淺析紅外遙控器硬件設(shè)計(jì)

劉冬青 劉蕊

摘要：由于紅外線在光譜里，不屬于可見(jiàn)光，所以紅外線具有抗干擾非常強(qiáng)烈且安全的特性。根據(jù)光波的線性傳播特性，相互之間不容易干涉，是優(yōu)秀的信息傳輸介質(zhì)。信息可以通過(guò)紅外傳輸直接調(diào)制，信息可以通過(guò)紅外強(qiáng)度傳輸直接調(diào)制，也可以使用紅外線生成特定頻率的載波。關(guān)于信息的發(fā)送，后者的方法比較好，但是這是現(xiàn)在看到的大多數(shù)紅外線遙控器所使用的方法。隨著人們生活水平的提高，產(chǎn)品的追求變得更加便利和智能，紅外線遙控技術(shù)是重要的開(kāi)發(fā)方向之一。

關(guān)鍵詞：發(fā)光二極管;紅外遙控器;ATmega16

中圖分類號(hào)： TP872?? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A?? 文章編號(hào)：1672-9129（2020）04-0049-01

Abstract：Because infrared ray in the spectrum， does not belong to visible light， so infrared ray has very strong anti-interference and safe characteristics. According to the linear propagation characteristics of light waves， it is not easy to interfere with each other， and is an excellent information transmission medium. Information can be modulated directly by infrared transmission， information can be modulated directly by infrared intensity transmission， or infrared can be used to generate a specific frequency of carrier. The latter is better for sending information， but this is what most infrared remote controls see today. With the improvement of people's living standards， the pursuit of products has become more convenient and intelligent， infrared remote control technology is an important direction of development.

Key words：LIGHT-emitting diode;Infrared remote control;ATmega16

1 當(dāng)前紅外遙控技術(shù)的研究現(xiàn)狀和成果

紅外線遙控器現(xiàn)在被家電產(chǎn)品和室內(nèi)的近距離（不滿10米）遙控器廣泛使用，這是由于制造商制造了很多紅外線遙控器用的集成電路，所以可以根據(jù)需要選擇適合自己的。因此，多通道控制的紅外部分通常有很多按鈕顯示各種控制功能。

大部分情況下，“高”效果明顯?！败洿疟P(pán)”輸出指的是，每次按下發(fā)送機(jī)的鍵，接收機(jī)就會(huì)處于與輸出端相對(duì)應(yīng)的狀態(tài)，也就是說(shuō)原始的高電平會(huì)變成低電平，原本的低功率。

2 紅外遙控器設(shè)計(jì)思想

2.1系統(tǒng)設(shè)計(jì)概況。在我們的日常生活中，多數(shù)的紅外遙控系統(tǒng)都有兩部分組成，分別是發(fā)送部分和接收部分，利用集成電路芯片來(lái)對(duì)編碼和解碼進(jìn)行有效控制。鍵盤(pán)矩陣、代碼調(diào)制、LED紅外發(fā)射體是組成了控制部分。

遙控發(fā)送機(jī)采用代碼分割方式的遙控模式，代碼分割方式的紅外線遙控器使用命令信號(hào)發(fā)生電路不同的脈沖代碼（與不同的脈沖數(shù)組合），表現(xiàn)不同的控制命令。紅外線接收電路是紅外遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)的命令信號(hào)和檢測(cè)電路，通過(guò)集成的紅外接收機(jī)頭SM0038（外接元件是集成紅外裝置的非必要條件，集成紅外接收機(jī)、放大、解調(diào)和外部組件，可以完成從紅外接收到TTL的輸出對(duì)應(yīng)工作的所有級(jí)別信號(hào)）接下來(lái)將收到的信號(hào)發(fā)送給ATmega16。

2.2本系統(tǒng)設(shè)計(jì)思想。ATMEGA 16是基于擴(kuò)展AVR RISC結(jié)構(gòu)的低功率8位CMOS微控制器。利用高級(jí)命令，用來(lái)控制執(zhí)行時(shí)間以及時(shí)針循環(huán)規(guī)律，使得ATMEGA16在數(shù)據(jù)吞吐量有質(zhì)的飛躍，能夠達(dá)到1MIPS/MHZ，這樣就可以輕而易舉的減少系統(tǒng)耗電，提高處理運(yùn)行速度。ATMEGA16AVR通過(guò)這種構(gòu)造，代碼的效率大幅提高，可以將以往CISC微控制器的最大數(shù)據(jù)吞吐量率提高10倍。

3 紅外遙控器硬件電路設(shè)計(jì)

3.1紅外遙控發(fā)射電路部分。

（1）時(shí)針電路。在ATMEGA16芯片里，有可以用于提升商增益的反轉(zhuǎn)廣大器，用于形成振蕩作用，在反相放大器里，XTAL1為輸入，XTAL2為輸出。在XTAL1和XTAL2（引腳19和18）之間連接水晶振蕩器，用2個(gè)電容器形成穩(wěn)定的自激諧振電路。

（2）矩陣鍵盤(pán)電路。矩陣鍵盤(pán)電路是由兩條IO行線和八條IO列線組成的，形狀組成像是鍵盤(pán)，將按鈕設(shè)置于行與列的交叉點(diǎn)上。于是，鍵盤(pán)的鍵數(shù)為2×8。這個(gè)決定性的鍵盤(pán)構(gòu)造可以有效地改善單芯片系統(tǒng)I/O端口的使用率。

（3）遙控發(fā)射器電路芯片。M50462AP集成電路用于生成遙控碼脈沖（遙控命令）并輸出用于遙控操作的各種紅外遠(yuǎn)程控制信號(hào)。IC有三個(gè)功能具體為：一種是生成用于遠(yuǎn)程傳輸定時(shí)信號(hào)和濾波器信號(hào)的振蕩器。另一種是生成不同時(shí)間顯示的8種按鍵掃描脈沖發(fā)生器。第三個(gè)是密鑰代碼的轉(zhuǎn)換（代碼值轉(zhuǎn)換），遙控指令功能代碼用的遙控命令編碼器。

3.2接收電路部分。

（1）RC復(fù)位電路。對(duì)于單片機(jī)來(lái)說(shuō)，其微機(jī)的初始化動(dòng)作就是復(fù)位，復(fù)位的主要功能就是將計(jì)算進(jìn)行初始化，并初始為0000H，0000H是程序執(zhí)行的初始位置，微機(jī)從這個(gè)單元開(kāi)始運(yùn)行程序。在正經(jīng)運(yùn)行系統(tǒng)的情況下，由于操作失誤等原因，可能會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)被緊急鎖死，要解決問(wèn)題，必須按重置按鈕重新啟動(dòng)。

（2）遙控接收電路裝置。M0038紅外接收機(jī)SM0038是一種小型紅外遙控系統(tǒng)接收設(shè)備。該電路內(nèi)置PIN二極管和前端電路，可通過(guò)環(huán)氧樹(shù)脂密封，安裝紅外線濾光器。解調(diào)后的輸出信號(hào)在沒(méi)有高電平的紅外遙控信號(hào)的情況下可以通過(guò)微處理器直接解碼，接收紅外線信號(hào)的情況下是低功率的。只有VS、GND的3個(gè)銷和1個(gè)脈沖信號(hào)輸出銷OUT。

（3）紅外線遙控開(kāi)關(guān)的工作流程。紅外線遙控開(kāi)關(guān)的操作順序如下。先將紅外線遙控開(kāi)關(guān)連接到電源上，按目的控制數(shù)字按鈕。之后，表示紅外遙控開(kāi)關(guān)的紅外遙控接收機(jī)接收信號(hào)，接收。連接AT89C31的13針發(fā)光二極管閃爍，正在接收數(shù)據(jù)。將光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)后，進(jìn)行放大、解調(diào)、濾波后，原始編碼的信號(hào)命令輸入AT 89C31的12針。另外，電動(dòng)風(fēng)扇處于1速運(yùn)行狀態(tài)。接收該信號(hào)后，P1輸出LED上會(huì)顯示一般的正代碼，并顯示“1”等對(duì)應(yīng)編號(hào)。想要得到其他結(jié)果的話，需要切換到遙控器的其他按鈕。

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[4]蘇長(zhǎng)贊.實(shí)用遙控技術(shù)手冊(cè)[M].北京：北京人民郵電出版社，2018

作者簡(jiǎn)介：劉冬青（1981.8.30-）男，籍貫：遼寧沈陽(yáng)，民族：漢，學(xué)歷：本科，研究方向：電子信息工程。

劉蕊（1982.2.28-）女，籍貫：遼寧沈陽(yáng)，民族：漢，學(xué)歷：本科，研究方向：電子信息工程。