電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)課程設(shè)計

電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)課程設(shè)計——簡易紅外遙控系統(tǒng)班級：姓名：學(xué)號：班內(nèi)序號:專業(yè)：電子科學(xué)與技術(shù)

目錄一、實驗?zāi)康呐c要求 31.1設(shè)計要求及主要技術(shù)指標(biāo) 31.2發(fā)揮部分 3二、方案設(shè)計與理論計算 42.1紅外遙控發(fā)射機設(shè)計方案 42.3解碼及數(shù)碼管顯示方案 6三、系統(tǒng)整體設(shè)計 73.1發(fā)射機電路 73.1.1編碼模塊 73.1.2調(diào)制發(fā)送模塊 73.2接收機電路 83.2.1放大解調(diào)模塊 83.2.2解碼接收電路 8四、測試方法、調(diào)試 94.1NE555頻率測試 94.2有線連接測試編碼譯碼的正確性 94.3測試紅外發(fā)送和接受端的波形 94.4測試紅外收發(fā)的距離 9五、功能實現(xiàn)與結(jié)果分析 9六、實驗遇到的問題及實驗總結(jié) 10附錄：元器件清單 11

一、實驗?zāi)康呐c要求該系統(tǒng)為簡易無線遙控系統(tǒng)，實現(xiàn)無線遙控八個LED和一個顯示亮度等級的LED燈，并用七段數(shù)碼管顯示亮度等級。本設(shè)計發(fā)射接收電路工作頻率為38KHz。用MC145026/MC145027實現(xiàn)編碼和解碼功能。1.1設(shè)計要求及主要技術(shù)指標(biāo)（1）遙控對象：8個，被控設(shè)備用LED分別代替，LED發(fā)光表示工作。（2）8路設(shè)備中的一路為亮度等級指示燈，用指令遙控電燈亮度，亮度分為8級并用數(shù)碼管顯示級數(shù)。（3）接收機距離發(fā)射機不小于2m。1.2發(fā)揮部分（1）在一定發(fā)射功率下，盡量增大接收距離。

（2）增加信道抗干擾措施。二、方案設(shè)計與理論計算2.1紅外遙控發(fā)射機設(shè)計方案圖1發(fā)射機設(shè)計方案 共設(shè)置8個開關(guān)按鍵，8號開關(guān)為片選控制開關(guān)。工作情況如下：當(dāng)開關(guān)8斷開（接地）時，開關(guān)1~7分別控制七個LED燈亮滅狀態(tài)。當(dāng)開關(guān)閉合（接電源）時，開關(guān)1~7控制第八個燈的亮度及數(shù)碼管顯示。采用74LS147將并行輸入轉(zhuǎn)換為串行輸出。為便于碼元傳輸，要對碼元進(jìn)行再編碼。用MC145026進(jìn)行編碼?！?”編碼輸出兩個寬脈沖，”0”對照74LS147的真值表，可知其為低電平有效。當(dāng)開關(guān)開關(guān)合上時，對應(yīng)編碼輸入0，編碼輸出為低電平有效，故開關(guān)（1－7）對應(yīng)連接到編碼輸入端（1－7）。調(diào)制模塊，運用NE555將頻率調(diào)制到38KHz發(fā)送，需要選擇NE555的外圍電阻的阻值。在該課題中NE555主要是用于產(chǎn)生一個載頻信號，來調(diào)制經(jīng)MC145026編碼出來的串行信號。2.2紅外接收機設(shè)計方案圖2紅外接收機設(shè)計方案圖直接使用CX20106紅外線接收專用集成芯片進(jìn)行紅外的接受放大和解調(diào)。CX20106由前置放大器、限幅放大器、帶通濾波器、檢波器、積分器及整形電路構(gòu)成。其中的電平自動控制電路ＡＢＬＣ可以保證在輸入弱信號時前置放大器有較高增益，在輸入強信號時前置放大器不會過載，可以保證在一定遙控距離（約１０m）內(nèi)工作可靠。其內(nèi)部設(shè)置的濾波器中心頻率f0由其５腳外接電阻調(diào)節(jié)，范圍可從３０KHz－６０KHz。其接入電路圖如下：圖3CX20106接入電路2.3解碼及數(shù)碼管顯示方案采用兩片MC145027對接收信號進(jìn)行解碼，兩路解碼輸出分別控制1~7號LED燈和數(shù)碼管及八號燈。采用74LS138進(jìn)行3-8譯碼，譯碼輸出送給1~7號LED燈。另一路采用三個三極管調(diào)節(jié)通過八號LED燈的電路從而控制其亮度。方案圖如下：圖4圖5三極管的接法如下圖：圖6三極管接入電路圖三、系統(tǒng)整體設(shè)計3.1發(fā)射機電路3.1.1編碼模塊圖7編碼電路3.1.2調(diào)制發(fā)送模塊圖8調(diào)制發(fā)送電路圖3.2接收機電路3.2.1放大解調(diào)模塊圖9調(diào)制模塊3.2.2解碼接收電路圖10解碼接收模塊四、測試方法、調(diào)試4.1NE555頻率測試斷開MC145026的輸入，用示波器測量NE555的Dout管腳的波形，觀察到穩(wěn)定的方波波形，頻率在38KHz左右，占空比為1:7。這時在接收端的收到的紅外信號經(jīng)過解調(diào)后放大倍數(shù)最高，接受效果最好。4.2有線連接測試編碼譯碼的正確性斷開CX20106的輸入將MC145026的輸出和MC145027的輸入用導(dǎo)線連接。測試控制的結(jié)果，確定在有線情況下系統(tǒng)正常運行。4.3測試紅外發(fā)送和接受端的波形接上紅外收發(fā)部分，測量CX20106的輸出的波形，觀察信號放大的情況，同時觀察MC145027的接受管腳和MC145026的輸出管腳信號是不是一致。4.4測試紅外收發(fā)的距離將系統(tǒng)調(diào)到正常工作的狀態(tài)，然后逐漸增大收發(fā)模塊之間的距離，一直到無法接受為止，測出最大距離。五、功能實現(xiàn)與結(jié)果分析（1）LED開關(guān)狀態(tài)與開關(guān)控制一一對應(yīng)（2）小燈泡亮度等級與開關(guān)控制一致，數(shù)碼顯示亮度與開關(guān)控制一致。（3）采用FSK調(diào)制方式（4）傳輸距離基本滿足要求。六、實驗遇到的問題及實驗總結(jié) 從6月18號接到課程題目到28號驗收完成，這段時間基本上每天待在實驗室，早上八點半到晚上八點。首先確定設(shè)計方案，然后給出電路圖，接著便是搭電路。兩天時間把電路圖設(shè)計出來了，搭電路也不費什么功夫，不出兩天就搭完了。只是在測試的時候無法達(dá)到預(yù)期的結(jié)果。接下來便是NE555的頻率的調(diào)節(jié)，要使頻率達(dá)到38KHz，由于計算和實際電路有一定誤差，所以就只好找一些相近的電阻放到電路中一個個的測出頻率，最后當(dāng)電阻分別為13K和10k時剛好頻率38KHz。反復(fù)檢查電路，一遍一遍。用萬用表、示波器逐點測試電路的狀態(tài)。修改后，燈能夠順次令滅了，數(shù)碼管也能夠正常顯示八級亮度了。找劉老師驗收。老師說我的電路有問題，不能實現(xiàn)優(yōu)先編碼。讓我重新修改電路。這個過程真的很痛苦，因為我只要改動一處，其他地方都會受到影響。原本都看到希望了，現(xiàn)在又要改。我稍改動了幾個接線，燈也不亮了，數(shù)碼管顯示也不正確了。一遍一遍去分析，最后我把兩路MC145027的輸出分別經(jīng)過反向器，并修改撥碼開關(guān)與74LS147的接入管腳，包括數(shù)碼管的輸入管腳，終于可以實現(xiàn)優(yōu)先編碼了，圓滿的完成了題目的要求。此次實驗收獲了很多有關(guān)模塊的東西，相信會對我以后的學(xué)習(xí)有很大幫助。非常感謝劉雯老師的悉心教導(dǎo)，謝謝！

附錄：元器件清單撥碼開關(guān)： 1個74LS147: 1個MC145026: 1個NE555: