簡(jiǎn)單穩(wěn)定地感應(yīng)你——紅外感應(yīng)開(kāi)關(guān)的創(chuàng)新制作

這次豪華酒店的廁所之旅把我給震撼了，原來(lái)電器的開(kāi)關(guān)可以這么智能，不用我們觸碰到它，它就可以感應(yīng)到我。我的腦子開(kāi)始高速運(yùn)轉(zhuǎn)，想象著這項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用到自己家中的情景。媽媽洗菜可以不用開(kāi)水龍頭，家里的電燈不用出力按就可以開(kāi)關(guān)，還有家里的電視機(jī)、電風(fēng)扇、奶奶的收音機(jī)都可以放上這種感應(yīng)開(kāi)關(guān)。把它裝在大門上，和門鈴連接，只要有人站在門口，門鈴就會(huì)響。我的小伙伴來(lái)家里找我，一定會(huì)把他們嚇一跳的。想著想著，忍不住笑出聲來(lái)。

從數(shù)字電路到單片機(jī)

上了大學(xué)后，學(xué)校里有很多書店。在沒(méi)有發(fā)現(xiàn)單片機(jī)之前，我一直在書店的電子技術(shù)專區(qū)里徘徊。那里有好多關(guān)于電子制作的書，都是我喜愛(ài)的。我最愛(ài)看的就是電子制作500例之類的書，里面的好多制作簡(jiǎn)單又實(shí)用。某天，我突然在書中發(fā)現(xiàn)了紅外線感應(yīng)干手機(jī)的制作實(shí)例。一下把我?guī)Щ氐侥且淮坞y忘經(jīng)歷——豪華酒店的廁所之旅。我要實(shí)現(xiàn)我少年的夢(mèng)想，我要實(shí)現(xiàn)這個(gè)制作。接下來(lái)的日子里，我就開(kāi)始研究紅外線感應(yīng)干手機(jī)的原理和電路。
原來(lái)，所謂的感應(yīng)開(kāi)關(guān)，只是利用了人眼看不到的紅外線來(lái)感應(yīng)物體。感應(yīng)開(kāi)關(guān)的核心元器件就是紅外反射傳感器。紅外反射傳感器包括一個(gè)紅外線發(fā)光二極管和一個(gè)紅外線光敏二極管，它們兩個(gè)都朝著一個(gè)方向，被封裝在一個(gè)塑料外殼里。使用時(shí)，紅外線發(fā)光二極管點(diǎn)亮，并發(fā)出一道人眼看不見(jiàn)的紅外光。如果傳感器的前方?jīng)]有物體，那么這道紅外光就以299792458m/s的速度（光速）消散在宇宙中。
但如果傳感器前方有不透明的物體時(shí)，紅外光就會(huì)被反射回來(lái)，會(huì)照在旁邊的紅外線光敏二極管上。紅外線光敏二極管接收到紅外光后，其輸出引腳的電阻值就會(huì)產(chǎn)生變化。通過(guò)判斷這個(gè)阻值的變化，它就可以感應(yīng)到前方的物體，進(jìn)而控制電器開(kāi)關(guān)了。
了解了原理，又看到了書中的電路原理圖后，我卻產(chǎn)生了新的疑惑。紅外線發(fā)光二極管應(yīng)該和普通二極管的驅(qū)動(dòng)電路一樣，用紅外線光敏二極管加一個(gè)三極管放大接收信號(hào)來(lái)驅(qū)動(dòng)繼電器不就可以了嗎？為什么還要加NE555和CD4069兩個(gè)芯片，把簡(jiǎn)單的事情搞復(fù)雜了呢？看了后面的文章介紹才知道，原來(lái)這樣做的目的是為了防止環(huán)境光的干擾。在我們生活的環(huán)境里，處處都暗藏著紅外線。太陽(yáng)是最常見(jiàn)的紅外線發(fā)光體，還有火光、燈光、紅外線遙控器和一些不可預(yù)知的光源。問(wèn)題來(lái)了，身邊這么多紅外線光源，傳感器里的紅外線光敏二極管怎么知道哪些光是環(huán)境里的紅外光，哪些光是它鄰居發(fā)出來(lái)的紅外光呢？于是天才的工程師想到了調(diào)制解調(diào)的辦法。他們把紅外線發(fā)光二極管以某一頻率進(jìn)行調(diào)制，即讓它以一定的頻率閃爍。在紅外線光敏二極管一端則設(shè)計(jì)一個(gè)電路，讓接收端可以篩選出這一頻率的紅外光源。像收音機(jī)一樣，傳感器只要以自己的頻率發(fā)射，再以自己的頻率接收就可以過(guò)濾掉其他頻率光源的干擾了。

哈哈，看過(guò)原理之后，心中暗自生起了一團(tuán)烈火。然后以70km/h的速度（坐車）奔向電子市場(chǎng)。備齊了元器件，照著原理圖制作出了實(shí)物。不得不佩服我當(dāng)時(shí)的焊接水平，用了一片小小的洞洞板，把電路制作得小巧、緊湊。不過(guò)接上電源之后，問(wèn)題就來(lái)了，當(dāng)我把手放在感應(yīng)區(qū)域時(shí)，指示燈并沒(méi)有亮。后來(lái)發(fā)現(xiàn)，這是發(fā)射頻率和接收頻率不匹配導(dǎo)致的，因?yàn)椴捎玫氖荝C電路產(chǎn)生頻率，簡(jiǎn)單地說(shuō)就是靠電容的充放電周期產(chǎn)生頻率，所以頻率很容易隨溫度變化而變化。電路的調(diào)試花了我許多時(shí)間，在沒(méi)有示波器的幫助下，光靠反復(fù)修改電阻值和電容值的測(cè)試來(lái)達(dá)到成功是多么困難的事情呀！當(dāng)同學(xué)把手放在感應(yīng)區(qū)，指示燈亮起的那一刻，所有調(diào)試的困苦都轉(zhuǎn)化為成就感，在同學(xué)們贊嘆的話語(yǔ)中成幾何性倍增了。
像電影一樣，故事到了高潮，接下來(lái)的每一步都是墜落。同學(xué)們只看到了光彩的一面，背地里它悄悄出現(xiàn)的問(wèn)題，都成為我們私下獨(dú)處時(shí)的傷痛。在一個(gè)陽(yáng)光明媚的下午，強(qiáng)光照進(jìn)室內(nèi)，感應(yīng)開(kāi)關(guān)受強(qiáng)光的影響而處在不穩(wěn)定的狀態(tài)，它不斷地自行開(kāi)關(guān)，而且對(duì)反射物體沒(méi)有反應(yīng)。家里常用的電視機(jī)紅外線遙控器也會(huì)讓感應(yīng)開(kāi)關(guān)失靈。即使把它放在陰暗的角落也會(huì)出現(xiàn)一個(gè)討厭的問(wèn)題，即當(dāng)反射物就會(huì)不斷地開(kāi)關(guān)，繼電器的吸合很快，好像一臺(tái)電報(bào)機(jī)。這是因?yàn)榉瓷湮矬w正好處在了感應(yīng)區(qū)的臨界點(diǎn)上，也就是“感應(yīng)到”和“感應(yīng)不到”的分界線上，物體微微靠近或離開(kāi)就會(huì)產(chǎn)生開(kāi)關(guān)狀態(tài)的改變。沒(méi)有人會(huì)希望自己家的電燈像閃電、水龍頭像音樂(lè)噴泉吧。這些問(wèn)題加在一起，讓感應(yīng)開(kāi)關(guān)的應(yīng)用很不理想，辛辛苦苦把家里所有的電燈開(kāi)關(guān)都改裝成感應(yīng)的，不到一個(gè)月又被爸爸改回了傳統(tǒng)開(kāi)關(guān)。慢慢的，對(duì)感應(yīng)開(kāi)關(guān)的興趣就被音控開(kāi)關(guān)、延時(shí)開(kāi)關(guān)的制作熱情所取代。幾星期后，我和紅外線感應(yīng)開(kāi)關(guān)徹底分手了。
從那之后的某一天，我開(kāi)始學(xué)習(xí)單片機(jī)。幾個(gè)月前我對(duì)單片機(jī)內(nèi)置的模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）產(chǎn)生了興趣，不斷地探索它的妙用，DIS.MUSIC3炫彩音樂(lè)顯示器就是利用ADC來(lái)采集音頻信號(hào)的。突然有一天，我想，利用帶有ADC功能的單片機(jī)可不可以取代傳統(tǒng)的數(shù)字電路，而讓紅外線感應(yīng)開(kāi)關(guān)變得更穩(wěn)定呢？在網(wǎng)上搜索了半天，沒(méi)有找到基于單片機(jī)的紅外線傳感器的制作。這個(gè)情況對(duì)我來(lái)說(shuō)亦好亦壞，好的是如果制作成功，這將又會(huì)是我的一項(xiàng)創(chuàng)新制作；壞的是我沒(méi)有任何可以參考的資料，甚至都不能保證我的想法是否可行。我學(xué)習(xí)單片機(jī)的過(guò)程好像是一條正弦波，從基礎(chǔ)開(kāi)始學(xué)習(xí)，然后開(kāi)發(fā)應(yīng)用程序，再后來(lái)獨(dú)立完成創(chuàng)新制作，到最后又回到了基礎(chǔ)技術(shù)問(wèn)題的研究。接下來(lái)的日子里，我做得最多的事是研究紅外線的知識(shí)。做了N多次實(shí)驗(yàn)，用不同的紅外線發(fā)光源來(lái)做研究，找到它們的特性和區(qū)別。之后開(kāi)始研究電路制作簡(jiǎn)單、同時(shí)又具備高穩(wěn)定性的紅外感應(yīng)開(kāi)關(guān)。研究到最后，我自己都驚訝了，原來(lái)硬件電路可以如此簡(jiǎn)單，簡(jiǎn)單到?jīng)]有任何多余的元器件——單片機(jī)、紅外反射傳感器、LED指示燈和電源。在之前的版本里，硬件電路上還需要加一條導(dǎo)線，但是后來(lái)我修改了程序算法，這條導(dǎo)線便光榮下崗了。
是的，程序算法——一種殺人于無(wú)形的利器。如果人類和動(dòng)物的區(qū)別是人類具有理性和智慧的話，那么單片機(jī)與數(shù)模電路的區(qū)別就是單片機(jī)具有程序控制。單片機(jī)程序精確地處理著時(shí)間和狀態(tài)，軟件的強(qiáng)大把硬件成本降到最低，并可以零成本復(fù)制。我熱愛(ài)編程，它給了我無(wú)窮的樂(lè)趣和超乎想象的創(chuàng)新可能。如果我是即將畢業(yè)的大學(xué)生，我會(huì)把這個(gè)創(chuàng)新制作寫成論文，讓導(dǎo)師喜笑顏開(kāi)；如果我是專注科普的《無(wú)線電》雜志的作者，我就只能用微小的篇章簡(jiǎn)單地說(shuō)一說(shuō)這款制作的基本原理了。但在此之前，先讓我們趁著熱情未減，親手制作一下這款基于單片機(jī)的紅外感應(yīng)開(kāi)關(guān)，體驗(yàn)它的精巧構(gòu)思，檢驗(yàn)它的抗干擾能力吧。
我是在面包板上搭建的電路，電源采用的是3節(jié)5號(hào)電池所組成的4.5V直流電源。因?yàn)殡娐贩浅：?jiǎn)單，我還特意為了面包板上的接插布局而定義了IO接口。所以我們連導(dǎo)線都不需要，只要把單片機(jī)、紅外反射傳感器和LED指示燈插在指定的孔洞里就行了。值得注意的問(wèn)題有：?jiǎn)纹瑱C(jī)需要使用帶有ADC功能的STC12C2052AD系列；燒寫程序時(shí)，選擇使用內(nèi)部RC振蕩器；紅外反射傳感器沒(méi)有特定的型號(hào)，我使用的是RPR220，你也可以使用其他型號(hào)的產(chǎn)品。
在面包板搭建的實(shí)驗(yàn)電路上測(cè)試，有沒(méi)有感覺(jué)到它的精簡(jiǎn)和穩(wěn)定呢？把LED指示燈接在P1.7接口上時(shí)，它是無(wú)鎖存的感應(yīng)開(kāi)關(guān)，即有反射物體時(shí)LED燈亮，物體離開(kāi)就熄滅，適用于感應(yīng)式水龍燈。把LED指示燈接在P1.6接口上時(shí)，它
是鎖存感應(yīng)開(kāi)關(guān)，即感應(yīng)開(kāi)關(guān)觸發(fā)1次LED燈亮，2次觸發(fā)時(shí)LED燈滅，適用于感應(yīng)式電燈開(kāi)關(guān)。如果把LED指示燈改換成繼電器，就可以用來(lái)控制其他電器了。電器可以是任何你想得到的東西，相信你和我一樣，早就有過(guò)這樣的夢(mèng)想?，F(xiàn)在是實(shí)現(xiàn)它的時(shí)候了。
除了實(shí)用的開(kāi)關(guān)改裝計(jì)劃，紅外感應(yīng)開(kāi)關(guān)還可以把家居生活變成科幻電影。一張可以感應(yīng)你的桌子會(huì)不會(huì)震驚四座呢？普通桌子的上表面嵌著一塊磨砂玻璃板，當(dāng)桌面空空的時(shí)候，桌子沒(méi)有什么特別?？墒钱?dāng)我們把手、杯子或報(bào)紙放在上面時(shí)，相應(yīng)的位置就會(huì)發(fā)出光來(lái)。原來(lái)，玻璃下面安裝了數(shù)百個(gè)LED燈和感應(yīng)裝置，只要桌子感應(yīng)到有東西放在上面，就會(huì)讓單片機(jī)控制對(duì)應(yīng)位置的LED燈點(diǎn)亮。變換單片機(jī)的程序還可以玩出更多的花樣呢。
如果用我的這款紅外感應(yīng)開(kāi)關(guān)是不是也可以實(shí)現(xiàn)這部科幻作品呢？在撰寫本文的時(shí)候，我也同時(shí)在研究這項(xiàng)技術(shù)，希望可以用我們常用的單片機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)，如果真能實(shí)現(xiàn)，我再另寫文章與各位分享。那桌子、那感應(yīng)式電燈都將成為你的作品、你的精心之作。

關(guān)鍵問(wèn)題與解決之道


從年少時(shí)廁所里紅外感應(yīng)開(kāi)關(guān)初體驗(yàn)，到傳統(tǒng)電路制作的原理及問(wèn)題，再到用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)更穩(wěn)定的感應(yīng)開(kāi)關(guān)設(shè)計(jì)，直至感應(yīng)開(kāi)關(guān)在電器開(kāi)關(guān)和感應(yīng)桌面上的應(yīng)用。紅外感應(yīng)開(kāi)關(guān)已經(jīng)逐漸從廁所走向了客廳，從復(fù)雜走向了精簡(jiǎn)，從波動(dòng)走向了穩(wěn)定。那么有誰(shuí)想知道單片機(jī)是怎么做到穩(wěn)定感應(yīng)的呢？其中的奧秘又是什么呢？這里就把一些技術(shù)實(shí)現(xiàn)的基本原理與諸位分享。如果你有更好的方案和改進(jìn)意見(jiàn)，或者你是這方面資深的專家，歡迎各路英豪與我交流。閑話少說(shuō)，小弟這里獻(xiàn)丑了哈！

1.如何去除環(huán)境光的干擾？

與之前的調(diào)制解調(diào)的方式不同，在使用ADC功能之后，另一種解決方案會(huì)讓測(cè)試更有效率。那就是使用雙重檢測(cè)方法。前提條件是，單片機(jī)可以控制紅外發(fā)光二極管的開(kāi)關(guān)。首先，要使用ADC功能讀出接在ADC接口上電壓的模擬量，數(shù)值從0到255（十進(jìn)制）。紅外光敏二極管接收的紅外光線強(qiáng)時(shí)，ADC讀出的數(shù)值就大，反之就小。我們要做的就是，控制紅外發(fā)光二極管在發(fā)光時(shí)讀一次ADC的數(shù)值，然后再讓紅外發(fā)光二極管熄滅，再讀一次ADC的數(shù)值。我們先假設(shè)沒(méi)有其他紅外光源的干擾，當(dāng)紅外發(fā)光二極管熄滅時(shí)，紅外光敏二極管應(yīng)該檢測(cè)不到光源，ADC讀出的數(shù)值也應(yīng)該為0；當(dāng)紅外發(fā)光二極管點(diǎn)亮，且沒(méi)有反射物體時(shí)，ADC讀出的值也應(yīng)該很小，接近于為0；當(dāng)有反射物體時(shí)，紅外光敏二極管檢測(cè)到光源，ADC讀出的數(shù)值會(huì)變大。如果存在其他光源的干擾，那么當(dāng)紅外發(fā)光二極管熄滅時(shí)，也會(huì)讀到較大的數(shù)值。雙重檢測(cè)讀出的數(shù)值的差距越大，表示干擾光源越弱，反之則越強(qiáng)。我們通過(guò)這種雙重檢測(cè)，就可以判斷接收到的紅外光是不是發(fā)射端發(fā)出來(lái)的了，兩次檢測(cè)的數(shù)值之差就是我們需要的最終數(shù)值。最終數(shù)值將參與下面的算法處理，也是我們判斷和處理的關(guān)鍵數(shù)據(jù)。單片機(jī)需要控制紅外發(fā)光二極管高速開(kāi)關(guān)，以便更快地采集數(shù)據(jù)。

最終數(shù)值=紅外發(fā)光二極管點(diǎn)亮?xí)rADC讀出的數(shù)值-紅外發(fā)光二極管熄滅時(shí)ADC讀出的數(shù)值

2.如何解決臨界點(diǎn)的感應(yīng)波動(dòng)問(wèn)題？

微微向前一點(diǎn)就觸發(fā)，微微向后一點(diǎn)就關(guān)斷，這是臨界點(diǎn)問(wèn)題的困擾。問(wèn)題的根源在于，觸發(fā)的臨界點(diǎn)和關(guān)斷的臨界點(diǎn)是同一個(gè)距離。只要在基于單片機(jī)系統(tǒng)中把這兩個(gè)臨界點(diǎn)分開(kāi)，這個(gè)問(wèn)題就可迎刃而解。我們知道，單片機(jī)需要處理的數(shù)據(jù)是“最終數(shù)值”，它是紅外發(fā)光二極管開(kāi)、關(guān)狀態(tài)時(shí)ADC讀出的數(shù)值之差。最終數(shù)值也是一個(gè)從0到255之間不斷變化的變量。反射物理離傳感器越近，“最終數(shù)值”就越大。如果我們?cè)诔绦蚶镌O(shè)置，當(dāng)“最終數(shù)值”大于某一值時(shí)（例如200）就觸發(fā)開(kāi)關(guān)，小于這一值時(shí)就關(guān)斷開(kāi)關(guān)，那么這樣編程的效果就是單一臨界點(diǎn)的不穩(wěn)定開(kāi)關(guān)。單片機(jī)既然都可以模仿不穩(wěn)定的開(kāi)關(guān)，自然也很容易創(chuàng)造穩(wěn)定的開(kāi)關(guān)了！只要寫一下程序的設(shè)置就可以很輕松地讓它變得穩(wěn)定。雙臨界點(diǎn)的設(shè)計(jì)只需要兩個(gè)數(shù)值的條件判斷：當(dāng)“最終數(shù)值”大于某一值時(shí)（例如200）就觸發(fā)開(kāi)關(guān)，當(dāng)“最終數(shù)值”小于另一個(gè)數(shù)值時(shí)（例如150）就關(guān)斷開(kāi)關(guān)。這樣一來(lái)，在150和200之間就會(huì)創(chuàng)建一塊中間區(qū)域。當(dāng)反射物理在這個(gè)區(qū)域前后移動(dòng)時(shí)，開(kāi)關(guān)仍保持其原來(lái)的狀態(tài)，或判斷、或觸發(fā)。這種雙臨界點(diǎn)的設(shè)計(jì)，其實(shí)是給反射物體一個(gè)活動(dòng)空間，對(duì)反射物體的穩(wěn)定性要求降低了，系統(tǒng)狀態(tài)就自然穩(wěn)定了下來(lái)。在實(shí)際調(diào)試過(guò)程中，可以根據(jù)應(yīng)用的需要修改雙臨界點(diǎn)的兩個(gè)數(shù)值。比如做自動(dòng)水龍頭時(shí)，手的移動(dòng)范圍較大，所以應(yīng)該留出較大的活動(dòng)區(qū)域。如果是做自動(dòng)尋跡小車的傳感器，則可以用較小的活動(dòng)區(qū)域，甚至改用單臨界點(diǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)。雙臨界點(diǎn)的設(shè)計(jì)是有啟發(fā)性的，你可以利用此設(shè)計(jì)來(lái)做更多的事情，或者用在其他傳感器的穩(wěn)定性設(shè)計(jì)之中。

3.如何增加感應(yīng)的成功率和可靠性？

“最終數(shù)值”處理和雙臨界點(diǎn)設(shè)計(jì)都可以增加系統(tǒng)的穩(wěn)定性。在多次數(shù)據(jù)采集中，出現(xiàn)幾次失敗和誤差是很正常的事情。但如果這些誤差左右了開(kāi)關(guān)的狀態(tài)，那么這種失敗又由誰(shuí)來(lái)負(fù)責(zé)呢？我寫的文章錯(cuò)別字很多，雜志社的編輯老師都說(shuō)我無(wú)藥可救了。當(dāng)你看到本文時(shí)，你要知道一件事，那就是已經(jīng)有好幾位編輯老師瞪大眼睛幫我改掉了文中的錯(cuò)別字。最后大家看到的才是精美而通順的文章。在感謝編輯老師的同時(shí)，我也要為我們的紅外感應(yīng)開(kāi)關(guān)配備幾位“編輯老師”，給采集到的數(shù)據(jù)把關(guān)。一旦出現(xiàn)錯(cuò)誤，就放棄當(dāng)前的數(shù)據(jù)，重新采集，這種設(shè)計(jì)其實(shí)就是一種冗余。我在程序中設(shè)計(jì)了一段循環(huán)檢測(cè)語(yǔ)句，連續(xù)20次檢測(cè)和判斷采集到的數(shù)據(jù)，如果20次中有1次誤差就馬上放棄當(dāng)前的所有數(shù)據(jù)，重新檢測(cè)。連續(xù)20次檢測(cè)已經(jīng)算是很穩(wěn)定的了，當(dāng)然你也可以為了更穩(wěn)定而改用連續(xù)50次、100次的檢測(cè)，但是系統(tǒng)的反應(yīng)速度會(huì)變慢，靈敏度也會(huì)下降。靈敏度和穩(wěn)定度之間的矛盾是剛性的，在實(shí)際測(cè)試中找到適合目標(biāo)系統(tǒng)的檢測(cè)次數(shù)就可以了?！白罱K數(shù)值”、雙臨界點(diǎn)和20次連續(xù)檢測(cè)聽(tīng)上去好像是很復(fù)雜的事情，可是在程序里只是很簡(jiǎn)單的幾條語(yǔ)句。設(shè)計(jì)的重點(diǎn)不在于程序的復(fù)雜性，而是整個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路。下面列出一段關(guān)鍵程序部分與大家分享，這個(gè)簡(jiǎn)單的程序包含了上述的3種抗干擾設(shè)計(jì)。

4.如何增大感應(yīng)距離？

經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)證明，基于單片機(jī)的紅外傳感器的感應(yīng)距離和單片機(jī)的ADC精度、雙臨界點(diǎn)數(shù)值、紅外發(fā)光二極管的功率、紅外光敏二極管的靈敏度，均和反射物理的反光效果有關(guān)，一般的感應(yīng)距離不會(huì)超過(guò)20cm。不過(guò)，對(duì)于開(kāi)關(guān)感應(yīng)開(kāi)關(guān)的設(shè)計(jì)已經(jīng)足夠了。要想增加感應(yīng)距離，可以對(duì)以下幾方面進(jìn)行改進(jìn)。只是，更遠(yuǎn)的感應(yīng)距離反而會(huì)讓系統(tǒng)產(chǎn)生許多
RAM_H=Read_ADC;//讀出LED亮?xí)rADC端口的值
RAM_L=Read_ADC;//讀出LED滅時(shí)ADC端口的值
RAM_H=RAM_H-RAM_L;//取2次檢測(cè)值之差，避開(kāi)環(huán)境光干擾if(RAM_H>0x06){//開(kāi)啟時(shí)的距離（應(yīng)該小于關(guān)閉時(shí)的距離）CON++;//計(jì)數(shù)加1
CON2=0;
if(CON>20){//連續(xù)20次檢測(cè)，以避開(kāi)干擾
CON=0;
LED_Y=0;//LED指示燈點(diǎn)亮
}
}
if(RAM_H0x03){//關(guān)閉時(shí)的距離
CON2++;CON=0;if(CON2>20){CON2=0;
LED_Y=1;//LED指示燈熄滅
}
}
“最終數(shù)值”、雙臨界點(diǎn)和20次連續(xù)檢測(cè)的程序部分

不確定因素，效果反而不佳。如果在某些特殊情況還需要更遠(yuǎn)的傳送距離，我們就要用新的軟硬件方案來(lái)應(yīng)對(duì)了。
☆提高ADC精度，例如將8位ADC換成10位或12位ADC。
☆將雙臨界點(diǎn)的數(shù)值設(shè)置得更小。
☆用LED驅(qū)動(dòng)電路提高紅外發(fā)光二極管的功率（即提高亮度）。
☆為紅外光敏二極管一端加裝信號(hào)放大電路。
☆盡量使用反光效果好的反射物體（如白紙、鏡面）。

5.如何進(jìn)一步提升抗干擾能力？

最后一個(gè)問(wèn)題，是同頻環(huán)境光的干擾。在我的實(shí)驗(yàn)中，還沒(méi)有出現(xiàn)過(guò)這樣的問(wèn)題，它只存在于理論推理中。但這種干擾的可能性并不為0，所以有必須說(shuō)明一下。所謂的同頻干擾，就是假設(shè)紅外感應(yīng)開(kāi)關(guān)的周圍正好存在這么一個(gè)紅外光源，它也按一定的頻率點(diǎn)亮和熄滅，而這一頻率正好和紅外感應(yīng)開(kāi)關(guān)中紅外發(fā)光二極管的亮、滅頻率一致，且周期相同。這種巧合并不只是彩票頭獎(jiǎng)的幸運(yùn)觀眾才能遇見(jiàn)的，當(dāng)多個(gè)紅外感應(yīng)開(kāi)關(guān)在較近的距離內(nèi)同時(shí)使用時(shí)，問(wèn)題就自然會(huì)出現(xiàn)。如果它們之間的距離不能改變，那就只有用跳頻的方法來(lái)解決了。跳頻技術(shù)在移動(dòng)電話和無(wú)繩電話機(jī)上已經(jīng)成為必備的功能，為了防止竊聽(tīng)或當(dāng)某一頻道被占用時(shí)，電話機(jī)會(huì)自動(dòng)切換到別的頻道，讓通信更穩(wěn)定、可靠。對(duì)于紅外感應(yīng)開(kāi)關(guān)來(lái)說(shuō)，跳頻并沒(méi)有那么復(fù)雜，只要在程序中不斷改變紅外發(fā)光二極管的亮、滅時(shí)間，用不同的頻率去檢測(cè)，其他干擾光源也以相同頻率跳變的機(jī)會(huì)就少之又少了，再加上前面介紹的20次連續(xù)檢測(cè)功能，再遇見(jiàn)干擾的可能性就幾乎為0了。
增加以上5項(xiàng)功能，系統(tǒng)的穩(wěn)定性達(dá)到了巔峰，而如此穩(wěn)定的設(shè)計(jì)卻絲毫沒(méi)有改變硬件制作。仍然是那幾種元器件，穩(wěn)定與否全看程序的設(shè)計(jì)。單片機(jī)就是這么神奇，創(chuàng)造優(yōu)良性能于無(wú)形之中，帶你體驗(yàn)精簡(jiǎn)設(shè)計(jì)的內(nèi)在之力。


更遠(yuǎn)距離的對(duì)射傳感器方案

還有一種情況，是應(yīng)用上的需要。如果使用紅外感應(yīng)開(kāi)關(guān)來(lái)制作賽跑的電子終點(diǎn)線，將紅外發(fā)射管和接收管分別安裝在跑道的兩端會(huì)是更好的解決方案。平時(shí)終點(diǎn)線上沒(méi)有障礙物，發(fā)射的紅外信號(hào)輕松地被接收。當(dāng)有人通過(guò)終點(diǎn)線時(shí)，人的身體擋住了紅外光的路線，接收端收不到信號(hào)而觸發(fā)開(kāi)關(guān)，完成比賽的計(jì)時(shí)。同樣的設(shè)計(jì)還可以用作防盜報(bào)警器。這種對(duì)射式的傳感器需要很遠(yuǎn)的傳送距離，一般需要2~5m。如果是這種應(yīng)用，就需要改變軟硬件方案，38kHz調(diào)制紅外線不是很好的解決方案。利用單片機(jī)產(chǎn)生38kHz的調(diào)制紅外線信號(hào)，接收端使用具有集信號(hào)解調(diào)、放大和輸出于一體的紅外傳感器TSOP1838。電路設(shè)計(jì)同樣精簡(jiǎn)，而對(duì)射有效距離可以達(dá)到7~10m。相關(guān)的技術(shù)正在被我研究著，這里算是拋磚引玉，希望給正在研究此技術(shù)的朋友一點(diǎn)幫助。發(fā)揮你的才能，把這項(xiàng)技術(shù)運(yùn)用到生活之中。制作自動(dòng)干手機(jī)、感應(yīng)水龍頭、感應(yīng)電燈開(kāi)關(guān)、智能尋跡小車、防盜報(bào)警器、感應(yīng)桌面、比賽計(jì)時(shí)器等?；趩纹瑱C(jī)的紅外感應(yīng)開(kāi)關(guān)將成為你電子競(jìng)賽、產(chǎn)品設(shè)計(jì)、趣味DIY的必備佳品。這就是紅外感應(yīng)開(kāi)關(guān)的創(chuàng)新制作，可以簡(jiǎn)單穩(wěn)定地感應(yīng)你。