论文关键词：红外多路遥控系统 单片机 红外发射 红外接收
论文摘要：本文介绍了红外多路遥控系统。红外多路遥控系统可实现16路的红外开关控制。以码分制多通道红外遥控为设计的基本思路。通过键盘及代码生成电路、编码、脉冲调制振荡和红外发射构成红外发射电路。通过红外接收，解码以及由单片机控制的医码控制电路组成红外接收电路。
Abstract：The passage has introduced the infrared multichannel system of remote control. The infrared multichannel system of remote control can realize the infrared switch control of 16 roads. With yard pide into system the basic train of thought with much passageway infrared remote control of design. Through keyboard and code generation circuit， coding and pulse modulation vibration with infrared project to form infrared project circuit. Pass infrared take over ， decode as well as the medical yard control circuit composition that controled by single flat machine are infrared to take over circuit.
Keyword ：the infrared multichannel system of remote control; MCU; infrared to project; infrared to take over
1.前言
1.1序言
随着电子技术的飞速发展，尤其是跨入2000年后，红外技术得到了迅猛发展。红外遥控已渗透到国民经济的各行各业和人们日常生活的方方面面，在工业自动化、生产控制过程、信息采集和处理、通信、红外制导、激光武器、电子对抗、环境监测、红外育种安全防范、家用电器控制及日常生活各个方面都得到了广泛的应用。
1.2国内外研究概况
目前国内外都在进行红外的研究开发，已取得了相当不错的成绩。红外技术的研究开发是自动化控制的主要方向。它的研究针对国民经济的各行各业和人们日常生活的方方面面，在工业自动化、生产控制过程、信息采集和处理、通信、红外制导、激光武器、电子对抗、环境监测、红外育种安全防范、家用电器控制及日常生活（如节能灯控制、自动门控制、节水节能控制、红外医疗与美容、智能玩具、空调、彩灯遥控以及VCD、SVCD和DVD机录放等）各个方面都在进行红外研究开发和控制。
1.3论文主要工作概述
针对国内外的发展情况，可见红外遥控系统是我国未来智能化发展方向。本课题要设计的红外多路遥控系统，主要红外发射和红外接收这两部分，本设计依托市面上常见的红外发射和红外接收元器件，使设计具有传输距离一般、硬件简单、安装方便、价格便宜的优点。本文所介绍的红外多路遥控系统，是采用码分制多通道红外遥控系统装置。早期的码分制的脉冲指令编码多采用分离元器件及小规模数字集成电路，编码、译码电路弄得很复杂，可靠性也差。但随着大规模数字集成技术的发展和日趋成熟，各种大规模专用集成编、译码集成器件的层出不穷，使外围元器件很少，电路简单，功能完善。
2.系统总体方案设计
2.1方案比较
方案一：采用频分制多通道红外遥控发射和接收系统。频分制的频率编码一般采用频道编码开关，通过改变振荡电路的参数来改变振荡电路的振荡参数和频率。当按下不同的编码键时，振荡器就会输出不同频率的指令信号。这些指令信号经驱动级放大后对高频载波进行调制，并驱动红外发光管发出红外光脉冲信号。
红外接收控制电路的组成框图包括红外接收光电转换器、前置放大器、频率译码电路、驱动级和执行机件等。当红外光电检测器接收到发射器发来的红外编码指令后，光电检测管随即将其转换成相应的电信号，再经过前置电压放大器放大后，加至频率译码电路和选频电路，选出不同指令的频率信号，并加至相应的驱动级及执行机件。对应每一频率的指令信号，应有一个相应的选频电路。
在频分制红外遥控电路中，代表控制指令信号的频率一般为几百赫兹至几十千赫兹。发射电路中的频率编码开关的位号应与接收电路中的选频电路的位号相对应，以选出不同频率的指令信号。
红外接收、译码电路由红外接收器、前置放大器、解调器、指令译码器、记忆和驱动级组成。红外光电二极管将接收到的红外光信号转变成相应的电脉冲信号，再经高倍数电压放大后加至解调器进行解调，然后由指令译码器解码出指令信号。指令译码器是与指令编码器相对应的译码器，用于脉冲指令信号译出。译出的指令信号加至相应的记忆和驱动级，驱动执行机件动作，实现红外光遥控。
图2-1： 方案一的方框图
方案二：采用码分制多通道红外遥控发射和接收系统。码分制的遥控指令信号是由编码脉冲发生器（一般由数字集成电路和少量外围元件组成）产生的。码分指令是用不同的脉冲数目或不同宽度的脉冲组合而成的。
指令编码器由基本脉冲发生电路和指令编码开关组成。当按下S1—Sn中的某个指令键时，指令编码器将产生不同编码的指令信号。该编码信号经调制器调制后变为编码脉冲调制信号，再经驱动电路功率放大后加至红外发射级，驱动红外发射管发出红外编码脉冲光信号。
图2.2： 方案二的方框图
2.2方案论证
方案一：采用频分制多通道红外遥控系统。主要用在单通道或者几通道的红外遥控系统中。能够形成一个无线的短距离的遥控系统。主要由发射和接收并执行两部分组成。先是发射部分，用户根据需要按下功能键，在经过编码后通过红外发光二极管发射出信号。经过无线传输后，接收部分接收到发射信号，然后经过芯片内部译码并执行对应遥控路上的发光二极管发光
方案二：采用码分制多通道红外遥控系统。主要用在多通道的红外遥控系统中，遥控系统抗干扰强。能够形成一个无线的中距离的遥控系统。主要由发射和接收并执行两部分组成。用户根据需要按下功能键，先是指令编码器进行编码，在进行信号调制，在由红外发光二极管发射出信号，经过无线传输后，接收部分接收到发射信号，先经过信号处理，在通过单片机软件译码，查表控制对应遥控路上的发光二极管发光
2.3方案选择频分制红外光遥控电路比较简单，通常应用在遥控通道数目不太多的控制系统中。当频道数目较多时，选频电路和相应电路的数目加多，电路复杂，且各频道间的相互干扰加重，导致误控或误报。采用高品质因数的LC振荡器或选频回路，可提高选频精度和稳定度，但会使LC回路的体积加大，电路便得复杂，调试困难，成本也加大。因此，这次我们设计的是16路遥控，遥控数目较多，所以不宜采用频分制而采用码分制遥控方式。
3.单元模块电路设计
3.1红外发射电路设计
红外发射电路的设计包括4个部分：(1)键盘及代码产生电路，(2)编码电路，(3)调制振荡电路，（4）红外发射电路。
3.1.1 8421-BCD码控制电路的设计
8421-BCD码控制电路采用CMOS型16路模拟开关集成电路CD4067，它和S2-S17按压开关等构成开关编码控制电路，将输入开关状态编成8421-BCD码，并由CD4067的第10，11，13，14脚输出地址码。CD4067的二进制编码的十进制（BCD）与S2-S17接通通道之间的关系如表1所示。
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S2-S17接通通道 |
D |
C |
B |
A |
INH端 |
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2 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
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3 |
0 |
0 |
0 |
1 |
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4 |
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5 |
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1 |
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6 |
0 |
1 |
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8 |
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9 |
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10 |
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1 |
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13 |
1 |
0 |
1 |
1 |
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14 |
1 |
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0 |
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15 |
1 |
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16 |
1 |
1 |
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0 |
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17 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
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均不接通 |
φ |
φ |
φ |
φ |
1 |
表3-1：CD4067的真值表
图3-2 8421-BCD码控制电路
3.1.2数据编码电路设计
由集成电路MC146026组成的编码电路如图所示，虚线框内是MC145026的内部框图，外围器件RS、CTC、RTC决定编码器的时钟频率。在图中：A1-A5是地址线，A6/D6-A9/D9是地址/数据复用线，即MC145026可对9位并行输入数据进行编码，并在接收到传输启动信号（TE）时，输出串行数据。TE是传输启动信号的输入端。当它为低电平时，器件开始启动传输过程，为高电平时，器件完全被阻塞，无信号输出。RS、CTC、RTC是内部振荡器的外接元件，其参数决定振荡器的振荡频率。通常RS、CTC、RTC取值为400pF< CTC<15μF， RS=2RTC， RS>=20KΩ，RTC>=10kΩ，振荡器的频率f≈1/(2.3CTCRTC)，取值范围为1KHZ-40KHZ。若频率超过此范围，精度将降低。DOUT是数据输出端，依次送出经过编码的数据。
图3-3 编码电路
该振荡器的频率为1.6KHZ，RS=100KΩ，则CTC=2700PF，RTC=50KΩ。当振荡器经过4分频电路送至并/串转换电路作为时钟，将输入的代码按A1-A5、A6/D6-A9/D9的顺序移至三态编码器，对输入为逻辑“0”（低电平）时，输出为两个窄脉冲；输入为逻辑“1”（高电平）时，输出为两个宽脉冲；当输入为开路（高阻）时，输出为一个宽脉冲和一个窄脉冲。当TE为低电平时，MC145026按以上编码规律将输入A1-A5、A6/D6-A9/D9进行编码并输出串行数据。只要它保持低电平，MC145026可以不间断的输出
图3-4 MC145026的三态编码波形