1、 毕业设计（论文） 专 业 班 次 姓 名 指导老师 成都电子机械高等专科学校 二 0 一 年 1 红外线遥控电灯开关设计制作 摘要： 随着社会的进步和生活水平的提高，人们对物质生活的要求也越来越高。近年来 ,红外线遥控技术在日常生活中应用越来越广泛。红外线遥控系统具有体积小、功耗低、功能强、成本低、易于控制和使用 方便等特点，适用于近距离遥控，具有较好的推广应用价值。 此次毕业设计着重是 一种单路红外线遥控电源开关的设计方法，采用数字集成电路实现遥控电源开关的手段 ，实现近距离遥控 。在设计的电路中由于使用了编码和解码器，所以电路抗干扰能力强，且线路简单 ， 在生活中有很好的用途。 关键词
2、红外线；编码；译码； PT2262； PT2272 2 目 录 目 录 . 2 第一章 绪论 . 4 1.1 研究意义 . 4 1.2 国内外现状 . 4 1.3 研究目标与内容 . 4 第二章 红外线遥控开关原理 . 5 2.1 红外线简介 . 5 2.2 系统总体设计方案 . 6 2.2.1 方案一 . 6 2.2.2 方案二 . 6 2.2.3 方案比较和选择 . 7 第三章 电路设计 . 7 3.1 红外遥控发射电路设计 . 8 3.2 红外遥控接收电路设计 . 9 3.3 电源电路设计 . 10 第四章 主要组件选择及介绍 . 11 4.1 红外发光二极管和接收管 . 11 4.2
3、成品红外接收头 . 14 4.2.1 红外接收头 FPS-4901 . 14 4.2.2 通用红外接收头 HX1838 . 15 4.3 编码器和译码器的选择 . 18 4.4 四 2 输入与非门 . 22 4.5 继电器 . 23 4.5.1 JMX-94F自锁双稳态继电器 . 23 第五章 其余组件 . 24 第六章 安装调试 . 25 结束语 . 26 3 致谢 . 28 参考文献 . 29 4 第一章 绪论 1.1 研究意义 随着社会的进步和生活水平的提高，人们对物质生活的要求也越来越高。近年来 ,红外线遥控技术在日常生活中应用越来越 广泛。红外线遥控系统具有体积小、功耗低、功能强、成
4、本低、易于控制和使用方便等特点，适用于近距离遥控，具有较好的推广应用价值。 1.2 国内外现状 随着电子技术的迅猛发展，红外遥控技术 已 渗透到国民经济的各部门及人们的日常生活中，在工业自动化控制、信息通信、环境检测、安全防范、家用电气控制、国防工业及日常生活等许多方面都得到了广泛的应用 。 红外线遥控装置的中心控制部件已从早期的分立组件、集成电路逐步发展到现在的单片微型计算机，智能化程度大大提高 。 1.3 研究目标与内容 本文介绍一种单路红外线遥控 电源开关的设计方法，采用数字集成电路实现遥控电源开关的手段。 (1) 遥控距离不大于 5米，即红外遥控发射器与红外接收器之间的距离不大于 5米
5、； (2) 遥控路数为单路，对 1个电源进行开关控制； (3) 工作频率： 91 103KHz； (4) 功能要求由一台红外遥控发射器和一台红外遥控接收器实现对单个电源开关的控制。 5 第二章 红外线遥控开关原理 2.1 红外线简介 红外遥控技术是一种利用红外线进行点对点通信的技术 。 红外线由德国天文学家威廉 赫歇耳于 1800 年发现，又称为红外热辐射，是太阳光线中众 多不可见光线中的一种，人的眼睛能看到的波长最长的光是红光，从广义来讲，红外线是一种电磁波，电磁波家族按波长顺序是这样排列的：长波、短波、超短波、微波、红外线、可见光、紫外线、 X射线等。其中长波的波长最长，顺序越来越短，X
6、射线的波长一般不超过 1nm。红外线波长在无线电波与可见光波之间，约为0.75 1000m 之间，是一种 肉眼看不到这种光线，但利用红外线发送和接收装置却可以发送和接收红外线信号 。 在近红外区，它和可见光相邻，因此具有可见光的某些特性，如直线传播、反射、折射、衍射、可被某些物体吸收以及可以通过透 镜将其聚焦等。在远红外区，由于它邻近微波区，因此它具有微波的某些特性，如有较强的穿透能力和能贯穿某些不透明物质等。自然界中，不论任何物体，也不论其本身是否发光（指可见光），只要其温度高于绝对零度 (-273) ，都会一刻不停地向周围辐射红外线。只不过是温度高的物体辐射的红外线较强，温度较低的物体辐射
7、的红外线较弱。红外线摄像、红外线夜视、热释电红外探测以及某些导弹的瞄准等就是利用红外线的这一特性工作的。 它具有以下特点： (1)、由于为不可见光，因此，对环境影响很小。红外线的波长远小于无线电波的波长，所以，红外 遥控不会干扰其它家用电器，也不会影响近邻的无线电设备。 同时，由于红外线不能穿透墙壁，所以不同的电器可以使用通用的遥控器而不会互相干扰，这是无线电遥控所不能做到的。 (2)、红外线为不可见光，具有很强的隐蔽性和保密性，因此在防盗，警戒等安全保卫装置中也得到了广泛的应用。 (3)、红外线遥控的遥控距离一般为几米至几十米或更远一点。 (4)、红外线遥控具有结构简单，制作方便，成本低廉，
8、抗干扰能力强，工作可靠性高等一系列优点，特别是室内遥控的优先遥控方式。同时，由于采用红外线遥控器件时，工作电压低，功耗小，外围电路 简单，因此它在常工作生活中的应用越来越广泛。 它在技术上的主要优点是： (1)、无需专门申请特定频率的使用执照； (2)、具有移动通信设备所必需的体积小、功率低的特点； (3)、传输速率适合于家庭和办公室使用的网络； (4)、信号无干扰，传输准确度高； (5)、编解码容易，可进行多路遥控。 它的缺点是：由于它是一种视距传输技术，采用点到点的连接具有方向性，两个设备之间如果传输数据，中间就不能有阻挡物 ； 而且通讯距离较短，此外红管 LED不是一种十分耐用的器件。
9、6 2.2 系统总体设计方案 2.2.1 方案一 红外线发 射 接收控制电路均采用单片机来实现，输出控制方式可选择，实用性强。 红外线发射、接收系统组成框图 如图 1所示。 图 1 红外线发射、接收系统组成框图 当按下遥控按钮时，单片机产生相应的控制脉冲，由红外发光二极管发射出去。当红外接收器接收到控制脉冲后，由控制方式选择开关选择是 “ 互锁 ”还是单路控制，再由单片机处理后，对相应的受控电器产生控制。当按下遥控按钮时，编码调制部分产生相应的调制后的信号，由红外发光二极管发射出去。当红外接收器接收到控制脉冲后，由解码处理后，对相应的受控电源产生控制。 2.2.2 方案二 使用由常规数字集成电
10、路组成的红外遥控电路。这种遥控电路使用配套的专用编译码器，因此制作起来比较方便。 红外线发射、接收系统组成框图 如图7 2所示 。 图 2 红外线发射、接收系统组成框图 2.2.3 方案比较和选择 综上所述通过比较二套方案，方案一和方案二都可实现控制多个电源开关。方案一的红外线发射 /接收控制电路采用单片机来实现，电路简单，实用性强，但方案一所需的单片机需要编程，比较复杂。而方案二使用配套的编码和译码器，且用到的元器件较少，市场上都可以买到，电路相对简单实用。所以本设计采用方案二作为设计蓝本。 第三章 电路设计 8 3.1 红外遥控发射电路设计 图 3 为红外遥控发射电路原理图，主要由编码芯片
11、 PT2262、四 2 输入与非门 7400、编码开关 SW-DIP8、红外线发射器 PH303、电阻、三极管、电容、极性电容、按键 SB 组成。图 3 中门电路 U2U4 构成中心频率为 40KHZ 的方波振荡，用于调制从 PT2262 第 17 脚输出的编码信号及控制信号。控制信号（数据） 由PT2262的 D1 D4管脚 提供，调制后的信号由红外发射管 PH303发射出去。要发射信号时，按下发射键 SB。按键期间， PH303 会 不断发射 红外 信号。 图 3 红外遥控发射电路原理图 9 3.2 红外遥控接收电路设计 图 4 红外遥控接收电路原理图，主要由译码芯片 PT2272、编码开
12、关、双稳继电器、红外接收头 FPS-4091、 5V电源电路等组成。 图 4 红外遥控接收电路原理图 图 4中的红外接收组件 FPS-4091接收到中心频率为 40KHZ的红外信号后，从载波中解调出编码信号，经放大后从 2 脚输出，输进 PT2272 解码器输入端14脚，如果两机地址码相同，则 PT2272进行解码，并把 PT2262的 控制信号锁存在 PT2272的第 10 13引脚上，同时在第 17脚上输出一个正脉冲，用于双稳电路的控制。 PT2272 解码器数据输出端第 10 13 脚具有记忆保持功能，当有数据输出时，此数据会保持直至电源关断。 PT2272 第 17 脚 “ 总线 ” 输出端，当发、收两机地址码相同，正确译码时，输出转为高电平，而当发射机不发射信号时，则回落到低电平 ， 没有记忆功能 。 在 PT2272 的第 17 脚接一个有双稳态继电器和其驱动电路组成的双稳电路 ， 双稳电路原理图如图 5所示。 图 5 双稳电路的电路图
