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1、第29卷第6期内江师范学院学报No.6Vol.29JOURNALOFNEIJIANGNORMALUNIVERSITY·97·基于51单片机的遥控台灯的设计*王泽东(内江师范学院工程技术学院,四川内江641199)摘要:根据红外遥控原理,利用晶闸管低电流控制高电流的特点,设计一款遥控台灯,给出了硬件系统设计方案:红外接收模块和电平转换模块,在此基础上,进行了软件系统的设计,即解码程序的设计和顶层程序的设计,以实现开灯、关灯、一定范围内的亮度增强与减弱的功能.关键词:红外遥控;晶闸管;51单片机中图分类号:TM923.44文献标志码:A文章编号:1671-178
2、5(2014)06-0097-04台灯是人们经常使用的家用照明电器,传统的在脉冲链中,首先发送9ms长的38kHz载台灯都是通过手动方式控制其开关及亮度.然而在波,接着停止4.5ms,这两部分组成启动信号.地址生活中,需要频繁开关灯,而台灯又不能跟随人们移信号和命令信号的组成方式完全相同,数据发送顺动,为使用方便起见,就需要设计一个能够遥控控制序先低位后高位,并都先发送原码再发送反码,通过的台灯.检测原码和反码是否按位相反的方式判断接收信息在人们日常生活中有许多利用遥控控制的家用的准确性.逻辑“0”与逻辑“1”根据脉冲间的间隔时电器,借助于它们的遥控原理,就
3、可以设计出遥控台间长短进行判断,其结构图如图2所示.灯.本文正是基于上述需要及遥控原理设计一款遥控台灯.1红外遥控原理简介红外光的波长大于950nm,其光谱位于可见光图2逻辑“0”与“1”结构谱之外,利用红外光作为遥控信号的传输媒介,既能传输信号,又不被人们感觉到.逻辑“1”的周期为2.25ms,逻辑“0”的周期为利用红外光传输信号遵循一定的协议,尽管各种1.12ms,都是先发送560us长的38kHz的脉冲信协议不完全相同,但它们的基本原理类似.本文以NEC号,然后分别是1.69ms和0.56ms的间隔.红外协议为标准完成设计.NEC协议中发送一次信号2硬
4、件系统方案设计是由一连串脉冲链组成,包含三部分:启动信号、发送地址信号和命令信号,信号脉冲链如图1所示.遥控台灯电路系统由5V的直流电压电路部分和220V的交流电压电路部分组成.直流电压部分包括红外接收模块和单片机模块,交流电压部分由电压控制模块和被控台灯组成,基本结构图如图3图1NEC协议信号脉冲链所示.红外接收模块将38kHz的红外遥控信号转换*收稿日期:2014-03-28作者简介:王泽东(1978-),男,四川乐山人,内江师范学院助教.·98·内江师范学院学报第29卷第6期4.7uF的电容接地.其次,需要在电源输入管脚处串联100Ω的限流电阻.最后,
5、在限流电阻与电源之间并联一个大于10kΩ的电阻到输出管脚,作为输出放大电路部分的上拉电阻.2.2电平转换模块的设计图3遥控台灯结构单片机的输出信号是5V的直流信号,台灯在并放大成相应的数字信号,供单片机模块进行处理.220V的交流电压下工作,需要通过电平转换模块完单片机模块采用51单片机进行设计,它将接收成.在本设计中,首先将台灯串接在家庭电路中,通的红处遥控信号进行解码并转换成相应的控制信过四个二极管组成的整流电路将交流电转化成直流号,硬件电路中关键是将红外接收管的输出端连接电.然后,将单片机输出的控制信号连接到晶闸管的到单片机的外部中段P3.2端口.G极
6、,控制晶闸管的导通与关闭,完成对台灯的控电压转换模块利用单片机提供的控制信号控制制.电路结构图如图5所示.晶闸管的导通与关闭,从而控制台灯的开与关,通过控制信号高低电平的占空比控制台灯的亮度.2.1红外接收模块的设计红外接收模块选用HS0038红外接收管完成,适合于NECcode(重复脉冲)、NECcode(重复数据)、ToshibaMicomFormat、Shopcode等多种数据格式.HS0038红外接收管内部集成了输入模块、图5电平转换模块的设计自动增益控制模块、带通滤波器模块、解调电路模块在电平转换模块中最重要的部分是晶闸管.晶和控制电路模块,内部原
7、理框图如图4所示.闸管又名可控硅,是一种以小电流控制大电流的功率器件,它的结构与原理如图6所示.图4HS0038内部原理HS0038红外接收器首先通过红外接收二极管图6晶闸管结构与原理将接收的光电流信号送入输入电路,输入电路将光晶闸管是由P1N1P2N2四层半导体材料组成的电流信号的交流部分转化成电压信号送给自动增益三端器件,如图(a)所示,原理上相当于一个PNP型控制电路.自动增益控制电路能自动调节电压信号三极管与一个NPN型三极管所组成的复合管,如的放大倍数,输出幅度稳定的电压信号给带通滤波图(b)、(c)所示.器.带通滤波器只允许以38kHz为中心频率
8、的红外晶闸管的工作原理:控制端G极加上高电平信号通过
