[畢業(yè)設(shè)計精品]電路采用了反射式紅外線發(fā)射與接收 《低頻電子線路課程設(shè)計》論文.doc

課程設(shè)計專用紙 低頻電子線路課程設(shè)計（09級本科） 題 目： 紅外控制08 學(xué) 院： 專 業(yè)： 班 級： 班級學(xué)號： 姓 名： 指導(dǎo)教師： 完成日期： 2011年 6月 21日目錄摘要.3關(guān)鍵詞.3 1、設(shè)計內(nèi)容及要求.32、 電路原理圖.32.1電路工作原理.43、 元器件簡介.43.1元器件清單.43.2主要元器件簡介.54、 電路的調(diào)試與焊接.115、 相關(guān)參數(shù) .116、 心得與體會.117、 參考文獻.118、 附錄.12摘要這個電路采用了反射式紅外線發(fā)射與接收。這種傳感器的發(fā)射與接收對管是一體化的，當(dāng)有物體靠近時，一部分紅外光被反射到接收管，從而產(chǎn)生控制信號。再通過它安裝方便、靈敏度高、抗干擾能力強、可在強光下工作，廣泛用于家庭、工廠、醫(yī)院、車站、餐館等。電路又采用了集成電路cx20106a。這是一款紅外線檢波接收的專用芯片，常用于電視機紅外遙控接收器?？紤]到紅外遙控常用的載波頻率38khz 與測距超聲波頻率40khz 較為接近，可以利用它作為超聲波檢測電路。實驗證明，其具有很高的靈敏度和較強的抗干擾能力。關(guān)鍵詞反射式紅外線發(fā)射與接收 cx20106a ne5551、設(shè)計內(nèi)容及要求圖1-1如圖1-1，通過對上圖的理解研究，完成其原理圖的繪制，電路的組裝與調(diào)試。2、電路原理圖如圖1-12.1電路工作原理如圖2-1-1，為ne555基時電路。其3端輸出方波，得由t=1/f，得f=3.8khz符合輸出原理圖2-1-1如圖2-2-2，為cx20106a集成塊組成的電路。7端輸出電壓圖2-2-2如圖2-2-3，為三極管放大電路。使集電極輸出更大電壓。圖2-2-33、元器件簡介3.1元器件清單ne555cx20106a電阻：4.7251k2k4.7k220k 滑動變阻器：5k電容：4721033001uf3.3uf四腳開關(guān)一個二極管一個三極管一個音樂片一個喇叭一個紅外發(fā)射、接收各一個制板機打孔機示波器穩(wěn)壓電源萬用表3.2主要元器件簡介3.2.1ne555時基電路一、實物圖3-2-1圖3-2-12、 引腳功能圖圖3-2-23、 引腳位配置ne555結(jié)構(gòu)圖3-2-3圖3-2-3pin 1 (接地) -地線(或共同接地) ，通常被連接到電路共同接地。 pin 2 (觸發(fā)點) -這個腳位是觸發(fā)ne555使其啟動它的時間周期。觸發(fā)信號上緣電壓須大于2/3 vcc，下緣須低于1/3 vcc 。 pin 3 (輸出) -當(dāng)時間周期開始555的輸出輸出腳位，移至比電源電壓少1.7伏的高電位。周期的結(jié)束輸出回到o伏左右的低電位。于高電位時的最大輸出電流大約200 ma 。 pin 4 (重置) -一個低邏輯電位送至這個腳位時會重置定時器和使輸出回到一個低電位。它通常被接到正電源或忽略不用。 pin 5 (控制) -這個接腳準(zhǔn)許由外部電壓改變觸發(fā)和閘限電壓。當(dāng)計時器經(jīng)營在穩(wěn)定或振蕩的運作方式下,這輸入能用來改變或調(diào)整輸出頻率。 pin 6 (重置鎖定) - pin 6重置鎖定并使輸出呈低態(tài)。當(dāng)這個接腳的電壓從1/3 vcc電壓以下移至2/3 vcc以上時啟動這個動作。 pin 7 (放電) -這個接腳和主要的輸出接腳有相同的電流輸出能力，當(dāng)輸出為on時為low，對地為低阻抗，當(dāng)輸出為off時為high，對地為高阻抗。 pin 8 (v +) -這是555個計時器ic的正電源電壓端。供應(yīng)電壓的范圍是+4.5伏特(最小值)至+16伏特(最大值)。4、 ne555的特點1.只需簡單的電阻器、電容器，即可完成特定的振蕩延時作用。其延時范圍極廣，可由幾微秒至幾小時之久。 2.它的操作電源電壓范圍極大，可與ttl，cmos等邏輯電路配合，也就是它的輸出準(zhǔn)位及輸入觸發(fā)準(zhǔn)位，均能與這些邏輯系列的高、低態(tài)組合。 3.其輸出端的供給電流大，可直接推動多種自動控制的負(fù)載。 4.它的計時精確度高、溫度穩(wěn)定度佳，且價格便宜。5.靜態(tài)電流 最大值 vcc = 5 v, rl = =6ma vcc =15 v, rl = =15ma 3.2.2cx20106a1、 實物圖3-2-4圖3-2-42、 內(nèi)部方框圖3-2-5圖3-2-53、 引腳功能與數(shù)據(jù)l腳：超聲波信號輸入端，該腳的輸入阻抗約為40k。2腳：該腳與gnd之間連接rc串聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，它們是負(fù)反饋串聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的一個組成部分，改變它們的數(shù)值能改變前置放大器的增益和頻率特性。增大電阻r或減小c，將使負(fù)反饋量增大，放大倍數(shù)下降，反之則放大倍數(shù)增大。但c的改變會影響到頻率特性，一般在實際使用中不必改動，推薦選用參數(shù)為r=4.7，c=3.3f。3腳：該腳與gnd之間連接檢波電容，電容量大為平均值檢波，瞬間相應(yīng)靈敏度低；若容量小，則為峰值檢波，瞬間相應(yīng)靈敏度高，但檢波輸出的脈沖寬度變動大，易造成誤動作，推薦參數(shù)為3.3f。4腳：接地端。5腳：該腳與電源端vcc接入一個電阻，用以設(shè)置帶通濾波器的中心頻率f0，阻值越大，中心頻率越低。例如，取r=200k時，fn42khz，若取r=220k，則中心頻率f038khz。6腳： 該腳與gnd之間接入一個積分電容，標(biāo)準(zhǔn)值為330pf，如果該電容取得太大，會使探測距離變短。7腳：遙控命令輸出端，它是集電極開路的輸出方式，因此該引腳必須接上一個上拉電阻到電源端，該電阻推薦阻值為22k，沒有接收信號時該端輸出為高電平，有信號時則會下降。8腳： 電源正極，4.5v5v。3.2.3紅外發(fā)射、接收3.2.3.1紅外接收紅外接收頭(又稱紅外線接收模組,irm)是集成紅外線接收pd二極管、放大、濾波和比較器輸出等的ic模塊。1、 工作原理紅外接收頭一般是接收、放大、解調(diào)一體頭，一般紅外信號經(jīng)接收頭解調(diào)后，數(shù)據(jù) “0”和“1”的區(qū)別通常體現(xiàn)在高低電平的時間長短或信號周期上，單片機解碼時，通常將接收頭輸出腳連接到單片機的外部中斷，結(jié)合定時器判斷外部中斷間隔的時間從而獲取數(shù)據(jù)。重點是找到數(shù)據(jù)“0”與“1”間的波形差別。3條腿的紅外接收頭一般是接收、放大、解調(diào)一體頭，接收頭輸出的是解調(diào)后的數(shù)據(jù)信號（具體的信號格式，搜“紅外 信號 格式”，一大把），單片機里面需要相應(yīng)的讀取程序。紅外通信是利用紅外技術(shù)實現(xiàn)兩點間的近距離保密通信和信息轉(zhuǎn)發(fā)。它一般由紅外發(fā)射和接收系統(tǒng)兩部分組成。發(fā)射系統(tǒng)對一個紅外輻射源進行調(diào)制后發(fā)射紅外信號，而接收系統(tǒng)用光學(xué)裝置和紅外探測器進行接收，就構(gòu)成紅外通信系統(tǒng)。2、 紅外接收頭參數(shù)及應(yīng)用紅外接收頭的參數(shù)如下：工作電壓：2.74.5v工作電流：1.72.7ma接收頻率：37.9khz峰值波長：940nm靜態(tài)輸出：高電平輸出低電平：0.4v輸出高電平：接近工作電壓紅外接收頭的應(yīng)用：廣泛應(yīng)用在家用電視tv,dvd們不再制作接收放大電路，這樣紅外接收頭簡化了電路。三、紅外接收頭的構(gòu)造紅外接收電路通常由紅外接收二極管與放大電路組成，放大電路通常又由一個集成塊及若干電阻電容等元件組成，并且需要封裝在一個金屬屏蔽盒里，因而電路比較復(fù)雜，體積卻很小，還不及一個7805體積大！sfh506-38與rpm-638是一種特殊的紅外接收電路，它將紅外接收管與放大電路集成在一體，體積小（大小與一只中功率三極管相當(dāng)），密封性好，靈敏度高，并且價格低廉，市場售價只有幾元錢。它僅有三條管腳，分別是電源正極、電源負(fù)極以及信號輸出端，其工作電壓在5v左右.只要給它接上電源即是一個完整的紅外接收放大器，使用十分方便。它的主要功能包括放大,選頻,解調(diào)幾大部分,要求輸入信號需是已經(jīng)被調(diào)制的信號。經(jīng)過它的接收放大和解調(diào)會在輸出端直接輸出原始的信號。從而使電路達到最簡化！靈敏度和抗干擾性都非常好，可以說是一個接收紅外信號的理想裝置。3.2.3.2紅外發(fā)射紅外發(fā)射是由紅外發(fā)光二級管矩組成發(fā)光體，用紅外輻射效率高的材料（常用砷化鎵）制成pn結(jié)，正向偏壓向pn結(jié)注入電流激發(fā)紅外光，其光譜功率分布為中心波長830950nm。led是英文light emitting diode的簡稱，表現(xiàn)是正溫度系數(shù)，電流越大溫度越高，溫度越高電流越大，led紅外燈的功率和電流大小有關(guān)，但正向電流超過最大額定值時，紅外燈發(fā)射功率反而下降。 3.2.4音樂片1、 實物圖3-2-6圖3-2-6圖3-2-7如圖3-2-7說明：tq9300為音樂片，其形狀、引腳分布和接線圖見右上圖。三極管9014焊在音樂片上。j1為一個大焊盤，作為觸摸點。也可以外接一個金屬片，作為觸摸點用。4、電路的調(diào)試與焊接首先，對硬件電路進行電氣檢查，看連線是否與電路原理圖一致，有無短路、虛焊等現(xiàn)象，電子元件的型號、極性是否有誤。其次，通過示波器、萬用表等的使用，驗證電路的每一步是否符合實驗原理及要求。并測出相關(guān)數(shù)據(jù)。最后，得出實驗結(jié)果完成電路設(shè)計。5、相關(guān)參數(shù)ne555輸出波形為方波，其頻率為40hz左右擋住紅外發(fā)射與接收頭，輸出波形會發(fā)生相應(yīng)的變化三極管npn集電極端在開關(guān)控制前后發(fā)生大小變化，開關(guān)閉合前電壓值小，開關(guān)閉合后電壓值變大cx20106a的1、2、3、6、7端的電壓在開關(guān)閉合前后都會發(fā)生大小變化由開關(guān)和紅外發(fā)射、接收共同控制音樂片與喇叭的聲響6、心得與體會通過為期兩周的實驗學(xué)習(xí)，使我學(xué)到了許多。從pcb制圖到轉(zhuǎn)印、腐蝕、打孔、風(fēng)干，再到焊接調(diào)試，最終出現(xiàn)實驗結(jié)果，每一步都是不簡單的，但是，每一步都承載了我的用心、細(xì)心與耐心。在制作pcb圖過程中，從最開始的沒有頭緒再到熟練運用，每一個進步都是成功。檢驗連線是否正確，設(shè)計線路走向，安放元器件，打印成圖，這些算是第一步完成。第二步，打板、轉(zhuǎn)印、腐蝕、打孔，這些都是我從未接觸過的方面，新奇與好奇并重，努力做到最好，完美地出現(xiàn)了電路版的雛形。焊接與調(diào)試，算是本次實驗中最重要與最難完成的部分，如果說焊接是個細(xì)致活，那么只要做到足夠耐心與細(xì)心就夠了。焊接過程中，要把每一組元器件對應(yīng)好再完成相對應(yīng)的焊接。調(diào)試，把焊接好的電路板進行調(diào)試。根據(jù)自己所查得的實驗數(shù)據(jù)進行測試，觀察每一步的實驗結(jié)果來判斷電路連接是否正確在觀察是否能得出實驗結(jié)果。在本次實驗中，每一步都是緊密相連密不可分的。如果一步出錯那么接下來的實驗就會遇到阻礙同時不會出現(xiàn)實驗結(jié)果。在做實驗之前，一定要做好充分的準(zhǔn)備工作，可以免去在實驗過程中遇到的一系列不必要麻煩。實驗結(jié)束后，要充分總結(jié)，分析實驗中所出現(xiàn)的不足，提出新的改進措施，為今后實驗打下基礎(chǔ)。7、參考文獻【1】胡斌編著，圖表細(xì)說元器件及