固定频率红外并转化为单片机输入探测装置方案设计

为了探测到小车后方亮的灯塔，需要制作一种可以探测到固定频率的红外并转化为单片机输入的装置

什么是红外：上百度：人的眼睛能看到的可见光按波长从长到短排列，依次为红、橙、黄、绿、青、蓝、紫。其中红光的波长范围为0.62～0.76μm；紫光的波长范围为0.38～0.46μm。比紫光波长还短的光叫紫外线，比红光波长还长的光叫红外线

方案一：利用一体化红外接收头实现

*红外接收头型号为HS0038B。

*实现电路按照datasheet（注意其引脚功能在封装图中给出）搭出便可使用。

    

*输出常高，在检测到灯塔是会有一段600ms的低电平。

方案二：

自己动手将一体化红外接收头中的电路实现一遍。

*接收原理：红外接收二极管----->放大电路----->限幅器----->带通滤波器（---->解调器）----->整形---->TTL电平

*红外光敏二极管：

只能接受一定波长范围内的的红外光线

工作在反接状态

接线方式：vcc--限流电阻（330欧姆）--二极管负极--二极管正极--地

工作状态：当有红外光照射时二极管导通，无红外视为断路（微观原理解释：上百度：红外接收二极管与普通光敏二极管一样，它的PN结具有单向导电性，因此，实际应用中要给红外接收二极管加反向偏压，它才能正常工作。当无光照时，电路中也有很小的反向饱和漏电流，一般为1X10-8 — 1X10-9A(称为暗电流)，此时相当于光敏二极管截止;当有光照射时，PN结附近受光子的轰击，半导体内被束缚的价电子吸收光子能量而被击发产生电子一空穴对O这些载流子的数目，对于多数载流子影响不大，但对P区和N区的少数载流子来说，则会使少数载流子的浓度大大提高，在反向电压作用下，反向饱和漏电流大大增加，形成光电流，该光电流随入射光强度的变化而相应变化。光电流通过负载RL时，在电阻两端将得到随人射光变化的电压信号。）

在实际应用中不是接收红外光，二是要接收一个拥有固定频率的脉冲。单片机只认脉冲，所以要解调出对应频率的光波（频率的脉冲信号）。微弱的脉冲信号需要进行放大再进行下一步处理

*放大电路：

这一步有一定困难，我会认真学习模电，这里给出一篇文章其中电路及设计思想和方法都很受用。

*限幅器

定义及作用：上百度：限幅器（Limiter）是指能按限定的范围削平信号电压波幅的电路，又称削波器。限幅电路的作用是把输出信号幅度限定在一定的范围内，亦即当输入电压超过或低于某一参考值后，输出电压将被限制在某一电平（称作限幅电平），且再不随输入电压变化。

实现电路（看不太懂）

*带通滤波器

*解调器    。。。。。。。

*整形：实现数模模数转换，比较器即可实现

总结：经过以上的学习，可以知道：集成电路极大方便了开发过程，但电路的实现细节需要更多的物理数学知识虽然已将方案一实行了，但目前想要实现只要有红外光就维持一种电平，没有就维持相反电平，而不是只持续很少一段时间。经过查阅资料，红外接收头分为电平型（想要实现的）和脉冲型（目前用的）。

其中关于电平型，应用电路图同脉冲型（电容换成22uf的就可以）

其内部电路（IRM138C）

噪声检测器（增益控制）------------------------------|

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整流器（输入总线控制）---前置放大器---自动增益控制放大器---限制放大器---带通滤波器---比较器---积分器（波形整形）---输出

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偏压电路（频率微调）  阈值控制电流  
编辑：hfy