《遙控器基礎(chǔ)知識(shí)》PPT課件.ppt

1、遙控器基礎(chǔ)知識(shí),Ver:1.0 2008.12.8,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(jiàn)協(xié)議分析. 5.紅外遙控器的常見(jiàn)異常與處理及分析,目的: 提高對(duì)紅外遙控器的認(rèn)識(shí). 提高工作效率和產(chǎn)品的合格率. 方式: 相互學(xué)習(xí)與探討,遙控器發(fā)展歷程,第一階段：?jiǎn)我贿b控器 第二階段：萬(wàn)能及學(xué)習(xí)型遙控器 第三階段：網(wǎng)絡(luò)及RF型遙控器,單一遙控器,到底是誰(shuí)發(fā)明出第一個(gè)遙控器已不可考。但最早的遙控器之一，是一個(gè) 叫 尼古拉特斯拉（Nikola Tesla）(1856-1943)的發(fā)明家（他曾經(jīng)為愛(ài)迪生工作，同樣被譽(yù)為天才發(fā)明家

2、）在1898年時(shí)開發(fā)出來(lái)的（美國(guó)專利 613809號(hào),叫做“Method of and Apparatus for Controlling Mechanism of Moving Vehicle or Vehicles”。 最早用來(lái)控制電視的遙控器是美國(guó)一家叫Zenith的電器公司（這家公司 現(xiàn)在被LG收購(gòu)了），在1950年代發(fā)展出來(lái)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(wú)線遙控裝置。但這種裝置 沒(méi)辦法分辨光束是否是從遙控器而來(lái)，而且也必需對(duì)準(zhǔn)才可以控制。 1956年羅伯愛(ài)德勒（Robert Adler）開發(fā)出稱為“Zenith Space Com

3、mand” 的遙控器，這也是第一個(gè)現(xiàn)代的無(wú)線遙控裝置，他是利用超聲波來(lái)調(diào)頻 道和音量，每個(gè)按鍵發(fā)出的頻率不一樣，但這種裝置也可能會(huì)被一般的超聲波干擾，而且有些人及動(dòng)物（如狗）聽(tīng)的到遙控器發(fā)出的聲音. 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(jì)80代, 發(fā)送和接收紅外線的裝置開發(fā)出來(lái)時(shí),就慢慢取代了超聲 波控制裝置, 即使其他的無(wú)線傳輸方式持續(xù)被開發(fā)出來(lái),它直到現(xiàn)在還持續(xù)廣使用.,它的特點(diǎn) 遙控器內(nèi)預(yù)置了一套編碼，功能相對(duì)簡(jiǎn)單. 一只遙控器只能控制單一型號(hào)的電器.,萬(wàn)能及學(xué)習(xí)型遙控器 產(chǎn)生時(shí)間:20世紀(jì)90年代 主要特點(diǎn): 遙控器內(nèi)預(yù)置了多種編碼,通過(guò)代碼調(diào)用方式進(jìn)行選擇.遙控器

4、能學(xué)習(xí)記錄其他遙控器的編碼信號(hào). 主要分類 :單一萬(wàn)能.組合式萬(wàn)能.單純學(xué)習(xí)型.固定代碼+學(xué)習(xí).,網(wǎng)絡(luò)及RF型遙控器 產(chǎn)生時(shí)間:目前 主要特點(diǎn):遙控器與Internet技術(shù)相結(jié)合,利用強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)技術(shù),實(shí)現(xiàn)用戶對(duì)遙控器的自己制作.操作遙控器時(shí)無(wú)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,第一：紅外遙控系統(tǒng) 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(fù) 載,遙控器系統(tǒng)組成方框圖,遙控器系統(tǒng)工作原理,發(fā)射器：1編碼電路 2發(fā)射電路 接收器：1接收電路 2譯碼 執(zhí)行電路,遙控器工作原理,定義:通過(guò)紅外發(fā)射器件,發(fā)射被編碼脈沖信號(hào)調(diào)制的紅外光,在一定距離控

5、制相應(yīng)設(shè)備的有光功能的裝置。 遙控器主要組成 ：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。 芯片:主要負(fù)責(zé)處理運(yùn)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. 晶振:主要是為芯片工作提供準(zhǔn)確的時(shí)基。 晶體三極管:對(duì)脈沖信號(hào)的電流進(jìn)行放大。 紅外發(fā)光二極管：把電信號(hào)轉(zhuǎn)換為光信號(hào)發(fā)送出去 鍵盤矩陣:及時(shí)判斷外部輸入信息.,遙控器性能的幾個(gè)評(píng)測(cè)參數(shù),工作電壓范圍 2.43.5V 發(fā)射信號(hào)的波長(zhǎng) 800950nm 遙控距離和發(fā)射角度 大于8m 30-45度 發(fā)射功率 1單位40uW 待機(jī)功耗 不大于3uA 50uA,紅外遙控器的主要構(gòu)成部件介紹,芯片 紅外發(fā)光二極管

6、晶振 三極管 電容 電阻,芯片,遙控器芯片主要為單片機(jī). MCU：是Microchip/Microcomputer的縮寫。 定義：?jiǎn)纹⑿陀?jì)算機(jī)（Single-Chip Microcomputer），簡(jiǎn)稱單片機(jī)。就是將微處理器（CPU）、存儲(chǔ)器（存放程序或數(shù)據(jù)的ROM和RAM）、總線、定時(shí)器/計(jì)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(jì)算機(jī)。 基本構(gòu)成： CPU （邏輯控制） ROM （硬盤） RAM （內(nèi)存） I/O （接口）,單片機(jī)的分類,按地址線可分為:4bit,8bit,16bit,32bit,64bit 按功能分：MCU、MPU、DSP MCU ：co

7、ntrol，重點(diǎn)在功能. MPU ：program,重點(diǎn)在數(shù)據(jù)運(yùn)算,典型應(yīng)用為手機(jī)芯片。 DSP： 是數(shù)字圖象信號(hào)處理，各種監(jiān)控設(shè)備 按功能賦予IC的方式不同分為： ASIC:有特定的功能，如6122、3010； MASK： 控制部分固定，由廠家或根據(jù)客戶要求廠家賦予. OTP:由用戶賦予，只能燒寫一次； FLASH可電擦寫，多次燒寫。 按體系： 51系列：指令多，功能強(qiáng)大，可擴(kuò)展性強(qiáng). RISC：精簡(jiǎn)指令系列 ，如PLC 16C54 /1602. 美歐系列、日、韓、臺(tái)、大陸系列 .,遙控器IC的種類,按功能：?jiǎn)我?、多功?單一： 單一簡(jiǎn)單的（通常用AISC） 單一特殊的（通常用MASK、OT

8、P） 多功能： 單一多功能（通常用OTP、MASK） 萬(wàn)能多代碼（通常用OTP、MASK） 萬(wàn)能組合多合一 （通常用MASK） 按用途： 電視（通常MASK、AISC、OTP） VCD（通常AISC、如6122） DVD （通常AISC、如6122） VCR （通常AISC、如6122） 空調(diào)（通常OTP、MASK，是4bit.8bit） 音像設(shè)備（通常AISC、如6122）,紅外發(fā)光二極管,紅外線的概念與特性 紅外線的基本概念： 紅外線是一種不可見(jiàn)光，是太陽(yáng)光譜的一部分，實(shí)質(zhì)上是一種電磁波。 紅外光 近紅外 中紅外 遠(yuǎn)紅外 0.75 3 20 1000um 由圖知紅外的波長(zhǎng)范圍在0.7610

9、00um之間。硅光電器件對(duì)光波最敏感區(qū)域在0.80.95um范圍內(nèi)，在這個(gè)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(jìn)行良好的匹配，作為紅外遙控器的主要光源。,光熱效應(yīng) 具有可見(jiàn)光的某些特性 具有微波的某些特性 傳播速度300000km/s 在介質(zhì)中傳播會(huì)產(chǎn)生衰減 大部分液體對(duì)紅外的吸收非常大 具有良好的隱蔽性,保密性,環(huán)境光線對(duì)它的影響很小,抗干擾能力強(qiáng),且使用這種發(fā)射.接收器件的電路簡(jiǎn)單而無(wú)特殊的環(huán)境要求. 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(duì)零度（-273)都會(huì)不停向周圍輻射紅外線.,紅外線的基本特性,紅外傳感器,紅外發(fā)光二極管分類 GaAs

10、,GaAlAs 紅外發(fā)光二極管的主要參數(shù) 工作電流IF及峰值電流IFP 峰值電流IFP是指流過(guò)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) 管功耗PM與光功率P0 峰值波長(zhǎng)P 反向漏電流IR 響應(yīng)時(shí)間TW,紅外發(fā)光二極管的基本驅(qū)動(dòng)方式,直流恒定電流驅(qū)動(dòng)方式 直流脈沖電流驅(qū)動(dòng)方式： 紅外光的有效發(fā)射距離與驅(qū)動(dòng)功率峰值大小有關(guān)，驅(qū)動(dòng)功率峰值越大，發(fā)射距離越遠(yuǎn)；而峰值功率又與所加的驅(qū)動(dòng)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(dòng)信號(hào)U的幅度，提高峰值電

11、流。紅外發(fā)光二極管的正向工作電流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(gè)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(lái)不及響應(yīng)，也不能保證有效控制。 交流電流驅(qū)動(dòng)方式 檢測(cè)方法 把萬(wàn)用表調(diào)到測(cè)二極管擋,紅表筆測(cè)正極,黑表筆測(cè)負(fù)極,電壓讀數(shù)應(yīng)該在1.V左右.,晶振,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 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

12、們的遙控器使用的屬于普通型，高精密型石英晶體的殼內(nèi)都帶有恒溫槽，能進(jìn)行溫度補(bǔ)償。 在我們遙控器中，石英晶振主要被來(lái)作為振蕩元器件。,標(biāo)稱頻率 32.768Khz .455KHz . 480KHz. 680KHZ3.58KHz.3.68KHZ 4MHz 負(fù)載電容 10p 15p 20p 30p 68p 101 221 103 104保證晶振正常起振和工作 在穩(wěn)定的中心頻率內(nèi)。 頻率精度 頻率精度從10(-4)量級(jí)到10(-10)量級(jí)不等 頻率穩(wěn)定度 穩(wěn)定度從1到100ppm不等 在遙控器中的作用 提供穩(wěn)定的時(shí)基信號(hào)，保證遙控器正常工作。,晶振的主要參數(shù),晶振檢測(cè)方法,直接測(cè)試法 直接把晶振插到專

13、門的晶振測(cè)試儀上測(cè)試 電阻法 把萬(wàn)用表10K擋測(cè)量石英晶體兩引腳之間的電阻值,應(yīng)該為無(wú)窮大,若不為無(wú)窮大，則說(shuō)明石英晶體內(nèi)部存在漏電或短路現(xiàn)象. 電壓法 一般遙控器的電壓都在3V左右,所以將萬(wàn)用表置在10V直流擋,黑表筆固定接負(fù)極；先在不按遙控器的情況下,用紅表筆測(cè)出晶體兩引腳的電壓值,并將兩個(gè)電壓數(shù)值記錄下來(lái)；然后按下遙控器上的任意一個(gè)按鍵，再用紅表筆分別測(cè)出晶體兩端的電壓,記錄下來(lái)測(cè)量的電壓值,然后把第一次記錄的兩個(gè)電壓值比較相差較大，第二次記錄的兩個(gè)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(duì)一般的遙控器可以采用 。,晶體三極管,定義 晶體管（transistor）是一種

14、固體半導(dǎo)體器件，可以用于檢波、整流、放大、開關(guān)、穩(wěn)壓、信號(hào)調(diào)制和許多其它功能。 分類 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。 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. 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. 晶體管按封裝結(jié)構(gòu)可分為金屬封裝（簡(jiǎn)稱金封）晶體管、塑料封裝（簡(jiǎn)稱塑封）晶體管、玻璃殼封裝（簡(jiǎn)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。,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(zhǎng)、耗電省等優(yōu)點(diǎn) 按P

15、N結(jié)的不同組合方式，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(cè),用萬(wàn)用表測(cè)試HFE 把萬(wàn)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 用萬(wàn)用表測(cè)試PN結(jié)電壓 把萬(wàn)用表調(diào)到測(cè)二極管的擋,對(duì)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(duì)8550管則把紅黑表筆對(duì)調(diào)一下測(cè)試即可.,電容,定義： 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(shì)差增加1伏所需的電量，叫做電容器的電容。 電容的符號(hào)是C。在國(guó)際單位制里，電容的單位是法拉，簡(jiǎn)稱法

16、，符號(hào)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)。 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）,直接標(biāo)示發(fā) 如：20p,30p,104 ,47uF ,100uF 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(gè)數(shù)，9表示有效數(shù)字乘以1/1

17、0 如：104表示10X10000pF=0.1F 229表示22X1/10pF=2.2 f 221表示22X10pF=220pf,電容的標(biāo)示方法,工作電壓,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(dāng)保證加在電容兩端的電壓不超過(guò)耐壓值，否則將會(huì)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(guò)電容上所標(biāo)明的電壓值。,遙控器用的電容及作用,鋁電解電容 47uF/6.3V 作用是電源濾波,低頻耦合 高頻瓷介電容 20P 30P 104 101 作用濾處高頻干擾,晶體匹配 檢測(cè)方法 對(duì)電解電容來(lái)

18、說(shuō),將指針萬(wàn)用表紅表筆接負(fù)極，黑表筆接正極，在剛接觸的瞬間萬(wàn)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(shí)的阻值便是電解電容的正向漏電阻，此值越大，說(shuō)明漏電電流越小，電容性能越好 對(duì)瓷片電容來(lái)說(shuō)，可直接用數(shù)字萬(wàn)用表測(cè)試,電阻,定義 導(dǎo)體對(duì)電流的阻礙作用就叫該導(dǎo)體的電阻。 電阻器簡(jiǎn)稱電阻（Resistor ,通常用“R”表示） 電阻的主要物理特征是變電能為熱能，也可說(shuō)它是一個(gè)耗能元件，電流經(jīng)過(guò)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(duì)信號(hào)來(lái)說(shuō)，交流與直流信號(hào)都可以通過(guò)電阻 在國(guó)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=1000

19、K ，1K=1000。 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(jiàn)的例如收音機(jī)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(biāo)注方法,直標(biāo)法 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(biāo)注在電阻體上. eg: 5.1k 5% 文字符號(hào)法 將文字、數(shù)字兩者有規(guī)律組合起來(lái)表示電阻器的主要參數(shù). eg: 0.1=1=0R1, 3.3=33=3R3,3K3=3.3K 貼片電阻標(biāo)注方法: 前兩位表示

20、有效數(shù),第三位表示有效值后加零的個(gè)數(shù).0-10歐帶小數(shù)點(diǎn)電阻值表示為XRX,RXX.eg : 471=470105=1M 2R2=2.2,電阻色環(huán)表示法,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(lán) 紫 灰 白 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 最后一環(huán)金.銀或無(wú)色分別表示誤差為5%、10%、20% 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,限流 連接發(fā)射管或小紅燈等的電阻 分壓 構(gòu)成RC振

21、蕩電路,紅外遙控器的常見(jiàn)協(xié)議分析,協(xié)議組成 :一般由引導(dǎo)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。 載波:常用的有33K,36K,36.6K,38K,40K,56K,無(wú)載波 占空比:常用的有1/3,1/2,不常用1/4 調(diào)制方式:脈寬調(diào)制,相位調(diào)制 常見(jiàn)協(xié)議:6122,3010,9012,7461,7051,6124,261,2188, 6014,50560等,6122協(xié)議分析,幀格式： 引導(dǎo)碼+16位固定碼+8位數(shù)據(jù)碼+8位數(shù)據(jù)碼反,固定的尾碼,邏輯0 邏輯1,引導(dǎo)碼時(shí)間： 9ms高電平+4.5ms低電平,周期1:108ms周期2：108ms,載波38K 占空比1/3 采用脈沖

22、調(diào)制,3010協(xié)議分析,幀格式： 3010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),邏輯0,邏輯1,周期,載波為38k 占空比為1/3 調(diào)制為相位調(diào)制 不同的協(xié)議工作電流不同,紅外遙控器的常見(jiàn)異常與處理及分析,半成品及成品測(cè)試要求 工廠測(cè)試碼值是否正確 工作電壓范圍 一定電壓下工作電流大小 靜態(tài)電流大小 發(fā)射距離 各個(gè)電子元器件是否正確 LCD顯示問(wèn)題 其它部件等,檢修遙控器板的一般步驟 IC的正負(fù)極是否有電壓，電壓是否正常； 晶振是否起振，起振是兩個(gè)腳的電壓是一樣大小，否則 一大一小，用萬(wàn)用表的電壓檔檢查。 看復(fù)位電路元件是否有問(wèn)題 IC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(gè)腳）沒(méi)有什么電壓，正常發(fā)射應(yīng)該有大于2伏的電 看三極管能否