紅外發(fā)射和接收器件示例

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1、圖2-2紅外發(fā)射和接收器件示例紅外一體化接收頭內(nèi)部電路包括紅外監(jiān)測(cè)二極管，放大器，限副器，帶通濾波器，積分電路，比較器等。紅外監(jiān)測(cè)二極管監(jiān)測(cè)到紅外信號(hào)，然后把信號(hào)送到放大器和限幅器，限幅器把脈沖幅度控制在一定的水平，而不論紅外發(fā)射器和接收器的距離遠(yuǎn)近。交流信號(hào)進(jìn)入帶通濾波器，帶通濾波器可以通過(guò)30khz到60khz的負(fù)載波，通過(guò)解調(diào)電路和積分電路進(jìn)入比較器，比較器輸出高低電平，還原出發(fā)射端的信號(hào)波形。注意輸出的高低電平和發(fā)射端是反相的。圖2-3為紅外發(fā)射和接收解碼的示意圖。在發(fā)射部分設(shè)計(jì)一個(gè)38kHz的載波，在發(fā)射數(shù)據(jù)（全碼）為高電平時(shí)輸出載波，發(fā)射數(shù)據(jù)（全碼

2、）為低電平時(shí)輸出低電平，二者實(shí)現(xiàn)了邏輯與的關(guān)系，得到的信號(hào)（紅外發(fā)射）驅(qū)動(dòng)紅外發(fā)射二極管向空間發(fā)射紅外線(xiàn)。紅外一體化接收頭接收到紅外信號(hào)后，解碼出與發(fā)射數(shù)據(jù)（全碼）邏輯相反的數(shù)據(jù)。圖2-3紅外發(fā)射和接收解碼的示意圖3系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)3.2紅外遙控單元本設(shè)計(jì)中作為發(fā)射部分使用的遙控器為M5046AP機(jī)芯的電視機(jī)遙控器。電視機(jī)遙控器應(yīng)用的是紅外收發(fā)原理，即遙控器前端側(cè)面的紅外發(fā)射管發(fā)射出紅外信號(hào)，電路板上紅外接收管接收到信號(hào)后送到單片機(jī)內(nèi)部，經(jīng)譯碼后變成相應(yīng)的操作指令，以實(shí)現(xiàn)定時(shí)、遙控風(fēng)扇的功能。紅外遙控器的內(nèi)部關(guān)鍵電路和接收管電路如圖3-1所示。圖3-13.3單片機(jī)

3、控制單元本設(shè)計(jì)以AT89S51單片機(jī)為主控器，單片機(jī)控制電路設(shè)計(jì)如圖3-2所示。單片機(jī)的P1.2-P1.4口用于控制風(fēng)扇的3個(gè)檔次，設(shè)計(jì)中用繼電器來(lái)模擬風(fēng)扇換擋開(kāi)關(guān)；P1.6和P1.7引腳控制時(shí)鐘電路；P2口作為液晶顯示的8位數(shù)據(jù)線(xiàn)；P3.0和P3.1口控制風(fēng)扇工作狀態(tài)指示燈，分為手動(dòng)和自動(dòng)2個(gè)狀態(tài)；P3.2中斷0用于接收紅外遙控編碼信號(hào)；P3.4接收溫度數(shù)據(jù)；P3.5-P3.7三個(gè)引腳分別控制液晶顯示器的控制端。圖3-2為單片機(jī)控制電路。圖3-23.4時(shí)鐘單元3.4.1DS1307簡(jiǎn)介種低功耗、BCD碼的8引腳實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片。DS13DS1307是I2C總線(xiàn)接

4、口的日歷時(shí)鐘芯片,片內(nèi)有8個(gè)特殊寄存器和56的BSPAM,是一07的主要技術(shù)性能如下：具有秒、分、時(shí)、日、星期、月、年的計(jì)數(shù)功能，并具有12小時(shí)制和24小時(shí)制計(jì)數(shù)模式，可自動(dòng)調(diào)整每月天數(shù)及閏年；具有自動(dòng)掉電保護(hù)和上電復(fù)位功能；可輸出不同頻率的方波信號(hào)。DS1307的引腳排列如圖3-3所示。圖3-3DS1307引腳圖VCC：+5V電源；VBAT：+3V電源輸入；X1、X2：32.768kHz的晶振輸入端；SDA：數(shù)據(jù)線(xiàn)；SCL：時(shí)鐘線(xiàn)；SQW/OUT：方波信號(hào)輸出端。3.4.2時(shí)鐘電路設(shè)計(jì)單片機(jī)控制時(shí)鐘電路如圖3-4所示。DS1307的X1與X2通過(guò)32.768

5、KHz的晶振相連，以提供計(jì)時(shí)基準(zhǔn)。SCL與SDA分別連接至單片機(jī)的P1.6和P1.7引腳，完成單片機(jī)讀取時(shí)間值。圖3-4單片機(jī)控制時(shí)鐘電路3.5測(cè)溫單元3.5.1DS18B20簡(jiǎn)介DS18B20是美國(guó)DALLAS公司生產(chǎn)的一線(xiàn)式數(shù)字溫度傳感器，它具有微型化、低功效、高性能、抗干擾能力強(qiáng)、易配處理器等優(yōu)點(diǎn)，特別適用于多點(diǎn)測(cè)溫系統(tǒng)，可直接將溫度轉(zhuǎn)化成串行數(shù)字信號(hào)給單片機(jī)處理，且在同一總線(xiàn)上可以?huà)旖佣鄠€(gè)傳感器芯片。它具有3引腳TO-92小體積封裝形式，溫度測(cè)量范圍為-55~+155攝氏度，可編程為9~12位A/D轉(zhuǎn)換精度，測(cè)溫分辨率可達(dá)0.0625攝氏度，被測(cè)溫度用

6、符號(hào)擴(kuò)展的16位數(shù)字量方式串行輸出，其工作電源既可在遠(yuǎn)程引用，也可采用寄生電源方式產(chǎn)生，多個(gè)DS18B20可以并聯(lián)到三根或兩根線(xiàn)上，CPU只需一根端口線(xiàn)就能與多個(gè)DS18B20通信，占用微處理器端口較少，可節(jié)省大量的引線(xiàn)和邏輯電路。以上特點(diǎn)使得DS18B20成為此次設(shè)計(jì)的首選。引腳定義：DQ：數(shù)字信號(hào)輸入/輸出端；GND：電源地；VCC：外接供電電源輸入端（寄生供電方式時(shí)接地），如圖3-5所示。圖3-5DS18B20溫度傳感器芯片引腳3.5.2測(cè)溫電路設(shè)計(jì)該部分電路設(shè)計(jì)如圖3-6所示。DS18B20有兩種方式供電，一種是采用電源供電方式，此時(shí)DS18B20的1

7、腳接地，2腳作為信號(hào)線(xiàn)，3腳接電源。另一種是寄生電源供電方式，單片機(jī)端口接單線(xiàn)總線(xiàn)，為保證在有效的DS18B20時(shí)鐘周期內(nèi)提供足夠的電流，可用一個(gè)MOSFET管來(lái)完成對(duì)總線(xiàn)的上拉。寄生供電適合多點(diǎn)測(cè)溫。鑒于本設(shè)計(jì)為單片測(cè)溫，故采用外部電源供電法。DS18B20是單總線(xiàn)控制，I/O引腳與單片機(jī)P3.4引腳相連即可實(shí)現(xiàn)與單片機(jī)之間的通信。圖3-6溫度測(cè)量電路3.6液晶顯示單元電路本設(shè)計(jì)的顯示器選用LCD1602液晶顯示器。LCD1602可顯示16×2個(gè)字符，芯片工作電壓為4.5-5.5V，工作電流為2.0mA(5.0V)，模塊的最佳工作電壓為5.0V。LCD160

8、2的接口信號(hào)說(shuō)明如表3-1所示。表3-