紅外發(fā)射和接收器件示例

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)測二極管監(jiān)測到紅外信號，然后把信號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近。交流信號進入帶通濾波器，帶通濾波器可以通過30khz到60khz的負載波，通過解調電路和積分電路進入比較器，比較器輸出高低電平，還原出發(fā)射端的信號波形。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)射部分設計一個38kHz的載波，在發(fā)射數(shù)據(jù)（全碼）為高電平時輸出載波，發(fā)射數(shù)據(jù)（全碼）為低電平時輸出低電平，二者實現(xiàn)

2、了邏輯與的關系，得到的信號（紅外發(fā)射）驅動紅外發(fā)射二極管向空間發(fā)射紅外線。紅外一體化接收頭接收到紅外信號后，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)硬件設計3.2紅外遙控單元本設計中作為發(fā)射部分使用的遙控器為M5046AP機芯的電視機遙控器。電視機遙控器應用的是紅外收發(fā)原理，即遙控器前端側面的紅外發(fā)射管發(fā)射出紅外信號，電路板上紅外接收管接收到信號后送到單片機內(nèi)部，經(jīng)譯碼后變成相應的操作指令，以實現(xiàn)定時、遙控風扇的功能。紅外遙控器的內(nèi)部關鍵電路和接收管電路如圖3-1所示。圖3-13.3單片機控制單元本設計以AT89S51單片機為主控器，單片機控制電路設計

3、如圖3-2所示。 單片機的P1.2-P1.4口用于控制風扇的3個檔次，設計中用繼電器來模擬風扇換擋開關；P1.6和P1.7引腳控制時鐘電路；P2口作為液晶顯示的8位數(shù)據(jù)線；P3.0和P3.1口控制風扇工作狀態(tài)指示燈，分為手動和自動2個狀態(tài)；P3.2中斷0用于接收紅外遙控編碼信號；P3.4接收溫度數(shù)據(jù)；P3.5-P3.7三個引腳分別控制液晶顯示器的控制端。圖3-2為單片機控制電路。圖3-23.4時鐘單元3.4.1DS1307簡介種低功耗、BCD碼的8引腳實時時鐘芯片。DS13DS1307是I2C總線接口的日歷時鐘芯片,片內(nèi)有8個特殊寄存器和56的BSPAM,是一07的主要技術性能如下：具有秒、分

4、、時、日、星期、月、年的計數(shù)功能，并具有12小時制和24小時制計數(shù)模式，可自動調整每月天數(shù)及閏年；具有自動掉電保護和上電復位功能；可輸出不同頻率的方波信號。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；SCL：時鐘線；SQW/OUT：方波信號輸出端。3.4.2時鐘電路設計單片機控制時鐘電路如圖3-4所示。DS1307的X1與X2通過32.768KHz的晶振相連，以提供計時基準。SCL與SDA分別連接至單片機的P1.6和P1.7引腳，完成單片機讀取時間值。圖3-4單片機控制

5、時鐘電路3.5測溫單元3.5.1DS18B20簡介DS18B20是美國DALLAS公司生產(chǎn)的一線式數(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、易配處理器等優(yōu)點，特別適用于多點測溫系統(tǒng)，可直接將溫度轉化成串行數(shù)字信號給單片機處理，且在同一總線上可以掛接多個傳感器芯片。它具有3引腳TO-92小體積封裝形式，溫度測量范圍為-55+155攝氏度，可編程為912位A/D轉換精度，測溫分辨率可達0.0625攝氏度，被測溫度用符號擴展的16位數(shù)字量方式串行輸出，其工作電源既可在遠程引用，也可采用寄生電源方式產(chǎn)生，多個DS18B20可以并聯(lián)到三根或兩根線上，CPU只需一根端口線就能與多個DS1

6、8B20通信，占用微處理器端口較少，可節(jié)省大量的引線和邏輯電路。以上特點使得DS18B20成為此次設計的首選。引腳定義：DQ：數(shù)字信號輸入/輸出端；GND：電源地；VCC：外接供電電源輸入端（寄生供電方式時接地），如圖3-5所示。圖3-5DS18B20溫度傳感器芯片引腳3.5.2測溫電路設計該部分電路設計如圖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DS18B20的1腳接地，2腳作為信號線，3腳接電源。另一種是寄生電源供電方式，單片機端口接單線總線，為保證在有效的DS18B20時鐘周期內(nèi)提供足夠的電流，可用一個MOSFET管來完成對總線的上拉。寄生供電適合多點測溫。

7、鑒于本設計為單片測溫，故采用外部電源供電法。DS18B20是單總線控制，I/O引腳與單片機P3.4引腳相連即可實現(xiàn)與單片機之間的通信。圖3-6溫度測量電路3.6液晶顯示單元電路本設計的顯示器選用LCD1602液晶顯示器。LCD1602可顯示16×2個字符，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。LCD1602的接口信號說明如表3-1所示。表3-1LCD1602引腳說明液晶顯示電路如圖3-7所示。單片機的P2口為液晶顯示器的數(shù)據(jù)線，P3.5-P3.7引腳分別控制液晶顯示器的復位端RST、讀/寫端R/W、使能端E。調節(jié)VR1電位器可以調節(jié)液晶顯示器的對比度。圖3-7液晶顯示電路3.7風扇檔位控制單元單片機控制風扇檔位電路如圖3-8所示。3個繼電器分別接至單片機的P1.2、P1.3、P1.4引腳，當環(huán)境溫度需要風扇調為一檔時，單片機的P1.2引腳輸出高電平，此時三極管Q1導通，則繼電器K1