38kHz红外发射与接收复习进程

38kHz红外放射与接

收光谱位于红色光之外， 波长为0.76-1.5Pm,比红色光的波长还长，这样的光被称为红外线。红外遥控是利用红外线进展传递信息的一种掌握系统，红外遥控具有抗干扰，电路简洁，编码及解码简洁，功耗小，本钱低的优点，目前几乎全部的视频和音频设备都支持这种掌握方式。一、红外遥控系统构造红外遥控系统主要分为调制、放射和接收三局部，如图1所示:图1红外遥控系统1.调制红外遥控放射数据时承受调制的方式，即把数据和肯定频率的载波进展“与操作，这样可以提高放射效率和降低电源功耗。调制载波频率一般在30khz到60khz之间，大多数使用的是38kHz,占空比1/3的方波，如图2所示，这是由放射端所使用的455kHz晶振打算的。在放射端要对晶振进展整数分频，分频系数一般取12,所以455kHz+12公37.9kHz38kHzo<_——图2载波波形1.放射系统目前有很多种芯片可以实现红外放射，可以依据选择发出不同种类的编码。由于放射系统一般用电池供电，这就要求芯片的功耗要很低，芯片大多都设计成可以处于休眠状态，当有按键按下时才工作，这样可以降低功耗芯片所用的晶振应当有足够的耐物理撞击力量，不能选用一般的石英晶体，一般是选用陶瓷共鸣器，陶瓷共鸣器准确性没有石英晶体高，但通常一点误差可以无视不计。红外线通过红外发光二极管(LED)放射出去，红外发光二极管内部材料和一般发光二极管不同，在其两端施加肯定电压时，它发出的是红外线而不是可见光。图3b图3a图3b射击输出驱动电路如图3a和图3b是LED的驱动电路，图3a是最简洁电路，选用元件时要留意三极管的开关速度要快，还要考虑到LED的正向电流和反向漏电流，一般流过LED的最大正向电流为100mA,电流越大，其放射的波形强度越大。图3a电路有一点缺陷，当电池电压下降时，流过LED的电流会降低，放射波形强度降低，遥控距离就会变小。图3b所示的射极输出电路可以解决这个问题，两个二极管把三级管基极电压钳位在L2V左右，因此三级管放射极电压固定在0.6V左右，放射极电流IE根本不变，依据IE仁IC,所以流过LED的电流也根本不变，这样保证了当电池电压降低时还可以保证肯定的遥控距离。1.一体化红外接收头红外信号收发系统的典型电路如图1所示，红外接收电路通常被厂家集成在一个元件中，成为一体化红外接收头。内部电路包括红外监测二极管，放大器，限副器，带通滤波器，积分电路，比较器等。红外监测二极管监测到红外信号，然后把信号送到放大器和限幅器，限幅器把脉冲幅度掌握在肯定的水平，而不管红外放射器和接收器的距离远近。沟通信号进入带通滤波器，带通滤波器可以通过30khz至U60khz的负载波，通过解调电路和积分电路进入比较器，比较器输出凹凸电平，复原动身射端的信号波形。留意输出的凹凸电平和放射端是反相的，这样的目的是为了提高接收的灵敏度。一体化红外接收头，如图5所示：★图5红外接收头红外接收头的种类很多，引脚定义也不一样，一般都有三个引脚，包括供电脚，接地和信号输出脚。依据放射端调制载波的不同应选用相应解调频率的接收头。红外接收头内部放大器的增益很大，很简洁引起干扰，因此在接收头的供电脚上须加上滤波电容，一般在22uf以上。有的厂家建议在供电脚和电源之间接入330欧电阻，进一步降低电源干扰。红外放射器可从遥控器厂家定制，也可以自己用单片机的PWM产生，推举使用超小封装(TSS0P20)的STC12C4052AD或STC12c5406AD,可产生37.91KHz的PWM,PWM占空比设置为1/3,通过简洁的定时中断开关PWM,即可产生放射波形。接收局部电路和程序比较简洁，这里不一一赘述。红外遥控解码程序红外线遥控是目前使用最广泛的一种通信和遥控手段。由于红外线遥控装置具有体积小、功耗低、功能强、本钱低等特点，因而，继彩电、录像机之后，在录音机、音响设备、空凋机以及玩具等其它小型电器装置上也纷纷承受红外线遥控。工业设备中，在高压、辐射、有毒气体、粉尘等环境下，承受红外线遥控不仅完全牢靠而且能有效地隔离电气干扰。1红外遥控系统通用红外遥控系统由放射和接收两大局部组成，应用编/解码专用集成电路芯片来进展掌握操作。放射局部包括键盘矩阵、编码调制、LED红外发送器；接收局部包括光、电转换放大器、解调、解码电路。2遥控放射器及其编码遥控放射器专用芯片很多，依据编码格式可以分成两大类，这里我们以运用比较广泛，解码比较简洁的一类来加以说明，现以日本NEC的uPD6121G组成放射电路为例说明编码原理。当放射器按键按下后，即有遥控码发出，所按的键不同遥控编码也不同。这种遥控码具有以下特征：承受脉宽调制的串行码，以脉宽为0.565ms、间隔0.56ms、周期为1.125ms的组合表示二进制的“0”；以脉宽为0.565ms、间隔1.685ms、周期为2.25ms的组合表示二进制的“1”。UPD6121G产生的遥控编码是连续的32位二进制码组，其中前16位为用户识别码，能区分不同的电器设备，防止不同机种遥控码相互干扰。该芯片的用户识别码固定为十六进制01H；后16位为8位操作码（功能码）及其反码。UPD6121G最多额128种不同组合的编码。遥控器在按键按下后，周期性地发出同一种32位二进制码，周期约为108ms。一组码本身的持续时间随它包含的二进制“0”和“1”的个数不同而不同，大约在45〜63nls之间。当一个键按下超过36ms,振荡器使芯片激活，将放射一组108ms的编码脉冲，这108nls放射代码由一个起始码［9ms）,一个结果码［4.5ms）,低8位地址码（9ms~18ms）,高8位地址码（9ms^l8ms）,8位数据码（9ms~18ms）和这8位数据的反码〔9ms~18ms）组成。假设键按下超过108ms仍未松开，接下来放射的代码（连发代码）将仅由起始码（9ms）和完毕码（2.5ms）组成。3接收器及解码一体化红外线接收器是一种集红外线接收和放大于一体，不需要任何外接元件，就能完成从红外线接收到输出与TTL电平信号兼容的全部工作，而体积和一般的塑封三极管大小一样，它适合于各种红外线遥控和红外线数据传输。红外一开头发送一段13.5ms的引导码，引导码由9ms的高电平和4.5ms的低电平组成，跟着引导码是系统码，系统反码，按键码，按键反码，假设按着键不放，则遥控器则发送一段重复码，重复码由9ms的高电平，2.25ms的低电平，跟着是一个短脉冲，本程序经过试用，能解大局部遥控器的编码！〃串口通信程序〃向PC串口发送数据//pc端使用超级终端建立连接//96008位数据1位停顿^include<ioml6v.h>ttinclude<macros.h>^include“uartO.h“#defineuintunsignedint#defineucharunsignedcharucharirr_b=O,s_s=O;ucharwb=O,a=0,ds=O;longda=0;ucharten_l,ten_2,ten_3,ten_4,i;voidms(uintaa)for(;aa>0;aa一一);voidwrite_cn(uchar*cn,ucharcnnub)uchari;for(i=0;i<(cn_nub);i++)〃发送数据i〃发送数据iPORTA=i;ms(60000);))〃定时器T1初始化TCCRlB=0x00;〃关闭定时器TCNTlH=0x00;//定时器初值TCCRlB=0x00;〃关闭定时器TCNTlH=0x00;//定时器初值TCNTlL=0x00;TCNTlL=0x00;TCCRlA=0x00;〃一般模式TCCRlA=0x00;〃一般模式TCCRlB=0x05;//1024分频ftpragmainterrupt_handlerext_int0_isr:2TCCRlB=0x05;//1024分频ftpragmainterrupt_handlerext_int0_isr:2〃指定外部中断函数〃第一个中断〃状态为：开头接收〃定时器清零〃其次个以后的中断〃读取定时器的值〃中断接收voidextintOisr(void){if(irr_b-0){irr_b=l;TCNTlL=0x00;)elseif(irr_b==l)(a=TCNTlL;〃推断是引导，还是数据if((170<a)&&(a<235))〃引导〃数〃数〃数据清零〃定时器清零〃数据0wb=0;据计数清零da=0;TCNTlL=0x00;}elseif((8<a)&&(a<25))38kHz红外放射与接收红外线遥控器在家用电器和工业掌握系统中已得到广泛应用，了解他们的工作原理和性能、进一步自制红外遥控系统，也并非难事。.红外线的特点人的眼睛能看到的可见光，假设按波长排列，依次〔从长到短）为红、橙、黄、绿、青、蓝、紫，如图1所示。现凶一的①0.3B0.460.470.490.580.600.620.76由图可见，红光的波长范围为0.62um〜0.76um,比红光波长还长的光叫红外线。红外线遥控器就是利用波长0.7611m〜L5um之间的近红外线来传送掌握信号的。红外线的特点是不干扰其他电器设备工作，也不会影响周边环境。电路调试简洁，假设对放射信号进展编码，可实现多路红外遥控功能。.红外线放射和接收人们见到的红外遥控系统分为放射和接收两局部。放射局部的放射元件为红外发光二极管，它发出的是红外线而不是可见光，如图2所示。wb++;da=(da<<l);TCNTlL=OxOO;}elseif((25<a)&&(a<45))〃数据1{wb++;da=(da<<l)+l;TCNTlL=OxOO;)}if(wb==32)够32位{irr_b=O;为停顿接收wb=O;据计数清零s_s=l;开显示许可}}〃与计算机通信的程序〃数据长度〃状态〃数〃打〃数据长度〃状态〃数〃打个停顿位voidmainuchari=0,rx_temp;〃串行口初始化init_devices;〃串行口初始化DDRA=0xff;P0RTA=0x00;DDRB=0xff;DDRD=0x00;P0RTD=0xff;tl_init;MCUCR=0x02;GICR=0x40;TIMSK=0x00;SREG=0x80;s_s=l;ms(3000);〃中断输入〃内部上拉〃定时器〃中断输入〃内部上拉〃定时器tl初始化〃下降沿中断〃开外部中断int_0〃开全局中断〃开机进展一次显\r\n”,14);while(1){ds=TCNTlL;if(ds>250) 〃定时器超时，接收复位{TCNT1L二0;irr_b=O;da=O;wb=O;s_s=O;)if(s_s-l) 〃显示开关翻开，开头显示{SREG=OxOO; 〃关闭全局中断〃显示设备码dl=da»24;write_cn(&dl,1);dl=da>>16;writecn(&dl,1);dl=da>>8;write_cn(&dl,1);dl=da;write_cn(&dl,1);DDRD=OxOO; 〃中断输入PORTD=Oxff;//内部上拉s_s=0; 〃关闭显示开关SREG=0x80; 〃开全局中断收集于网络，如有侵权请联系治理员删除常用的红外发光二极管发出的红外线波长为940nm左右，外形与一般小5nlm发光二极管一样，只是颜色不同。一般有透亮、黑色和深蓝色等三种。推断红外发光二极管的好坏与推断一般二极管一样的方法。单只红外发光二极管的放射功率约100mWo红外发光二极管的发光效率需用专用仪器测定，而业余条件下，只能凭阅历用拉距法进展粗略判定。接收电路的红外接收管是一种光敏二极管，使用时要给红外接收二极管加反向偏压，它才能正常工作而获得高的灵敏度。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放射功率较小，红外接收二极管收到的信号较弱，所以接收端就要增加高增益放大电路。然而现在不管是业余制作或正式的产品，大都承受成品的一体化接收头，如图3所示。红外线一体化接收头是集红外接收、放大、滤波和比较器输出等的模块，性能稳定、牢靠。所以,有了一体化接收头，人们不再制作接收放大电路，这样红外接收电路不仅简洁而且牢靠性大大提高。图3是常用两种红外接收头的外形，均有三只引脚，即电源正VDD、电源负(GND)和数据输出(Out)。接收头的引脚排列因型号不同而不尽一样,图3列出了因接收头的外形不同而引脚的区分。红外接收头的主要参数如下：工作电压：4.8〜5.3V工作电流：1.7~2.7mA接收频率：38kHz峰值波长：980nm静态输出：高电平输出低电平：WO.4V输出高电平：接近工作电压.红外线遥控放射电路红外线遥控放射电路框图如图4所示。制制借用.（骷差号）制制借用.（骷差号）框图4是目前全部红外遥控器放射电路的功能组成，其中的编码器即调制信号，按遥控器用途的编码方式可以很简洁、也可以很简单。例如用于电视机、VCD、DVD和组合音响的遥控放射的编码器，因其掌握功能多达50种以上，此时的编码器均承受专用的红外线编码协议进展严格的编程，然而对掌握功能少的红外遥控器，其编码器是简洁而敏捷。前者编码器是由生产厂家的专业人员按红外遥控协议进展编码，而后者适用于一般电子技术人员和电子爱好者的编码。图4中的38kHz振荡器即载波信号比较简洁，但专业用的和业余用的也有区分，专业用的振荡器承受了晶振，而后者一般是RC振荡器。例如彩电红外遥控器上的放射端用了455kHz的晶振，是经过整数分频的，分频系数为12,即455kHz+12=37.9kHz。固然也有一些工业用的遥控系统，承受36kHz、40kHz或56kHz等的载波信号。因红外遥控器的掌握距离约10米远，要到达这个指标，其放射的载波频率(38kHz)要求格外稳定，而非专业用的RC(38kHz)载波频率稳定性差，往往偏离38kHz甚至很远，这就大大缩短了遥控器的掌握距离。因晶振频率格外稳定，所以专业厂家的遥控器全部承受晶振的38kHz作遥控器的载波发送信号。图4中编码器的编码信号对38kHz的载波信号进展调制，再经红外放射管D向空间发送信号供遥控接收端一体化接收头接收、解调输出、再作处理。利用红外线的特点，可以制作多路遥控器。在遥控放射电路中，有两种电路，即编码器和38kHz载波信号发生器。在不需要多路掌握的应用电路中，可以使用常规集成电路组成路数不多的红外遥控放射和接收电路，该电路无需使用较简单的专用编译码器，因此制作简洁。.频分制编码的遥控放射器在红外放射端利用专用(彩电、VCD、DVD等)的红外编码通讯协议作编码器，对一般电子技术人员或业余爱好者来说，是难于实现的，但对路数不多的遥控放射电路，可以承受频分制的方法制作编码器，而对一路的遥控电路，还可以不用编码器，直接放射38kHz红外信号，即可到达掌握的目的。图5是一种一路的红外遥控放射电路，在该电路中，使用了一片IC1高速CMOS型4-2输入的“与非”门74HC00集成电路，组成低频振荡器作编码信号(fl),用IC2555电路作载波振荡器，振荡频率为fO(38kHz)ofl对f0进展调制，所以IC2的③脚的波形是断续的载波，该载波经红外发光二极管发送到空间。电路中的关键点A、B、B，波形如图2所示，其中是未调制的波形。'耐网咖砌廊则瞅纪■•JinnLjm_nniuL-®在图5中，选用了555电路作载波振荡器，其目的是说明电路的调制工作原理，即利用大家生疏的555产生38kHz方波信号，再利用555的复位端④脚作调制端，即当④脚为高电寻常，555是常规的方波振荡器；当④脚为低电寻常，555的③脚处于低电平。④脚的调制信号是由IC1的与非门的低频振荡器而获得。在实际应用中，遥控放射器是3V电池供电，为此只需把555电路IC1剩余的两个与非门组成的38kHz取而代之，如图7所示。留意：这里未引用CMOS4-2输入的“与非”门CD4011作图5电路中的编码器和载波发生器，是由于CD4011作振荡产生方波信号时，属于模拟信号的应用。为了保证电路牢靠起振，其工作电压需4.5V以上，而74HC00的CMOS集成电路的最低工作电压为2V,所以使用3V电源，完全可以牢靠的工作。.遥控接收解调电路图8为红外接收解调掌握电路，图8中IC2是LM567。LM567是一种锁相环集成电路，承受8脚双列直插塑封装，工作电压为+4.75〜+9V,工作频率从直流到500kHz,静态电流约8mAo⑧脚为输出端，静态时为高电平，是由内部的集电极开路的三极管构成，允许最大灌电流为100mA。鉴于LM567的内部电路较简单，这里仅介绍该电路的根本功能。LM567的⑤、⑥脚外接的电阻(R3+RP)和电容C4,打算了内部压控振荡器