紅外遙控開(kāi)關(guān)設(shè)計(jì)

1、摘要：隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，遙控技術(shù)已經(jīng)滲透到電視、航天、軍事、體育生產(chǎn)、生活家電智能控制及工業(yè)測(cè)控等領(lǐng)域。遙控技術(shù)的發(fā)展給人們的生活帶來(lái)了極大的便利。本文介紹一種四路紅外遙控開(kāi)關(guān)的設(shè)計(jì)方法，詳細(xì)闡述電路組成結(jié)構(gòu)和工作原理。該方法采用芯片組PT2262/PT2272進(jìn)行編解碼，PT2272與紅外接收模塊連接構(gòu)成接收系統(tǒng)。該系統(tǒng)通過(guò)發(fā)射紅外光線實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)的遙控。充分利用其軟、硬件資源，使系統(tǒng)具有控制靈活、擴(kuò)展方便、可實(shí)現(xiàn)都通道多功能控制等。關(guān)鍵詞紅外遙控；接受；發(fā)射；PT2262；PT2272引言：紅外輻射俗稱紅外線或紅外光，它是人眼看不見(jiàn)的光線，具有強(qiáng)烈的熱作用，故又稱熱輻射。紅外遙控技術(shù)通過(guò)光信

2、號(hào)傳遞信息。紅外光波的波長(zhǎng)遠(yuǎn)小于無(wú)線電波的波長(zhǎng)，所以紅外遙控不易影響鄰近的無(wú)線電設(shè)備及其他電器，也不易受到電磁波的干擾，其頻率的使用也不像無(wú)線受到許多的限制，而且通訊的可靠性高。此外由于紅外線為不可見(jiàn)光線，因此對(duì)環(huán)境影響很小。它有很強(qiáng)的隱蔽性和保密性，因此在防盜、警戒等安全裝置中得到了廣泛的應(yīng)用。紅外線遙控的缺點(diǎn)是不具有像無(wú)線電遙控那樣穿過(guò)遮擋物質(zhì)去控制被控對(duì)象的能力。因此在許多短距離遙控領(lǐng)域，較多地使用了紅外遙控技術(shù)。一、設(shè)計(jì)目的1、能較全面的鞏固和應(yīng)用專業(yè)課程中所學(xué)的基本理論和基本方法，并初步掌握小型數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本方法。2、能合理、靈活的應(yīng)用各種標(biāo)準(zhǔn)集成電路器件實(shí)現(xiàn)規(guī)定的電路系統(tǒng)。3、

3、培養(yǎng)獨(dú)立思考、獨(dú)立準(zhǔn)備資料、獨(dú)立設(shè)計(jì)規(guī)定功能的數(shù)字系統(tǒng)的能力。4、培養(yǎng)獨(dú)立進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，包括電路布局、安裝、調(diào)試和排除故障的能力。5、培養(yǎng)書寫綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)報(bào)告的能力。二、設(shè)計(jì)任務(wù)及要求1.整個(gè)電路分為發(fā)射模塊與接收模塊，發(fā)射模塊主要用PTR2262-IR芯片配合紅外發(fā)射二極管完成，接收部分采用PTR2272-L4芯片配合一體化紅外接收頭SM0038完成；2.可正常進(jìn)行4路遙控，且控制距離應(yīng)不小于1米；工作電壓：5V；3.認(rèn)真查閱資料，掌握SM0038結(jié)構(gòu)和使用方法，提出實(shí)現(xiàn)上述功能的思路和方法；4.設(shè)計(jì)和制作紅外遙控發(fā)射和接收電路；5.PCB尺寸：發(fā)射模塊：30X60mm以內(nèi)， 接收模塊：30X7

4、0mm以內(nèi)；三、設(shè)計(jì)原理 紅外遙控系統(tǒng)的組成紅外遙控系統(tǒng)主要由發(fā)射模塊和接收模塊組成。其總體框架結(jié)構(gòu)如圖1.紅外遙控系統(tǒng)的原理 常用的紅外遙控系統(tǒng)一般分發(fā)射和接受兩個(gè)部分。 發(fā)射部分的主要元件為紅外發(fā)光，它實(shí)際上是一只特殊的發(fā)光二極管，由于其內(nèi)部材料不同于普通發(fā)光二極管，因而在其兩端施加一定電壓時(shí)它發(fā)出的是紅外線而不是可見(jiàn)光。目前大量使用的紅外發(fā)光二極管發(fā)出的紅外線波長(zhǎng)為940nm左右，外形與普通發(fā)光二極管相同，只是顏色不同，紅外發(fā)光二極管一般有黑色、深藍(lán)、透明三種顏色。 接收部分的紅外接收管是一種光敏二極管，只對(duì)紅外光線有敏感作用，在實(shí)際應(yīng)用中要給紅外接收二極管加反向偏壓，它才能正常工作，亦

5、即紅外接收二極管在電路中應(yīng)用時(shí)是反向運(yùn)用，這樣才能獲得較高的靈敏度。紅外接收二極管一般有圓形和方形兩種，由于紅外發(fā)光二極管的發(fā)射功率一般都較?。?00mw左右），所以紅外接收二極管接收到得信號(hào)比較微弱，因此就要增加高增益放大電路。 采用PT2262和PT2272編碼、譯碼器形成紅外遙控收發(fā)系統(tǒng)。紅外遙控系統(tǒng)包括紅外光脈沖編碼發(fā)射器的紅外接收，譯碼器兩大部分。采用PT2262和PT2272編、譯碼器可以構(gòu)成多路紅外編碼系統(tǒng)、多通道全集化紅外遙控系統(tǒng)等。其構(gòu)成編、譯碼電路結(jié)構(gòu)相對(duì)較簡(jiǎn)單，是一種可實(shí)現(xiàn)且較方便的系統(tǒng)。2、PT2262/PT2272編碼解碼芯片 PT2262/2272是一種CMOS工藝

6、制造的低功耗低價(jià)位通用編解碼電路，PT2262/2272最多可有12位(A0-A11)三態(tài)地址端管腳(懸空、接高電平、接低電平),任意組合可提供531441地址碼,PT2262最多可有6位(D0-D5)數(shù)據(jù)端管腳,設(shè)定的地址碼和數(shù)據(jù)碼從17腳串行輸出，可用于無(wú)線遙控發(fā)射電路。 編碼芯片PT2262發(fā)出的編碼信號(hào)由：地址碼、數(shù)據(jù)碼、同步碼組成一個(gè)完整的碼字(地址碼+數(shù)據(jù)碼總共12個(gè)碼位，同步碼為5ms的低電平)，解碼芯片PT2272接收到信號(hào)后，其地址碼經(jīng)過(guò)兩次比較核對(duì)后，VT腳才輸出高電平，與此同時(shí)相應(yīng)的數(shù)據(jù)腳也輸出高電平，如果發(fā)送端一直按住按鍵，編碼芯片也會(huì)連續(xù)發(fā)射。當(dāng)發(fā)射機(jī)沒(méi)有按鍵按下時(shí)，

7、PT2262不接通電源，其17腳為低電平，所以315MHz的高頻發(fā)射電路(當(dāng)然也可作為紅外遙控如經(jīng)38KHz載波調(diào)制送出)不工作，當(dāng)有按鍵按下時(shí)，PT2262得電工作，其第17腳輸出串行數(shù)據(jù)信號(hào)(如果是PT2262-IR則其第17腳輸出的信號(hào)是已經(jīng)調(diào)制在38KHz載頻上的的串行數(shù)據(jù)信號(hào))，當(dāng)17腳為高電平期間,315MHz的高頻發(fā)射電路起振并發(fā)射等幅高頻信號(hào)，當(dāng)17腳為低電平期間315MHz的高頻發(fā)射電路停止振蕩，所以高頻發(fā)射電路完全受控于PT2262的17腳輸出的數(shù)字信號(hào)，從而對(duì)高頻電路完成幅度鍵控（ASK調(diào)制）相當(dāng)于調(diào)制度為100的調(diào)幅。 PT2272解碼芯片有不同的后綴，表示不同的功能，

8、有L4/M4/L6/M6之分，其中L表示鎖存輸出，數(shù)據(jù)只要成功接收就能一直保持對(duì)應(yīng)的電平狀態(tài)，直到下次遙控?cái)?shù)據(jù)發(fā)生變化時(shí)改變。M表示非鎖存輸出，數(shù)據(jù)腳輸出的電平是瞬時(shí)的而且和發(fā)射端是否發(fā)射相對(duì)應(yīng)，可以用于類似點(diǎn)動(dòng)的控制。后綴的6和4表示有幾路并行的控制通道，當(dāng)采用4路并行數(shù)據(jù)時(shí)（PT2272-M4），對(duì)應(yīng)的地址編碼應(yīng)該是8位，如果采用6路的并行數(shù)據(jù)時(shí)(PT2272-M6)，對(duì)應(yīng)的地址編碼應(yīng)該是6位。3、電磁繼電器 電磁繼電器是利用電磁鐵控制工作電路通斷的開(kāi)關(guān)。主要部件是電磁鐵A、銜鐵B、彈簧C和動(dòng)觸點(diǎn)D、靜觸點(diǎn)E.工作電路可分為低壓控制電路和高壓工作電路兩部分，低壓控制電路包括電磁繼電器線圈(

9、電磁鐵A)，低壓電源E1，開(kāi)關(guān)S;高壓工作電路包括高壓電源E2，電動(dòng)機(jī)M，電磁繼電器的觸點(diǎn)D、E部分.合低壓控制電路中的開(kāi)關(guān)S，電流通過(guò)電磁鐵A的線圈產(chǎn)生磁場(chǎng)，從而對(duì)銜鐵B產(chǎn)生引力，使動(dòng)、靜觸點(diǎn)D與E接觸，工作電路閉合，電動(dòng)機(jī)工作;當(dāng)斷開(kāi)低壓開(kāi)關(guān)S時(shí)，線圈中的電流消失，銜鐵B在彈簧C的作用下，使動(dòng)、靜觸點(diǎn)D、E脫開(kāi)，工作電路斷開(kāi)，電動(dòng)機(jī)停止工作.只要在線圈兩端加上一定的電壓，線圈中就會(huì)流過(guò)一定的電流，從而產(chǎn)生電磁效應(yīng)，銜鐵就會(huì)在電磁力吸引的作用下克服返回彈簧的拉力吸向鐵芯，從而帶動(dòng)銜鐵的動(dòng)觸點(diǎn)與靜觸點(diǎn)（常開(kāi)觸點(diǎn)）吸合。當(dāng)線圈斷電后，電磁的吸力也隨之消失，銜鐵就會(huì)在彈簧的反作用力返回原來(lái)的位置，

10、使動(dòng)觸點(diǎn)與原來(lái)的靜觸點(diǎn)（常閉觸點(diǎn)）釋放。這樣吸合、釋放，從而達(dá)到了在電路中的導(dǎo)通、切斷的目的。對(duì)于繼電器的“常開(kāi)、常閉”觸點(diǎn)，可以這樣來(lái)區(qū)分：繼電器線圈未通電時(shí)處于斷開(kāi)狀態(tài)的靜觸點(diǎn)，稱為“常開(kāi)觸點(diǎn)”；處于接通狀態(tài)的靜觸點(diǎn)稱為“常閉觸點(diǎn)”。 電磁繼電器是電鈴、電話和自動(dòng)控制電路裝置中的重要部件，其實(shí)質(zhì)是由電磁鐵控制的開(kāi)關(guān)，在電路中起著類似于開(kāi)關(guān)的作用：(1)用低電壓、弱電流控制高電壓、強(qiáng)電流;(2)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離操縱和自動(dòng)控制. 利用電磁繼電器可以用低電壓、弱電流的控制電路來(lái)控制高電壓、強(qiáng)電流的工作電路，并且能實(shí)現(xiàn)遙控和生產(chǎn)自動(dòng)化.電磁繼電器被廣泛地應(yīng)用于自動(dòng)控制(如冰箱、汽車、電梯、機(jī)床里的控制電

11、路)和通信領(lǐng)域。4、四路紅外遙控裝置的工作原理 發(fā)射電路采用8位地址編碼，4路數(shù)據(jù)輸出。共開(kāi)關(guān)S1S8可設(shè)置地址碼，每個(gè)開(kāi)關(guān)可分別接電源、地和懸空，共有種狀態(tài)。K1K4為4路輸出的控制按鈕，分別控制4個(gè)不同的被控對(duì)象。當(dāng)按鈕按下，對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)輸入端為高電平，同時(shí)電源接通，此時(shí)電路產(chǎn)生編碼，經(jīng)集成電路內(nèi)部的調(diào)制電路生產(chǎn)頻率約為38kHz的ASK信號(hào)，17腳輸出并通過(guò)由由BG3、BG4和紅外發(fā)光二極管D2組成的驅(qū)動(dòng)電路將紅外線發(fā)射出來(lái)。 接收電路使用的解碼芯片PT2272為非鎖存形式。本電路接了4個(gè)發(fā)光二極管演示。接收電路采用頻率為38kHz的微型紅外接收頭（Receiver），當(dāng)接收到發(fā)射端發(fā)射的

12、載頻為38kHz的紅外信號(hào)后，接收頭完成放大、解調(diào)等過(guò)程，輸出數(shù)字編碼信號(hào)，經(jīng)BG5放大后輸出至PT2272的14腳，在集成電路10內(nèi)部進(jìn)行對(duì)碼。當(dāng)接收電路的地址編碼（通過(guò)設(shè)置S9S16的位置實(shí)現(xiàn)）與發(fā)射電路地址碼一致時(shí)，17腳電位由低變高，發(fā)光二極管D7亮，表明對(duì)碼成功。913腳為數(shù)據(jù)輸出端，當(dāng)發(fā)射端的K1K4中任一按鈕按下（即PT2262的1013腳中某一腳為高電平時(shí)）PT2272的1013對(duì)應(yīng)腳也為高電平，其余引腳為低電平，此高電平可用于驅(qū)動(dòng)負(fù)載。四、紅外遙控開(kāi)關(guān)設(shè)計(jì)圖1、電路圖原理如下：2、pcb圖如下：3、 實(shí)物圖如下：五、心得體會(huì)與設(shè)計(jì)總結(jié) 作為一名電子信息工程專業(yè)的大三學(xué)生，我覺(jué)

13、得做實(shí)訓(xùn)課程設(shè)計(jì)是十分有意義的，而且是十分必要的。在已度過(guò)的大學(xué)時(shí)間里，我們大多數(shù)接觸的是專業(yè)課。我們?cè)谡n堂上掌握的僅僅是專業(yè)課的理論知識(shí)，如何去鍛煉我們的實(shí)踐能力？如何把我們所學(xué)的專業(yè)基礎(chǔ)課理論知識(shí)運(yùn)用到實(shí)踐中去呢？我想做類似的課程設(shè)計(jì)就為我們提供了良好的實(shí)踐平臺(tái)。 課程設(shè)計(jì)是培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí),發(fā)現(xiàn),提出,分析和解決實(shí)際問(wèn)題,鍛煉實(shí)踐能力的重要環(huán)節(jié),是對(duì)學(xué)生實(shí)際工作能力的具體訓(xùn)練和考察過(guò)程.隨著科學(xué)技術(shù)發(fā)展的日新日異，單片機(jī)已經(jīng)成為當(dāng)今計(jì)算機(jī)應(yīng)用中空前活躍的領(lǐng)域，在生活中可以說(shuō)得是無(wú)處不在。因此作為二十一世紀(jì)的大學(xué)來(lái)說(shuō)掌握單片機(jī)的開(kāi)發(fā)技術(shù)是十分重要的。這次實(shí)訓(xùn)課程設(shè)計(jì)我們歷

14、時(shí)兩個(gè)星期，從理論到實(shí)踐，學(xué)到了很多的東西。同時(shí)不僅鞏固了以前所學(xué)過(guò)的知識(shí)，而且還學(xué)到了很多在書本上所沒(méi)有學(xué)到過(guò)的知識(shí)。通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)使我懂得了理論與實(shí)際相結(jié)合是很重要的，只有理論知識(shí)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，只有把所學(xué)的理論知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合起來(lái)，從理論中得出結(jié)論，才能真正為社會(huì)服務(wù)，從而提高自己的實(shí)際動(dòng)手能力和獨(dú)立思考的能力。在這次課程設(shè)計(jì)后我發(fā)現(xiàn)自己在一點(diǎn)一滴的努力中對(duì)單片機(jī)的興趣也在逐漸增加。這次的課程設(shè)計(jì)還讓我學(xué)會(huì)了如何去培養(yǎng)我們的創(chuàng)新精神，從而不斷地戰(zhàn)勝自己，超越自己。更重要的是，我在這一設(shè)計(jì)過(guò)程中，學(xué)會(huì)了堅(jiān)持不懈，不輕言放棄。 回顧起此次課程設(shè)計(jì)，我感慨頗多，最重要的是感觸是：遇到

15、一個(gè)問(wèn)題時(shí)，最重要的一件事就是馬上思考檢查問(wèn)題出在哪邊，而不是抱怨或者馬上請(qǐng)教同學(xué)老師。只有這樣我們才能真正的學(xué)會(huì)專業(yè)知識(shí)，才能越學(xué)越會(huì)。自己的獨(dú)立處理問(wèn)題的能力才會(huì)得到提高。還有無(wú)論編程中遇到什么問(wèn)題，都不要怨天尤人。無(wú)論自己的程序有多好，都不能驕傲。只有這樣做到不驕不躁，力量才會(huì)源源不斷，才會(huì)有更多的靈感。此外，要做好一個(gè)課程設(shè)計(jì)，就必須做到：在設(shè)計(jì)程序之前，對(duì)所用單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)有一個(gè)系統(tǒng)的了解，知道該單片機(jī)內(nèi)有哪些資源；要有一個(gè)清晰的思路和一個(gè)完整的的軟件流程圖；在設(shè)計(jì)程序時(shí)，不能妄想一次就將整個(gè)程序設(shè)計(jì)好，反復(fù)修改、不斷改進(jìn)是程序設(shè)計(jì)的必經(jīng)之路；要養(yǎng)成注釋程序的好習(xí)慣，一個(gè)程序的完美

16、與否不僅僅是實(shí)現(xiàn)功能，而應(yīng)該讓人一看就能明白你的思路，這樣也為資料的保存和交流提供了方便；在設(shè)計(jì)課程過(guò)程中遇到問(wèn)題是很正常的，但我們應(yīng)該將每次遇到的問(wèn)題記錄下來(lái)，并分析清楚，以免下次再碰到同樣的問(wèn)題。  在整個(gè)課程設(shè)計(jì)中我懂得了許多東西，也培養(yǎng)了我獨(dú)立工作的能力，樹(shù)立了對(duì)自己工作能力的信心，相信會(huì)對(duì)今后的學(xué)習(xí)工作生活有非常重要的影響。而且大大提高了動(dòng)手的能力，使我充分體會(huì)到了在創(chuàng)造過(guò)程中探索的艱難和成功時(shí)的喜悅。雖然這個(gè)課程設(shè)計(jì)做的還是有一些遺憾，但是在設(shè)計(jì)過(guò)程中所學(xué)到的東西是這次課程設(shè)計(jì)的最大收獲和財(cái)富。  最后，要感謝指導(dǎo)老師的幫助，在整個(gè)課程設(shè)計(jì)過(guò)程中，幾乎每一個(gè)程序的