智能家居中红外遥控模块的设计方案(2)

2.2 红外发射电路模块

在本系统设计中，单片机发出的信号如何被红外发射管识别，发射管能否正常发射红外信号是发射电路要解决的关键问题。

要发射红外信号，必须要有红外发射器件。红外发光二极管是一种能产生红外光的发光二极管，目前大量使用的红外发光二极管发出的红外线波长为940nm左右，外形与普通发光二极管相同，只是颜色不同。常见的红外发射二极管有黑色，透明色，它与普通发光二极管的最大区别在于所发出的光为不可见光，而普通发光二极管发出的是各种颜色的可见光[5]，通常，红外发光二极管分为两种结构形式：一种是遥控发射型红外发光二极管（即最常用的手持遥控器所用的红外发射二极管）；一种是近距离发射型红外发光二极管，这种二极管把红外光的发射与接收共集为一体。由于本设计实现的是家居遥控，因此采用第一种即可。

为系统遥控发射原理图，P1.0口为按键输入口；P2.0口为红外发射端口，用于输出38kHz载波编码，脉冲经9013（NPN）放大然后由红外发射管输出；第9脚为单片机的复位脚，采用RC手动复位电路；18、19脚接晶振。

2.3 红外接收电路模块

1）红外接收器件介绍。

一般的红外接收头主要由集成电路外加阻容元件，红外线接收管及滤波光片等组成，电路设计相对繁琐，在实际应用中不方便。而红外遥控接收头SM0038集红外接收管，前置放大解调等于一体，无外部电路，体积小，密封性好，灵敏度高，应用简单，用小功率红外发射管发射信号接收距离达35米，并且价格低廉。它仅有三条管脚，分别是电源正极、电源负极以及信号输出端，其工作电压在5V左右，接收频率为38kHz，它的主要功能包括放大，选频，解调几大部分，要求输入信号需是已经被调制的信号。从而使电路达到最简化，灵敏度和抗干扰性都非常好，是一个接收红外信号的理想装置。

2）接收电路及调光电路设计。

接收电路和调光电路的实现均是通过继电器实现的，给每一个继电器串联一个电阻，构成一个回路，本电路将四个继电器回路并联，连接在P0口上，当四个继电器均闭合时，灯最亮，当三个继电器工作时，灯较亮，当两个继电器工作时灯次亮，当一个继电器工作时，灯最暗，当四个继电器都不工作时，灯泡处于关闭状态。

3、系统软件设计

本系统所用的红外线接收器SM0038的解调中心频率为38KHz，故发射频率也采用38kHz，本电路采用一路按键，一种编码方式实现对家居灯的控制，接收端根据接收到的不同编码个数实现灯的不同亮度的调节控制。每一次P1.0口为低电平时，则确定键被按下，由P2.0口发射一个编码。接收端接收编码时进行判断，首个低电平是否大于2ms，如果是，再判断是否是正确的编码，如果是，num加1，亮度调暗一档。

3.1 遥控发射程序控制流程图

初始化程序后，开定时器产生38kHz脉冲，再判断有无按键按下，当有按键按下时，根据定时器设定的时间发一帧脉冲，首先发3ms高电平，再发1ms低电平，1ms高电平，接着停发10ms。

3.2 遥控接收程序控制流程图

接收端采用查询方式接收，当查询到P1.0口为低电平时，累加器工作，通过累加器中变量个数判断控制灯的亮度及开关。当num为0时，灯最亮，加1则调暗一个档次，当num等于4时，继电器全部断开，灯灭。

4、结论

为了减少电路的繁琐，我使用单片机来实现软件编码解码，大大提高了电路的灵活性，降低了成本，仅仅使用一个键就能实现对一个灯具的开关和亮度调节，若是把一个按键开关改设成一个矩阵键盘，就可以实现对整个家里的灯具的开关和亮度控制，实用性很强。