学习型红外遥控开关设计

摘要：红外遥控是一种无线传输与控制技术，具有抗干扰能力强，功耗低，成本低，易实现等优点，被电子设备广泛采用，红外遥控开关更是给人们的生活和工作带来极大的方便。本文使用STC15 单片机设计一款红外遥控开关。

关键词：红外;遥控;单片机

引言

红外遥控相对于传统遥控设备兼容性强成本低、体积小、功耗低，所需供电的电压低，因此在控制方面得到广泛应用^[1]。红外通信的实质就是对二进制数字信号进行调制和解调，以便利用红外通道进行传输。学习型遥控开关具有学习功能，可以与学习型控制器自动对码，直接使用，不需要编码，省去了配制遥控器的麻烦，自动对码后就可以直接使用。

1 硬件电路设计

1.1 单片机的选型

因为此类红外遥控电路所使用的I/O口不多，仅有红外信号的发射与接收、控制信号输出、按键控制和指示灯灯，这里选用STC15W204S单片机。这款单片机为STC公司出产的51内核单片机，主频可达35MHz，且内置了晶振电路;高速、低功耗、抗干扰能力强;每片价格不到3元。选择此单片机做主控芯片，在电路功能、电路板体积和制作成本等方面都比较合适。

此外，STC15W204S单片机的I/O口可以設置多种输出模式，比如常用的准双向模式和推挽模式。如果设置成推挽模式，每个I/O口可以提供20mA的电流，在驱动晶闸管时甚至可以省去三极管驱动电路。

1.2 原理图的设计

硬件电路原理图如图1所示。U1是主控芯片STC15W204S，VD1是发光二极管，用来在学习和点亮时做指示，通过限流电阻R3，连接至单片机的P1.2口线，采用吸电流驱动方式，该口线应设置为准双向模式。将单片机的P1.0口线设置为推挽模式，直接控制双向晶闸管MAC97A6从而控制负载灯的亮灭。红外接收探头采用HS0038，其特点是光电检测和前置放大器集成在同一封装上，并内带PCM频率滤波器，通常其接收红外信号频率为38kHz，周期约26μs。

当电路接通电源后，LED指示灯闪烁一下，接着按下学习键并保持一段时间不松开，同时拿家庭电器遥控器把想要设为打开的按键按一下，等待指示灯再次亮则说明此按键学习成功。根据此方法再把遥控器上设为关闭的按键按一下，等待指示灯亮学习成功。

1.3 电源电路

为了缩小体积和成本，电源电路的设计采用阻容降压电路。电路中D2为半波整流二极管;C3为降压电容器，可采用无极性的金属膜电容器;D3在交流电源的负半周给C3提供放电回路，R4为断电后C3电荷的泄放电阻。整流后电压一般会高于30V，并伴有波动，稳压二极管D4将电压稳到12V，后级使用78L05三端稳压块，将电源电压进一步稳定在5V，并确保电源的质量。

2 程序设计

STC15W204S是1T 8051系列单片机，具有宽电压（电压范围2.5V-5.5V），不需要外部晶振，不需要外部复位电路。内部具有4K Flash和256B SRAM，I/O端口可配置，非常灵活。其I/O端口可通过寄存器PxM1和PxM0进行配置。

控制程序首先应进行必要的初始化工作，包括配置I/O口模式，读取EEPROM内编码信息等，然后进入主循环，依次检测红外接收信号、学习按键是否按键;如果检测到红外信号，判断并执行相应的开启或者关闭操作;如果检测到启动了学习模式，则跳转到学习子程序，读取并存储学习码，待学习过程处理完毕再返回主循环。程序流程图如图3所示。

3 结语

基于STC15W204S单片机设计一款具有学习能力的红外遥控开关，这种开关电路实现后，不仅可以用来控制遥控灯，还可以改变输出控制部分，控制电机、设备、各种电器等，或应用于危险防爆场所，也可以改变输出端口控制多路负载等，具有丰富的应用领域。

参考文献

[1] 韩镒戎等. 基于嵌入式电机无线遥控设计[J]. 科技风，2018.09：3.

[2] 杨文龙.单片机原理及应用系统设计[M].清华大学出版社，2011.

[3] 孙传友，吴爱平. 感测技术基础[M]. 电子工业出版社，2015.

作者简介：杨中兴，男，1982，8，辽宁辽阳人。硕士研究生，研究方向：应用电子技术。

（作者单位：1.辽宁建筑职业学院）