红外线发送接收装置
[教材]38kHz红外发射与接收
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38kHz 红外发射与接收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φ5 mm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)。
接收头的引脚排列因型号不同而不尽相同，图3列出了因接收头的外形不同而引脚的区别。
模电课程设计--简易红外发射接收装置
《低频电子线路》课程设计题目：设计红外控制5学院：物理与电子技术学院专业：电子信息工程班级：班级学号：姓名：指导教师：完成日期：年月日红外控制摘要：红外控制的设计总体思路，包括NE555的介绍还有它所产生的震荡电路，以及红外接收，红外发射装置的辨别与使用。
以及实验过程中所要注意的事项一一列举在报告之中。
关键字：NE555 震荡电路 红外的接收与发射 信号输出1设计内容及要求：设计一个红外控制装置，要求用NE555震荡电路产生大约38KHz 到40KHz 信号电压，通过红外发射信号，并由红外接收放大信号，最后从LED 的亮灭体现控制。
并且完成从设计电路图，电脑绘制PCB 图，转印，腐蚀，打孔，焊接到最后调试的全过程。
掌握基本的电子设计基础，培养动手能力。
2设计信号流程方向：2.1原理图：2.2 PCB 图：2.3NE555震荡频率及周期的计算：震荡周期：T=0.7*（R1+2R2）C震荡频率：f=1.43/（R1+2R2）C2.4工作原理：由图可见，振荡频率由C1、R2、C2与R3决定，当按下发射开关SB时，电路立即起振，串联在电极回路里的红外发光二极管LED就发出一束受振荡频率调制的红外光脉冲，使接收器产生动作当其3脚的输入信号电压大于门限电压且频率落入固有频率f0的捕捉宽带内时，8脚即可逻辑低电平，第2脚对地接电容C2为相位比较器输出的低通滤波器，那么5脚就输出一个固有频率f=40kHZ为中心的调制信号。
当外界信号的频率在其固有频率f的捕捉宽带内时，T1的发射极将会导通，此时发射管和接收管将会工作，T2发射极导通工作，信号将会通过电容送回到3脚，然后电路将会实现。
当信号不在要求频率范围内时，电路将不会工作。
要使音乐片正常工作，就要给G端一个下降沿，即当3脚为低电平时，二极管才会亮。
电路不工作时，3脚始终保持高电平。
因此电路不工作时，二极管不会亮3元件的识别：3.1电阻的识别：电阻的大小直接用万用表测出阻值即可。
红外接收头工作原理
红外接收头一般是接收、放大、解调一体头，一般红外信号经接收头解调后，数据“0”和“1”的区别通常体现在高低电平的时间长短或信号周期上，单片机解码时，通常将接收头输出脚连接到单片机的外部中断，结合定时器判断外部中断间隔的时间从而获取数据。
重点是找到数据“0”与“1”间的波形差别。
3条腿的红外接收头一般是接收、放大、解调一体头，接收头输出的是解调后的数据信号（具体的信号格式，搜“红外信号格式”，一大把），单片机里面需要相应的读取程序。
红外通信是利用红外技术实现两点间的近距离保密通信和信息转发。
它一般由红外发射和接收系统两部分组成。
发射系统对一个红外辐射源进行调制后发射红外信号，而接收系统用光学装置和红外探测器进行接收，就构成红外通信系统。
先讲一讲什么是红外线。
我们知道，人的眼睛能看到的可见光按波长从长到短排列，依次为红、橙、黄、绿、青、蓝、紫。
其中红光的波长范围为0.62～0.76μm；紫光的波长范围为0.38～0.46μm。
比紫光波长还短的光叫紫外线，比红光波长还长的光叫红外线。
红外线遥控就是利用波长为0.76～1.5μm之间的近红外线来传送控制信号的。
常用的红外接收头有以下外形：更多…IRM38A系列???????? IRM138S系列????????? IRM38B系列?????????????? MN系列???????????????? IRM338系列相关的规格书请到这里下载：红外接收头规格书红外遥控系统常用的红外遥控系统一般分发射和接收两个部分。
发射部分的主要元件为红外发光二极管。
它实际上是一只特殊的发光二极管，由于其内部材料不同于普通发光二极管，因而在其两端施加一定电压时，它便发出的是红外线而不是可见光。
目前大量使用的红外发光二极管发出的红外线波长为940nm左右，外形与普通发光二极管相同，只是颜色不同。
红外发光二极管一般有黑色、深蓝、透明三种颜色。
判断红外发光二极管好坏的办法与判断普通二极管一样：用万用表电阻挡量一下红外发光二极管的正、反向电阻即可。
红外测速原理
红外测速原理
红外测速是一种利用红外线技术进行测量物体速度的方法。
其原理是基于多普勒效应：当物体以一定速度相对于测速装置靠近或者远离时，其反射或散射的红外线频率会发生变化。
利用这个变化的频率可以计算出物体的速度。
红外测速主要包括两个组件：发送装置和接收装置。
发送装置通常是一束红外线发射器，它会向物体发射一束红外线。
接收装置通常是一个红外线接收器，它会接收物体反射或散射的红外线。
当物体靠近发送装置时，它会接收到较高频率的红外线，而当物体远离发送装置时，它会接收到较低频率的红外线。
接收装置会通过测量接收到的红外线频率的变化来计算物体的速度。
通常，接收装置会将接收到的红外线信号转化为电信号，并经过处理后得到速度值。
红外测速可以在很多领域中应用。
例如，在道路交通管理中，红外测速可以用来监测车辆的速度，以便实施交通管理措施。
在工业领域中，红外测速可以用来监测机器设备的速度，以确保其正常运行。
在运动比赛中，红外测速可以用来测量运动员的速度，以评估其竞技水平。
尽管红外测速在实际应用中具有广泛的用途，但也存在一些限制。
例如，测速装置需要保持与物体之间的一定距离，否则可能无法准确测量速度。
此外，环境因素，如温度和湿度等，也可能对测速结果产生一定影响。
因此，在进行红外测速时，需
要注意这些因素，并进行相应的校正和调整，以确保测量结果的准确性和可靠性。
红外线感应装置工作原理
红外线感应装置工作原理红外线感应装置是一种常见的电子设备，它可以通过感应红外线信号来触发人们所需要的不同功能，如门禁、自动开关等。
那么，红外线感应装置的工作原理是什么呢？下面，我们来分步骤阐述一下。
第一步：发射红外线首先，红外线感应装置需要发射一定频率的红外线信号。
这些红外线信号通常是由发光二极管（LED）发出的。
LED是一种半导体器件，它能够将电能转化为光能。
在红外线感应装置中，LED会受到电脉冲的驱动，发出一定频率的红外线信号。
这些红外线信号的频率通常在30千赫兹至50千赫兹之间。
第二步：接收红外线接下来，红外线感应装置需要接收周围环境中的红外线信号。
在此过程中，红外线感应装置会使用一种叫做红外线接收器的电子元件。
红外线接收器通常由一个红外线敏感元件和一个信号放大器组成。
红外线敏感元件能够感知周围的红外线信号，并将其转化为电信号，然后通过信号放大器进行信号放大，提高后面的识别效果。
第三步：信号处理在接收到红外线信号之后，红外线感应装置会对信号进行处理。
这个过程通常是在一个数字信号处理器（DSP）中完成的。
DSP可以通过一些算法来分析接收到的信号，将其识别成特定的信息。
这个特定的信息通常指的是指令、数据等，红外线感应装置可以根据不同的信息来做出相应的响应。
第四步：触发相应的响应最后，当红外线感应装置识别到特定的信息时，它会根据不同的设置触发相应的响应。
如门禁系统，当感应到正确的信号时，触发开门的操作；如果感应到错误的信号或识别不清楚时，则不做出任何响应。
综上所述，红外线感应装置是通过发射和接收红外线信号，通过信号处理识别到不同的信息，并根据不同信息做出相应的响应。
它是一种高效而基本的电子设备，应用非常广泛。
红外遥控的发射和接收
红外遥控的发射和接收Donna 发表于2006-5-12 10:08:00光谱位于红色光之外，波长为0.76～1.5μm，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行传递信息的一种控制系统，红外遥控具有抗干扰，电路简单，编码及解码容易，功耗小，成本低的优点，目前几乎所有的视频和音频设备都支持这种控制方式。
一、红外遥控系统结构红外遥控系统主要分为调制、发射和接收三部分，如图1 所示：图1 红外遥控系统1.调制红外遥控发射数据时采用调制的方式，即把数据和一定频率的载波进行“与”操作，这样可以提高发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，这是由发射端所使用的455kHz晶振决定的。
在发射端要对晶振进行整数分频，分频系数一般取12，所以455kHz÷12≈37.9 kHz≈38kHz。
图2 载波波形1.发射系统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，不能选用普通的石英晶体，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忽略不计。
红外线通过红外发光二极管(LED)发射出去，红外发光二极管内部材料和普通发光二极管不同，在其两端施加一定电压时，它发出的是红外线而不是可见光。
图3a 简单驱动电路图3b 射击输出驱动电路如图3a和图3b是LED的驱动电路，图3a是最简单电路，选用元件时要注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，其发射的波形强度越大。
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，发射波形强度降低，遥控距离就会变小。
红外光通信装置
红外光通信装置(总13页) -CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1-CAL-本页仅作为文档封面，使用请直接删除学校统一编号学院名称：队长姓名：队员姓名：指导教师姓名：红外光通信装置(F题)摘要由于红外载波的无线通信技术成本比较低，所以越来越多的应用于生活中，例如常用的电视机遥控器等，但由于红外光的特殊性，使它的传输距离有限，而且传输时需要将发射端与接收端对齐。
本文设计了一个利用红外光作为传输方式的通信装置。
首先将声音信号收集到，将其放大之后转换为数字信号，然后通过红外光进行传输，利用另一端的红外光接收装置将发射端发射的光信号接收到，经过解调转换成声音信号，然后输出。
在传输的过程中同时传输由发射端热敏电阻采集到的温度信息，并在接收端通过液晶显示屏显示出来。
在发射端和接收端使用STC12C5616AD单片机进行控制。
关键字：单片机红外光智能控制发射极接收极目录一、题目分析 (3)1.1计划任务 (3)二、系统设计 (3)2.1方案比较 (3)2.1.1方案一 (3)2.1.2方案二 (4)2.2方案论证 (4)2.2.1方案的优点 (4)2.2.2方案的缺点 (4)三、单元模块的设计与分析 (4)3.1各个单元模块的分析 (4)3.1.1.音频接收模块 (5)3.1.2.红外发射模块 (5)3.1.3 通信通道 (5)3.1.4 红外接收装置 (5)3.2特殊元器件的介绍 (6)四、方案设计 (8)4.1电路仿真 (8)4.2流程图 (9)五、系统测试 (10)5.1系统功能 (10)5.1.1实现功能 (10)5.1.2与设计要求的比较 (10)5.2指标参数 (10)六、设计总结 (11)七、参考文献 (11)八、附录 (12)附录1：元器件列表 (12)附录2：仪器设备 (12)附录3：系统原理图 (13)一、题目分析1.1计划任务设计并制作一个红外光通信装置，利用红外发光二极管和红外接收模块作为接收器件，红外光信道作为通信信道，来传输语音信号，并且使得传输距离达到两米。
什么是红外发射器和红外接接收器
什么是红外线发射器和红外线接收器红外（IR）发射器和接收器是目前在许多不同的设备，尽管他们中最常见的消费类电子产品。
这种技术的工作原理是，一个组件在一个特定的模式，另一个组件可以拿起并翻译成指令闪烁的红外光。
这些发射器和接收器被发现在遥控器和各种不同类型的设备，如电视和DVD 播放机。
外围设备，包括这种技术还可以让电脑来控制其他各种消费类电子产品。
由于红外遥控器被限制在视线操作线，部分产品可被用于扩展一个硬连线的线或射频（RF）传输的信号。
最常见的消费电子遥控器使用红外光。
它们通常会产生使用红外发光二极管（LED），和接收器单元的主要成分，通常是一个光电二极管。
无形的光，被拾起，然后由接收模块的指令变成一个远程控制的闪烁模式。
构造发射器和接收器所必需部件通常是廉价的，但这些系统限制线的视线操作。
为了延长超视距一个典型的红外遥控器控制的范围内，它是可以与另一个组件的红外发射器和接收器相结合。
硬连线的扩展单元使用通过物理线路连接的一个发射器和接收器。
此线可绕过或穿过墙壁，位于在一个房间，在另一个接收器与发射器。
当一个信号被从遥控器发送到接收器，它跨过线路，然后再重新打开到红外光的发射器在其另一端。
无线电频率IR扩展执行相同的功能，无需任何物理电线。
这些系统包括两个部分，其中一个包含一个红外接收器和RF发射器。
成对的单元包含一个RF接收器和红外发射器。
一个红外遥控IR接收器上使用时，该设备转换的信号，并通过RF广播。
的成对的单元，然后接收该信号，对其进行解码和发送红外信号。
红外发射器和接收器装置也可用于某些计算机。
这些外围设备通常被设计为通过通用串行总线（USB）连接，可用于控制各种类型的消费类电子产品。
软件可以让设备学习到直接从其他远程控制命令。
学习更多红外知识，百度：“煮透社”。
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• 红外接收电路
设计任务 设计方案
单元电路设计
系统调试 红外接收电路接收红外光信号并将其转换成串行代码。电路由专用的集成红外接收芯 片CX20106及外接R、C元件构成。由红外接收管PH3028接收的光信号经CX20106进行限幅 放大、带通滤波、解调和信号整形，由CX20106的第7脚输出。外接电阻R1、C1的大小决定 CX20106中前置放大级的增益。滤波器中心频率由R2 调节。C3为检波电容。 返回
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• 编码电路
设计任务 设计方案
单元电路设计
系统调试
编码电路由集成编码器MC145026外接RC元件组成，其中，A1~A5 是地址线，A6/D6 ~ A9/D9 是地址 数据复用线，MC145026可对9位并行输入数据进行编码，并在收到传输启动信号TE时输出串行数据。 TE为低电平时，器件开始启动传输赛程；TE为1时，器件被阻塞而无输出信号，输出端为“高阻”状 态。DOUT为数据输出端，送出经过编码的串行数据。RS、CTC和RTC是内部振荡器的外接元件，产生电 路的振荡频率信号。 返回
键盘及代码产生电路
编码电路 编码调制及红外发射电路
设计方案
单元电路设计
红外接收电路 解码电路
系统调试
译码与控制电路
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• 键盘及代码产生电路
设计任务
设计方案
单元电路设计
系统调试
图中S1~S8表示1~8路控制信号的按键开关，按下时产生有效电平 （低电平）。当键未按下时，S1~S8 与S10~S17 分压器使键盘输出 端为大于3.5V的高电平ViH，当有键按下时，则该键所连的输出 端产生低电平送编码器74HC147，同时在TE端得到0.7V的低电平。 74HC147是BCD码优先编码器，将有效的输入键值变成BCD反码， 经非门后输出BCD码。
系统调试
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设计任务
设计方案
系统的组成框图
单元电路设计
电路功能简介
系统调试
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系统的组成框图 :
设计任务
键盘及 其代码
设计方案
编 码
脉冲调 制振荡
红外 发射
单元电路设计
红外 接收
解 码
译 码 · · ·
控制 1
系统调试
· ·
控制 4
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设计任务
• 编码调制及红外发射电 路
设计方案
单元电路设计
系统调试 编码信号还必须调制到高频率的载波上才能发射出去，以提高传输的 抗干扰能力。图 (a)是调制电路的工作波形，当编码信号A为高电平时， 振荡器工作，输出40KHz的载波信号；当A为低电平时，振荡器不工作， 输出低电平。调制后的信号经门电路隔离、放大后由红外管 MLED81 发送出去。图 (b)表示了编码调制与发射电路，其中红外管的工作电流 为200 ~ 300mA。
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电路功能简介:
设计任务
l键盘及其代码产生电路
它产生表示控制信号的BCD代码
设计方案
l编码电路
对控制信号代码和地址代码进行编码，并转换成 串行发送数据；
单元电路设计
l调制振荡电路
系统调试
它产生频率约为 40KHz 的振荡信号，并由发送的 数据对其进行脉冲调制，形成发射信号；
设计方案
单元电路设计
系统调试
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设计任务
• 整机调试
先将发射装置与接收装置直接连机进行 调试，即将编码器MC145026的（15）脚输 出DOUT，与接收装置MC145027的输入⑨脚 连接，按各编码键观察相应各发光二极管的 亮/灭情况。然后作无线联调。如果遥控距 离不够，可增大红外发射管的电流，用多个 红外管串联以增强红外光。也可以在将接收 红外管并联以增大接收灵敏度。还可以检查 发射载波频率与接收装置带通滤波的中心频 率是否一致。
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设计任务
• 解码电路
设计方案
单元电路设计
系统调试 解码电路采用与MC145026编码器配套的MC145027解码器实现，外接和组成的电 路用于判断接收的脉冲是宽脉冲还窄脉冲，调整R1C1，为1.72×编码器时钟周期。 R2,C2组成的电路用于检测接收到的末位信号，使R2,C2等于33.5×编码器的时钟周期。 此时间常数用于判断输入保留低电平的时间是否已达到了4个数据周期，若达到，则由 数据提取电路将提取到的低电平传送到控制逻辑电路，使有效传输输出端VT为低电平 并终止传输。 返回
设计方案
单元电路设计
系统调试
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设计任务
• 键盘及代码产生电路 分 别 按 住 S1~S8 使 74HC147的一个输入端为低 怦，用万用表或示波器测 出对应的BCD码逻辑电平
设计方案
单元电路设计
系统调试
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• 编码电路
先调整电阻RP使（12） 脚的时钟频率到设计值； 然后按一个编码键如S1， 用示波器测输出波形DOUT
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红Hale Waihona Puke 遥控发射、接收系统设计任务
设计方案
单元电路设计
系统调试
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设计任务
设计方案
单元电路设计
设计一个红外遥控发射、接收系统，要求系统 具有下列功能： （1） 控制系统具有一个发射装置和一个接收 装置，接收装置中具有4个开关控制的设备。 （2）遥控距离应大于5m。 （3）设遥控系统的载波频率为40KHz。
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系统调试
设计任务
设计方案
电路调试通常是按照信号传输的顺序追踪信 号进行调试，输入信号可以是实际信号，也可以 用开关、信号发生器的输出等模拟输入信号。
键盘及代码产生电路 编码电路 脉冲调制电路
单元电路设计
系统调试
接收电路 整机调试
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• 译码与控制电路
从解码电路输出的是4位二进 制控制代码，还要经译码控制电 路变换为与发射装置对应的8个 控制信号去驱动8个被控设备。 在图中译码控制电器线-10线译码 器CC4013的双D触发器去驱动被 控的发光二极管。
设计方案
单元电路设计
系统调试
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设计方案
单元电路设计
系统调试
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设计任务
• 脉冲调制电路
先断开编码信号，调制载 波频率到设计值；然后连接 编码开关并使S1有效，测试 载波调制后的波形
设计方案
单元电路设计
系统调试
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设计任务
• 接收电路
先调定接收电路的增益、接收中心 频率。用信号源从CX20106第①脚送入 40KHz、峰-峰值0.2mV的信号，测得⑤ 脚的输出，计算其增益应大于70dB。调 节R2，当输入信号幅值不变、频率在 30KHz到50KHz之间变化，使输出电压 在40KHz的频率下为最大
继续
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设计任务
l红外发射电路
它将发射信号放大，并转换成红外光 信号；
设计方案
l红外接收电路
单元电路设计
它将接收到的红外信号转换成电信号， 并放大、解调出串行数据；
系统调试
l解码电路
它将接收到的串行数据转换成控制代码
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设计任务