紅外遙控是一種無(wú)線(xiàn)、非接觸控制技術(shù)，具有抗干擾能力強，信息傳輸可靠，功耗低，成本低，易實(shí)現等顯著(zhù)優(yōu)點(diǎn)，被諸多電子設備特別是家用電器廣泛采用，并越來(lái)越多的應用到計算機和手機系統中。本文首先介紹了紅外遙控模塊的基本原理，其次詳解闡述了紅外遙控模塊工作原理，最后介紹了紅外遙控的重要環(huán)節及應用。

紅外遙控的基本原理

紅外遙控的發(fā)射電路是采用紅外發(fā)光二極管來(lái)發(fā)出經(jīng)過(guò)調制的紅外光波；紅外接收電路由紅外接收二極管、三極管或硅光電池組成，它們將紅外發(fā)射器發(fā)射的紅外光轉換為相應的電信號，再送后置放大器。

發(fā)射機一般由指令鍵（或操作桿）、指令編碼系統、調制電路、驅動(dòng)電路、發(fā)射電路等幾部分組成。當按下指令鍵或推動(dòng)操作桿時(shí)，指令編碼電路產(chǎn)生所需的指令編碼信號，指令編碼信號對載波進(jìn)行調制，再由驅動(dòng)電路進(jìn)行功率放大后由發(fā)射電路向外發(fā)射經(jīng)調制定的指令編碼信號。

接收電路一般由接收電路、放大電路、調制電路、指令譯碼電路、驅動(dòng)電路、執行電路（機構）等幾部分組成。接收電路將發(fā)射器發(fā)出的已調制的編碼指令信號接收下來(lái)，并進(jìn)行放大后送解調電路，解調電路將已調制的指令編碼信號解調出來(lái)，即還原為編碼信號。指令譯碼器將編碼指令信號進(jìn)行譯碼，最后由驅動(dòng)電路來(lái)驅動(dòng)執行電路實(shí)現各種指令的操作控制（機構）。

紅外遙控模塊工作原理

按下遙控器的某一個(gè)鍵，遙控器會(huì )發(fā)出一連串經(jīng)過(guò)調制后的信號，這個(gè)信號經(jīng)過(guò)紅外一體化模塊接收后，輸出解調后的數字脈沖，每個(gè)按鍵對應不同的脈沖，故識別出不同的脈沖就能識別出不同的按鍵?！　?/span>

上圖就是很常見(jiàn)的車(chē)載MP3遙控器，比較小巧，很好用。下面是紅外發(fā)射和接收原理：　　

到此讀者可能會(huì )有疑惑，那么不同的調制解調方法那么出來(lái)的脈沖規則是不一樣的？是的，的確如此。

遙控發(fā)射器專(zhuān)用芯片很多，根據編碼格式可以分成兩大類(lèi)，這里我們以運用比較廣泛，解碼比較容易的一類(lèi)來(lái)加以說(shuō)明，現以日本NEC的uPD6121G組成發(fā)射電路為例說(shuō)明編碼原理（一般家庭用的DVD、VCD、音響都使用這種編碼方式）。當發(fā)射器按鍵按下后，即有遙控碼發(fā)出，所按的鍵不同遙控編碼也不同。這種遙控碼具有以下特征：

采用脈寬調制的串行碼，以脈寬為0.565ms、間隔0.56ms、周期為1.125ms的組合表示二進(jìn)制的“0”；以脈寬為0.565ms、間隔1.685ms、周期為2.25ms的組合表示二進(jìn)制的“1”，其波形如圖所示?！　?/span>

如圖可見(jiàn)，0與1前端的低電平持續都是0.56ms，那么就是后面的高電平持續時(shí)間不同，0為0.56ms，1為1.685ms，找到不同之處，編程時(shí)就有識別的依據了！

上述“0”和“1”組成的32位二進(jìn)制碼經(jīng)38kHz的載頻進(jìn)行二次調制以提高發(fā)射效率，達到降低電源功耗的目的。然后再通過(guò)紅外發(fā)射二極管產(chǎn)生紅外線(xiàn)向空間發(fā)射，如圖所示。

UPD6121G產(chǎn)生的遙控編碼是連續的32位二進(jìn)制碼組，其中前16位為用戶(hù)識別碼，能區別不同的電器設備，防止不同機種遙控碼互相干擾。該芯片的用戶(hù)識別碼固定為十六進(jìn)制01H；后16位為8位操作碼（功能碼）及其反碼。UPD6121G最多額128種不同組合的編碼。

請看下圖，來(lái)自網(wǎng)絡(luò )：　

當一個(gè)鍵按下超過(guò)36ms，振蕩器使芯片激活，將發(fā)射一組108ms的編碼脈沖，這108ms發(fā)射代碼由一個(gè)引導碼（9ms），一個(gè)結果碼（4.5ms），低8位地址碼（9ms~18ms），高8位地址碼（9ms~18ms），8位數據碼（9ms~18ms）和這8位數據的反碼（9ms~18ms）組成。如果鍵按下超過(guò)108ms仍未松開(kāi)，接下來(lái)發(fā)射的代碼（連發(fā)碼）將僅由起始碼（9ms）和結束碼（2.25ms）組成。（實(shí)際上人手的動(dòng)作是很慢的，即使你快速的按下按鍵，可能對于芯片來(lái)說(shuō)還是超過(guò)108ms，所以如何處理連發(fā)碼是很關(guān)鍵的）

遙控器在按鍵按下后，周期性地發(fā)出同一種32位二進(jìn)制碼，周期約為108ms。一組碼本身的持續時(shí)間隨它包含的二進(jìn)制“0”和“1”的個(gè)數不同而不同，大約在45～63ms之間，圖為發(fā)射波形圖。

紅外遙控的重要環(huán)節

紅外線(xiàn)遙控裝置包括紅外線(xiàn)發(fā)射（即遙控器）和紅外線(xiàn)接收兩部分。既然幾乎所有的物體都在不停地發(fā)射紅外線(xiàn)，那么怎樣才能保證指定遙控器發(fā)射的控制信號既能準確無(wú)誤地被接收裝置所接收，又不會(huì )受到其他信號的干擾呢，這就需要從以下四個(gè)環(huán)節上加以控制。

1、紅外傳感器的配套使用紅外發(fā)射傳感器和紅外接收傳感器配套使用，就組成了一個(gè)紅外線(xiàn)遙控系統。

遙控用的紅外發(fā)射傳感器，也就是紅外發(fā)光二極管，采用砷化鎵或砷鋁化鎵等半導體材料制成，前者的發(fā)光效率低于后者。峰值波長(cháng)是紅外發(fā)光二極管發(fā)出的最大紅外光強所對應的發(fā)光波長(cháng)，紅外發(fā)光二極管的峰值波長(cháng)通常為0.88μm~O.951Am。遙控用紅外接收傳感器有光敏二極管和光敏三極管兩種，響應波長(cháng)（亦稱(chēng)峰值波長(cháng)）反映了光敏二極管和光敏三極管的光譜響應特性?？梢?jiàn)，要提高按收效率，遙控系統所用紅外發(fā)光二極管的峰值波長(cháng)與紅外接收傳感器的響應波長(cháng)必須一致或相近是十分重要的。

2、信號的調制與解調紅外遙控信號是一連串的二進(jìn)制脈沖碼。為了使其在無(wú)線(xiàn)傳輸過(guò)程中免受其他紅外信號的干擾，通常都是先將其調制在特定的載波頻率上，然后再經(jīng)紅外發(fā)光二極管發(fā)射出去，紅外線(xiàn)接收裝置則會(huì )濾除其他雜波只接收該特定頻率的信號并將其還原成二進(jìn)制脈沖碼，也就是解調。下圖是紅外線(xiàn)發(fā)射與接收的示意圖。圖1中沒(méi)有信號發(fā)出的狀態(tài)稱(chēng)為空號或0狀態(tài)，按一定頻率以脈沖方式發(fā)出信號的狀態(tài)稱(chēng)為傳號或1狀態(tài)。在消費類(lèi)電子產(chǎn)品的紅外遙控系統中，紅外信號的載波頻率通常為30kHz--OkHz，標準的頻率有30kHz33kHz36KHz、36.7kHz、38kHz、40kHz和56kHz，此范圍內的其他頻率也能被識別。

3、編碼與解碼

既然紅外遙控信號是一連串的二進(jìn)制脈沖碼，那么，用什么樣的空號和傳號的組合來(lái)表示二進(jìn)制數的“0”和“1”，即信號傳輸所采用的編碼方式，也是紅外遙控信號的發(fā)送端和接收端需要事先約定的。通常，紅外遙控系統中所采用的編碼方式有三種：

1）FSK（移頻鍵控）方式

移頻鍵控方式用兩種不同的脈沖頻率分別表示二進(jìn)制數的“0”和“1‘，下圖是用移頻鍵控方式對“0”和“1”進(jìn)行編碼的示意圖。

2）PPM（脈沖位置編碼）方式

在脈沖位置編偶方式下，每一位二進(jìn)制數所占用的時(shí)間是一樣的，只是傳號脈沖的位置有所不同?？仗栐谇?、傳號在后的表示“1”，傳號在前、空號在后的表示“0”。下圖是采用脈沖位置編碼方式對“0”和“1”進(jìn)行編碼的示意圖。

3）PWM（脈沖寬度編碼）方式

脈沖寬度編碼方式是根據傳號脈沖的寬度來(lái)區別二進(jìn)制數的“0”和“1”的。

傳號脈沖寬的是“1”，傳號脈沖窄的是“0”，而每位二進(jìn)制數之間則用等

紅外遙控的應用范圍

由于紅外線(xiàn)遙控不具有像無(wú)線(xiàn)電遙控那樣穿過(guò)障礙物去控制被控對象的能力，所以，在設計家用電器的紅外線(xiàn)遙控器時(shí)，不必要像無(wú)線(xiàn)電遙控器那樣，每套（發(fā)射器和接收器）要有不同的遙控頻率或編碼（否則，就會(huì )隔墻控制或干擾鄰居的家用電器），所以同類(lèi)產(chǎn)品的紅外線(xiàn)遙控器，可以有相同的遙控頻率或編碼，而不會(huì )出現遙控信號“串門(mén)”的情況。這對于大批量生產(chǎn)以及在家用電器上普及紅外線(xiàn)遙控提供了極大的方便。由于紅外線(xiàn)為不可見(jiàn)光，因此對環(huán)境影響很小，再由紅外光波動(dòng)波長(cháng)遠小于無(wú)線(xiàn)電波的波長(cháng)，所以紅外線(xiàn)遙控不會(huì )影響其他家用電器，也不會(huì )影響臨近的無(wú)線(xiàn)電設備。