红外遥控开关.doc

国家电工电子实验教学中心
电子技术课程设计
设计报告
设计题目: 红外遥控开关
学院:
电子信息工程学院
专业:
通信
学生姓名:
学号:
指导教师:
2011 年 1 月 13 日
目录
1 设计任务要求
2 设计方案及论证
3 制作及调试过程
4 系统测试
5 系统使用说明
6 思考题
7 总结
8 参考文献
1 设计任务要求
红外线是在人的正常视觉范围之外的光线,利用红外线可以进行信息的传输。红外线的
常见用途之一就是进行近距离无线遥控,像许多家电,例如电视机、DVD 机、空调等都是使
用红外线的方式进行控制的。本设计要求采用红外信号的发送与接收组件,加上触发器电路
以及电子开关或继电器模拟实现对家用电器电源控制。

掌握电子电路设计的基本方法;掌握各种红外收发器件;掌握红外遥控的收发方式;
掌握红外遥控的编码、解码方式;掌握开关量信号对强电设备的控制方式。

基本部分:
(1) 红外遥控器采用现成的家用电器的红外遥控器;遥控距离不小于 5 米;
(2) 遥控开关接收端的工作电源为 6V 直流电源(使用直流稳压电源或4 节5 号电池);
(3) 遥控开关接收端使用发光二极管指示有无 6V 直流电源及当前是否接收到遥控信号;
(4) 遥控开关能够控制 1 盏6V 小灯泡(,不得用发光二极管代替)
的亮灭,即按一次遥控器灯泡发光,再按一次灯泡熄灭。
发挥部分:
(1) 自制红外遥控器,包括至少8 路独立遥控按键,可以独立控制8 盏灯泡任何一盏或
多盏的亮灭;
(2) 遥控器没有按键按下时电路不工作、不耗电;
(3) 在遥控器上设置两个切换键,增加亮灯循环切换功能,可以左右循环控制8 盏灯中
的1 盏点亮;
(4) 增加数字显示功能,用一位 LED 数码管显示最后接收到的遥控通道序号;
(5) 增加遥控距离达到 8 米以上。

(1) 设计,安装、调试所设计的电路;
(2) 画出完整电路图,详细说明电路原理,写出设计总结报告。
2 设计方案及论证
任务分析
红外遥控开关的组成框图如下:
开关驱动及显示
信号处理
红外接收
红外遥控器
首先需要了解红外信号编码的特点,红外信号有几种不同的编码方式,例如可以使用不同的脉冲宽度代表0和1,也可以使用信号沿的变化代表0和1,但是红外遥控信号总是由一串脉冲所组成的。按下红外遥控器不同的按键之后发出的编码不同。如果将脉冲串进行单稳整形,就可以得到一个脉冲,用它来控制一个触发器就可以实现一个单路的遥控开关;如果将脉冲串进行解码,就可以实现多路遥控开关。
红外遥控器的发射端具有键盘矩阵,每按下一个键,即产生具有不同的编码的数字脉冲,这种代码指令信号调制在38kHZ的载波上,激励红外光二极管产生具有脉冲波串的红外波,通过空间的传送送到受控机内的遥控接收器。在接收过程中红外波信号通过滤波器和光电二极管转换为38kHZ的电信号,此信号经过放大、检波、整形、解调,送到解码器与接口电路,从而完成相应的遥控功能。
方案比较
我们选择了将传送与接受区别开来讨论的方法来进行方案比较
1) 传送方案比较
红外线遥控开关,本身是比较简单的,但是多路的实现,却着实要费不少事情。总的来说,一共有四种方案:
1、编码区分
2、频率区分
3、脉冲计数
4、幅度区分
经过查阅资料以及多方的考虑,我们最后决定走编码的道路。原因如下:
幅度区分并不适用于这次设计,很明显会受传输距离很大的影响;尽管在电路控制的开关数较少的情况下,脉冲计数接收简单,不易受干扰,但是我们还是排除了这个方法,主要是考虑到定量脉冲的产生设计有些困难;频率区分的确是一个很有意思的办法,但我们还是没有选择分频,首先不论从发射端的不同频率产生到接收端的多路滤波,都需要重复性的焊很多的电路,而且每一部分都需要调节。同时,电路的大部分为模拟电路部分,稳定性很值得怀疑,不如数字逻辑来的稳当。
2) 编码调制方案比较
现有的红外遥控主要有两种方式
PWM(脉冲宽度调制)
PPM(脉冲位置调制)
两种形式编码的代表分别为NEC和PHILIPS的RC-5、RC-6以及将来的RC-7。我们分别分析一下它们各自的特点。
PWM(脉冲宽度调制):以发射红外载波的占空比代表“0”和“1”。为了节省能量,一般情况下,发射红外载波的时间固定,通过改变不发射载波的时间来改变占空比。例如常用的电视遥控器,使用NEC upd6121,其“0”,;其“1”,;此外,为了解码的方便,还有引