红外电路收发设计

整个系统主要是由电源电路、红外发射电路、红外接收电路、 LED 显示 电路等部分组成。 系统硬件由以下几部分组成： 红外数据发射电路， 键盘采用普 通按键键盘，按键统一接在单片机 P1 口。整体设计思路为：根据扫描到不同的 按键值对发射脉冲编码赋值后 AT89C52 将按照数据处理要求从 P3.4 输出控制 脉冲与 T0 产生的 8KHz 的载波（周期是 26us ）进行调制，经 PNP 三极管对信 号放大驱动红外发光管将控制信号发送出去。 红外数据接收则是采用 IRLINK 一 体化红外接收头，内部集成红外接收、数据采集、解码的功能，只要在接收 端 INT0 检测头信号低电平的到来， 就可完成对整个串行的信号进行分析得出当 前控制指令的功能。然后根据所得的指令去操作相应的用电器件工作，如图 2.1 所示。
（如图 1.1 ）。
第 1.2 节 设计方案思路 本设计主控芯片采用目前比较通用的 AT89C52 单片机。 此类单片机的运 算能力强， 软件编程灵活，自由度大， 市场上比较多见， 价格便宜且技术比较成 熟容易实现。 红外传输利用载波对信号进行调制从而减少信号传输过程中的光波干扰 , 提高数据传输效率。 由单片机 AT89C52 定时器 T0 产生周期性的 26.3 的矩形脉 冲, 即每隔 13us ，定时器 T0 产生中断输出一个相反的信号使输出端产生周期 的 38KHz 脉冲信号。再由单片机将键盘信息及系统识别码等数据调制在红外载 波上经红外发射头发射出去。 接收方由红外一体化接收头实现对接收信号的放大 解调并还原为数据流，经由单片机解码后对相关 IO 口进行操作。
第1章 概 述
第1.1 节 基于单片机的红外遥控系统概述
当今社会科学技术的发展与日俱增， 人们生活水平也是日益提高， 为了减 少人们的工作量，所以对各种家用电器、 电子器件的非人工控制的要求越来越高， 针对这种情况， 设计出一种集成度比较高的控制体系是必然的。 现代科技的飞速 发展在许多危险、不可近场合也对远程控制提出了越来越高的要求。
本设计主要研究并设计一个基于单片机的红外发射及接收系统， 实现对八 路开关的隔离控制并对工作状态设备计数。 控制系统主要是由 AT89C52 单片机、 电源电路、红外发射电路、红外接收电路、 LED 显示电路等部分组成，应用红 外遥控系统由发射和接收两大部分组成，应用编 /解码专业集成电路芯片来进行 控制操作。 红外接收头的种类很多， 引脚定义也不相同，一般都有三个引脚，包 括供电脚，接地和信号输出脚。 根据发射端调制载波的不同应选用相应解调频率 的接收头。单片机编码发射遥控信号经红外接收处理传送给单片机， 单片机根据 不同的信息码控制 LED 发光二极管各个状态，并完成相应的状态指示
单片机是指一个集成在一块芯片上的完整计算机系统。 尽管他的大部分功 能集成在一块小芯片上，但是它具有一个完整计算机所需要的大部分部件： CPU 、内存、内部和外部总线系统，目前大部分还会具有外存。同时集成诸如 通讯接口、 定时器，实时时钟等外围设备。 而现在最强大的单片机Байду номын сангаас统甚至可以 将声音、图像、网络、复杂的输入输出系统集成在一块芯片上。
单片机的集成度很高，它体积小、功耗低、控制功能强、扩展灵活、微型 化、使用方便等突出特点，尤其耗电少，又可使供电电源体积小、质量轻。所以 特别适用于“电脑型产品” ，它的应用已深入到工业、农业、国防、科研、教育 以及日常生活用品 （家电、 玩具）等各种领域，几乎很难找到哪个领域没有单片 机的踪迹。 单片机特别适合把它做到产品的内部， 取代部分老式机械、 电子零件 或元器件。可使产品缩小体积，增强功能，实现不同程度的智能化。
红外线是一种光线， 具有普通光的性质， 可以以光速直线传播， 强度可调， 可以通过光学透镜聚焦， 可以被不透明物体遮挡等等。 特别制造的半导体发光二 极管，可以发出特定波长（通常是近红外）的红外线， 通过控制二极管的电流可 以很方便地改变红外线的强度， 达到调制的目的， 因此，在现代电子工程应用中， 红外线常常被用做近距离视线范围内的通讯载波，最典型的应用就是家电遥控 器。使用红外线做信号载波的优点很多：成本低、传播范围和方向可以控制、不 产生电磁辐射干扰，也不受干扰等等。因此被广泛地应用在各种技术领域中。
第 1.1 节 基于单片机的红外遥控系统概述 .................... 4 第 1.2 节 设计方案思路 ................................................. 5 第 1.3 节 研发方向和技术关键 ...................................... 5 第 1.4 节 主要技术指标 ................................................. 6 第 2 章 总体设计 .................................................................... 6 第 2.1 节 红外遥控发射部分 .......................................... 7 第 2.2 节 红外遥控接收部分 .......................................... 8 第 2.3 节 红外编码标准 ................................................. 9 第 3 章 硬件设计 .....................................................................11 第 3.1 节 主控芯片 AT89C52..........................................11 第 3.2 功能概述 ................................................................ 12 第 3.3 节 复位电路 ......................................................... 14 第 3.4 节 红外发射接收电路 ..........................................16 第 4 章 软件设计 .................................................................... 17 第 4.1 节 总体方案 ......................................................... 17 第五章 仿真与调试 .................................................................. 18 结 论 ..................................................................................... 19 附录 程序代码 ......................................................................... 20
前言
近年来随着计算机在社会各领域的渗透， 单片机的应用正在不断地走向深 入，同时也带动传统的控制、 检测等工作日益更新。 传统的遥控器大多采用无线 电遥控技术， 随着科技的进步， 红外线遥控技术的进一步成熟， 红外遥控也逐步 成为了一种被广泛应用的通信和遥控手段。 为了方便实用， 传统的家庭电器逐渐 采用红外线遥控。工业设备中，在高压、辐射、有毒气体、粉尘等有害环境下， 采用红外线遥控不仅完全可靠而且能有效地隔离电气干扰。
红外线是一种光线， 具有普通光的性质， 可以以光速直线传播， 强度可调， 可以通过光学透镜聚焦， 可以被不透明物体遮挡等等。 特别制造的半导体发光二 极管，可以发出特定波长（通常是近红外）的红外线， 通过控制二极管的电流可 以很方便的改变红外线的强度， 以达到调制的目的， 因此，在现代电子工程应用 中，红外线常常被用做近距离视线范围内的通讯载波。
红外线的光谱位于红色光之外， 波长是 0.76 ～1.5μm，比红光的波长还 长。红外遥控是利用红外线进行传递信息的一种控制方式， 红外遥控具有抗干扰， 电路简单， 容易编码和解码， 功耗小， 成本低的优点。红外遥控几乎适用所有家 电的控制。红外遥控是以调制的方式发射数据， 就是把数据和一定频率的载波进 行“与”操作，这样既可以提高发射效率又可以降低电源功耗。目前有很多种芯 片可以实现红外发射， 可以根据选择发出不同种类的编码。 由于发射系统一般用 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该有足够的耐物理 撞击能力。 红外接收头的种类很多， 引脚定义也不相同，一般都有三个引脚，包 括供电脚，接地和信号输出脚。 根据发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， 很容易引起干扰， 因此在接收头 的供电脚上须加上滤波电容，一般在 22uf 以上。
第 1.3 节 研发方向和技术关键 随着电子技术的发展， 当前数字系统的设计正朝着速度快、 容量大、 体积 重量轻的方向发展。 在其推动下， 现代电子产品几乎渗透了社会的各个领域， 有 力地推动了社会生产力的发展和社会信息化程度的提高， 同时也使现代电子产品 性能进一步提高，产品更新换代的节奏也越来越快。 （1）合理设计硬件电路，使各模块功能协调； （2）红外发射信号的脉冲波形； （3）红外发射信号的编解码； （4）单片机对 IO 口的操作；
红外遥控的特点是不影响周边环境、 不干扰其它电器设备。 由于其无法穿 透墙壁，故不同房间的家用电器可使用通用的遥控器而不会产生相互干扰； 电路 调试简单， 只要按给定电路连接无误， 一般不需任何调试即可投入工作； 编解码 容易，可进行多路遥控。 红外遥控虽然被广泛应用， 但各产商的遥控器不能相互 兼容。当今市场上的红外线遥控装置一般采用专用的遥控编码及解码集成电路， 但编程灵活性较低，且产品多相互绑定，不能复用，故应用范围有限。而本文采 用单片机进行遥控系统的应用设计， 遥控装置将同时具有编程灵活、 控制范围广、 体积小、功耗低、功能强、成本低、可靠性高等特点，因此采用单片机的红外遥 控技术具有广阔的发展前景。