紅外遙控器論文_畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書.doc

黃河科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 第22 頁(yè) 緒 論1.1 課題背景及目的遙控技術(shù)發(fā)展只有幾十年的歷史：本世紀(jì)20年代，才剛剛出現(xiàn)無(wú)線電遙控的雛形。那時(shí)，人們?cè)噲D將遙控技術(shù)應(yīng)用于無(wú)人駕駛飛機(jī)和艦船上，但由于技術(shù)不夠完善而未能成功。二次世界大戰(zhàn)以后，遙控技術(shù)發(fā)展迅速，并逐漸在軍事、國(guó)防、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)以及科學(xué)技術(shù)等方面得到廣泛的應(yīng)用。到現(xiàn)今，隨著電子技術(shù)的飛速發(fā)展，新型大規(guī)模遙控集成電路的不斷出現(xiàn)，使得遙控技術(shù)有了日新月異的發(fā)展。遙控裝置的中心控制部件已從早期的分立元件逐步發(fā)展到集成電路、大規(guī)模集成電路、超大規(guī)模集成電路，智能化程度大大提高。近年來(lái)，遙控技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)、家用電器、安全保衛(wèi)以及人們的日常生活中使用越來(lái)越廣泛。在無(wú)線遙控領(lǐng)域，目前常用的遙控方式主要有超聲波遙控、紅外線遙控、無(wú)線電遙控等。由于紅外遙控的設(shè)計(jì)制作簡(jiǎn)單方便，易于操作，因而成為遙控的主要方式，在國(guó)防、軍事、生產(chǎn)、建設(shè)和日常生活中有極廣泛的應(yīng)用。為此，在前人研究的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)出了一種紅外遙控多通道控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法。研究表明，采用該方法設(shè)計(jì)的紅外遙控控制系統(tǒng)控制方便，適用于含有較多受控電器的場(chǎng)合，可實(shí)現(xiàn)多路多功能控制。紅外通信以紅外線作為通信載體，通過紅外線在空中的傳播來(lái)傳輸數(shù)據(jù)，它由紅外發(fā)射器和紅外接收器來(lái)完成。在發(fā)射端，發(fā)送的數(shù)字信號(hào)經(jīng)過適當(dāng)?shù)恼{(diào)制編碼后，送入電光變換電路，經(jīng)紅外發(fā)射管轉(zhuǎn)變?yōu)榧t外光脈沖發(fā)射到空中；在接收端，紅外接收器對(duì)接收到的紅外光脈沖進(jìn)行光電變換，解調(diào)譯碼后恢復(fù)出原信號(hào)。紅外通信作為一種數(shù)據(jù)傳輸手段，可以在很多場(chǎng)合應(yīng)用，如家電產(chǎn)品、娛樂設(shè)施的紅外遙控，水、電、煤氣耗能計(jì)量的自動(dòng)抄表等。紅外通信有著成本低廉、連接方便、簡(jiǎn)單易用和結(jié)構(gòu)緊湊的特點(diǎn)，因此在小型的移動(dòng)設(shè)備中獲得了廣泛的應(yīng)用。通過紅外接口，各類移動(dòng)設(shè)備可以自由進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。紅外接口是目前在世界范圍內(nèi)被廣泛使用的一種無(wú)線連接技術(shù)，被眾多的硬件和軟件平臺(tái)所支持；通過數(shù)據(jù)電脈沖和紅外光脈沖之間的相互轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)無(wú)線的數(shù)據(jù)收發(fā)。1.2 國(guó)內(nèi)外研究狀況自從1800年英國(guó)天文學(xué)家fw赫歇爾發(fā)現(xiàn)紅外輻射至今，紅外技術(shù)的發(fā)展經(jīng)歷了將近兩個(gè)世紀(jì)。從那時(shí)開始，紅外輻射和紅外元件、部件的科學(xué)研究逐步發(fā)展，但發(fā)展比較緩慢，直到1940年前后才真正出現(xiàn)現(xiàn)代的紅外技術(shù)。當(dāng)時(shí)，德國(guó)研制成硫化鉛和幾種紅外透射材料，利用這些元、部件制成一些軍用紅外系統(tǒng)，如高射炮用導(dǎo)向儀、海岸用船舶偵察儀、船舶探測(cè)和跟蹤系統(tǒng)，機(jī)載轟炸機(jī)探測(cè)儀和火控系統(tǒng)等等。其中有些達(dá)到實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)階段，有些已小批量生產(chǎn)，但都未來(lái)得及實(shí)際使用。此后，美國(guó)、英國(guó)、前蘇聯(lián)等國(guó)競(jìng)相發(fā)展。特別是美國(guó)，大力研究紅外技術(shù)在軍事方面的應(yīng)用。目前，美國(guó)將紅外技術(shù)應(yīng)用于單兵裝備、裝甲車輛、航空和航天的偵察監(jiān)視、預(yù)警、跟蹤以及武器制導(dǎo)等各個(gè)領(lǐng)域。紅外技術(shù)發(fā)展的先導(dǎo)是紅外探測(cè)器的發(fā)展。1800年，fw赫歇爾發(fā)現(xiàn)紅外輻射時(shí)使用的是水銀溫度計(jì)，這是最原始的熱敏型紅外探測(cè)器。1830年以后，相繼研制出溫差電偶的熱敏探測(cè)器、測(cè)輻射熱計(jì)等。在1940年以前，研制成的紅外探測(cè)器主要是熱敏型探測(cè)器。19世紀(jì)，科學(xué)家們使用熱敏型紅外探測(cè)器，認(rèn)識(shí)了紅外輻射的特性及其規(guī)律，證明了紅外線與可見光具有相同的物理性質(zhì)，遵守相同的規(guī)律。它們都是電磁波之一，具有波動(dòng)性，其傳播速度都是光速、波長(zhǎng)是它們的特征參數(shù)并可以測(cè)量。20世紀(jì)初開始，測(cè)量了大量的有機(jī)物質(zhì)和無(wú)機(jī)物質(zhì)的吸收、發(fā)射和反射光譜，證明了紅外技術(shù)在物質(zhì)分析中的價(jià)值。30年代，首次出現(xiàn)紅外光譜代，以后，它發(fā)展成在物質(zhì)分析中不可缺少的儀器。40年代初，光電型紅外探測(cè)器問世，以硫化鉛紅外探測(cè)器為代表的這類探測(cè)器，其性能優(yōu)良、結(jié)構(gòu)牢靠。50年代，半導(dǎo)體物理學(xué)的迅速發(fā)展，使光電型紅外探測(cè)器得到新的推動(dòng)。到60年初期，對(duì)于13、35和813微米三個(gè)重要的大氣窗口都有了性能優(yōu)良的紅外探測(cè)器。在同一時(shí)期內(nèi)，固體物理、光學(xué)、電子學(xué)、精密機(jī)械和微型致冷器等方面的發(fā)展，使紅外技術(shù)在軍、民兩用方面都得到了廣泛的應(yīng)用。1.3 課題研究方法該紅外通信的多路控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是通過555定時(shí)器及其所組電路將遙控信號(hào)調(diào)制為方波，然后將已調(diào)波放大，驅(qū)動(dòng)紅外發(fā)光二極管發(fā)光，就可以得到遙控發(fā)射信號(hào)。調(diào)制可用一個(gè)或門實(shí)現(xiàn)。該電路中555和r3、r17、c6（以一路控制為例介紹）組成無(wú)穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器，振蕩頻率f=1.44/（r3+r17）c6，頻率范圍為1khz20khz，可通過調(diào)節(jié)r17來(lái)選定。通過接收譯碼電路由紅外接收放大器、音頻譯碼電路和聲控執(zhí)行電路組成。在收到紅外光脈沖后，接收管d3的兩極間電阻作與頻率相應(yīng)的變化，由光信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，經(jīng)vt1和4放大。譯碼器采用鎖相環(huán)譯碼集成塊lm567，他要求可靠解碼時(shí)的輸入信號(hào)不小于25mv，因?yàn)榻邮盏降墓怆娦盘?hào)隨距離的加大減弱，故中間加了一級(jí)高增益功效lm386。調(diào)節(jié)發(fā)射器的r17，使收、發(fā)的中心頻率一致時(shí)lm567的8腳的由高電平轉(zhuǎn)呈低電平5經(jīng)微分加至u4。u4接成雙穩(wěn)態(tài)模式，受負(fù)脈沖觸發(fā)，狀態(tài)就翻轉(zhuǎn)一次，輸出呈低電平，vt2導(dǎo)通，led發(fā)光。實(shí)現(xiàn)紅外遙控。1.4 論文構(gòu)成及研究?jī)?nèi)容論文將闡述紅外通信的多路控制的原理圖及其工作原理，介紹電路各組成部分的原理、性能及工作狀態(tài)，詳細(xì)介紹發(fā)光二極管、555芯片、lm386、lm567的器件性能、參數(shù)及其工作原理、綜合分析電路的工作過程。2 紅外收發(fā)電路的組成及其部分的功能在實(shí)際學(xué)習(xí)工作中，能夠?qū)崿F(xiàn)上述設(shè)計(jì)任務(wù)要求設(shè)計(jì)成基于紅外通信的多路控制系統(tǒng)的的電路形式或方案很多，我們根據(jù)紅外通信對(duì)頻率的要求較低這一特性選用數(shù)字電路來(lái)實(shí)現(xiàn)這一課題。紅外通信的多路控制系統(tǒng)的電路主要由電源電路，編碼及發(fā)送電路，接收及譯碼電路，顯示電路四大部分組成：電源電路：12v，輸出最大電流1a直流電源。編碼及發(fā)射電路接收及譯碼電路顯示電路2.1 通信系統(tǒng)組成其基本流程如圖2.1所示通用紅外遙控系統(tǒng)由發(fā)射電路和接受電路兩大部分組成，應(yīng)用專用集成電路來(lái)進(jìn)行控制操作，發(fā)射部分包括編碼調(diào)制、led紅外發(fā)送器；接收部分包括光電轉(zhuǎn)換放大器、解調(diào)、譯碼電路。 圖2.1 通信系統(tǒng)框架圖2.2 電源電路設(shè)計(jì)電源的設(shè)計(jì)原理如圖2.2所示（1）電源變壓器：將220v,50hz的交流電壓轉(zhuǎn)換成12v整流電路（2）濾波電路：利用電感和電容的阻抗特性，將整流后的單向脈動(dòng)電流中的交流分量濾去，是單向脈動(dòng)電流變換成平滑的直流電1。（3）穩(wěn)壓電路：當(dāng)電網(wǎng)電壓波動(dòng)或負(fù)載的變動(dòng)會(huì)導(dǎo)致負(fù)載上得到的直流電不穩(wěn)定，影響電子設(shè)備的性能，用穩(wěn)壓管，即采用一些負(fù)反饋方式的穩(wěn)壓電路，使之自動(dòng)調(diào)節(jié)不穩(wěn)定因素，從而得到穩(wěn)定電壓本圖中二極管的作用是：放電使lm系列兩端的電壓差穩(wěn)定（約0.5-0.7v），小電容的作用是防止自激振蕩2，后面的電容有存儲(chǔ)能的作用12v 圖2.2直流穩(wěn)壓電源的組成框圖電源的發(fā)光二極管是指示燈，供電部分輸入220v、50hz的交流電，輸出電壓+12v，供給整個(gè)電路電源，電流最大為1a； lm7815和lm7805負(fù)載重，功率大，加裝了散熱片，lm7915則不需要散熱片，這樣在保證了性能的同時(shí)也降低了成本，對(duì)于電容的選擇要考慮lm7815 、lm7805 和lm7915最小允許電壓降ud,電網(wǎng)的波動(dòng)。參數(shù)計(jì)算：（1）允許紋波峰峰值t=18*1.414(1-10%)-0.7-ud-15=4.9vc=i*t/u=1430f選取濾波電容c=2200/30f（2）+5v電源允許的最大紋波峰峰值t（max）=9*1.414(1-10%)-1.4-2.3-5=6.76v c=i*t/u=3600f選取濾波電容c=4700/16f圖中r19取220，r20取680主要用來(lái)調(diào)整輸出電壓。輸出電壓uouxx(1+r20/r19)，該電路可在512v穩(wěn)壓范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)輸出電壓連續(xù)可調(diào)。由該電路實(shí)踐證明：（1）r1為固定電阻值，改變電阻r20的阻值就可獲得連續(xù)可調(diào)的輸出電壓，輸出電壓uo近似值等于uxx(1+r20/r19)。（2）最高輸出電壓受穩(wěn)壓器最大輸入電壓及最小輸入輸出壓差的限制，該固定式三端集成穩(wěn)壓集成電路7805最大輸入電壓為35v，輸入輸出差要保持2v以上，因此該電路中由于穩(wěn)壓器的直流輸入電壓為+14v，所以該電路的輸出最大值為+12v。（3）實(shí)驗(yàn)表明，在穩(wěn)壓器的穩(wěn)壓范圍內(nèi)，其穩(wěn)壓精度可達(dá)0.03。電源電路圖如圖2.3所示圖2.3電源部分電路圖2.3 紅外發(fā)射電路由于該電路控制對(duì)象較少，為降低成本，省去了編碼芯片的使用，僅采用控制開關(guān)來(lái)調(diào)節(jié)信號(hào)，實(shí)現(xiàn)信號(hào)編碼的控制。在電路中用遙控脈沖信號(hào)調(diào)制38khz方波，然后將已調(diào)波放大，驅(qū)動(dòng)紅外發(fā)光二極管，就可以得到遙發(fā)射信號(hào)。調(diào)制可用一個(gè)或門實(shí)現(xiàn)。有些遙控器的載頻可能是40khz，只須稍微加大發(fā)射功率仍然可用38khz載頻使其接收電路動(dòng)作。該電路中555和r3、r4、r17、c5（謹(jǐn)以一路為例介紹）組成無(wú)穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器3，振蕩頻率f=1.44/（r3+r17）c5，圖示參數(shù)給出的頻率范圍為37khz39khz，可通過調(diào)節(jié)r18來(lái)選定。只要按下an開關(guān)，則發(fā)出一串紅外光脈沖波。r4是保護(hù)紅外發(fā)光管的限流電阻。電路如圖2.4所示圖2.4紅外發(fā)射電路2.4 紅外接收電路接收譯碼電路由紅外接收放大器、譯碼電路和執(zhí)行電路組成。接收紅外二極管應(yīng)采用與紅外發(fā)射管配對(duì)的管，在收到紅外光脈沖后，接收管d3的兩極間電阻作與頻率相應(yīng)的變化，由光信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，經(jīng)vt1和u4放大。音頻譯碼器采用鎖相環(huán)音頻譯碼集成塊lm567，他要求可靠解碼時(shí)的輸入信號(hào)不小于25mv，因?yàn)榻邮盏降墓怆娦盘?hào)隨距離的加大減弱，故中間加了一級(jí)高增益功效lm386。lm567的中心頻率由接在5、6腳的r5、c7決定，即f0=1/1.1r5c7。調(diào)節(jié)發(fā)射器的rp，使收、發(fā)的中心頻率一致時(shí)lm567的8腳的由高電平轉(zhuǎn)呈低電平，經(jīng)微分加至u5。u5接成雙穩(wěn)態(tài)模式，受負(fù)脈沖觸發(fā)，狀態(tài)就翻轉(zhuǎn)一次，輸出呈高電平，vt2導(dǎo)通，led發(fā)光。實(shí)現(xiàn)紅外遙控5。通過改變不同的開關(guān)的狀態(tài)，同理實(shí)現(xiàn)多路控制。電路如圖2.5所示 圖2.5 紅外接收電路2.5 二極管材料及其性能參數(shù)發(fā)射部分主要元件是紅外發(fā)光二極管5。它實(shí)際上是種特殊的發(fā)光二極管6，由于其內(nèi)部材料不同于普通發(fā)光二極管，因而在其兩端施加一定電壓時(shí)，他發(fā)出的是紅外線而不是可見光。目前大量使用的紅外發(fā)光二極管發(fā)出的紅外線波長(zhǎng)為940nm左右，外形與普通發(fā)光二極管相同，只是顏色不同，如圖2.6所示紅 圖2.6 發(fā)光二極管發(fā)光二極管一般有黑色，深藍(lán)，透明三種顏色。常用的發(fā)光二極管ph303的性能參數(shù)見表2.1所示表2.1發(fā)光二極管ph303的性能參數(shù)最大反相電壓5v持續(xù)工作電流15ma工作電壓1.3v典型，1.7最大輻射功率輸出1315mw峰值波長(zhǎng)950nm判斷紅外發(fā)光二極管好壞的方法與普通二極管一樣：用萬(wàn)用表電阻檔量一下紅外發(fā)光二極管的正、負(fù)向電阻即可。紅外發(fā)光二極管的發(fā)光效率要用專門的儀器才能精確測(cè)定。接收部分的紅外接受管是一種光敏二極管，如圖2.3所示圖2.7 紅外接收二極管在實(shí)際應(yīng)用中要給紅外接受二極管加反向電壓（e極接負(fù)，極接正）它才能正常工作，亦即紅外接收二極管在電路中應(yīng)用時(shí)是反向運(yùn)用，這樣才能獲得較高的靈敏度5。紅外接收二極管一般有圓形和方形兩種。其性能見表2.2所示表2.2 紅外接收二極管ph303的性能參數(shù)vced（最大、e間電壓）70vvbed（最大極電壓）5vic50ma功率消耗150mw最佳工作波長(zhǎng)850nm光譜帶寬620980nm工作溫度-200+5002.6 紅外發(fā)光二極管發(fā)光及其控制方式使用紅外發(fā)光二極管獲得近紅外線是相當(dāng)簡(jiǎn)單的。紅外發(fā)光二極管是一種pn結(jié)構(gòu)成的注入電流型發(fā)光器件，再加上合適的正向偏置電壓后，就可以發(fā)出一定波長(zhǎng)的紅外光。除支流電流驅(qū)動(dòng)方式外，發(fā)光二極管還有交流驅(qū)動(dòng)方式脈動(dòng)電流驅(qū)動(dòng)方式等。交流電流驅(qū)動(dòng)方式主要用于紅外測(cè)量、檢測(cè)及較簡(jiǎn)單的紅外光通信電路中。對(duì)紅外通信（包括紅外激光通信)來(lái)說(shuō)，調(diào)制頻率、調(diào)制帶寬是重要的通信指標(biāo)。在紅外控制系統(tǒng)中，對(duì)紅外發(fā)光二極管一般不采用恒定支流驅(qū)動(dòng)方式，即平均發(fā)射方式，而采用，脈動(dòng)電流驅(qū)動(dòng)方式，即脈沖式紅外發(fā)射方式。平均發(fā)射方式是指通過啟動(dòng)支流供電電源直接驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管發(fā)出恒定的紅外光。紅外發(fā)光二極管的功率一般較?。ù蠖夹∮?00mw）,而平均發(fā)射方式的功耗較大，而且抗告饒能力較差。為了提高紅外控制系統(tǒng)的作用距離，而又不使紅外發(fā)射管過載，一般不采用平均發(fā)射方式，而采用脈沖發(fā)射方式或調(diào)制載波或調(diào)制載波脈沖發(fā)射方式。紅外控制系統(tǒng)的有效作用距離取決于發(fā)射二極管輻射的峰值功率，而峰值功率是由饋給二極管的電流峰值功率決定的。峰值功率越大，驅(qū)動(dòng)電流的平均值越小而發(fā)光效率也越高。脈沖發(fā)射方式或調(diào)制載波脈沖發(fā)射方式可以使紅外發(fā)射管的平均功率減小，提高系統(tǒng)的有效距離，且大大提高紅外遙控控制系統(tǒng)的抗干擾能力。接收部分的紅外接收管是一種光敏二極管。在實(shí)際應(yīng)用中要給紅外接收二極管加反向偏壓，它才能正常工作，亦即紅外接收二極管在電路中應(yīng)用時(shí)是反向運(yùn)用，這樣才能獲得較高的靈敏度。紅外發(fā)光二極管一般有圓形和方形兩種。由于紅外發(fā)光二極管的發(fā)射功率一般都較?。?00mw左右），所以紅外接收二極管接收到的信號(hào)比較微弱，因此就要增加高增益放大電路。前些年常用pc1373h12、cx20106a12等紅外接收專用放大集成電路。最近幾年不論是業(yè)余制作還是正式產(chǎn)品，大多都采用成品紅外接收頭。成品紅外接收頭的封裝大致有兩種：一種采用鐵皮屏蔽；一種是塑料封裝。均有三只引腳，即電源正（vdd）、電源負(fù)（gnd）和數(shù)據(jù)輸出（vo或out）。紅外接收頭的引腳排列因型號(hào)不同而不盡相同，可參考廠家的使用說(shuō)明。成品紅外接收頭的優(yōu)點(diǎn)是不需要復(fù)雜的調(diào)試和外殼屏蔽，使用起來(lái)如同一只三極管，非常方便。但在使用時(shí)注意成品紅外接收頭的載波頻率。紅外遙控常用的載波頻率為38khz這是由發(fā)射端所使用的455khz晶振來(lái)決定的。在發(fā)射端要對(duì)晶振進(jìn)行整數(shù)分頻分頻系數(shù)一般取12，所以455khz1237.9khz38khz。也有一些遙控系統(tǒng)采用36 khz、40 khz、56 khz等，一般由發(fā)射端晶振的振蕩頻率來(lái)決定。紅外遙控的特點(diǎn)是不影響周邊環(huán)境的、不干擾其他電器設(shè)備。由于其無(wú)法穿透墻壁，故不同房間的家用電器可使用通用的遙控器而不會(huì)產(chǎn)生相互干擾；電路調(diào)試簡(jiǎn)單，只要按給定電路連接無(wú)誤，一般不需任何調(diào)試即可投入工作；編解碼容易，可進(jìn)行多路遙控。由于各生產(chǎn)廠家生產(chǎn)了大量紅外遙控專用集成電路，需要時(shí)按圖索驥即可。因此，現(xiàn)在紅外遙控在加用電器、室內(nèi)近距離（小于8米）遙控中得到了廣泛的應(yīng)用。2.7 555集成電路內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖555集成電路內(nèi)部結(jié)構(gòu)8如圖2.8所示圖2.8 555集成電路內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖555集成電路開始是定時(shí)器應(yīng)用的，所以叫做555定時(shí)器或555時(shí)基電路。但后來(lái)經(jīng)過開發(fā)，他除了做時(shí)延時(shí)控外，還可用于調(diào)光、調(diào)溫、調(diào)壓、調(diào)速等多種控制劑量檢測(cè)，此外，還可以組成脈沖振蕩好、單穩(wěn)、雙穩(wěn)和脈沖調(diào)制電路，用于交流信號(hào)、電源變、頻率變換、脈沖調(diào)制等。由于它工作可靠、使用方便、價(jià)格低廉目前被廣泛用于電子產(chǎn)品中，555集成電路內(nèi)部有幾十個(gè)元器件，有分壓器、比較器、基本r-s觸發(fā)器、放電管以及緩沖器等，電路比較復(fù)雜，是模擬電路和數(shù)字電路混合體。555集成電路是8腳封裝，雙列直插型，如圖2.9（a）所示，按輸入輸出排列可看成如圖2.9（b）所示。其中6腳稱閾值端（th），是上比較器的輸入；2腳稱觸發(fā)端（ir），是下比較器的輸入端；3腳是輸出端（v。），它有0 和1兩種狀態(tài)，由輸入端所加的電平?jīng)Q定；7腳是放電端（dis），它是內(nèi)部放電管的輸出，有懸空和接地兩種狀態(tài)，也是由輸入端的狀態(tài)決定；4腳是復(fù)位端（mr），加上低電平時(shí)可使輸出為低電平；5腳是控制電壓端（vc），可用它改變上下觸發(fā)電平值；8腳是電源端，1腳是地端。 圖2.9(a) 555集成電路 2.9(b) 555集成電路555基本電路如圖2.10所示圖2.10 ne555基本電路對(duì)于上圖，要求我們自己確定參數(shù)r1、r2和c1.計(jì)算時(shí)有輸出高電平時(shí)間為 t1 = 0.693 (r1 +r2) c1 輸出低電平的時(shí)間是 t2 = 0.693 (r2) c1 所以周期為 t = t1 + t2 = 0.693 (r1 + 2r2) c1 頻率有 占空比為t1/(t1+t2)從上面的公式中帶入38k的頻率就能確定各個(gè)參數(shù)，為此我們?nèi)1為0.01uf，r1為560，r2取2k的電位器，這是為了排除電阻和電容的制作時(shí)的阻差和容差，為此我們可以精確地調(diào)到38k。2.8 lm386電路結(jié)構(gòu)及其引腳功能 lm386芯片7如圖圖2.11 lm386芯片電路lm386的外形和引腳的排列如圖所示。引腳2為反相輸入端，3為同相輸入端；引腳5為輸出端；引腳6和4分別為電源和地；引腳1和8為電壓增益設(shè)定端；使用時(shí)在引腳7和地之間接旁路電容，通常取10f。2.9 lm567電路及其功能lm567芯片電路9如圖2.12所示 圖2.12 lm567芯片電路圖lm567是一片鎖相環(huán)電路，采用8腳雙列直插塑封。其、腳外接的電阻和電容決定了內(nèi)部壓控振蕩器的中心頻率f2，f21/1.1rc。其、腳通常分別通過一電容器接地，形成輸出濾波網(wǎng)絡(luò)和環(huán)路單級(jí)低通濾波網(wǎng)絡(luò)。腳所接電容決定鎖相環(huán)路的捕捉帶寬：電容值越大，環(huán)路帶寬越窄。腳所接電容的容量應(yīng)至少是腳電容的2倍。腳是輸入端，要求輸入信號(hào)25mv。腳是邏輯輸出端，其內(nèi)部是一個(gè)集電極開路的三極管，允許最大灌電流為100ma。lm567的工作電壓為4.759v，工作頻率從直流到500khz，靜態(tài)工作電流約8ma。lm567的內(nèi)部電路及詳細(xì)工作過程非常復(fù)雜，這里僅將其基本功能概述如下：當(dāng)lm567的腳輸入幅度25mv、頻率在其帶寬內(nèi)的信號(hào)時(shí)，腳由高電平變成低電平，腳輸出經(jīng)頻率/電壓變換的調(diào)制信號(hào)；如果在器件的腳輸入音頻信號(hào)，則在腳輸出受腳輸入調(diào)制信號(hào)調(diào)制的調(diào)頻方波信號(hào)。在圖4的電路中我們僅利用了lm567接收到相同頻率的載波信號(hào)后腳電壓由高變低這一特性，來(lái)形成對(duì)控制對(duì)象的控制。3 紅外通信的多路控制的系統(tǒng)工作原理及電路3.1 電路及其工作原理該電路中發(fā)射電路由發(fā)射部分包括編碼調(diào)制、led紅外發(fā)送器組成，通過調(diào)節(jié)開關(guān)的狀態(tài)來(lái)獲得控制信號(hào)。將遙控脈沖信號(hào)調(diào)制38khz方波，然后將已調(diào)波放大，驅(qū)動(dòng)紅外發(fā)光二極管，就可以得到遙發(fā)射信號(hào)。對(duì)于信號(hào)的調(diào)制可用一個(gè)或門實(shí)現(xiàn)。遙控器的載頻是40khz，只須稍微加大發(fā)射功率仍然可用38khz載頻使其接收電路動(dòng)作。該電路中555和r3、r18、c5（謹(jǐn)以一路為例介紹）組成無(wú)穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器11，振蕩頻率f=1.44/（r3+ r18）c5，參數(shù)給出的頻率范圍為37khz39khz，可通過調(diào)節(jié)r18來(lái)選定。只要按下an開關(guān)，則發(fā)出一串紅外光脈沖波，通過發(fā)光二極管d2來(lái)發(fā)出。r4是保護(hù)紅外發(fā)光管的限流電阻，該電路實(shí)現(xiàn)紅外信號(hào)的發(fā)射。接收譯碼電路由紅外接收放大器、音頻譯碼電路和聲控執(zhí)行電路組成。接收紅外二極管應(yīng)采用與紅外發(fā)射管配對(duì)的管，在收到紅外光脈沖后，接收管d3的兩極間電阻作與頻率相應(yīng)的變化，由光信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，經(jīng)vt1和u4放大。音頻譯碼器采用鎖相環(huán)音頻譯碼集成塊lm567，他要求可靠解碼時(shí)的輸入信號(hào)不小于25mv，因?yàn)榻邮盏降墓怆娦盘?hào)隨距離的加大減弱，故中間加了一級(jí)高增益功效lm386。lm567的中心頻率由接在5、6腳的r5、c7決定，即f0=1/1.1r5c7。調(diào)節(jié)發(fā)射器的rp，使收、發(fā)的中心頻率一致時(shí)lm567的8腳的由高電平轉(zhuǎn)呈低電平，經(jīng)微分加至u5。u5接成雙穩(wěn)態(tài)模式，受負(fù)脈沖觸發(fā)，狀態(tài)就翻轉(zhuǎn)一次，輸出呈高電平，vt2導(dǎo)通，led發(fā)光。實(shí)現(xiàn)紅外遙控。該換不同的開關(guān)按鍵，實(shí)現(xiàn)不同路的控制，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)多路控制。其電路圖如圖3.1所示圖3.1 紅外通信的多路控制的系統(tǒng)電路圖3.2 電路元器件選擇上述電路設(shè)計(jì)均為理想狀態(tài)，在元器件選擇方面，紅外通信的多路控制為555定時(shí)器控制信號(hào)，用一個(gè)或門實(shí)現(xiàn)。該電路中集成塊555和r3、r18、c5組成無(wú)穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器（同理可實(shí)現(xiàn)另一路的組成電路），要求振蕩頻率f=1.44/（r3+ r18）c5，頻率范圍為37khz39kh。用鎖相環(huán)譯碼集成塊lm567，他要求可靠解碼時(shí)的輸入信號(hào)不小于25mv，因?yàn)榻邮盏降墓怆娦盘?hào)隨距離的加大減弱，故中間加了一級(jí)高增益功效lm386。調(diào)節(jié)發(fā)射器的r18，使收、發(fā)的中心頻率一致，實(shí)現(xiàn)紅外控制。4 實(shí)物制作電路設(shè)計(jì)為紅外通信的多路控制系統(tǒng)的電路，印制電路板采用環(huán)氧基質(zhì)單面銅箔板制作，實(shí)際尺寸約為160mm80mm。制作電路板時(shí)，在面板適當(dāng)位置處開孔固定安裝電位器rp及其an開關(guān)。電路中，有555定時(shí)器組成的定時(shí)電路工作確定，該電路中555和r3、r18、c5（其中一路，同理可實(shí)現(xiàn)另一路）組成無(wú)穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器如下圖所示，振蕩頻率f=1.44/（r2+r18）c5，圖示參數(shù)給出的頻率范圍為37khz39khz，可通過調(diào)節(jié)r18來(lái)選定。譯碼集成塊lm567，他要求可靠解碼時(shí)的輸入信號(hào)不小于25mv，因?yàn)榻邮盏降墓怆娦盘?hào)隨距離的加大減弱，故中間加了一級(jí)高增益功效lm386。操作焊接好的電路板經(jīng)檢查元誤后，裝入體積合適的絕緣密閉小盒內(nèi)，以免使用時(shí)由于不慎而發(fā)生觸電事故。結(jié) 論本文主要闡述了紅外遙控器的發(fā)展和現(xiàn)狀，著重介紹了紅外遙控器的概況，簡(jiǎn)單敘述了紅外遙控器的組成、特點(diǎn)及工作原理，對(duì)紅外裝置有了大體范圍的一個(gè)認(rèn)識(shí)，并熟悉了紅外工作的大致流程。以上是我總體的設(shè)計(jì)構(gòu)想，實(shí)際操作起來(lái)肯定會(huì)有很多問題。輸入電壓與單向可控硅之間可能出現(xiàn)的問題，發(fā)光二極管實(shí)際發(fā)出的光和理想中的差距等等，需要不斷的改善設(shè)計(jì)來(lái)完善。各個(gè)參數(shù)的理論值與實(shí)際如何平衡，電路優(yōu)化等等問題都要在設(shè)計(jì)具體問題具體分析，我還要進(jìn)一步仔細(xì)認(rèn)真的學(xué)習(xí)，爭(zhēng)取在老師的指點(diǎn)下在日?qǐng)A滿完成此次任務(wù)。致 謝畢業(yè)設(shè)計(jì)的三個(gè)月是自己人生階段中很難忘的一段經(jīng)歷，從設(shè)計(jì)之初的無(wú)從下手到設(shè)計(jì)工作的圓滿完成，期間遇到了諸多的問題和困難。但老師的細(xì)心指導(dǎo)和幫助下，通過自己的努力，最終這些問題與困難都得到了圓滿解決。使我可以按時(shí)完成畢業(yè)設(shè)計(jì)并使自己的專業(yè)知識(shí)與綜合能力都得到了相應(yīng)的提高。在畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中，老師在百忙中對(duì)我的畢業(yè)設(shè)計(jì)進(jìn)行了指導(dǎo)。老師首先細(xì)致地為我解題；當(dāng)我迷茫于眾多的資料時(shí)，她又為我提綱挈領(lǐng)、梳理脈絡(luò)，使我確立了本文的框架。感謝老師對(duì)我的