單片機紅外遙控原理鍵點陣圖

1. 用紅外遙控器怎麼實現調節功放的音量大小，用單片機嗎

紅外遙控的音頻功放設計與製作

1.引言

本項目以單片機為核心，開發設計了具有紅外線遙控功能的功率放大器，整個系統構思巧妙，設計合理，實用性強。

2.發射電路原理

要使紅外線接收器能夠接收到的紅外線信號，我們必須紅外線發射時具有一定的信號特徵。

常用的區分指令信號的特徵是頻率特徵和碼組特徵，即用不同的頻率或不同編碼的電信號代表不同的指令。我們這里用到的是碼組特徵。碼分制紅外遙控電路就是指令信號產生電路以不同的脈沖編碼(不同的脈沖數目及組合)代表不同的指令。對於圖1來講，當不同的指令鍵被按下時，單片機編碼電路產生不同脈沖編碼的指令信號，也就是進行編碼，然後經調制電路調制，變為編碼脈沖調制信號，再由驅動電路驅動紅外發射器件發射紅外光信號。

本文用到的碼分制紅外線遙控系統的發射部分原理（如圖1）。

在發射部分電路中由於關鍵的編碼部分電路功能本文使用了美國公司Microchip生產的PIC16F84A單片機來實現，因而電路顯得非常簡潔。使用PIC16F84A單片機的好處還在於我們只要改變單片機里的程序就可以改變電路功能同時也可以實現一個遙控器控制多種機器。

發射部分的原理圖（見圖2）。

這個電路很簡潔，下面我們來簡單介紹一下。它一共有K1、K2、K3、K4四個按鍵。當按下按鍵K1時單片機PIC16F84A的第六個引腳RB0接地，表示給RB0一個低電平的有效信號。單片機PIC16F84A的6、7、8、9引腳都是它的信號輸入端，這4個輸入端都是低電平有效，高電平無效的，具體情況將在下一節介紹。單片機PIC16F84A收的K1發來的低電平信號後按照程序的設定在17引腳RA0輸出一串二進制碼10000000。該信號還很微小不能用來直接推動紅外線發光二極體，因此需要放大器放大。

在這里我們用三極體Q1來做放大器，它的型號是C1815，一個NPN型三極體。二進制碼信號經過放大後就可以推動紅外線發光二極體了。紅外線發光二極體D1負責把電信號轉換成紅外線信號並發射出去。

K2、K3、K4的功效和K1差不多，只是按下K2、K3、K4後，單片機PIC16F84A根據不同的引腳收到的有效信號後在17引腳RA0輸出的二進制碼不同。接收部分的電路就是根據二進制碼的不同來辨別用戶到底是按下哪個按鍵。

電路中的4MHz晶體振盪器和兩個22pF的電容是用來為單片機PIC16F84A提供基準頻率的。該電路使用4.5V的直流電源，由三節干電池提供。

電阻R1、R2、R3、R4的作用是在按鍵按下前連接單片機PIC16F84A的輸入引腳和電源，使引腳輸入高電平。當按鍵K按下時電阻起分壓作用，保證單片機PIC16F84A引腳有低電平輸入。

3.接收電路

紅外遙控的接收就是由紅外接收器件光電二極體或光電三極體接收下來，再把紅外光信號轉換成電信號。紅外遙控接收器由紅外線接收器件、前置放大電路、解調電路、指令信號檢出電路、記憶及驅動電路、執行電路組成。當紅外接收器件收到發射器的紅外指令信號時，它將紅外光信號變為電信號並送入前置故大器進行放大，再經解調器後，由指令信號檢出電路將指令信號檢出，最後記憶及驅動電路驅動執行電路，實現各種操作。

紅外遙控的接收部分的原理方框圖（如圖3）。

接收部分電路主要包括直流穩壓電源提供電路、紅外線接收電路、放大電路、顯示電路、

音頻功放電路。這個電路顯然比上一章的紅外線發射電路復雜多了，在這里我們先看一下接收部分的電路圖再慢慢分析它的原理。

接收部分的電路圖（見圖4）。

接收部分電路的顯示，音頻功放等功能需要較大的功率和電壓。因此我們不能用電池做電源，而是要用220V的交流生活用電源。可是220V的電源對於PIC16F84A單片機、DAC0830等晶元來說太高了，而且它們需要的是直流電源。所以我們需要把220V交流電變成幾伏的直流電源，這個工作是由直流穩壓電源電路完成的。這部分電路由兩個部分組成：1.降壓整流電路；2.穩壓電路、降壓整流電路由一個變壓器和4個整流二極體組成。如圖4.2所示，220V交流電通過變壓器T01後從220V的交流電壓變成15V左右的交流電壓，15V的交流電壓經過4個整流二極體整流後，轉換成有部分交流成分的直流電壓。在這部分電路的製作時要注意兩點：

1.變壓器初級必須接在220V交流電一端，次級接在電路板上。如果接錯輕則燒壞電路板，重則可能傷害到人生安全。初、次級的區分可以通過測變壓器的內阻辨別——內阻大的是初級，內阻小的是次級。

2.整流二極體的排列方向必須正確。整流二極體排列錯誤就會燒壞電容，也有可能會燒壞後面的晶元。

穩壓電路由一些電阻電容和穩壓晶元7805、7809組成。這部分電路的功能是對上一級電路提供的直流電壓進一步整流、穩壓、降壓，最後產生後面電路需要的5V直流電源和9V直流電壓。

如圖4.2，R01、R02、R18的作用是分壓、限流，它們使電壓進一步下降和當後面電路出現短路等毛病時可以限制電路過大保護電路。電容C01、C02、C03等電容的作用的濾波，使電壓的波形

更加平穩。這部分電路的關鍵功能是由穩壓晶元7805和7809實現。7805可以把前面的不穩定電壓

轉換成穩定的5V直流電源，輸出給晶元PIC16F84A和CD4511使用。7809可以把前面的不穩定電壓轉換成穩定的9V直流電源輸出給晶元DAC0830使用。

紅外接收電路由光電三極體Q03PIC16F84單片機等組成。光電三極體能夠把發射部分電路的紅外線發光二極體發射出來的紅外線信號接收下來，然後轉換成相應的電信號輸入到單片機PIC16F84A的6號引腳RB0中。

單片機PIC16F84A是接收部分電路的核心部件。它負責對接收到的信號解碼、識別，再根據接收到的信號輸出控制信號，控制下面電路的驅動電路和顯示電路。電容C06、C07、晶體振盪器X01可以產生4MHz的振盪時鍾信號為單片機PIC16F84A提供和發射部分的單片機一樣的時鍾信號，使它們可以同步工作。

放大電路由三極體Q01、Q02和一些電阻電容組成。它們的工作是對單片機PIC16F84A輸出的控制信號放大，推動下一級電路工作。

顯示電路由晶元CD4511和LED顯示管組成。它們的工作是顯示單片機輸出的信號是否符合設定的程序，方便電路的檢測與調試。參考圖4晶元CD4511接收的到單片機PIC16F84A發出的信號後就在相應的引腳發出高電平由LED顯示管顯示出來。

音頻功率放大器的類型很多，根據使用器件的不同，可分為純電子管、晶體管、集成電路、場效應管功率放大器。本項目的音頻功放電路選用晶元LM4756，由0AC0830進行D/A變換，控制功率放大器音量大小。

在發射電路中由於關鍵的編碼部分電路功能本設計使用了美國公司Microchip生產的PIC16F84A單片機來實現，因而電路顯得非常的簡潔。接收電路中也用到PIC16F84A，它負責把接收的信號解碼，輸出信號來控制音頻功放電路和顯示電路。使用PIC16F84A單片機的好處還在於我們只要改變單片機里的程序就可以實現電路功能的改變，同時也可以實現一個遙控器控制多種機器。

4．PCB設計與製作

根據電路原理圖，運用了Protel99軟體對電路進行了PCB設計，包括元器件的布局與布線，最後成功製作PCB板。這是該畢業設計的主要內容之一。

（1）元件的布局：手工布局，一般是遵循相關的元件放在一起的原則，有特殊要求的元件特別處理；例如開關、跳線、去耦電容等。

（2）PCB布線：布線的宗旨是能使線布到最合理最密集，而干擾最小。本設計採用手工布線與自動布線相結合的手段。先對有特殊要求的走線進行預布，例如電源線、地線和信號線等。

然後按照設定的規則自動布線；最後對完成的布線進行逐一的檢測。盡量減少過孔，使走線最短，最合理。

設計的PCB布線圖（見圖5）。

5.測試結果

在接收電路的電源功能上通過調試後在IC117805的輸出端輸出+5V的直流電壓供晶元

PIC16F84A和CD4511使用；在晶元IC127809的輸出端輸出穩定的+9V的直流電壓。電路實現的功能如下：

（1）實現了較遠距離的紅外線遙控。最遠遙控距離為十米左右。

（2）實現了音頻功放，最大輸出功率高達35W。

2. 紅外線遙控器的原理是什麼

紅外遙控器是利用一個紅外發光二極體，以紅外光為載體來將按鍵信息傳遞給接收端的設備。紅外光對於人眼是不可見的，因此使用紅外遙控器不會影響人的視覺（可以打開手機攝像頭，遙控器對著攝像頭按，可以看到遙控器發出的紅外光）。

3. 請問一下這個電路中的紅外發射和接收電路能否用同一塊單片機控制。

AT89S52單片AT89C2051單片機控制紅外發射和接收電路

AT89S52紅外遙控密碼鎖發射模塊電路原理圖

紅外發射模塊僅僅是一手持遙控器，由AT89C2051單片機及鍵盤電路、按鍵K及紅外發光二極體組成。發射電路原理圖如圖2所示。

發射模塊設置的密弊灶碼必須與本機接收模塊相同(設置密碼方法見2．2．1節)，所設密碼保存在RAM存儲器的31H～38H單元。在待機狀態下，系統工作在空閑方式，當按鍵K按下時，系統上電工作，依次發送密碼信號。這樣做的優點是，密碼不但能跟隨主機任意改動，而且遙控開鎖時，僅按一鍵就可完成開鎖，方便了用戶

紅外接收電路的設計

紅外接收電路中使用一體化紅外接收頭TLl838接收紅外信號。TLl838集紅外接收和放大於一體，不需任何外接元件，就能完成從紅外接收到輸出與TTL電平兼容的所有工作，而體積和普通的塑封三極體大小一樣。TL1838的輸出波形如圖4所示。當接收到頻帶內的紅外信號時，TLl838會輸出低電平，否則數據高電平，從而將「時斷時續」的紅外信號解調成原來的連續方波信號。

報警電路的設計

報警電路採用了蜂鳴器發聲模擬報警，蜂鳴器接在CPU的引腳P2．1上，通過NPN型三極體做電流放大，通過單片機控制蜂鳴器的頻率及蜂鳴時間。當輸入錯誤的密碼進行開鎖時，由P2．1口輸出高電平使得NPN型三極體9014導通，蜂鳴器兩端加電，由蜂鳴器發出3s的報警咐喚聲，當連續三次出現密碼錯誤時，系統將長租簡扮時間報警，有效起到了防盜作用。

4. 紅外遙控器原理 遙控器原理圖

遙控器是一種用來遠控機械的裝置。現代的遙控器，主要是由集成電路電板和用來產生不同訊息的按鈕所組成。下面一起來看看紅外遙控器原理以及遙控器原理圖吧。

紅外遙控器原理

紅外線遙控系統一般由發射器和接收器兩部分組成。發射器由指令鍵、指令信號產生電路、調制電路、驅動電路及紅外線發射器組成。當指令鍵被按下時，指令信號產生電路便產生所需要的控制信號，控制指令信號經調制電路調制後，最終由驅動電路驅動紅外線發射器，發出紅外線遙控指令信號。

接收器由紅外線接收器件、前置放大電路、解調電路、指令信號檢出電路、記憶及驅動電路、執行電路組成。當紅外接收器件收到發射器的紅外指令信號時，它將紅外光信號變成電信號並送到前置放大電路進行放大，再經過解調器後，由信號檢出電路將指令信號檢出，最後由記憶電路和驅動電路驅動執行電路，實現各種操作。

控制信號一般以某些不同的特徵來區分，常用的區分指令信號的特徵是頻率和碼組特徵，即用不同的頻率或者編碼的電信號代表不同的指令信號來實現遙控。所以紅外遙控系統通常按照產生和區分控制指令信號的方式和特徵分類，常分為頻分制紅外線遙控和碼分制紅外線遙控。

1紅外遙控系統發射部分

紅外遙控發射器由鍵盤矩陣、遙控專用集成電路、驅動電路和紅外發光二極體三部分組成，結構如圖1所示。

當有鍵按下時，系統延時一段時間防止干擾，然後啟動振盪器，鍵編碼器取得鍵碼後從ROM中取得相應的指令代碼(由0和1組成的代碼)，遙控器一般採用電池供電，為了節省電量和提高抗干擾能力，指令代碼都是經32～56kHz范圍內的載波調制後輸出到放大電路，驅動紅外發射管發射出940nm的紅外光。當發送結束時振盪器也關閉，系統處於低功耗休眠狀態。載波的頻率、調制頻率在不同的場合會有不同，不過家用電器多採用的是38kHz的，也就是用455kHz的振盪器經過12分頻得到的。

遙控發射器的信號是由一串0和1的二進制代碼組成的，不同的晶元對0和1的編碼有所不同，現有的紅外遙控包括兩種方式：脈沖寬度調制(PWW)和脈沖位置調制(PPM或曼徹斯特編碼)。兩種形式編碼的代表分別是NEC和PHILIPS的RC-5。

2紅外遙控系統接收部分

接收部分是由放大器、限幅器、帶通濾波器、解調器、積分器、比較器等組成的，比如採用較早的紅外接收二極體加專用的紅外處理電路的方法，如CXA20106，此種方法電路復雜，現在一般不採用。但是在實際應用中，以上所有的電路都集成在一個電路中，也就是我們常說的一體化紅外接收頭。一體化紅外接收頭按載波頻率的不同，型號也不一樣。由於與CPU的介面的問題，大部分接收電路都是反碼輸出，也就是說當沒有紅外信號時輸出為1，有信號輸出時為0，它只有三個引腳，分別是+5V電源、地、信號輸出。

系統的設計

1單片機編碼發射部分

①鍵盤部分

紅外遙控器的發射器電路比較簡單，由一個4×4矩形鍵盤、一個PNP驅動三極體、一個紅外線發光二極體和兩個限流電阻組成。要遙控哪台接收器由鍵盤輸入，即由鍵盤輸入要紅外遙控的地址，地址經過編碼、調制後通過紅外發光二極體發射出去。

矩陣鍵盤部分由16個輕觸按鍵按照4行4列排列，將行線所接的單片機的I/O口作為輸出端，而列線所接的作為輸入。當沒有鍵被按下時，所有輸出端都是高電平，代表沒有鍵按下。有鍵按下時，則輸入線就會被拉抵，這樣，通過讀入輸入線的狀態就可以知道是否有鍵被按下。

鍵盤的列線接到P1口的低4位，行線接到P1口的高4位，列線P1.0～P1.3設置為輸入線，行線P1.4～P1.7設置為輸出線。

檢測當前是否有鍵被按下。檢測的方法是使P1.4～P1.7輸出為0，讀取P1.0～P1.3的狀態，若P1.0～P1.3為全1，則無鍵閉合，否則有鍵閉合。

去除鍵抖動。當檢測到有鍵按下後，延時一段時間再做下一步檢測判斷。

若有鍵按下，應該識別出是哪一個鍵閉合。方法是對鍵盤的行線進行掃描。P1.4～P1.7按下面4種組合依次輸出1110，1101，1011，0111，在每組行輸出時讀取P1.0～P1.3，若全為1，則表示0這行沒有鍵輸入，否則有鍵閉合。由此得到閉合鍵的行值和列值，然後採用計算的方法或者查表的方法將閉合鍵的行值和列值轉換成所定義的值。

為了保證每閉合一次CPU僅作一次處理，必須去除鍵釋放時的抖動。產生的鍵值放在發送資料庫區，30H存放的是產生的鍵值，即要遙控的8位地址共1位元組，31H放的是和30H中的相同的8位地址，地址碼重發了一次，主要是加強遙控器的可靠性，如果兩次地址碼不相同，則說明本幀數據有錯，應該丟棄。32H放的是00H(為了編程簡單)，33H放的是0FFH，一共32位數據。要發送數據時，只要到那裡讀取數據即可，然後調用發射子程序發送。

②載波部分

根據前面介紹的紅外遙控的基本原理，紅外遙控器編碼調制的方法其實很簡單，只要生成一定時間長的電平就可以。再通過一個38kHz載波調制便可以發射編碼。載波的產生方法有多種，可以由CMOS門電路RC振盪器構成，或者由555時基電路構成等。

在此次設計中採用的是CPU延時，即用定時器中斷完成，用單片機的T0定時產生38kHz載波。設定定時器為方式2，即自動恢復初值的8位計數器。TL0作為8位計數器，TH0作為計數初值寄存器，當TL0計數溢出時，一方面置1溢出標志位TF0，向CPU請求中斷，同時將TH0內容送入TL0，使TL0從初值開始重新加1計數。因此，T0工作於方式2，定時精度比較高。根據計算，設定38KHz的定時初值，採用12kHz晶振的定時初值為0F3H，用11.0592kHz晶振時的初值為0F4H，設定好定時器中斷，在中斷程序中只寫入取反P2.0(CPLP2.0)，當要發送數據1時，前面560μs高電平發送時，先打開定時器中斷，再啟動定時器，允許定時器工作，延時560μs再關定時器，後面1690μs的低電平因為不發送信號，所以可以直接置P2.0高電平後，延時1690μs即可;數據0前面的560μs高電平和數據1的一樣，後面560μs的低電平因為不發送信號，所以可以直接置P2.0高電平後，延時560μs即可。

2紅外接收解碼電路

紅外遙控接收採用一體化紅外接收頭，它將紅外接收二極體、放大器、解調、整形等電路安裝在一起，只有三個引腳。紅外接收頭的信號輸出端接單片機的INT0端，單片機中斷INT0在紅外脈沖下降沿時產生中斷。電路如圖3.3所示，圖中增加一隻PNP三極體對輸出信號放大，R和C組成去耦電路抑制電源干擾。

3遙控信號的解碼演算法

平時，遙控器無鍵按下時，紅外發射二極體不發出信號，遙控接收頭輸出信號1，有鍵按下時，0和1的編碼的高電平經遙控接收頭反相後會輸出信號0，由於與單片機的中斷腳相連，將會引起單片機中斷(單片機預先設定為下降沿產生中斷)。

遙控碼發射時由9ms的高電平和4.5ms的低電平表示引導碼，用560μs的高電平和560μs的低電平表示數據「0」，用560μs的高電平和1690μs的低電平表示數據「1」，引導碼後面是4位元組的數據。接收碼是發射碼的反向，所以判斷數據中的高電平的長度是讀出數據的要點，在這里用882μs(560～1690μs之間)作為標尺，如果882μs之後還是高電平則表示是數據1，將1寫入寄存器即可(數據為1時還需要再延時一段時間使電平變低，用來檢測下一個低電平的開始)。882μs後電平為低電平則表示是數據0，則將0寫入寄存器中，之後再等待下一個低電平的到來。

繼續接收下面的數據，當接收到32位數據時，說明一幀數據接收完畢，然後判斷本次接收是否有效，如果兩次地址碼相同並且等於本系統的地址碼，數據碼和數據反碼之和等於0FFH，則接收的本幀數據有效，點亮一隻發光二極體，否則丟棄本次接收到的數據。

接收完畢後，初始化本次接收到的數據，准備下次遙控接收。

以上就是小編為大家介紹的遙控器原理，希望能夠幫助到您。更多關於遙控器原理的相關資訊，請繼續關注土巴兔學裝修。