红外遥控的音频功放设计与制作
1.?引言
本项目以单片机为核心，开发设计了具有红外线遥控功能的功率放大器，整个系统构思巧妙，设计合理，实用性强。
2.?发射电路原理
要使红外线接收器能够接收到的红外线信号，我们必须红外线发射时具有一定的信号特征。
常用的区分指令信号的特征是频率特征和码组特征，即用不同的频率或不同编码的电信号代表不同的指令。我们这里用到的是码组特征。码分制红外遥控电路就是指令信号产生电路以不同的脉冲编码(不同的脉冲数目及组合)代表不同的指令。对于图1?来讲，当不同的指令键被按下时，单片机编码电路产生不同脉冲编码的指令信号，也就是进行编码，然后经调制电路调制，变为编码脉冲调制信号，再由驱动电路驱动红外发射器件发射红外光信号。
本文用到的码分制红外线遥控系统的发射部分原理（如图?1）。
在发射部分电路中由于关键的编码部分电路功能本文使用了美国公司Microchip?生产的PIC16F84A?单片机来实现，因而电路显得非常简洁。使用PIC16F84A?单片机的好处还在于我们只要改变单片机里的程序就可以改变电路功能同时也可以实现一个遥控器控制多种机器。
发射部分的原理图（见图?2）。
这个电路很简洁，下面我们来简单介绍一下。它一共有K1、K2、K3、K4?四个按键。当按下按键K1?时单片机PIC16F84A?的第六个引脚RB0?接地，表示给RB0?一个低电平的有效信号。单片机PIC16F84A?的6、7、8、9?引脚都是它的信号输入端，这4?个输入端都是低电平有效，高电平无效的，具体情况将在下一节介绍。单片机PIC16F84A?收的K1?发来的低电平信号后按照程序的设定在17?引脚RA0?输出一串二进制码1?000?000?0?。该信号还很微小不能用来直接推动红外线发光二极管，因此需要放大器放大。
在这里我们用三极管Q1?来做放大器，它的型号是C1815，一个NPN?型三极管。二进制码信号经过放大后就可以推动红外线发光二极管了。红外线发光二极管D1?负责把电信号转换成红外线信号并发射出去。
K2、K3、K4?的功效和K1?差不多，只是按下K2、K3、K4?后，单片机PIC16F84A?根据不同的引脚收到的有效信号后在17?引脚RA0?输出的二进制码不同。接收部分的电路就是根据二进制码的不同来辨别用户到底是按下哪个按键。
电路中的4M?Hz?晶体振荡器和两个22pF?的电容是用来为单片机PIC16F84A?提供基准频率的。该电路使用4.5V?的直流电源，由三节干电池提供。
电阻R1、R2、R3、R4?的作用是在按键按下前连接单片机PIC16F84A?的输入引脚和电源，使引脚输入高电平。当按键K?按下时电阻起分压作用，保证单片机PIC16F84A?引脚有低电平输入。
3.?接收电路
红外遥控的接收就是由红外接收器件光电二极管或光电三极管接收下来，再把红外光信号转换成电信号。红外遥控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，它将红外光信号变为电信号并送入前置故大器进行放大，再经解调器后，由指令信号检出电路将指令信号检出，最后记忆及驱动电路驱动执行电路，实现各种操作。
红外遥控的接收部分的原理方框图（如图3）。
接收部分电路主要包括直流稳压电源提供电路、红外线接收电路、放大电路、显示电路、
音频功放电路。这个电路显然比上一章的红外线发射电路复杂多了，在这里我们先看一下接收部分的电路图再慢慢分析它的原理。
接收部分的电路图（见图4）。
接收部分电路的显示，音频功放等功能需要较大的功率和电压。因此我们不能用电池做电源，而是要用220V的交流生活用电源。可是220V的电源对于PIC16F84A单片机、DAC0830等芯片来说太高了，而且它们需要的是直流电源。所以我们需要把220V交流电变成几伏的直流电源，这个工作是由直流稳压电源电路完成的。这部分电路由两个部分组成：1.降压整流电路；2.稳压电路、降压整流电路由一个变压器和4个整流二极管组成。如图4.2所示，220V交流电通过变压器T01后从220V的交流电压变成15V左右的交流电压，15V的交流电压经过4个整流二极管整流后，转换成有部分交流成分的直流电压。在这部分电路的制作时要注意两点：
1.变压器初级必须接在220V交流电一端，次级接在电路板上。如果接错轻则烧坏电路板，重则可能伤害到人生安全。初、次级的区分可以通过测变压器的内阻辨别——内阻大的是初级，内阻小的是次级。
2.整流二极管的排列方向必须正确。整流二极管排列错误就会烧坏电容，也有可能会烧坏后面的芯片。
稳压电路由一些电阻电容和稳压芯片7805、7809组成。这部分电路的功能是对上一级电路提供的直流电压进一步整流、稳压、降压，最后产生后面电路需要的5V直流电源和9V直流电压。
如图4.2，R01、R02、R18的作用是分压、限流，它们使电压进一步下降和当后面电路出现短路等毛病时可以限制电路过大保护电路。电容C01、C02、C03等电容的作用的滤波，使电压的波形
更加平稳。这部分电路的关键功能是由稳压芯片7805和7809实现。7805可以把前面的不稳定电压
转换成稳定的5V直流电源，输出给芯片PIC16F84A和CD4511使用。7809可以把前面的不稳定电压转换成稳定的9V直流电源输出给芯片DAC0830使用。
红外接收电路由光电三极管Q03?PIC16F84单片机等组成。光电三极管能够把发射部分电路的红外线发光二极管发射出来的红外线信号接收下来，然后转换成相应的电信号输入到单片机PIC16F84A的6号引脚RB0中。
单片机PIC16F84A是接收部分电路的核心部件。它负责对接收到的信号解码、识别，再根据接收到的信号输出控制信号，控制下面电路的驱动电路和显示电路。电容C06、C07、晶体振荡器X01可以产生4MHz的振荡时钟信号为单片机PIC16F84A提供和发射部分的单片机一样的时钟信号，使它们可以同步工作。
放大电路由三极管Q01、Q02和一些电阻电容组成。它们的工作是对单片机PIC16F84A输出的控制信号放大，推动下一级电路工作。
显示电路由芯片CD4511和LED显示管组成。它们的工作是显示单片机输出的信号是否符合设定的程序，方便电路的检测与调试。参考图4芯片CD4511接收的到单片机PIC16F84A发出的信号后就在相应的引脚发出高电平由LED显示管显示出来。
音频功率放大器的类型很多，根据使用器件的不同，可分为纯电子管、晶体管、集成电路、场效应管功率放大器。本项目的音频功放电路选用芯片LM4756，由0AC0830进行?D/A变换，控制功率放大器音量大小。
在发射电路中由于关键的编码部分电路功能本设计使用了美国公司Microchip生产的PIC16F84A单片机来实现，因而电路显得非常的简洁。接收电路中也用到PIC16F84A，它负责把接收的信号解码，输出信号来控制音频功放电路和显示电路。使用PIC16F84A单片机的好处还在于我们只要改变单片机里的程序就可以实现电路功能的改变，同时也可以实现一个遥控器控制多种机器。
4．PCB设计与制作
根据电路原理图，运用了Protel99?软件对电路进行了PCB?设计，包括元器件的布局与布线，最后成功制作PCB?板。这是该毕业设计的主要内容之一。
（1）元件的布局：手工布局，一般是遵循相关的元件放在一起的原则，有特殊要求的元件特别处理；例如开关、跳线、去耦电容等。
（2）PCB?布线：布线的宗旨是能使线布到最合理最密集，而干扰最小。本设计采用手工布线与自动布线相结合的手段。先对有特殊要求的走线进行预布，例如电源线、地线和信号线等。
然后按照设定的规则自动布线；最后对完成的布线进行逐一的检测。尽量减少过孔，使走线最短，最合理。
设计的PCB?布线图（见图5）。
5.测试结果
在接收电路的电源功能上通过调试后在IC11?7805的输出端输出+5V的直流电压供芯片
PIC16F84A和CD4511使用；在芯片IC12?7809的输出端输出稳定的+9V的直流电压。电路实现的功能如下：
（1）实现了较远距离的红外线遥控。最远遥控距离为十米左右。
（2）实现了音频功放，最大输出功率高达35W。
红外线遥控器的原理？
红外遥控的基本原理
红外遥控的发射电路是采用红外发光二极管来发出经过调制的红外光波；红外接收电路由红外接收二极管、三极管或硅光电池组成，它们将红外发射器发射的红外光转换为相应的电信号，再送后置放大器。 发射机一般由指令键(或操作杆)、指令编码系统、调制电路、驱动电路、发射电路等几部分组成。当按下指令键或推动操作杆时，指令编码电路产生所需的指令编码信号，指令编码信号对载波进行调制，再由驱动电路进行功率放大后由发射电路向外发射经调制定的指令编码信号。 接收电路一般由接收电路、放大电路、调制电路、指令译码电路、驱动电路、执行电路(机构)等几部分组成。接收电路将发射器发出的已调制的编码指令信号接收下来，并进行放大后送解调电路，解调电路将已调制的指令编码信号解调出来，即还原为编码信号。指令译码器将编码指令信号进行译码，最后由驱动电路来驱动执行电路实现各种指令的操作控制（机构）。
红外遥控的应用范围
由于红外线遥控不具有像无线电遥控那样穿过障碍物去控制被控对象的能力，所以，在设计家用电器的红外线遥控器时，不必要像无线电遥控器那样，每套(发射器和接收器)要有不同的遥控频率或编码(否则，就会隔墙控制或干扰邻居的家用电器)，所以同类产品的红外线遥控器，可以有相同的遥控频率或编码，而不会出现遥控信号“串门”的情况。这对于大批量生产以及在家用电器上普及红外线遥控提供了极大的方便。由于红外线为不可见光，因此对环境影响很小，再由红外光波动波长远小于无线电波的波长，所以红外线遥控不会影响其他家用电器，也不会影响临近的无线电设备。
当遥控器处于学习状态时，使用者每按一个控制键，红外线接收电路就开始接收外来红外信号，同时将其转换成电信号，然后经过检波、整形、放大，再由CPU定时对其采样，将每个采样点的二进制数据以8位为一个单位，分别存放到指定的存储单元中去，供以后对该设备控制使用。
当遥控器处于控制状态时，使用者每按下一个控制键，CPU从指定的存储单元中读取一系列的二进制数据，串行输出给信号保持电路，同时由调制电路进行信号调制，将调制信号经放大后，由红外线发射二极管进行发射，从而实现对该键对应设备功能的控制。
扩展资料红外线遥控器的功能：
1、适用于编码式红外线遥控型家用电器；
2、可遥控多台家用电器；
3、具有一个学习/控制复用键、5~10个设备选择键，10~20个功能控制键，由一个设备选择键与各个功能控制键共同实现对一个设备的控制；
4、可通过一个设备选择键和各个功能控制键实现对多台设备的常用功能的学习和控制；
5、成本低，抗干扰能力强。
百度百科——红外线遥控器
