實驗：簡易紅外遙控電路的制作

1、焊接時，把這個文檔打印帶到實驗室，或者單打印電路圖也可。實驗 簡易紅外遙控電路的制作一、 實驗內(nèi)容與要求a) 對指定的電路使用proteus工具進行仿真；指定的電路為： 紅外發(fā)射器，如圖1所示；紅外接收器，如圖2所示。b) 使用protel工具設(shè)計圖1和圖2的印刷電路板圖。c) 按照圖1安裝一個手持式紅外發(fā)射器、按照圖2安裝一個紅外接收器；完成的作品應(yīng)具有如下功能：按動發(fā)射器上的一個按扭，能遙控接收器上的一個小型繼電器，通過該繼電器的觸點，可以控制一般小功率的用電設(shè)備如電燈等。d) 完成實驗報告。二、 實驗電路及原理1、發(fā)射器 電路如圖1所示, 集成電路ne555(或7555)等元件組成自激多

2、諧振蕩器，振蕩頻率約為38khz40khz，該頻率與c1、r1、rv1均有關(guān)系，可調(diào)節(jié)它們使振蕩頻率達到要求；當(dāng)按鈕an按下時，脈沖電流流過紅外發(fā)射二極管ir-led，使之發(fā)出38khz左右的紅外脈沖光。圖 1 紅外發(fā)射電路2、 接收器電路如圖2所示，主要由一體化紅外接收頭、d觸發(fā)器和小型繼電器等組成。cd4013是cmos集成電路d觸發(fā)器，內(nèi)含兩個獨立的d觸發(fā)器，外形為雙列直插14腳封裝，第14腳為電源正極，第7腳為電源負(fù)極，工作電壓318伏，s、r端對q端的影響如下表1所示。 圖 2 紅外接收器圖 3 紅外接收頭 表1 d觸發(fā)器真值表 r s q 1 1 禁止 0 1 1 1 0 0 0

3、0 工作 常態(tài)時，接收頭uo端輸出為高電平，q1飽和其集電極電位為零，因此u1:a的s=0， r=1，由表1可知，u1:a應(yīng)有q=0；當(dāng)接收頭收到紅外光時，uo端輸出負(fù)脈沖，在負(fù)脈沖的低平期間，q1截止，使u1:a的s=1，r=0，故u1:a的q=1，隨后，uo端負(fù)脈沖消失，u1:a回到常態(tài)（q=0）；因此發(fā)射器每按動一次按鈕，u1:a的q端能輸出一個正脈沖。 d觸發(fā)器u1:b接成計數(shù)狀態(tài)，每當(dāng)其clk端接受一個脈沖上跳沿，就能改變一種狀態(tài)，也就是其q改變一種狀態(tài)。因此發(fā)射器每按動一次按鈕，u1:a的q端所輸出的正脈沖上升沿可觸發(fā)u1:b翻轉(zhuǎn)，結(jié)果是：發(fā)射器每按動一次按鈕，u1:b的q端就改變

4、一次狀態(tài)，通過q2驅(qū)動繼電器也能改變一次狀態(tài)。三、 元器件清單集成電路 ne555（7555） 1d觸發(fā)器 cd4013 1ic座 8腳 1 14腳 1三極管 9012 19013 2紅外發(fā)射管（任意） 1一體化紅外接收頭 1小繼電器（單刀） dc6v 1微型按鈕 2紅色led指示燈 2電容 47mf 2 10mf 1 1m f 14700 10.01m 1 電阻 47k 3 1k 4 20k 1200歐 110歐 1簡易電位器 10k 1 小鱷魚夾 2 （不買）萬能電路板 若干（至少兩塊，小型的）松香 一塊（可不買）細導(dǎo)線 若干焊錫絲 若干小鑷子 一把（不買）小螺絲刀（一字） 一把（不買）四

5、、 仿真實驗 （一） 紅外發(fā)射器的仿真實驗1、 使用proteus工具按照圖1畫電路圖（圖中應(yīng)寫上學(xué)號、姓名）。2、 添加示波器（oscilloscope），用a通道觀察uo端（555的第三腳）波形，用 b通道觀察uc（9012集電極）波形。3、 運行仿真軟件，按下按鈕，調(diào)節(jié)示波器顯示出波形。4、 調(diào)節(jié)小電位器以改變振蕩器的頻率，使振蕩頻率符合要求（38khz）。 （二） 紅外接收器的仿真實驗 1、使用proteus工具按照圖2畫電路圖（圖中應(yīng)寫上學(xué)號、姓名）。 2、添加7個電壓表（dc volt meter）分別測量u1u7 處的電壓。 3、運行仿真軟件，各電壓表的指示值以及l(fā)ed指示燈的亮

6、滅情況應(yīng)符合表二所示（數(shù)據(jù)誤差在0.5v以內(nèi)屬于正常）。不斷“按、松、按、松.”按鈕，測量狀況在表的3、4、5、6行間循環(huán)。u1u2u3u4u5u6u7led1led2初始值3.7003.7005滅滅按住按鈕054.704.300亮亮松開按鈕3.7003.74.300滅再次按住按鈕054.70005亮滅松開按鈕3.7003.7005滅五、制作實驗 1、使用protel99 軟件繪制圖1和圖2電原理圖（圖中應(yīng)寫上學(xué)號、姓名）。 2、使用protel99 軟件設(shè)計圖1和圖2的印刷電路板圖（圖中應(yīng)寫上學(xué)號、姓名， 布線盡量集中在底層，少量布在頂層）。 3、使用萬能電路板按照設(shè)計好的印刷電路板圖焊接實

7、際電路，少量的頂層布線使用跳線連接。 安裝說明和注意事項： 紅外發(fā)射管 ：紅外發(fā)射管是一種能發(fā)紅外光（不可見光）的二極管，外型為無色透明或淺黑色，有正負(fù)極性之區(qū)分。 紅外接收頭：本實驗采用的微型一體化紅外接收頭，它是一個內(nèi)部電路復(fù)雜的集成電路，它包含了光電轉(zhuǎn)換、高倍放大、解調(diào)、整形等電路。常見紅外接收頭的外型及引腳如圖所示（引腳接錯可能造成器件的永久性損壞，不同型號的器件引腳可能不同，請參考銷售商說明或上網(wǎng)查詢）；當(dāng)收到有效紅外光線時，能從uo端輸出一個低電平。 紅外發(fā)射管、led指示燈及接收頭引腳不要剪斷，焊接時動作應(yīng)迅速，過熱易損壞，引腳要辯認(rèn)清楚，微動按鈕及繼電器焊接也要迅速，過熱會造成

8、塑料變形、動作失靈。凡是引腳發(fā)黑、鍍錫不好的元件，均應(yīng)用小刀使勁刮凈氧化皮，上錫后再安裝、焊接，特別是繼電器引腳要注意。3、 調(diào)試方法： 接收器（1）外觀檢查有無焊接錯誤、虛焊等；（2）先不要插入集成芯片，接通電源，測量各ic座電源引腳電壓是否正確。（3）接通電源（注意電源極性及電壓值），與仿真實驗一樣測量u1-u7各點的電壓并記錄成表格，其數(shù)值應(yīng)約等于表一；每按動一次（包括“按住、松開”），可聽到繼電器吸合或釋放的聲音（輕微的“啪”一聲）。 （4）取一只任意的家用紅外遙控發(fā)射器，對準(zhǔn)接收頭按動一次，用指針式萬用表（或用示波器）測量接收頭的輸出uo , 表針應(yīng)有向偏小方向的跳動，如用示波器觀測

9、，應(yīng)有矩形波顯示；led2指示燈點亮，繼電器吸合，測量常開觸點應(yīng)閉合；再按動一次發(fā)射器，led2燈滅，繼電器釋放。發(fā)射器：（1）先用示波器測量555的輸出（第3較）波形，調(diào)整rw1，使振蕩器的振蕩頻率約為38khz.。 （2）再用示波器測量9012集電極，應(yīng)有約為38khz的波形，否則應(yīng)檢查9012管腳有否接錯、紅外發(fā)射二極管極性有沒有接錯或損壞。（3）使發(fā)射管對向接收頭，按動按鈕，每按動一次，接收器的led2就會改變一次狀態(tài)。六、實驗報告按以下內(nèi)容撰寫：（除圖形外，文字部分一律手寫，不允許打?。┮弧?實驗題目；二、 實驗內(nèi)容；三、 電原理圖和印刷電路板圖；四、 仿真方法、步驟、仿真結(jié)果（包括

10、數(shù)據(jù)記錄、波形記錄等）；五、 安裝制作過程；六、 調(diào)試過程、步驟、故障分析與解決；七、 實驗結(jié)果；附錄：1、 proteus工具中部分元件和儀器的名稱：按鈕： button可調(diào)電阻： pot-lin普通三極管： npn或pnpled指示燈： led active數(shù)字顯示器（共陽）： 7seg-mpxi-ca繼電器： switch&relay ：textell-kbe-5v小插座： conn-sil3 ；conectors：sil-100-03示波器： oscilloscope直流電壓表： dc volt meter2、 protel99工具中部分元件及庫的名稱：（1）原理圖庫： 電阻、二極管、

11、電容等：miscellaneous devices.lib 部分元件名稱：晶體 crystal 可變電阻 resistor tapped 繼電器 relay-spdt 顯示器 dpy7-seg-dp 按鈕 se-pb pnp三極管 pnpnpn三極管 npn二極管 diodeled指示燈 led三孔小插座：con3電解電容：electro1普通電容：cap普通電阻：res2 cd4013：protel dos schematic 4000 cmos.lib 555 ：protel dos schematic linear.lib （2）元件封裝庫： pcb footprints.lib myl

12、ib（補充）部分元件封裝名稱： 電阻：axial0.4 二極管：diode0.4 電容： rad0.1 電解電容：rb.2/.4 led指示燈：rad0.1 集成電路： dip8、 dip14、 繼電器： jdq1 三極管： to-92a 晶體： xtal1 可變電阻：vr2或vr4或vr5 按鈕： sw-pb 顯示器： led8三孔小插座：sip33、 有關(guān)將圖形剪切到w ord文檔中的方法（參考）：（1） 從protel99原理圖中剪切圖形：在tools/preferences/graphical editing(圖像編輯)/option中，將add template to clip選項“不選”，然后選擇要剪切的畫面，將其剪切到w ord文檔中。（2） 從protel99的pcb圖中剪切圖形：先使用操作系統(tǒng)自帶的截屏工具（鍵盤的print screen鍵，也可使用其它截屏工具，如qq里的截屏工具），把屏顯全部剪切