基于紅外通信的多路控制系統(tǒng)的簡單設計

王寧　李慧　王二萍　李小亮

摘 要： 應用紅外通信方式，實現(xiàn)了遙控發(fā)射/接收多路控制系統(tǒng)的設計。多路控制系統(tǒng)的紅外發(fā)射部分通過按鍵發(fā)送不同的遙控“指令”，使紅外接收及控制部分根據(jù)發(fā)射端的“指令”做出相應的反應。該系統(tǒng)具有抗干擾能力強，控制可靠準確，故障率低，調(diào)試簡單的優(yōu)點，便于大規(guī)模生產(chǎn)，具有很高的應用價值。

關鍵詞： 紅外通信； 紅外多路控制系統(tǒng)； 紅外發(fā)射； 紅外接收

中圖分類號： TN710?34 文獻標識碼： A 文章編號： 1004?373X（2014）05?0070?02

0 引 言

紅外通信是以紅外線作為通信載體，通過紅外線在空中的傳播來傳輸數(shù)據(jù)，它由紅外發(fā)射器和紅外接收器共同完成。在發(fā)射端，發(fā)送的數(shù)字信號經(jīng)過適當?shù)恼{(diào)制編碼后，送入電光變換電路，經(jīng)紅外發(fā)射管轉變?yōu)榧t外光脈沖發(fā)射到空中；在接收端，紅外接收器對接收到的紅外光脈沖進行光電變換，解調(diào)譯碼后恢復出原信號。

紅外通信具有成本低廉、連接方便、簡單易用和結構緊湊的特點，因此短距離范圍內(nèi)在小型的移動設備中獲得了廣泛的應用。

1 紅外通信多路控制系統(tǒng)的工作原理

紅外線發(fā)射控制電路是利用脈沖發(fā)生器產(chǎn)生的高頻脈沖方波驅動紅外發(fā)光管，使其發(fā)射出一系列等幅的紅外方波脈沖。矩形波的占空比是1∶n，方波的占空比為[1]1∶1。

在接收模塊中，由光電二極管或光電三極管將接收到的紅外脈沖信號轉換成微弱的脈沖電信號，由電壓放大級將這個微弱的信號加以放大，使其能夠可靠地觸發(fā)雙穩(wěn)態(tài)電路的翻轉，有的電路還加以限幅放大，以削去干擾尖脈沖，最后將雙穩(wěn)態(tài)電路輸出的控制信號進行功率放大并驅動繼電器，達到控制開關的目的。

1.1 紅外發(fā)射部分

1.2 紅外接收及控制部分

圖2中主要設計的是一個由解碼集成電路2272、解碼設置開關組、紅外接收電路和四路控制電路構成的接收電路。編碼開關和解碼開關的作用是提供地址碼，按鍵（SW1，SW2，SW3和SW4）提供數(shù)據(jù)碼。只有當發(fā)射端的地址碼和數(shù)據(jù)碼組成的字碼與接收端的地址碼及其控制的對象一致時，編碼芯片2262和編碼芯片2272工作，發(fā)射端通過紅外發(fā)射管發(fā)射出信號，在接收端接收到信號后才能做出相應的控制[2]。

2 紅外多路控制系統(tǒng)的發(fā)射部分及接收部分設計

2.1 紅外發(fā)射部分的設計

發(fā)射部分主要由編碼芯片TP2262，決定地址碼的編碼開關，決定數(shù)據(jù)碼的按鍵（SW1，SW2，SW3和SW4）和紅外發(fā)射部分組成。其設計原理圖如圖3所示。

其中編碼芯片TP2262發(fā)出的編碼信號由地址碼、數(shù)據(jù)碼、同步碼組成一個完整的碼字，解碼芯片TP2272接收到信號后，其地址碼經(jīng)過兩次比較核對后，VT腳才輸出高電平，與此同時相應的數(shù)據(jù)腳也輸出高電平，如果發(fā)送端一直按住按鍵，編碼芯片也會連續(xù)發(fā)射[3]。當發(fā)射機沒有按鍵按下時，TP2262沒接通電源，其17腳為低電平，高頻發(fā)射電路不工作；當有按鍵按下時，TP2262得電工作，其第17腳輸出經(jīng)調(diào)制的串行數(shù)據(jù)信號；當17腳為高電平期間，高頻發(fā)射電路起振并發(fā)射等幅高頻信號；當17腳為低平期間，高頻發(fā)射電路停止振蕩，所以高頻發(fā)射電路完全受控于TP2262的17腳輸出的數(shù)字信號。當接收端接收到串行輸人信號的地址碼與接收端解碼開關的地址碼一致時，表示接收端能根據(jù)發(fā)射端發(fā)出的信號進行控制。

2.2 紅外接收部分的設計

接收部分由解碼芯片TP2272、解碼開關，四路控制電路和接收部分組成，接收部分設計原理圖如圖4所示。

當接收端接收到有效信號時，VT自動變成高電平，接收端的D0～D3高電平有效，解碼器TP2272工作[4]。此時，當接收端的解碼開關的地址碼驗證與發(fā)射端發(fā)射的串行數(shù)據(jù)的地址碼一致時，發(fā)射端的SW1被按下，這一信號傳輸?shù)浇邮斩?，信號進入控制路線1，發(fā)光二級管發(fā)光；當按下SW2后這一重新組成的串行數(shù)據(jù)信號由發(fā)射端傳輸?shù)浇邮斩说目刂坡肪€2經(jīng)三極管放大信號使得蜂鳴器發(fā)聲；如果先按下SW2鍵再按下SW3鍵，則接常閉開關的+12 V電源就會轉接到正控電源，繼電器開始工作，繼電器開關吸合；按下SW4后這一新的串行數(shù)據(jù)信號經(jīng)接收端的控制路線4到達集成555多諧振蕩電路使得電動機動作。

3 結 論

本設計主要是基于編解碼器實現(xiàn)了紅外多路控制，設計中的器件是市面上常見的紅外發(fā)射和紅外接收元器件，使設計具有傳輸距離一般、硬件簡單、安裝方便、價格便宜、抗干擾能力強，控制可靠準確，因此適用于短距離、多終端的應用場合，同時也可根據(jù)不同的要求，更換不同的負載，以滿足生產(chǎn)和生活的需要。

參考文獻

[1] 馬寧.Protel 98創(chuàng)作效果百例[M].北京：科學出版社，2002.

[2] 胡萍.超聲波測距儀的研制[J].計算機與現(xiàn)代化，2003（10）：54?56.

[3] 楊振江，蔡德芳.新型集成電路：使用指南與典型應用[M].西安：西安電子科技大學出版社，2000.

[4] 鄭暉.國外TOFD檢測標準分析和比較[J].無損檢測，2007（3）：160?164.

[5] 史亦偉.超聲檢測[M].北京：機械工業(yè)出版社，2005.

[6] 許會，汪洋，高松巍.基于相關法的超聲波流量測量的發(fā)射設計[J].現(xiàn)代電子技術，2013，36（7）：108?110.

摘 要： 應用紅外通信方式，實現(xiàn)了遙控發(fā)射/接收多路控制系統(tǒng)的設計。多路控制系統(tǒng)的紅外發(fā)射部分通過按鍵發(fā)送不同的遙控“指令”，使紅外接收及控制部分根據(jù)發(fā)射端的“指令”做出相應的反應。該系統(tǒng)具有抗干擾能力強，控制可靠準確，故障率低，調(diào)試簡單的優(yōu)點，便于大規(guī)模生產(chǎn)，具有很高的應用價值。

關鍵詞： 紅外通信； 紅外多路控制系統(tǒng)； 紅外發(fā)射； 紅外接收

中圖分類號： TN710?34 文獻標識碼： A 文章編號： 1004?373X（2014）05?0070?02

0 引 言

紅外通信是以紅外線作為通信載體，通過紅外線在空中的傳播來傳輸數(shù)據(jù)，它由紅外發(fā)射器和紅外接收器共同完成。在發(fā)射端，發(fā)送的數(shù)字信號經(jīng)過適當?shù)恼{(diào)制編碼后，送入電光變換電路，經(jīng)紅外發(fā)射管轉變?yōu)榧t外光脈沖發(fā)射到空中；在接收端，紅外接收器對接收到的紅外光脈沖進行光電變換，解調(diào)譯碼后恢復出原信號。

紅外通信具有成本低廉、連接方便、簡單易用和結構緊湊的特點，因此短距離范圍內(nèi)在小型的移動設備中獲得了廣泛的應用。

1 紅外通信多路控制系統(tǒng)的工作原理

紅外線發(fā)射控制電路是利用脈沖發(fā)生器產(chǎn)生的高頻脈沖方波驅動紅外發(fā)光管，使其發(fā)射出一系列等幅的紅外方波脈沖。矩形波的占空比是1∶n，方波的占空比為[1]1∶1。

在接收模塊中，由光電二極管或光電三極管將接收到的紅外脈沖信號轉換成微弱的脈沖電信號，由電壓放大級將這個微弱的信號加以放大，使其能夠可靠地觸發(fā)雙穩(wěn)態(tài)電路的翻轉，有的電路還加以限幅放大，以削去干擾尖脈沖，最后將雙穩(wěn)態(tài)電路輸出的控制信號進行功率放大并驅動繼電器，達到控制開關的目的。

1.1 紅外發(fā)射部分

1.2 紅外接收及控制部分

圖2中主要設計的是一個由解碼集成電路2272、解碼設置開關組、紅外接收電路和四路控制電路構成的接收電路。編碼開關和解碼開關的作用是提供地址碼，按鍵（SW1，SW2，SW3和SW4）提供數(shù)據(jù)碼。只有當發(fā)射端的地址碼和數(shù)據(jù)碼組成的字碼與接收端的地址碼及其控制的對象一致時，編碼芯片2262和編碼芯片2272工作，發(fā)射端通過紅外發(fā)射管發(fā)射出信號，在接收端接收到信號后才能做出相應的控制[2]。

2 紅外多路控制系統(tǒng)的發(fā)射部分及接收部分設計

2.1 紅外發(fā)射部分的設計

發(fā)射部分主要由編碼芯片TP2262，決定地址碼的編碼開關，決定數(shù)據(jù)碼的按鍵（SW1，SW2，SW3和SW4）和紅外發(fā)射部分組成。其設計原理圖如圖3所示。

其中編碼芯片TP2262發(fā)出的編碼信號由地址碼、數(shù)據(jù)碼、同步碼組成一個完整的碼字，解碼芯片TP2272接收到信號后，其地址碼經(jīng)過兩次比較核對后，VT腳才輸出高電平，與此同時相應的數(shù)據(jù)腳也輸出高電平，如果發(fā)送端一直按住按鍵，編碼芯片也會連續(xù)發(fā)射[3]。當發(fā)射機沒有按鍵按下時，TP2262沒接通電源，其17腳為低電平，高頻發(fā)射電路不工作；當有按鍵按下時，TP2262得電工作，其第17腳輸出經(jīng)調(diào)制的串行數(shù)據(jù)信號；當17腳為高電平期間，高頻發(fā)射電路起振并發(fā)射等幅高頻信號；當17腳為低平期間，高頻發(fā)射電路停止振蕩，所以高頻發(fā)射電路完全受控于TP2262的17腳輸出的數(shù)字信號。當接收端接收到串行輸人信號的地址碼與接收端解碼開關的地址碼一致時，表示接收端能根據(jù)發(fā)射端發(fā)出的信號進行控制。

2.2 紅外接收部分的設計

接收部分由解碼芯片TP2272、解碼開關，四路控制電路和接收部分組成，接收部分設計原理圖如圖4所示。

當接收端接收到有效信號時，VT自動變成高電平，接收端的D0～D3高電平有效，解碼器TP2272工作[4]。此時，當接收端的解碼開關的地址碼驗證與發(fā)射端發(fā)射的串行數(shù)據(jù)的地址碼一致時，發(fā)射端的SW1被按下，這一信號傳輸?shù)浇邮斩?，信號進入控制路線1，發(fā)光二級管發(fā)光；當按下SW2后這一重新組成的串行數(shù)據(jù)信號由發(fā)射端傳輸?shù)浇邮斩说目刂坡肪€2經(jīng)三極管放大信號使得蜂鳴器發(fā)聲；如果先按下SW2鍵再按下SW3鍵，則接常閉開關的+12 V電源就會轉接到正控電源，繼電器開始工作，繼電器開關吸合；按下SW4后這一新的串行數(shù)據(jù)信號經(jīng)接收端的控制路線4到達集成555多諧振蕩電路使得電動機動作。

3 結 論

本設計主要是基于編解碼器實現(xiàn)了紅外多路控制，設計中的器件是市面上常見的紅外發(fā)射和紅外接收元器件，使設計具有傳輸距離一般、硬件簡單、安裝方便、價格便宜、抗干擾能力強，控制可靠準確，因此適用于短距離、多終端的應用場合，同時也可根據(jù)不同的要求，更換不同的負載，以滿足生產(chǎn)和生活的需要。

參考文獻

[1] 馬寧.Protel 98創(chuàng)作效果百例[M].北京：科學出版社，2002.

[2] 胡萍.超聲波測距儀的研制[J].計算機與現(xiàn)代化，2003（10）：54?56.

[3] 楊振江，蔡德芳.新型集成電路：使用指南與典型應用[M].西安：西安電子科技大學出版社，2000.

[4] 鄭暉.國外TOFD檢測標準分析和比較[J].無損檢測，2007（3）：160?164.

[5] 史亦偉.超聲檢測[M].北京：機械工業(yè)出版社，2005.

[6] 許會，汪洋，高松巍.基于相關法的超聲波流量測量的發(fā)射設計[J].現(xiàn)代電子技術，2013，36（7）：108?110.

摘 要： 應用紅外通信方式，實現(xiàn)了遙控發(fā)射/接收多路控制系統(tǒng)的設計。多路控制系統(tǒng)的紅外發(fā)射部分通過按鍵發(fā)送不同的遙控“指令”，使紅外接收及控制部分根據(jù)發(fā)射端的“指令”做出相應的反應。該系統(tǒng)具有抗干擾能力強，控制可靠準確，故障率低，調(diào)試簡單的優(yōu)點，便于大規(guī)模生產(chǎn)，具有很高的應用價值。

關鍵詞： 紅外通信； 紅外多路控制系統(tǒng)； 紅外發(fā)射； 紅外接收

中圖分類號： TN710?34 文獻標識碼： A 文章編號： 1004?373X（2014）05?0070?02

0 引 言

紅外通信是以紅外線作為通信載體，通過紅外線在空中的傳播來傳輸數(shù)據(jù)，它由紅外發(fā)射器和紅外接收器共同完成。在發(fā)射端，發(fā)送的數(shù)字信號經(jīng)過適當?shù)恼{(diào)制編碼后，送入電光變換電路，經(jīng)紅外發(fā)射管轉變?yōu)榧t外光脈沖發(fā)射到空中；在接收端，紅外接收器對接收到的紅外光脈沖進行光電變換，解調(diào)譯碼后恢復出原信號。

紅外通信具有成本低廉、連接方便、簡單易用和結構緊湊的特點，因此短距離范圍內(nèi)在小型的移動設備中獲得了廣泛的應用。

1 紅外通信多路控制系統(tǒng)的工作原理

紅外線發(fā)射控制電路是利用脈沖發(fā)生器產(chǎn)生的高頻脈沖方波驅動紅外發(fā)光管，使其發(fā)射出一系列等幅的紅外方波脈沖。矩形波的占空比是1∶n，方波的占空比為[1]1∶1。

在接收模塊中，由光電二極管或光電三極管將接收到的紅外脈沖信號轉換成微弱的脈沖電信號，由電壓放大級將這個微弱的信號加以放大，使其能夠可靠地觸發(fā)雙穩(wěn)態(tài)電路的翻轉，有的電路還加以限幅放大，以削去干擾尖脈沖，最后將雙穩(wěn)態(tài)電路輸出的控制信號進行功率放大并驅動繼電器，達到控制開關的目的。

1.1 紅外發(fā)射部分

1.2 紅外接收及控制部分

圖2中主要設計的是一個由解碼集成電路2272、解碼設置開關組、紅外接收電路和四路控制電路構成的接收電路。編碼開關和解碼開關的作用是提供地址碼，按鍵（SW1，SW2，SW3和SW4）提供數(shù)據(jù)碼。只有當發(fā)射端的地址碼和數(shù)據(jù)碼組成的字碼與接收端的地址碼及其控制的對象一致時，編碼芯片2262和編碼芯片2272工作，發(fā)射端通過紅外發(fā)射管發(fā)射出信號，在接收端接收到信號后才能做出相應的控制[2]。

2 紅外多路控制系統(tǒng)的發(fā)射部分及接收部分設計

2.1 紅外發(fā)射部分的設計

發(fā)射部分主要由編碼芯片TP2262，決定地址碼的編碼開關，決定數(shù)據(jù)碼的按鍵（SW1，SW2，SW3和SW4）和紅外發(fā)射部分組成。其設計原理圖如圖3所示。

其中編碼芯片TP2262發(fā)出的編碼信號由地址碼、數(shù)據(jù)碼、同步碼組成一個完整的碼字，解碼芯片TP2272接收到信號后，其地址碼經(jīng)過兩次比較核對后，VT腳才輸出高電平，與此同時相應的數(shù)據(jù)腳也輸出高電平，如果發(fā)送端一直按住按鍵，編碼芯片也會連續(xù)發(fā)射[3]。當發(fā)射機沒有按鍵按下時，TP2262沒接通電源，其17腳為低電平，高頻發(fā)射電路不工作；當有按鍵按下時，TP2262得電工作，其第17腳輸出經(jīng)調(diào)制的串行數(shù)據(jù)信號；當17腳為高電平期間，高頻發(fā)射電路起振并發(fā)射等幅高頻信號；當17腳為低平期間，高頻發(fā)射電路停止振蕩，所以高頻發(fā)射電路完全受控于TP2262的17腳輸出的數(shù)字信號。當接收端接收到串行輸人信號的地址碼與接收端解碼開關的地址碼一致時，表示接收端能根據(jù)發(fā)射端發(fā)出的信號進行控制。

2.2 紅外接收部分的設計

接收部分由解碼芯片TP2272、解碼開關，四路控制電路和接收部分組成，接收部分設計原理圖如圖4所示。

當接收端接收到有效信號時，VT自動變成高電平，接收端的D0～D3高電平有效，解碼器TP2272工作[4]。此時，當接收端的解碼開關的地址碼驗證與發(fā)射端發(fā)射的串行數(shù)據(jù)的地址碼一致時，發(fā)射端的SW1被按下，這一信號傳輸?shù)浇邮斩耍盘栠M入控制路線1，發(fā)光二級管發(fā)光；當按下SW2后這一重新組成的串行數(shù)據(jù)信號由發(fā)射端傳輸?shù)浇邮斩说目刂坡肪€2經(jīng)三極管放大信號使得蜂鳴器發(fā)聲；如果先按下SW2鍵再按下SW3鍵，則接常閉開關的+12 V電源就會轉接到正控電源，繼電器開始工作，繼電器開關吸合；按下SW4后這一新的串行數(shù)據(jù)信號經(jīng)接收端的控制路線4到達集成555多諧振蕩電路使得電動機動作。

3 結 論

本設計主要是基于編解碼器實現(xiàn)了紅外多路控制，設計中的器件是市面上常見的紅外發(fā)射和紅外接收元器件，使設計具有傳輸距離一般、硬件簡單、安裝方便、價格便宜、抗干擾能力強，控制可靠準確，因此適用于短距離、多終端的應用場合，同時也可根據(jù)不同的要求，更換不同的負載，以滿足生產(chǎn)和生活的需要。

參考文獻

[1] 馬寧.Protel 98創(chuàng)作效果百例[M].北京：科學出版社，2002.

[2] 胡萍.超聲波測距儀的研制[J].計算機與現(xiàn)代化，2003（10）：54?56.

[3] 楊振江，蔡德芳.新型集成電路：使用指南與典型應用[M].西安：西安電子科技大學出版社，2000.

[4] 鄭暉.國外TOFD檢測標準分析和比較[J].無損檢測，2007（3）：160?164.

[5] 史亦偉.超聲檢測[M].北京：機械工業(yè)出版社，2005.

[6] 許會，汪洋，高松巍.基于相關法的超聲波流量測量的發(fā)射設計[J].現(xiàn)代電子技術，2013，36（7）：108?110.