局域網(wǎng)中紅外遙控發(fā)射與接收電路設(shè)計(jì)
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系統(tǒng)中選擇的是51 系列的AT89C51芯片,AT89C51是一種帶4k字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器(FPEROM-Flash Programmable and Erasable Read Only Memory)的低電壓,高性能CMOS 8 位微處理器,俗稱單片機(jī)。該器件采用ATMEL 高密度非易失存儲(chǔ)器制造技術(shù)制造,與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的MCS-51 指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能8 位CPU 和閃爍存儲(chǔ)器組合在單個(gè)芯片中,ATMEL 的AT89C51 是一種高效微控制器,為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價(jià)廉的方案。AT89C51 是一個(gè)低功耗高性能單片機(jī),40 個(gè)引腳,32 個(gè)外部雙向輸入/輸出(I/O)端口,同時(shí)內(nèi)含2 個(gè)外中斷口,2 個(gè)16 位可編程定時(shí)計(jì)數(shù)器,2 個(gè)全雙工串行通信口,AT89C51 可以按照常規(guī)方法進(jìn)行編程,也可以在線編程。
紅外發(fā)射電路模塊:?jiǎn)纹瑱C(jī)發(fā)出的信號(hào)如何被紅外發(fā)射管識(shí)別,發(fā)射管能否正常發(fā)射紅外信號(hào)是發(fā)射電路要解決的關(guān)鍵問(wèn)題。要發(fā)射紅外信號(hào),必須要有紅外發(fā)射器件。紅外發(fā)光二極管是一種能產(chǎn)生紅外光的發(fā)光二極管,目前大量使用的紅外發(fā)光二極管發(fā)出的紅外線波長(zhǎng)為940nm 左右,外形與普通發(fā)光二極管相同,只是顏色不同。常見(jiàn)的紅外發(fā)射二極管有黑色,透明色,它與普通發(fā)光二極管的最大區(qū)別在于所發(fā)出的光為不可見(jiàn)光,而普通發(fā)光二極管發(fā)出的是各種顏色的可見(jiàn)光,通常,紅外發(fā)光二極管分為兩種結(jié)構(gòu)形式:一種是遙控發(fā)射型紅外發(fā)光二極管(即最常用的手持遙控器所用的紅外發(fā)射二極管);一種是近距離發(fā)射型紅外發(fā)光二極管,這種二極管把紅外光的發(fā)射與接收共集為一體。由于本設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的是家居遙控,因此采用第一種即可。
如圖所示為系統(tǒng)遙控發(fā)射原理圖,P1.0 口為按鍵輸入口;P2.0 口為紅外發(fā)射端口,用于輸出38kHz 載波編碼,脈沖經(jīng)9013(NPN)放大然后由紅外發(fā)射管輸出;第9 腳為單片機(jī)的復(fù)位腳,采用RC 手動(dòng)復(fù)位電路;18、19 腳接晶振。
紅外接收電路模塊:接收電路和調(diào)光電路的實(shí)現(xiàn)均是通過(guò)繼電器實(shí)現(xiàn)的,給每一個(gè)繼電器串聯(lián)一個(gè)電阻,構(gòu)成一個(gè)回路,本電路將四個(gè)繼電器回路并聯(lián),連接在P0 口上,當(dāng)四個(gè)繼電器均閉合時(shí),燈最亮,當(dāng)三個(gè)繼電器工作時(shí),燈較亮,當(dāng)兩個(gè)繼電器工作時(shí)燈次亮,當(dāng)一個(gè)繼電器工作時(shí),燈最暗,當(dāng)四個(gè)繼電器都不工作時(shí),燈泡處于關(guān)閉狀態(tài)。接收電路圖如圖6所示:
所用的紅外線接收器SM0038 的解調(diào)中心頻率為38KHz,故發(fā)射頻率也采用38kHz,本電路采用一路按鍵,一種編碼方式實(shí)現(xiàn)對(duì)電路的控制,接收端根據(jù)接收到的不同編碼個(gè)數(shù)實(shí)現(xiàn)燈的不同亮度的調(diào)節(jié)控制。每一次P1.0 口為低電平時(shí),則確定鍵被按下,由P2.0 口發(fā)射一個(gè)編碼。接收端接收編碼時(shí)進(jìn)行判斷,首個(gè)低電平是否大于2ms,如果是,再判斷是否是正確的編碼,如果是,num加1,亮度調(diào)暗一檔。本設(shè)計(jì)最大的難點(diǎn)是如何實(shí)現(xiàn)紅外信號(hào)的發(fā)射與接收,為了減少電路的繁瑣,可以使用單片機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)軟件編碼解碼,能大大提高電路的靈活性,降低了成本,僅僅使用一個(gè)鍵就能實(shí)現(xiàn)對(duì)一個(gè)燈具的開(kāi)關(guān)和亮度調(diào)節(jié),若是把一個(gè)按鍵開(kāi)關(guān)改設(shè)成一個(gè)矩陣鍵盤(pán),就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)家里的燈具的開(kāi)關(guān)和亮度控制,實(shí)用性很強(qiáng)。