红外收发器电子实验报告

电子电路综合设计实验报告

题目：基于单片机的红外遥控收发系统的设计实现

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日期：2011年5月

摘要

本系统包括遥控发射装置和遥控接收装置，采用单片机实现信号的编码、调制、解调和解码，红外发射管实现信号的发射，集成红外接收头实现信号的接收和解调。其中，发射信号是以红外光波的形式进行传播，故称基于单片机的红外遥控。遥控发射装置包括电源模块、输入模块（4×4矩阵键盘）、显示模块（1602LCD）、红外发射模块和单片机最小系统。遥控接收装置包括电源模块、红外接收模块、显示模块（1602LCD）、输出模块（16个LED）和单片机最小系统。

使用者通过按下4×4矩阵键盘中的某个按键输入控制信号，遥控发射装置中的单片机对矩阵键盘进行扫描以获取控制信号并完成信号的编码和调制，然后控制红外发射模块将信号发射出去，并控制LCD显示哪个按键被按下。遥控接收装置中的红外接收模块接收到红外信号后将其解调并以外部中断的形式输入到单片机中，单片机完成信号的解码后控制输出模块中的某个LED导通，并控制LCD显示哪个LED被点亮。

本系统具有经济节约，控制功能强，显示丰富的特点。

设计选题及设计任务要求

设计选题：基于单片机的红外遥控收发系统的设计实现 设计任务要求：

设计一个以单片机为核心控制器件的红外收发系统。 发射载频：38KHz 电源：9V/0.2A 5V/0.1A 工作温度：-40℃--+85℃ 接收范围：2m 传输速率：27bit/s 反应时间：2ms

第二部分 系统概述

方案设计与论证

红外遥控收发系统（以下简称红外遥控系统）是指利用红外光波作为信息传输的媒介以实现远距离控制的装置。从完成遥控功能的过程看，遥控系统应包括以下部分：获取控制信号、编码、调制、发射、接收、解调、解码、输出信号。从实际系统的硬件结构看，红外遥控系统包括发射装置和接收装置，其中发射装置包括电源模块、输入模块、显示模块、红外发射模块和单片机最小系统，接收装置包括电源模块、红外接收模块、显示模块、输出模块和单片机最小系统。

本设计选题设计任务要求设计一个以单片机为核心控制器件的红外收发系统。其中，发射载波38KHz，电源9V/0.2A 5V/0.1A，工作温度-40℃--+85℃，接收范围2m，传输速率27bit/s，反应时间2ms。

利用单片机的定时功能或使用载波发生器（用于产生载波的芯片）均可产生38KHz的发射载波。单片机系统可以直接由5V/0.1A的电源供电，也可以通过三端稳压芯片由9V/0.2A电源供电。采用工业级单片机可以工作在-40℃--+85℃。为保证接收范围达到2m，在发射载频恒为38KHz的前提下，应采用电流放大电路使红外发射管发射功率足够大。传输速率和反应时间取决于所使用的编码芯片或程序的执行效率。

通过上述分析可知，为实现设计任务并满足设计指标，应采用工业级单片机，由电流放大电路驱动红外发射管。下面针对设计任务及指标，根据是否采用单片机完成信号的编码、调制、解码，提出三种设计方案：

方案一

采用专用编、解码芯片完成信号的编码和解码。此时，在发射装置中既可以利用单片机的定时功能产生38KHz的载波与编码后的控制信号进行调制，也可以使用载波发生器产生38KHz的载波完成信号调制。

使用者从输入模块输入控制信息，输入模块将控制信号送入单片机和编码芯片，单片机控制显示模块显示控制信息，编码芯片对输入的控制信号进行编码。编码后的信号与载波完成调制，经红外发射模块发射出去。接收装置中的红外接收模块可以一同完成信号的接收和解调，解调后的信号由解码芯片完成解码后送入单片机，单片机据此控制输出模块中的某个设备开始工作并控制显示模块显示正在工作的设备。方案一系统框图如图xxx所示。

方案二

利用单片机完成信号的调制、编码和解码。

使用者通过输入模块输入控制信息并送入单片机，单片机控制显示模块显示输入的控制信息，对信号进行编码并产生38KHz的载波与编码后的信号进行调制，然后由红外发射模块将调制后的信号发射出去。接收装置中的红外接收模块可以一同完成信号的接收和解调，解调后的信号以外部中断的形式送入单片机，单片机对其进行解码，然后控制输出模块中的某个设备开始工作并控制显示模块显示正在工作的设备。方案二系统框图如图xxx所示。