遙控器基礎(chǔ)知識

1、遙控器基礎(chǔ)知識遙控器基礎(chǔ)知識 編輯：趙慶國內(nèi)容:1.遙控器發(fā)展歷程.2.紅外遙控系統(tǒng)及遙控器工作原理.3.紅外遙控器的主要構(gòu)成部件介紹4.紅外遙控器的常見協(xié)議分析.5.紅外遙控器的常見異常與處理及分析u目的:u提高對紅外遙控器的認識.u提高工作效率和產(chǎn)品的合格率.u方式:u相互學習與探討遙控器發(fā)展歷程u第一階段：單一遙控器u第二階段：萬能及學習型遙控器u第三階段：網(wǎng)絡(luò)及RF型遙控器單一遙控器u 到底是誰發(fā)明出第一個遙控器已不可考。但最早的遙控器之一，是一個 叫 尼古拉特斯拉（Nikola Tesla）(1856-1943)的發(fā)明家（他曾經(jīng)為愛迪生工作，同樣被譽為天才發(fā)明家）在1898年時開發(fā)出

2、來的（美國專利 613809號,叫做“Method of and Apparatus for Controlling Mechanism of Moving Vehicle or Vehicles”。u最早用來控制電視的遙控器是美國一家叫Zenith的電器公司（這家公司 現(xiàn)在被LG收購了），在1950年代發(fā)展出來的。 一開始是有線的。1955 年，該公司發(fā)展出一種被稱為“Flashmatic”的無線遙控裝置。但這種裝置 沒辦法分辨光束是否是從遙控器而來，而且也必需對準才可以控制。 1956年羅伯愛德勒（Robert Adler）開發(fā)出稱為“Zenith Space Command” 的遙控器，

3、這也是第一個現(xiàn)代的無線遙控裝置，他是利用超聲波來調(diào)頻 道和音量，每個按鍵發(fā)出的頻率不一樣，但這種裝置也可能會被一般的超聲波干擾，而且有些人及動物（如狗）聽的到遙控器發(fā)出的聲音.u 隨著電子技術(shù)的發(fā)展，第一只采用紅外線的遙控器出現(xiàn)在20世紀80代, 發(fā)送和接收紅外線的裝置開發(fā)出來時,就慢慢取代了超聲 波控制裝置, 即使其他的無線傳輸方式持續(xù)被開發(fā)出來,它直到現(xiàn)在還持續(xù)廣使用. 它的特點u 遙控器內(nèi)預(yù)置了一套編碼，功能相對簡單. u 一只遙控器只能控制單一型號的電器. 萬能及學習型遙控器u產(chǎn)生時間:20世紀90年代u主要特點: 遙控器內(nèi)預(yù)置了多種編碼,通過代碼調(diào)用方式進行選擇.遙控器能學習記錄其他

4、遙控器的編碼信號.u主要分類 :單一萬能.組合式萬能.單純學習型.固定代碼+學習. 網(wǎng)絡(luò)及RF型遙控器u產(chǎn)生時間:目前u主要特點:遙控器與Internet技術(shù)相結(jié)合,利用強大的網(wǎng)絡(luò)技術(shù),實現(xiàn)用戶對遙控器的自己制作.操作遙控器時無需考慮電視位置和遙控器的指向。 紅外遙控系統(tǒng)及遙控器工作原理u第一：紅外遙控系統(tǒng)u第二：遙控器工作原理紅外遙控系統(tǒng)發(fā)射器傳感器接收器控制器負載u遙控器系統(tǒng)組成方框圖u遙控器系統(tǒng)工作原理u發(fā)射器：1編碼電路 2發(fā)射電路u接收器：1接收電路 2譯碼u執(zhí)行電路遙控器工作原理u定義:通過紅外發(fā)射器件,發(fā)射被編碼脈沖信號調(diào)制的紅外光,在一定距離控制相應(yīng)設(shè)備的有光功能的裝置。u遙控

5、器主要組成 ：微處理器芯片、晶體 振蕩器、放大晶體管、紅外發(fā)射二極管以及鍵盤矩陣等。u芯片:主要負責處理運算控制遙控器的工作狀態(tài),根據(jù)外部信息做出相應(yīng)的判斷.u晶振:主要是為芯片工作提供準確的時基。u晶體三極管:對脈沖信號的電流進行放大。u紅外發(fā)光二極管：把電信號轉(zhuǎn)換為光信號發(fā)送出去u鍵盤矩陣:及時判斷外部輸入信息.u遙控器性能的幾個評測參數(shù)u工作電壓范圍 2.43.5Vu發(fā)射信號的波長 800950nmu遙控距離和發(fā)射角度 大于8m 30-45度u發(fā)射功率 1單位40uWu待機功耗 不大于3uA 50uA紅外遙控器的主要構(gòu)成部件介紹u芯片u紅外發(fā)光二極管u晶振u三極管u電容u電阻芯片u遙控器

6、芯片主要為單片機.uMCU：是Microchip/Microcomputer的縮寫。u定義：單片微型計算機（Single-Chip Microcomputer），簡稱單片機。就是將微處理器（CPU）、存儲器（存放程序或數(shù)據(jù)的ROM和RAM）、總線、定時器/計數(shù)器、輸入/輸出接口（I/O口）和其他多種功能器件集成在一塊芯片上的微型計算機。u基本構(gòu)成： CPU （邏輯控制） ROM （硬盤） RAM （內(nèi)存） I/O （接口）單片機的分類u按地址線可分為:4bit,8bit,16bit,32bit,64bitu按功能分：MCU、MPU、DSP uMCU ：control，重點在功能.uMPU ：p

7、rogram,重點在數(shù)據(jù)運算,典型應(yīng)用為手機芯片。uDSP： 是數(shù)字圖象信號處理，各種監(jiān)控設(shè)備u按功能賦予IC的方式不同分為：uASIC:有特定的功能，如6122、3010；uMASK： 控制部分固定，由廠家或根據(jù)客戶要求廠家賦予.uOTP:由用戶賦予，只能燒寫一次；uFLASH可電擦寫，多次燒寫。u按體系：u51系列：指令多，功能強大，可擴展性強.uRISC：精簡指令系列 ，如PLC 16C54 /1602.u美歐系列、日、韓、臺、大陸系列 .u按功能：單一、多功能 單一：u單一簡單的（通常用AISC）u單一特殊的（通常用MASK、OTP） 多功能：u單一多功能（通常用OTP、MASK）u萬

8、能多代碼（通常用OTP、MASK）u萬能組合多合一 （通常用MASK）u按用途：u電視（通常MASK、AISC、OTP）uVCD（通常AISC、如6122）uDVD （通常AISC、如6122）uVCR （通常AISC、如6122）u空調(diào)（通常OTP、MASK，是4bit.8bit）u音像設(shè)備（通常AISC、如6122）紅外發(fā)光二極管u紅外線的概念與特性u紅外線的基本概念： 紅外線是一種不可見光，是太陽光譜的一部分，實質(zhì)上是一種電磁波。 紅外光 近紅外 中紅外 遠紅外 0.75 3 20 1000um由圖知紅外的波長范圍在0.761000um之間。硅光電器件對光波最敏感區(qū)域在0.80.95um

9、范圍內(nèi)，在這個波段內(nèi)，利用砷化鎵和砷鋁化鎵材料制成的紅外發(fā)光二極管發(fā)射波段。將他們進行良好的匹配，作為紅外遙控器的主要光源。u 光熱效應(yīng)u 具有可見光的某些特性u 具有微波的某些特性u 傳播速度300000km/su 在介質(zhì)中傳播會產(chǎn)生衰減u 大部分液體對紅外的吸收非常大u 具有良好的隱蔽性,保密性,環(huán)境光線對它的影響很小,抗干擾能力強,且使用這種發(fā)射.接收器件的電路簡單而無特殊的環(huán)境要求.u 自然界中不論任何物體,不論本身是否發(fā)光,只要溫度高于絕對零度（-273)都會不停向周圍輻射紅外線.紅外線的基本特性紅外傳感器u 紅外發(fā)光二極管分類 GaAs,GaAlAsu 紅外發(fā)光二極管的主要參數(shù)u

10、工作電流IF及峰值電流IFP 峰值電流IFP是指流過管子的脈沖電流的最大峰值。若脈沖電流的平均值與恒定的直流值相等，則脈沖電流的幅值要比允許的工作電流大的多，其發(fā)射效率也較高。所以一般遙控器發(fā)射器都采用占空比較小的脈沖工作方式。（1/3)u 管功耗PM與光功率P0u 峰值波長Pu 反向漏電流IRu 響應(yīng)時間TW紅外發(fā)光二極管的基本驅(qū)動方式u 直流恒定電流驅(qū)動方式u 直流脈沖電流驅(qū)動方式： 紅外光的有效發(fā)射距離與驅(qū)動功率峰值大小有關(guān)，驅(qū)動功率峰值越大，發(fā)射距離越遠；而峰值功率又與所加的驅(qū)動電流峰值有關(guān)。想要提高紅外光的發(fā)射距離，必須加大驅(qū)動信號U的幅度，提高峰值電流。紅外發(fā)光二極管的正向工作電流

11、IP與峰值電流IFP之間有如下關(guān)系：IF=IFPT0/Td T0為方波脈沖的周期；Td為方波脈沖寬度；T0/TD等于脈沖的周期與脈沖寬度之比，稱為脈沖電流的空度比。在限定范圍內(nèi)，這個比值越大，則允許的峰值電流越大，但也不能超出限定范圍，否則紅外發(fā)光二極管來不及響應(yīng)，也不能保證有效控制。u 交流電流驅(qū)動方式u 檢測方法u把萬用表調(diào)到測二極管擋,紅表筆測正極,黑表筆測負極,電壓讀數(shù)應(yīng)該在1.V左右.晶振u晶振也叫石英諧振器，它是利用石英的壓電特性按特殊的切割方式制成的一種電諧振元件，被廣泛使用在電子設(shè)備中u石英晶體的種類很多，大致分為普通型、精密型、和高精密型三種，我們的遙控器使用的屬于普通型，高

12、精密型石英晶體的殼內(nèi)都帶有恒溫槽，能進行溫度補償。u在我們遙控器中，石英晶振主要被來作為振蕩元器件。u標稱頻率u32.768Khz .455KHz . 480KHz. 680KHZ3.58KHz.3.68KHZ 4MHz u負載電容u10p 15p 20p 30p 68p 101 221 103 104保證晶振正常起振和工作u在穩(wěn)定的中心頻率內(nèi)。u頻率精度u頻率精度從10(-4)量級到10(-10)量級不等u頻率穩(wěn)定度u穩(wěn)定度從1到100ppm不等 u在遙控器中的作用u提供穩(wěn)定的時基信號，保證遙控器正常工作。晶振的主要參數(shù)晶振檢測方法u直接測試法u 直接把晶振插到專門的晶振測試儀上測試u電阻法

13、u 把萬用表10K擋測量石英晶體兩引腳之間的電阻值,應(yīng)該為無窮大,若不為無窮大，則說明石英晶體內(nèi)部存在漏電或短路現(xiàn)象.u電壓法u 一般遙控器的電壓都在3V左右,所以將萬用表置在10V直流擋,黑表筆固定接負極；先在不按遙控器的情況下,用紅表筆測出晶體兩引腳的電壓值,并將兩個電壓數(shù)值記錄下來；然后按下遙控器上的任意一個按鍵，再用紅表筆分別測出晶體兩端的電壓,記錄下來測量的電壓值,然后把第一次記錄的兩個電壓值比較相差較大，第二次記錄的兩個電壓值比較值基本一致,則晶振正常工作,反之則工作不正常,這對一般的遙控器可以采用 。晶體三極管u定義u晶體管（晶體管（transistor）是一種固體半導體器件，可

14、以用于檢波、整流、放大、開關(guān)、穩(wěn)壓、信號調(diào)制和許多其它功能。u分類u按使用的材料可分為硅管和鍺管。按極性可分為鍺NPN型晶體管、鍺PNP晶體管、硅NPN型晶體管和硅PNP型晶體管。 u按電流容量可分為小功率晶體管.中功率晶體管和大功率晶體管.u晶體管按工作頻率可分為低頻晶體管、高頻晶體管和超高頻晶體管等. u晶體管按封裝結(jié)構(gòu)可分為金屬封裝（簡稱金封）晶體管、塑料封裝（簡稱塑封）晶體管、玻璃殼封裝（簡稱玻封）晶體管、表面封裝（片狀）晶體管和陶瓷封裝晶體管等。其封裝外形多種多樣。 u 三極管是我們遙控器的關(guān)鍵元件，在遙控器電路中起放大、開關(guān)、作用，且體積小、使用壽命長、耗電省等優(yōu)點u 按PN結(jié)的不

15、同組合方式，三極管可分為PNP型（8550）和NPN型（8050）兩種三極管在遙控器中的作用三極管的檢測u用萬用表測試HFEu 把萬用表調(diào)到HFE擋把三極管插到相應(yīng)的孔中,讀數(shù)一般在50300之間u用萬用表測試PN結(jié)電壓u 把萬用表調(diào)到測二極管的擋,對8050管,把紅表筆接觸三極管中間的引腳,把黑表筆接觸三極管的另外兩引腳的任意一引腳 ,電壓讀數(shù)應(yīng)該在0.6V左右,對8550管則把紅黑表筆對調(diào)一下測試即可.電容u定義：定義：u電容是表征電容器容納電荷的本領(lǐng)的物理量。我們把電容器的兩極板間的電勢差增加1伏所需的電量，叫做電容器的電容。u電容的符號是C。在國際單位制里，電容的單位是法拉，簡稱法，符

16、號是F,常用的電容單位有毫法(mF)、微法(F)、納法(nF)和皮法(pF)(皮法又稱微微法)等，換算關(guān)系是：1法拉(F)= 1000毫法(mF)1000000微法(F)1微法(F)= 1000納法(nF)= 1000000皮法(pF)。u分類聚酯（滌綸）電容（CL）聚苯乙烯電容（CB）聚丙烯電容（CBB）云母電容（CY）高頻瓷介電容（CC）鉭電解電容（CA） 鋁電解電容玻璃釉電容（CI）低頻瓷介電容（CT）u直接標示發(fā) 如：20p,30p,104 ,47uF ,100uFu數(shù)碼表示法 數(shù)碼一般為三位，前兩位是有效數(shù)字 , 第三位是倍數(shù)0至8表示有效數(shù)字后面0個數(shù)，9表示有效數(shù)字乘以1/10如

17、：104表示10X10000pF=0.1F 229表示22X1/10pF=2.2 f 221表示22X10pF=220pf電容的標示方法工作電壓u 工作電壓指的是電容在連續(xù)工作中所能承受的最高電壓，使用中應(yīng)當保證加在電容兩端的電壓不超過耐壓值，否則將會損壞電容。耐壓值一般都印在電容上， 注意：電容上印的耐壓值，都是指的是直流電壓，用在交流電路中，則應(yīng)使所加的交流電壓的最大值（峰值）不能超過電容上所標明的電壓值。遙控器用的電容及作用u鋁電解電容 47uF/6.3Vu作用是電源濾波,低頻耦合u高頻瓷介電容 20P 30P 104 101u作用濾處高頻干擾,晶體匹配u檢測方法u對電解電容來說,將指針

18、萬用表紅表筆接負極，黑表筆接正極，在剛接觸的瞬間萬用表指針即向右偏轉(zhuǎn)較大幅度，接著逐漸向左回轉(zhuǎn)，直到停在某一位置，此時的阻值便是電解電容的正向漏電阻，此值越大，說明漏電電流越小，電容性能越好u對瓷片電容來說，可直接用數(shù)字萬用表測試電阻u定義u導體對電流的阻礙作用就叫該導體的電阻。u電阻器簡稱電阻（Resistor ,通常用“R”表示）u電阻的主要物理特征是變電能為熱能，也可說它是一個耗能元件，電流經(jīng)過它就產(chǎn)生內(nèi)能。電阻在電路中通常起分壓分流的作用,對信號來說，交流與直流信號都可以通過電阻u在國際單位制中,電阻的單位是（歐姆）,此外還有 K（千歐）, M（兆歐）.其中：1M=1000K ，1K=

19、1000。u電阻的分類電阻的分類a.按阻值特性:固定電阻、可調(diào)電阻、特種電阻(敏感 電阻) .不能調(diào)節(jié)的,我們稱之為固定電阻,而可以調(diào)節(jié)的,我們稱之為可調(diào)電阻.常見的例如收音機音量調(diào)節(jié)的,主要應(yīng)用于電壓分配的,我們稱之為電位器.b.按制造材料:碳膜電阻、金屬膜電阻、線繞電阻等.C.按安裝方式: 插件電阻、貼片電阻.阻值和誤差的標注方法 u直標法u將電阻器的主要參數(shù)和技術(shù)性能用數(shù)字或字母直接標注在電阻體上.ueg: 5.1k 5% u文字符號法u將文字、數(shù)字兩者有規(guī)律組合起來表示電阻器的主要參數(shù).ueg: 0.1=1=0R1, 3.3=33=3R3,3K3=3.3Ku貼片電阻標注方法:u前兩位表

20、示有效數(shù),第三位表示有效值后加零的個數(shù).0-10歐帶小數(shù)點電阻值表示為XRX,RXX. eg : 471=470 105=1M 2R2=2.2電阻色環(huán)表示法u色環(huán)表示法最常用的方法，有三環(huán)表示法.四環(huán)表示法.五環(huán)表示法。 黑 棕 紅 橙 黃 綠 藍 紫 灰 白 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9最后一環(huán)金.銀或無色分別表示誤差為5%、10%、20%u在電阻上印有四道色環(huán)，第1、2環(huán)表示兩位數(shù)的數(shù)值，第3環(huán)表示倍乘數(shù)，第四環(huán)表示阻值允許的誤差，各道色環(huán)不同的顏色的意義不同，右圖三電阻的阻值分別是1K、100K、2.2歐姆電阻在遙控器中的作用u限流u連接發(fā)射管或小紅燈等的電阻u分壓u構(gòu)成RC振

21、蕩電路紅外遙控器的常見協(xié)議分析u協(xié)議組成 :一般由引導碼 ,用戶碼,數(shù)據(jù)碼,重復(fù)碼或數(shù)據(jù)碼的反碼和結(jié)束碼構(gòu)成。u載波:常用的有33K,36K,36.6K,38K,40K,56K,無載波u占空比:常用的有1/3,1/2,不常用1/4u調(diào)制方式:脈寬調(diào)制,相位調(diào)制u常見協(xié)議:6122,3010,9012,7461,7051,6124,261,2188,u6014,50560等6122協(xié)議分析u幀格式：引導碼+16位固定碼+8位數(shù)據(jù)碼+8位數(shù)據(jù)碼反引導碼 用戶碼數(shù)據(jù)碼用戶碼反數(shù)據(jù)碼反尾碼9msH+2.25msL+560usH固定的尾碼 邏輯0 邏輯1邏輯0560usH+570usL邏輯1560usH

22、+1.68msLu引導碼時間： 9ms高電平+4.5ms低電平間隔第三幀間隔間隔第一幀第二幀第四幀一幀完整的碼固定的尾碼周期1周期2周期1:108ms周期2：108ms8.8us26.4us載波頻率=1/12fosc= 38Ku載波38Ku占空比1/3u采用脈沖調(diào)制3010協(xié)議分析u幀格式：u3010的數(shù)據(jù)格式為：起始位(2位)奇偶位(1位)+用戶碼(5位)數(shù)據(jù)碼(6位)X11/0C4C3C2C1C0D5D4D3D2D1D0奇偶判斷位起始位用戶碼位數(shù)據(jù)碼位768us1.668ms828us1.696ms邏輯0邏輯1D1D2D3D4D5 D6110msD1D2D3D4D5連繼按鍵時發(fā)的碼周期8.

23、8us26.4us載波頻率=1/12fosc= 38Ku載波為38ku占空比為1/3u調(diào)制為相位調(diào)制u不同的協(xié)議工作電流不同紅外遙控器的常見異常與處理及分析u半成品及成品測試要求u工廠測試碼值是否正確u工作電壓范圍u一定電壓下工作電流大小u靜態(tài)電流大小u發(fā)射距離u各個電子元器件是否正確uLCD顯示問題u其它部件等 檢修遙控器板的一般步驟檢修遙控器板的一般步驟u IC的正負極是否有電壓，電壓是否正常；u晶振是否起振，起振是兩個腳的電壓是一樣大小，否則 一大一小，用萬用表的電壓檔檢查。u看復(fù)位電路元件是否有問題uIC是否正常發(fā)射；一般情況下發(fā)射腳（用8050的三極管為中間那個腳）沒有什么電壓，正常發(fā)射應(yīng)該有大于2伏的電u看三極管能否正常工作，看C極在按鍵萬用表的指針是否擺動，擺動三極管正常；u看發(fā)射管是否正常；用萬用表看發(fā)射管正極是否有電壓，有電壓而不發(fā)碼，發(fā)射管壞,處于發(fā)射狀態(tài)的電壓會有變化u看工作電流是否正常，靜態(tài)工作電流是否正常，大電流一般都為短路現(xiàn)象（有按鍵短