38k載波及紅外發(fā)射原理

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上本帖最后由 Randy 于 2012-10-28 21:12 編輯轉(zhuǎn)自Doctor_A 壇友的筆記！之前做接觸過(guò)一次紅外遙控器，現(xiàn)在有空想用簡(jiǎn)單的話來(lái)聊一聊，下面有錯(cuò)誤的地方歡迎改正指出：1：紅外的概念不聊，那是一種物理存在。以下聊38K紅外發(fā)射接收，主要講可編程的紅外編碼。2：紅外遙控    紅外遙控首先需要用來(lái)發(fā)“光”的紅外發(fā)光管，還有一個(gè)接收光線的“接收管”（不是那種觸發(fā)的紅外對(duì)管），還有一個(gè)產(chǎn)生38K的信號(hào)源（可以是MCU中斷實(shí)現(xiàn)還有就是市場(chǎng)上大把的紅外編碼IC），只需要簡(jiǎn)單的外圍電路即可。    就單片機(jī)而言，為了增大

2、紅外發(fā)光管電流，需要用一個(gè)三極管驅(qū)動(dòng)。紅外編碼IC也只需要幾個(gè)外圍電路，規(guī)格書(shū)上都有提供，這里不提。3：紅外接收頭（有不理解的地方可以在后面找到你想要的答案或者繼續(xù)“百度”“谷歌")    有必要可以看一下紅外接收頭內(nèi)部組成的詳細(xì)介紹。    接收收頭分為電平頭還有脈沖頭。    電平型的：接收連續(xù)的38K信號(hào)，可以輸出連續(xù)的低電平，時(shí)間可以無(wú)限長(zhǎng)。其內(nèi)部放大及脈沖整形是直接耦合的，所以能夠接收及輸出連續(xù)的信號(hào)。    脈沖型的：只能接收間歇的38K信號(hào)，如果接收連續(xù)的38K信號(hào)，則幾百ms后會(huì)

3、一直保持高電平，除非距離非常近（二三十厘米以內(nèi)）。其內(nèi)部放大及脈沖整形是電容耦合的，所以不能能夠接收及輸出連續(xù)的信號(hào)。    一般遙控用脈沖型的，只有特殊場(chǎng)合，比如串口調(diào)制輸出，由于串口可能連續(xù)輸出數(shù)據(jù)0，所以要用電平型的。4：紅外遙控中的載波到底是什么？（不要影響到你對(duì)其它載波的理解）    第一次接觸紅外我看到載波這個(gè)詞就覺(jué)得生澀。網(wǎng)上很多資料五花八門都描繪得很厲害、    我們就從一下幾點(diǎn)開(kāi)始描述，相信的等會(huì)就懂：     （1）38K怎么來(lái)的？     &#

4、160;這里只談單片機(jī)給出，38K脈沖信號(hào)，占空比（脈沖的高電平比周期的值就是占空比）自己決定，既然是38K，那么脈沖的周期就是1/38000 S,記住這個(gè)不是高電平的時(shí)間長(zhǎng)度，這個(gè)是一個(gè)脈沖的時(shí)間長(zhǎng)度也就是一個(gè)周期，例如我們利用一個(gè)中斷產(chǎn)生38K脈沖，占空比是1/2,我們的中斷時(shí)間就要設(shè)置為 1/38000/2 S中斷一次，然后通過(guò)相隔一次中斷電平翻轉(zhuǎn)一次就形成了一個(gè)頻率為38K占空比1/2的脈沖。      另外i！在這里想說(shuō)一下我在學(xué)習(xí)紅外的時(shí)候遇到的兩個(gè)錯(cuò)誤：      一、當(dāng)?shù)谝淮谓佑|紅外遙控的時(shí)候，在網(wǎng)

5、上下載了很多資料中斷時(shí)間居然是1/38000S，產(chǎn)生的是19K的脈沖信號(hào)，紅外肯定接收不了，更不要談編碼了。而且還是大部分被人的程序都是19K.對(duì)于剛接觸的人可能就暈乎乎地忽悠過(guò)去了。      二、就是我們用單片機(jī)的時(shí)候是用了單片機(jī)的查詢模式還是中斷模式的問(wèn)題。          我們利用中斷時(shí)候，在時(shí)鐘比較快的條件下可以產(chǎn)生比較準(zhǔn)確的時(shí)間基準(zhǔn),來(lái)產(chǎn)生相對(duì)正確的脈沖。而利用查詢方式，如果用51單片機(jī)，12M的晶振，利用查詢溢位來(lái)產(chǎn)生的38K脈沖，那就犯了一個(gè)大錯(cuò)，因?yàn)槔貌樵兊姆绞讲樵冞@個(gè)動(dòng)作

6、浪費(fèi)的時(shí)間可不是一個(gè)或兩個(gè)的機(jī)器周期，它浪費(fèi)了大把的單片機(jī)時(shí)間，誤差大得離譜。如果你用中斷試過(guò)成功過(guò)，不妨試一下查詢方式失敗的感覺(jué)。      雖然利用查詢方式編程是簡(jiǎn)單了很多，可是誤差大得更多了多。我就是偷懶犯過(guò)了錯(cuò)誤。5：什么是紅外38K的載波信號(hào)（其實(shí)我更想說(shuō)成什么是38K編碼信號(hào)（一下詳解）     （1）記住38K的紅外不單單只接受38K信號(hào)，它有個(gè)頻偏（頻率偏差左右波動(dòng)）的范圍，但記住范圍不大。     （2）說(shuō)是三極管驅(qū)動(dòng)，其實(shí)三極管是作為一個(gè)開(kāi)關(guān)，共射的方式。

7、于是有兩種通斷方式，三極管用的是PNP呢還是NPN。          一般我們采用PNP作為開(kāi)關(guān)管，NPN是利用高電平時(shí)候?qū)ǎ珕纹瑱C(jī)開(kāi)機(jī)時(shí)候，所有IO口的狀態(tài)為高電平，這個(gè)時(shí)候就觸發(fā)了開(kāi)關(guān)管，雖然我們?cè)诔跏蓟臅r(shí)候可以把它關(guān)斷，但即使此處實(shí)際上可以的問(wèn)題為了以后設(shè)計(jì)其它東西可能因此犯了不該犯的錯(cuò)誤還是選用PNP管好了。     （3）那么我們就用"0"表示紅外管導(dǎo)通。"1"表示紅外管截至       

8、   驅(qū)動(dòng)紅外發(fā)光的"IO"口的狀態(tài)便是38K脈沖信號(hào)從IO口發(fā)出來(lái)的觸發(fā)信號(hào)，脈沖中的低電平就是導(dǎo)通，高電平就是截至。我們會(huì)看到，如果單單用38K，那么如前面摘錄部分講到的，我們會(huì)在接收端會(huì)接受到一個(gè)低電平的信號(hào)。          或者我們可以再這么理解吧：紅外接收頭只接受38K信號(hào)（誤差范圍內(nèi)），我們把接收頭看出一個(gè)轉(zhuǎn)換器。遇到38K就輸出低電平，沒(méi)有遇到38K就被上拉成高電平。          于是所謂的“編碼”的概念就這樣產(chǎn)生了，我們

9、利用有38K信號(hào) 跟 沒(méi)有38K信號(hào) 這兩種狀態(tài)，利用紅外接收頭就翻譯成低電平、高電平的信號(hào)。這就是最主要的東西。          什么時(shí)候有38K。什么時(shí)候沒(méi)有38K，一切都由我們編程來(lái)實(shí)現(xiàn)。我們可以靈活地操控有跟沒(méi)有，有的時(shí)間長(zhǎng)度就是"接收方"低電平的時(shí)間長(zhǎng)度。沒(méi)有的脈沖的時(shí)間長(zhǎng)度就是接收方高電平的時(shí)間長(zhǎng)度。我們只需要在接收方讀取高低電平的時(shí)間長(zhǎng)度與高低電平的各種組合來(lái)讀取發(fā)射方所提供的信息。這種就是所謂的“協(xié)議”，協(xié)議就是我們說(shuō)好了，你照辦的意思。協(xié)議內(nèi)容明確我發(fā)什么的時(shí)候代表什么意思，接收方你懂的。

10、60;               于是就有各種紅外編碼，NEC/飛利浦等紅外編碼是比較常見(jiàn)的，而我們根據(jù)需要我們可以自己設(shè)置自己的編碼。如果想做遙控玩一玩的就沒(méi)必要研究人家的紅外編碼協(xié)議，自己編幾個(gè)容易編程的就可以了。像想NEC紅外協(xié)議里面談到的接受頭輸出的 高電平幾毫秒低電平幾毫秒就是代表“1”，高電平幾毫秒低電平幾毫秒就是代表“0”，高電平幾毫秒低電平幾毫秒就是代表“引導(dǎo)碼或者用戶識(shí)別碼”，這些都是人家NEC里面的標(biāo)準(zhǔn)，我們可以自己定我們自己的標(biāo)準(zhǔn)。我可以說(shuō) 10ms低電平后10ms高電平就代表允許

11、接受，然后5ms低后5ms高就代表“1”，15ms低后15ms高就代表“2”，25ms低25毫秒高就代表“0”,當(dāng)然這里只打個(gè)比方，因?yàn)榫幋a長(zhǎng)度要是太大的話對(duì)其它程序處理不是很靈活。因?yàn)槲覀兘獯a的時(shí)候最好不要被中斷。像空調(diào)那種一百多位編碼的一般很少。少。至于多少合適，自己酌情考慮。編碼的形式也自己決定。          于是乎，上面的東西并沒(méi)有說(shuō)到“載波”兩個(gè)字，好了下面就說(shuō)說(shuō)載波吧。          我們把“有38K信號(hào)”這種狀態(tài)（“信息”）當(dāng)做“1”，把“沒(méi)有38K的

12、信號(hào)”這種狀態(tài)（“信息”）當(dāng)作“0”，我們可以看成其實(shí)我們要發(fā)出去的就是 1 跟 0 兩種狀態(tài)的組合。          而 1 跟 0兩種狀態(tài)的另外一種意思就是 38K 的“有”跟“沒(méi)有”          于是 38K 就帶上了 1 跟 0 的這兩種信號(hào)的信息。          我們就把38K理解成載波信號(hào)，載放這信息的信號(hào)，其實(shí)就是斷斷續(xù)續(xù)的38K信號(hào)而已，如果我們說(shuō)成載波那么就是載波。不過(guò)我更喜歡把這種信號(hào)

13、看成一種編碼信號(hào)。好了，總結(jié)一下。紅外遙控就是這么簡(jiǎn)單， MCU控制有沒(méi)有38K信號(hào)  紅外管就是把利用通斷來(lái)把單片機(jī)的信號(hào)發(fā)出去  接收頭就是把38K翻譯成有跟沒(méi)有 接收頭那邊的MCU就是把有跟沒(méi)有的時(shí)間長(zhǎng)度與組合計(jì)算出來(lái)（解碼）。然后按照事先我們約定的編碼執(zhí)行相對(duì)應(yīng)的動(dòng)作。還有一點(diǎn)需要補(bǔ)充一下。那就是接收頭的供電這個(gè)很主要，接收頭的供電就好根據(jù)解碼的MCU的供電保持一致，這樣接收頭的輸出的高低電平就可以被單片機(jī)IO識(shí)別兼容。同時(shí)接收頭有很多種，有一些只能3V供電接受管就不要跟5V的MCU一起用，免得浪費(fèi)電路資源。另外接收頭的有些是中間是電源腳有些中間

14、的地腳，如果來(lái)玩玩的最好看清楚順便買的時(shí)候預(yù)留多一個(gè)免得燒了之后又得跑一趟。至于學(xué)習(xí)型的紅外遙控，有的只需要學(xué)習(xí)編碼，有個(gè)則需要學(xué)習(xí)載波頻率。后者比較不好弄。歡迎接貼.下面是紅外發(fā)射、接收頭（紅外基礎(chǔ)知識(shí)）目前市售紅外一體化接收頭有兩種：電平型和脈沖型，絕大部分的都是脈沖型的，電平型的很少。 電平型的，接收連續(xù)的38K信號(hào)，可以輸出連續(xù)的低電平，時(shí)間可以無(wú)限長(zhǎng)。其內(nèi)部放大及脈沖整形是直接耦合的，所以能夠接收及輸出連續(xù)的信號(hào)。 脈沖型的，只能接收間歇的38K信號(hào)，如果接收連續(xù)的38K信號(hào)，則幾百ms后會(huì)一直保持高電平，除非距離非常近（二三十厘米以內(nèi)）。其內(nèi)部放大及脈沖整形是電

15、容耦合的，所以不能能夠接收及輸出連續(xù)的信號(hào)。一般遙控用脈沖型的，只有特殊場(chǎng)合，比如串口調(diào)制輸出，由于串口可能連續(xù)輸出數(shù)據(jù)0，所以要用電平型的。一般遙控器用455K經(jīng)12分頻后輸出37917HZ，簡(jiǎn)稱38K，10米接收帶寬為38+-2K，3米為3542K。在沒(méi)有環(huán)境反射的空曠空間，距離10米以上方向性會(huì)比較強(qiáng)。在室內(nèi)，如果墻是白色的，則在15米的空間基本沒(méi)有方向性。  接收頭要有濾光片，將白光濾除。在以下環(huán)境條件下會(huì)影響接收，甚至很嚴(yán)重：  1、強(qiáng)光直射接收頭，導(dǎo)致光敏管飽和。白光中紅外成分也很強(qiáng)。  2、有強(qiáng)的紅外熱源。 &

16、#160;3、有頻閃的光源，比如日光燈。  4、強(qiáng)的電磁干擾，比如日光燈啟動(dòng)、馬達(dá)啟動(dòng)等。  38K信號(hào)最好用1/3占空比，這個(gè)是最常用的，據(jù)測(cè)試1/10占空比靈敏度更好。實(shí)際調(diào)制時(shí)間要少于50%。最好有間歇。  電平型的接收頭只要接收到38K紅外線就輸出持續(xù)低電平，用起來(lái)非常爽，以前的老式接收頭多半是這種類型，但其有個(gè)致命弱點(diǎn)：抗干擾性太差，傳輸距離短（小于1m）。而脈沖型一體化紅外線接收頭必須接受一定頻率38K的載波的基帶信號(hào)才有正常輸出，如發(fā)送500HZ的38K載波，脈沖型一體化紅外線接收頭輸出500HZ方波，而如果發(fā)送連續(xù)的3

17、8K載波就會(huì)出項(xiàng)有瞬間低電平其后為高電平的現(xiàn)象。這種脈沖型一體化紅外線接收頭克服了傳統(tǒng)電平型接收頭的不足：傳輸距離相對(duì)更遠(yuǎn)，穩(wěn)定性大大增加，抗干擾性更強(qiáng)。因此已經(jīng)完全取代了老式的電平型接受頭，在電子市場(chǎng)如不說(shuō)明店主給你的絕對(duì)是脈沖性的。手機(jī)拍照時(shí)可以查看紅外發(fā)射管是否處于發(fā)射狀態(tài)紅暴問(wèn)題 有些廠家把能不能制造出無(wú)紅暴紅外燈當(dāng)做一個(gè)技術(shù)問(wèn)題來(lái)宣傳，好像有紅暴就是低技術(shù)，無(wú)紅暴就是高技術(shù)。其實(shí)，有無(wú)紅暴只是一個(gè)選擇問(wèn)題，并不是技術(shù)問(wèn)題，波長(zhǎng)超過(guò)700nm的光線叫做紅外線，900nm以上的紅外線基本無(wú)紅暴，波長(zhǎng)越短，紅暴越強(qiáng)，紅外線感應(yīng)度也越高?，F(xiàn)在市場(chǎng)上有兩種主流紅外燈，一種是有輕微紅暴

18、的，波長(zhǎng)在850nm左右，一種是無(wú)紅暴的，波長(zhǎng)在940nm左右。同一款攝像機(jī)，在850nm波長(zhǎng)的感應(yīng)度，比在940nm波長(zhǎng)的感應(yīng)度好到10倍。所以850nm這種有輕微紅暴的紅外燈擁有更高的效率，應(yīng)當(dāng)做為紅外夜視監(jiān)控的首選項(xiàng)。 這說(shuō)的有道理嗎？紅暴是對(duì)紅外燈工作狀態(tài)的一個(gè)描述。工作燈在工作時(shí)，如果有紅暴就會(huì)在管芯出現(xiàn)紅色小點(diǎn)。如果沒(méi)有紅暴的話，工作和不工作人眼看不出來(lái)。沒(méi)有紅點(diǎn)850nm和940nm都有紅爆，只不過(guò)940要比較弱一點(diǎn)常見(jiàn)的紅外發(fā)射管有940nm波長(zhǎng)和850nm波長(zhǎng)兩種，940nm波長(zhǎng)的紅外發(fā)射管主要使用于調(diào)制編碼及信號(hào)傳輸，而850nm波長(zhǎng)的主要用于安防等紅外光源上，接收管則有850nm950nm通用的型號(hào)。850的管和940的管區(qū)別在于他們的功率大小。850是屬于大功率的，它的特點(diǎn)是：發(fā)射距離短，靈敏度高，適合用于攝象監(jiān)控那塊。940是屬于小功率的，它的特點(diǎn)是：發(fā)射距離遠(yuǎn)，靈敏度低，主要用搖控器上850發(fā)射管的選擇    一般的一體機(jī)設(shè)計(jì)距離較近，一般適用較大角度的IR發(fā)射管，市場(chǎng)上最通用45、60度角，可選擇一般晶片，最好還是選擇日本和臺(tái)灣的，市場(chǎng)上用12Pcs、14Pcs、18Pcs、24Pcs發(fā)射管的一體機(jī)，常用此類產(chǎn)品一般開(kāi)發(fā)距離在5-20米