楊 暢 王渤文 張?zhí)斐?任全鵬

（沈陽(yáng)航空航天大學(xué)航空宇航學(xué)院 遼寧沈陽(yáng) 110136）

一、設(shè)備應(yīng)用環(huán)境

幾乎所有的現(xiàn)代視聽設(shè)備都配有紅外遙控器。然而，很少電子設(shè)備裝有遙控器，本文介紹了一種多功能紅外遙控器的原理和制作方法，包括紅外發(fā)射器和紅外接收器。遙控系統(tǒng)設(shè)計(jì)用于控制四種不同類型的設(shè)備：開關(guān)、伺服電機(jī)、步進(jìn)機(jī)器人和雙數(shù)字電位器IC。但是，一次只能控制一種類型的設(shè)備。

二、總體設(shè)計(jì)

（一）產(chǎn)生遙控發(fā)射信號(hào)

遙控器由按鍵掃描矩陣、控制電路以及紅外線發(fā)射部分三大部分組成:（1）按鍵掃描矩陣由集成電路的掃描輸入、輸出電路引腳組成的橫豎交叉矩陣，無(wú)鍵按下時(shí)，輸入輸出是互不相連。當(dāng)某一鍵按下時(shí)，相應(yīng)的輸入口會(huì)有信號(hào)送達(dá)，使控制電路得知哪一個(gè)按鍵被按下，它會(huì)發(fā)出一種指定的信號(hào)來(lái)控制功能。（2）紅外線發(fā)射部分由晶體三極管提供功率放大，以足夠的功率驅(qū)動(dòng)紅外線發(fā)光二極管，發(fā)射出紅外線脈沖信號(hào)，有些遙控器的載頻可能為40kHz，只需要稍微加大發(fā)射功率仍可用38kHz的載頻使其接受電路信號(hào)。（3）控制電路是遙控器的核心部分，以M34552單片機(jī)為例，晶振連接到單片機(jī)的XCIN/XCOUT和XIN/XOUT引腳上，來(lái)建立振蕩信號(hào)；振蕩電路送來(lái)的信號(hào)經(jīng)過(guò)整形、分頻等處理，產(chǎn)生了掃描用的控制信號(hào)，通過(guò)M34552芯片內(nèi)軟件功能實(shí)現(xiàn)紅外遙控對(duì)輸出信號(hào)的控制[1]。原理圖如圖1所示：

圖1 原理圖

（二）產(chǎn)生以及儲(chǔ)存電能

通過(guò)按壓手壓搖桿，使得手壓搖桿繞軸做轉(zhuǎn)動(dòng)。在軸處，安裝扭轉(zhuǎn)彈簧，使得手壓搖桿可作往復(fù)轉(zhuǎn)動(dòng)。手壓搖桿帶有和變速齒輪相嚙合的直齒，變速齒輪與組裝的永磁體齒輪相嚙合。變速齒輪來(lái)回轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)組裝永磁體一起轉(zhuǎn)動(dòng)，繼而不斷的切割磁感線。永磁體下裝配固定于遙控器外殼的線圈，永磁體的轉(zhuǎn)動(dòng)使得永磁體相對(duì)于線圈轉(zhuǎn)動(dòng)。手壓發(fā)電對(duì)用電器和整個(gè)線圈電路都存在著不好的影響，因此，可以將電能儲(chǔ)存起來(lái)，再以直流電的形式供給用電器。

三、裝置應(yīng)用原理

（一）紅外發(fā)射器技術(shù)原理

紅外發(fā)射機(jī)采用IC1單片機(jī)ins8048l，功耗低，運(yùn)行速度快。該微處理器可以驅(qū)動(dòng)和讀取16位鍵盤，產(chǎn)生40KHz的紅外信號(hào)?，F(xiàn)在深入探討IC1是如何完成這項(xiàng)雙重任務(wù)的[2]。

（二）紅外發(fā)射機(jī)原理

一個(gè)簡(jiǎn)單的紅塑料濾波器可以屏蔽部分噪聲，但要克服外界紅外干擾，必須將有用的紅外信號(hào)調(diào)制到高頻載波上。它相當(dāng)于IC1振蕩器頻率的十五分之一，波形是方波，而不是正弦波。IC1的引腳11是ALE（地址可鎖存）側(cè)。在我們的系統(tǒng)中，IC1的振蕩頻率為6mhz，除以15，即400kHz。這個(gè)400kHz的信號(hào)被加到1c3的CLK輸入端，IC3是4017cmos十進(jìn)制計(jì)數(shù)器，所以400kHz除以10得到40KHz的載波。IC3的引腳12上獲得的40KHz信號(hào)被微處理器的輸出端口p15（引腳12）觸發(fā)，4049逆緩沖器（iC4）的引腳3被鎖定。使用這個(gè)緩沖器有兩個(gè)目的：首先，反轉(zhuǎn)IC3的空閑狀態(tài)，以便在沒有字符傳輸時(shí)斷開MOSFET Q1。二是為Q1的柵極提供足夠的驅(qū)動(dòng)，使紅外LED能夠最大限度地發(fā)射紅外能量。

四、測(cè)試

由于遠(yuǎn)程控制和3D電視同步的主要問(wèn)題是互操作性和干擾性，所以傳輸信號(hào)需要聚焦或面向接收機(jī)。相反，散射的紅外信號(hào)是無(wú)方向的。在接收之前，發(fā)射的信號(hào)會(huì)反射到不同的表面。信號(hào)會(huì)減弱或衰減。散射紅外系統(tǒng)的挑戰(zhàn)是接收和處理微弱的信號(hào)家庭影院與普通電視的主要區(qū)別在于，立體聲揚(yáng)聲器設(shè)置在側(cè)置揚(yáng)聲器和后置揚(yáng)聲器上。在標(biāo)準(zhǔn)家庭影院系統(tǒng)中，有三個(gè)前置揚(yáng)聲器、兩個(gè)側(cè)面環(huán)繞揚(yáng)聲器或后置揚(yáng)聲器和一個(gè)超低音揚(yáng)聲器。大多數(shù)消費(fèi)者不想安裝后揚(yáng)聲器，因?yàn)樗麄儾幌朐诜块g周圍布線，也不想花錢在墻上或地毯和地板下布線。近紅外光包括波長(zhǎng)在750nm到1050nm之間的光，除了人眼看不見外，它具有大部分可見光的物理性質(zhì)。和可見光一樣，紅外線也從天花板、墻壁和房間里的大多數(shù)其他物體反射出來(lái)。因此，發(fā)射的光也會(huì)變得散射。散射紅外光有其自身的特點(diǎn)，特別適合于透射。音頻信號(hào)至側(cè)圍和后揚(yáng)聲器[3]。

五、結(jié)語(yǔ)

針對(duì)現(xiàn)有的遙控設(shè)備，一個(gè)遙控裝置只能控制一臺(tái)電子設(shè)備，且鉛蓄電池的使用后，難降解等缺點(diǎn)。本文設(shè)計(jì)了一款基于M34552單片機(jī)的微型紅外遙控器，借助M34552硬件已有的作用，同時(shí)利用磁生電，并用電容儲(chǔ)存產(chǎn)生的電能。同時(shí)該實(shí)驗(yàn)裝置發(fā)出數(shù)字編碼形式的信號(hào)，對(duì)應(yīng)于不同接收機(jī)可接收的信號(hào)，可進(jìn)行對(duì)不同設(shè)備的控制。