《遥控器基础知识》PPT课件.ppt

1、遥控器基础知识,Ver:1.0 2008.12.8,内容:,1.遥控器发展历程. 2.红外遥控系统及遥控器工作原理. 3.红外遥控器的主要构成部件介绍 4.红外遥控器的常见协议分析. 5.红外遥控器的常见异常与处理及分析,目的: 提高对红外遥控器的认识. 提高工作效率和产品的合格率. 方式: 相互学习与探讨,遥控器发展历程,第一阶段：单一遥控器 第二阶段：万能及学习型遥控器 第三阶段：网络及RF型遥控器,单一遥控器,到底是谁发明出第一个遥控器已不可考。但最早的遥控器之一，是一个 叫 尼古拉特斯拉（Nikola Tesla）(1856-1943)的发明家（他曾经为爱迪生工作，同样被誉为天才发明家

2、）在1898年时开发出来的（美国专利 613809号,叫做“Method of and Apparatus for Controlling Mechanism of Moving Vehicle or Vehicles”。 最早用来控制电视的遥控器是美国一家叫Zenith的电器公司（这家公司 现在被LG收购了），在1950年代发展出来的。 一开始是有线的。1955 年，该公司发展出一种被称为“Flashmatic”的无线遥控装置。但这种装置 没办法分辨光束是否是从遥控器而来，而且也必需对准才可以控制。 1956年罗伯爱德勒（Robert Adler）开发出称为“Zenith Space Com

3、mand” 的遥控器，这也是第一个现代的无线遥控装置，他是利用超声波来调频 道和音量，每个按键发出的频率不一样，但这种装置也可能会被一般的超声波干扰，而且有些人及动物（如狗）听的到遥控器发出的声音. 随着电子技术的发展，第一只采用红外线的遥控器出现在20世纪80代, 发送和接收红外线的装置开发出来时,就慢慢取代了超声 波控制装置, 即使其他的无线传输方式持续被开发出来,它直到现在还持续广使用.,它的特点 遥控器内预置了一套编码，功能相对简单. 一只遥控器只能控制单一型号的电器.,万能及学习型遥控器 产生时间:20世纪90年代 主要特点: 遥控器内预置了多种编码,通过代码调用方式进行选择.遥控器

4、能学习记录其他遥控器的编码信号. 主要分类 :单一万能.组合式万能.单纯学习型.固定代码+学习.,网络及RF型遥控器 产生时间:目前 主要特点:遥控器与Internet技术相结合,利用强大的网络技术,实现用户对遥控器的自己制作.操作遥控器时无需考虑电视位置和遥控器的指向。,红外遥控系统及遥控器工作原理,第一：红外遥控系统 第二：遥控器工作原理,红外遥控系统,发射器,传感器,接收器,控 制 器,负 载,遥控器系统组成方框图,遥控器系统工作原理,发射器：1编码电路 2发射电路 接收器：1接收电路 2译码 执行电路,遥控器工作原理,定义:通过红外发射器件,发射被编码脉冲信号调制的红外光,在一定距离控

5、制相应设备的有光功能的装置。 遥控器主要组成 ：微处理器芯片、晶体 振荡器、放大晶体管、红外发射二极管以及键盘矩阵等。 芯片:主要负责处理运算控制遥控器的工作状态,根据外部信息做出相应的判断. 晶振:主要是为芯片工作提供准确的时基。 晶体三极管:对脉冲信号的电流进行放大。 红外发光二极管：把电信号转换为光信号发送出去 键盘矩阵:及时判断外部输入信息.,遥控器性能的几个评测参数,工作电压范围 2.43.5V 发射信号的波长 800950nm 遥控距离和发射角度 大于8m 30-45度 发射功率 1单位40uW 待机功耗 不大于3uA 50uA,红外遥控器的主要构成部件介绍,芯片 红外发光二极管

6、晶振 三极管 电容 电阻,芯片,遥控器芯片主要为单片机. MCU：是Microchip/Microcomputer的缩写。 定义：单片微型计算机（Single-Chip Microcomputer），简称单片机。就是将微处理器（CPU）、存储器（存放程序或数据的ROM和RAM）、总线、定时器/计数器、输入/输出接口（I/O口）和其他多种功能器件集成在一块芯片上的微型计算机。 基本构成： CPU （逻辑控制） ROM （硬盘） RAM （内存） I/O （接口）,单片机的分类,按地址线可分为:4bit,8bit,16bit,32bit,64bit 按功能分：MCU、MPU、DSP MCU ：co

7、ntrol，重点在功能. MPU ：program,重点在数据运算,典型应用为手机芯片。 DSP： 是数字图象信号处理，各种监控设备 按功能赋予IC的方式不同分为： ASIC:有特定的功能，如6122、3010； MASK： 控制部分固定，由厂家或根据客户要求厂家赋予. OTP:由用户赋予，只能烧写一次； FLASH可电擦写，多次烧写。 按体系： 51系列：指令多，功能强大，可扩展性强. RISC：精简指令系列 ，如PLC 16C54 /1602. 美欧系列、日、韩、台、大陆系列 .,遥控器IC的种类,按功能：单一、多功能 单一： 单一简单的（通常用AISC） 单一特殊的（通常用MASK、OT

8、P） 多功能： 单一多功能（通常用OTP、MASK） 万能多代码（通常用OTP、MASK） 万能组合多合一 （通常用MASK） 按用途： 电视（通常MASK、AISC、OTP） VCD（通常AISC、如6122） DVD （通常AISC、如6122） VCR （通常AISC、如6122） 空调（通常OTP、MASK，是4bit.8bit） 音像设备（通常AISC、如6122）,红外发光二极管,红外线的概念与特性 红外线的基本概念： 红外线是一种不可见光，是太阳光谱的一部分，实质上是一种电磁波。 红外光 近红外 中红外 远红外 0.75 3 20 1000um 由图知红外的波长范围在0.7610

9、00um之间。硅光电器件对光波最敏感区域在0.80.95um范围内，在这个波段内，利用砷化镓和砷铝化镓材料制成的红外发光二极管发射波段。将他们进行良好的匹配，作为红外遥控器的主要光源。,光热效应 具有可见光的某些特性 具有微波的某些特性 传播速度300000km/s 在介质中传播会产生衰减 大部分液体对红外的吸收非常大 具有良好的隐蔽性,保密性,环境光线对它的影响很小,抗干扰能力强,且使用这种发射.接收器件的电路简单而无特殊的环境要求. 自然界中不论任何物体,不论本身是否发光,只要温度高于绝对零度（-273)都会不停向周围辐射红外线.,红外线的基本特性,红外传感器,红外发光二极管分类 GaAs

10、,GaAlAs 红外发光二极管的主要参数 工作电流IF及峰值电流IFP 峰值电流IFP是指流过管子的脉冲电流的最大峰值。若脉冲电流的平均值与恒定的直流值相等，则脉冲电流的幅值要比允许的工作电流大的多，其发射效率也较高。所以一般遥控器发射器都采用占空比较小的脉冲工作方式。（1/3) 管功耗PM与光功率P0 峰值波长P 反向漏电流IR 响应时间TW,红外发光二极管的基本驱动方式,直流恒定电流驱动方式 直流脉冲电流驱动方式： 红外光的有效发射距离与驱动功率峰值大小有关，驱动功率峰值越大，发射距离越远；而峰值功率又与所加的驱动电流峰值有关。想要提高红外光的发射距离，必须加大驱动信号U的幅度，提高峰值电

11、流。红外发光二极管的正向工作电流IP与峰值电流IFP之间有如下关系：IF=IFPT0/Td T0为方波脉冲的周期；Td为方波脉冲宽度；T0/TD等于脉冲的周期与脉冲宽度之比，称为脉冲电流的空度比。在限定范围内，这个比值越大，则允许的峰值电流越大，但也不能超出限定范围，否则红外发光二极管来不及响应，也不能保证有效控制。 交流电流驱动方式 检测方法 把万用表调到测二极管挡,红表笔测正极,黑表笔测负极,电压读数应该在1.V左右.,晶振,晶振也叫石英谐振器，它是利用石英的压电特性按特殊的切割方式制成的一种电谐振元件，被广泛使用在电子设备中 石英晶体的种类很多，大致分为普通型、精密型、和高精密型三种，我

12、们的遥控器使用的属于普通型，高精密型石英晶体的壳内都带有恒温槽，能进行温度补偿。 在我们遥控器中，石英晶振主要被来作为振荡元器件。,标称频率 32.768Khz .455KHz . 480KHz. 680KHZ3.58KHz.3.68KHZ 4MHz 负载电容 10p 15p 20p 30p 68p 101 221 103 104保证晶振正常起振和工作 在稳定的中心频率内。 频率精度 频率精度从10(-4)量级到10(-10)量级不等 频率稳定度 稳定度从1到100ppm不等 在遥控器中的作用 提供稳定的时基信号，保证遥控器正常工作。,晶振的主要参数,晶振检测方法,直接测试法 直接把晶振插到专

13、门的晶振测试仪上测试 电阻法 把万用表10K挡测量石英晶体两引脚之间的电阻值,应该为无穷大,若不为无穷大，则说明石英晶体内部存在漏电或短路现象. 电压法 一般遥控器的电压都在3V左右,所以将万用表置在10V直流挡,黑表笔固定接负极；先在不按遥控器的情况下,用红表笔测出晶体两引脚的电压值,并将两个电压数值记录下来；然后按下遥控器上的任意一个按键，再用红表笔分别测出晶体两端的电压,记录下来测量的电压值,然后把第一次记录的两个电压值比较相差较大，第二次记录的两个电压值比较值基本一致,则晶振正常工作,反之则工作不正常,这对一般的遥控器可以采用 。,晶体三极管,定义 晶体管（transistor）是一种

14、固体半导体器件，可以用于检波、整流、放大、开关、稳压、信号调制和许多其它功能。 分类 按使用的材料可分为硅管和锗管。按极性可分为锗NPN型晶体管、锗PNP晶体管、硅NPN型晶体管和硅PNP型晶体管。 按电流容量可分为小功率晶体管.中功率晶体管和大功率晶体管. 晶体管按工作频率可分为低频晶体管、高频晶体管和超高频晶体管等. 晶体管按封装结构可分为金属封装（简称金封）晶体管、塑料封装（简称塑封）晶体管、玻璃壳封装（简称玻封）晶体管、表面封装（片状）晶体管和陶瓷封装晶体管等。其封装外形多种多样。,三极管是我们遥控器的关键元件，在遥控器电路中起放大、开关、作用，且体积小、使用寿命长、耗电省等优点 按P

15、N结的不同组合方式，三极管可分为PNP型（8550）和NPN型（8050）两种,三极管在遥控器中的作用,三极管的检测,用万用表测试HFE 把万用表调到HFE挡把三极管插到相应的孔中,读数一般在50300之间 用万用表测试PN结电压 把万用表调到测二极管的挡,对8050管,把红表笔接触三极管中间的引脚,把黑表笔接触三极管的另外两引脚的任意一引脚 ,电压读数应该在0.6V左右,对8550管则把红黑表笔对调一下测试即可.,电容,定义： 电容是表征电容器容纳电荷的本领的物理量。我们把电容器的两极板间的电势差增加1伏所需的电量，叫做电容器的电容。 电容的符号是C。在国际单位制里，电容的单位是法拉，简称法

16、，符号是F,常用的电容单位有毫法(mF)、微法(F)、纳法(nF)和皮法(pF)(皮法又称微微法)等，换算关系是：1法拉(F)= 1000毫法(mF)1000000微法(F)1微法(F)= 1000纳法(nF)= 1000000皮法(pF)。 分类聚酯（涤纶）电容（CL）聚苯乙烯电容（CB）聚丙烯电容（CBB）云母电容（CY）高频瓷介电容（CC）钽电解电容（CA） 铝电解电容玻璃釉电容（CI）低频瓷介电容（CT）,直接标示发 如：20p,30p,104 ,47uF ,100uF 数码表示法 数码一般为三位，前两位是有效数字 , 第三位是倍数0至8表示有效数字后面0个数，9表示有效数字乘以1/1

17、0 如：104表示10X10000pF=0.1F 229表示22X1/10pF=2.2 f 221表示22X10pF=220pf,电容的标示方法,工作电压,工作电压指的是电容在连续工作中所能承受的最高电压，使用中应当保证加在电容两端的电压不超过耐压值，否则将会损坏电容。耐压值一般都印在电容上， 注意：电容上印的耐压值，都是指的是直流电压，用在交流电路中，则应使所加的交流电压的最大值（峰值）不能超过电容上所标明的电压值。,遥控器用的电容及作用,铝电解电容 47uF/6.3V 作用是电源滤波,低频耦合 高频瓷介电容 20P 30P 104 101 作用滤处高频干扰,晶体匹配 检测方法 对电解电容来

18、说,将指针万用表红表笔接负极，黑表笔接正极，在刚接触的瞬间万用表指针即向右偏转较大幅度，接着逐渐向左回转，直到停在某一位置，此时的阻值便是电解电容的正向漏电阻，此值越大，说明漏电电流越小，电容性能越好 对瓷片电容来说，可直接用数字万用表测试,电阻,定义 导体对电流的阻碍作用就叫该导体的电阻。 电阻器简称电阻（Resistor ,通常用“R”表示） 电阻的主要物理特征是变电能为热能，也可说它是一个耗能元件，电流经过它就产生内能。电阻在电路中通常起分压分流的作用,对信号来说，交流与直流信号都可以通过电阻 在国际单位制中,电阻的单位是（欧姆）,此外还有 K（千欧）, M（兆欧）.其中：1M=1000

19、K ，1K=1000。 电阻的分类a.按阻值特性:固定电阻、可调电阻、特种电阻(敏感电阻) .不能调节的,我们称之为固定电阻,而可以调节的,我们称之为可调电阻.常见的例如收音机音量调节的,主要应用于电压分配的,我们称之为电位器.b.按制造材料:碳膜电阻、金属膜电阻、线绕电阻等.C.按安装方式: 插件电阻、贴片电阻.,阻值和误差的标注方法,直标法 将电阻器的主要参数和技术性能用数字或字母直接标注在电阻体上. eg: 5.1k 5% 文字符号法 将文字、数字两者有规律组合起来表示电阻器的主要参数. eg: 0.1=1=0R1, 3.3=33=3R3,3K3=3.3K 贴片电阻标注方法: 前两位表示

20、有效数,第三位表示有效值后加零的个数.0-10欧带小数点电阻值表示为XRX,RXX.eg : 471=470105=1M 2R2=2.2,电阻色环表示法,色环表示法最常用的方法，有三环表示法.四环表示法.五环表示法。 黑 棕 红 橙 黄 绿 蓝 紫 灰 白 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 最后一环金.银或无色分别表示误差为5%、10%、20% 在电阻上印有四道色环，第1、2环表示两位数的数值，第3环表示倍乘数，第四环表示阻值允许的误差，各道色环不同的颜色的意义不同，右图三电阻的阻值分别是1K、100K、2.2欧姆,电阻在遥控器中的作用,限流 连接发射管或小红灯等的电阻 分压 构成RC振

21、荡电路,红外遥控器的常见协议分析,协议组成 :一般由引导码 ,用户码,数据码,重复码或数据码的反码和结束码构成。 载波:常用的有33K,36K,36.6K,38K,40K,56K,无载波 占空比:常用的有1/3,1/2,不常用1/4 调制方式:脉宽调制,相位调制 常见协议:6122,3010,9012,7461,7051,6124,261,2188, 6014,50560等,6122协议分析,帧格式： 引导码+16位固定码+8位数据码+8位数据码反,固定的尾码,逻辑0 逻辑1,引导码时间： 9ms高电平+4.5ms低电平,周期1:108ms周期2：108ms,载波38K 占空比1/3 采用脉冲

22、调制,3010协议分析,帧格式： 3010的数据格式为：起始位(2位)奇偶位(1位)+用户码(5位)数据码(6位),逻辑0,逻辑1,周期,载波为38k 占空比为1/3 调制为相位调制 不同的协议工作电流不同,红外遥控器的常见异常与处理及分析,半成品及成品测试要求 工厂测试码值是否正确 工作电压范围 一定电压下工作电流大小 静态电流大小 发射距离 各个电子元器件是否正确 LCD显示问题 其它部件等,检修遥控器板的一般步骤 IC的正负极是否有电压，电压是否正常； 晶振是否起振，起振是两个脚的电压是一样大小，否则 一大一小，用万用表的电压档检查。 看复位电路元件是否有问题 IC是否正常发射；一般情况下发射脚（用8050的三极管为中间那个脚）没有什么电压，正常发射应该有大于2伏的电 看三极管能否