基于紅外遙控的大功率LED照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)

　　2.2 紅外遙控原理紅外線遙控是目前使用最廣的一種遙控手段。紅外遙控裝置具有體積小、功耗低、功能強(qiáng)、成本低等特點(diǎn)，在現(xiàn)代電子產(chǎn)品（家用電器、玩具、通信設(shè)備） 中普遍采用紅外遙控。

　　若能將紅外遙控器的按鍵編碼進(jìn)行識(shí)別與解碼，并用作單片機(jī)系統(tǒng)的輸入處理信號(hào)，則解決了常規(guī)矩陣鍵盤(pán)線路板過(guò)大、布線復(fù)雜、占用I/O 口過(guò)多的弊??；而且使用遙控器，可實(shí)現(xiàn)人對(duì)設(shè)備的長(zhǎng)距離操作控制，使用更加便捷高效。本設(shè)計(jì)采用一款基于TC9012 芯片的電視機(jī)遙控器作為紅外發(fā)射單元。TC9012 采用脈沖寬度調(diào)制編碼格式，以不同的脈寬寬度來(lái)實(shí)現(xiàn)二進(jìn)制信息的編碼，其發(fā)射編碼格式由引導(dǎo)碼、用戶(hù)碼、數(shù)據(jù)碼、數(shù)據(jù)反碼和結(jié)束碼構(gòu)成。引導(dǎo)碼由4.5ms 的高電平和4.5ms 的低電平波形所構(gòu)成，以作為一幀數(shù)據(jù)的起始位；一幀數(shù)據(jù)中含有32 位碼，包含兩次8 位用戶(hù)碼，8位數(shù)據(jù)碼和8 位數(shù)據(jù)碼的反碼，用戶(hù)碼用于區(qū)分不同類(lèi)型的紅外遙控設(shè)備，數(shù)據(jù)碼即代表實(shí)際按下的鍵值信息，數(shù)據(jù)反碼是數(shù)據(jù)碼的各位求反，通過(guò)比較數(shù)據(jù)碼與數(shù)據(jù)反碼，可判斷接收到的鍵值數(shù)據(jù)是否正確；最后發(fā)送結(jié)束位（SY），作為一幀數(shù)據(jù)的結(jié)束。發(fā)射碼的格式如圖3 所示。

　　紅外二進(jìn)制編碼信息‘0’與‘1’分別由毫秒量級(jí)的高低脈沖組合實(shí)現(xiàn)。以脈寬0.56ms、間隔0.565ms、周期為1.125ms 的組合表示二進(jìn)制“0”,以脈寬0.56ms、間隔1.69ms、周期2.25ms 的組合表示“1”.脈沖信號(hào)都調(diào)制在占空比為1/3,頻率為38kHz 的載波上再發(fā)送出去。二進(jìn)制參數(shù)“0”和“1”如圖4 所示。

　　紅外二進(jìn)制信號(hào)的解調(diào)由一體化紅外接收器HS0038 來(lái)完成。對(duì)于接收端而言，當(dāng)無(wú)紅外脈沖信號(hào)時(shí)HS0038 的數(shù)據(jù)輸出OUT 端輸出高電平，當(dāng)有高脈沖紅外信號(hào)時(shí)OUT 端輸出為低電平，故其輸出信號(hào)電平正好與發(fā)射端相反。這一點(diǎn)在軟件設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)予以注意。

　　3、系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)

　　3.1 單片機(jī)主控系統(tǒng)本設(shè)計(jì)主控系統(tǒng)采用ATMEL 公司的高性能單片機(jī)AT89S51 實(shí)現(xiàn)。使用一款基于TC9012 芯片的家用電視遙控器作為系統(tǒng)的紅外發(fā)射器；單片機(jī)P3.2 口連接一體化紅外接收器HS0038 的數(shù)據(jù)輸出OUT 端；單片機(jī)P1.0 口作為PWM 信號(hào)的輸出端并連接PT4115 芯片DIM 端，用于實(shí)現(xiàn)PWM 調(diào)光控制。單片機(jī)通過(guò)對(duì)紅外遙控器0~9 按鍵以及開(kāi)關(guān)按鍵紅外編碼的識(shí)別與解碼，并根據(jù)解碼結(jié)果產(chǎn)生鍵值對(duì)應(yīng)的PWM 信號(hào)，從而驅(qū)動(dòng)LED 實(shí)現(xiàn)不同的亮度調(diào)節(jié)。系統(tǒng)晶振電路由12MHZ 晶振與兩個(gè)30PF 電容組成；復(fù)位電路則由S1 按鍵、10K 電阻與10uF 電解電容構(gòu)成。主控系統(tǒng)電路如圖5 所示。

　　3.2 基于 PT4115 的恒流驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)本設(shè)計(jì) LED 光源采用基于PT4115 的大功率恒流驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。PT4115 是一款連續(xù)電感電流導(dǎo)通模式的降壓恒流源芯片，其具有以下特點(diǎn)：①6V~30V 寬電壓范圍輸入；②輸出電流可達(dá)1.2A;③復(fù)用DIM 引腳進(jìn)行LED 開(kāi)關(guān)、模擬調(diào)光、PWM 調(diào)光；④輸出電流精度達(dá)5%;⑤轉(zhuǎn)換效率高達(dá)97%;⑥LED 開(kāi)路保護(hù)；⑦輸出可調(diào)的恒流控制方法；⑧內(nèi)部含有抖頻特性，極大的改善EMI.該芯片適合用于各類(lèi)綠色照明LED燈的驅(qū)動(dòng)電路，應(yīng)用電路簡(jiǎn)潔，所需外部元器件較少且價(jià)格低廉。

　　PT4115 通過(guò)芯片上的DIM 端，可以方便的進(jìn)行模擬或PWM 調(diào)光。本設(shè)計(jì)采用PWM調(diào)光方式，通過(guò)在DIM 引腳加入可變占空比的方波脈沖信號(hào)調(diào)節(jié)輸出電流以實(shí)現(xiàn)調(diào)光。當(dāng)方波電壓幅值低于0.3 V 時(shí)關(guān)斷LED 電流，高于2.5 V（且低于5V）時(shí)完全開(kāi)啟LED 電流。