使用微控制器的5通道紅外遙控系統

本文旨在設計和演示一個(gè)簡(jiǎn)單的5通道遙控系統來(lái)驅動(dòng)五個(gè)負載。輸入信號或命令由發(fā)射器通過(guò)紅外傳輸發(fā)出，由紅外接收器接收，處理后用于驅動(dòng)負載。在發(fā)射器和接收器上，都使用了一個(gè)微控制器來(lái)處理信號。

電路背后的原理：

該電路根據紅外通信的原理工作。紅外通信涉及使用紅外信號作為載體來(lái)傳輸信號。來(lái)自開(kāi)關(guān)的輸入信號由微控制器處理，由編碼器進(jìn)行編碼，由發(fā)射器進(jìn)行調制和傳輸。在接收器處，調制后的信號由紅外接收器解調，由解碼器解碼，并由微控制器處理，以控制輸出負載。

5通道紅外遙控電路設計：

發(fā)射器電路由三個(gè)集成電路組成--Atmel89C51微控制器、編碼器HT12E和定時(shí)器555。

設計的第一步包括設計微控制器的接口。在輸入端，一個(gè)5項DIP開(kāi)關(guān)與微控制器的P1端口相連接。輸入電路設計的另一部分包括設計振蕩器電路和復位電路。振蕩器電路的設計是通過(guò)選擇兩個(gè)15pF的電容連接到晶體振蕩器的兩端來(lái)完成的。

復位電路的設計要考慮到所需的復位脈沖寬度為100ms，復位引腳的電壓降為1.2V。這里我們選擇了一個(gè)10K的電阻和10uF的電容來(lái)滿(mǎn)足要求。輸出端由HT12E編碼器的7個(gè)地址引腳和終端使能引腳連接到地，4個(gè)數據引腳連接到端口0。

設計的第二步是設計定時(shí)器振蕩器電路。在這里，我們需要使用555定時(shí)器來(lái)設計一個(gè)星形多用振蕩器?？紤]到所需的振蕩頻率為38KHz，假設電容的值為0.01uF，我們得到Ra的值為760歐姆，Rb為1.5K。

接收器電路與發(fā)射器電路設計類(lèi)似，由四個(gè)集成電路組成--Atmel89C51、解碼器HT12D、紅外接收器TSOP1738和繼電器驅動(dòng)器ULN2004。 微控制器接口的設計與發(fā)射器電路的設計相同，特別是復位電路和振蕩器的設計。

這里，輸入電路由解碼器和TSOP1738組成。TSOP1738的輸出引腳與解碼器IC的數據輸入引腳相連，4個(gè)數據輸出引腳與微控制器的P1端口相連。地址引腳被接地，一個(gè)LED燈被連接到有效的傳輸引腳，以指示傳輸情況。

輸出電路由繼電器驅動(dòng)器IC ULN2004組成，它的5個(gè)輸入引腳連接到微控制器的P2端口，5個(gè)輸出引腳連接到操作5個(gè)燈的繼電器。

使用微控制器的5通道紅外遙控系統的電路圖：

5通道遠程控制 - 發(fā)射器電路

該發(fā)射器電路中包括的元件：

元件的清單和相應的數值顯示如下

R1 - 1M

R2 - 10K

R3 - 760Ohms

R4 - 1.5K

R5 - 100Ohms

C1, C2 - 15pF

C3 - 10uF

C4 - 0.01uF

C5 - 0.1uF

S1 - 5個(gè)DIP開(kāi)關(guān)

V1 - 5V

U1 - AT89C51

U2 - HT12E

U3 - LM555

U4A - 7408 (AND門(mén))

Q1 - BC547

如何操作發(fā)射器電路？

當電路通電后，編譯器將初始化堆棧指針和其他變量，并調用主函數。它掃描輸入引腳，即來(lái)自開(kāi)關(guān)的信號。

如果任何一個(gè)開(kāi)關(guān)被按下，按照程序，編譯器將相應的4位數值分配給輸出端口的4個(gè)引腳，即產(chǎn)生所需的4位輸出信號，并將其輸入到編碼器的數據輸入端。

然后，編碼器將這4位并行數據轉換為串行數據，即為每個(gè)并行數據輸入生成一個(gè)代碼。 編碼器的輸出被連接到時(shí)間555的復位引腳，這樣，只有當編碼器有任何輸出時(shí)，定時(shí)器才會(huì )工作。 定時(shí)器產(chǎn)生一個(gè)38KHZ的信號，用于驅動(dòng)紅外LED，從而產(chǎn)生一個(gè)調制的38KHZ紅外信號。

接收器電路圖：

5通道遙控器 - 接收器電路

該接收機電路中包括的元件：

元件清單和相應的值如下所示

R1 - 100Ohms

R2 - 50K

R3 - 10K

C1 - 10uF

C3, C2 - 10uF

V1 - 5V

U1 - HT12D

U2 - AT89C51

U3 - ULN2004

Q1 - BC547

J1, J2, J3, J4, J5

接收器電路如何工作？

傳輸的紅外信號由TSOP 1738或紅外接收器接收，該接收器使用針式二極管和濾波器的安排對信號進(jìn)行解調。接收器的輸出被饋送到解碼器的輸入端，解碼器最初對接收到的數據進(jìn)行至少三次檢查，然后向VT引腳發(fā)送一個(gè)高脈沖，以表示有效的傳輸。 然后，解碼器將串行數據輸入轉換為4位并行數據輸出。同時(shí)，微控制器被啟動(dòng)，輸入引腳被掃描。對于某個(gè)4比特的輸入信號，編譯器將一個(gè)高邏輯信號分配給繼電器驅動(dòng)器的相應輸入引腳。繼電器驅動(dòng)器ULN2004實(shí)際上是一個(gè)達林頓陣列集成電路，它改變了接收到的輸入信號的電壓水平，以便在相應的輸出引腳提供一個(gè)低電壓信號。連接到該輸出引腳的繼電器線(xiàn)圈因電流流過(guò)而通電，銜鐵從原來(lái)的位置移動(dòng)，從而完成電路，燈開(kāi)始發(fā)光（圖片中未顯示）。 這一操作對所有其他燈的開(kāi)關(guān)都是一樣的。

5通道紅外遙控電路的應用：

這個(gè)電路可以用來(lái)驅動(dòng)一些負載，如燈。

這個(gè)電路可以被修改為使用電機驅動(dòng)器而不是繼電器驅動(dòng)器來(lái)驅動(dòng)玩具車(chē)或機器人。

5通道紅外遙控電路的局限性：

這個(gè)項目使用紅外傳輸，范圍小，需要視線(xiàn)通信。