红外遥控开关设计方案方案.docx
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红外遥控开关设计方案方案
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智能红外遥控电风扇的设计
摘要:
红外遥控电路现在已成为一种设计电路的时尚,.改善了传统控制方式,操作简便无噪音,改善了使用条件,尤其是给伤残人、老人、行动不便或要休息的人带来极大的方便.它可在宾馆、饭店、会议室、办公室和家庭中使用,此次设计给出了红外遥控器信号发射原理、红外接收器接收原理及它们的硬件设计和连接,给出用PT2262发射遥控信号和PT2272作为遥控接收信号和系统解码器和的一种巧妙实现方法,红外遥控器基于其体积小、功耗低、功能强、成本低的特点,己经在家电产品设备中广泛应用。
关键词:
红外遥控PT2262/PT2272
目录
一系统设计方案及要求1
1.1设计方案1
1.2设计要求2
1.3系统框图2
二主控芯片介绍2
2.1芯片简介2
2.2芯片引脚如图:
2
2.3PT2262-IR引脚功能说明:
3
2.4PT2272引脚功能说明:
3
2.5芯片电气参数以及极限参数:
4
2.6PT2262/PT2272工作原理:
4
三发射电路部分设计5
3.1遥控器工作原理及组成部分5
3.2发射电路PCB图6
四红外接收端电路设计7
4.1红外接收工作原理及组成部分7
一系统设计方案及要求
1.1设计方案
方案一:
通过51单片机把接收的解码信号按键码工作方式读取出来。
编码方案可采用NEC协议,由红外一体接收头接收信号,并发送给单片机I/O口进行处理,该方案系统设计难度高,涉及学科较多,成本较大,因此不予采纳。
方案二:
如图1.1.1,通过红外一体接收头接收信号,用四位计数器处理信号,收到一次信号输出的BCD码累加一位,通过后级的译码显示电路显示出收到信号个数,该方案功能单一,原理上也有问题,故不予采纳
图1.1.1
方案三:
采用用台湾普城公司生产的一种CMOS工艺制造的低功耗低价位通用编解码电路PT2262/PT2272,PT2262/2272是一对带地址、数据编码功能的红外遥控发射/接收芯片。
其中发射芯片PT2262-IR将载波振荡器、编码器和发射单元集成于一身,使发射电路变得非常简洁。
本次设计采用该方案,具体设计如下文所述。
1.2设计要求
<1)红外信号发射
发射电路能发射六种不同的红外编码,编码由地址码+数据码组成。
<2)红外通讯
发射电路和接收电路之间采用红外通讯,信号要加载在38KHz的载波上。
<3)红外信号接收
接收电路能处理六种不同编码并完成相应功能
<4)键盘
该电路可由六个键盘控制发射器发射不同编码。
<5)控制电路
讲接收到的信号通过六个LED灯显示。
1.3系统框图
PT2262/2272配对使用可组成遥控发射和接收电路。
其中PT2262组成遥控器,PT2272组成接收器,它们必须工作在同一频段<如本系统中射频收发模块都选用315MHz频段),地址编码必须完全相同才能配对使用<设置地址码的原则是:
同一个系统地址码必须一致;不同的系统可以依靠不同的地址码加以区分.至于设置什么样的地址码完全由用户配置)。
发射电路用来发射3I5MHz的高频载波,将编码后的地址码、数据码、同步码随同载波一起发射出去,接收电路将发射电路发射出的信号有效地接收过来,经过放大后,再送入解码电路解码后,变成所需的电信号。
与此同时,相应的数据脚也输出高电平。
如果发送端按键一直被按住,编码芯片也会连续发射。
当发射机没有按键按下时,PT2262不会与电源连通,所以315MHz的高频发射电路不工作。
二主控芯片介绍
2.1芯片简介
本方案的接收发射芯片采用台湾普城公司生产的CMOS工艺制造的低功耗低价位通用发射芯片PT2262以及接收芯片PT2272
PT2262/2272是一对带地址、数据编码功能的红外遥控发射/接收芯片。
其中发射芯片PT2262-IR将载波振荡器、编码器和发射单元集成于一身,使发射电路变得非常简洁。
接收芯片PT2272的数据输出位根据其后缀不同而不同,数据输出具有“暂存”和“锁存”两种方式,方便用户使用。
后缀为“M”为“暂存型”,后缀为“L”为“锁存型”,其数据输出又分为0、2、4、6不同的输出,例如:
PT2272-M4则表示数据输出为4位的暂存型红外遥控接收芯片。
2.2芯片引脚如图:
图2.2.1
2.3PT2262-IR引脚功能说明:
Pin1-Pin6 地址输入端,可编成“1”、“0”和“开路”三种状态。
Pin7、Pin8、pin10-Pin13 地址或数据输入端,地址输入时用Pin1-Pin6,做数据输入时只可编成“1”、“0”两种状态。
Pin14 发射使能端,低电平有效。
Pin15、Pin16 外接振荡电阻,决定振荡的时钟频率。
Pin17 数据输出端,编码由此脚串行输出。
Pin9、Pin18 电源+,-输入端。
2.4PT2272引脚功能说明:
Pin1-Pin6 地址输入端,可编成“1”、“0”和“开路”三种状态。
要求与PT2262设定的状态一致。
Pin7、Pin8、pin10-Pin13 数据输出端,分暂存和锁存两种状态。
Pin14 脉冲编码信号输入端。
Pin15、Pin16 外接振荡电阻,决定振荡的时钟频率。
Pin17 输出端,接收有效信号时,VT端由低电平变为高电平。
Pin9、Pin18 电源+,-输入端。
2.5芯片电气参数以及极限参数:
PT2262/PT2272电气参数
参数名称
符号
工作条件
最小值
典型值
最大值
单位
工作电压
VDD
-
3
-
15
V
工作电流
IDD
VDD=12V停振
A0-A11开路
-
0.02
0.03
uA
输出驱动电流
(Dout>
IOH
VDD=5V,VOH=3V
VDD=8V,VOH=4V
VDD=12V,VOH=6V
3
6
10
-
-
mA
输出驱动电流
(Dout>
IOL
VDD=5V,VOL=3V
VDD=8V,VOL=4V
VDD=12V,VOL=6V
2
5
9
-
-
mA
图2.5.1
PT2262/PT2272极限参数
参数名称
符号
极限值
单位
工作电压
VDD
-0.3-+16V
V
输入电压
VI
-0.3-VDD+0.3V
V
输出电压
VO
-0.3-VDD+0.3V
V
功耗
PD
300(VDD=12V>
mW
工作温度
TOPT
-20-+70
℃
存储温度
Tstg
-40-+125
℃
图2.5.2
2.6PT2262/PT2272工作原理:
PT2262-IR发射芯片地址编码输入有“1”、“0”和“开路”三种状态,数据输入有“1”和“0”两种状态。
由各地址、数据的不同接脚状态决定,编码从输出端Dout输出,通过红外发射管发射出去。
其编码时序波形如图2.6.1所示。
图2.6.1 Dout输出的编码信号是调制在38kHz载波上的,OSC1、OSC2外接的电阻决定载频频率,一般电阻可在430k—470k之间选择即可。
PT2272的暂存功能是指当发射信号消失时,PT2272的对应数据输出位即变为低电平。
而锁存功能是指,当发射信号消失时,PT2272的数据输出端仍保持原来的状态,直到下次接收到新的信号输入。
图3是红外发射和接收的典型应用原理图,为了能正确解调出调制的编码信号,接收端需加一级前置放大级,保证输入PT2272的信号幅度足够大。
PT2272各输出端通过各种接口即可控制相应的负载。
三发射电路部分设计
3.1遥控器工作原理及组成部分
遥控器主要部分为PT2262,PT2262最多可有6位(D0-D5>数据端管脚,设定的地址码和数据码从17脚串行输出,可用于无线遥控发射电路。
编码芯片PT2262发出的编码信号由:
地址码、数据码、同步码组成一个完整的码字。
它的发送格式为:
当任意数据端口有高电平输入时,PT2262将连续发送四次编码,假设振荡周期为T,每发送一次编码都有128T宽度的低电平分开。
而32T×12的编码是由A0~A11十二个码组成,A0在前A11在后。
由Dout引出的电路部分即为发射编码电路,发射频率为38KHz,通过红外线发射管发射。
遥控电路图如下图2.1.1所示:
图2.1.1
当发射机没有按键按下时,PT2262不接通电源,其17脚为低电平,所以38KHz的红外发射电路不工作,当有按键按下时,PT2262得电工作,其第17脚输出经调制的串行数据信号,当17脚为高电平期间38KHz的红外发射电路起振并发射等幅高频信号,当17脚为低平期间38KHz的红外发射电路停止振荡,所以红外发射电路完全收控于PT2262的17脚输出的数字信号,从而对红外电路完成幅度键控38KHz的频率由15,16脚的电阻大小控制即OSC1、OSC2外接的电阻决定载频频率,一般电阻可在430k—470k之间选择,调节改变频率可使信号传输更远。
PT2262后缀为IR的为红外线传输专用芯片,可用4.5V电压供电,试用于电池供电的环境。
3.2发射电路PCB图
如图3.2.1
图3.2.1
四红外接收端电路设计
4.1红外接收工作原理及组成部分
通常使用中,我们一般采用8位地址码和4位数据码,这时编码电路PT2262和解码PT2272的第1~8脚为地址设定脚,有三种状态可供选择:
悬空、接正电源、接地三种状态,3的8次方为6561,所以地址编码不重复度为6561组,只有发射端PT2262和接收端PT2272的地址编码完全相同,才能配对使用,遥控模块的生产厂家为了便于生产管理,出厂时遥控模块的PT2262和PT2272的八位地址编码端全部悬空,这样用户可以很方便选择各种编码状态,用户如果想改变地址编码,只要将PT2262和PT2272的1~8脚设置相同即可,例如将发射机的PT2262的第1脚接地第5脚接正电源,其它引脚悬空,那么接收机的PT2272只要也第1脚接地第5脚接正电源,其它引脚悬空就能实现配对接收。
当两者地址编码完全一致时,接收机对应的D0~D5端输出约4V互锁高电平控制信号,同时VT端也输出解码有效高电平信号。
用户可将这些信号加一级放大,便可驱动继电器、功率三极管等进行负载遥控开关操纵。
该模块是以解码芯片PT2272为核心的接收模块。
该接收模块有七个引出端,分别为VCC、GND、D0、D1、D2、D3、D4、D5及VT,其中VT端为解码有效输出端,D0~D5为四位数据锁存输出端,能输出4V左右的高电平,驱动电流2mA,与发射器上的S1、S2、S3、S4、S5、S6六个键相对应。
接收模块采用SMD贴片工艺制造生产,为超再生接收方式,它内含放大整形及解码电路,使用极为方便。
下图4.1.1为PT2722组成的红外接收电路:
图4.1.1
4.2红外线接收端PCB图