使用微控制器的5通道紅外遙控系統(tǒng)

本文旨在設計和演示一個簡單的5通道遙控系統(tǒng)來驅動五個負載。輸入信號或命令由發(fā)射器通過紅外傳輸發(fā)出，由紅外接收器接收，處理后用于驅動負載。在發(fā)射器和接收器上，都使用了一個微控制器來處理信號。

電路背后的原理：

該電路根據(jù)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傳輸信號。來自開關的輸入信號由微控制器處理，由編碼器進行編碼，由發(fā)射器進行調制和傳輸。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)射器電路由三個集成電路組成--Atmel89C51微控制器、編碼器HT12E和定時器555。

設計的第一步包括設計微控制器的接口。在輸入端，一個5項DIP開關與微控制器的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選擇兩個15pF的電容連接到晶體振蕩器的兩端來完成的。

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10K的電阻和10uF的電容來滿足要求。輸出端由HT12E編碼器的7個地址引腳和終端使能引腳連接到地，4個數(shù)據(jù)引腳連接到端口0。

設計的第二步是設計定時器振蕩器電路。在這里，我們需要使用555定時器來設計一個星形多用振蕩器?？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)射器電路設計類似，由四個集成電路組成--Atmel89C51、解碼器HT12D、紅外接收器TSOP1738和繼電器驅動器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(shù)據(jù)輸入引腳相連，4個數(shù)據(jù)輸出引腳與微控制器的P1端口相連。地址引腳被接地，一個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器IC ULN2004組成，它的5個輸入引腳連接到微控制器的P2端口，5個輸出引腳連接到操作5個燈的繼電器。

使用微控制器的5通道紅外遙控系統(tǒng)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(shù)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DIP開關

V1 - 5V

U1 - AT89C51

U2 - HT12E

U3 - LM555

U4A - 7408 (AND門)

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(shù)。它掃描輸入引腳，即來自開關的信號。

如果任何一個開關被按下，按照程序，編譯器將相應的4位數(shù)值分配給輸出端口的4個引腳，即產生所需的4位輸出信號，并將其輸入到編碼器的數(shù)據(jù)輸入端。

然后，編碼器將這4位并行數(shù)據(jù)轉換為串行數(shù)據(jù)，即為每個并行數(shù)據(jù)輸入生成一個代碼。 編碼器的輸出被連接到時間555的復位引腳，這樣，只有當編碼器有任何輸出時，定時器才會工作。 定時器產生一個38KHZ的信號，用于驅動紅外LED，從而產生一個調制的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?shù)募t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(shù)據(jù)進行至少三次檢查，然后向VT引腳發(fā)送一個高脈沖，以表示有效的傳輸。 然后，解碼器將串行數(shù)據(jù)輸入轉換為4位并行數(shù)據(jù)輸出。同時，微控制器被啟動，輸入引腳被掃描。對于某個4比特的輸入信號，編譯器將一個高邏輯信號分配給繼電器驅動器的相應輸入引腳。繼電器驅動器ULN2004實際上是一個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低電壓信號。連接到該輸出引腳的繼電器線圈因電流流過而通電，銜鐵從原來的位置移動，從而完成電路，燈開始發(fā)光（圖片中未顯示）。 這一操作對所有其他燈的開關都是一樣的。

5通道紅外遙控電路的應用：

這個電路可以用來驅動一些負載，如燈。

這個電路可以被修改為使用電機驅動器而不是繼電器驅動器來驅動玩具車或機器人。

5通道紅外遙控電路的局限性：

這個項目使用紅外傳輸，范圍小，需要視線通信。