电路图天天读（19）：局域网中红外遥控发射与接收电路设计

本设计最大的难点是如何实现红外信号的发射与接收，为了减少电路的繁琐，可以使用单片机来实现软件编码解码，能大大提高电路的灵活性，降低了成本，仅仅使用一个键就能实现对一个灯具的开关和亮度调节，若是把一个按键开关改设成一个矩阵键盘，就可以实现对整个家里的灯具的开关和亮度控制，实用性很强。 在当前信息化快速发展的时代，智能家居的应用变得越来越普及。随着个人局域网技术的快速发展，各种网络通信设备也更加智能和互联。红外遥控技术作为一种成熟且广泛使用的无线控制手段，在智能家居领域中仍然扮演着重要的角色。今天，我们将深入探讨如何在局域网中设计一个高效的红外遥控发射与接收电路，并详细分析单片机在其中的应用，以实现对家居灯具的远程控制。 我们来了解单片机AT89C51。AT89C51是基于8位微处理器架构的单片机，具备4KB的闪存空间，与MCS-51指令集兼容，非常适用于各种嵌入式控制系统的开发。它的应用将大大提高我们设计的电路灵活性并降低成本。在本设计中，AT89C51将负责处理红外信号的编码与解码工作。 在红外发射模块中，我们的重点在于红外发射管的选择和驱动电路的设计。通常，红外发射管会选择940nm波长的红外发光二极管，因为其能够较好地适应家居环境并满足遥控距离的需求。发射电路的设计原理是，由AT89C51单片机的P2.0口输出一个38kHz的载波信号，该信号通过一个NPN型晶体管（例如9013）放大后，驱动红外发射管工作，发射红外信号。对于红外发射管的选择，需要考虑到家居环境中遥控的可行性，选择合适的红外发光二极管至关重要。 在红外接收电路部分，设计中使用了继电器作为执行机构，通过在单片机的P0口连接多个并联回路，并通过不同的继电器闭合状态来表示不同的灯光亮度等级。例如，当四个继电器都闭合时，灯的亮度达到最大；当只有一个继电器闭合时，灯的亮度最低；当所有继电器均不工作时，灯则完全关闭。红外信号接收端采用了SM0038红外线接收器，其解调中心频率与发射端一致，均为38kHz。这样，单片机可以通过检测P1.0口的按键输入，由P2.0口发送相应的编码，接收端接收并解码后，根据接收到的编码数量来控制继电器闭合，实现灯光亮度的调节。 值得注意的是，在整个电路设计中，软件编码解码的应用起到了至关重要的作用。通过软件编码解码，我们不仅简化了电路设计，而且增加了系统的灵活性。这种设计仅需一个按键便可以实现对灯具的开关和亮度调节。如果将按键扩展为矩阵键盘，将能够实现对更多灯具的控制，这在智能家居的多灯具控制中具有很高的实用性。 本设计通过结合硬件电路与软件控制，实现了一个低成本、高效率的红外遥控解决方案。在家居环境中，这种电路设计能提供良好的遥控距离和稳定性，使用户能够方便地对家中的照明设备进行智能化管理。对于未来的发展，随着物联网技术的不断进步，将红外遥控技术与互联网、云计算等技术相结合，将会进一步拓展智能家居系统的应用范围，带来更丰富的用户体验。