摘要
红外通信技术是目前世界范围内被广泛使用的一种短距离无线连接技术。本文阐述了外围设备通过红外串口与计算机的通讯方式，深入分析了红外通信技术的工作原理，并重点介绍了利用单片机AT89C52和AT89C2051实现红外发射和接收电路的设计方法。发射电路采用单片机89C2051将待发送的二进制信号编码调制为40KHz的脉冲信号通过红外发射管发射红外信号。红外接收端采用一体化红外接收头HS0038接收红外接收信号。它同时对信号进行放大检波，整形得到TTL 电平的编码信号再送给单片机。经单片机解码实现对不同设备的控制。整个电路耗电省、简单可靠、操作灵活、性能价格比高，较好地满足了现代生活，生产和科研的需要。
关键词：红外通信，红外发射，红外接收，单片机
ABSTRACT
The infrared communication is a wireless connection technology used widely in the world nowadays. This thesis explains the methods of serial communication between computer and periphery device, deeply analyzes the principle, talks about the way of using the infrared communication port，and The article highlighted the design method of transmitting and receiving circuit by infrared control which use single-chip microcomputer AT89C51 and AT89C2051. The emission circuit concocts the binary system signal coding which is prepared to send with the signle-chip microcomputer 89C2051.Then the pulse signal uses infrared emission diode to send the infrared signal. The infrared signal is received by the integrative infrared receiving HS0038. At the same time the signal is magnified and plasticed to get the TTL coding signal sending to the signle-chip microcomputer. After that the signle-chip microcomputer decodes the signal to control different equipments. The entire circuit is simple, reliable, flexible operation，high-performance, of high value and low cost, and it can meet the modern life, production and research need. The infrared remote system is abroad used in the wirings, security ward and people daily life.
Key Words: Infrared Communication, Infrared emission，Infrared receiving，Single-chip microcomputer
目录
摘要 (1)
ABSTRACT (2)
第1章引言 (4)
1.1 红外通信的背景 (4)
1.2 红外通信技术简介及其发展前景 (4)
1.2.1 红外无线通信的特点 (4)
1.2.2 IrDA无线通信协议简介 (6)
1.2.3 红外无线技术的发展前景 (6)
第2章红外无线数据通信基本原理 (8)
2.1 红外技术 (8)
2.1.1 红外辐射基本理论 (8)
2.1.2 红外发射器（IR LED）和探测器(IR PIN Photodiode) (8)
2.1.3 红外控制器 (9)
2.2 红外无线数字通信的数学基础 (10)
2.2.1 红外无线通信的IM/DD信道模型 (10)
2.2.2 高效率红外链路的建立 (12)
2.2.3 红外编码技术 (18)
第3章红外通信系统的设计 (24)
3.1 红外收发电路的硬件设计 (24)
3.1.1芯片介绍 (25)
3.1.2红外编码发射模块电路 (29)
3.1.2红外解码接收模块电路 (31)
3.2 红外通信系统的软件设计 (32)
3.2.1 主控软件流程图 (32)
3.2.2数码帧的接收处理 (33)
第4章调试 (35)
第5章结束语 (38)
参考文献 (40)
附录： (42)
附录1 红外传输编解码原理图 (42)
附录2 系统源程序 (43)
第1章引言
1.1 红外通信的背景
随着电子技术的发展，无线通信得到了越来越广泛的应用，市场上许多无线通信产品都是基于无线电技术的。然而，无线电信号的频率范围已经非常拥挤，并且各个国家对无线电频谱范围管理都比较严格，可提供的频率范围已经非常短缺。因此，希望找到有一种能够适合各个国家规范要求的无线通信手段。另一方面，电磁波谱的光学范围在全球市场上没有严格管制，并且不需要认证。
随着笔记本和个人数字产品（PDA，Personal Digital Assistant）的增长，已经对用于个人无线传输（PWD,Personal Wireless Delivery）系统和桌面网络（DAN,Desk Area Networks）系统的红外无线通信进行了大量的研究。红外无线数据通信能够满足正对放置设备的高位速率数据通信要求，并且具有巨大的、不受限制的带宽潜力。红外无线数据通信还具有较低的价格和功耗的优势。在以1Mbps的速率传输时，红外无线通信需要大约150mW的功率，而无线电通信却需要大约1W 的功率。由于红外线不能穿透墙壁等不透明物体，从而使得传输信息具有很高的安全性。然而，红外无线数据通信不能实现无线电通信具有的穿透物体传输信息的功能，同时，物体对光线的反射以及外界光线会对红外无线通信产生干扰。虽然如此，但并不影响红外通信技术在室内通信中的应用，因为在室内短距离的数据通信可以满足红外无线数据通信的环境要求。红外无线通信位速率也从最初的几Kbps达到目前的几百Mbps。
1.2 红外通信技术简介及其发展前景
1.2.1 红外无线通信的特点
红外无线通信采用红外线采用红外线作为通信载体，一般采用0.9μm波长
左右的红外线。调制方式一般采用ASK、QPSK、PPM等，传输速率为2.4kbps～16Mbps。红外线方式是电波法适用法规以外的方式，在通信速率和调制方式方面享有充分的自由。
红外线在短距离、室内应用中有较大的优势。红外通信成本低、速度快，而且带宽几乎不受限制。红外链路采用IM/DD(Intensity Modulation with Direct Detection,即亮度调制/直接探测)信道，因为载波的波长短，而且探测器面积相对较大，就能有效地避免多径衰减，所以红外链路组网简单。
红外线波长与可见光接近，它不能穿透不透明的障碍物，所以红外传输范围被限制在同一个房间内，但这种局限性却使通信的安全性得到了提高，也避免了不同房间的交叉干扰。要想在多个房间之间进行通信，就得通过有线途径增加红外接入点（Access Point）。红外线易受环境噪声的影响，如太阳光，电灯等。红外探测器的信噪比正比于接收光功率的平方，这就意味着IM/DD链路能承受的路径损耗很小，为了提高信噪比，降低误码率，就必须增大发射功率。我们把无线电波和红外线两种传输媒介的有关参数进行了比较，可以明显地看出红外线的特点，如表1-1。
表1-1无线电波通信与红外通信的比较
1.2.2 IrDA无线通信协议简介
美国IEEE学会的802委员会在1999年制定了适用于无线局域网的IEEE802.11协议，详细规定了无线局域网的物理层和MAC层的标准。
在IEEE802.11物理层标准中，除了使用2.4GHz频率的射频以外，还包括红外媒介的有关标准。一般使用0.85～0.9μm波长的红外线，目前规定速率是1Mbit/s和2Mbit/s。调制方式采用4或16的脉冲位置调制（PPM）。由于是光通信，基本是不需要穿越墙壁的，同时传播距离也比使用电波的802.11方式短得多，所以在通信距离比较短时，作为无线连接用的IrDA开始迅速普及。
IrDA即红外数据协会，全称The Infrared Data Association，是1993年6月成立的一个国际性组织，专门制定和推进能共同使用的低成本红外数据互连标准，支持点对点的工作模式。IrDA的宗旨是制定以合理的代价实现的标准和协议，以推动红外通信技术的发展。IrDA1.0可支持最高115.2kbps的通信速率，而IrDA1.1可以支持的通信速率达到4Mbps。
1.2.3 红外无线技术的发展前景
由于标准的统一和应用的广泛，更多的公司开始开发和生产符合IrDA 协议的模块，技术的进步也使得模块的集成度越来越高，体积也越来越小。符合IrDA标准的红外收发器目前被集成到很多设备中，包括便携机、PDA、打印机、手机、数码相机、手表以及一些用于有线网连接的无线接入点（Wireless Access Point）。
包括IBM、HP在内的大公司都投入了该技术的开发。该技术已经用于语音、数据通信等领域，正在发展的应用有ISDN的红外无线接入设备、分布式视频红外无线接入、计算机红外无线接入的软件支持、无线红外LAN、ATM网的
红外无线接入等，目前该技术正向高带宽、高速率方向发展。
目前红外无线技术领域的研究主要包括如下几个方面：红外无线通信的数学模型的建立；强背景干扰下的红外无线通信链路特性的实验研究；红外无线通信调制方式的分析；红外无线通信的均衡技术；红外无线LAN的原理及多址方式；红外无线LAN的通信协议；红外无线光接收机、光发射机的空间分集的研究等。
电子科技大学学士学位论文
第2章红外无线数据通信基本原理
2.1 红外技术
2.1.1 红外辐射基本理论
红外辐射俗称红外线，它是一种人眼看不见的光线。但实际上它与其他任何光线一样，也是一种客观存在的物质。任何物体，只要它的温度高于绝对零度（-273°C），就会有红外线向周围空间辐射。
红外线的波长范围大致在0.76μm到1000μm的频谱范围之内。相对应的频率大致在4×～3×Hz之间，红外线与可见光、紫外线、x射线、γ射线和微波、无线电波一起构成了整个无限连续电磁波谱。
红外辐射在大气中传播时，由于大气中的气体分子、水蒸汽以及固体微粒、尘埃等物体的吸收和散射作用，使辐射在传输过程中逐渐衰减。红外辐射在通过大气层时，有三个波段透过率高，他们是2～2.6μm、3～5μm和8～14μm，统称它们为“大气窗口”。这三个波段对红外探测器技术特别重要，因为红外探测器一般都工作在这三个波段之内。
2.1.2 红外发射器（IR LED）和探测器(IR PIN Photodiode)
红外收发器实现红外脉冲信号的产生和探测，需要满足规范要求和合适的通信波长。红外发射管由不同比率的Ⅲ-Ⅴ混合物制造成，这里的Ⅲ-Ⅴ混合物分别为三种元素（Al，Ga,In）和五种元素（Al，Ga,In,P,As）的混合物，采用这些混合物制造的红外发射管的发射波长为800nm到1000nm，具体波长与混合物的关系参见文献[1]。红外探测器一般带有GaAs或InP的带通滤波器，能够一定程度消除其他波长光线的影响，Barry证明了，半球形滤波器比平面滤波器的接收能量提高3dB。
图2-1 普通红外收发器外
目前，红外探测器外形多为BabyFace形状（见图2-1），许多国际知名的半导体公司生产红外收发器，如Vishay公司的TFDU4000系列通信速率为9.6Kbps，5000系列通信速率为9.6Kbps～1Mbps，6000系列通信速率为9.6Kbps～4Mbps；Agilent公司的HSDL1001、3000、3200、3201、3202通信速率为115.2Kbps，HSDL3220、3600通信速率为4Mbps；Zilog公司的ZHX1000、2000系列通信速率为2.4Kbps～4Mbps；SHARP公司的GP2W1001、1002、1301等系列通信速率从9.6Kbps到4Mbps。
市场上也有单独的红外发射器和红外探测器。红外发射器有Vishay公司的TSFF5xxx系列，上升、下降时间为10～15ns；Agilent公司的HSDL-4xxx系列，上升、下降时间为40ns。红外探测器有Agilent公司的HSDL-5xxx系列，上升、下降时间为7.5ns；Vishay公司的TSOP7000、5400，接收频率可以达到455KHz。
2.1.3 红外控制器
红外控制器完成对信号的数字编码解码。据红外数据传输速度的不同按照红外通信协议（IrDA）规定进行不同的编码，编码方式依红外无线通信协议的标准。目前，TI公司的TIR1000、TIR2000,能够用于控制各种模式，最高速率可达到IrDA1.1规定的4Mbps。其他的红外控制器还有美国国家半导体（National Semiconductor）的PC87108、PC87109，SMC公司的FDC37C669,MICROCHIP公司的MCP2120、MCP2122等。但目前红外控制器大多只能达到高速模式。实验中使用的超速红外控制器一般采用可编程逻辑器件来实现，如CPLD和FPGA。文献[2]实现的超高速红外无线通信用的红外控制器就是采用FPGA实现的。
2.2 红外无线数字通信的数学基础
2.2.1 红外无线通信的IM/DD信道模型
在红外链路中，最实用的调制方法是亮度调制（IM），被调制信号为载波的瞬时功率。最实际的降频变换技术是直接探测（DD），光电探测器生成电流与接收到的瞬时功率成正比，也就是正比于接收电场的平方。
红外通信的IM/DD信道模型如图2-2所示，发射信号X(t)表示红外发射管的瞬时光功率，接收信号Y(t)为光电探测器上的瞬时电流。Y（t）正比于光电探测器表面各位置瞬时光功率的积分。从图2-2中我们看到，接收电场的大小和相位存在空间变化，所以如果探测器尺寸比入射波波长小，就会出现多径衰减，
但一般探测器面积都是的许多倍，实现空间分集，从而避免了多径衰减。
图2-2 IM/DD红外链路模型
当发送光功率X(t)通过不同的路径传播时，红外信道还会有多路失真出现，这种失真通常在使用非定向式发射器和接收器，特别是漫射式链路中发生。
IM/DD信道模型可以用一个基带线性系统来表示，该系统的输入信号X(t)为瞬时光功率，输出信号Y(t)为光电流，系统的冲激响应为h(t);还可用频域响应传
递函数
来描述，H（f）是h（t）的傅立叶变换。
该系统特别适用于红外信道这种h（t）H(f)固定不变的模型，通常只有当发射器、接收器或房间内的物体被移动时才变化。在很多应用中，红外链路建立在可见光和红外光背景中，尽管用光学滤镜能减少接收的背景光，但仍然会有散粒噪声产生。这种噪声的强度很大，我们一般认为它是白噪声，与X(t)无关。没有背景光时，主要的噪声源就是接收器的前置放大器噪声，这也是与信号无关的高斯噪声(非白噪声)。因此我们通常将噪声N(0定义为与信号无关的高斯模型。它与光子计数器通道模型中与信号相关的泊松噪声不同。荧光灯发射的红外线一般是周期性的，有这种噪声时，给N(t)加上一个周期性成份即可(环境噪声将在下一节中详细讨论)，这样基带传输信道模型可总结为:
Y（t）=RX(t)⊙h（t）+N（t）（1）
其中⊙表示卷积，R是探测器的响应度(A/W)。虽然从(1)式看来这是一个简单的有加性噪声的传统线性滤波器通道，但红外系统与传统的电磁波系统有许多不同。因为信道的输入X(t)表示瞬时光功率，所以
X(t)≥0 （2）
且平均发送光功率:
（3）
而不是当X(t)表示幅度时的的时间平均。
平均接收光功率:
P=H(0)（4）
这里通道的直流增益H(0)=
在下一节中我们将提到，通信速率为的数字链路的性能与接收器的SNR(信噪比)有关:
SNR=
（5）
假设N(t)的主要成分是高斯白噪声，有着双边功率谱密度。由(5)式看出SNR与平均接收光功率P的平方成正比，这意味着在IM/DD红外信道中，要想提高信噪比就必须提高发射功率，而且路径损耗对信噪比有较大影响。这就和传统通道不同，它们的SNR只和平均接收光功率的一次幕成正比。
2.2.2 高效率红外链路的建立
在这一节中，我们将具体介绍影响红外通信链路性能和容量的原因，以及一些克服它们的方法。
2.2.2.1背景光噪声
在许多环境中会有来自太阳光、白炽灯或荧光灯的干扰，这些光的强度一般都会比真正的光信号强得多，即使用滤光片也无法完全消除它们的干扰。其中由光电流引起的散粒噪声对红外接收器的影响最大。
这里我们计算一下从稳定的背景光源接收到的光功率，从而计算出由它们引起的散粒噪声。假设红外接收器用了一个带宽为△λ的滤光片，峰值传输率为To，经过滤光片后的背景光的辐射照度为[W /(nm)]。如果背景光源定向发射，发射角为，则接收到的平均光功率为:
=（6）其中A为探测器的物理面积，
g()
g() )表示光集中器的增益，n为光集中器的折射率。
如果背景光源为非定向的，接收器由一个理想的集中器(视场)和红外探测器组成，那么接收到的背景光功率为:
（7）
2.2.2.2光电探测器和前置放大器
实用型的硅光电二极管采用的是850nm--950nm的红外线。目前较大面积的光电二极管有两种:PIN光电二极管和雪崩光电二极管(APD)。PIN光电二极管又称为快速光电二极管，在原理上和普通光电二极管一样，都是基于p-n结的
光电效应工作的。所不同的是在结构上，在p型半导体和n型半导体之间夹着一层较厚的本征半导体，PIN光电二极管具有响应速度快、灵敏度高、长波响应率大的特点。雪崩光电二极管是借助强电场作用产生载流子倍增效应(即雪崩倍增效应)的一种高速光电器件[3]。APD的灵敏度很高、响应速度更快，但使用时需要很高的反向偏压，电路设计复杂，而且价格较贵，所以商业中多用PIN光电二极管。
当一个普通的PIN光电二极管接收到瞬时光功率p(t)时，将会产生瞬时光电流i(t)=Rp(t), R为响应度(A/W)。假设接收到的信号光功率和背景光功率分别
为P和,且>>P，背景光引起的散粒噪声为(t) , 是高斯白噪声，与信号无关，那么单边功率谱密度为:
（8）
其中q为电荷，的单位是/Hz。
在前置放大器的设计中，跨导型的放大器比较适合于红外链路的应用，因为它有较大的动态范围和带宽。前端设备使用场效应管(FET)还可以降低噪声的影响。所以我们假设红外接收器采用基于场效应管的跨导型前置放大器。简单的电路原理图如图2-3所示。
图2-3 低噪声前置放大器原理图
假设是理想放大器，该电路的截止频率。红外接收器的输入电容,为了提高信噪比，探测器的面积比较
大，所以的大小主要由(探测器电容)决定。前置放大器总的输入噪声的功率谱密度
（9）
其中热噪声是主要的噪声源
(10)
其中k是波尔兹曼常数，T是绝对温度，Γ是场效应管的通道噪声因子，K
和a是FET的1/f 噪声系数，是FET的耗尽电流。式(10)中的第一部分是由反
馈电阻引起的白噪声，可以尽可能选择较大的来降低这部分噪声。第二部分噪声是由FET引起的白通道噪声，与成正比，所以它是一种高频噪声，减小
输入电容或者选择跨倒较大的场效应管(在功耗允许的情况下)都可有效地降低噪声。第三部分与f成正比，也是高频噪声，它由FET的1/f 噪声引起，同样我们可以通过相应的方法来降低它的影响。
2.2.2.3接收器的SNR和BER
信噪比(SNR)和误码率(BER)是衡量红外接收器的重要参数。假设红外发射器以速率发射非归零OOK (On-Of Keying)编码脉冲，平均发射功率为，平均接收功率P= H(O)。如果信道无失真，那么信道的增益H(f)= H(0)为常量。接收器中包括一个均衡器和一个前置放大器，如果忽略噪声，信号接收器的输出电流为0或2RP (A的函数)。同时输出的高斯型噪声总方差由散粒噪声方差和热噪声方差两部分分量组成:
（11）
所以SNR可由下式表示:
SNR=
（12）
相应的BER=,这里Q(x)=
例如当BER=时，SNR=15.6dB。
散粒噪声方差可表示为
（13）热噪声方差：
（14）
我们定义了噪声带宽因子=0.562, =0.0868,=0.184。参考(13)和(14)式，我们看到有着白功率谱密度的散粒噪声和噪声的方差都与传输速率成正比。而FET白通道噪声和1/f噪声方差则分别与和成正比，所以每个噪声分量的方差都是的函数。
(12 )式SNR的分子与探测器面积的平方()成正比，(13)式中散粒噪声方差总是与探测器面积(A)成正比。因此，当散粒噪声成为该系统的主要噪声时，SNR 与探测器面积成正比，即SNR A。(14)式中热噪声方差是个与A相关的复杂函数，当产生的噪声为主要噪声时，热噪声方差与A无关，此时SNR与探测器
面积的平方成正比，即SNR 。
实验证明，接收器使用半圆形滤光片封装比使用平面式滤光片降低发射功率3dB。这是因为只有半圆形的滤光片能在一个较宽的视场中既获得窄带信号，又保持较高的传输率。另外在下一节中我们将看到，如果用PPM编码代替OOK编码，平均发射功率还可以降低几个dB。
2.2.3 红外编码技术
红外无线通信系统的调制技术有OOK(开关调制)、ASK(幅移键控)、PSK(相移键控)、MSK(多路副载波调制)、PPM(脉冲位调制)等。
非定向红外信道模型可描述为一个具有加性高斯白噪声(AGWN,additive white Gaussian noise)的固定的线性系统。输入信号X (t)必须为正，并且它与(3)式中平均发送光功率相关。由冲激响应h(t)表示的信道在高比特率连接时会出现多路失真，从而引发码间干扰〔ISI〕，当ISI比较小时会造成光功率损耗，ISI 严重时则会造成很大的误码率〔BER)。
判断调制技术性能的最大标准是当BER控制在一定范围内时的平均接收光功率P。我们把在一个理想的冲激响应h(t) =δ(t)信道内传送OOK编码信号时的平均接收光功率值做为归一化标准，来衡量各种编码方法。即在一个理想信道内，
OOK编码所需归一化功率为OdB。我们定义了接收信噪比SNR正比于，所以另一个等价的标准是BER在一定范围内时的SNR。由于这个平方关系，当P改变1dB时，将造成SNR 2dB的变化。
对于一个大尺寸的光电二极管，要想在很宽的宽带上都达到频响稳定、噪声小的效果是有一定的困难的，所以衡量调制技术的第二大标准是接收器所需的带宽。对于所有的基带调制和单路副载波调制方案，我们定义带宽B为从零点
到〔发送波形X(t)的功率谱密度)的第一个过零点处的频率差。对于多路副载波调制，B定义为从零点到高频副载波的第一个过零点的频率差。我们把所需带宽归一化为B/。在图2-4 (a)～(d)中，分别给出了四种常见的调制方法的波形:(a)非归零OOK调制；(b)归零OOK调制，脉冲的占空比y=0.5；(c) 2PPM调制；(d) BPSK调制，副载波频率为信号周期的倒数。
图2-4 红外编码波形
图2-5 功率谱密度
发送信号(15)
其中，T=1/，四种调制方法的功率谱密度如图2-5。根据我们的定义，非归零OOK调制所需的带宽是后三种调制方法的1/2。
表2-1和图2-6给出了带加性高斯白噪声的理想信道中几种调制方法所需归一化带宽和功率的比较。这些调制方法包括：OOK、PPM、差分PPM、BPSK和QPSK等。
表2-1 各种红外编码方式所需带宽和平均功率的比较
38kHz 红外发射与接收 红外线遥控器在家用电器和工业控制系统中已得到广泛应用，了解他们的工作原理和性能、进一步自制红外遥控系统，也并非难事。 1.红外线的特点 人的眼睛能看到的可见光，若按波长排列，依次（从长到短）为红、橙、黄、绿、青、蓝、紫，如图1所示。 由图可见，红光的波长范围为0.62μm～0.76μm，比红光波长还长的光叫红外线。红外线遥控器就是利用波长0.76μm～1.5μm之间的近红外线来传送控制信号的。 红外线的特点是不干扰其他电器设备工作，也不会影响周边环境。电路调试简单，若对发射信号进行编码，可实现多路红外遥控功能。 2.红外线发射和接收 人们见到的红外遥控系统分为发射和接收两部分。发射部分的发射元件为红外发光二极管，它发出的是红外线而不是可见光，如图2所示。 常用的红外发光二极管发出的红外线波长为940nm左右，外形与普通φ5 mm发光二极管相同，只是颜色不同。一般有透明、黑色和深蓝色等三种。判断红外发光二极管的好坏与判断普通二极管一样的方法。单只红外发光二极管的发射功率约100mW。红外发光二极管的发光效率需用专用仪器测定，而业余条件下，只能凭经验用拉距法进行粗略判定。 接收电路的红外接收管是一种光敏二极管，使用时要给红外接收二极管加反向偏压，它才能正常工作而获得高的灵敏度。红外接收二极管一般有圆形和方形两种。由于红外发光二极管的发射功率较小，红外接收二极管收到的信号较弱，所以接收端就要增加高增益放大电路。然而现在不论是业余制作或正式的产品，大都采用成品的一体化接收头，如图3所示。红外线一体化接收头是集红外接收、
放大、滤波和比较器输出等的模块，性能稳定、可靠。所以，有了一体化接收头，人们不再制作接收放大电路，这样红外接收电路不仅简单而且可靠性大大提高。 图3是常用两种红外接收头的外形，均有三只引脚，即电源正VDD、电源负(GND)和数据输出(Out)。接收头的引脚排列因型号不同而不尽相同，图3列出了因接收头的外形不同而引脚的区别。 红外接收头的主要参数如下： 工作电压：4.8～5.3V 工作电流：1.7～2.7mA 接收频率：38kHz 峰值波长：980nm 静态输出：高电平 输出低电平：≤0.4V 输出高电平：接近工作电压 3．红外线遥控发射电路 红外线遥控发射电路框图如图4所示。 框图4是目前所有红外遥控器发射电路的功能组成，其中的编码器即调制信号，按遥控器用途的编码方式可以很简单、也可以很复杂。例如用于电视机、VCD、DVD和组合音响的遥控发射的编码器，因其控制功能多达50种以上，此时的编码器均采用专用的红外线编码协议进行严格的编程，然而对控制功能少的红外遥控器，其编码器是简单而灵活。前者编码器是由生产厂家的专业人员按红外遥控协议进行编码，而后者适用于一般电子技术人员和电子爱好者的编码。图4中的38kHz振荡器即载波信号比较简单，但专业用的和业余用的也有区别，专业用的振荡器采用了晶振，而后者一般是RC振荡器。例如彩电红外遥控器上的发射端用了455kHz的晶振，是经过整数分频的，分频系数为12，即455kHz÷12= 37.9kHz。当然也有一些工业用的遥控系统，采用36kHz、40kHz或56kHz等的载波信号。 因红外遥控器的控制距离约10米远，要达到这个指标，其发射的载波频率(38kHz)要求十分稳定，而非专业用的RC(38kHz)载波频率稳定性差，往往偏离38kHz甚至很远，这就大大缩短了遥控器的控制距离。因晶振频率十分稳定，所以专业厂家的遥控器全部采用晶振的38kHz作遥控器的载波发送信号。 图4中编码器的编码信号对38kHz的载波信号进行调制，再经红外发射管D向空间发送信号供遥控接收端一体化接收头接收、解调输出、再作处理。
Technical Data Sheet 3mm Infrared LED, T-1
HIR204C/H0
Features
?High reliability ?High radiant intensity ?Peak wavelength λp=850nm ?2.54mm Lead spacing ?Low forward voltage ?Pb free ?The product itself will remain within RoHS compliant version.
Descriptions
?EVERLIGHT’s infrared emitting diode(HIR204C/H0) is a high intensity diode , molded in a water clear plastic package. ?The device is spectrally matched with phototransistor , photodiode and infrared receiver module.
Applications
?Free air transmission system ?Infrared remote control units with high power requirement ?Smoke detector ?Infrared applied system
Device Selection Guide LED Part No.
HIR
Chip Material
GaAlAs
Lens Color
Water clear
Everlight Electronics Co., Ltd. Device No：DIH-020-053
http:\\https://www.doczj.com/doc/6017344689.html, Prepared date：07-20-2005
Rev 3
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Prepared by：JAINE TSAI
目前市售红外一体化接收头有两种:电平型和脉冲型,绝大部分的都是脉冲型的,电平型的很少。 电平型的,接收连续的38K信号,可以输出连续的低电平,时间可以无限长。其内部放大及脉冲整形是直接耦合的,所以能够 接收及输出连续的信号。 脉冲型的,只能接收间歇的38K信号,如果接收连续的38K信号,则几百ms后会一直保持高电平,除非距离非常近(二三十厘米以内。其内部放大及脉冲整形是电容耦合的,所以不能能够接收及输出连续的信号。一般遥控用脉冲型的,只有特殊场合,比如串口调制输出,由于串口可能连续输出数据0,所以要用电平型的。一般遥控器用455K经12分频后输出37917HZ,简称38K,10米接收带宽为38+-2K,3米为 35~42K。在没有环境反射的空旷空间,距离10米以上方向性会比较强。在室内, 如果墙是白色的,则在15米的空间基本没有方向性。 接收头要有滤光片,将白光滤除。在以下环境条件下会影响接收,甚至很严重: 1、强光直射接收头,导致光敏管饱和。白光中红外成分也很强。 2、有强的红外热源。 3、有频闪的光源,比如日光灯。 4、强的电磁干扰,比如日光灯启动、马达启动等。 38K信号最好用1/3占空比,这个是最常用的,据测试1/10占空比灵敏度更好。实际调制时间要少于50%。最好有间歇。 电平型的接收头只要接收到38K红外线就输出持续低电平,用起来非常爽,以前的老式接收头多半是这种类型,但其有个致命 弱点:抗干扰性太差,传输距离短(小于1m。
而脉冲型一体化红外线接收头必须接受一定频率38K的载波的基带信号才有正常输出,如发送500HZ的38K载波,脉冲型一体化红外线接收头输出500HZ方波,而如果发送连续的38K载波就会出项有瞬间低电平其后为高电平的现象。这种脉冲型一体化红外线接收头克服了传统电平型接收头的不足:传输距离相对更远,稳定性大大增加,抗干扰性更强。因此已经完全取代了老式的电平型接受头,在电子市场如不说明店主给你的绝对是脉冲性的。 手机拍照时可以查看红外发射管是否处于发射状态 红暴问题 有些厂家把能不能制造出无红暴红外灯当做一个技术问题来宣传,好像有红暴就是低技术,无红暴就是高技术。其实,有无红暴只是一个选择问题,并不是技术问题,波长超过700nm的光线叫做红外线,900nm以上的红外线基本无红暴,波长越短,红暴越强,红外线感应度也越高。现在市场上有两种主流红外灯,一种是有轻微红暴的,波长在850nm左右,一种是无红暴的,波长在940nm左右。同一款摄像机,在850nm波长的感应度,比在940nm波长的感应度好到10倍。所以850nm这种有轻微红暴的红外灯拥有更高的效率,应当做为红外夜视监控的首选项。 这说的有道理吗? 红暴是对红外灯工作状态的一个描述。工作灯在工作时,如果有红暴就会在管芯出现红色小点。如果没有红暴的话,工作和不 工作人眼看不出来。没有红点 850nm和940nm都有红爆,只不过940要比较弱一点 常见的红外发射管有940nm波长和850nm波长两种,940nm波长的红外发射管主要使用于调制编码及信号传输,而850nm 波长的主要用于安防等红外光源上,接收管则有850nm~950nm通用的型号。850的管和940的管区别在于他们的功率大
38khz红外发射与接收 38khz红外发射与接收 红外线遥控器在家用人的眼睛能看到的可见光,若按波长排列,依次(从长到短)为红,橙,黄,绿,青,蓝,紫,如图1所示. 由图可见,红光的波长范围为0.62μm～0.76μm,比红光波长还长的光叫红外线.红外线遥控器就是利用波长0.76μm～1.5μm之间的近红外线来传送控制信号的. 红外线的特点是不干扰其他电器设备工作,也不会影响周边环境. 人们见到的红外遥控系统分为发射和接收两部分.发射部分的发射元件为红外发光二极管,它发出的是红外线而不是可见光,如图2所示. 常用的红外发光二极管发出的红外线波长为940nm左右,外形与普通φ5mm发光二极管相同,只是颜色不同.一般有透明,黑色和深蓝色等三种.判断红外发光二极管的好坏与判断普通二极管一样的方法.单只红外发光二极管的发射功率约100mW.红外发光二极管的发光效率需用专用仪器测定,而业余条件下,只能凭经验用拉距法进行粗略判定. 接收电路的红外接收管是一种光敏二极管,使用时要给红外接收二极管加反向偏压,它才能正常工作而获得高的灵敏度.红外接收二极管一般有圆形和方形两种.由于红外发光二极管的发射功率较小,红外接收二极管收到的信号较弱,所以接收端就要增加高增益放大电路.然而现在不论是业余制作或正式的产品,大都采用成品的一体化接收头,如图3所示.红外线一体化接收头是集红外接收,放大,滤波和比较器输出等的模块,性能稳定,可靠.所以,有了一体化接收头,人们不再制作接收放大电路,这样红外接收电路不仅简单而且可靠性大大提高. 图3是常用两种红外接收头的外形,均有三只引脚,即红外接收头的主要参数如下: 工作电压:4.8～5.3V 工作电流:1.7～2.7mA 接收频率:38kHz 峰值波长:980nm 静态输出:高电平 输出低电平:≤0.4V 输出高电平:接近工作电压 3.红外线遥控发射电路 红外线遥控发射电路框图如图4所示. 框图4是目前所有红外遥控器发射电路的功能组成,其中的编码器即调制信号,按遥控器用途的编码方式可以很简单,也可以很复杂.例如用于电视机,VCD,DVD 和组合音响的遥控发射的编码器,因其控制功能多达50种以上,此时的编码器均采用专用的红外线编码协议进行严格的编程,然而对控制功能少的红外遥控器,其编码器是简单而灵活.前者编码器是由生产厂家的专业人员按红外遥控协议进行编码,而后者适用于一般图4中编码器的编码信号对38kHz的载波信号进行调制,再经红外发射管D向空间发送信号供遥控接收端一体化接收头接收,解调输出,再作处理.
红外遥控发射和接收系统设计 摘要 本设计是以红外技术为基础,可以实现无线遥控,摆脱了信息传递需要导线的限制,而且红外实现方式灵活,得到了广泛的应用。特别是随着芯片技术的发展,红外集成芯片价格的降低,更加扩展了红外的应用范围。现在在我们的日常生活中都能感受到红外的应用，以及它给我们带来的便利。本设计充分利用能够很容易买到的普通电视机遥控器，通过编码发射红外线，然后由通用红外接收芯片sw0038实现对红外的接收，但是因为考虑到题目的要求仅仅是实现对一个开关的简单开管控制，所以舍弃了依靠单片机来对遥控器发出的红外进行解码实现多种控制的方案。本方案简洁可行，充分利用现有的资源进行开发，取得比较好的效果，并且具有良好的移植性，可以通过简单的修改就应用到其他领域。 关键字：红外遥控红外解码双稳态 Abstract This design is take the infrared technology as a foundation, realizing the wireless remote control, getting rid of the the limit of wire information transmission. Beacause infrared technology is easy to be realized,it is widely used in many fields. Specially ,with the chip technology development, infrared integrated chip price reducing, even more expanded the infrared application scope . Now in our daily life ,we can feel the application of the infrared, and the convenience it has brought us.In this design,I take ordinary television remote control device to realize coding and Infrared Emission,then it is received by the general infrared receive chip sw0038 .what the topic requests is merely the realization of a simple switch control,so I give up the program on the MCU. The program is simple and feasible, making full use of the existing resources for development, and achieve fairly good results.It has a good portability,so only after a little change,it can be transplanted to other fields. Key word: infrared remote control infrared decode bistability
红外对管 特性简介： 直径：3mm，波长：940nm，工作电压：1.2V，工作电流：20mA，测量距离：<20cm。波段为红外光，受可见光干扰小。 红外对管电路连接图（对不同型号红外对管，可适当调整电阻以达到相关电气参数）1、AD采样实现避障功能 针对一些红外接收管容易受到可见光的影响，从而改变其阻值，容易造成系统的误判。可以考虑采用上面的电路。100－100k欧姆，是红外接收管在不同光线条件下（室内－阳光直射）的阻值的大小。在正常的光线下通过IOA0口A/D采集到一个电压值作为一个参考电压。 当随着光线变化时，IOA0口读进来的电压值也就发生变化。这个使用通过IOA4、IOA5、IOA6、 IOA7依次选通， 选择最接近参 考值的电压作 为判断电压。 该电路可 以避免可见光 带来的干扰，检 测障碍物的距 离在0－15cm。 效果不错。缺点 是引用占用IO 口较多，操作较 为复杂。
2、直流驱动避障电路 直流驱动红外探测器电路的设计与参数计算电路如图所示。W1和R1及V1构成简单直流发光二极管驱动电路，调节W1可以改变发光管的发光光强，从而调节探测距离，NE555及其外围元件构成施密特触发器，其触发电平可通过W2 控制，接收管V2和电阻R2构成光电检测电路。通过NE555第3脚输出的TTL电平可以直接驱动单片机I/O口。 由于555输出信号为TTL电平，单片机检测方便。缺点同样是容易受可见光干扰。 3、交流调制驱动避障电路 LM567及其外围芯片构成音频检频器，其检频频率f0由R4、C5决定:。其中f0为检频频率，当R4=10K，C5=222时，f0＝41KHz。这一振荡信号经过V3扩流后，驱动发光管，这样处理后可以保证发光频率与检频频率严格一致使LM567的输出仅与光强有关。为进一步提升探测距离，我们还设立了一级交流放大器，其增益约为240倍，虽然这样大的放大倍数放大器的线性和稳定性会较差，但对于频率检测不会造成太大的影响。 4、检测液滴电路
红外线发射管也称红外线发射二极管，属于二极管类。它是可以将电能直接转换成近红外 插件红外线发射管 光（不可见光）并能辐射出去的发光器件，主要应用于各种光电开关及遥控发射电路中。红外线发射管的结构、原理与普通发光二极管相近，只是使用的半导体材料不同。红外发光二极管通常使用砷化镓（GaAs）、砷铝化镓（GaAlAs）等材料，采用全透明或浅蓝色、 黑色的树脂封装。 广州市超毅电子有限公 司
红外线发射管的介绍 ?红外线发射管是由红外发光二级管矩组成发光体，用红外辐射效率高的材料（常用砷化镓）制成PN结，正向偏压向PN结注入电流激发红外光，其光谱功率分布为中心波长830～950nm。LED是英文Light Emitting Diode 的简称，表现是正温度系数，电流越大温度越高，温度越高电流越大，LED 红外灯的功率和电流大小有关，但正向电流超过最大额定值时，红外灯发射功率反而下降。 ?红外发射管中晶圆的厂家主要有：台湾有亿光（everlight），鼎元，国外的有韩国、日本多瓦晶圆，国内有深圳奥伦德等 ?红外发射管（红外线灯管）可广泛用于红外摄像机、音频输出等红外引用产品中，其里面晶片功率大小通常决定发射距离，但红外监控摄像机效果又与红外灯的角度，灯组多少，机板，镜头等有关。红外摄像机设计距离较近就用角度较大的IR发射管，并且还要跟镜头视角相配合;20米以上的必须用台湾正型12mil以上晶片，日本的也行。由于市场无序竞争，厂家标榜的照射距离和实际可视距离概念不清，大部分小的红外摄像机生产商为了降低生产成本大量采用国产及台湾10mil、8mil晶片，甚至散型晶圆封装的（包括封装厂IR 发射管不良品）做正型红外灯来装配摄像机。建议打长距离的用户还是用正型晶片封装的IR发射管，如台湾亿光相对衰减慢、夜视清晰）。
红外发射与接收电路实验 报告 （应电0612 学号01） 一、实验目的 制作一个简易红外发射与接收电路。要求自行装配、接线调试，并能检查和发现问题（使用万用板布线），掌握其基本原理与工作情况，并根据原理、现象和测量数据进行分析问题所在，加以解决。 二、实训材料清单及工具仪器： 万用表、示波器、电铬铁、镊子、拔线钳、螺丝刀等常用工具。 元件名称元件标号封装号 1N4001 D7 D3 1N4001 D9 D3 1N4001 D8 D3 1N4007 D3 D3 1N4007 D4 D3 1N4007 D2 D3 1N4007 D1 D3 2K R1 AXIAL-0.3 4.7K R8 AXIAL-0.3 5.1v D6 D3 10K R2 AXIAL-0.3 10K R11 AXIAL-0.3 10K R9 W3296 10uF/25V C2 EC1.5 20K R3 AXIAL-0.3 20K R5 AXIAL-0.3 27K R4 AXIAL-0.3 104 C6 CM150 104 C4 CM150 104 C3 CM150 510 R6 AXIAL-0.3 510 R10 AXIAL-0.3 510R R7 AXIAL-0.3 561 C5 CM150 4700uF/25V C1 EC4-6 9013 Q3 90XX 9013 Q2 90XX 9013 Q1 90XX
LED D5 LED NE555 IC2 DIP-8 NE555 IC1 DIP-8 RED LED LED RELAY3 ZJCA SRD 三、实验要求 使用万用板布线，红外发射的频率为38KHz，载波为250Hz。接收管经过射极放后驱动继电器。要求通电后继电器吸合，阻断红外发射信号继电器断开，信号通后继电器又吸合。通过继电器实现红外信号控制其他器件。 四、实验原理图 红外发射电路 红外接收电路 五、电路PCB板
红外收发对管 1、红外收发对管是一种利用红外线的开关管，接受管在接受和不接受红外线时电阻发生明显的变化，利用外围电路可以时输出产生明显的高低电平的变化，高低电平的变化输入单片机就可使之识别，从而实现智能控制。我们使用的单片机是凌阳61板，经过我们试验，在输入电压小于1.5伏时单片机识别为低电平，在输入电压大于1.85伏时单片机识别为高电平。 2、用途：蔽障、计数（记液体点滴的个数、记玻璃小球的个数、记小车轮子的转数）、寻迹 3、红外发射接收电路： 3．1输入信号采用38KHz的调制波 红外发射电路由电阻R2、三极管Q2、电阻R3与红外发射二极管D1构成，如图 接收电路由红外接收管和放大电路组成，如图 2.2。Q4接收到红外信号后，经过三极管Q1进行第一级放大，放大后的信号送入三极管Q3进行第二级放大，通过Rx就可以得到放大后的红外接收信号。 为了降低干扰，Tx一般采用调制方式，这里，其波形如图2.3。 图2.3 38KHz调制波 对应图2.3的调制波，如果VCC为5V，发射接收对管的有效距离（单片机可检测）大概为20cm；如果VCC为3V，发射接收对管的有效距离（单片机可检测）大概为10cm。3．2直接采用直流电源
本电路电路简单，性能稳定，安装方便，但距离比较近。当阻挡了接收管接收红外线的强度时，产生一个低电平的脉冲信号，由于对管的发射口径较小，单光束发射，小球相对红外装置正交落下时，很容易检测处理。 使用此电路寻迹实现小车跟黑色轨道行驶，在行驶过程中不超出该线。考虑到黑线和白纸组合，我们采用红外对管辨认路面的黑白两种不同状态。由于红外对管对黑白色的感应比较明显，又不需要很高的精度，适用于简单的寻迹。但外部影响比较大，所以须将接收头用黑皮套套上以提高信号的接受率。该小车采用三对红外对管，通过他们送入单片机信号的不同，将其逻辑组合后向小车的各个电机发送启动信号，从而，驱动小车实现寻迹功能。
电子电路综合设计实验报告 设计实验选题七（接收部分） ---基于单片机的红外遥控收发系统的设计实现 姓名：周迪 学号：2010042105 2013年4月17日~~2013年4月24日
摘要 红外线是现代社会中已经极为常见，在遥测、遥控等领域中，往往使用微机与单片机组成多机通信系统来完成测控任务。其中，常用的方法是使用微机的RS-232C串行接口进行串行数据通信。由于受环境的影响以及RS-232C串行接口电气性能的限制，加上连接线长、接线麻烦等缺点，其通信的空间范围总是受到限制，并使人们感到不便。因此，人们想到了无线传输。常用的无线传输方式有无线短波传输和红外线传输，但这两种方式都有一定的局限性，如短波方式易受外界电磁场的干扰，线外线传输方式不能隔墙传输等等，本文将介绍采用最新的无线长波收发模块638以及三态编解码芯片MC145026/ MC145027来设计无线数据通信装置的方法。该装置具有抗干扰性能好、穿透性强、传输距离远等特点。由于串行接口传输速度慢，信号处理电路复杂，外接模块困难。因此，本装置选用并行接口通信，从而使得电路简单易做、可靠性高。 本设计是以STC89C51单片机为控制核心，本装置主要由数据编解码和发射接收两大模块组成，设计系统组成图如下： 发射部分电路模块：STC889C51单片机作为主控核心，采用三态编解码芯片MC145026作为编码芯片，CD4011逻辑器件作为反相用途，采用单段的数码管显示发射的数字，采用八位按键输入，采用MAX232作为电平转换电路作为单片机与PC机之间的程序下载用途。 接收部分电路模块：STC889C51单片机作为主控核心，与MC145026配对使用的三态编解码芯片MC145027作为解码芯片。74LS02逻辑器件作为反相用途，采用单段的数码管显示发射的数字，八位的发光二极管显示顺序，638作为红外的接收头，采用MAX232作为电平转换电路作为单片机与PC机之间的程序下载用途。 实现方法：本实验采用单片机控制，发射部分的数据经过调制编码后送入电光变换电路经过红外发射管转换为红外光脉冲发射出去，为了增加抗干扰能力将编码的信号调制在较高的频率载波上发射。在接受部分接收头将接收到的光信号装换为电信号，经过解调将发射数据解调出来，输入单片机进行控制。 实现功能:无线数据的发射与接收 特点及水平:实现无线数据传输，在三米近距离的范围内可以收到发射数据 关键词：单片机;可靠性;MC145026;MC145027；无线数据传输。
用AT89S51单片机制作红外电视遥控器 一般红外电视遥控器的输出都是用编码后串行数据对38～40kHz的方波进行脉冲幅度调制而产生的。 当发射器按键按下后，即有遥控码发出，所按的键不同遥控编码也不同。这种遥控码具有以下特征： 采用脉宽调制的串行码，以脉宽为0.565ms、间隔0.56ms、周期为1.125ms 的组合表示二进制的“0”；以脉宽为0.565ms、间隔1.685ms、周期为2.25ms 的组合表示二进制的“1”。 上述“0”和“1”组成的32位二进制码经38kHz的载频进行二次调制，然后再通过红外发射二极管产生红外线向空间发射。一般电视遥控器的遥控编码是连续的32位二进制码组，其中前16位为用户识别码，能区别不同的红外遥控设备，防止不同机种遥控码互相干扰。后16位为8位的操作码和8位的操作反码，用于核对数据是否接收准确。 根据红外编码的格式，发送数据前需要先发送9ms的起始码和4.5ms的结果码。 遥控串行数据编码波形如下图所示： 接收方一般使用TL0038一体化红外线接收器进行接收解码，当TL0038接收到38kHz红外信号时，输出端输出低电平，否则为高电平。所以红外遥控器发送红外信号时，参考上面遥控串行数据编码波形图，在低电平处发送38kHz红外信号，高电平处则不发送红外信号。 单片机红外电视遥控器电路图如下：
C51程序代码： #include
实验六红外调频/调幅发射接收系统 一、实验目的 1、了解红外编、解码的原理； 2、熟悉调频/调幅接收的原理、方法和频谱； 3、熟悉调频发射机的工作原理。 二、实验内容 1、使用红外系统进行编解码，并在数码管上显示结果； 2、调试调频/调幅接收机电路，接收收音机信号 3、产生88MHz～108MHz的调频信号，实现发射机与接收机的正常通信 三、实验设备 1、20M双踪示波器一台 2、鞭状天线一根 3、带话筒耳机一套 四、实验原理 （一）红外编、解码电路原理 1、红外编码电路 红外编码调制采用编码芯片SC2262IR，典型应用电路如图6－1所示。 图6－1 SC2262IR典型应用电路
该芯片第1～8脚，第10～13脚为地址管脚，共12位。其中，第7、8、10、11、12和13脚还可作为数据管脚使用。 芯片17脚输出的编码信号由地址码、数据码和同步码组成一个完整的码字。每个码字的周期由芯片15脚和16脚所接电阻的大小确定。地址管脚状态不同，芯片17脚输出的码型也不同。即该芯片完成以地址码（数据码）为调制信号的脉宽调制，调制后的信号从芯片17脚所接的红外二极管输出。 2、红外解码原理 本实验采用一体化红外接收器。当红外接收器没有接收到信号时，输出高电平。但由于空间中的许多干扰信号，导致实验时，即使红外发射电路没有发射信号，红外接收器也有杂波输出。一般红外接收器的输出信号波形如图6－2所示。 同步码 A8A10A11 A3A9 A2A7 A0A1A4A5 A6 图6－2 红外接收器输出信号波形 图中，A0~A11分别对应于发射芯片第1～8脚和第10～13脚的状态。这里，记图52－2中A0~A7和A10所对应的波形为11，A8和A11所对应的波形为00，A9所对应的波形为10。则当发射芯片地址管脚接低电平时，解码部分对应输出11；当发射芯片地址管脚接高电平时，解码部分对应输出00；当发射芯片地址管脚悬空时，解码部分对应输出10。 本实验电路，发射芯片第1～8脚（A0～A7）接地，第11脚（A9）悬空，第12脚（A10）接地，第10脚（A8）和第13脚（A11）分别由按键S1（＋）和S2（－）控制，当按键按下时，管脚接高电平，按键不按动时，管脚接低电平。 将解码输出信号给单片机识别处理，可实现通信系统中的相关控制。本实验，单片机一旦识别到A8为00且A11为11，则输出相关控制字给BH1415（调频发射芯片），该芯片识别单片机输出的控制字，将发射载波频率按0.1MHz步进增大。单片机一旦识别到A8为11且A11为00，则输出相关控制字给BH1415（调频发射芯片），该芯片识别单片机输出的控制字，将发射载波频率按0.1MHz步进减小。模块上数码管LED6~LED9（单位为MHz）显示调频发射芯片的发射频率，开机默认为88MHz。 （二）调频/调幅接收系统原理 调频/调幅解调电路由索尼公司生产的CXA1691BM和少量外围元件组成。CXA1691BM既可以接收中波调幅信号，也可接收调频信号。它包含了中放、混频、限幅、鉴频、检波等电路，内部框图如图6－3所示。当开关S1向下拨时，CXA1691BM工作在调幅接收的状态，接收载频范围为535kHz～1605KHz。当开关S1向上拨时，CXA1691BM 工作在调频接收的状态，接收载频范围为88MHz～108MHz。
红外对光管的原理及应用 简介：红外线接收管是在LED行业中命名的，是专门用来接收和感应红外线发射管发出的红外线光线的。一般情况下都是与红外线发射管成套运用在产品设备当中。详细可参阅：广州市光汇电子有限公司的产品说明。特征与原理：红外线接收管是将红外线光信号变成电信号的半导体器件，它的核心部件是一个特殊材料的PN结，和普通二极管相比，在结构上采取了大的改变，红外线接收管为了更多更大面积的接受入射光线，PN结面积尽量做的比较大，电极面积尽量减小，而且PN结的结深很浅，一般小于1微米。红外线接收二极管是在反向电压作用之下工作的。没有光照时，反向电流很小（一般小于0.1微安），称为暗电流。当有红外线光照时，携带能量的红外线光子进入PN结后，把能量传给共价键上的束缚电子，使部分电子挣脱共价键，从而产生电子---空穴对（简称：光生载流子）。它们在反向电压作用下参加漂移运动，使反向电流明显变大，光的强度越大，反向电流也越大。这种特性称为“光电导”。红外线接收二极管在一般照度的光线照射下，所产生的电流叫光电流。如果在外电路上接上负载，负载上就获得了电信号，而且这个电信号随着光的变化而相应变化。 分类：红外线接收管有两种，一种是光电二极管，另一种是光电三极管。光电二极管就是将光信号转化为电信号，光电三极管在将光信号转化为电信号的同时，也把电流放大了。因此，光电三极管也分为两种，分别别是NPN型和PNP 型。 作用：红外接收管的作用是进行光电转换，在光控、红外线遥控、光探测、光纤通信、光电耦合等方面有广泛的应用。如何选择红外线接收管：红外线最重要的参数就是光电信号的放大倍率，一般的有1000-1300 1300-1800 1800-2500，这些对灵敏度有决定作用。 红外对管是红外线发射管与光敏接收管，或者红外线接收管，或者红外线接收头配合在一起使用时候的总称。红外线在光谱中波长自0.76至400微米的一段称为红外线，红外线是不可见光线。所有高于绝对零度（-273.15℃）的物质都可以产生红外线。现代物理学称之为热射线。医用红外线可分为两类：近红外线与远红外线。
目录 摘要 (1) 引言 (3) 第一章设计方案 (4) 第二章电路设计 (5) §2.1 硬件设计 (5) §2.2 遥控发射部分 (5) §2.2.1 遥控器及遥控芯片概述 (5) §2.2.2 红外遥控发射按键矩阵简介 (9) §2.2.3 芯片控制简介 (11) §2.3 遥控接收解码部分 (12) §2.3.1 单片机最小系统 (12) §2.3.2 红外遥控接收 (13) §2.3.3 LED七段数码管的显示驱动 (14) §2.4 软件系统 (16) 第三章制作与调试 (19) 第四章测试 (20) 第五章展望 (21) 参考文献 (22) 附录 (23) 附录A 红外发射和接收原理图 (23) 附录B 实物图 (24) 附录C 部分源程序 (25)
红外遥控发射与接收系统 摘要：本文主要是围绕无线遥控发射、接收系统的相关理论和实践应用进行了研究。主要内容是根据项目要求，设计无线遥控发射、接收系统，设计出相应的硬件电路和编码、解码方式与元件结构等，详细叙述了系统硬件线路的设计要点和结构以及遥控电路的编码、解码技术。文中提出了一种通过按键实现多路遥控控制的设计方法，给出了该设计方法详细的原理说明和具体的设计电路。同时给出了一种独特、详细的系统抗干扰措施和节能措施。文中设计的电路和控制方法适用于一般的简单遥控系统设计，硬件设计也有一定的实用性和通用性。 关键词：无线遥控调制解调单片机解码
Infrared Remote Control Transmitter and Receiver System Abstract:This paper is mainly on the wireless remote control transmitting and receiving system related theory and practice application were studied. Main content is according to the requirements of the project, the design of wireless remote control transmitting and receiving system, and designed the corresponding hardware circuit and encoding, decoding way and element structure, etc, this paper describes the system hardware circuit design essentials and structure and remote circuit encoding, decoding technology. This paper brings forward a new key realization way by remote control design method is presented, the design method and principle of detailed design specific circuit. As a unique and detailed anti-interference measures of energy saving measures and systems. The design of the circuit and control method is applicable to the general simple control system design, hardware design also has certain practical and universal. Key words: Wireless Remote Control, Demodulation,SCM Decoding
上海电力学院 单片机系统设计实验设计 学院：自动化工程学院 专业：自动化 班级：2013035 姓名：都云峰学号： 20132586 起止时间：2016年1月11日——2016年1月20日
目录 1、目录 (1) 页 2、实践题目······················································2页 3、实践目的······················································2页 4、LCD1602简介··················································2页 5、STC12C5A60S2中断简介·········································4页 6、protues仿真··················································5页 7、Altium Designer仿真··········································6页 8、实物结果······················································7页 9、源程序 (7) 页 10、实践设计心得 (13) 页
单片机红外接收 一、实践题目 ①项目要求： 红外接收，LCD1602显示数据等。 ②Proteus绘制电路图： ALTIUM DESIGNER或Proteus绘制原理图和PCB图，并做PROTEUS仿真。 ③编写调试程序： KEIL C编写程序代码并调试通过。 ④小结体会 二、实践目的 学习单片机开发与设计，不能仅仅是接触了单片机编程语言，如汇编或C 语言，就算完成了单片机的学习任务。更要掌握自行设计电路、制作PCB板、焊接元器件等内容。这是一个从硬件到软件、从理论到实践的系统工程。本课程是单片机课程开发提高阶段的课程，主要从开发板的焊接、制作和单片机工程项目的开发、调试两个方面入手，使参加学习的同学，在校内能真正成为单片机设计的爱好者、在校外能真正成为项目开发的工程师。 学习掌握MCS-51单片机的结构和原理，Keil C51的编程，Keil和Proteus 的联合调试，利用Proteus和Keil C实现AD和DA部分的电子及编程设计。 学习掌握利用Proteus ISIS进行电路原理图设计的方法；掌握利用原理图元件库编辑器创建新元件的方法；了解利用Proteus ARES进行印刷电路板图设计的方法；了解利用PCB元件库编辑器创建新的PCB元件的方法；掌握利用Proteus进行模拟电子实验和数字电子仿真实验的方法，利用其中自带的虚拟仪器进行电路的仿真。 三、LCD1602简介 字符型液晶显示模块是一种专门用于显示字母、数字、符号等点阵式LCD，
38k H z红外发射与接 收
38kHz 红外发射与接收 红外线遥控器在家用电器和工业控制系统中已得到广泛应用，了解他们的工作原理和性能、进一步自制红外遥控系统，也并非难事。 1.红外线的特点 人的眼睛能看到的可见光，若按波长排列，依次（从长到短）为红、橙、黄、绿、青、蓝、紫，如图1所示。 由图可见，红光的波长范围为0.62μm～0.76μm，比红光波长还长的光叫红外线。红外线遥控器就是利用波长0.76μm～1.5μm之间的近红外线来传送控制信号的。 红外线的特点是不干扰其他电器设备工作，也不会影响周边环境。电路调试简单，若对发射信号进行编码，可实现多路红外遥控功能。 2.红外线发射和接收 人们见到的红外遥控系统分为发射和接收两部分。发射部分的发射元件为红外发光二极管，它发出的是红外线而不是可见光，如图2所示。
常用的红外发光二极管发出的红外线波长为940nm左右，外形与普通φ5mm发光二极管相同，只是颜色不同。一般有透明、黑色和深蓝色等三种。判断红外发光二极管的好坏与判断普通二极管一样的方法。单只红外发光二极管的发射功率约100mW。红外发光二极管的发光效率需用专用仪器测定，而业余条件下，只能凭经验用拉距法进行粗略判定。 接收电路的红外接收管是一种光敏二极管，使用时要给红外接收二极管加反向偏压，它才能正常工作而获得高的灵敏度。红外接收二极管一般有圆形和方形两种。由于红外发光二极管的发射功率较小，红外接收二极管收到的信号较弱，所以接收端就要增加高增益放大电路。然而现在不论是业余制作或正式的产品，大都采用成品的一体化接收头，如图3所示。红外线一体化接收头是集红外接收、放大、滤波和比较器输出等的模块，性能稳定、可靠。所以，有了一体化接收头，人们不再制作接收放大电路，这样红外接收电路不仅简单而且可靠性大大提高。 图3是常用两种红外接收头的外形，均有三只引脚，即电源正VD D、电源负(GND)和数据输出(Out)。接收头的引脚排列因型号不同而不尽相同，图3列出了因接收头的外形不同而引脚的区别。 红外接收头的主要参数如下：
红外收发对管电路 This model paper was revised by the Standardization Office on December 10, 2020
红外收发对管 1、红外收发对管是一种利用红外线的开关管，接受管在接受和不接受红外线时电阻发生明显的变化，利用外围电路可以时输出产生明显的高低电平的变化，高低电平的变化输入单片机就可使之识别，从而实现智能控制。我们使用的单片机是凌阳61板，经过我们试验，在输入电压小于伏时单片机识别为低电平，在输入电压大于伏时单片机识别为高电平。 2、用途：蔽障、计数（记液体点滴的个数、记玻璃小球的个数、记小车轮子的转数）、寻迹 3、红外发射接收电路： 3．1输入信号采用38KHz的调制波 红外发射电路由电阻R2、三极管Q2、电阻R3与红外发射二极管D1构成，如图 接收电路由红外接收管和放大电路组成，如图。Q4接收到红外信号后，经过三极管Q1进行第一级放大，放大后的信号送入三极管Q3进行第二级放大，通过Rx就可以得到放大后的红外接收信号。 为了降低干扰， Tx一般采用调制方式，这里，其波形如图。 图 38KHz调制波 对应图的调制波，如果VCC为5V，发射接收对管的有效距离（单片机可检测）大概为20cm；如果VCC为3V，发射接收对管的有效距离（单片机可检测）大概为10cm。3．2直接采用直流电源
本电路电路简单，性能稳定，安装方便，但距离比较近。当阻挡了接收管接收红外线的强度时，产生一个低电平的脉冲信号，由于对管的发射口径较小，单光束发射，小球相对红外装置正交落下时，很容易检测处理。 使用此电路寻迹实现小车跟黑色轨道行驶，在行驶过程中不超出该线。考虑到黑线和白纸组合，我们采用红外对管辨认路面的黑白两种不同状态。由于红外对管对黑白色的感应比较明显，又不需要很高的精度，适用于简单的寻迹。但外部影响比较大，所以须将接收头用黑皮套套上以提高信号的接受率。该小车采用三对红外对管，通过他们送入单片机信号的不同，将其逻辑组合后向小车的各个电机发送启动信号，从而，驱动小车实现寻迹功能。