单片机红外线遥控系统分析

　　吊车是工厂、车间中一种常用的搬运工具。其动力一般是交流电动机。吊车在空间可进行上、下、左、右、前、后的运行。控制吊车的方法一般有两种：一种是操作人员在悬挂于吊车横梁上的操作室进行控制；另一种是将控制电机的按钮用控制线引到地面，操作人员在地面进行控制。但在工作中，感到这两种方法都不方便，于是就设计了用红外遥控方式控制吊车系统。

一、工作原理

　　本系统由红外线发射机（简称发射机）和红外接收机（简称接收机）组成。发射机和接收机中均有8031单片机，具有全双工的串行接口。两机之间就是靠该串行口进行通信的。
　　
　　本遥控装置的两个8031单片机靠红外光传递信息。发射机串行口输出端驱动红外发光二极管，将数字信息变成红外光脉冲信号发射出去。红外检波放大器将红外光信号还原为数字信号，送至接收串行输入端，经8031识别处理后，做出相应的控制。
　　
　　8031单片机的串行接口有四种工作方式。本系统采用了方式1，即波特率可变的8位异步通信方式。考虑到红外发光二极管和红外检波器的开关时间，我们将传输波特率定为1 250 b/s。
　　
　　发射机8031的串行口定义为方式1输出，将键盘输入的指令转变为一帧信息，控制红外发光管的导通与截止，使信息发射出去。
　　
　　接收机8031的串行口定义为方式1输入，接收经红外检波器转换后的数字信息。

二、系统硬件电路及程序设计

　　1．发射机的硬件电路及程序设计
　　
　　红外遥控发射机电气原理图见图1- 70。

　　
　　由8031、74LS373和2732EPROM、晶振、复位电路等构成8031最小系统。4×4键盘连至8031的Pl口上，P1.o～Pl.3设定为输出，P1.4～P1.7设定为输入，用查询方式扫描键盘。
　　
　　虚线框中是红外光发射电路。D1、D2是红外发光二极管；D3是红外发光二极管作为指示器。它们均由三极管T来驱动。串行口输出端( TxD)经反相器控制三极管T的导通与截止。当TxD =0时，T导通，Dl、D2、I]3发光；当TxD =1时，T截止，D1、D2、D3中没有电流通过，不发光。
　　
　　红外遥控发射机的程序框图见图1- 71。

　　2．接收机的硬件电路及程序设计
　　
　　接收机除8031单片机部分外，还有红外信号接收部分和控制输出部分。图1- 72是接收机的电气原理图。
　　
　　虚线框中是红外接收机部分电路图。D是红外检波二极管，ICPH302B是红外放大器。红外光信号经检波、放大后送到8031单片机串行口的输入端(RxD)。当有足够的红外光照射到D时，IC的7端从1变为O。
　　
　　接收机8031的Pl口作为输出控制接口。P1.0～P1.6控制6个固体继电器J1～J6。固体继电器是一种新型的适合于微机控制的继电器。其内部有光电耦合器和双向可控硅，隔断了微机系统与主电路的电气联系，且通、断时不会产生电火花而给微机带来不良后果。J1-J6的输出端可直接作为接触器线圈的控制开关。J1j2、J3J4和Js图1- 71发射机程序流程图J6分别控制三台电机的正、反转，而每个电机正、反向的闭锁和三个
　　
　　电机间的相互闭锁都是由软件来完成的。这样不但节省了很多继电器，缩小了控制盘的体积，更主要的是去掉了发生故障的隐患。接收机程序框图见图1- 73。

三、操作方式

　　红外遥控发射机可通过3种方式控制吊车运行：
　　
　　●点动方式这是原系统的控制方法，即按下键就启动电机，直到松开为止；
　　
　　●连续方式按一次键，则执行该键的操作，再按一次，则停止该操作；
　　
　　●示教方式 操作人员用点动或连续运动方式把吊车运行过程“教”给吊车，吊车会把该
　　
　　过程记下来，之后，便可以自动重复运行。该方式特别适用于重复性搬运。
　　
　　本摇控装置的控制距离大于80 m，控制角度不小于120。（亦可设计成全方位的），很适合于短距离遥控。通过提高红外发光管的发射功率和增加红外接收回路的放大级数，可以增大控制距离。