一种智能红外遥控开关的原理及设计

1、一种智能红外遥控开关的原理及设计遥控是当前用法最为广泛的通信和控制手段之一，因为其结构容易、体积小、功耗低、抗干扰能力强、牢靠性高及成本低等优点而广泛应用于家电产品、工业控制和智能仪器系统中。然而市场上的绝大部分遥控器都是针对各自特定的遥控对象设计的，不能挺直应用于通用的智能仪器研发及其更普通的控制场合。通常状况下，普通家庭所用法的电视机、空调、vcddvd等家用电器都用法了红外遥控器，而这些红外遥控器都是针对各自产品所设计的，从而导致了普通家庭中拥有数个遥控器，那么，能否将这些遥控器的功能举行复用，进而削减遥控器的数量，使遥控器的功能越发强大，就显得非常须要了。电源开关广泛应用于家庭、工厂、

2、仓库、以及办公室等场所。传统的机械式电源开关存在接触大、易磨损、牢靠性低以及寿命短等缺点，特殊是当家用电器的遥控器繁多的状况下，假如能借助这些遥控器设计开关用于代替传统的机械式电源开关，不仅节省了成本，而且操作便利。用法电视机等家用电器的遥控器实现开关操作，安装和代换都很便利，可以用它代换家居中十分普及的墙壁开关，从而提高遥控器在家电领域的有用价值。1 工作原理智能红外遥控开关主要由红外接收、放大整形、微控制器、开关控制以及降压电源等模块组成，其原理框图1所示。智能红外遥控开关的功能是将常见家用电器的遥控器，如电视机、vcddvd等，由用户随意指定一个按键作为这个红外遥控开关的控制键。用法时，

3、用户按下智能红外遥控开关的“学习”按键，然后再对准遥控开关的红外接收头按下遥控器上指定的这个开关控制按键，遥控器发出的红外编码信号经过红外接收头接收后，再经过放大整形，输入到微控制器，微控制器通过内置的e2prom记住遥控器这个指定按键的编码。那么，用户下次用法时，当按下遥控器这个指定按键后，其发出的红外编码信号同样经过红外接收头，放大整形后输入到微控制器，由微控制器发出控制信号控制开关控制模块里面的导通与断开，进而控制输出的通断。为了保证对各种用电器实现遥控开关控制，那么控制信号就一定要稳定、平安。为此，在传输过程中要使各模块间的通信信号足够强，这就要求的电源能够自立给电路各部分供电。因此，

4、红外遥控开关还必需拥有降压。2 电路设计硬件电路设计包括电源电路的设计和解码电路的设计两部分。电源电路是为解码电路提供电源而设计的，除了要求电压稳定外，还要求其体积小，成本低。解码电路要求能对红外编码举行牢靠地接收，同时要能够稳定地控制继电器的开关。21 电源设计考虑到解码电路的功耗很小，所以电源的设计采纳降压式电源。它比电源和的设计要容易得多，而且体积小、成本低，适合作为遥控开关的电源。电源设计的原理图2所示。mc2为降压，d1为半波整流，d2在市电的负半周时给mc2提供放电回路，zd1是51 v稳压二极管，r1为关断电源后mc2的电荷泄放电阻。电容降压式电源是利用电容在一定的沟通信号频率下

5、产生的容抗来限制最大工作。当沟通电压为220 v，频率为50 hz的工作条件下，电容器mc2在电路中的容抗xc(单位：)为：流过电容器mc2的充电电流ic(单位：ma)为：通过降压电容mc2向负载提供的电流io，事实上是流过mc2的充放电电流ic。明显，电容mc2容量越大，容抗xc越小，则流经mc2的充、放电电流越大。当负载电流io小于mc2的充放电电流时，多余的电流就会流过稳压管。若稳压管的最大允许电流idmaxic-io时易造成稳压管烧毁。虽然流过电容mc2的电流ic有6908 ma，但在电容器上几乎不产生功耗，这是由于对于一个抱负电容，流过电容的电流为虚部电流，它所作的功为无功功率。可见

6、，电容降压式电源的效率也很高。经过试验测试，该电源电路通电后输出488 v的直流电压，沟通电压重量小于3 mv，输出电流在50 ma时，电压不低于47 v，可以满足解码电路的电源需求。22 解码电路设计智能红外遥控开关的硬件核心部分是微控制器和红外接收部分，其原理图3所示。红外解码电路中的微控制器选用atmega8l的。它的工作电压为2755 v，4 mhz(3 v，25)时功耗，工作模式为36ma，空闲模式为10 ma，掉电模式仅为05a，采纳先进的risc结构，除了拥有8 kb的系统内可编程flash存储器，还有512 b的e2prom，可用于记忆各类遥控器放射出的各种红外编码信号。红外接

7、收电路用法集成红外接收器成品，同时实现红外接收、放大、整形的功能，普通不需要任何外接元件就能完成从红外接收到输出ttl电平兼容信号的全部工作。接收器对外惟独3个引脚：电源vcc，公共地gnd和1个脉冲信号输出out。由图3可以看出，其与单片机接口十分便利。当按下“记忆”按键s1时，红外接收头sph开头记录遥控器发出的信号，同时将接收到的信号保存在单片机atmega8l的e2prom中。以后当遥控器发出同样的红外脉冲信号时，通过红外接收头接收并与e2prom中的数据举行对照，假如全都，就发出控制信号控制开关的通断。3 程序设计红外遥控接收头解调出的编码是串行二进制码，包含着遥控器按键信息。但它还

8、不便于cpu读取识别，因此需要先对这些串行二进制码举行解码。本设计采纳的是软件解码方式对接收到的红外信号举行解码。31 红外遥控器放射编码简介目前应用中的各种红外遥控系统的原理都大同小异，区分只是在于各系统的信号编码格式不同。遥控器所产生的脉冲编码的格式普通为：其中，引导脉冲为宽度是10 ms左右的一个高脉冲和一个低脉冲的组合，用来标识命令码的开头。识别码、键码、键码的反码均为数据编码脉冲，用二进制数表示。“o”和“1”均由毫秒量级的凹凸脉冲的组合代表识别码(即用户码)是对每个遥控系统的标识。当命令键按下时，命令信号产生电路便产生脉冲编码。键码后面普通还要有键码的校验码，用来检验键码接收的正确

9、性，防止误动作，增加系统的牢靠性。32存储编码程序设计当按下“记忆”按键s1时，单片机进入存储记忆红外遥控编码的状态。atmega8l单片机首先关闭中断，等待遥控器发出的红外遥控编码输入。当红外遥控编码输入后，单片机将其保存至e2prom中。这样，即使断电之后，单片机存储在e2prom中的信息也不会走失，可以保证断电后的正常用法。存储红外信号的编码程序流程图4所示。33 软件解码程序设计软件解码则由atmega8l单片机的外部中断、定时器以及软件构成一个红外遥控接收系统。定时器用于延时测量两个脉冲串之间的间隔。外部中断用于当接收到红外脉冲信号时触发定时器举行数据接收。当红外接收管接收到红外脉冲时，程序首先动身外部中断，由外部中断启动定时器，每个一段时光间隔就采样一次，并将采样到的红外脉冲编码保存到ram变量中，然后与存储编码程序中所保存的编码举行比较，当两者相同时则认为是按下了开关按键，举行相应的开关操作，否则程序不执行开关操作。软件解码程序的流程图5所示。4 结语目前的家用电器，如电视机、vcd、dvd和功放机等普通都配备了遥控器及智能化控制技术，给人们的用法带来了极大的便利。随之而来的小家电如电灯的控制也在向、智能化操作方面进展，这样才干满足人们的生活需求。智能红外遥控开关充分利