详解遥控电路设计分析_遥控电路图讲解

　　遥控器是一种用来远控机械的装置。现代的遥控器，主要是由集成电路电板和用来产生不同讯息的按钮所组成。电子爱好者制 作遥控电路，可以选用专用集成电路板来制作，但掌握一些常用遥控电路的原理，对提高自身技术很有帮助。 单通道、单用户遥控电路是遥控电路中最简单的一种， 电路通常用于光、声控制。

　　一、光控电路

　　图1是采用555时基电路构成光控电路。由于它无需专用的发射器，故属于遥测电路。光电二极管 VD1 作光检测和转换用，视需要采用不同性能的光电二极管，可将红外光或可见光转换为电信号。IC1时采用 NE555组成施密特触发器，对接收到的光信号进行整 形和功率放大以驱动后续电路，驱动电流达200mA，可直接驱动继电器或微型电机。本电路为正逻辑控制，即 ICl 有光照时输出高电平， 无光照时输出低电 平。如需要负逻辑控制，只需将 VDl 和 R1相互易位置即可。C1、R2积分电路是滤除干扰脉冲，防止误动作。电源电压范围5V 一12V，调试时根据需要调 R1，使电路有适当的灵敏度。本电路可用于红外探测、防盗报警或危险禁入报警;如果本电路光检测头探测的是生产过程，输出接入电子计数器，还可用于产生线上产品数量检测、印刷机走纸数量检测。

　　二、声控电路

　　图2是以双运放 LM158为核心构成的声控电路，实质上也是遥测电路。IC1-1，构成20倍电压放大器，将微型驻极体话筒拾取的声控信号放大到一定幅值， 经 VD1整流、C3、R5滤波后送入 IC1-2构成的电压比较器。电压比较器的基准电压取自R6、R7的 分压点，约0.8V.无声控信号时，IC1⑤脚电压为0V，小于⑥脚的基准电压，输出 OUT=0;有声控信号时，⑤脚电压大于⑥脚基准电 压，OUT=9V.调试时，调节 R3可改变 IC1-1的电压增益，使接收灵敏度适宜：也可调节 R7，改变电压器的比较电平（基准电压），以兼顾灵敏度和抗干扰的要求（R7增加，抗干扰能力加强，但灵敏度低）。电源电压范围5~15V，IC1也可选用其它型号运放。一般来说运放能驱动十几毫安的负载。声控信号可以是击掌声、 口哨声、敲击声等。本电路可用于声控开关。

　　三、超声波遥控发射/接收电路

　　如图3所示，超声波发射由555定时器组成多谐振荡器，其中 RP、R1、C1为定时元件，由振荡周期计算公式（设 W1=15.3kΩ）。

　　调 W1使振荡频率为40kHz，于是555的③脚输出40kHz 方波，通过 T1驱动超声发射头 T40.超声波接收头为 R40，必须与 T40成对使用。 接收电路类型和工作原理与图2相同，不同点在于本图中的 ICl-1构成40kHz 双 T 网络选频放大;C4、C5、VDl、VD2为倍压检波。IC1-2电压比较器与图2中相同。

　　通常超声波遥控距离2m~10m，可通过调整 ICl_l 的增益电阻 R3和 IC1-2比较电平电阻兼顾灵敏度和抗干扰性能。本电路可用于防盗报警或危险禁入报警。

　　四、红外遥控发射/接收电路

　　红外遥控发射、接收电路如图4所示，发射电路与图3基本相同，也是由555构成的多谐振荡器，只不过振荡方波驱动的是红外发射管 D1 振荡频率35kHz~40kHz，由RP调定。 接收电路采用专用集成电路CX20106，接收中心频率f0=30kHz~60kHz，但必须与发射端频率 一致，由 R4调定，当 R4取220kΩ时，f0约为38kHz.红外接收管 PH302接收到的信号由①进入 IC2，经放大解调后由⑦脚输出。调试时，首先调节接收电路 R4，使接收频率与发射频率一致;然后调节 R3，使电路有合适的灵敏度。本电路的遥控距离为8m~10m，可用于防盗报警;如果接收输出端接 入电子计数器，可用于生产线上产品数量检测;如果接收输出端驱动三极管，再由三极管驱动继电器， 继电器带动电磁阀， 电磁阀用来控制水龙头， 就构成了自来水自动控制器。发射头装于自来水龙头附近，发射头可以是人体感应式，亦可是光电式，只要手靠近水龙头，就能打开自来水阀门。当然，还可制成自动洗手烘干器。

　　红外遥控电路设计

　　系统硬件的实现方案

　　1 系统原理图

　　通用红外遥控系统由调制、发射和接收三大部分组成，本系统以Atmega8单片机作为红外发射编码和接收解码芯片，另外再以HS5104作为发射编码芯片，5个键盘输入模块中的三个用于给3路电灯分别进行亮灭操作，一个键盘输入模块用于操作所有灯的亮灭，最后剩下的一个键盘输入模块用于实现电灯在设定的时间内关闭的功能。红外遥控系统如图1所示：

　　图1 红外遥控系统

　　（1）发射系统

　　发射系统一般用电池供电，这就要求芯片的功耗要很低，芯片大多都设计成可以处于休眠状态，当有按键按下时才工作，这样可以降低功耗。红外线通过红外发光二极管（LED）发射出去，红外发光二极管内部材料和普通发光二极管不同，在其两端施加一定电压时，它发出的是红外线而不是可见光。

　　图2a 简单驱动电路

　　图2a电路有一点缺陷，当电池电压下降时，流过LED的电流会降低，发射波形强度降低，遥控距离就会变小。图2b所示的射极输出电路可以解决这个问题，两个二极管把三级管基极电压钳位在1.2V左右，因此三级管发射极电压固定在0.6V左右，发射极电流 IE基本不变，根据IE≈IC，所以流过LED的电流也基本不变，这样保证了当电池电压降低时还可以保证一定的遥控距离。

　　（2）接收系统

　　红外信号接收系统的典型电路如图3a所示：

　　图3a 红外线接收头内部电路

　　该电路包括红外监测二极管，放大器，限副器，带通滤波器，积分电路，比较器等。红外监测二极管监测到红外信号，然后把信号送到放大器和限幅器，限幅器把脉冲幅度控制在一定的水平，而不论红外发射器和接收器的距离远近。交流信号进入带通滤波器，带通滤波器可以通过30khz到60khz的负载波，通过解调电路和积分电路进入比较器，比较器输出高低电平，还原出发射端的信号波形。注意输出的高低电平和发射端是反相的，这样的目的是为了提高接收的灵敏度。

　　图2b 射击输出驱动电路

　　如图2a和图2b是LED的驱动电路，图2a是最简单电路， 选用元件时要注意三极管的开关速度要快，还要考虑到LED的正向电流和反向漏电流，一般流过LED的最大正向电流为100mA，电流越大，其发射的波形强度越大。

　　编辑点评：本文介绍了一种简单的遥控电路设计和红外遥控电路，红外线遥控是目前使用最广泛的一种通信和遥控手段。由于红外线遥控装置具有体积小、功耗低、功能强、成本低等特点。

　　八路语音报警器不仅有语音部分的报警，同时也有报警显示，这两种功能的实现，均由单片机控制，由于篇所限。本文对语音电路加以介绍。

　　总体结构

　　八路语音报警器的整机框图如图1 所示。按其作用不同，可分为三大部分：灯光显示部分，报警控制部分和语音报警 部分。在灯光显示部分中，采用红色灯光信号作为报警指示，指明哪一路出现报警信号。在报警控制部分中，8 03 1 单片机为核心部件，由它对输入信号进行处理，并产生控制信号去控制语音芯片的录音和放音以及灯光显 示状态。功能键盘用来提供一个人机对话的途径。信号输入部分，主要是接收检测元件发送来的报警信号，产生报 警信息，当单片机接收到这信息之后，控制进行报警。在语音报警部分中，语音芯片s I D l o1 6A 是 核心部件，它可以实现语音的录入和放出，它是美国 Is D 公司开发研制的一种高真录放一体化的单片固态语音集成电路，它无 需任何专用设备，就可以方便地进行语音的录入，它采用D A S I （ 直接模拟量存贮 ）技术，片内有128K 的EEPROM，在 c P u 控制下可以实现语音的录入和放出，可以根据所录入的每段信号的不同，由用户自己来分段，并且不怕掉电。

　　8031引脚功能

　　（1）主电源引脚Vss和Vcc

　　① Vss接地

　　② Vcc正常操作时为+5伏电源

　　（2）外接晶振引脚XTAL1和XTAL2

　　① XTAL1内部振荡电路反相放大器的输入端，是外接晶体的一个引脚。当采用外部振荡器时，此引脚接地。

　　② XTAL2内部振荡电路反相放大器的输出端。是外接晶体的另一端。当采用外部振荡器时，此引脚接外部振荡源。

　　（3）控制或与其它电源复用引脚RST/VPD，ALE/ ， 和 /Vpp

　　① RST/VPD 当振荡器运行时，在此引脚上出现两个机器周期的高电平（由低到高跳变），将使单片机复位

　　在Vcc掉电期间，此引脚可接上备用电源，由VPD向内部提供备用电源，以保持内部RAM中的数据。

　　② ALE/ 正常操作时为ALE功能（允许地址锁存）提供把地址的低字节锁存到外部锁存器，ALE 引脚以不变的频率（振荡器频率的 ）周期性地发出正脉冲信号。因此，它可用作对外输出的时钟，或用于定时目的。但要注意，每当访问外部数据存储器时，将跳过一个ALE脉冲，ALE 端可以驱动（吸收或输出电流）八个LSTTL电路。 对于EPROM型单片机，在EPROM编程期间，此引脚接收编程脉冲（ 功能）

　　③ 外部程序存储器读选通信号输出端，在从外部程序存储取指令（或数据）期间， 在每个机器周期内两次有效。 同样可以驱动八LSTTL输入。

　　④ /Vpp 、 /Vpp为内部程序存储器和外部程序存储器选择端。当 /Vpp为高电平时，访问内部程序存储器，当 /Vpp 为低电平时，则访问外部程序存储器。

　　对于EPROM型单片机，在EPROM编程期间，此引脚上加21伏EPROM编程电源（Vpp）。

　　硬件结构

　　ISD1016A语音芯片的引脚图如图3 所示。

　　用单片机控制其分段录音的电路原理图如图4所示。

图3 ISD1016A引脚图           图4 ISD1016A录放音原理图

　　工作原理

　　1 录音过程

　　由单片机的 P：口送出控制字，进入录音等待状态，当 P D=1 时，立即进入录音状态，由单片机的P。口输出的指定地址开始录音，此时D1发光，录满时，D1熄灭，如CE端在录入中回到高电平，芯片将自动把录音结束地址和结束信号记录 下来，实现分段录音。

　　2 放音过程

　　使 P / R=1，CE=0，进入放音等待状态，由单片机的 P0.0- P0.7来确定放音的起始地址A0一A7，当P D=1 时，便从指定 的地址开始放音，一直到遇到该段的结束信号为止。放音期间，Dl灯亮;放音结束，D1熄灭。

　　表 1 列出了有关引脚的控制信号和工作状的关系。

　　语音报警过程

　　当语音内容录制好后，将状态选择开关打到P L A Y 端，按一下复位键 R E S T，报警器便进入报警工作状态，此时，报警器就不停地查询输入报警信号。即查询判断 8 1 5 5 的 P A 口的输入信号（ 8 0 3 1 单片机本身具有的1 / 0 口 不能满足需要，故选用8155 进行1 / 0 口的扩展 ），如果此时某一路有了报警信号，报警器便转入该路的报警服务程序，进行语音报警，同时该路的报警指示灯闪烁，同时，单片机查询8155PB 口的ACKT 键（ 确认键），如果A C K T 键没有 按下，则不停地报警;当A C K T 键按下后，报警器停止语音报警，并使指示灯变为平光显示，表明操作人员已经知道 哪里有报警信号了。当消除故障后，按一下复位键 R E S T，又重新开始查询，即工作在报警状态。

　　编辑点评：采用单片机8031控制语音芯片ISD1016A实现语音报警，具有抗干扰性强，体积小，频带宽，信号畸变小，高保真，低噪音，可靠性高等特点，并且不怕掉电。