紅外多路遙控器的設(shè)計

1、摘 要隨著電子技術(shù)的飛速發(fā)展，紅外技術(shù)得到了迅猛發(fā)展。紅外控制在各個領(lǐng)域都得到了廣泛的應(yīng)用。本設(shè)計針對紅外的傳輸設(shè)計一個紅外的多路控制的遙控發(fā)射/接收系統(tǒng)。設(shè)計一個紅外多路控制器讓紅外發(fā)射部分通過不同的按鍵發(fā)送不同的遙控“指令”，使得紅外接收及控制部分根據(jù)發(fā)射端發(fā)出的“指令”情況做出相應(yīng)的反應(yīng)來控制相應(yīng)的對象來完成功能，這個紅外多路控制器可以對4個受控對象的工作狀態(tài)進(jìn)行遙控。即：當(dāng)按下“sw1”時蜂鳴器發(fā)聲；當(dāng)按下“sw2”時電動機(jī)動作；如果先按下“sw2”鍵，再按下“sw3”鍵，則電動機(jī)先動作，后停止；如果“sw3”鍵按下，則波形發(fā)生電路得電，產(chǎn)生波形；若“sw4”鍵按下，則數(shù)字集成電路55

2、5產(chǎn)生波形。在前言部分介紹了紅外遙控的發(fā)展前景以及在本系統(tǒng)中紅外遙控的好處。第一章簡要的概述了紅外線的定義，紅外發(fā)光二極管、光電二極管和光電三極管的定義和工作原理，還介紹了紅外多路控制器的控制原理。第二章是紅外多路控制器的總體設(shè)計。主要包括發(fā)射部分和接收部分，在接收部分有4路控制：蜂鳴器，電動機(jī)，集成555多諧振蕩電路和波形發(fā)生電路。在本章中主要介紹編碼芯片2262和解碼芯片2272以及工作原理，多諧振蕩電路的工作原路及輸出波形，波形發(fā)生電路的原理說明。關(guān)鍵詞：紅外線，多路控制器，編碼器，解碼器，指令abstractalong with the rapid development of ele

3、ctronic technology, the infrared technology obtained the rapid development. infrared control has have been widely used in all fields. the design for the infrared transmission designs a multi-channel infrared remote control transmission / reception system. designing an infrared multi-controller for i

4、r transmitter parts to send different orders through the different remote control button, making infrared receiver and transmitter control part of the issue under the instructions to make the appropriate response to the situation to control the corresponding object to complete the function , the inf

5、rared multi-controller can remote control the state of work on the four controlled objects. that is: when you press the sw1 - the buzzer sounds ; when you press the sw2 - the motor acts ; if press the sw2 button, then press sw3 key, the first motor acts , then stops; if sw3 key is pressed, the wavef

6、orm production circuit will be electric, resulting in the waveform; if sw4 key is pressed, the waveform will be produced by digital integrated circuits 555. described in the preamble of the future development of infrared remote control and infrared remote control in this system benefits.the first ch

7、apter briefly outlines the definition of infrared light, infrared light-emitting diodes, photodiodes and optical transistor definition and principle, also introduced the multi-controller to control infrared principle.the second chapter is about the total design of infrared multi-controller. it mainl

8、y includes the transmitter part and receiver part.the receiving part has a 4-way control: buzzer, motor, integrated over 555 harmonic oscillator and waveform generation circuit.in this chapter introduces the coding and decoding chips 2272 chips 2262 and the working principle of the work of multivibr

9、ator same route and the output waveform, waveform shows the principle circuit.key words: infrared，multiple controller，encoder，decoder，instruction目 錄前言1第一章 緒論21.1 紅外線和紅外線傳感器21.1.1紅外線的概念21.1.2紅外線傳感器21.1.3紅外線發(fā)光管和紅外接收管21.2 紅外線的多路遙控3第二章 紅外多路控制器的總體設(shè)計52.1總體設(shè)計的主要任務(wù)52.2主要內(nèi)容52.3總體設(shè)計框圖5第三章 紅外多路控制系統(tǒng)的發(fā)射部分設(shè)計83.1紅

10、外發(fā)射部分的工作原理83.2編碼芯片226283.2.1 2262的引腳介紹93.2.2 2262編碼說明103.3決定地址碼的編碼開關(guān)123.4決定數(shù)據(jù)碼的按鍵（sw1、sw2、sw3和sw4）123.5紅外發(fā)射元件12第四章 紅外多路控制系統(tǒng)的接收部分設(shè)計134.1 發(fā)射部分工作原理134.2解碼芯片pt2272154.2.1解碼芯片的結(jié)構(gòu)154.2.2 解碼芯片的工作原理164.3解碼開關(guān)174.4接收部分184.5 四路控制184.5.1蜂鳴器部分184.5.2電動機(jī)部分184.5.3集成電路555部分184.5.4波形發(fā)生電路部分21第五章 結(jié)束語26致謝27參考文獻(xiàn)28附錄一 紅外

11、發(fā)射部分29附錄二 紅外接收部分30附錄三 波形發(fā)生電路31附錄四 波形發(fā)生器的波形圖32附錄五 紅外多路控制器的元件清單33附錄六 中英文翻譯35前言隨著電子技術(shù)的飛速發(fā)展，尤其是跨入2000年后，紅外技術(shù)得到了迅猛發(fā)展。紅外控制已滲透到國民經(jīng)濟(jì)的各行各業(yè)和人們?nèi)粘Ｉ畹姆椒矫婷妫诠I(yè)自動化、生產(chǎn)控制過程、信息采集和處理、通信、紅外制導(dǎo)、激光武器、電子對抗、環(huán)境監(jiān)測、紅外育種安全防范、家用電器控制及日常生活各個方面都得到了廣泛的應(yīng)用。目前國內(nèi)外都在進(jìn)行紅外的研究開發(fā)，已取得了相當(dāng)不錯的成績。紅外技術(shù)的研究開發(fā)是自動化控制的主要方向。它的研究針對國民經(jīng)濟(jì)的各行各業(yè)和人們?nèi)粘Ｉ畹姆椒矫婷?，?/p>

12、工業(yè)自動化、生產(chǎn)控制過程、信息采集和處理、通信、紅外制導(dǎo)、激光武器、電子對抗、環(huán)境監(jiān)測、紅外育種安全防范、家用電器控制及日常生活（如節(jié)能燈控制、自動門控制、節(jié)水節(jié)能控制、紅外醫(yī)療與美容、智能玩具、空調(diào)、彩燈遙控以及vcd、svcd和dvd機(jī)錄放等）各個方面都在進(jìn)行紅外研究開發(fā)和控制。遙控技術(shù)是指實現(xiàn)對被控目標(biāo)的遠(yuǎn)距離控制。按控制指令的傳輸過程來分，遙控可分為有線遙控和無線遙控兩大類。有線遙控是指利用金屬導(dǎo)線，光導(dǎo)纖維等傳導(dǎo)導(dǎo)體作為傳輸媒體，實現(xiàn)對被控目標(biāo)的控制。無線遙控則是指利用無線電波，紅外線，超聲波等作為載體，不用導(dǎo)線，而在空間傳輸，實現(xiàn)對被控目標(biāo)的控制。由于紅外線為不可見光線，所以對環(huán)境

13、影響很小。它有很強(qiáng)的隱蔽性和保密性，因此在防盜，警戒等安全裝置中得到了廣泛的應(yīng)用。 本設(shè)計主要是紅外發(fā)射電路通過不同的按鍵發(fā)送不同的遙控“指令”，紅外接收及控制部分根據(jù)發(fā)射端發(fā)出的“指令”情況來控制對象。設(shè)計中的器件是市面上常見的紅外發(fā)射和紅外接收元器件，使設(shè)計具有傳輸距離一般、硬件簡單、安裝方便、價格便宜的優(yōu)點。本設(shè)計介紹的紅外多路遙控系統(tǒng)，是采用編/解碼多通道紅外控制系統(tǒng)裝置。早期的小規(guī)模數(shù)字集成電路，編碼、譯碼電路弄得很復(fù)雜，可靠性也差。但隨著大規(guī)模數(shù)字集成技術(shù)的發(fā)展和日趨成熟，各種大規(guī)模專用集成編、譯碼集成器件的層出不窮，使外圍元器件很少，電路簡單，功能完善。第一章 緒論1.1 紅外線

14、和紅外線傳感器1.1.1紅外線的概念紅外線是一種看不見的光線。在整個電磁波波譜中，紅外線由于處在可見光中紅光外側(cè)的鄰近區(qū)。所以稱為紅外線（可見光通過三棱鏡可分解為紅、橙、黃、綠、青、藍(lán)、紫七色）。電磁波的整個波譜是由r射線、x射線、紫外線、可見光、紅外線、微波、無線電波組成的。在可見光的紅光的外側(cè)，波長從0.76微米到1000微米是紅外線。1.1.2紅外線傳感器紅外線傳感器能夠?qū)⑼饨绨l(fā)出的紅外線輻射接收下來，并將其轉(zhuǎn)變成微弱的電信號，經(jīng)過放大器的放大，或用儀表顯示出它的輻射強(qiáng)度，或用于某些控制。如紅外遙控電器開關(guān)，紅外線防盜報警，紅外線測溫、紅外線安全開關(guān)及紅外線導(dǎo)彈制導(dǎo)等1 。1.1.3紅外

15、線發(fā)光管和紅外接收管紅外線傳感器的基本類型為：紅外線發(fā)光二極管，紅外線接收用光電二極管和光電三極管。(1)紅外線發(fā)光二極管 紅外線發(fā)光二極管是用砷化鎵和砷鋁化鎵等半導(dǎo)體材料制成的。它們的外形和普通發(fā)光二極管基本相同。用于工業(yè)控制的遙控裝置中的紅外線發(fā)光二極管都是用砷化鎵材料制成的。紅外發(fā)光管的波長范圍是：0.76-1.5微米。在設(shè)計中用到的紅外發(fā)射管的型號是hg402（2）光電二極管與光電三極管在紅外線遙控中與紅外發(fā)射管配套使用的接收器件為光電二極管和光電三極管。這類元件能把接收到的紅外光的變化轉(zhuǎn)變成電流的變化，經(jīng)放大及信號處理后，用于各種控制。光電二極管是一種光電變換器件，其原理是：當(dāng)光電二

16、極管的p-n結(jié)受光照射后，能吸收光能，并將光能轉(zhuǎn)換為電能，它有兩種工作狀態(tài)。其一，當(dāng)光電二極管上有反向電壓時，管子中的反向電流將隨光照強(qiáng)度的改變而改變，光照強(qiáng)度越大，方向電流越大，大多數(shù)情況下光電二極管是在這種狀態(tài)下工作的。其二，光電二極管上不加電壓，利用p-n結(jié)在受光照射時產(chǎn)生正向電壓的原理，把它當(dāng)做微型光電池。這種工作狀態(tài)一般用作光電檢測。光電三極管也是靠光的照射量來控制電流的器件。它可以等效看作一個光電二極管與晶體三極管的結(jié)合，所以它具有放大的作用。光電三極管最常用的材料是硅，一般僅引出集電極和發(fā)射極。其外形和二極管一樣（也是引出基極的光電三極管，它常作溫度補償用）。它的光譜范圍與光電二

17、極管相同。光電三極管的輸出特性與一般三極管的特性相同，差別僅在于參變量不同：一般三極管的參變量為基極電流，而光電三極管的參變量為入光的照射。1.2 紅外線的多路遙控和用電磁波用作無線電遙控的信號傳播媒介一樣，在紅外線遙控電路中用紅外線作為紅外線遙控的信號傳播媒介。借助于紅外線具有直線傳播的特性，利用專用的紅外傳感器具有靈敏度高，響應(yīng)快和光譜范圍窄的性能，制成靈敏度高，抗干擾性能優(yōu)良的紅外遙控裝置。 紅外線發(fā)射控制電路是利用脈沖發(fā)生器產(chǎn)生的高頻脈沖方波驅(qū)動紅外發(fā)光管，使其發(fā)射出一系列等幅的紅外方波脈沖。方波的占空比用1:1或1比幾。其目的是在一定的電源電壓下，達(dá)到盡可能高的脈沖峰值，提高發(fā)射機(jī)效

18、率，以增大控制距離，而且節(jié)省電源。在接收機(jī)方面，由光電二極管或光電三極管將接收到的紅外脈沖信號轉(zhuǎn)換成微弱的脈沖電信號，由電壓放大極將這個微弱的信號加以放大，使其能夠可靠地觸發(fā)雙穩(wěn)態(tài)電路的翻轉(zhuǎn)，有的電路還加以限幅放大，以削去干擾尖脈沖。最后將雙穩(wěn)態(tài)電路輸出的控制信號進(jìn)行功率放大并驅(qū)動繼電器，達(dá)到控制開關(guān)的目的。 在接收部分電路中，大部分采用集成電路，以簡化電路結(jié)構(gòu)，還有的使用專用的紅外接收集成電路，這種電路內(nèi)部具有相當(dāng)完善的功能，而外圍電路卻十分簡單2。第二章 紅外多路控制器的總體設(shè)計2.1總體設(shè)計的主要任務(wù)本設(shè)計的主要任務(wù)是：設(shè)計出一個紅外多路控制器的遙控發(fā)射/接收系統(tǒng)。通過設(shè)計一個紅外多路控

19、制器讓紅外發(fā)射電路部分通過不同的按鍵發(fā)送不同的遙控“指令”，使得紅外接收及控制部分根據(jù)發(fā)射端發(fā)出的“指令”情況做出相應(yīng)的反應(yīng)來控制相應(yīng)的對象來完成功能，這個紅外多路控制器可以對4個受控對象的工作狀態(tài)進(jìn)行遙控。2.2主要內(nèi)容研究的主要內(nèi)容是：紅外多路控制器能夠通過按鍵實現(xiàn)蜂鳴器發(fā)生、電機(jī)動作、波形發(fā)生功能。紅外發(fā)射電路通過不同的按鍵發(fā)送不同的遙控“指令”，紅外接收及控制部分根據(jù)發(fā)射端發(fā)出的“指令”情況來控制接收端的蜂鳴器發(fā)聲、電動機(jī)動作、波形發(fā)生電路得電產(chǎn)生波形和數(shù)字集成電路555產(chǎn)生波形。紅外多路遙控系統(tǒng)，是采用編/解碼多通道紅外控制系統(tǒng)裝置，它主要由紅外發(fā)射，紅外接收及控制部分組成；紅外發(fā)射

20、部分主要由編碼集成電路2262、編碼設(shè)置開關(guān)組和紅外發(fā)射電路構(gòu)成；紅外接收部分主要是由解碼集成電路2272、解碼設(shè)置開關(guān)組、紅外接收電路和四路控制電路構(gòu)成（蜂鳴器、電動機(jī)、波形發(fā)生電路和集成電路555）2.3總體設(shè)計框圖（1）紅外發(fā)射部分 紅外發(fā)射部分 （a） 圖（a）中主要設(shè)計一個由編碼集成電路2262、編碼設(shè)置開關(guān)組和紅外發(fā)射電路構(gòu)成的紅外發(fā)射電路。當(dāng)編碼開關(guān)的地址碼與解碼開關(guān)的地址碼一致時，由按鍵（sw1、sw2、sw3或sw4）中的一個按鍵被按下這一信號和編碼開關(guān)的地址碼就會通過紅外發(fā)射端串行輸出。 （2）紅外接收及控制部 紅外接收部分 （b）圖（b）中主要設(shè)計的是一個由解碼集成電路2

21、272、解碼設(shè)置開關(guān)組、紅外接收電路和四路控制電路構(gòu)成的發(fā)射電路。編碼開關(guān)和解碼開關(guān)的作用是提供地址碼，按鍵（sw1、sw2、sw3和sw4）提供數(shù)據(jù)碼。只有當(dāng)發(fā)射端的地址碼和數(shù)據(jù)碼組成的字碼與接收端的地址碼和控制的對象一致時，編碼芯片2262和編碼芯片2272工作，發(fā)射端通過紅外發(fā)射管發(fā)射出信號，在接收端接收到信號后才能做出相應(yīng)的控制。當(dāng)編碼開關(guān)的地址碼與解碼開關(guān)的地址碼一致時，在接收端就接收到發(fā)射端發(fā)出的串行信號，在2272的d0至d3得到對應(yīng)的高電平來控制不同的電路。即：當(dāng)編碼開關(guān)的地址碼是00f111，數(shù)據(jù)碼是0001（按鍵sw1被按下）時，這一串行信號00f1110001在接收端檢測

22、到接收端的解碼開關(guān)的地址碼也是00f111就表示這個與編碼開關(guān)地址碼一致的接收端能接收到信號并且對0001（sw1被按下）控制的蜂鳴器發(fā)聲這一信號進(jìn)行解碼；相應(yīng)的sw2控制電動機(jī)；sw3控制波形發(fā)生器；并且，當(dāng)按下sw2鍵，再按下sw3鍵時，電動機(jī)先動作后停止；sw4控制波形發(fā)生器這些信號也會通過解碼來控制動作。第三章 紅外多路控制系統(tǒng)的發(fā)射部分設(shè)計3.1紅外發(fā)射部分的工作原理在編碼開關(guān)處輸入一組地址碼，當(dāng)按鍵（sw1、sw2、sw3和sw4）按下其中一個按鍵時，就表示pt2262得電工作，發(fā)射端將編碼開關(guān)的地址碼和數(shù)據(jù)端按鍵被按下這一數(shù)據(jù)碼組成的串行信號通過發(fā)射端輸出。發(fā)射部分設(shè)計原理圖發(fā)射

23、部分的主要組成部分是編碼芯片2262，決定地址碼的編碼開關(guān)，決定數(shù)據(jù)碼的按鍵（sw1、sw2、sw3和sw4）和紅外發(fā)射部分。下面我們來詳細(xì)的分析發(fā)射部分的各個組成部分：3.2編碼芯片2262早期的小規(guī)模數(shù)字集成電路，編碼、譯碼電路弄得很復(fù)雜，可靠性也差，但隨著大規(guī)模數(shù)字集成技術(shù)的發(fā)展和日趨成熟，各種大規(guī)模專用編/譯碼集成器件的層出不窮，使外圍元器件很少，電路簡單，功能完善。pt2262是臺灣普城公司生產(chǎn)的一種cmos工藝制造的低功耗低價位通用編碼電路，pt2262最多可有12位(a0-a11)三態(tài)地址端管腳(懸空,接高電平,接低電平),任意組合可提供531441地址碼,pt2262最多可有6

24、位(d0-d5)數(shù)據(jù)端管腳,設(shè)定的地址碼和數(shù)據(jù)碼從17腳串行輸出3。3.2.1 2262的引腳介紹編解碼集成芯片引腳圖如下圖所示pt2262的引腳說明名稱引腳說 明a0-a111-8、10-13地址管腳，用于進(jìn)行地址編碼，可置“0”、“1”、“f”、（懸空）d0-d57-8、10-13數(shù)據(jù)輸入端，有一個為1即有編碼輸出，內(nèi)部下拉 vcc18電源正端（+）vii 9電源負(fù)端（-）14編碼驅(qū)動端，用于多數(shù)據(jù)的編碼發(fā)射，低電平有效osc1 16振蕩電阻輸入端，與osc2所接電阻決定振蕩頻率osc215振蕩電阻振蕩器輸出端dow17編碼輸出端（正常時為低電平）注：編碼開關(guān)a2必須懸空，不能接高電平（+

25、12v），也不能接低電平(接地)4。它主要有以下優(yōu)點：(a )由編解碼選通電路,使其具有保密性和抗干擾性能。(b )4路輸出相互獨立,并具有自鎖功能。(c )實現(xiàn)多種控制:可控制多路使用強(qiáng)電的通信設(shè)備也可控制多路使用弱電的通信電路;還可同時分別控制多路使用強(qiáng)電、弱電的通信設(shè)備和電路。3.2.2 2262編碼說明編碼芯片pt2262發(fā)出的編碼信號由：地址碼、數(shù)據(jù)碼、同步碼組成一個完整的碼字，解碼芯片pt2272接收到信號后，其地址碼經(jīng)過兩次比較核對后，vt腳才輸出高電平，與此同時相應(yīng)的數(shù)據(jù)腳也輸出高電平，如果發(fā)送端一直按住按鍵，編碼芯片也會連續(xù)發(fā)射。當(dāng)發(fā)射機(jī)沒有按鍵按下時，pt2262沒接通電源

26、，其17腳為低電平，所以315mhz的高頻發(fā)射電路不工作，當(dāng)有按鍵按下時，pt2262得電工作，其第17腳輸出經(jīng)調(diào)制的串行數(shù)據(jù)信號，當(dāng)17腳為高電平期間315mhz的高頻發(fā)射電路起振并發(fā)射等幅高頻信號，當(dāng)17腳為低平期間315mhz的高頻發(fā)射電路停止振蕩，所以高頻發(fā)射電路完全受控于pt2262的17腳輸出的數(shù)字信號。發(fā)射芯片pt2262將載波振蕩器、編碼器和發(fā)射單元集成于一身，使發(fā)射電路變得非常簡潔。其中 ，pt2262的d0-d5可以作數(shù)據(jù)輸入端，也可以作地址輸入端，作地址輸入時，可以有1、0、懸空三種狀態(tài)，作數(shù)據(jù)輸入時，只有1、0兩種狀態(tài)。te為發(fā)射有效端，低電平有效。osc1和osc2外

27、接振蕩電阻，在具體的應(yīng)用中，外接振蕩電阻可根據(jù)需要進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)，阻值越大振蕩頻率越慢，編碼的寬度越大，發(fā)碼一幀的時間越長。大部分都是用組合的，少量用。下圖是編碼芯片pt2262工作時的脈沖傳輸情況：地址碼和數(shù)據(jù)碼都用寬度不同的脈沖來表示，兩個窄脈沖表示“0”；兩個寬脈沖表示“1”；一個窄脈沖和一個寬脈沖表示“f”也就是地址碼的“懸空”。 在編碼芯片2262中設(shè)置地址碼的原則是：同一個系統(tǒng)地址碼必須一致；不同的系統(tǒng)可以依靠不同的地址碼加以區(qū)分。因此在本設(shè)計中只需在剛開始的時候設(shè)置一個地址碼就可以一直使用同一個地址碼，只需要數(shù)據(jù)碼被改變就可以控制不同的輸出端。5在本設(shè)計中的編碼芯片2262的主要

28、工作原理就是：當(dāng)有按鍵按下 ，接低電平時，pt2262得電工作，其第17腳輸出經(jīng)調(diào)制的串行數(shù)據(jù)信號。rw2是一個振蕩電阻，它的阻值越大表示振蕩頻率越慢，編碼的寬度越大，發(fā)碼一幀的時間越長，在這里選用的是的電阻，在接收端應(yīng)選與相匹配的電阻，所以在接收端的電位器應(yīng)該打到。發(fā)射端的振蕩電阻和接收端的振蕩電阻來共同決定振蕩頻率。3.3決定地址碼的編碼開關(guān)在這里用到的編碼開關(guān)是一個手動的開關(guān)，當(dāng)開關(guān)接+12v電源時，指接高電平，用“1”表示；當(dāng)開關(guān)接地時，指接低電平，用“0”表示；懸空用“f”表示。例如：當(dāng)?shù)刂反a為00f111時，表示編碼開關(guān)1、2引腳接低電平；3位引腳懸空；4、5和6引腳接高電平。在這

29、里定義此系統(tǒng)的地址碼為00f111。當(dāng)接收端接收到串行輸人信號的地址碼與接收端解碼開關(guān)的地址碼一致時，表示接收端能根據(jù)發(fā)射端發(fā)出的信號進(jìn)行控制。3.4決定數(shù)據(jù)碼的按鍵（sw1、sw2、sw3和sw4）按鍵既能表示數(shù)據(jù)輸出的信號，又表示當(dāng)按下按鍵時，18引腳得電而使得編碼器工作。當(dāng)按鍵被按下用戶“1”表示，否則用“0”表示，例如：按鍵sw1被按下，則就表示為0001。電阻、以及是上拉電阻，其阻值為 上拉電阻的作用是用來提高輸出電平，從而提高2262芯片輸入信號的噪聲容限增強(qiáng)抗干擾能力。d1、d2、d3和d4是導(dǎo)通管，當(dāng)按鍵被按下時，表示導(dǎo)通。例如：當(dāng)按鍵sw1被按下時，表示d1導(dǎo)通，d2、d3、

30、和d4截止。3.5紅外發(fā)射元件紅外發(fā)射元件是紅外發(fā)光二極管，它是用砷化鎵和砷鋁化鎵等半導(dǎo)體材料制成的。由于材料的不同它不同于普通的發(fā)光二極管，當(dāng)在兩端加壓時它就會發(fā)出紅外線。它的波長范圍是：0.76-1.5微米。r2是一個用于限流保護(hù)的電阻。q3和q4組成復(fù)合驅(qū)動電路，它將編碼控制信號放大后驅(qū)動紅外發(fā)射管向外發(fā)射。第四章 紅外多路控制系統(tǒng)的接收部分設(shè)計4.1 發(fā)射部分工作原理當(dāng)接收端接收到有效信號時，vt自動變成高電平，接收端的d0-d3高電平有效，解碼器2272工作。此時，當(dāng)接收端的解碼開關(guān)的地址碼驗證與發(fā)射端發(fā)射的串行數(shù)據(jù)的地址碼一致時，發(fā)射端的sw1被按下，這一信號傳輸接收端，信號進(jìn)入控

31、制路線1經(jīng)三極管放大信號使得蜂鳴器發(fā)聲；按下sw2后這一重新組成的串行數(shù)據(jù)信號由發(fā)射端傳輸?shù)浇邮斩说目刂坡肪€2經(jīng)三極管放大信號使得電動機(jī)動作；如果先按下sw2鍵再按下sw3鍵，則接常閉開關(guān)的+12v電源就會轉(zhuǎn)接到正控電源，此時電動機(jī)停止動作而波形發(fā)生電路得電產(chǎn)生波形；按下sw4后這一新的串行數(shù)據(jù)信號經(jīng)接收端的控制路線4到達(dá)集成555多諧振蕩電路使得555工作產(chǎn)生矩形波。即：若編碼開關(guān)的地址碼是00f111,數(shù)據(jù)碼是0001（按鍵sw1被按下），則，當(dāng)發(fā)射端輸出的00f1110001這一串行信號被接收端接收到時，如果接收端的解碼開關(guān)的地址碼與00f111一致，就表示接收端的地址碼與發(fā)射端的一致，

32、接收端解碼芯片2272就得電工作將這一信號解碼控制蜂鳴器發(fā)聲；以后的地址碼都可以是一樣的，只需要改變數(shù)據(jù)碼就可以控制電路，若數(shù)據(jù)碼是0010（按鍵sw2被按下），解碼芯片2272解碼控制電動機(jī)動作；若按下sw2鍵在按下sw3鍵，就表示信號從00f1110010變?yōu)?0f1110100，接常閉開關(guān)的+12v電源就會轉(zhuǎn)接到正空電源，電動機(jī)停止動作而波形發(fā)生器=電路得電產(chǎn)生波形；數(shù)據(jù)碼是1000（按鍵sw4被按下），解碼芯片解碼使得集成電路555發(fā)生波形。接收部分設(shè)計原理圖 圖(1) 圖（2） 圖（1）是接收部分的主體電路，圖（2）是接收部分的第四路控制部分。接收部分由解碼芯片2272、解碼開關(guān)，四

33、路控制電路和接收部分組成。下面詳細(xì)的介紹接收部分的各組成部分：4.2解碼芯片pt22724.2.1解碼芯片的結(jié)構(gòu)pt2272也是臺灣普城公司生產(chǎn)的一種cmos工藝制造的低功耗低價位通用解碼電路，pt2272最多可有12位(a0-a11)三態(tài)地址端管腳(懸空,接高電平,接低電平),任意組合可提供531441地址碼,pt2272最多可有6位(d0-d5)數(shù)據(jù)端管腳。 解碼芯片的引腳圖如下圖所示：pt2272引腳說明名 稱引腳說 明a0-a111-8、10-13地址管腳，用于進(jìn)行地址編碼，可置為“0”、“1”、“f”（懸空），必須與2262一致，否則不解碼d0-d57-8、10-13地址或數(shù)據(jù)管腳，

34、當(dāng)做為數(shù)據(jù)管腳時，只有在地址與2262一致，數(shù)據(jù)管腳才能輸出與2262數(shù)據(jù)端對應(yīng)的高電平，否則輸出為低電平，鎖存型只有在接收到下一個數(shù)據(jù)才能轉(zhuǎn)換vcc18電源正端（+）vii9電源負(fù)端（-）dm14數(shù)據(jù)信號輸入端，來自接收模塊輸入端osc116振蕩電阻輸入端，與osc2所接電阻決定振蕩頻率osc215振蕩電阻振蕩器輸出端vt17解碼有效確認(rèn)輸入端（常低）解碼有效變成高電平（瞬態(tài)）4.2.2 解碼芯片的工作原理pt2272的每個地址輸入端也可以有三種狀態(tài)，且必須與發(fā)射電路編碼一致。dm為信號輸入端，vt為接收有效指示，當(dāng)接收到有效信號時，變?yōu)楦唠娖健?pt2262每次發(fā)射時至少發(fā)射4組字碼，pt

35、2272只有在連續(xù)兩次檢測到相同的地址碼加數(shù)據(jù)碼才會把數(shù)據(jù)碼中的“1”驅(qū)動相應(yīng)的數(shù)據(jù)輸出端為高電平和驅(qū)動vt端同步為高電平。因為無線發(fā)射的特點，第一組字碼非常容易受零電平干擾，往往會產(chǎn)生誤碼，所以程序可以丟棄處理。在通常使用中，一般采用8位地址碼和4位數(shù)據(jù)碼，這時編碼電路pt2262和解碼pt2272的第18腳為地址設(shè)定腳，有三種狀態(tài)可供選擇：懸空、接正電源、接地三種狀態(tài)。3的8次方為6561，所以地址編碼不重復(fù)度為6561組，只有發(fā)射端pt2262和接收端pt2272的地址編碼完全相同，才能配對使用。 下圖為pt2272工作時的脈沖時序圖 pt2272解碼芯片有不同的后綴，表示不同的功能，有

36、l4/m4/l6/m6之分，其中l(wèi)表示鎖存輸出，數(shù)據(jù)只要成功接收就能一直保持對應(yīng)的電平狀態(tài)，直到下次遙控數(shù)據(jù)發(fā)生變化時改變。m表示非鎖存輸出，數(shù)據(jù)腳輸出的電平是瞬時的而且和發(fā)射端是否發(fā)射相對應(yīng)，可以用于類似點動的控制。后綴的6和4表示有幾路并行的控制通道，當(dāng)采用4路并行數(shù)據(jù)時（pt2272-m4)，對應(yīng)的地址編碼應(yīng)該是8位，如果采用6路的并行數(shù)據(jù)時(pt2272-m6)，對應(yīng)的地址編碼應(yīng)該是6位。在這里選用 pt2272m4類型的解碼芯片6。解碼芯片2272和編碼芯片2262的特點： cmos工藝制造，低功耗，外部元器件少，rc振蕩電阻，工作電壓范圍寬：2.615v ，數(shù)據(jù)最多可達(dá)6位，地址碼

37、最多可達(dá)531441種。這些特點也正是在遙控設(shè)計中選用的原因。rw4是一個與發(fā)射端匹配的振蕩電阻，它的阻值為 。4.3解碼開關(guān) 解碼開關(guān)的工作原理與編碼開關(guān)的相同，當(dāng)接收端接收到串行輸入信號的地址碼與接收端解碼開關(guān)的地址碼一致時，表示接收端能根據(jù)發(fā)射端發(fā)出的信號進(jìn)行控制。 4.4接收部分在接收端加了一級前置放大級（q5），保證輸入pt2272的信號幅度足夠大，pt2272輸出端通過接口控制相應(yīng)的負(fù)載。紅外接收管是一種光電三極管，它相當(dāng)于一個光電二極管和晶體三極管的結(jié)合，所以具有放大的作用。4.5 四路控制 控制線路1是蜂鳴器；控制線路2是電動機(jī)；控制線路3是波形發(fā)生器電路；控制線路4是集成電路

38、555。4.5.1蜂鳴器部分由于蜂鳴器的工作電流一般比較大，以至于控制電路輸出的電流不足以啟動蜂鳴器，所以要利用放大電路來驅(qū)動，在這里使用的三極管就是用來放大電流。4.5.2電動機(jī)部分電動機(jī)的啟動電流也比較大，以至于控制電路輸出的電流不足以啟動電動機(jī)，所以要利用放大電路來驅(qū)動，在這里使用的三極管就是用來放大電流。4.5.3集成電路555部分這路控制是由555定時器構(gòu)成的多諧振蕩電路。555定時器是一種模擬、數(shù)字混合式中規(guī)模集成電路。它使用靈活方便，只要在555定時器芯片外部某些引腳處加上適當(dāng)?shù)碾娮桦娙荻〞r元件，就可以方便地構(gòu)成施密特觸發(fā)器、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器、多諧振蕩器等電路，從而方便地形成脈沖波形

39、的產(chǎn)生與變換電路。(1)多諧振蕩電路的特點多諧振蕩器是一種自激振蕩電路，其特點為：(a) 多諧振蕩器沒有穩(wěn)態(tài)，只有兩個暫穩(wěn)態(tài)；(b) 多諧振蕩器不需外加觸發(fā)信號，接通電源后就能產(chǎn)生一定頻率和幅值的矩形脈沖輸出。(2) 多諧振蕩電路的工作原理：電路原理圖如圖（a）所示，555定時器閥值端（6腳）和觸發(fā)端（2腳）接在一起，外接電阻r1、r2及電容c。接通電源瞬間，電容c來不及充電，uc=0,此時555的2、6腳均為低電平，所以uo=uoh,vt截止。這是電路的初始狀態(tài)。接通電源后，ucc通過r1、r2給電容c充電，充電時間常數(shù)為t=（r1+r2）c。隨著充電的進(jìn)行，電容上的電壓vc指數(shù)上升，當(dāng)vc

40、2/3vcc時，q=0，q-=1，放電管t導(dǎo)通，c開始放電，放電時間常數(shù)t=r2c,vc指數(shù)下降。當(dāng)vc0，所以 輸出高電平，輸入電壓即： 所以輸出是一個電壓值與輸入電壓值相等的波形，然后輸出再經(jīng)過可變電阻rw5進(jìn)入低通有緣濾波器，波形圖見附錄圖（c）。在這里的d5、d6是兩個穩(wěn)壓管穩(wěn)定輸出的電壓值,rf是反饋電阻，r8是保護(hù)電阻9。 (4) 一階有源濾波電路一階有源濾波電路圖濾波器的功能就是允許某一部分頻率的信號順利通過，而另外一部分頻率的信號則受到較大的抑制，它實質(zhì)上是一個選頻電路，所以濾波器也稱為選頻裝置。有源濾波器由電阻、電容和有源器件（如設(shè)計中的集成運放lm324）組成。有源濾波器由

41、于采用了有源放大器，不僅可以補充無源網(wǎng)絡(luò)中的能量損耗，還可以根據(jù)要求提高信號的輸出功率。在使用運放作為有源器件的濾波器中，運放有許多的優(yōu)點，電路有體積小、精度高、性能穩(wěn)定、易于調(diào)試的特點。有源濾波器的限制主要是運放固有特性的限制，一般說它不適合與高壓，高頻，大功率的場合，而比較適用于低頻和超低頻的場合10。電容c2和r11組成一階電路，r12是一個保護(hù)電阻。在設(shè)計中用到其低通的有源濾波，這種濾波是允許低頻的信號通過，而高頻的信號不能通過，當(dāng)信號由可變電阻rw5分壓進(jìn)入一階有源濾波電路后濾去高通信號在輸出端輸出波形，波形圖見附錄圖(d)。輸出的電壓信號再次經(jīng)過反饋放大電路放大幅值,在輸出產(chǎn)生波形

42、，波形圖見附錄圖(e)輸出再一次經(jīng)放大器放大幅值輸出波形， 波形圖與上一個相同。第五章 結(jié)束語本次設(shè)計花費了近三個月的時間對于我而言無論是從動手能力方面還是查閱資料的能力方面都有了很大的提高。剛開始做設(shè)計的時候，什么頭緒都沒有，后來經(jīng)過在圖書館查和網(wǎng)上查找資料，還用通過同學(xué)和老師的幫助才漸漸的知道該怎樣一步一步的做。這次的設(shè)計是對大學(xué)四年所學(xué)知識的一個綜合的運用，在本次設(shè)計中是我深深地體會到自己知識方面的不足和動手能力方面的缺乏。本次設(shè)計主要運用到數(shù)字電路，模擬電路，實用遙控電路，編碼和解碼方面的知識。本次設(shè)計主要是基于編解碼器實現(xiàn)紅外多路控制，主要是4路的控制，其中的兩路輸出波形。致謝首先，

43、感謝學(xué)校再我們即將大四畢業(yè)的時候給我們提供了這個平臺讓我們通過這次的設(shè)計在專業(yè)知識和動手能力上得到了很大的提高。這次設(shè)計的完成要感謝我的指導(dǎo)老師，每次遇到不能理解的地方老師都細(xì)心的指導(dǎo)和幫助我，這才讓我的設(shè)計能順利地完成，還要感謝我們班的班長和其他同學(xué)的幫助，是他們的指導(dǎo)才能讓我這么順利地完成設(shè)計。最后，我要感謝的是我寢室的室友和朋友們，在這大學(xué)里的美好時光里，讓我有幸認(rèn)識你們，是你們讓我在大學(xué)里有了這美好的回憶，當(dāng)我遇到困難的時候你們總是伸出援助之手幫我渡過難關(guān)?？鞓窌r，我們也一起分享；傷心時，有你們的安慰。真心的感謝你們，感謝你們和我渡過大學(xué)時代的美好時光。參考文獻(xiàn)1 傳感器原理與應(yīng)用 電

44、子工業(yè)出版社 孟立凡,藍(lán)金輝 主編 2 實用遙控電路 人民郵電出版社 肖景和 趙 健 編著3 http:/www.xie-4 電子組裝與調(diào)試 科學(xué)出版社 全國電子專業(yè)人才考試教材編委會5 6 7 數(shù)字電路與系統(tǒng) 電子工業(yè)出版社 王兢 王洪玉 主編8 9 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ) 高等教育出版社 楊拴科 主編10 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ) 第三版 高等教育出版社 童詩白 華成英 主編11 傳感器技術(shù)及應(yīng)用實例 電子工業(yè)出版社 劉君華 . 等 編著 12 數(shù)字電路邏輯設(shè)計 第三版 高等教育出版社 王毓銀 主編13 現(xiàn)代傳感器原理及應(yīng)用 科學(xué)出版社 陳裕泉、美葛文勛 編著14 電子設(shè)計自動化技術(shù) 東南大學(xué)出版社 陳

45、松、金鴻 編著15 現(xiàn)代遙控技術(shù)及應(yīng)用 人民郵電出版社 王俊峰編著 附錄一 紅外發(fā)射部分附錄二 紅外接收部分附錄三 波形發(fā)生電路附錄四 波形發(fā)生器的波形圖 圖（c）圖（d） 圖（e）附錄五 紅外多路控制器的元件清單序號名稱型號及參數(shù)序號名稱型號及參數(shù)1/電容37lm3242/電容38/電阻3/電容39/電阻4/電容40/電阻54001/二極管41/電阻64001/二極管42/電阻74001/二極管43/電阻84001/二極管44/電阻93v穩(wěn)壓管45/電阻103v穩(wěn)壓管46/電阻111815/三極管47/電阻121815/三極管48/電阻139013/三極管49/電阻149013/三極管50/

46、電阻159013/三極管51/電阻161815/三極管52/電阻179013/三極管53/電阻189013/三極管54/電阻199013/三極管55/電阻20紅外發(fā)射管56/電阻21紅外接收管57/電阻22按鍵開關(guān)58/電阻23按鍵開關(guān)59/電阻24按鍵開關(guān)60/電阻25按鍵開關(guān)61/電阻26蜂鳴器9v62/電阻27繼電器12v63/電阻28/電位器64電機(jī)1.5v微型29/電阻65電源插頭2個30/電位器66短路子12個31/電位器678針/ic座32/電位器6814針/ic座332272-l4/解碼芯片6918針/ic座342262/編碼芯片7014針/ic座355557118針/ic座附

47、錄六 中英文翻譯 selecting the right data acquisition systemengineers often must monitor a handful of signals over extended periods of time, and then graph and analyze the resulting data. the need to monitor, record and analyze data arises in a wide range of applications, including the design-verification s

48、tage of product development, environmental chamber monitoring, component inspection, benchtop testing and process trouble-shooting. this application note describes the various methods and devices you can use to acquire, record and analyze data, from the simple pen-and-paper method to using todays so

49、phisticated data acquisition systems. it discusses the advantages and disadvantages of each method and provides a list of questions that will guide you in selecting the approach that best suits your needs.introduction in geotechnical engineering, we sometime encounter some difficulties such as monit

50、oring instruments distributed in a large area, dangerous environment of working site that cause some difficulty for easy access. in this case, operators may adopt remote control, by which a large amount of measured data will be transmitted to a observation room where the data are to be collected, stored and processed. the automatic data acquisition control system is able to complete the tasks as regular automatic data monitoring,