)射編碼的輸出腳，用于輸出56.7kHz的載波編碼信號。該注意的是單片機的P0口必須外接上拉電阻，否則發(fā)射部分將無法正常工作。圖2 發(fā)射部分電路原理圖接收部分的電路原理圖如圖3所示。圖中AT89C52單片機為控制核心；.P1.0P1.3口作為數(shù)碼管的二進制數(shù)據(jù)輸出，經(jīng)過4511譯碼器譯碼后通過半導(dǎo)體數(shù)碼管顯示發(fā)射端的按鍵號；P0.0P0.7，P2.0P2.7的輸出經(jīng)三極管放大后接控制繼電器；P3.0，P3.3口接收調(diào)解后的紅外遙控信號。需要說明的是；（a）出于在開機

3、時燈應(yīng)全滅的考慮，P0和P2口在系統(tǒng)上電初始化后將一直保持為高電平，直到接收到發(fā)射部分的控制信號，其狀態(tài)態(tài)才會發(fā)生改變；（b）紅外接收頭采用一體化接收器HRM5700B，其解調(diào)頻率為53.7kHz，當(dāng)HRM5700B接收到53.7kHz的紅外脈沖信號時輸出為低電平，反之輸出高電平。它是將光探測器與前置放大器封裝在一起，以實現(xiàn)對脈沖編碼信號調(diào)制的紅外光信號的接收。在系統(tǒng)工作時HRM5700B對接收到的脈沖編碼信號進行解調(diào)，解調(diào)后的信號輸入至單片機的P3.0，P3.3口。圖3 接收部分電路原理圖3系統(tǒng)軟件設(shè)計本設(shè)計的軟件分為發(fā)射部分和接收部分。發(fā)射部分的工作原理為：系統(tǒng)上電初始化，然后調(diào)用鍵掃描處

4、理子程序。當(dāng)無按鍵按下時，系統(tǒng)處于等待狀態(tài),當(dāng)有按鍵按下時，系統(tǒng)通過按鍵檢查子程序，檢查按鍵號并轉(zhuǎn)入相應(yīng)的發(fā)射子程序。在發(fā)射子程序中，將待發(fā)射信號調(diào)制成53.7kHz的載波信號，由單片機的14腳輸出，經(jīng)三極管T1放大后驅(qū)動紅外發(fā)射管HRM5700B，發(fā)射調(diào)制脈沖信號。發(fā)射信號采用脈沖個數(shù)編碼，不同的脈沖個數(shù)代表不同的編碼，最小為6個脈沖，最大為21個脈沖。遙控碼數(shù)據(jù)幀間隔為8ms。為達到控制準(zhǔn)確的目的，將發(fā)射脈沖分為連接段，控制段和結(jié)束段。連接段為發(fā)射信號的前3個脈沖，脈沖寬度分別為4ms，2ms，4ms，脈沖間隔為1ms。結(jié)束段為發(fā)射信號的最后兩個脈沖，脈沖寬度分別為2ms，4ms，脈沖間隔

5、為1ms。中間為控制段，脈沖寬度和脈沖間隔均為1ms。發(fā)射8個編碼時的輸出信號波形如圖4所示。其中前3個脈沖為連接段，中間3個脈沖為控制段，最后兩個脈沖為結(jié)束段。圖4 HRM5700B接收8個編碼時的輸出信號波形圖接收部分工作原理為：系統(tǒng)上電初始化后，對單片機的P3.3口進行檢測，當(dāng)其為高電平時，系統(tǒng)處于等待狀態(tài)。當(dāng)其為低電平時，將啟動中斷服務(wù)程序，實時接收數(shù)據(jù)幀。需要說明的是：數(shù)據(jù)幀采用中斷方式進行接收，單片機在外中斷1方式下工作。在數(shù)據(jù)幀接收時，將對所接收數(shù)據(jù)的前3位碼的碼寬進行驗證。前3位碼的碼寬分別為4ms，2ms，4ms，若任意一位的碼寬不滿足要求，都將作為錯誤碼處理，當(dāng)系統(tǒng)接收到的

6、高電平脈寬大于5ms時，結(jié)束脈沖接收。然后系統(tǒng)會對所接收脈沖的最后兩位脈寬進行驗證，其值應(yīng)分別是2ms和4ms，否則將會作為錯誤碼處理，最后系統(tǒng)根據(jù)累加器A中的脈沖個數(shù)，在單片機P0或P2口的某一對應(yīng)引腳輸出控制信號，使繼電器原有狀態(tài)發(fā)生改變。同時在P1.0P1.3口輸出相應(yīng)的二進制數(shù)據(jù)。此時即完成一次數(shù)據(jù)的接收處理。HRM5700B接收8個編碼時的輸出信號波形如圖5所示。圖5 發(fā)射8個編碼時的輸出信號波形圖提高遙控距離，并且不受角度的影響。4結(jié)束語本設(shè)計采用紅外發(fā)射和接收的方式，保證了信號傳輸?shù)目煽啃?，并且控制簡單，實施方便，成本低廉。通過接收發(fā)射端的控制信號，在接收部分實現(xiàn)了相應(yīng)的控制，為

7、達到控制準(zhǔn)確的目的，將發(fā)射脈沖分為連接段，控制段和結(jié)束段，并在接收端進行校驗。由于受紅外線定向性和傳輸距離的限制，該系統(tǒng)只適應(yīng)于短距離的遙控控制（10m以內(nèi)），而且操作時遙控器要有一定的角度，如果中間有墻，門窗等障礙物時，紅外線將無法穿透。如果采用調(diào)頻或調(diào)幅等發(fā)射接收編碼，可提高遙控距離，并且不受角度的影響。文獻資料（二）多路紅外遙控開關(guān)中華人民共和國專利局授權(quán)公告號CN 2158153Y專利權(quán)人：劉軍浙江大學(xué)“多路紅外遙控開關(guān)”涉及一種電源開關(guān)。該開關(guān)包括一只具有若干個信號發(fā)射控制開關(guān)的紅外遙控發(fā)射器和若干個分別接于電源和用電器之間的紅外信號接收器，由發(fā)射器產(chǎn)生調(diào)制紅外信號，接收器將接收到的

8、紅外信號經(jīng)放大，解調(diào)，整形，鎖存后，通過控制雙向可控硅的通斷，使相應(yīng)受控電器啟閉電源。本開關(guān)僅用一只遙控器就能同時實現(xiàn)控制若干種用電器的通、斷狀態(tài)，其結(jié)構(gòu)簡單，成本低，形狀與現(xiàn)有壁式開關(guān)相同。便于替換。1一種多路紅外遙控開關(guān)其特征在于它包括一只具有若干個信號發(fā)射控制開關(guān)的紅外信號發(fā)射器和若干個分別接于電源和用電器之間的紅外信號接收器，其中紅外信號發(fā)射器是由集成塊TC4及與其相連接的信號發(fā)射控制開關(guān)K1K6，非門G1，G2，G3，G4，晶體管BG1，紅外發(fā)射管P1和相應(yīng)的阻容元件構(gòu)成的信號發(fā)電路，產(chǎn)生調(diào)制紅外信號，紅外信號接收器由紅外接收管P2，集成塊IC1，IC2，IC3，晶體管BG2，雙向可

9、控硅SCR及相應(yīng)的阻容元件構(gòu)成，紅外接收管P2接收的信號經(jīng)IC1放大、解調(diào)、整形后輸入IC2中進行鑒頻，由IC2的輸出經(jīng)IC3鎖存后通過BG2去控制雙向可控硅的通、斷狀態(tài)，實現(xiàn)接通或切斷電源。2按要求l所述的多路紅外遙控開關(guān)其特征在于在紅外信號接收器中還設(shè)置了保護電路，該保護電路是并聯(lián)在雙向可控硅兩端的電阻R10與電容C10相串聯(lián)的電路。3按要求1所述的多路紅外遙控開戔其特征在于紅外接收器的外表布置有紅外接收管P2和電源插座C4按要求I所述的多路紅外遙控開關(guān)，其特征在于紅外接收器的外表布置有紅外接收管P2，電源插座c和手觸開關(guān)K，該手觸開關(guān)接于鑒頻器IC2的輸出端與地之間。說明書多路紅外遙控開

10、關(guān)本實用新型涉及種控韶堋電器接通或切斷電源的開關(guān)。日前市場上還沒有僅用一只遙控器，就可以同時實現(xiàn)控制若干種用電設(shè)備接通或切斷電源的開關(guān)本實用新型的目的旨在提出一種只用一只遙控信號發(fā)射器，就能同時控制若干種用電設(shè)備通、斷電的多路紅外遙控開關(guān)，以方便使用。本實用新型提出的多路紅外遙控開關(guān)，包括一只具有若干個信號發(fā)射控制開關(guān)的紅外遙控發(fā)射器和若干個分別接于電源和用電器之網(wǎng)的紅外信號接收器，各紅外信號接收器的工作狀態(tài)分別受控于相應(yīng)的信號發(fā)射控制開關(guān)。由紅外信號發(fā)射器產(chǎn)生以3540KHz為載頻的調(diào)制紅外信號，并通過信號發(fā)射控制開關(guān)發(fā)射出不同的調(diào)制紅外線，紅外信號接收器將接收到的調(diào)制紅外線經(jīng)放大、解調(diào)、整

11、形、鎖存后去控制雙向可控硅的通斷狀態(tài)，從而達到使相應(yīng)的用電設(shè)備接通或切斷電源。以下結(jié)合附圖對本實用新型作詳細描述。 圖l是紅外信號發(fā)射器的電路圖； 圖2是紅外信號接收器的原理圖； 圖3是紅外信號接收器的一種具體電路圖； 圖4是一種帶手觸開關(guān)的紅外信號接收器示意圖； 圖5是紅外信號發(fā)射器示意圖。圖（1）參照圖l，紅外信號發(fā)射器是由集成塊IC和與其相連的開關(guān)K1K6(以含6個信號發(fā)射控制開關(guān)為例)，非門G1，G2，G3，G4，晶體管BG1，紅外發(fā)射管P1及相應(yīng)的阻容元件構(gòu)成，產(chǎn)生38KHZ的調(diào)制紅外信號當(dāng)K1K6中任一開關(guān)閉合，非門1的輸入由高電平變?yōu)榈碗娖剑ㄟ^非門G 2，G3，G4及R10，R

12、11，R12，C2組成的網(wǎng)絡(luò)在G3的輸出端向IC4的T端輸出低電平，IC4開始工作，由晶振M及R1，C1組成的網(wǎng)絡(luò)起振，經(jīng)I C4內(nèi)部分頻后，由Q6輸出載波38KHz，該載波與Q8，Q9，Q10，Q11，Q12，Q13，Q14任一端輸出的調(diào)制信號經(jīng)閉合開關(guān)由非門G1耦合，調(diào)制后的信號經(jīng)R3至BG1基極，經(jīng)BG1放大后由紅外發(fā)射管P1發(fā)射出調(diào)制紅外線，同時發(fā)光二極管LED導(dǎo)通發(fā)光。當(dāng)K1K6均斷開時，G4的輸入為高電平，此時G3的輸出端向IC4的T端輸出高電平，IC4不工作，同時，BG1截止，紅外發(fā)射管及發(fā)光二極管均不工作。參照圖2，紅外信號接收器由接收箕放大器，解調(diào)電路，整形電路，鑒頻器，鎖存

13、器及雙向可控硅組成，接收管接收到的紅外信號經(jīng)放大，解調(diào)，整形后，成為去除載波后的調(diào)制信號，該信號經(jīng)鑒頻、鎖存后去控制雙向可控硅的通、斷狀態(tài)，從而使用電器接通或切斷電源。圖3示出了接收器的一種具體實施電路，它是由紅外接收管P2，集成塊IC1，IC2，IC3，晶體管BG2，雙向可控硅SCR及相應(yīng)的阻容元件構(gòu)成，發(fā)射器發(fā)出的38KHZ調(diào)制紅外線，由紅外接收管接收輸入IC1中，經(jīng)放大、解調(diào)、整形后，去掉38KHz的載波信號，輸出調(diào)制信號經(jīng)C4，耦合進入IC2鑒頻，IC2的中心頻率f0=1.1/R，C，其帶寬為fo(1l4)，改變R3，C5的值，即可改變中心頻率，若干個紅外接收器各有不同的R3，C5值，

14、可分別接收不同的調(diào)制信號，當(dāng)調(diào)制信號的頻率在IC2帶寬內(nèi)時，IC2向IC3的CP端輸出一個脈寬為fo、C6的負脈沖，IC3為上升沿觸發(fā)鎖存器，其輸出經(jīng)R6至BG2的基極，當(dāng)輸出高電平，使BG2導(dǎo)通，發(fā)光二極管LED發(fā)光，雙向可控硅SCR導(dǎo)通，受控用電器接通電源，當(dāng)輸出低電平，使BG2截止，LED熄滅，雙向可控硅截止，用電器切斷電源，而IC3是輸入個脈沖，輸出狀態(tài)改變一次，從而使電源通、斷狀態(tài)交替變化，達到控制電源啟閉目的。為方便使用，最好在IC2的輸出端與地之間接入手觸開關(guān)K，制成遙控、手控兩用開關(guān)，同樣，K閉合也可向IC3的CP端輸入一個負脈沖。手觸開關(guān)布置于接收器表面，如圖4所示，在表面還

15、布置有紅外接收管P2，供用電器使用的電源插座C，當(dāng)接收器不設(shè)置手觸開關(guān)時，則其表面僅有紅外接收管和電源插座。接收器的工作電源由市電經(jīng)C9，R9，R7降壓，D1，D2整流，穩(wěn)壓管Z穩(wěn)壓，C8濾波后提供。為防止瞬時高壓造成的浪涌電流損壞受控用電器，在接收器中最好設(shè)置保護電路，一般可在雙向可控硅的二端并聯(lián)電阻R10與電容C10相串聯(lián)的電路。本實用新型僅用一只遙控信號發(fā)射器，可同時實現(xiàn)控制若干種用電器的通、斷電狀態(tài)，其遙控路數(shù)可根據(jù)實際需要自由選擇，該開關(guān)結(jié)構(gòu)簡單，造價低廉；接收器形狀與目前廣泛使用的壁式開關(guān)相同，安裝不需要更改原有的電源連線，便于替換，本開關(guān)為家電電源控制提供了新產(chǎn)品?？偨Y(jié)： 對比于

16、上述兩片參考文獻資料，兩片文章都分別從發(fā)射和接受兩部分進行前期準(zhǔn)備和實施。文獻資料（一），對接受部分處理，增加了LED發(fā)顯示部分，但LED的顯示于總接收上；文獻資料（二），對接受部分處理，增加了單個接受器LED發(fā)顯示，便于控制時清楚哪個接受器在工作。參考上述文獻，本設(shè)計需要增加發(fā)射器的顯示部分，便于發(fā)射器的控制：接受器在接受到發(fā)射器發(fā)出信號LED顯示的基礎(chǔ)上增加與之相連的所控電器的工作狀態(tài)，工作狀態(tài)LED亮，停止?fàn)顟B(tài)LED滅。以便更加體現(xiàn)人性化，方便于實際應(yīng)用。參考文獻：1. 張玉梅；曲仕茹；白樹林。基于單片機控制的多路紅外遙控開關(guān)（The design of the infrared rem

17、ote-control multi-line switch based on simgle chip microcomputer）。西安工程科技學(xué)院學(xué)報。2005/19/4 2 劉君華.智能傳感器系統(tǒng).西安電子科技大學(xué)出版社，19993 沙占友.集成化智能傳感器原理與應(yīng)用.北京：電子工業(yè)出版社，20044 沙占友.智能傳感器系統(tǒng)設(shè)計與應(yīng)用.北京：電子工業(yè)出版社，20045 肖達川編著.電路分析.第1版.北京：科學(xué)出版社，19846 王遠主編.模擬電子技術(shù).北京：機械工業(yè)出版社，1994 7 邱關(guān)源主編.電路.第3版上、下冊.北京：高等教育出版社，19888 張建華主編.數(shù)字電子技術(shù).北京：機械

18、工業(yè)出版社，19949 閻石主編.數(shù)字電子電路.北京：中央廣播電視大學(xué)出版社，199310 蔡惟錚主編.數(shù)字電子線路基礎(chǔ).哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，1988 11 江澤佳主編.電路原理.第3版.北京：高等教育出版社，1992 12 吳錫龍編.電路分析導(dǎo)論.北京：高等教育出版社，199613 林爭輝著.電路理論.第1卷.北京：高等教育出版社，198814 李朝青.單片機原理及接口技術(shù).北京：北京航空航天大學(xué)出版社，1998 15 樓然苗，李光飛.51系列單片機設(shè)計實例.北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2003 16 徐惠民，安德寧.單片微型計算機原理，接口，應(yīng)用.北京：北京郵電學(xué)院出版社，1990 17 何立民.單片機應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計.北京：北京航空航天大學(xué)出版社，1990 18 趙新民.智能儀器原理及設(shè)計.哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，1991 19 張洪潤. 單片機應(yīng)用技術(shù)教程M . 北京: 清華大學(xué)出版社, 199720 Alex Ryan.Overview of the Microcomputer Interfacing.Holand:Philips Semiconductors,199921