金華宇

【摘 要】本系統(tǒng)的設(shè)計目的是用紅外線作為傳輸媒質(zhì)來傳輸用戶的操作信息并由接收電路解調(diào)出原始信號，主要用到編碼芯片和解碼芯片對信號進(jìn)行調(diào)制與解調(diào)，其中編碼芯片用的是臺灣生產(chǎn)的PT2262，解碼芯片是PT2272。主要工作原理是：利用編碼鍵盤可以為PT2262提供的輸入信息，PT2262對輸入的信息進(jìn)行編碼并加載到38KHZ的載波上并調(diào)制紅外發(fā)射二極管并輻射到空間，然后再由接收系統(tǒng)接收到發(fā)射的信號并解調(diào)出原始信息，由PT2272對原信號進(jìn)行解碼以驅(qū)動相應(yīng)的電路完成用戶的操作要求。

【關(guān)鍵詞】紅外線；編碼；解碼；LM386；紅外收發(fā)器

一、紅外遙控系統(tǒng)意義

紅外數(shù)據(jù)通信技術(shù)是目前在世界范圍內(nèi)被廣泛使用的一種無線連接技術(shù)，被眾多的硬件和軟件平臺所支持。是一種通過數(shù)據(jù)電脈沖和紅外光脈沖之間的相互轉(zhuǎn)換實現(xiàn)無線的數(shù)據(jù)收發(fā)的技術(shù)。

紅外收發(fā)器產(chǎn)品具有成本低，小型化，傳輸速率快，點對點安全傳輸，不受電磁干擾等特點，可以實現(xiàn)信息在不同產(chǎn)品之間快速、方便、安全地交換與傳送，在短距離無線傳輸方面擁有十分明顯的優(yōu)勢。

紅外收發(fā)器產(chǎn)品在可攜式產(chǎn)品中的應(yīng)用作用很大。目前，全世界有1億5千萬臺設(shè)備采用紅外技術(shù)，在電子產(chǎn)品和工業(yè)設(shè)備、醫(yī)療設(shè)備等領(lǐng)域廣泛使用。比如有95%的筆記本電腦就安裝了紅外收發(fā)器接口，現(xiàn)在絕大多數(shù)手機上也配置紅外收發(fā)器接口。而且隨著交換的數(shù)據(jù)量變大，紅外數(shù)據(jù)通訊將使手機的數(shù)據(jù)傳輸越來越方便。隨著紅外數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)越來越成熟、完善、成本更低廉，紅外收發(fā)器在短距離通訊領(lǐng)域必將得到更廣泛的應(yīng)用。

本章首先闡述了紅外收發(fā)集成電路設(shè)計課題的背景和意義，然后簡要介紹了紅外數(shù)據(jù)通訊技術(shù)的特點和應(yīng)用領(lǐng)域，以及紅外收發(fā)器產(chǎn)品的特點、國內(nèi)外現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，最后根據(jù)紅外遙控收發(fā)系統(tǒng)的實際應(yīng)用性確立了課題的設(shè)計定位。

二、紅外遙控收發(fā)器產(chǎn)品概況

（一）紅外遙控收發(fā)器產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)和類型

目前紅外收發(fā)器按照工作模式和傳輸速率可分為四類：串行模式，最高速率為115.2Kbps；中速模式：最高速率為0.567Mbps和1.152Mbps；高速模式：最高速率為16Mbps。

另外按芯片功耗大小又可以分為低功耗型和標(biāo)準(zhǔn)型兩類，低功耗型通常使用3V電源，傳輸距離較近，約0-30cm，標(biāo)準(zhǔn)型通常使用5V電源，傳輸距離較遠(yuǎn)最少1m以上。

（二）紅外遙控收發(fā)器的國內(nèi)外現(xiàn)狀

在紅外通信技術(shù)發(fā)展的早期，存在好幾個紅外通信標(biāo)準(zhǔn)，不同標(biāo)準(zhǔn)之間紅外設(shè)備不能進(jìn)行紅外通信。為了使各種紅外設(shè)備能夠互聯(lián)互通，1993年由20多個大廠商發(fā)起成立了紅外數(shù)據(jù)協(xié)會（IRDA）統(tǒng)一了紅外通信的標(biāo)準(zhǔn)，這就是目前被廣泛使用的紅外數(shù)據(jù)通信協(xié)議及規(guī)范，也稱為IRDA標(biāo)準(zhǔn)。

由IRDA協(xié)會的資料表明，國外公司的紅外收發(fā)器產(chǎn)品起步較早，已經(jīng)形成了紅外收發(fā)器的配套生產(chǎn)產(chǎn)業(yè)鏈。由以下部分組成：Sharp等公司主要提供紅外發(fā)光二極管和光敏二極管；Agilent等公司主要設(shè)計制作紅外收發(fā)芯片；Infineon等公司主要從事紅外收發(fā)器封裝；IBM、Microsoft等公司則推出紅外數(shù)據(jù)收發(fā)器驅(qū)動程序和紅外通信軟件。其中如Agilent等公司還具有生產(chǎn)紅外收發(fā)器系列產(chǎn)品的能力，而HP、IBM等大公司則專門為自己公司產(chǎn)品配備紅外收發(fā)器。

在中國臺灣地區(qū)也形成了一批紅外收發(fā)產(chǎn)品的生產(chǎn)廠家和公司，但在大陸地區(qū)只有一些器件銷售公司在做這些國際公司和臺灣公司的代理，缺乏具有自主產(chǎn)權(quán)的該類產(chǎn)品。

（三）紅外收發(fā)器產(chǎn)品的發(fā)展趨勢

在各種紅外收發(fā)器產(chǎn)品中，雖然傳輸速率、傳輸距離等特性不同，但紅外收發(fā)器產(chǎn)品一直朝著提高傳輸速率，增加傳輸距離，降低功耗，擴大發(fā)射接收角度等方面發(fā)展。特別是隨著技術(shù)發(fā)展和成熟，傳輸方式正朝著點對多點方向發(fā)展。因此紅外遙控收發(fā)器產(chǎn)品還有更加寬廣的發(fā)展前景。

三、紅外發(fā)光二極管的特性及工作原理

紅外線是不可見光，人眼是覺察不到的。電子技術(shù)中是用紅外發(fā)光二極管（又稱紅外發(fā)射二極管）來產(chǎn)生紅外線。紅外遙控收發(fā)是利用近紅外光傳送遙控指令的波長為 0.76？滋m～1. 5？滋m。用近紅外光作為遙控光源 ，是因為目前紅外發(fā)光二極管與紅外接收器件（光敏二極管、三極管及光電池） 的發(fā)光與受光峰值波長一般為 0.8？滋m～0.94？滋m ，在近紅外光波段內(nèi) ，二者的光譜正好重合 ，能夠很好地匹配 ，可獲得較高的傳輸效率及較高的可靠性。

常用的紅外發(fā)光二極管，其外形和發(fā)光二極管LED相似，它的基本工作電路如圖2-2所示。圖中的三極管作開關(guān)，當(dāng)基極上加有驅(qū)動信號時，三極管飽和導(dǎo)通紅外發(fā)光管D也正向?qū)üぷ?，發(fā)出紅外光（近紅外線約0.93？滋m）。D的管壓降約1.4V，工作電流一般為10-20mA。為了適應(yīng)不同的工作電壓，D的回路中常串有電阻作為紅外發(fā)光二極管的限流電阻。

紅外線發(fā)射與接收的方式有兩種，其一是直射式，其二是反射式。直射式指發(fā)光管和接收管相對安放在發(fā)射與受控物的兩端，中間相距一定距離；反射式指發(fā)光管和接收管并列一起，平時接收管始終無光照，只在發(fā)光管發(fā)出的紅外光遇到反射物時，接收管收到反射回來的紅外線才工作。

紅外通信是利用波長為900nm-1000nm的紅外波作為信息的載體，通過紅外技術(shù)實現(xiàn)兩點間的近距離保密通信和信息的轉(zhuǎn)發(fā)。紅外通信系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)包括：發(fā)射器部分，信道部分，接收器部分。

發(fā)射裝置把信源發(fā)出的二進(jìn)制信號經(jīng)過高頻調(diào)制后由紅外發(fā)光二極管發(fā)送出去，接收裝置把接收的紅外高頻信號由接收管接收后經(jīng)光電轉(zhuǎn)換再解調(diào)為原來信息的一種通信傳輸方式。再接收到原信息后可在接收部分連接驅(qū)動電路以完成預(yù)期的各種功能。其中對編碼的調(diào)制方式有脈寬調(diào)制（通過改變脈沖寬度調(diào)制信號PWM）和脈時調(diào)制（通過改變脈沖串之間時間間隔調(diào)制信號PPM）兩種。

參考文獻(xiàn)：

[1]任晉婷.基于單片機的紅外遙控系統(tǒng)設(shè)計[J].電子世界.2013.

[2]胡績強，劉瑩.溫控空調(diào)開關(guān)的紅外遙控系統(tǒng)設(shè)計[J].南昌大學(xué)學(xué)報（工科版）.2012.