一種多路紅外遙控系統的電路設計和實(shí)現

隨著(zhù)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)濟的各行各業(yè)和人們日常生活的方方面面，在工業(yè)自動(dòng)化、生產(chǎn)控制過(guò)程、信息采集和處理、通信、紅外制導、激光武器、電子對抗、環(huán)境監測、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用。

針對國內外的發(fā)展情況，可見(jiàn)紅外遙控系統是我國未來(lái)智能化發(fā)展方向。本課題要設計的紅外多路遙控系統，主要紅外發(fā)射和紅外接收這兩部分，本設計依托市面上常見(jiàn)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(jiǎn)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，是采用碼分制多通道紅外遙控系統裝置。早期的碼分制的脈沖指令編碼多采用分離元器件及小規模數字集成電路，編碼、譯碼電路弄得很復雜，可靠性也差。但隨著(zhù)大規模數字集成技術(shù)的發(fā)展和日趨成熟，各種大規模專(zhuān)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(jiǎn)單，功能完善。

本文設計的多路遙控系統主要針對的是目前家庭眾多的家用電器設備需要集中控制管理。其主要特點(diǎn)是一改傳統鍵盤(pán)控制電路設計往往以總線(xiàn)方式外接8155、8255或8279芯片來(lái)擴展并行口，而采用MOTOROLA公司最新推出的串行可編程多路開(kāi)關(guān)檢測接口芯片MC33993與價(jià)格低廉的單片機芯片AT89C2051實(shí)現鍵盤(pán)控制；并且在遙控輸出控制方面，利用MC33993可以驅動(dòng)MOSFET/LED之功能，再次采用MC33993與AT89C2051實(shí)現多路輸出控制，從而以CPU較少的I/O口資源滿(mǎn)足了較多路的輸出控制。因此，MC33993的使用大大節省了系統有限的I/O口資源，同時(shí)有利于實(shí)現系統更多的其它控制功能，而且也使系統的硬件設計和軟件設計更加簡(jiǎn)潔。

1 多路紅外系統組成及其原理

紅外線(xiàn)又稱(chēng)紅外光波，在電磁波譜中，光波的波長(cháng)范圍為0.01um~1000um.根據波長(cháng)的不同可分為可見(jiàn)光和不可見(jiàn)光，波長(cháng)為0.38um~0.76um的光波可為可見(jiàn)光，依次為紅、橙、黃、綠、青、藍、紫七種顏色。光波為0.01um~0.38um的光波為紫外光（線(xiàn)），波長(cháng)為0.76um~1000um的光波為紅外光（線(xiàn)）。紅外光按波長(cháng)范圍分為近紅外、中紅外、遠紅外、極紅外4類(lèi)。紅外線(xiàn)遙控是利用近紅外光傳送遙控指令的，波長(cháng)為0.76um~1.5um.用近紅外作為遙控光源，是因為目前紅外發(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(cháng)一般為0.8um~0.94um,在近紅外光波段內，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。多路紅外系統組成如圖1所示。

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