红外线遥控器的原理
目前,人们的物质文化生活水平日益提高,各种各样的家用电器走进了千家万户,其中,大多数的家用电器都有各自不同的遥控器,人们常常为了控制某台电器而到处寻找其对应的遥控器,这样,就给人们的生活带来了很多不便。为了解决这个问题,本文提出一个多功能遥控器的设计方案:该遥控器可以通过自学习而拥有对多台电器的遥控功能,即省时、又省力,从而使人们免除同时面对功能众多遥控器的烦恼。
遥控器由红外接收及发射电路、信号调理电路、中央控制器8031、程序及数据存储器、键盘及状态指示电路组成。
遥控器有两种状态:学习状态和控制状态。当遥控器处于学习状态时,使用者每按一个控制键,红外线接收电路就开始接收外来红外信号,同时将其转换成电信号,然后经过检波、整形、放大,再由CPU定时对其采样,将每个采样点的二进制数据以8位为一个单位,分别存放到指定的存储单元中去,供以后对该设备控制使用。当遥控器处于控制状态时,使用者每按下一个控制键,CPU从指定的存储单元中读取一系列的二进制数据,串行输出(位和位之间的时间间隔等于采样时的时间间隔)给信号保持电路,同时由调制电路进行信号调制,将调制信号经放大后,由红外线发射二极管进行发射,从而实现对该键对应设备功能的控制。
部分电路的设计
1、红外线接收电路
按学习/控制键使CPU切换到学习状态,此时学习状态指示灯D5点亮,在按下某一设备选择键时,程序调整数据指针(由程序开发者设定),使其指向数据存储器的某一指定长度数据区的起始单元,当同时按下本遥控器的某一控制键和被学习遥控器的某一控制键时,8031就会由程序控制向P3.1管脚(即JR端)输出低电平(原初始化程序将其设置为高电平),JR端的电平信号是或非门U1A的控制电平。当P3.1=0时,U1A输出为输入端的反相信号。即由D1、U4构成的红外线接收电路负责接收被学习遥控器发送来的信号,当D1有红外信号输入时,该信号经U4解调、整形、放大后(此解码脉冲与原编码脉冲反相位)由7管脚输出,经或非门U1A反向经由IN管脚输入给8031的P1.4管脚,此信号的个高电平脉冲向C4迅速充电(合理选择R3,R4的参数,以防止重复触发),同时通过U2A的IT管脚向8031的INT1管脚送一个下降沿信号,CPU响应中断后,从P14定时采集U1A的IN红外线编码信号,形成一系列二进制数码,并以8位为单位存放到指定设备、指定按键的数据区(可以通过一码连发进行错误校验),从而完成一个键的学习。如果再学习其他键的功能,方法相同。如果想学习另外设备的各个键的功能,按下本遥控器的另外一个设备选择键,然后分别按下各个功能控制键,从而学习被学习遥控器的各个功能。
2、红外线发射电路
按学习/控制键使CPU切换到控制状态,同时控制状态指示灯D6点亮,此时按下某一设备选择键,系统就会处于某一设备的控制状态下,再按下某一功能控制键时,系统通过设备号和功能键号进行寻址,找到对应设备对应功能键的数据存储区地址(这些数据是由学习该键功能时分点采集而得来的),依次读出这些数据,由CPU控制通过P1.5管脚依次以位为单位定时(时间间隔同采样时间间隔)输出给调制电路U2B的OUT管脚,经过由U2B、U2C、C5、R7、R8组成的调制电路调制后(调制频率为38KHZ),再由Q1放大,驱动D4进行红外遥控信号输出,以实现对所选设备的某一功能的控制。
3、其他电路概述
本部分电路包括学习、控制指示电路,数据、程序存储电路,键盘电路等。学习、控制指示电路采用发光二极管进行指示,由8031的P1.6、P1.7管脚输出控制信号,再分别经过放大电路驱动D5、D6指示;设备号显示电路使用一位数码管静态显示;键盘电路采用查询式扫描键盘;程序存储器采用常见的ROM或EEPROM,数据存储器可以采用价格较为低廉且与6264或62128兼容的随机电可擦写存储器。
本设计只适用于码分制的红外遥控设备,而未涉及到频分制的红外遥控设备和调频信号为非38kHz的红外线遥控设备,如若要扩充遥控器的这些功能,只要在红外线接收电路中增加测频电路,在红外线发射电路中使用数控信号发生器做调制电路即可。
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