无线遥控器技术原理就是把发射器控制的电信号先编码，然后红外调制或者无线调频、调幅转换成无线电波发送出去。接收机接收到载有信息的无线电波，经放大器放大后解码，得到原先的控制电信号，这个电信号再进行功率放大，然后驱动相关的电气元件，实现远程无线遥控。这就是的基本原理。

常见的遥控器是家庭中常用的红外遥控器，无线遥控器罕见是防盗报警设备、门窗遥控、汽车遥控等等用的无线电遥控器。

一般使用的红外线遥控发射和接收装置，近距离的无线遥控器。比如电视机、空调、等的遥控器，就属这一类。远距离的无线遥控器，一般采用的调频或调幅发射和接收技术，有些类似对讲机或手机的发射和接收技术，只是频率不同而已。

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1、K38Hz红外发射与接收红外线遥控器在家用电器和工业控制系统中已得到广泛应用，了解他们 的工作原理和性能、进一步自制红外遥控系统，也并非难事。1.红外线的特点人的眼睛能看到的可见光，若按波长排列，依次（从长到短）为红、橙、 黄、绿、青、蓝、紫，如图1所示。累刘纠訝音淖|箕険|坯|虹外CJ0 俪 0.47 0.4S 0.58 Q.60 0.罚谕 冋由图可见，红光的波长范围为 0.62卩0.76卩m,比红光波长还长的光 叫红外线。红外线遥控器就是利用波长 0.76卩m-1.5卩m之间的近红外线来传送 控制信号的。红外线的特点是不干扰其他电器设备工作，也不会影响周边环境。电 路调试简单，若对发射信号

2、进行编码，可实现多路红外遥控功能。2.红外线发射和接收人们见到的红外遥控系统分为发射和接收两部分。发射部分的发射 元件为红外发光二极管，它发出的是红外线而不是可见光，如图2所示。丄O1712J+-十Out c百(3)常用的红外发光二极管发出的红外线波长为 940nm左右，外形与普 通 5mm发光二极管相同，只是颜色不同。一般有透明、黑色和深蓝色等三种。 判断红外发光二极管的好坏与判断普通二极管一样的方法。单只红外发光二极管 的发射功率约100mW/红外发光二极管的发光效率需用专用仪器测定，而业余条 件下，只能凭经验用拉距法进行粗略判定。接收电路的红外接收管是一种光敏二极管，使用时要给红外接收二

3、 极管加反向偏压，它才能正常工作而获得高的灵敏度。红外接收二极管一般有圆 形和方形两种。由于红外发光二极管的发射功率较小，红外接收二极管收到的信 号较弱，所以接收端就要增加高增益放大电路。然而现在不论是业余制作或正式 的产品，大都采用成品的一体化接收头，如图3所示。红外线一体化接收头是集 红外接收、放大、滤波和比较器输出等的模块，性能稳定、可靠。所以，有了一 体化接收头，人们不再制作接收放大电路，这样红外接收电路不仅简单而且可靠 性大大提高。图3是常用两种红外接收头的外形，均有三只引脚，即电源正 VDD 电源负(GND和数据输出(Out)。接收头的弓I脚排列因型号不同而不尽相同，图 3 列出了

4、因接收头的外形不同而引脚的区别。红外接收头的主要参数如下：工作电压：4.85.3V工作电流：1.72.7mA接收频率：38kHz 峰值波长：980nm静态输出：高电平输出低电平：w 0.4V 输出高电平：接近工作电压3 红外线遥控发射电路红外线遥控发射电路框图如图4所示。L.1R 乂框图4是目前所有红外遥控器发射电路的功能组成，其中的编码器 即调制信号，按遥控器用途的编码方式可以很简单、也可以很复杂。例如用于电 视机、VCDDVDffi组合音响的遥控发射的编码器， 因其控制功能多达50种以上, 此时的编码器均采用专用的红外线编码协议进行严格的编程，然而对控制功能少的红外遥控器，其编码器是简单而

5、灵活。前者编码器是由生产厂家的专业人员按 红外遥控协议进行编码，而后者适用于一般电子技术人员和电子爱好者的编码。 图4中的38kHz振荡器即载波信号比较简单，但专业用的和业余用的也有区别， 专业用的振荡器采用了晶振，而后者一般是RC振荡器。例如彩电红外遥控器上的发射端用了 455kHz的晶振，是经过整数分频的，分频系数为 12，即455kHz -12=37.9kHz。当然也有一些工业用的遥控系统，采用36kHz、40kHz或56kHz等的载波信号。因红外遥控器的控制距离约10米远，要达到这个指标，其发射的载 波频率(38kHz)要求十分稳定，而非专业用的 RC(38kHz)载波频率稳定性差，往

6、 往偏离38kHz甚至很远，这就大大缩短了遥控器的控制距离。因晶振频率十分稳 定，所以专业厂家的遥控器全部采用晶振的38kHz作遥控器的载波发送信号。图4中编码器的编码信号对38kHz的载波信号进行调制，再经红外 发射管D向空间发送信号供遥控接收端一体化接收头接收、 解调输出、再作处理。利用红外线的特点，可以制作多路遥控器。在遥控发射电路中，有 两种电路，即编码器和38kHz载波信号发生器。在不需要多路控制的应用电路中， 可以使用常规集成电路组成路数不多的红外遥控发射和接收电路，该电路无需使用较复杂的专用编译码器，因此制作容易。4. 频分制编码的遥控发射器在红外发射端利用专用（彩电、VCD D

7、VD等）的红外编码通讯协议作 编码器，对一般电子技术人员或业余爱好者来说，是难于实现的，但对路数不多的遥控发射电路，可以采用频分制的方法制作编码器， 而对一路的遥控电路，还 可以不用编码器，直接发射38kHz红外信号，即可达到控制的目的。图5是一种一路的红外遥控发射电路，在该电路中，使用了一片ICl高速CMO型4-2输入的“与非”门74HC0Q集成电路，组成低频振荡器作编 码信号（，用IC2 555电路作载波振荡器，振荡频率为f0（38kHz）。fl对f0 进行调制，所以IC2的脚的波形是断续的载波，该载波经红外发光二极管发送 到空间。电路中的关键点 A、B、B波形如图2所示，其中B是未调制的

8、波形。_mimiiiLJtn出在图5中，选用了 555电路作载波振荡器，其目的是说明电路的 调制工作原理，即利用大家熟悉的555产生38kHz方波信号，再利用555的复位 端脚作调制端，即当脚为高电平时，555是常规的方波振荡器；当脚为低 电平时，555的脚处于低电平。脚的调制信号是由ICI的与非门的低频振荡 器而获得。在实际应用中，遥控发射器是3V电池供电，为此只需把555电路I Cl剩余的两个与非门组成的38kHz取而代之，如图7所示。注意：这里未引用CMOS 4-2输入的“与非”门CD4011作图5电路中 的编码器和载波发生器，是因为 CD4011作振荡产生方波信号时，属于模拟信号 的应

9、用。为了保证电路可靠起振，其工作电压需4.5V以上，而74HC00的CMO集成电路的最低工作电压为2V，所以使用3V电源，完全可以可靠的工作。5. 遥控接收解调电路图8为红外接收解调控制电路，图8中IC2是LM567 LM567是一种 锁相环集成电路，采用8脚双列直插塑封装，工作电压为+4.75+9V,工作频率 从直流到500kHz,静态电流约8mA脚为输出端，静态时为高电平，是由内部 的集电极开路的三极管构成，允许最大灌电流为100mA鉴于LM567的内部电路较复杂，这里仅介绍该电路的基本功能。LM567的、脚外接的电阻（R3+RP）和电容C4,决定了内部压控振荡器的 中心频率f01 , f

10、0仁1/1.1RC，、脚接的电容 C3 C4到地，形成滤波网络， 其中脚的电容C2,决定锁相环路的捕捉带宽，电容值越大，环路带宽越窄。 脚接的电容C3为脚的2倍以上为好。弄清了 LM567的基本组成后，再来分析图8电路的工作过程。ICl是红外接收头，它接收图1发出的红外线信号，接收的调制载波频率仍为38kHz,接收信号经ICI解调后，在其输出端OUT俞出频率为f1（见图2）的方波信 号，只要将LM567的中心频率f01调到（用RP）与发射端f1（见图2）相同，即f0 仁fl，则当发射端发射时，LM567开始工作，脚由高电平变为低电平，该低电 平使三极管8550导通，在A点输出开关信号驱动D触发

11、锁存器，再由它驱动各 种开关电路工作。这样，只要按一下图1电路的微动开关K,即发射红外线，接收电路图4即可输出开关信号开通控制电路，再按一下开关K,控制开关信号关闭，这就完成了完整的控制功能。6. 小结禾I用图5和图8的电路，可以实现多路遥控器，即在发射端，将 IC l组成的低频振荡器，其电路模式不变，只改变电阻R2,即可构成若干种R组成 的多个频率不同的低频振荡器（即编码），利用微动开关转接，38kHz的载波电路 共用；在接收电路中，一体化红外接收头共用，再设置与接收端编码器相同个数 的LM567锁相器和后级锁相驱动控制电路，各锁相环的振荡频率与各编码器的低 频编码信号的频率对应相等。这样发射端（图5）按压不同的按钮，载波信号接入 不同频率编码的调制信号时，在接收端（图8），各对应的LM567的脚的电平会 发生变化，从而形成多路控制信号。上述所述的工作方式，称为频分制的编码方 式。这种频分制工作方式，其优点是可实现多路控制，但缺点是电路复杂，对于 路数不多的控制电路，因电路工作原理简单，对一般电子技术人员仍然是有用 的。

在家用电器、安全保卫、工业控制以及人们日常生活中广泛应用，特别是家用电器、安全保卫。

　　当家里的电视或者VCD、DVD较多时，有时候用器它们，会产生冲突，发生误操作。本来只想遥控当中的一台机器，但是两台电视机或者一台VCD（DVD）和一台电视机同时受到遥控。仔细分析，这两个设备产生冲突是由编码的问题引起的，由于它们有相同的地址编码，所以会同时发生动作，这就造成了上述麻烦。解决问题的关键在于，给每个电器设置不同的地址编码，当遥控时，先发送地址编码，地址相同的才能接受动作，接受后续发来的数据，先选择要遥控的对象，而后再按键执行相应的动作。

在本文的设计中，用单片机模拟遥控器编码，从矩阵键盘输入要遥控的地址，然后通过红外发光二极管发射编码信号，接收部分先把发射部分发射的编码信号接收下来，再和自己本身的地址作比较，如果地址相同，则点亮一只二极管，表示地址相同，遥控成功；否则二极管仍旧是熄灭的。

　　此设计是根据红外线遥控的设计的，可以在此基础上设计出解决家用电器“打架”现象的电路，应用到实际生产中，因此具备一定的实用性。

　　红外线遥控一般由发射器和接收器两部分组成。发射器由指令键、指令信号产生电路、调制电路、驱动电路及红外线发射器组成。当指令键被按下时，指令信号产生电路便产生所需要的控制信号，控制指令信号经调制电路调制后，最终由驱动电路驱动红外线发射器，发出红外线遥控指令信号。

　　接收器由红外线接收器件、前置放大电路、解调电路、指令信号检出电路、记忆及驱动电路、执行电路组成。当红外接收器件收到发射器的红外指令信号时，它将红外光信号变成电信号并送到前置放大电路进行放大，再经过解调器后，由信号检出电路将指令信号检出，最后由记忆电路和驱动电路驱动执行电路，实现各种操作。

　　控制信号一般以某些不同的特征来区分，常用的区分指令信号的特征是频率和码组特征，即用不同的频率或者编码的电信号代表不同的指令信号来实现遥控。所以红外遥控通常按照产生和区分控制指令信号的方式和特征分类，常分为频分制红外线遥控和码分制红外线遥控。

　　图1 遥控发射部分组成

　　1 红外遥控系统发射部分

　　红外遥控发射器由键盘矩阵、遥控专用集成电路、驱动电路和红外发光二极管三部分组成，结构如图1所示。

　　当有键按下时，系统延时一段时间防止干扰，然后启动振荡器，键编码器取得键码后从ROM中取得相应的指令代码（由0和1组成的代码），遥控器一般采用电池供电，为了节省电量和提高抗干扰能力，指令代码都是经32～56kHz范围内的载波调制后输出到放大电路，驱动红外发射管发射出940nm的红外光。当发送结束时振荡器也关闭，系统处于低功耗休眠状态。载波的频率、调制频率在不同的场合会有不同，不过家用电器多采用的是38kHz的，也就是用455kHz的振荡器经过12分频得到的。

　　遥控发射器的信号是由一串0和1的二进制代码组成的，不同的芯片对0和1的编码有所不同，现有的红外遥控包括两种方式：脉冲宽度调制（PWW）和脉冲位置调制（PPM或曼彻斯特编码）。两种形式编码的代表分别是NEC和PHILIPS的RC-5。

　　2 红外遥控系统接收部分

　　接收部分是由放大器、限幅器、带通滤波器、解调器、积分器、比较器等组成的，比如采用较早的红外接收二极管加专用的红外处理电路的方法，如CXA20106，此种方法电路复杂，现在一般不采用。但是在实际应用中，以上所有的电路都集成在一个电路中，也就是我们常说的一体化红外接收头。一体化红外接收头按载波频率的不同，型号也不一样。由于与CPU的接口的问题，大部分接收电路都是反码输出，也就是说当没有红外信号时输出为1，有信号输出时为0，它只有三个引脚，分别是+5V电源、地、信号输出。

　　1 单片机编码发射部分

　　红外遥控器的发射器电路比较简单，由一个4×4矩形键盘、一个PNP驱动三极管、一个红外线发光二极管和两个限流电阻组成。要遥控哪台接收器由键盘输入，即由键盘输入要红外遥控的地址，地址经过编码、调制后通过红外发光二极管发射出去。

矩阵键盘部分由16个轻触按键按照4行4列排列，将行线所接的单片机的I/O口作为输出端，而列线所接的作为输入。当没有键被按下时，所有输出端都是高电平，代表没有键按下。有键按下时，则输入线就会被拉抵，这样，通过读入输入线的状态就可以知道是否有键被按下。

　　键盘的列线接到P1口的低4位，行线接到P1口的高4位，列线P1.0～P1.3设置为输入线，行线P1.4～P1.7设置为输出线。

　　图2 载波调制示意图