一种基于三端稳压器稳压供电的单片机红外通讯电路的制作方法

文档编号:14478170
研发日期:2018/5/19
本实用新型涉及通信技术、红外技术等领域,具体的说,是一种基于三端稳压器稳压供电的单片机红外通讯电路。
背景技术
:通信技术,又称通信工程(也作信息工程、电信工程,旧称远距离通信工程、弱电工程)是电子工程的重要分支,同时也是其中一个基础学科。该学科关注的是通信过程中的信息传输和信号处理的原理和应用。通信工程研究的是,以电磁波、声波或光波的形式把信息通过电脉冲,从发送端(信源)传输到一个或多个接受端(信宿)。接受端能否正确辨认信息,取决于传输中的损耗功率高低。信号处理是通信工程中一个重要环节,其包括过滤,编码和解码等。专业课程包括计算机网络基础、电路基础、通信系统原理、交换技术、无线技术、计算机通信网、通信电子线路、数字电子技术、光纤通信等。红外是红外线的简称,它是一种电磁波。它可以实现数据的无线传输。自1800年被发现以来,得到很普遍的应用,如红外线鼠标,红外线打印机,红外线键盘等等。红外的特征:红外传输是一种点对点的传输方式,无线,不能离的太远,要对准方向,且中间不能有障碍物也就是不能穿墙而过,几乎无法控制信息传输的进度;IrDA已经是一套标准,IR收/发的组件也是标准化产品。自然界中的一切物体,只要它的温度高于绝对温度(-273℃)就存在分子和原子无规则的运动,其表面就不断地辐射红外线。红外线是一种电磁波,它的波长范围为760nm~1mm,不为人眼所见。红外成像设备就是探测这种物体表面辐射的不为人眼所见的红外线的设备。它反映物体表面的红外辐射场,即温度场。红外线通信技术适合于低成本、跨平台、点对点高速数据连接,尤其是嵌入式系统。红外线技术的主要应用:设备互联、信息网关.设备互联后可完成不同设备内文件与信息的交换。信息网关负责连接信息终端和互联网。红外通讯技术已被全球范围内的众多软硬件厂商所支持和采用,目前主流的软件和硬件平台均提供对它的支持。红外技术已被广泛应用在移动计算和移动通讯的设备中。红外技术,研究红外辐射的产生、传播、转化、测量及其应用的技术科学。通常人们将其划分为近、中、远红外三部分。近红外指波长为0.75~3.0微米;中红外指波长为3.0~20微米;远红外则指波长为20~1000微米。在光谱学中,波段的划分方法尚不统一,也有人将0.75~3.0微米、3.0~40微米和40~1000微米作为近红外、中红外和远红外波段。另外,由于大气对红外辐射的吸收,只留下三个重要的"窗口"区,即1~3微米、3~5微米和8~13微米可让红外辐射通过,因而在军事应用上,又分别将这三个波段称为近红外、中红外和远红外。红外技术作为一种高技术,它与激光技术并驾齐驱,广泛应用于工业、农业、医学、交通等各个行业和部门。红外测温、红外测湿、红外理疗、红外检测、红外报警、红外遥感、红外防伪更是各行业争相选用的先进技术。红外遥感,随着家用电器、视听产品的普及,自动化办公设备的广泛应用和网络化的不断发展,越来越多的产品具有了待机功能(如遥控开关、网络唤醒、定时开关、智能开关等)。产品的待机功能实现遥控操作,极大地方便了我们的生活,但也浪费了大量的能源。技术实现要素:本实用新型的目的在于提供一种基于三端稳压器稳压供电的单片机红外通讯电路,基于直流稳压电路供电设计,使得整个电路在电压稳定的状态下平稳运行,避免由于电压不稳而引起宕机故障的发生;整个电路利用单片机异步通讯口,用发射电路和接收电路来实现接受和发送点信号的功能,进一步达到实现半双工双向通讯功能。本实用新型通过下述技术方案实现:一种基于三端稳压器稳压供电的单片机红外通讯电路,设置有或非门振荡电路、发射电路、单片机电路、直流稳压电路及接收电路,所述单片机电路分别与或非门振荡电路、发射电路、直流稳压电路及接收电路相连接,直流稳压电路供电连接单片机电路、发射电路及接收电路;所述直流稳压电路包括三端稳压器U3、基准电压电路、滤波电路及取样分压电路,所述基准电压电路连接在三端稳压器U3的输出脚Uo与输入脚Ui之间,所述取样分压电路与三端稳压器U3的输出脚Uo和接地脚GND相连接,所述滤波电路连接在三端稳压器U3的输出脚Uo与地之间,且滤波电路组成直流稳压电路的输出端供电连接单片机电路、发射电路及接收电路。进一步的为更好地实现本实用新型,特别采用下述设置结构:所述取样分压电路包括二极管D3、电阻R6、电位器W1及电容C8,所述三端稳压器U3的调整端ADJ通过电容C8接地,电位器W1和电阻R6相互串联,且串联后的电位器W1和电阻R6连接在三端稳压器U3的输出脚Uo与地之间,电阻R6与电位器W1的共接端与三端稳压器U3的集电极GND相连接,二极管D3与电阻R6并联。进一步的为更好地实现本实用新型,特别采用下述设置结构:所述基准电压电路包括发光二极管D4,且发光二极管D4的正极连接在三端稳压器U3的输出脚Uo上,发光二极管D4的负极连接在三端稳压器U3的输入脚Ui上,所述二极管D3的负极与三端稳压器U3的输出脚Uo相连接;所述滤波电路包括电容C7,且电容C7采用电解电容,电容C7的正极连接三端稳压器U3的输出脚Uo。进一步的为更好地实现本实用新型,特别采用下述设置结构:所述单片机电路包括单片机U1、晶振X2、电容C4、电容C5、二极管D2、电阻R3及电容C3,电阻R3与二极管D2相互并联,且并联后的电阻R3和二极管D2连接在单片机U1的复位脚RESET与电源脚VCC之间,电容C3连接在单片机U1的复位脚RESET与地之间,二极管D2的正极连接单片机U1的复位脚RESET;晶振X2、电容C4、电容C5相互串联构成晶振电路,且晶振X2的一端连接单片机U1的XTAL1脚,晶振X2的另一端连接单片机U1的XTAL2脚,电容C4和电容C5的共接端接地,单片机U1的电源脚VCC连接直流稳压电路的输出端,所述单片机U1采用51系列单片机。进一步的为更好地实现本实用新型,特别采用下述设置结构:发射电路包括或非门U1C、电阻R4、红外发光二极管D1及三极管Q1,或非门U1C的第一输入端与或非门振荡电路的输出端相连接,或非门U1C的第二输入端连接单片机U1的P3.1脚,或非门U1C的输出端连接三极管Q1的基极,三极管Q1的集电极通过红外发光二极管D1连接电阻R4的第二端,电阻R4的第一端连接在直流稳压电源的输出端上。进一步的为更好地实现本实用新型,特别采用下述设置结构:所述或非门振荡电路包括或非门U1A、或非门U1B、电阻R1、电阻R2、晶振X1、电容C1及电容C2,晶振X1、电容C1及电容C2相互串联构成或非门晶振电路,且晶振X1与电容C1共接端分别与电阻R2的第一端及或非门U1A的两个输入端相连接,电阻R2的第二端连接或非门U1A的输出端,或非门U1A的输出端通过电容R1分别与或非门U1B的两个输入端和晶振X1与电容C2共接端相连接,或非门U1B的输出端连接或非门U1C的第一输入端。进一步的为更好地实现本实用新型,特别采用下述设置结构:所述或非门U1A、或非门U1B及或非门U1C采用同一个2输入4或非门电路MC14001B,且分别为2输入4或非门电路中的一个或非门通道。进一步的为更好地实现本实用新型,特别采用下述设置结构:所述接收电路包括红外接收IC管U2、电容C6及电阻R5,红外接收IC管U2的ROUT脚连接单片机U1的P3.0脚,红外接收IC管U2的电源VCC脚通过电阻R5连接直流稳压电路的输出端,且红外接收IC管U2的电源VCC脚还通过电容C6接地且与红外接收IC管U2的接地脚GND连接。进一步的为更好地实现本实用新型,特别采用下述设置结构:所述电容C6采用电解电容,且电容C6的负极连接红外接收IC管U2的电源VCC脚。进一步的为更好地实现本实用新型,特别采用下述设置结构:所述红外接收IC管U2采用RPM6938红外接收芯片。优选的所述三端稳压器U3采用LM317三端可调式集成稳压器,由于LM317的输入脚Ui与输出脚Uo之间电压为恒定值1.25V,可以看作是基准电压,所以由电阻R6与电位器W1组成的取样分压支路路,也可以用来调节输出电压,可按下式估算:U=1.25V(1+W1/R6)三端稳压器U3的调整端ADJ的电流极小,所以流过电阻R6和电位器W1的电流几乎相等,通过改变电位器W1的阻值就能改变输出电压U。本实用新型与现有技术相比,具有以下优点及有益效果:(1)本实用新型基于直流稳压电路供电设计,使得整个电路在电压稳定的状态下平稳运行,避免由于电压不稳而引起宕机故障的发生;整个电路利用单片机异步通讯口,用发射电路和接收电路来实现接受和发送点信号的功能,进一步达到实现半双工双向通讯功能。(2)本实用新型利用单片机异步通讯口,用红外光发射管SIR-563和红外接收IC管RPM6938来实现接受和发送点信号的功能。(3)本实用新型采用2输入4或非门电路构建或非门振荡电路及串口发送控制门电路,在降低设计成本的同时,利用成熟的或非门器件可以有效的保障整个电路运行性能的稳定。(4)本实用新型基于51系列单片机而设计,有效保障所需功能的同时,还避免元器件使用成本的浪费。(5)本实用新型能够同时实现红外数据收发功能。附图说明图1为本实用新型电路图。具体实施方式下面结合实施例对本实用新型作进一步地详细说明,但本实用新型的实施方式不限于此。值得注意的是,在本实用新型的实际应用中,不可避免的会应用到软件程序,但申请人在此声明,该技术方案在具体实施时所应用的软件程序皆为现有技术,在本申请中,不涉及到软件程序的更改及保护,只是对为实现发明目的而设计的硬件架构的保护。实施例1:一种基于三端稳压器稳压供电的单片机红外通讯电路,基于直流稳压电路供电设计,使得整个电路在电压稳定的状态下平稳运行,避免由于电压不稳而引起宕机故障的发生;整个电路利用单片机异步通讯口,用发射电路和接收电路来实现接受和发送点信号的功能,进一步达到实现半双工双向通讯功能,如图1所示,特别采用下述设置结构:设置有或非门振荡电路、发射电路、单片机电路、直流稳压电路及接收电路,所述单片机电路分别与或非门振荡电路、发射电路、直流稳压电路及接收电路相连接,直流稳压电路供电连接单片机电路、发射电路及接收电路;所述直流稳压电路包括三端稳压器U3、基准电压电路、滤波电路及取样分压电路,所述基准电压电路连接在三端稳压器U3的输出脚Uo与输入脚Ui之间,所述取样分压电路与三端稳压器U3的输出脚Uo和接地脚GND相连接,所述滤波电路连接在三端稳压器U3的输出脚Uo与地之间,且滤波电路组成直流稳压电路的输出端供电连接单片机电路、发射电路及接收电路。在设计使用时,经过前置降压、整流扽赶出来后的电压将利用直流稳压电路进行稳压处理,而后为发射电路、接收电路及单片机电路提供所需的工作电压(+5V),或非门振荡电路、发射电路共同构成红外线发送电路系统,单片机电路内需要外发的指令信息将通过红外线发送电路系统发送出去,而后被待接收的红外接收模块所接收并进行后续解码控制等处理,直到执行该条外发的指令信息,当本实用新型需要接收红外指令信息时,接收电路将接收到的红外指令信息输入到单片机电路内进行解析,并根据解析所得指令做后续处理。优选的所述三端稳压器U3采用LM317三端可调式集成稳压器,由于LM317的输入脚Ui与输出脚Uo之间电压为恒定值1.25V,可以看作是基准电压,所以由电阻R6与电位器W1组成的取样分压支路路,也可以用来调节输出电压,可按下式估算:U=1.25V(1+W1/R6)三端稳压器U3的调整端ADJ的电流极小,所以流过电阻R6和电位器W1的电流几乎相等,通过改变电位器W1的阻值就能改变输出电压U。实施例2:本实施例是在上述实施例的基础上进一步优化,如图1所示,进一步的为更好地实现本实用新型,特别采用下述设置结构:所述取样分压电路包括二极管D3、电阻R6、电位器W1及电容C8,所述三端稳压器U3的调整端ADJ通过电容C8接地,电位器W1和电阻R6相互串联,且串联后的电位器W1和电阻R6连接在三端稳压器U3的输出脚Uo与地之间,电阻R6与电位器W1的共接端与三端稳压器U3的集电极GND相连接,二极管D3与电阻R6并联。实施例3:本实施例是在上述任一实施例的基础上进一步优化,如图1所示,进一步的为更好地实现本实用新型,特别采用下述设置结构:所述基准电压电路包括发光二极管D4,且发光二极管D4的正极连接在三端稳压器U3的输出脚Uo上,发光二极管D4的负极连接在三端稳压器U3的输入脚Ui上,所述二极管D3的负极与三端稳压器U3的输出脚Uo相连接;所述滤波电路包括电容C7,且电容C7采用电解电容,电容C7的正极连接三端稳压器U3的输出脚Uo,在设计使用时,电解电容C7的正极端分别与单片机U1的电源脚VCC、电阻R5的第一端及电阻R4的第一端。实施例4:本实施例是在上述任一实施例的基础上进一步优化,如图1所示,进一步的为更好地实现本实用新型,特别采用下述设置结构:所述单片机电路包括单片机U1、晶振X2、电容C4、电容C5、二极管D2、电阻R3及电容C3,电阻R3与二极管D2相互并联,且并联后的电阻R3和二极管D2连接在单片机U1的复位脚RESET与电源脚VCC之间,电容C3连接在单片机U1的复位脚RESET与地之间,二极管D2的正极连接单片机U1的复位脚RESET;晶振X2、电容C4、电容C5相互串联构成晶振电路,且晶振X2的一端连接单片机U1的XTAL1脚,晶振X2的另一端连接单片机U1的XTAL2脚,电容C4和电容C5的共接端接地,单片机U1的电源脚VCC连接直流稳压电路的输出端;优选的,晶振X2选用11.0592MHz的晶振芯片,所示单片机U1的GND脚接地;所述单片机U1采用51系列单片机,优选的单片机U1采用AT89C2051,AT89C2051单片机,片内含2kbytes的可反复擦写的只读程序存储器(PEROM)和128bytes的随机数据存储器(RAM),器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产,兼容标准MCS-51指令系统,片内置通用8位中央处理器和Flash存储单元。AT89C2051是一个带有2K字节闪速可编程可擦除只读存储器(EEPROM)的低电压,高性能8位CMOS微处理器。它采用ATMEL的高密非易失存储技术制造并和工业标准MCS-51指令集和引脚结构兼容。通过在单块芯片上组合通用的CPLI和闪速存储器,ATMEL的AT89C2051是一强劲的微型处理器,它对许多嵌入式控制应用提供一定高度灵活和成本低的解决办法。AT89C2051提供以下标准功能:2K字节闪速存储器,128字节RAM,15根I/O口,两个16位定时器,一个五向量两级中断结构,一个全双工串行口,一个精密模拟比较器以及两种可选的软件节电工作方式。空闲方停止CPU工作但允许RAM、定时器/计数器、串行工作口和中断系统继续工作。掉电方式保存RAM内容但振荡器停止工作并禁止有其它部件的工作到下一个硬件复位。其功能引脚包括:1、VCC(20脚):电源电压。2、GND(10脚):地。3、P1口:P1口是一个8位双向I/O口。口引脚P1.2~P1.7提供内部上拉电阻,P1.0和P1.1要求外部上拉电阻。P1.0和P1.1还分别作为片内精密模拟比较器的同相输入(ANI0)和反相输入(AIN1)。P1口输出缓冲器可吸收20mA电流并能直接驱动LED显示。当P1口引脚写入“1”时,其可用作输入端,当引脚P1.2~P1.7用作输入并被外部拉低时,它们将因内部的写入“1”时,其可用作输入端。当引脚P1.2~P1.7用作输入并被外部拉低时,它们将因内部的上拉电阻而流出电流。4、P3口:P3口的P3.0~P3.5、P3.7是带有内部上拉电阻的七个双向I/O口引脚。P3.6用于固定输入片内比较器的输出信号并且它作为一通用I/O引脚而不可访问。P3口缓冲器可吸收20mA电流。当P3口写入“1”时,它们被内部上拉电阻拉高并可用作输入端。用作输入时,被外部拉低的P3口脚将用上拉电阻而流出电流。P3口还用于实现AT89C2051的各种第二功能,如下表所列:引脚口功能P3.0RXD串口输入端P3.1TXD串口输出端P3.2INT0外中断0P3.3INT1外中断1P3.4T0定时器0外部输入P3.5T1定时器1外部输入P3口还接收一些用于闪速存储器编程和程序校验的控制信号。5、RESET(1脚):复位输入。RESET一旦变成高电平所有的I/O引脚就复位到“1”。当振荡器正在运行时,持续给出RESET引脚两个机器周期的高电平便可完成复位。每一个机器周期需12个振荡器或时钟周期。6、XTAL1(5脚):作为振荡器反相器的输入和内部时钟发生器的输入。7、XTAL2(4脚):作为振荡器反相放大器的输出。实施例5:本实施例是在上述任一实施例的基础上进一步优化,如图1所示,进一步的为更好地实现本实用新型,特别采用下述设置结构:发射电路包括或非门U1C、电阻R4、红外发光二极管D1及三极管Q1,或非门U1C的第一输入端与或非门振荡电路的输出端相连接,或非门U1C的第二输入端连接单片机U1的P3.1脚,或非门U1C的输出端连接三极管Q1的基极,三极管Q1的集电极通过红外发光二极管D1连接电阻R4的第二端,电阻R4的第一端连接在直流稳压电源的输出端上,在设置时,优选的红外发光二极管D1选用SIR-563ST3F,三极管Q1选用NPN三极管,优选的三极管Q1选用9013。实施例6:本实施例是在上述任一实施例的基础上进一步优化,如图1所示,进一步的为更好地实现本实用新型,特别采用下述设置结构:所述或非门振荡电路包括或非门U1A、或非门U1B、电阻R1、电阻R2、晶振X1、电容C1及电容C2,晶振X1、电容C1及电容C2相互串联构成或非门晶振电路,且晶振X1与电容C1共接端分别与电阻R2的第一端及或非门U1A的两个输入端相连接,电阻R2的第二端连接或非门U1A的输出端,或非门U1A的输出端通过电容R1分别与或非门U1B的两个输入端和晶振X1与电容C2共接端相连接,或非门U1B的输出端连接或非门U1C的第一输入端,设置时优选的晶振X1采用38KHz的晶振。实施例7:本实施例是在上述任一实施例的基础上进一步优化,如图1所示,进一步的为更好地实现本实用新型,特别采用下述设置结构:所述或非门U1A、或非门U1B及或非门U1C采用同一个2输入4或非门电路MC14001B,且分别为2输入4或非门电路中的一个或非门通道。实施例8:本实施例是在上述任一实施例的基础上进一步优化,如图1所示,进一步的为更好地实现本实用新型,特别采用下述设置结构:所述接收电路包括红外接收IC管U2、电容C6及电阻R5,红外接收IC管U2的ROUT脚连接单片机U1的P3.0脚,红外接收IC管U2的电源VCC脚通过电阻R5连接直流稳压电路的输出端,且红外接收IC管U2的电源VCC脚还通过电容C6接地且与红外接收IC管U2的接地脚GND连接。实施例9:本实施例是在上述任一实施例的基础上进一步优化,如图1所示,进一步的为更好地实现本实用新型,特别采用下述设置结构:所述电容C6采用电解电容,且电容C6的负极连接红外接收IC管U2的电源VCC脚。实施例10:本实施例是在上述任一实施例的基础上进一步优化,如图1所示,进一步的为更好地实现本实用新型,特别采用下述设置结构:所述红外接收IC管U2采用RPM6938红外接收芯片。单片机U1串口发送TXD端(P3.1脚)为‘0’时,红外发光二极管D1发出38KHz调制红外光线。单片机U1的TXD(P3.1脚)端为‘1’时,红外发光二极管D1就不发光。红外接收电路(接收电路)为红外接收专门集成电路(红外接收IC管U2)RPM6938,当收到38KHz调制红外光线时,RPM6938输出端为‘0’,平时为‘1’。正可与单片机串口发送接收RXD端(P3.0脚)配接。以上所述,仅是本实用新型的较佳实施例,并非对本实用新型做任何形式上的限制,凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化,均落入本实用新型的保护范围之内。当前第1页1 2 3 
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