毕业设计（论文）基于单片机的家用电器电源的遥控控制器设计.doc

摘 要随着家用电器的日益普及和红外技术的成熟两者结合的产物应运而生，而目前主要的结合产物就是红外遥控与控制器。本设计集中介绍了一种基于89C51单片机的红外控制器的设计方法，其在某些思路上比较新颖并有一定的参考价值。这款红外控制器采用了比较成熟的红外接收组件和红外信号解码芯片代替过了过于复杂的红外接收电路，使设计者免去了过于复杂的电路调试工作，同时也最大的保证了信号在传输中的安全性。它在原理上利用了红外信号在一定距离内的直线传输特性和在某些红外光频段信号不失真的特性。控制部分电路主要采用技术上较为成熟的继电器及光电隔离器件，并且巧妙的利用了三极管的放大作用，使得控制部分电路极其节约和有效。该控制器有很大的发展前景，它是将来“电脑管家”的雏形，它也是广大工作繁忙或行动不便人群的帮手。在以后的居家生活中它一定起到重要作用。关键词：控制器； 红外； 遥控；家用电器家用红外遥控控制电源开关的设计有专用315MHZ发射和接收芯片！也有红外接发芯片；可以合在一起做就可以在直径50米内控制你的家电了！只要买回来对照电路图来做就行了！一般不用调试就能用了，外壳先买好再设计！可用PowerPCB来设计！ABSTRACTWith the increasing popularity of hausgeraete and maturity of infrared technology, the product of a combination of them came into being, now, the main product is a combination of infrared remote controller and the controller. Focus on the designing of the infrared controller with a microcomputer of 89C51, which has some more innovative ideas and referenced value. The infrared controller not only use very maturity device and the infrared decode chip to replace the infrared take-over circuit, which is too complicated, but also ensure the security when the signal in the transmission. It save a lot of work of debugging of circuit .It takes the principle that infrared signals can transmit in a straight line within a certain distance , and the infrared light do not lose the characteristics in a certain frequency band. In the controlling part, it uses electro-optical isolation devices and the relay, together with the characteristic that dynatron can magnify current, which make it very economical and effective. The controller has beautiful development prospects in the future, it is the embryonic form of "Computer Manager" .It is also the helper of the people who has a lot of work and the deformity people. In the livings of every family it will certainly play an important role in the future. Key words: controller; infrared; remote control; hausgeraete 目录1 引言·····················································1 1.1选题背景及意义········································11.1.1 红外技术的发展··································11.1.2 家用电器的发展··································11.1.3 红外控制器的发展及意义··························2 1.2 家电需要控制的功能和技术要求·························21.2.1 方案分析········································21.2.2 功能实现分析····································3 1.3 总体概论·············································42.控制器硬件设计···········································5 2.1红外遥控家电控制系统工作原理·························5 2.2 控制器结构组成与工作原理·····························5 2.3 控制器中单片机系统设计·······························62.3.1 单片机系统基本设计·····························62.3.2 单片机介绍·····································72.3.3 单片机系统电路分析·····························8 2.4 控制器控制电路设计···································82.4.1 控制电路基本设计·······························82.4.2 不同控制电路的对比分析·························92.4.3 继电器介绍····································10 2.5 红外接收电路设计·····································112.5.1 红外接收电路基本设计···························112.5.2 解码芯片介绍···································122.5.3 红外接收组件···································142.5.4 不同的遥控信号接收方法介绍·····················14 2.6 控制器电源电路设计···································153.控制器软件设计···········································16 3.1 控制器系统软件总体设计思路···························16 3.2 主体程序设计·········································16 3.3 红外接受程序设计·····································173.3.1 红外通信协议介绍·······························173.3.2 程序实现·······································21 3.4 主要电器控制程序设计·································24 3.5 辅助程序设计·········································253.5.1 定时1秒程序设计·······························253.5.2 应用程序说明···································263.5.3 软件抗干扰·····································274 小结与展望···············································28 4.1 本设计的总结·········································28 4.2 基于新技术的展望·····································28致谢·······················································30参考文献···················································31附录一：串行口控制字·······································32附录二：部分程序清单·······································331 引言作为一种短距离无线通讯技术，红外通信技术具有性价比高、实现简单、抗电磁干扰能力强、空间接入灵活等特点，在红外遥控、家电制造，特别是在现场环境恶劣，需要非电信号进行点对点直线数据传输的场合，其扮演者重要角色。单片机技术的不断发展，为红外通信的研究及应用提供了一个便捷的平台。作为一款8位单片机，AT89C51具有较强的功能，其便于用较低的成本构成一个较大的系统，在低功耗、实时性要求高的工控场合拥有较大的优势。本文集中介绍了一种基于AT89C51的红外遥控与控制系统设计中的控制器的设计方法，其中包含着红外接收、解码、光电隔离等较为宽泛的电路要点，整个系统有着特殊的思路，在今后的研究中可以借鉴。1.1选题背景及意义1.1.1 红外技术的发展红外线是太阳光线中众多不可见光线中的一种，由德国科学家赫歇尔于1800年发现，又称为红外热辐射。太阳光谱上红外线的波长大于可见光线，波长为0.751000m。红外线可分为三部分，即近红外线，波长为0.751.50m之间；中红外线，波长为1.506.0m之间；远红外线，波长为6.0l000m 之间。   红外技术发展的先导是红外探测器的发展。1800年,FW赫歇尔发现红外辐射时使用的是水银温度计,这是最原始的热敏型红外探测器。20世纪初开始,测量了大量的有机物质和无机物质的吸收、发射和反射光谱,证明了红外技术在物质分析中的价值。30年代,首次出现红外光谱代,以后,它发展成在物质分析中不可缺少的仪器。40年代初,光电型红外探测器问世,以硫化铅红外探测器为代表的这类探测器,其性能优良、结构牢靠。50年代,半导体物理学的迅速发展,使光电型红外探测器得到新的推动。到60年初期,对于13、35和813微米三个重要的大气窗口都有了性能优良的红外探测器。在同一时期内,固体物理、光学、电子学、精密机械和微型致冷器等方面的发展,使红外技术在军、民两用方面都得到了广泛的应用。 在红外技术的发展中,需要特别指出的是：20世纪60年代激光的出现极大地影响了红外技术的发展,很多重要的激光器件都在红外波段,其相干性便于移用电子技术中的外差接收技术,使雷达和通信都可以在红外波段实现,并可获得更高的分辨率和更大的信息容量。在此之前,红外技术仅仅能探测非相干红外辐射,外差接收技术用于红外探测,使探测性能比功率探测高好几个数量级。另外,由于这类应用的需要,促使出现新的探测器件和新的辐射传输方式,推动红外技术向更先进的方向发展。1.1.2 家用电器的发展随着社会和科学技术的发展，各种家用电器的功能越来越丰富，为人们提供的服务越来越多，人们对家用电器的依赖性也越来越强。快而紧张的现代生活，铺天盖地的传媒广告更加促进人们对功能更完善、款式更新颖的家电产品的追捧。每当一项新技术应用于某一种家电产品，必定引发一次对新产品购买的热潮并同时加速旧产品的淘汰。可以预见，科技含量的高低与否，将是决定家电能否在市场立足的关键因素之一，以往那种劳动密集型的家电企业生产模式将会在新时代里被知识密集型的企业生产模式所取代。21世纪是信息化的世纪，信息化已经成为世界经济增长的一个新的支柱。信息化为人们提供了更方便、更快捷的生活方式，为企业带来了更高效率的经营模式，更重要的是信息化已经彻底改变了人们的生活和工作，为各行各业带来了一场技术革命。在这样的条件下，一个名叫3C（Computer、Communication、Consumer）的概念也由一种理论慢慢地在IT界逐渐形成，并且将以极高的速度在相关的行业中发展。所谓3C，就是将计算机技术、现代通信技术和消费性电器产品加以整合，产生一种具有三者优点和功能的新一代产品，而智能家电就是在 3C 理论范畴之内的产品 。智能家电虽然有非常光明的前景，但是在现阶段却受制于生产成本过高、市场需求小、标准不统一等问题，发展速度缓慢。因此，要使智能家电产品能够真正进入普通家庭，在老百姓中得到普及以发挥其应有的作用，必须走一条循序渐进的道路，要从价格合理的产品做起，慢慢地培养起一个市场空间，最终实现理想中智能家电的发展目标。1.1.3 红外控制器的发展及意义由于目前在家电行业内还没有一种获得所有企业认同，而且投入成本低的标准，各个品牌所推出的所谓的智能家电都是不能互相兼容的，如果要组建一个智能家电控制系统，必须购买同一品牌的所有产品；如果单单购买一件智能家电，又很难发挥出其应有的功能，造成了浪费。针对以上两个问题，很多设计者和一些家电厂家设计了一些较为通用的遥控与控制系统，其中最多的是基于红外通信技术的遥控系统。但是由于不同厂家的遥控器的码制不同，大多遥控系统难于将所有家电全部控制起来，而有些虽然功能强大却成本太高，难于普及。本文将研究一种通用性强、生产成本低、具有良好市场发展前景的基于红外通信技术的遥控系统中的控制器设计方案。其在控制领域有自己独特的思路，在以后的家电控制研究方向探索中可以作为一个研究方向。1.2 家电需要控制的功能和技术要求在控制器中主要包括红外线信号的接收、信号的整形和放大、解码、信号的软件处理、控制家电电源通断等功能。其主要功能就是把遥控器发送过来的遥控信号进行处理后解码，解码后再送单片机，再根据解读的指令来操作不同的用电器电源的通断。1.2.1 方案分析红外控制器的设计在控制器电路上基本大小雷同，但是其因为红外接收电路的不同主要分为以下几类： 解码完全靠软件来实现，其红外信号转换为电信号后经过放大、整形等处理后输出TTL电平，将这些逻辑电平直接送单片机处理，当然这样也就使软件开销比较大了。 不解码，由单片机来直接控制，这样仅靠硬件来处理波形，易产生误操作。 有解码芯片和单片机，这种设计方案可以最大程度的满足所有功能的同时也可以外拓扩展它的控制范围。前两种方案虽然在硬件上达到了节省的目的，但是其误操作的概率非常大，第三种方案对软件的要求不高，但对硬件要求多一些。针对这几种方案的不同特点，本人经过慎重考虑选择了第三种方案。1.2.2 功能实现分析 根据要实现的功能可以把设计分成不同的层次来进行逐一细化，再针对不同的问题逐一解决。（1）硬件设计分析下面就是将硬件电路问题细化的示意图：图1-1 硬件功能实现框图就红外接收电路而言，其包含的解码芯片应该和遥控器的编码芯片兼容，一般设计者都会采取配套的编解码芯片，本设计原则上仍采取这一思路。另外接收红外信号还有一些经典的电路，但是对于过于复杂的一些电路应该仔细斟酌，一切应该量力而行。在接收红外线这一块目前市场上大多统一采用技术上成熟、经济上比较节约的红外线接收组件。本设计从技术上和制作调试上考虑决定用红外组件比较合适。单片机系统面临的主要问题是单片机的选择和相关接口电路的选择，本设计中要包含一些专用的解码芯片，所以应该视解码芯片支持串行还是并行口而定。同时也要注意解码芯片的特性，如并行口中地址引脚和数据引脚的不同、串行口中数据帧的长度等。另外在其接口电路中应该有用于串行口拓展并行口的移位寄存器和因为波特率不一致而用的锁存器。但是如果解码芯片有自动锁存功能则可以省去锁存器这一硬件。控制电路主要包含与单片机的接口电路，与被控制的家电的电源的接口电路等部分组成。被控制的家电电源接口电路主要包括光电隔离器件、继电器等强弱电控制器件，在本设计中主要涉及到的是以较小直流电流控制家用电器较大的交流电流的特性，所以前面两者都可以应用。电源电路实际上应该是将220V交流电经过降压、整流、滤波和稳压处理后变为低压的直流电源的电路。本设计中要给各个部分供电，所以特别注意了多接头的设计。总体来说就是将整个硬件电路设计成一个由与遥控器编码芯片配套的解码芯片、较为成熟的红外光接收组件、功能较为齐全的单片机系统电路、弱电控制强电的控制电路和较为通用的低压直流电源电路组成的系统。整个设计主要体现在性能稳定这一特性上，相对于一些简单的遥控与控制器的设计而言其本身更有拓展性，即为以后更好的开发打下基础。（2）软件编程分析在软件编程中其主要应用89C51的经典编程思想，本设计中的软件设计要根据硬件电路的设计的不同而做出不同的编程思路。在所有设计中中心处理模块（即主体程序）是各种信息的汇总处理，它是软件编程中的核心，所以在设计中要保留较好的再次开发的余地。本设计采取将数据串行读取后查表对比，经过查表对比后依据约定好的字进行地址跳转，然后根据不同的操作字进行处理后送不同的I/O口输出逻辑电平的方案。定时器和计数器也同时工作来辅助这一主体功能。1.3 总体概论本文阐述了一款基于红外通信技术的遥控系统中有关控制器的设计。在总体上主要分为两大部分：硬件和软件部分。本文着重阐述了控制器的硬件中各部分电路的基本工作原理及相关的重要参考信息，在软件中比较系统的阐述了红外通信协议及串行通信的相关问题。文章在叙述中比较有重点，并且图文并茂的展现了一种新型控制系统的设计方法。2. 控制器硬件设计2.1红外遥控家电控制系统工作原理红外遥控家电控制系统的基本原理是：首先，红外接收电路将遥控器发射来的固定载波（38kHz）的红外光信号接收后进行放大、整形等操作后变为TTL电平，再送解码芯片解码处理；然后，单片机系统控制串行口拓展的并行口芯片将解码芯片输出的逻辑电平读入单片机内部进行软件处理；之后，经过软件处理后使P1口输出低电平，低电平信号将控制电路中的三极管导通，这时就放大了流过继电器的电流，促使继电器导通，此时连接继电器的家电的电源被接通，家电就开始工作了。从一开始的红外信号接收及最后的控制电路的工作一直都是稳定的低压直流电源供电。2.2 控制器结构组成与工作原理由图1-1可以知道控制器硬件电路的设计主要由四部分组成：单片机系统电路、控制电路、红外接收电路和电源电路。其工作原理如下：（1）单片机系统电路工作原理：这里主要涉及单片机的串行口拓展为并行口应用和I/O口灵活的使用。其主要功能就是利用移位寄存器将单片机的串行口拓展为并行口，使解码芯片传输过来的数据（即遥控器发射过来的红外信号经过处理后送解码芯片解码后的数据）经过锁存后被该并行口读取，读取后的数据送单片机去进行软件处理。另外显示电路可以直接利用P2口和P0口来位选和段码输出，这样就能知道家电被控制的情况以及定时的情况，系统功能就比较完善了。（2）控制电路基本工作原理：控制电路主要涉及较弱的单片机I/O口电流控制较大的220V交流电的器件和电路选择问题。当I/O口输出逻辑电平时有较小的电平和电流输出，这时可以将其接在PNP的三极管的b极上，这样就可以将较小的逻辑电平通过三级管的导通来引发与三极管相连的继电器的导通，而继电器的导通就会把更强的家用220V交流电来导通，家用电器的电源也就接通了。与此同时，为防止家电电源闭合时的逆向电流会烧损三极管或单片机芯片，在设计之初就需要将继电器旁边并联一个反向二极管来保护电路。在有光电隔离器件的控制电路中光电隔离器件本身就是一个将高压和低压隔离的器件，但鉴于家庭用电的交流特性，我们可以将其外接一个双向晶闸管来起到对单片机的进一步的保护作用。（3）红外接收电路基本工作原理：红外接收电路的设计应该包含光敏元件、光信号放大电路、滤波电路、解调和自动增益等相关的器件和电子线路。在一些芯片资料的经典应用电路中介绍了一些常用的电路，但是在应用中也伴随着一些调试上的困难，所以目前广大电子设计爱好者通常会使用一些电子设计中常见的红外接收组件来替代过于复杂的红外接收电路，当然这不包含解码芯片的功能。现在市面上的电子组件通常只有三个脚，所以其接收的红外信号应该是串行输出给解码芯片。同时值得注意的是，这些组件通常只对某一波段的红外光信号敏感，那么就要遥控器设计者在红外发光二极管的载波频率上与之配合。（4）电源电路的基本工作原理：电源电路的工作原理实际上是220V交流电压经过降压和整流后再稳压的电路工作的原理。其最重要部分就是降压和稳压的器件选择问题，因为设计时选择不同器件会产生不同压降的直流电源。对于直流电源的不同需求可以提供不同的压值电源。2.3 控制器中单片机系统设计2.3.1 单片机系统基本设计（1）接口电路设计单片机系统设计是硬件设计的核心内容，它直接决定着红外信号转化为电信号后电信号的传递方式，同时也直接影响着软件编程的思想。本设计中采用将串行口拓展成为并行口的办法来尽可能的解放I/O口，因为I/O口是控制电路与单片机接口的最佳通道。图2-1 单片机系统电路图2-1就是本次设计的单片机系统图，其主要是将串行口拓展成为一个8位并行口的接口电路。74LS165是8位并行输入串行输出的寄存器；当S/L=1，且时钟禁止端（15引脚）为低电平时，允许TXD（P3.1）移位时钟输入，这时在时钟脉冲的作用下，数据将沿A到B方向移动。图中TXD（P3.1）作为移位脉冲输出与74LS165的移位脉冲输入端CP相连；RXD（P3.0）作为串行数据输入端与74LS165的串行输出端Q相连；P1.0用来控制74LS165的移位与并入，同S/L相连；74LS165的时钟禁止端（15引脚）接地，表示允许时钟输入。当拓展多个8位输入口时，相临芯片的首尾（Q与SIN）相连。另外单片机采用内部时钟6MHz，手动复位的方式控制电路。因为本设计采用的解码芯片与单片机等芯片的时钟不一样，所以很有必要加上一定的锁存功能。但是经过解码芯片的资料查证，解码芯片的输入端有锁存功能，所以锁存器这一硬件可以省去了。从理论上讲，上图的拓展是无限的，但是拓展的越多，口的操作速度就越慢。由于选择了较好的解码芯片，那么就不需要过多的拓展口来进行数据输入了。同时解码芯片本身具备了一定的误码清除功能。（2）显示电路设计本设计采用P0口和P2口来配合显示控制状态以及人工定时等功能。利用P0口做段码输出，利用P2口来做位选端。P0口需要上拉电阻来使其输出逻辑电平。不显示时，P2口全部为高电平。当需要显示哪一位时，P2口会对相应的一个数码管输出低电平，该数码管选通后由P0口送入笔型码来显示。只要数码管显示时间间隔足够小，利用人眼的视觉特点就能达到同时显示的效果。显示电路参见图2-2。图2-2 显示电路2.3.2 单片机介绍本设计采用89C51单片机，制造工艺为CMOS，采用40只引脚的双列直插封装方式，并带有非易失性Flash 程序存储器。支持12MHz时钟和6MHz时钟操作。89C51包含128 字节RAM、32 条I/O 口线、2 个16 位定时/计数器、5输入2优先级嵌套中断结构、1个串行I/O口（可用于多机通信I/O 扩展或全双工UART）以及片内振荡器和时钟电路。此外由于器件采用了静态设计可提供很宽的操作频率范围，最高频率可达几十兆赫， 可实现两个由软件选择的节电模式空闲模式和掉电模式空闲模式冻结CPU ，但RAM、定时器串口、中断系统仍然工作。掉电模式保存RAM的内容，但是冻结振荡器，导致所有其它的片内功能停止工作。由于设计是静态的，时钟可停止而不会丢失用户数据。运行可从时钟停止处恢复。关于89C51单片机的引脚功能和一些功能寄存器的使用介绍参见相关书籍。随着半导体存储器和大规模集成电路制造技术的发展，片内带有闪烁（Flash）存储器的单片机在我国已经得到广泛应用。因为89C51是一个低功耗、高性能的含有4KB闪烁存储器的8位CMOS单片机，时钟频率高达20MHz，并且与MCS-51单片机的指令系统和引脚完全兼容。闪烁存储器允许在线（+5V）电擦除、电写入或使用编程器对其重复编程。此外，因为89C51还支持由软件选择的2种掉电的工作方式，所以非常适于电池供电或其它要求低功耗的场合。由于许多款单片机的内部结构有EPROM（如87C51）导致价格偏高，而89C51芯片内的闪烁存储器可在线编程或使用变成器重复编程，且价格较低，因此选用89C51较为合适。2.3.3单片机系统电路分析单片机与解码芯片的接口电路的设计问题主要是串口接入还是并口接入的选择。由于本设计选择了比较灵活且技术上成熟、使用上方便的解码芯片，所以还是尽可能的节约有限的I/O口资源而选择串口输入为佳。将更多的I/O口留给显示电路和控制更多家电上。2.4 控制器控制电路设计2.4.1控制电路基本设计控制电路的基本思想就是以较小的电流控制较大的家庭用220V交流电。目前比较常用的是继电器和一些光电隔离器件，本设计在这两方面着手来进行设计。但经过分析后采用了比较简单的固态继电器作为强弱电接口器件。图2-3 控制电路该部分电路如上图所示，当有控制信息发出给单片机时，单片机会处理后使P1.1变为低电平。P1.1接上三极管的b极，由于使用的是PNP的三极管，所以当b极低电平时三极管导通。流过继电器的电流值增大，使继电器在一定电流值时导通，它也就使高压电源导通了。P1.1外接一个100的电阻与三极管相连，这样当其接低电平时将三极管导通，b-e间的电流会影响单片机的工作，只要接上这样一个较小的限流电阻就能够有效地解决问题，同时对防止继电器反向电动势对单片机的损坏有一定作用。P1口可以将所有I/O口都连上如图所示的控制电路，那么它们就可以控制更多的家电了。将P0口上的I/O口都上拉一个电阻,那么就能是其适当的时候输出高电平来控制家电停止工作。由于本设计P0口另有他用，所以就不参与控制家电了，P2口和P3口剩余口可以用于拓展更多键值和控制家电。本设计采用P1口作为主要的控制口，这样就能使单片机外接7个家电了，再加上定时和复位键，就可以满足4×4键盘的遥控器装置了。2.4.2 不同控制电路的对比分析用于单片机和较强高压用电的接口电路有很多，但是要从设计本身的实际应用和成本上考虑才是设计者首先应该做的。目前使用的接口电路如：双向晶闸管驱动器等。下面做一些这方面电路的介绍：光耦合双向晶闸管驱动器：图2-4 光耦合双向晶闸管驱动器电路这种器件是一种单片机与双向晶闸管之间较理想的接口器件，它由输入和输出两部分组成，输入部分是一砷化镓发光二极管，该二极管在515mA正向电流的作用下发出足够强度的红外光，触发输出部分。输出部分是一硅光敏双向晶闸管，在红外线的作用下可双向导通。该器件是6引脚双列直插式封装，其内部可以看上图MOC3061。在使用晶闸管的控制电路中，常要求在电源电压为零或刚过零时触发晶闸管，来减少晶闸管在导通时对电源的影响。这种触发方式称为过零触发。过零触发需要过零检测电路，有些光电耦合器内部含有过零检测电路，如上图的MOC3061双向晶闸管触发电路。（3）对比分析：从上面的器件选择来看，后者都比较注重安全性能，这与本设计比较可知：本设计只要控制相对较小的家用电器，那么在安全性上讲不必非取光电耦合器件不可。再有，后面介绍的接口电路大多还是应用于一些大规模工业生产的相关设备中，其在成本上也要比仅仅设计一个遥控与控制器的系统的成本高出不少。而固态继电器的性能在平常的生活中已经能够满足大多数的需求，所以本设计采用继电器为基础的接口芯片是既经济又实惠的。但是一旦遇到反向电流过大的家用电器，就应该选用性能更为可靠的光电耦合器件。2.4.3 继电器介绍固态继电器（Solid State Relay，SSR）是近年发展起来的一种新型电子继电器，其输入电流小，用TTL、HTL、CMOS等集成电路或加简单的辅助电路就可直接驱动，因此适宜于在单片机测控系统中作为输出通道的控制元件；其输出利用晶体管或晶闸管驱动，无触点。与普通的电磁式继电器和磁力开关相比具有无机械噪声、无抖动和回跳、开关速度快、体积小、重量轻、寿命长、工作可靠等优点，并且耐冲击、抗潮湿、抗腐蚀，因此在单片机测控等领域中，已经取代了电磁式继电器和磁力开关作为开关量输出控制元件。其主要特性如下:（1）功率小：由于其输入端是采用的光电耦合器，其驱动电流仅需要几毫安便能可靠地控制，所以可以直接用TTL、HTL、CMOS等集成驱动电路控制。（2）高可靠性：由于起结构上无可动接触部件，且采用全塑密闭式封装，所以SSR开关时无抖动和回跳现象，无机械噪声，同时能耐潮耐振耐腐蚀；由于无触点火花，可用在易燃易爆介质的场合。（3）低电磁噪声：交流型SSR在采用了过零触发技术后，电路具有零电压开启、零电流关断的特性，可使对外界和本系统的射频干扰减低到最低程度。（4）能承受的浪涌电流大：其数值可为SSR额定值的610倍。（5）对电源电压适应能力强：交流型SSR在负载电源电压可以在30220V范围内任选。（6）抗干扰能力强：由于输入与输出间采用了光电隔离，割断了两者的电气联系，避免了输出功率负载电路对输入电路的影响。另外又在输出端附加了干扰抑制网络，有效地抑制了dv/di和di/dt的影响。选用固态继电器基本能够满足大多数家电的控制。所以本设计原则上还是采用比较实惠的固态继电器。2.5 红外接收电路设计2.5.1 红外接收电路基本设计红外接收电路主要包括红外接收和解码两部分，本设计采用电子组件成品来替代MC145027的经典接收电路（因为它的接收电路过于复杂）。这就要求遥控器设计给予红外线发送频率上的配合了。图2-5 红外接收电路如图所示就是红外接收电路部分。LT0038是一款比较成熟的电子组件，其接收红外光频率38KHz且本身具有红外信号处理的能力。MC145026就是解码芯片，它本身是一款比较灵活的解码芯片，因此在设计之初就选择了MC145026/27系列编解码芯片的组合。当有红外遥控信号发射出来时，LT0038就会接收到并经过放大、整型、滤波处理，然后串行送入解码芯片。MC145027会对发送来的串行信号行解码处理，然后锁存并行输出送单片机系统。这里C1、R1和R2/C2是与解码芯片的时钟振荡频率一致的，否则解码会出现错误，本设计采用的是50KHz。地址开关实际上是编解码芯片的识别代码，当两者不一致时，任何信号会直接被省略，任何发射信号也就没有意义了。在本设计中因为没有太多的家电控制，所以地址开关可以接地。这样应该可以基本识别出16个键码的指令了，其应该能够满足预期功能。2.5.2 解码芯片的介绍MC145026/27/28是MOTOROLA设计的一系列编解码芯片，它们经常以较灵活的电路设计、编解码的多样化和很高的安全性而广泛应用于遥控系统中。本设计主要介绍一下解码芯片的相关内容：本设计用的解码芯片是MC145027，其工作温度在-4080，并且能够接入射频、超声和红外调制与解调电路，RC振荡器代替晶振，对外部拓展器件有很强的兼容性（可以使用电压和电流误差正负5%的器件），低功耗，工作电压在4.518V。其内部框图如下：图2-6 MC145027内部结构图如上图所示，A1 - A5是地址设置脚,每个管脚可以设置3种状态: 高电平、低电平和开路,每片MC145027可以有35 = 243种状态。D6 - D9是数据输出端,DI 是编码数据输入端,当MC145027连续接收到两组编码器送来的数据,并且其地址设置脚状态A1 - A5与编码器送来的数据相应位相同时,VT 脚变为高电平,D6 - D9脚输出与编码器MC145026的A6 - A9相同的状态。因为数据输出脚没有开路状态,MC145026 芯片A6 - A9 的开路状态反映到MC145027的D6 - D9是高电平,故其数据输出可以有24 = 16种状态,即MC145027与MC145026配对使用时,可以有243个通信点，每个通信点可接收4位二进制数据,产生16种状态。这种编解码器构成的数据串行传送电路,没有同步信号,靠测定脉冲宽度确定地址和数据,要求编解码器配对使用时两者的频率基本一致。其工作频率范围为1Hz 1MHz 。上图中R1 、C1确定工作频率, R2 、C2 确定V T 脉冲宽度。振荡频率与阻容元件的数值关系见附表。表21 解码芯片振荡频率与阻容元件数值关系表：附表fosc(kHz)Rtc(k)Ctc(pF)Rs(k)R1(k)C1R2(k)C2362101202010470pF100910pF181102402010910pF1001800pF88.71049020102000pF1003900pF42.610102020103900pF1007500pF21.510202020108200pF1000.015uF8.5310510020100.02uF2000.02uF1.71505100100500.02uF2000.01uF采用这个芯片可以很大程度上满足所需，并且有很大的空间预留，在众多编解码芯片中也应该是比较优良的系列之一。2.5.3 红外接收组件本设计采用的红外接收组件是LT0038，它是一个三端元件，+5V电压，具有功耗低、抗干扰能力强、输入灵敏度高、对其它波长（950nm以外）的红外光不敏感的成熟组件。工作原理为：首先，通过红外光敏元件将接收到的载波频率为38kHz的脉冲调制红外光信号转化为电信