红外遥控开关设计.docx

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红外遥控开关设计

摘要：

随着科学技术的发展，遥控技术已经渗透到电视、航天、军事、体育生产、生活家电智能控制及工业测控等领域。

遥控技术的发展给人们的生活带来了极大的便利。

本文介绍一种四路红外遥控开关的设计方法，详细阐述电路组成结构和工作原理。

该方法采用芯片组PT2262/PT2272进行编解码，PT2272与红外接收模块连接构成接收系统。

该系统通过发射红外光线实现开关的遥控。

充分利用其软、硬件资源，使系统具有控制灵活、扩展方便、可实现都通道多功能控制等。

关键词红外遥控；接受；发射；PT2262；PT2272

引言：

红外辐射俗称红外线或红外光，它是人眼看不见的光线，具有强烈的热作用，故又称热辐射。

红外遥控技术通过光信号传递信息。

红外光波的波长远小于无线电波的波长，所以红外遥控不易影响邻近的无线电设备及其他电器，也不易受到电磁波的干扰，其频率的使用也不像无线受到许多的限制，而且通讯的可靠性高。

此外由于红外线为不可见光线，因此对环境影响很小。

它有很强的隐蔽性和性，因此在防盗、警戒等安全装置中得到了广泛的应用。

红外线遥控的缺点是不具有像无线电遥控那样穿过遮挡物质去控制被控对象的能力。

因此在许多短距离遥控领域，较多地使用了红外遥控技术。

一、设计目的

1、能较全面的巩固和应用专业课程中所学的基本理论和基本方法，并初步掌握小型数字系统设计的基本方法。

2、能合理、灵活的应用各种标准集成电路器件实现规定的电路系统。

3、培养独立思考、独立准备资料、独立设计规定功能的数字系统的能力。

4、培养独立进行实验，包括电路布局、安装、调试和排除故障的能力。

5、培养书写综合设计实验报告的能力。

二、设计任务及要求

1.整个电路分为发射模块与接收模块，发射模块主要用PTR2262-IR芯片配合红外发射二极管完成，接收部分采用PTR2272-L4芯片配合一体化红外接收头SM0038完成；

2.可正常进行4路遥控，且控制距离应不小于1米；工作电压：

5V；

3.认真查阅资料，掌握SM0038结构和使用方法，提出实现上述功能的思路和方法；

4.设计和制作红外遥控发射和接收电路；

5.PCB尺寸：

发射模块：

30X60mm以，

接收模块：

30X70mm以；

三、设计原理

红外遥控系统的组成红外遥控系统主要由发射模块和接收模块组成。

其总体框架结构如图

1.红外遥控系统的原理

常用的红外遥控系统一般分发射和接受两个部分。

发射部分的主要元件为红外发光，它实际上是一只特殊的发光二极管，由于其部材料不同于普通发光二极管，因而在其两端施加一定电压时它发出的是红外线而不是可见光。

目前大量使用的红外发光二极管发出的红外线波长为940nm左右，外形与普通发光二极管相同，只是颜色不同，红外发光二极管一般有黑色、深蓝、透明三种颜色。

接收部分的红外接收管是一种光敏二极管，只对红外光线有敏感作用，在实际应用中要给红外接收二极管加反向偏压，它才能正常工作，亦即红外接收二极管在电路中应用时是反向运用，这样才能获得较高的灵敏度。

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一般都较小（100mw左右），所以红外接收二极管接收到得信号比较微弱，因此就要增加高增益放大电路。

采用PT2262和PT2272编码、译码器形成红外遥控收发系统。

红外遥控系统包括红外光脉冲编码发射器的红外接收，译码器两大部分。

采用PT2262和PT2272编、译码器可以构成多路红外编码系统、多通道全集化红外遥控系统等。

其构成编、译码电路结构相对较简单，是一种可实现且较方便的系统。

2、PT2262/PT2272编码解码芯片

PT2262/2272是一种CMOS工艺制造的低功耗低价位通用编解码电路，PT2262/2272最多可有12位（A0-A11）三态地址端管脚（悬空、接高电平、接低电平）,任意组合可提供531441地址码,PT2262最多可有6位（D0-D5）数据端管脚,设定的地址码和数据码从17脚串行输出，可用于无线遥控发射电路。

编码芯片PT2262发出的编码信号由：

地址码、数据码、同步码组成一个完整的码字（地址码+数据码总共12个码位，同步码为5ms的低电平），解码芯片PT2272接收到信号后，其地址码经过两次比较核对后，VT脚才输出高电平，与此同时相应的数据脚也输出高电平，如果发送端一直按住按键，编码芯片也会连续发射。

当发射机没有按键按下时，PT2262不接通电源，其17脚为低电平，所以315MHz的高频发射电路（当然也可作为红外遥控如经38KHz载波调制送出）不工作，当有按键按下时，PT2262得电工作，其第17脚输出串行数据信号（如果是PT2262-IR则其第17脚输出的信号是已经调制在38KHz载频上的的串行数据信号），当17脚为高电平期间,315MHz的高频发射电路起振并发射等幅高频信号，当17脚为低电平期间315MHz的高频发射电路停止振荡，所以高频发射电路完全受控于PT2262的17脚输出的数字信号，从而对高频电路完成幅度键控（ASK调制）相当于调制度为100％的调幅。

PT2272解码芯片有不同的后缀，表示不同的功能，有L4/M4/L6/M6之分，其中L表示锁存输出，数据只要成功接收就能一直保持对应的电平状态，直到下次遥控数据发生变化时改变。

M表示非锁存输出，数据脚输出的电平是瞬时的而且和发射端是否发射相对应，可以用于类似点动的控制。

后缀的6和4表示有几路并行的控制通道，当采用4路并行数据时（PT2272-M4），对应的地址编码应该是8位，如果采用6路的并行数据时（PT2272-M6），对应的地址编码应该是6位。

3、电磁继电器

电磁继电器是利用电磁铁控制工作电路通断的开关。

主要部件是电磁铁A、衔铁B、弹簧C和动触点D、静触点E.工作电路可分为低压控制电路和高压工作电路两部分，低压控制电路包括电磁继电器线圈（电磁铁A），低压电源E1，开关S;高压工作电路包括高压电源E2，电动机M，电磁继电器的触点D、E部分.合低压控制电路中的开关S，电流通过电磁铁A的线圈产生磁场，从而对衔铁B产生引力，使动、静触点D与E接触，工作电路闭合，电动机工作;当断开低压开关S时，线圈中的电流消失，衔铁B在弹簧C的作用下，使动、静触点D、E脱开，工作电路断开，电动机停止工作.只要在线圈两端加上一定的电压，线圈中就会流过一定的电流，从而产生电磁效应，衔铁就会在电磁力吸引的作用下克服返回弹簧的拉力吸向铁芯，从而带动衔铁的动触点与静触点（常开触点）吸合。

当线圈断电后，电磁的吸力也随之消失，衔铁就会在弹簧的反作用力返回原来的位置，使动触点与原来的静触点（常闭触点）释放。

这样吸合、释放，从而达到了在电路中的导通、切断的目的。

对于继电器的“常开、常闭”触点，可以这样来区分：

继电器线圈未通电时处于断开状态的静触点，称为“常开触点”；处于接通状态的静触点称为“常闭触点”。

电磁继电器是电铃、和自动控制电路装置中的重要部件，其实质是由电磁铁控制的开关，在电路中起着类似于开关的作用：

（1）用低电压、弱电流控制高电压、强电流;

（2）实现远距离操纵和自动控制.

利用电磁继电器可以用低电压、弱电流的控制电路来控制高电压、强电流的工作电路，并且能实现遥控和生产自动化.电磁继电器被广泛地应用于自动控制（如冰箱、汽车、电梯、机床里的控制电路）和通信领域。

4、四路红外遥控装置的工作原理

发射电路采用8位地址编码，4路数据输出。

共开关S1~S8可设置地址码，每个开关可分别接电源、地和悬空，共有种状态。

K1~K4为4路输出的控制按钮，分别控制4个不同的被控对象。

当按钮按下，对应的数据输入端为高电平，同时电源接通，此时电路产生编码，经集成电路部的调制电路生产频率约为38kHz的ASK信号，17脚输出并通过由由BG3、BG4和红外发光二极管D2组成的驱动电路将红外线发射出来。

接收电路使用的解码芯片PT2272为非锁存形式。

本电路接了4个发光二极管演示。

接收电路采用频率为38kHz的微型红外接收头（Receiver），当接收到发射端发射的载频为38kHz的红外信号后，接收头完成放大、解调等过程，输出数字编码信号，经BG5放大后输出至PT2272的14脚，在集成电路10部进行对码。

当接收电路的地址编码（通过设置S9~S16的位置实现）与发射电路地址码一致时，17脚电位由低变高，发光二极管D7亮，表明对码成功。

9~13脚为数据输出端，当发射端的K1~K4中任一按钮按下（即PT2262的10~13脚中某一脚为高电平时）PT2272的10~13对应脚也为高电平，其余引脚为低电平，此高电平可用于驱动负载。

四、红外遥控开关设计图

1、电路图原理如下：

2、pcb图如下：

3、实物图如下：

五、心得体会与设计总结

作为一名电子信息工程专业的大三学生，我觉得做实训课程设计是十分有意义的，而且是十分必要的。

在已度过的大学时间里，我们大多数接触的是专业课。

我们在课堂上掌握的仅仅是专业课的理论知识，如何去锻炼我们的实践能力？

如何把我们所学的专业基础课理论知识运用到实践中去呢？

我想做类似的课程设计就为我们提供了良好的实践平台。

课程设计是培养学生综合运用所学知识,发现,提出,分析和解决实际问题,锻炼实践能力的重要环节,是对学生实际工作能力的具体训练和考察过程.随着科学技术发展的日新日异，单片机已经成为当今计算机应用中空前活跃的领域，在生活中可以说得是无处不在。

因此作为二十一世纪的大学来说掌握单片机的开发技术是十分重要的。

这次实训课程设计我们历时两个星期，从理论到实践，学到了很多的东西。

同时不仅巩固了以前所学过的知识，而且还学到了很多在书本上所没有学到过的知识。

通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。

在这次课程设计后我发现自己在一点一滴的努力中对单片机的兴趣也在逐渐增加。

这次的课程设计还让我学会了如何去培养我们的创新精神，从而不断地战胜自己，超越自己。

更重要的是，我在这一设计过程中，学会了坚持不懈，不轻言放弃。

回顾起此次课程设计，我感慨颇多，最重要的是感触是：

遇到一个问题时，最重要的一件事就是马上思考检查问题出在哪边，而不是抱怨或者马上请教同学老师。

只有这样我们才能真正的学会专业知识，才能越学越会。

自己的独立处理问题的能力才会得到提高。

还有无论编程中遇到什么问题，都不要怨天尤人。

无论自己的程序有多好，都不能骄傲。

只有这样做到不骄不躁，力量才会源源不断，才会有更多的灵感。

此外，要做好一个课程设计，就必须做到：

在设计程序之前，对所用单片机的部结构有一个系统的了解，知道该单片机有哪些资源；要有一个清晰的思路和一个完整的的软件流程图；在设计程序时，不能妄想一次就将整个程序设计好，反复修改、不断改进是程序设计的必经之路；要养成注释程序的好习惯，一个程序的完美与否不仅仅是实现功能，而应该让人一看就能明白你的思路，这样也为资料的保存和交流提供了方便；在设计课程过程中遇到问题是很正常的，但我们应该将每次遇到的问题记录下来，并分析清楚，以免下次再碰到同样的问题。

在整个课程设计中我懂得了许多东西，也培养了我独立工作的能力，树立了对自己工作能力的信心，相信会对今后的学习工作生活有非常重要的影响。

而且大大提高了动手的能力，使我充分体会到了在创造过程中探索的艰难和成功时的喜悦。

虽然这个课程设计做的还是有一些遗憾，但是在设计过程中所学到的东西是这次课程设计的最大收获和财富。

最后，要感指导老师的帮助，在整个课程设计过程中，几乎每一个程序的设计成功都离不开老师的指导和帮助。

在老师的辛勤指导之下，学到了很多有用的经验和使用的知识。

而且还得感身边同学的帮助和交流，在互相帮助和交流的过程中能够学到很多很有创意的编程思想，更加扩宽了自己的思想。

参考文献

[1]余家春，Protel99SE电路设计实用教程，中国铁道，2004年

[2]长赞，实用遥控技术手册M.：

人民邮电，1996.

[3]瑞和，周如彪，王晨编码器/解码器专用芯片及其应用z.华中理工大学，1994.

[4]任元,吴勇，数字电子技术基础，机械工业，2006.15