學習型紅外遙控開關設計

摘要：紅外遙控是一種無線傳輸與控制技術，具有抗干擾能力強，功耗低，成本低，易實現等優點，被電子設備廣泛采用，紅外遙控開關更是給人們的生活和工作帶來極大的方便。本文使用STC15 單片機設計一款紅外遙控開關。

關鍵詞：紅外;遙控;單片機

引言

紅外遙控相對于傳統遙控設備兼容性強成本低、體積小、功耗低，所需供電的電壓低，因此在控制方面得到廣泛應用^[1]。紅外通信的實質就是對二進制數字信號進行調制和解調，以便利用紅外通道進行傳輸。學習型遙控開關具有學習功能，可以與學習型控制器自動對碼，直接使用，不需要編碼，省去了配制遙控器的麻煩，自動對碼后就可以直接使用。

1 硬件電路設計

1.1 單片機的選型

因為此類紅外遙控電路所使用的I/O口不多，僅有紅外信號的發射與接收、控制信號輸出、按鍵控制和指示燈燈，這里選用STC15W204S單片機。這款單片機為STC公司出產的51內核單片機，主頻可達35MHz，且內置了晶振電路;高速、低功耗、抗干擾能力強;每片價格不到3元。選擇此單片機做主控芯片，在電路功能、電路板體積和制作成本等方面都比較合適。

此外，STC15W204S單片機的I/O口可以設置多種輸出模式，比如常用的準雙向模式和推挽模式。如果設置成推挽模式，每個I/O口可以提供20mA的電流，在驅動晶閘管時甚至可以省去三極管驅動電路。

1.2 原理圖的設計

硬件電路原理圖如圖1所示。U1是主控芯片STC15W204S，VD1是發光二極管，用來在學習和點亮時做指示，通過限流電阻R3，連接至單片機的P1.2口線，采用吸電流驅動方式，該口線應設置為準雙向模式。將單片機的P1.0口線設置為推挽模式，直接控制雙向晶閘管MAC97A6從而控制負載燈的亮滅。紅外接收探頭采用HS0038，其特點是光電檢測和前置放大器集成在同一封裝上，并內帶PCM頻率濾波器，通常其接收紅外信號頻率為38kHz，周期約26μs。

當電路接通電源后，LED指示燈閃爍一下，接著按下學習鍵并保持一段時間不松開，同時拿家庭電器遙控器把想要設為打開的按鍵按一下，等待指示燈再次亮則說明此按鍵學習成功。根據此方法再把遙控器上設為關閉的按鍵按一下，等待指示燈亮學習成功。

1.3 電源電路

為了縮小體積和成本，電源電路的設計采用阻容降壓電路。電路中D2為半波整流二極管;C3為降壓電容器，可采用無極性的金屬膜電容器;D3在交流電源的負半周給C3提供放電回路，R4為斷電后C3電荷的泄放電阻。整流后電壓一般會高于30V，并伴有波動，穩壓二極管D4將電壓穩到12V，后級使用78L05三端穩壓塊，將電源電壓進一步穩定在5V，并確保電源的質量。

2 程序設計

STC15W204S是1T 8051系列單片機，具有寬電壓（電壓范圍2.5V-5.5V），不需要外部晶振，不需要外部復位電路。內部具有4K Flash和256B SRAM，I/O端口可配置，非常靈活。其I/O端口可通過寄存器PxM1和PxM0進行配置。

控制程序首先應進行必要的初始化工作，包括配置I/O口模式，讀取EEPROM內編碼信息等，然后進入主循環，依次檢測紅外接收信號、學習按鍵是否按鍵;如果檢測到紅外信號，判斷并執行相應的開啟或者關閉操作;如果檢測到啟動了學習模式，則跳轉到學習子程序，讀取并存儲學習碼，待學習過程處理完畢再返回主循環。程序流程圖如圖3所示。

3 結語

基于STC15W204S單片機設計一款具有學習能力的紅外遙控開關，這種開關電路實現后，不僅可以用來控制遙控燈，還可以改變輸出控制部分，控制電機、設備、各種電器等，或應用于危險防爆場所，也可以改變輸出端口控制多路負載等，具有豐富的應用領域。

參考文獻

[1] 韓鎰戎等. 基于嵌入式電機無線遙控設計[J]. 科技風，2018.09：3.

[2] 楊文龍.單片機原理及應用系統設計[M].清華大學出版社，2011.

[3] 孫傳友，吳愛平. 感測技術基礎[M]. 電子工業出版社，2015.

作者簡介：楊中興，男，1982，8，遼寧遼陽人。碩士研究生，研究方向：應用電子技術。

（作者單位：1.遼寧建筑職業學院）