红外发射接收器示例
红外发射与接收原理和应用实例
38khz红外发射与接收2007-07-23 15:14红外线遥控器在家用电器和工业控制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。
1.红外线的特点 人的眼睛能看到的可见光，若按波长排列，依次（从长到短）为红、橙、黄、绿、青、蓝、紫，如图1所示。
由图可见，红光的波长范围为0.62μm～0.76μm，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0.76μm～1.5μm之间的近红外线来传送控制信号的。
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。
电路调试简单，若对发射信号进行编码，可实现多路红外遥控功能。
2.红外线发射和接收 人们见到的红外遥控系统分为发射和接收两部分。
发射部分的发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。
常用的红外发光二极管发出的红外线波长为940nm左右，外形与普通φ5mm发光二极管相同，只是颜色不同。
一般有透明、黑色和深蓝色等三种。
判断红外发光二极管的好坏与判断普通二极管一样的方法。
单只红外发光二极管的发射功率约100mW。
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，只能凭经验用拉距法进行粗略判定。
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发射功率较小，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。
然而现在不论是业余制作或正式的产品，大都采用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、可靠。
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单而且可靠性大大提高。
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)。
(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。
红外线接收器LF0038G
600 640
kHz V V μS μS
※ 光轴上测试,以宽度 600/900μs 为发射脉冲,在 5CM 之接收范围内，取 50 次接收脉冲之平均值。
3
型号: LF0038G
7．测试波型:
8．特性曲线图(Characteristics Curve)(Tamb=25℃ unless otheruise specified)：
LF0038G
1
型号:LF0038G（深圳兰丰科技产红外线接收头、发射管、发光二极管等光电系列产品）
1．特性： ●小型设计; ●内置专用 IC; ●宽角度及长距离接收; ●抗干挠能力强; ●能抵挡环境干挠光线; ●低电压工作; 2．应用: ■视听器材(音箱,电视,录影机,碟机) ■家庭电器(冷气机,电风扇,电灯) ■其它红外线遥控产品; LF0038G
4
型号: LF0038G
Typical Electrical Curves at Temp=25℃
5
型号: LF0038G
9．极限参数: 项目 供应电压 工作温度 储存温度 焊接温度 10．推荐使用条件： 项目 工作电压 输入频率 工作温度 11．接收角度图： 符号 VCC Topr Tstg Tsol 规格 -0.3—6.5 -20— +85 -40 —— +125 260（5S） 单位 V ℃ ℃ ℃
符号 Vcc FM Topr
Min 2.7
Typ ----38
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
Mnx 5.5
单位 V kHz
-20
25
80
℃
12．使用注意： 1).在无任何外加压力及影响品质的环境下储存及使用; 2).在无污染气体或海风（含盐分）的环境下储存及使用; 3).在低湿度环境下储存及使用; 4).在规定的条件下焊接引线管脚，焊接后，请勿施加外力; 5).请勿清洗本产品，使用前，请先用静电带将作业员及电烙铁连接落地线; 6).请注意保护红外线接收器的接收面，沾污或磨损后会影响接收效果，同时不要触碰表面。
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。
红外线发讲义射接收装置
红外线发射接收装 置
主要硬件
发射装置
PT2262-IR 5mm红外发光二极管
TSAL6200 二极管
按键 三极管S8050
接收装置
PT2272-L4
红外线一体化接收头 1838T
5mm红外发光二极管 TSAL6200 按键
三极管S8050
PT2262 PT2272芯片
• 简单介绍：
• PT2262/2272是一对带地址、数据编码功能的无 线遥控发射/接收芯片。
• 发射芯片PT2262-IR将载波振荡器、编码器和发 射单元集成于一身，使发射电路变得非常简洁。
• 接收芯片PT2272的数据输出位根据其后缀不同而 不同，数据输出具有“暂存”和“锁存”两种方 式，方便用户使用。后缀为“M”为“暂存型”， 后缀为“L”为“锁存型”，其数据输出又分为0、 2、4、6不同的输出，例如：PT2272-L4则表示数 据输出为4位的锁存型无线遥控接收芯片。
发射装置原理图
பைடு நூலகம்收装置原理图
头 0 收 T U O 58 1 03 接 88 D N G S1 2 外 VCC D 红 3 N K G 0 1 D N G D N G K K 4 D A 5 D A R 0 0 3 R 0 M 0 1 3 V 5 876543210 111111111 0123 T DDDD V DIN VCC Osc1Osc2 01234567 AAAAAAAAVSS PT2272-L4 123456789 D 2014.04.10 N G
Dout输出的编码信号是调制在38kHz载波上的， OSC1、OSC2外接的电阻决定载频频率，一般电 阻可在430k—470k之间选择即可。
引脚图
PT2262管脚功能介绍 •
940红外发射管和接收管 编程实例
940红外发射管和接收管编程实例（原创实用版）目录1.940 红外发射管和接收管概述2.编程实例说明3.实例应用详解4.注意事项和总结正文【940 红外发射管和接收管概述】940 红外发射管和接收管是一种广泛应用于遥控器、安防监控等领域的红外传输设备。
红外发射管负责将电信号转换成红外光信号进行发射，而红外接收管则负责接收红外光信号并将其转换为电信号。
它们在电子设备之间的通信和遥控中发挥着重要作用。
【编程实例说明】本文将以一个简单的遥控器编程实例来说明如何使用 940 红外发射管和接收管。
实例中将使用 Arduino 板和 940 红外发射管、接收管，实现一个简单的遥控器功能。
【实例应用详解】1.准备硬件：Arduino 板、940 红外发射管、940 红外接收管、电阻若干、跳线若干。
2.连接电路：将红外发射管的输出端与 Arduino 板的数字端口相连，将红外接收管的输入端与 Arduino 板的模拟端口相连。
为了限流，可以在发射管和接收管之间串联一个电阻。
3.编写程序：使用 Arduino 的库，编写一个简单的遥控器程序。
程序中需要定义按键和相应的功能，如上、下、左、右等方向键，以及一个确认键。
然后通过串口监听发射管发送的红外光信号，解析出按键信息，并执行相应的功能。
4.上传程序：将编写好的程序上传到 Arduino 板。
5.测试运行：将一个红外遥控器对准接收管，按下遥控器上的按键，观察 Arduino 板是否能正确识别并执行相应功能。
【注意事项和总结】在使用 940 红外发射管和接收管进行编程时，需要注意以下几点：1.红外发射管和接收管之间的距离要适中，过近或过远都可能影响通信效果。
2.连接电路时，注意正确连接各个引脚，避免接错导致设备损坏。
3.在编写程序时，要正确解析红外光信号，避免出现误判的情况。
总之，通过以上实例，我们可以看到 940 红外发射管和接收管在编程应用中的简单易用和实用性。
简单的红外发射接收电路
简单的红外发射接收电路
简单的红外发射接收电路，既没有限流电阻，也没用三极管驱动，仅供初学者了解元件用。
HS38(HS0038) 为红外接收集成模块，当其接收到38kHZ的方波时，输出脚输出低电平0；没接收到时，输出脚输出高电平1。
因此，用红外发射管对着HS38发射 38kHZ方波(占空比可调为20%-30%减小功率，可用单片机或555产生，也可直接接信号发生器)时，用示波器观察HS38输出脚为低电平0，用手遮挡或停止发射时，用示波器观察HS38输出脚为高电平1。
网上很难找到38红外接收模块的引脚图，这里画了一张给大家分享。
此图应适合大多数(普通)38(如HS38,TL0038,VF0038……)的红外接收模块，有极个别不适合，大家可用试触的方法鉴别出来接脚
红外发射引脚图。
HTDZ 海天HT-8500R 红外信号接收器 简介
1.0红外信号接收器（HT-8500R）1.0.1红外信号接收器实物图1.0.2红外信号接收器功能特性l采用卡扣式安装方式，简单方便l150度球面接收，大大展宽信号覆盖范围l大于35dBM信号增益l采用低功耗电路l可吸顶式和壁式安装1.0.3红外信号接收器功能示意图1、工作指示灯2、红外线接收窗（紫镜）3、红外信号输出接口A4、红外信号输出接口B5、红外信号输出切换开关1.0.4红外信号接收器技术指标项目 指标 频率范围 6MHz-8MHz电源电压 DC12V ，由主控机供电 消耗电流 25mA 接收灵敏度-85dBM 增益 40dBM 输出阻抗 50Ω 接口类型 BNC 尺寸 φ98×74mm 重量0.44kg (含固定板)2.0接入红外信号接收器A 、正确接法用同轴电缆的一端接到主控机的射频信号输入(RF IN A / B)接线口，另一端连接到红外信号接收器的信号输出接线口上；若使用多个红外信号接收器时，另一端则要先连接红外信号分支器的射频信号输出(RF OUT)接线口，红外信号分支器上两个信号输入(RF IN A / B) 接线口分别连接到红外信号接收器的信号输出接线口上。
（50Ω同轴电缆线可根据会场实际情况自购安装）² 主控机的两个信号输入接口和各个红外信号分支器的两个信号输入接口必须同时接入信号才能保持阻抗平衡。
B、错误接法²错误的接法会使信号传输阻抗不平衡，严重影响传输增益，导致系统性能下降，严重时可能无法正常工作。
C、50Ω同轴电缆线插头（BNC）装配²安装50Ω同轴电缆线时，请注意不要让屏蔽网和芯线发生短路1、把50Ω同轴电缆线外层、屏蔽网及隔离层依上图按合适长度切除2、把50Ω同轴电缆线芯线插入中央接针，用锡焊牢3、把接头套入到绝缘泡层和屏蔽网之间4、把金属环移到接头的防脱落凹槽位置5、用钳子把金属环夹紧固定²请务必使用符合本说明规定的标准50Ω同轴电缆线做为信号传输线3.0安装红外信号接收器3.0.1红外信号接收器信号覆盖区示意图红外信号接收器信号覆盖区域侧视图红外信号接收器信号覆盖区域俯视图红外信号接收器和列席单元话筒的信号交错覆盖区域示意图3.0.2红外信号接收器安装方式吸顶式安装示意图按上图方式将红外信号接收器安装固定板锁在选定的天花板上，然后将信号线从固定板中间的孔中穿下来，接在红外信号接收器的B信号接口上（切换开关应设置在B位置），再将红外信号接收器的安装卡孔对准固定板的卡孔端子向上推入，顺时钟方向旋入即可固定，安装完成。
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红外发射接收器示例
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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3-1
3.3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3-2
3.4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。
DS13DS1307是I2C总线接口的日历时钟芯片,片内有8个特殊寄存器和56的BSPAM,是一07的主要技术性能如下：具有秒、分、时、日、星期、月、年的计数功能，并具有12小时制和24小时制计数模式，可自动调整每月天数及闰年；具有自动掉电保护和上电复位功能；可输出不同频率的方波信号。
DS1307的引脚排列如图3-3所示。
图3-3DS1307引脚图
VCC：+5V电源；
VBAT：+3V电源输入；
X1、X2：32.768kHz的晶振输入端；
SDA：数据线；
SCL：时钟线；
SQW/OUT：方波信号输出端。
3.4.2时钟电路设计
单片机控制时钟电路如图3-4所示。
DS1307的X1与X2通过32.768KHz的晶振相连，以提供计时基准。
SCL与SDA分别连接至单片机的P1.6和P1.7引脚，完成单片机读取时间值。
图3-4单片机控制时钟电路
3.5测温单元
3.5.1DS18B20简介
DS18B20是美国DALLAS公司生产的一线式数字温度传感器，它具有微型化、低功效、高性能、抗干扰能力强、易配处理器等优点，特别适用于多点测温系统，可直接将温度转化成串行数字信号给单片机处理，且在同一总线上可以挂接多个传感器芯片。
它具有3引脚TO-92小体积封装形式，温度测量范围为-55~+155摄氏度，可编程为9~12位A/D转换精度，测温分辨率可达0.0625摄氏度，被测温度用符号扩展的16位数字量方式串行输出，其工作电源既可在远程引用，也可采用寄生电源方式产生，多个DS18B20可以并联到三根或两根线上，CPU只需一根端口线就能与多个DS18B20通信，占用微处理器端口较少，可节省大量的引线和逻辑电路。
以上特点使得DS18B20成为此次设计的首选。
引脚定义：
DQ：数字信号输入/输出端；
GND：电源地；
VCC：外接供电电源输入端（寄生供电方式时接地），如图3-5所示。
图3-5DS18B20温度传感器芯片引脚
3.5.2测温电路设计
该部分电路设计如图3-6所示。
DS18B20有两种方式供电，一种是采用电源供电方式，此时DS18B20的1脚接地，2脚作为信号线，3脚接电源。
另一种是寄生电源供电方式，单片机端口接单线总线，为保证在有效的DS18B20时钟周期内提供足够的电流，可用一个MOSFET管来完成对总线的上拉。
寄生供电适合多点测温。
鉴于本设计为单片测温，故采用外部电源供电法。
DS18B20是单总线控制，I/O引脚与单片机P3.4引脚相连即可实现与单片机之间的通信。
图3-6温度测量电路
3.6液晶显示单元电路
本设计的显示器选用LCD1602液晶显示器。
LCD1602可显示16×2个字符，芯片工作电压为 4.5-5.5V，工作电流为 2.0mA(5.0V)，模块的最佳工作电压为5.0V。
LCD1602的接口信号说明如表3-1所示。
表3-1LCD1602引脚说明
编号符号引脚说明编号符号引脚说明
1 VSS 电源地9 D
2 DataI/O
2 VDD 电源正极10 D
3 DataI/O
3 VL 液晶显示偏压信号11 D
4 DataI/O
4 RS 数据/命令选择端（H/L）12 D
5 DataI/O
5 R/W 读/写选择端（H/L）13 D
6 DataI/O
6 E 使能信号14 D
7 DataI/O
7 D0 DataI/O 15 BLA 背光源正极
8 D1 DataI/O 16 BLK 背光源负极
液晶显示电路如图3-7所示。
单片机的P2口为液晶显示器的数据线，P3.5-P3.7引脚分别控制液晶显示器的复位端RST、读/写端R/W、使能端E。
调节VR1电位器可以调节液晶显示器的对比度。
图3-7液晶显示电路
3.7风扇档位控制单元
单片机控制风扇档位电路如图3-8所示。
3个继电器分别接至单片机的P1.2、P1.3、P1.4引脚，当环境温度需要风扇调为一档时，单片机的P1.2引脚输出高电平，此时三极管Q1导通，则继电器K1导通，风扇调为一档。
二档与三档的工作控制原理与一档同理。
图3-8风扇档位控制电路
4系统软件设计
本系统软件设计流程图如图4-1所示。
图4-1系统软件设计流程图
5 硬件制作
5.1元件清单
本设计所用元器件如表5-1所示
元器件名称个数元器件名称个数AT89S51单片机 1 万能红外遥控器 1 红外接收头 1 LCD1602 1 DS18B20 2 DS1307 1 继电器 3 LED灯 2 三极管9013 4 1N4148二极管 1 10K电阻9 32.768MHz晶振 1
5.1K电阻 1 10K滑线变阻器 1 12MHz晶振 1 22P电容 2 10U电解电容 1 1K电阻 1 按键 1 导线若干2K电阻 1 47K电阻 1
3V直流电风扇 2 8排针 2 3排针 4 4排针 1
表5-1
附录
电路原理图。