红外发射接收管典型应用接口电路
(整理)红外发射和接收器件示例
图2-2 红外发射和接收器件示例红外一体化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，限幅器把脉冲幅度控制在一定的水平，而不论红外发射器和接收器的距离远近。
交流信号进入带通滤波器，带通滤波器可以通过30khz到60khz的负载波，通过解调电路和积分电路进入比较器，比较器输出高低电平，还原出发射端的信号波形。
注意输出的高低电平和发射端是反相的。
图2-3为红外发射和接收解码的示意图。
在发射部分设计一个38kHz的载波，在发射数据（全码）为高电平时输出载波，发射数据（全码）为低电平时输出低电平，二者实现了逻辑与的关系，得到的信号（红外发射）驱动红外发射二极管向空间发射红外线。
红外一体化接收头接收到红外信号后，解码出与发射数据（全码）逻辑相反的数据。
图2-3 红外发射和接收解码的示意图3系统硬件设计3.2红外遥控单元本设计中作为发射部分使用的遥控器为M5046AP机芯的电视机遥控器。
电视机遥控器应用的是红外收发原理，即遥控器前端侧面的红外发射管发射出红外信号，电路板上红外接收管接收到信号后送到单片机内部，经译码后变成相应的操作指令，以实现定时、遥控风扇的功能。
红外遥控器的内部关键电路和接收管电路如图3-1所示。
图3-13.3单片机控制单元本设计以AT89S51单片机为主控器，单片机控制电路设计如图3-2所示。
单片机的P1.2-P1.4口用于控制风扇的3个档次，设计中用继电器来模拟风扇换挡开关；P1.6和P1.7引脚控制时钟电路；P2口作为液晶显示的8位数据线；P3.0和P3.1口控制风扇工作状态指示灯，分为手动和自动2个状态；P3.2中断0用于接收红外遥控编码信号；P3.4接收温度数据；P3.5-P3.7三个引脚分别控制液晶显示器的控制端。
图3-2为单片机控制电路。
图3-23.4时钟单元3.4.1DS1307简介种低功耗、BCD码的8引脚实时时钟芯片。
红外通信电路
红外通信基本原理红外通信是利用950nm近红外波段红外线作为传递信息媒体，即通信信道。
发送端采用脉时调制（PPM）方式，将二进制数字信号调制成某一频率脉冲序列，并驱动红外发射管以光脉冲形式发送出去；接收端将接收到光脉转换成电信号，再经过放大、滤波等处理后送给解调电路进行解调，还原为二进制数字信号后输出。
简而言之，红外通信实质就是对二进制数字信号进行调制与解调，以便利用红外信道进行传输；红外通信接口就是针对红外信道调制解调器。
提示请看下图:2 红外通信接口硬件电路设计单片机本身并不具备红外通信接口，但可以利用单片机串行接口与片外红外发射和接收电路，组成一个应用于单片机系统红外串行通信接口，如图1所示。
2.1 红外发送器红外发送器电路包括脉冲振荡器、驱动管T1和T2、红外发射管D1和D2等部分。
其中脉冲振荡器由NE555定时器、电阻（R1、R2）和电容（C1、C2）组成，用以产生38kHz脉冲序列作为载波信号；红外发射管D1和D2选用Vishay公司生产TSAL6238，用来向外发射950nm红外光束。
2．2 硬件电路接口电路如图4所示，J1为红外发射／接收电路的发射信号和接收信号接口，可以用1 0Pi ns排线直接和SPCE061A的10B高8位相连，通过SPCE061A的IOB8输出38kHz的调制波，IOB8输出TimerA PWM脉宽调制输出。
载波图如图3所示。
红外信号的调制主要有两种，一种是脉宽调制(PWM)，一种是通过脉冲串的时间间隔实现信号调制的脉时调制(PPM)，本文采用的方法是PPM。
61板是这个系统的控制核心，红外发射管选用的是由Visay公司生产的TSAL6238，用来发射940nm的红外光束，发射电路主要由电阻电容三极管和红外发射管组成，串行码的发送主要由TimerA定时器，IOB8编程为第二功能是由TimerA控制输出占空比可调的脉宽调制信号APWM0，产生38kHz的载波信号，如图5是38kHz的调制波。
红外接收发射应用电路
红外发光二极管常用的红外发光二极管（如SE303·PH303），其外形和发光二极管LED相似，发出红外光（近红外线约0.93μm ）。
管压降约1.4V ，工作电流一般小于20mA。
为了适应不同的工作电压，回路中常串有限流电阻。
发射红外线去控制相应的受控装置时，其控制的距离与发射功率成正比。
为了增加红外线的控制距离，红外发光二极管工作于脉冲状态，因为脉动光（调制光）的有效传送距离与脉冲的峰值电流成正比，只需尽量提高峰值Ip，就能增加红外光的发射距离。
提高Ip 的方法，是减小脉冲占空比，即压缩脉冲的宽度т，一些彩电红外遥控器，其红外发光管的工作脉冲中空比约为1/4~1/3；一些电气产品红外遥控器，其占空比是1/10。
减小冲占空比还可使小功率红外发光二极管的发射距离大大增加。
常见的红外发光二极管，其功率分为小功率（1mW~10mW）、中功率(20mW~50mW)和大功率(50mW~100mW以上)三大类。
要使红外发光二极管产生调制光，只需在驱动管上加上一定频率的脉冲电压。
用红外发光二极管发射红外线去控制受控装置时，受控装置中均有相应的红外光一电转换元件，如红外按收二极管，光电三极管等。
实用中已有红外发射和接收配对的二极管。
红外线发射与接收的方式有两种，其一是直射式，其二是反射式。
直射式指发光管和接收管相对安放在发射与受控物的两端，中间相距一定距离；反射式指发光管和接收管并列一起，平时接收管始终无光照，只在发光管发出的红外光遇到反射物时，接收管收到反射回来的红外线才工作。
双管红外发射电路，可提高发射功率，增加红外发射的作用距离。
红外发光二极管测试方法红外发光二极管，它发射1～3μm的红外光，人眼看不到。
通常单只红外发光二极管发射功率只有数mW，不同型号的红外LED发光强度角分布也不相同。
红外LED的正向压降一般为1.3～2.5V，工作电流一般小于20mA 。
正是由于其发射的红外光人眼看不见，所以利用上述可见光LED的检测法只能判定其PN结正、反向电学特性是否正常，而无法判定其发光情况正常否。
红外对管的原理及应用
红外对光管的原理及应用简介：红外线接收管是在LED行业中命名的，是专门用来接收和感应红外线发射管发出的红外线光线的。
一般情况下都是与红外线发射管成套运用在产品设备当中。
详细可参阅：广州市光汇电子有限公司的产品说明。
特征与原理：红外线接收管是将红外线光信号变成电信号的半导体器件，它的核心部件是一个特殊材料的PN结，和普通二极管相比，在结构上采取了大的改变，红外线接收管为了更多更大面积的接受入射光线，PN结面积尽量做的比较大，电极面积尽量减小，而且PN结的结深很浅，一般小于1微米。
红外线接收二极管是在反向电压作用之下工作的。
没有光照时，反向电流很小（一般小于0.1微安），称为暗电流。
当有红外线光照时，携带能量的红外线光子进入PN结后，把能量传给共价键上的束缚电子，使部分电子挣脱共价键，从而产生电子---空穴对（简称：光生载流子）。
它们在反向电压作用下参加漂移运动，使反向电流明显变大，光的强度越大，反向电流也越大。
这种特性称为“光电导”。
红外线接收二极管在一般照度的光线照射下，所产生的电流叫光电流。
如果在外电路上接上负载，负载上就获得了电信号，而且这个电信号随着光的变化而相应变化。
分类：红外线接收管有两种，一种是光电二极管，另一种是光电三极管。
光电二极管就是将光信号转化为电信号，光电三极管在将光信号转化为电信号的同时，也把电流放大了。
因此，光电三极管也分为两种，分别别是NPN型和PNP 型。
作用：红外接收管的作用是进行光电转换，在光控、红外线遥控、光探测、光纤通信、光电耦合等方面有广泛的应用。
如何选择红外线接收管：红外线最重要的参数就是光电信号的放大倍率，一般的有1000-1300 1300-1800 1800-2500，这些对灵敏度有决定作用。
红外对管是红外线发射管与光敏接收管，或者红外线接收管，或者红外线接收头配合在一起使用时候的总称。
红外线在光谱中波长自0.76至400微米的一段称为红外线，红外线是不可见光线。
通信课程设计 ——红外收发实验.
本科实验报告实验名称：红外遥控发射/接收器的设计红外遥控发射/接收器的设计引言红外是一种不可见光，对周围环境影响小，而且不会影响临近的无线电设备。
红外通信是一种非常适合于近距离通信的方式。
为了了解红外遥控的原理，熟悉红外发射、接收，编码、解码，调制、解调，巩固《通信电路与系统》学到的知识，我们设计并制作了红外遥控装置。
一、设计任务和技术指标1.1设计任务设计并制作一个8路红外遥控器，利用发射端的三个开关（三位二进制输入）无线控制接收端的8个LED灯的亮灭。
1.2设计要求1）码元速率：400b/s，调制方式：ASK，载频：40kHz。
2）发射电路和接受电路采用两套独立电源。
3）发射管和接收管距离在10cm以上，最好能超过16cm。
4）用挡板阻隔发射信号后，三极管集电极输出恒为低电平。
改变编码序列，拿开挡板后，LED灯立即做出相应改变。
5）面包板电路整洁，电路布局合理。
二、设计方案选择1.调制方式的选择数字调制方式主要有三种：ASK，FSK，PSK。
与其他两种相比，ASK原理简单，所需器件少，能够很好完成本次设计，所以我选择ASK调制方式。
2.编码解码芯片的选择编码解码芯片有两种备选方案，一个是PT2262/PT2272，另一个是MC145026/MC145027。
通过对比发现，PT2262/PT2272构成的红外装置在输入编码改变时，输出编码不会同时改变，必须重启编码芯片（即令使能失效并有效）才能改变输出。
而MC145026/MC145027构成的红外装置输出是随输入变化的。
经过考虑，我决定使用MC145026/MC145027在红外遥控发射/接收器的设计中，为了便于信号的传输，对信号进行了ASK调制，为了保证的信号的稳定性，采用编码解码方式，在选择编码解码芯片是设计的原理框图如下所示：三、电路原理与设计1.编码器MC145026MC145026是由时钟振荡器、分频器、地址编码/数据编码输入电路以及数据选择与缓冲器等几部分构成。
红外对管电路
红外对管特性简介：直径：3mm，波长：940nm，工作电压：1.2V，工作电流：20mA，测量距离：<20cm。
波段为红外光，受可见光干扰小。
红外对管电路连接图（对不同型号红外对管，可适当调整电阻以达到相关电气参数）1、AD采样实现避障功能针对一些红外接收管容易受到可见光的影响，从而改变其阻值，容易造成系统的误判。
可以考虑采用上面的电路。
100－100k欧姆，是红外接收管在不同光线条件下（室内－阳光直射）的阻值的大小。
在正常的光线下通过IOA0口A/D采集到一个电压值作为一个参考电压。
当随着光线变化时，IOA0口读进来的电压值也就发生变化。
这个使用通过IOA4、IOA5、IOA6、IOA7依次选通，选择最接近参考值的电压作为判断电压。
该电路可以避免可见光带来的干扰，检测障碍物的距离在0－15cm。
效果不错。
缺点是引用占用IO口较多，操作较为复杂。
2、直流驱动避障电路直流驱动红外探测器电路的设计与参数计算电路如图所示。
W1和R1及V1构成简单直流发光二极管驱动电路，调节W1可以改变发光管的发光光强，从而调节探测距离，NE555及其外围元件构成施密特触发器，其触发电平可通过W2 控制，接收管V2和电阻R2构成光电检测电路。
通过NE555第3脚输出的TTL电平可以直接驱动单片机I/O口。
由于555输出信号为TTL电平，单片机检测方便。
缺点同样是容易受可见光干扰。
3、交流调制驱动避障电路LM567及其外围芯片构成音频检频器，其检频频率f0由R4、C5决定:。
其中f0为检频频率，当R4=10K，C5=222时，f0＝41KHz。
这一振荡信号经过V3扩流后，驱动发光管，这样处理后可以保证发光频率与检频频率严格一致使LM567的输出仅与光强有关。
为进一步提升探测距离，我们还设立了一级交流放大器，其增益约为240倍，虽然这样大的放大倍数放大器的线性和稳定性会较差，但对于频率检测不会造成太大的影响。
4、检测液滴电路无液滴落下时，接收管与发射管正对，接收管接收到的光强较强，有液滴滴下时，下落中的水滴对红外光有较强的漫反射、吸收及一定的散射作用，导致接收光强的较大改变，接收管接收到的信号经一级施密特触发器，送单片机的中断口，据此就可以正确的探测出液滴的滴落。
常用红外数据传输电路的设计及其注意事项
常用红外数据传输电路的设计及其注意事项摘要：简要介绍IrDA红外数据传输的特征；详细说明各种常见IrDA类型器件的构成；重点阐述常用红外数据传输电路的设计及其注意事项。
关键词：红外数据传输红外检测IrDA编/解码调制/解调引言红外数据传输，成本低廉、连接方便、简单易用、结构紧凑，在小型移动设备中得到了广泛的应用。
近年来，很多著名半导体厂商，如Agilent、Vishay、Sharp、Zilog、Omron 等，相继推出了许多遵循同一规范的不同类型的器件。
本文就IrDA红外数据传输、各种IrDA器件的构成及其不同类型的红外通信电路设计进行综合阐述。
1红外数据传输及其规范简介红外数据传输，使用传播介质——红外线。
红外线是波长在750nm~1mm之间的电磁波，是人眼看不到的光线。
红外数据传输一般采用红外波段内的近红外线，波长在μm~25μm之间。
红外数据协会成立后，为保证不同厂商的红外产品能获得最佳的通信效果，限定所用红外波长在850nm~900nm。
IrDA是国际红外数据协会的英文缩写，IrDA相继制定了很多红外通信协议，有侧重于传输速率方面的，有侧重于低功耗方面的，也有二者兼顾的。
协议基于异步收发器UART，最高通信速率在，简称SIR(SerialInfrared，串行红外协议)，采用3/16ENDEC编/解码机制。
协议提高通信速率到4Mbps，简称FIR(FastInfrared，快速红外协议)，采用4PPM(PulsePositionModulation，脉冲相位调制)编译码机制，同时在低速时保留协议规定。
之后，IrDA又推出了最高通信速率在16Mbps的协议，简称VFIR(VeryFastInfrared，特速红外协议)。
IrDA标准包括三个基本的规范和协议：红外物理层连接规范IrPHY(InfraredPhysicalLayerLinkSpecification)，红外连接访问协议IrLAP(InfraredLinkAccessProtocol)和红外连接管理协议IrLMP(InfraredLinkManagementProtocol)。
红外收发对管电路
红外收发对管1、红外收发对管是一种利用红外线的开关管，接受管在接受和不接受红外线时电阻发生明显的变化，利用外围电路可以时输出产生明显的高低电平的变化，高低电平的变化输入单片机就可使之识别，从而实现智能控制。
我们使用的单片机是凌阳61板，经过我们试验，在输入电压小于1.5伏时单片机识别为低电平，在输入电压大于1.85伏时单片机识别为高电平。
2、用途：蔽障、计数（记液体点滴的个数、记玻璃小球的个数、记小车轮子的转数）、寻迹3、红外发射接收电路：3．1输入信号采用38KHz的调制波红外发射电路由电阻R2、三极管Q2、电阻R3与红外发射二极管D1构成，如图接收电路由红外接收管和放大电路组成，如图 2.2。
Q4接收到红外信号后，经过三极管Q1进行第一级放大，放大后的信号送入三极管Q3进行第二级放大，通过Rx就可以得到放大后的红外接收信号。
为了降低干扰，Tx一般采用调制方式，这里，其波形如图2.3。
图2.3 38KHz调制波对应图2.3的调制波，如果VCC为5V，发射接收对管的有效距离（单片机可检测）大概为20cm；如果VCC为3V，发射接收对管的有效距离（单片机可检测）大概为10cm。
3．2直接采用直流电源本电路电路简单，性能稳定，安装方便，但距离比较近。
当阻挡了接收管接收红外线的强度时，产生一个低电平的脉冲信号，由于对管的发射口径较小，单光束发射，小球相对红外装置正交落下时，很容易检测处理。
使用此电路寻迹实现小车跟黑色轨道行驶，在行驶过程中不超出该线。
考虑到黑线和白纸组合，我们采用红外对管辨认路面的黑白两种不同状态。
由于红外对管对黑白色的感应比较明显，又不需要很高的精度，适用于简单的寻迹。
但外部影响比较大，所以须将接收头用黑皮套套上以提高信号的接受率。
该小车采用三对红外对管，通过他们送入单片机信号的不同，将其逻辑组合后向小车的各个电机发送启动信号，从而，驱动小车实现寻迹功能。
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举例 2：接口电路
至其它逻辑电路 接地
已公布的光电流值（IL）通常是在 Vce = 5V 时进行 测量，并比在 Vce =0. 4V 时所测得的相同参数约大 4 倍。
举例 2：公式
至逻辑电路 接地
举例 3：接口电路
V1 – SN7414 的正阈值电压 IIN – 在输入高电平时，SN7414 所要求的输入电流
选择 R3 R4 1kΩ是常用的上拉电阻值, 同时也为 TTL 提供限流 保护。
见方程式 1
R1 选择 R1 值按下述作选择，以提供所要求的 IRED 前向电 流：
见方程式 2
见方程式 3：
计算 R2 ： 见方程式 4：
见方程式 5：
计算 R1 ： 见方程式 6：
可采用接近该值的标准电阻器。 该电路在装有能提供输出电流高达 5 mA 组件时将 运行得很好。
方程式 1
方程式 6
设计举例 该 样 例 说 明 了 使 用 标 准 TTL 门 电 路 接 口 连 接 HOA1874-11 透射式组件。
举例 4：接口电路
方程式 2
方程式 3 方程式 4 方程式 5
HOA1874-11 参数 IL = 3mA 最小值 在 IF = 20 mA VCE =5V 时 VF = 1.6 V 最大值. 在 IF = 20 mA 时 Q1 为 2N2222 (HFE = 60min) Vcc = 5.0 V （标称值）
应用说明
光电装置的接口电路
以下列举的是用于反射式或透射式组件的典型电 路。有关您正在使用的特定组件的规格，请查阅产 品目录。设计时，对于公布的光电流值（IL）应该 考虑有 25%减少的容差，这是由于短期的热效应和 长期 IRED（红外发光二极管）的降级退化所引起 的。
举例 1：接口电路
举例 1：公式
举例 3：公式
基准
比较器 至逻辑电路
接地
举例 4：公式
在 TTL 门电路的输入为 0.4V 电压(Vce)的情况下， TTL 接口连接要求 1.6mA 沉电流(IGATE)。例 4 所示 的是用于将具有较低的门电流的光电子组件与 TTL 门电路进行接口连接。
R3 选择 为使 TTL 门获得最佳的抗噪声（抗扰性）和 Q1 获 得最佳的切换性能，R3 应尽可能选择更小值。R3 值是 Q1 的 HFE 的函数和驱动电流（IL）可从光电 子组件获得。