2.2.1 方案一
用專用調製、解調晶元組成的紅外發射、接收系統的核心——編碼、解碼電路。**產生電路由按鍵與其它元器件組成。本設計通過vd5026對鍵盤電路產生的控制訊號進行並/串轉換，由17腳輸出編碼資料，再將編碼資料通過脈調製電路調製在較高的載波上通過紅外光發射。
紅外置收管將光訊號轉換為電訊號，由解碼器進行解調，再由vd5027對解調出來的序列資料進行解碼，使其成為控制**去控制各電路。[3,4]其原理框圖如圖1。
2.3 系統總體原理框圖
紅外多路遙控發射、接收系統原理方框圖如下所示，
(a) 紅外發射電路原理框圖
(b) 紅外置收電路原理框圖
圖3 紅外發射、接收系統原理方框圖
各個部分功能：
●鍵盤及**產生電路：由輕觸開關組成的鍵盤陣列電路實現。
●編碼電路：對控制訊號**（由鍵盤陣列產生）和位址**（本設計預先設定，也可改變位址段）進行編碼，並轉換成一定格式的序列資料，在電路中我們選用專用編碼模組vd5026實現該功能（vd5026在後面介紹）。
●調製電路：調製電路由與非門構成的低頻脈衝調製器組成，工作原理是該振盪電路在有控制訊號時產生40khz的振盪訊號，沒有控制訊號是停止振盪，對其進行脈衝調製，形成ask訊號 。
●紅外訊號發射電路：該電路的功能是將經調製後的訊號進行功率放大，並轉換成紅外訊號發射出去，發射管採用se303。
●紅外訊號接收電路：將接收到的紅外光訊號轉換成電訊號，並放大將接收到的紅外訊號解調後轉換成一定格式的序列資料傳送給解碼電路。。
●解碼電路：將解碼電路傳送過來的序列資料按照預定規則轉換成對某個位址段和某路裝置的控制訊號，這部分功能主要由與vd5026配套使用的解碼晶元vd5027完成。
●解碼電路：解碼電路是將解碼器輸出的四位二進位制控制訊號**譯為與發射端相應的控制訊號。
●終端裝置控制電路: 對受控裝置進行開/關控制。
2.4.1 鍵盤及其**產生電路設計
鍵盤及其**產生電路的功能是產生6個控制訊號，並將這6個控制訊號進行bcd編碼，形成控制**，其電路如圖4所示。圖中s1-s6是按鍵式鍵盤開關，依次表1-6路控制訊號，開關按下有效。若開關沒有被按下，則電阻r1-r4形成高電平vih。
vih應大與3.5v，可以輸出四位並行資料傳給編碼電路。
圖4 鍵盤及編碼電路
2.4.2 編碼電路設計
由vd5026組成的編碼電路如圖4所示。編碼器把得到的並行資料轉換成序列資料（dout）出輸。a1-a7是位址線，a8/d0-a11/d3是位址資料復用線，即vd5026對四位並行輸入資料進行編碼，並在收到傳輸啟動訊號（）時，輸出序列資料。
是傳輸啟動訊號輸入端。當為低電平時，器件開始啟動傳輸過程；為高電平時，器件完全被阻塞，無訊號輸出。dout是序列資料輸出端，依次送出經過編碼的序列資料。
r5為編碼器vd5026的振盪電阻，它和配對的解碼器vd5027的振盪電阻應該取相同的阻值，以保證時鐘頻率一致，否則將不能解碼。振盪頻率由（1）式中r5（圖5rs）決定。
1)vd5026內部結構如圖5所示，振盪器輸出經4分頻電路送至並/串電路作為時鐘，將輸入**按a1-a7、a8/d0-a11/d3的順序移至四態編碼器，對輸入訊號進行編碼，這些編碼位址線如用於兩態（高、低）編碼，可有2048種組合，如用於三態（高、低、開路）。編碼可有177147種組合，在進行四態編碼的時候，共有419430種組合，（a0為第四態端子4th）。編碼資料在te為低電平時發出，如果te為一低脈衝，編碼將被傳送兩次；如果te一直為低電平，編碼資料則一直連續的發出，直到te變為高電平。
事實上，vd5026沒有設計成在第一次收到資料就馬上應用的原因是因為第一次的資料可能有錯誤，在兩次傳送資料之間有三個資料週期沒有資料發出（如圖6）。每四態資料都被變成脈衝訊號（如圖6）。每個輸入腳，都是乙個先高後低的弱輸出端，若是兩次檢測中只有乙個高電平狀態，則該輸入被認為是連線到電源vss，如果高低都有則該引腳為開路狀態，被編碼為70%高和30%的低的脈衝，弱輸出端在5v電源下可灌入灌出110ua的的電流。
圖5 vd5026內部結構圖
輸入腳被上拉為高電平，只需乙隻簡單的開關即可將其置為低電平，當te為高電平並且第二次編碼傳送完畢時，編碼器就處於等待狀態，振盪器工作被禁止，當前的功耗就是靜態功耗，當te為低電平時，振盪器起振，編碼開始，編碼輸入連續的被選種，並將其進行編碼，並由dout引腳連續的發出。
本設計要求由一部發射機控制6個受控裝置，即只需乙個固定的位址碼，因此a1-a7接低電平。
圖6 d5026、vd5027波形圖
2.4.3 脈衝碼調製振盪電路設計
為了提高傳輸訊號的抗干擾能力，還需將編碼訊號調製在較高的載波上發射。本課題要求載波頻率為40khz，故可採用cmos閘電路構成的脈衝調製振盪電路。
2.4.3.1 閘電路構成的時鐘源
圖7為由cmos閘電路構成的簡易時鐘源，由於閘電路的輸入阻抗很高，定時電容ct的值不上是很大就能獲得較大的時間常數，尤其適與對頻率準確性要求不太高的低頻時鐘源（小於100khz）。常取補償電阻rs>>rt（定時電阻），即rs=10rt。由3腳輸出，頻率（2）式決定。
2）圖7 閘電路構成的時鐘源及其波形
2.4.3.2 脈衝調製器
圖8 脈衝調製器及波形
由與非門構成的低頻脈衝調製器如圖8所示，當編碼訊號a為高電平時，由與非門組成的時鐘源電路產生振盪，輸出為載頻訊號；當編碼訊號為低電平時停振，輸出為低電平。輸出的編碼調製訊號由3腳輸出，波形如圖8中的vo所示。要求調製方波的頻率遠低於振盪頻率。
課題要求載頻為40khz，取ct=580pf，則rt=20.2k可用乙個50k的可變電阻代替使用。rs=10rs=202k，取標稱值rs=200k。
2.4.4 紅外發射電路設計
圖9是紅外發射電路，由放大電路和紅外發射管組成。圖中，g3a、g4a為隔離級，其作用是減小發射時的大電流對振盪級的影響；t1、t2組成復合三極體，對發射訊號進行電流放大，紅外管mled81的工作電流為（200-300）ma。流經發光二極體的電流id=ic1+ic2≈ic2，當g4輸出為高電平voh時，t1、t2導通，紅外管工作，當g4輸出為低電平vol時，t1、t2截止，紅外管不工作。
[7]圖9 紅外發射電路
2.4.5 紅外置收電路設計
紅外置收電路通常由一片專用積體電路和少量外圍器件組成。目前此類專用積體電路很多，如nec公司生產的upc1373、upc1490ha，夏普公司生產的ix0614ce、ix0986ce，索尼公司生產的bx1323、cx20106等，其中cx20106是應用較為廣泛的晶元之一，其內部結構如圖10所示，圖11是由cx20106組成的紅外置收電路。
紅外置收管ph3028將光訊號轉換為電訊號，從cx20106的腳輸入，經前置放大器、限幅放大後送至帶通濾波器，帶通濾波器的中心頻率與紅外發射載波頻率相同。檢波器、積分器組成解調電路，對接收訊號進行解調。施密特觸發器對解調輸出訊號進行整形，從腳輸出，該輸出為集電極開路電路，因此要接上拉電阻r3。
外圍器件r1、c1的引數決定放大器的增益，當r1=4.7ω，c1=1uf時，電壓增益約為79db，r1增大、c1減小則會使增益降低。r2確定帶通濾波器的中心頻率，調節r2使變化範圍為30khz-60khz。
c3是檢波電容，一般取值為2.2uf-4.7uf。
r3是上拉電阻，一般取值為1kω-3kω。圖11是設計舉例中除錯完成後的紅外置收電路。其各引腳對地的靜態工作電壓如下：
引腳電壓/v：2.5 2.5 1.5 0 1.4 1.0 0.2 5
各點波形如圖12所示。
圖10 cx20106內部結構圖
圖11 cx20106構成的紅外置收電路
圖12 cx20106各引腳輸出波形圖
2.4.6 解碼電路設計
解碼電路的功能是將解調後的序列資料進行解碼，使其成為bcd控制**，並使控制**並行輸出。vd5027是與vd5026配對使用的通用接收解碼器，vd5027的內部結構如圖13所示，其組成的解碼電路如圖14示。工作原理為：
收到的序列資料從vd5027的第14腳輸入，經資料提取電路判別後與序列發生器產生的本地位址碼一位元一比特地進行校驗。如果第一次收到的位址碼和本地位址碼相符，則將進接著收到的4位資料碼儲存在內部4bit移位暫存器中（不移到輸出鎖存器）。第二次收到的位址碼仍與本地位址相符，則將新收到的資料碼與上一次儲存的資料碼加以比較，若兩次相同則控制邏輯電路使有效傳輸輸出端vt為高電平，4bit移位暫存器中的資料碼轉移到輸出鎖存器，並且在輸出鎖存器保留，直到新的資料代替它。
保留在鎖存器的資料經緩衝器後輸出，同時有效傳輸輸出端vt保持高電平。若兩次不相同或4個資料週期內沒有收到訊號，則vt為低電平。
注意在傳送端，vd5026的位址資訊和資料資訊均可用三態碼表示，但在接收端，位址可置成三態位址，而資料中的「開路」將被譯成為1。因此資料資訊必須是1或0。
圖13 vd5027內部結構圖
圖14 解碼電路
2.4.7 解碼與控制電路
解碼電路是將解碼器輸出的四位二進位制控制訊號**譯為與發射端相應的六路控制電平，解碼器cc4028（內部結構如圖15）是4-10線解碼器。它對於輸入控制**的任意一種狀態，只有一路輸出與其對應，輸出有效狀態為高電平。cc4028真值表如表一所示。
圖15 4線-10線解碼器內部結構
表 1 cc4028真值表
cc4028邏輯結構為兩級解碼。第一級解碼將輸入資料譯成以下7項：
第二級解碼將上述7項分別組合，從而得到如下的表示式：
本設計中，各按鍵按下對應的關係如表2：
表2 按鍵與燈的對應關係
根據設計要求，每路的控制為0n/0ff兩種狀態。若用1位二進位制數來描述，則後一次的狀態是前一次狀態的加「1」。選擇3個雙d觸發器74ls74，按照圖16連線，則可實現對6路訊號的狀態進行控制，每收到一次訊號，控制狀態就轉換一次。
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