一種多路紅外遙控系統(tǒng)的電路設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)

隨著電子技術(shù)的飛速發(fā)展，尤其是跨入2000年后，紅外技術(shù)得到了迅猛發(fā)展。紅外遙控已滲透到國民經(jīng)濟(jì)的各行各業(yè)和人們?nèi)粘Ｉ畹姆椒矫婷?，在工業(yè)自動(dòng)化、生產(chǎn)控制過程、信息采集和處理、通信、紅外制導(dǎo)、激光武器、電子對(duì)抗、環(huán)境監(jiān)測(cè)、紅外育種安全防范、家用電器控制及日常生活各個(gè)方面都得到了廣泛的應(yīng)用。

針對(duì)國內(nèi)外的發(fā)展情況，可見紅外遙控系統(tǒng)是我國未來智能化發(fā)展方向。本課題要設(shè)計(jì)的紅外多路遙控系統(tǒng)，主要紅外發(fā)射和紅外接收這兩部分，本設(shè)計(jì)依托市面上常見的紅外發(fā)射和紅外接收元器件，使設(shè)計(jì)具有傳輸距離一般、硬件簡單、安裝方便、價(jià)格便宜的優(yōu)點(diǎn)。本文所介紹的紅外多路遙控系統(tǒng)，是采用碼分制多通道紅外遙控系統(tǒng)裝置。早期的碼分制的脈沖指令編碼多采用分離元器件及小規(guī)模數(shù)字集成電路，編碼、譯碼電路弄得很復(fù)雜，可靠性也差。但隨著大規(guī)模數(shù)字集成技術(shù)的發(fā)展和日趨成熟，各種大規(guī)模專用集成編、譯碼集成器件的層出不窮，使外圍元器件很少，電路簡單，功能完善。

本文設(shè)計(jì)的多路遙控系統(tǒng)主要針對(duì)的是目前家庭眾多的家用電器設(shè)備需要集中控制管理。其主要特點(diǎn)是一改傳統(tǒng)鍵盤控制電路設(shè)計(jì)往往以總線方式外接8155、8255或8279芯片來擴(kuò)展并行口，而采用MOTOROLA公司最新推出的串行可編程多路開關(guān)檢測(cè)接口芯片MC33993與價(jià)格低廉的單片機(jī)芯片AT89C2051實(shí)現(xiàn)鍵盤控制；并且在遙控輸出控制方面，利用MC33993可以驅(qū)動(dòng)MOSFET/LED之功能，再次采用MC33993與AT89C2051實(shí)現(xiàn)多路輸出控制，從而以CPU較少的I/O口資源滿足了較多路的輸出控制。因此，MC33993的使用大大節(jié)省了系統(tǒng)有限的I/O口資源，同時(shí)有利于實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)更多的其它控制功能，而且也使系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)更加簡潔。

1 多路紅外系統(tǒng)組成及其原理

紅外線又稱紅外光波，在電磁波譜中，光波的波長范圍為0.01um~1000um.根據(jù)波長的不同可分為可見光和不可見光，波長為0.38um~0.76um的光波可為可見光，依次為紅、橙、黃、綠、青、藍(lán)、紫七種顏色。光波為0.01um~0.38um的光波為紫外光（線），波長為0.76um~1000um的光波為紅外光（線）。紅外光按波長范圍分為近紅外、中紅外、遠(yuǎn)紅外、極紅外4類。紅外線遙控是利用近紅外光傳送遙控指令的，波長為0.76um~1.5um.用近紅外作為遙控光源，是因?yàn)槟壳凹t外發(fā)射器件（紅外發(fā)光管）與紅外接收器件（光敏二極管、三極管及光電池）的發(fā)光與受光峰值波長一般為0.8um~0.94um,在近紅外光波段內(nèi)，二者的光譜正好重合，能夠很好地匹配，可以獲得較高的傳輸效率及較高的可靠性。多路紅外系統(tǒng)組成如圖1所示。

紅外遙控發(fā)射電路的功能是對(duì)輸入控制指令信號(hào)進(jìn)行掃描、產(chǎn)生遙控編碼脈沖、驅(qū)動(dòng)紅外發(fā)射管輸出紅外遙控信號(hào)。紅外遙控接收電路的功能是接收紅外遙控信號(hào)并將之放大、檢波、整形，解調(diào)出編碼脈沖。遙控編碼脈沖是一組組串行二進(jìn)制碼，對(duì)于一般的紅外遙控系統(tǒng)，此串行碼輸入到微控制器，由其完成遙控指令的解碼；微控制器根據(jù)解出的控制指令輸出相應(yīng)的控制信號(hào)，由輸出控制電路去執(zhí)行相應(yīng)的遙控功能。