本科畢業(yè)論文：短程無線遙控開關的設計與制作

畢業(yè)設計論文題目： 短程無線遙控開關的設計與制作 學 生 姓 名： 李義 學號：090108031114 學 部 （系）：信息學部（控制科學與技術系）專 業(yè) 年 級： 自動化093 指 導 教 師： 何兆湘 職稱或?qū)W位：副教授2013 年 5月 27日華中科技大學文華學院畢業(yè)設計（論文）目 錄 摘 要II AbstractIII 前 言IV1、電路的設計與研究11.1設計思路1 1.1.1整體思路11.1.2發(fā)射與接收模塊思路11.2電路圖的設計21.2.1電路總體設計和分析21.2.2發(fā)射電路設計31.2.3接收電路設計41.2.4 PCB設計的一些原則42、電路的原理與分析52.1發(fā)射原理52.2接收原理62.3重要元件CD4069、音樂片CL9300的介紹與應用73、電路的實現(xiàn)與測試83.1元器件的選用83.1.1總體選擇83.1.2電阻的選擇93.1.3電容器的選擇93.1.4電感器的選擇93.1.5三極管的選擇103.2實現(xiàn)方案103.3元器件焊接與安裝103.4焊接組裝注意事項113.5電路調(diào)整123.5.1發(fā)射調(diào)整123.5.2接收調(diào)整123.5.3調(diào)試的問題與解決方法133.6成果分析與總結(jié)13 結(jié)束語15 參考文獻16 致 謝17短程無線遙控開關的設計摘 要本文主要設計和研究了短程無線遙控開關的基本原理和實現(xiàn)方式，通過選取無線遙控門鈴這樣一個單獨的普遍的電路例子，來講述短程無線遙控開關是通過怎樣一個電路來工作的，以及它的普遍原理、結(jié)構(gòu)等，并且選用集成電路、編解碼芯片和發(fā)射接收模塊設計并焊接組裝無線遙控音樂門鈴，該設計總體電路簡單、易于制作，且工作穩(wěn)定可靠。關鍵詞：短程無線；遙控開關；集成電路Design of short distance wireless remote control switchAbstract The basic principle of the design and research of the short-range wireless remote control switch and the realization way, through the selection of wireless remote control doorbell so that a single universal circuit examples, to tell the story of the short-range wireless remote control switch is to work through a circuit, as well as its general principle, structure, and with the integrated circuit, coding and decoding the chip and the transmitting and receiving module design and welding assembly wireless remote control doorbell music, the overall circuit of the design is simple, easy manufacture, stable and reliable work.Key Words：Short-range wireless； Remote control switch ；Integrated circuit 前 言隨著科技越來越發(fā)達，信息化的時代需要信息科技的支撐，無線的產(chǎn)品逐漸成為時代的主流并引領著科技的進步與發(fā)展，近距離無線通信技術呈現(xiàn)出良好的發(fā)展勢頭，受到越來越多人的關注，這時成本小、低功耗的短距離無線通信技術就發(fā)揮了它的優(yōu)勢，尤其在傳統(tǒng)無線通信系統(tǒng)難以或者不便于覆蓋到的區(qū)域。短距離無線通信技術可以在近距離范圍內(nèi)實現(xiàn)相互通信或相關操作?，F(xiàn)代遙控技術是普遍地應用于各類家用電器中，如電視機、電燈、電風扇、音響、空調(diào)等，這類應用提高了家用電器的功能和檔次，更重要的事給使用者帶來極大的方便。假設有遙控功能的電燈，使用者不用離開座位，只需要使用手持紅外遙控器就可以進行電燈的點滅，以及對亮度的調(diào)節(jié)。無線遙控開關、遙控插座當今市場及前景是好的，隨著人們生活水平的提高，對生活中的便利要求也越來越高，試想，現(xiàn)在大部分家庭，想要開關什么電器，基本上都得起身走動（除電視機開關以外），如果有一天，大部分電器開關都不用再起身走動，那是何等方便。更何況隨著社會生產(chǎn)力不斷發(fā)展，遙控開關、遙控插座等電器成本下降，那我相信大家都是能接受操作使用方便的遙控開關與插座的。無線遙控的核心是開關電源，開關電源是近年來應用非常廠泛的一種新式電源，它具有體積小、重量輕、耗能低、使用方便等優(yōu)點，在郵電通信、航空航天、儀器儀表、醫(yī)療器械、家用電器等領域應用效果顯著。日前隨著技術發(fā)展，新型多功能開關電源集成控制芯片不斷推向市場，大量的超小型、多功能、模塊化開關電源不斷涌現(xiàn)。開關電源市場與我國各個行業(yè)的發(fā)展有著密切的關系，而重點行業(yè)在我國宏觀經(jīng)濟的拉動下，呈現(xiàn)出平穩(wěn)較快的發(fā)展態(tài)勢。隨著科技的發(fā)展，遙控操作已經(jīng)應用到了很多領域，遙控操作由于其便利性、及時性受到了越來越多的使用。遙控操作的普及，催生了其遙控發(fā)射設備無線遙控器的發(fā)展。很多人對無線遙控器的理解僅僅停留在電視機、DVD等產(chǎn)品所用的紅外遙控器上，其實這是很片面的。遙控開關可使要控制的設備達到電機的正、反轉(zhuǎn)或開關的通、斷轉(zhuǎn)換，以及各種特殊控制程序的要求，輸出方式（非鎖，自鎖，互鎖），與遙控器配套使用可組成一套完整的無線智能型遙控系統(tǒng)，用途十分廣泛。主要應用于多路電動門、窗、起吊設備，工業(yè)控制，安防行業(yè)等領域。具高保密性, 存儲量大, 性能穩(wěn)定、功耗低之特點,使用方便, 無需采用傳統(tǒng)跳線式撥碼開關編碼, 只需將無線遙控器所發(fā)射的無線信號讓該接受控制器接收并存貯，可實現(xiàn)配套使用。無線遙控開關是采用射頻識別(Radio frequency identification )技術，用無線遙控器控制各類燈具，門，窗簾等家居用品的一種新型智能開關，可對室內(nèi)一個或者多個燈具的控制,本產(chǎn)品依據(jù)國際電工慣例，并采用國內(nèi)外最先進的電子線路設計，性能穩(wěn)定可靠。 開關面板符合國家：GB16915.1-1997和GB2099.1-1996標準；產(chǎn)品能通過3C中國國家強制性產(chǎn)品證。IV1.電路的設計與研究1.1 設計思路1.1.1整體思路短程的遙控開關主要包括以下幾個主要部分：觸發(fā)開關，信號發(fā)射端，信號接收端，信號功放電路。無線遙控開關分為機械面板無線遙控開關和觸摸式無線遙控開關兩種。電路部分由無線遙控器，無線接收模塊，無線控制器組成，接收主板部分有需要有無線接收模塊，和無線遙控器配對實現(xiàn)無線數(shù)據(jù)傳輸出功能。接收部分的主板解碼IC必須和遙控器的編碼IC相匹配，如果是學習碼的，遙控和主板上的振蕩電阻也要相匹配才能用。在設計無線控制時，由于無線電信號容易受環(huán)境因素的干擾，在沒有專業(yè)設備的前提下，很難制作成功。另外無線數(shù)據(jù)傳輸和有線不同，傳輸?shù)臄?shù)據(jù)只在短時間內(nèi)是穩(wěn)定的，時間稍長便會受到干擾，因此在對數(shù)據(jù)進行傳輸時必須采用編碼進行傳送。在本電路的設計中，高頻部分選用了專用的發(fā)射和接收模塊，同時數(shù)據(jù)的編碼和解碼也用了硬件完成，因此大大提高了制作的成功率。按下觸發(fā)開關時，會使信號發(fā)射端發(fā)射出一個調(diào)頻信號，通過信號接收端對調(diào)頻信號解調(diào)，經(jīng)過解調(diào)后的信號通過功放電路發(fā)出信號，現(xiàn)在市面上的功放信號普遍的主要是主要是發(fā)出音頻信號，也有光電信號。信號發(fā)射端觸發(fā)開關信號信號信號接收端信號信號功放圖1-1無線開關整體原理框圖1.1.2發(fā)射與接收模塊思路根據(jù)題目要求以及上部分的初步分析，可知短程的無線遙控開關的基本組成，而實際上短程無線遙控開關的應用要很多種類，我們現(xiàn)在以機械面板無線遙控開關中應用比較廣泛的無線遙控門鈴的設計與制作過程為例，我們要具體的通過分析來了解和分析遙控開關的工作原理。而遙控門鈴是一種采用音樂集成電路的電子裝置，它用電省，體積小，組裝容易，是一種很適合自己動手制作的電子裝置。音樂集成電路是一種樂曲發(fā)生器，可以向外發(fā)送固定存儲的樂曲。音樂集成電路又簡稱音樂IC，又叫音樂片。它具有體積小，外接元器件少，價格低、功能全以及使用方便等特點。音樂集成電路內(nèi)部包括振蕩器、節(jié)拍控制器、節(jié)奏發(fā)生器、曲調(diào)存儲器（ROM）、包絡發(fā)生器和前置放大器等單元。此門鈴分兩大模塊，即發(fā)射模塊與接收模塊。在發(fā)射模塊中，開關被按下之后，調(diào)制振蕩電路開始工作，產(chǎn)生的32.768KHz的信號波形輸入到穩(wěn)頻電路中進行穩(wěn)定，接著信號又輸入到高頻振蕩電路中進行調(diào)制，達到約250MHz后，由天線將信號以電磁波的形式發(fā)射到空氣中。而在接收模塊中，天線連接到振蕩接收電路中，信號進入之后，通過解調(diào)電路和信號放大電路、選頻整形電路可以得到較準確的和發(fā)射端按鍵狀態(tài)相同的高低電平信號；接著可以利用此電平觸發(fā)音樂芯片，音樂芯片即可發(fā)出音樂的電平信號，最后將此信號通過推挽功放電路連接揚聲器播放門鈴音樂。觸發(fā)開關調(diào)制振蕩穩(wěn)頻高頻振蕩發(fā)射信號圖1-2發(fā)射端原理框圖振蕩接收電路解調(diào)信號放大選頻整形推挽功放圖1-3接收端原理框圖1.2 電路圖的設計1.2.1電路總體設計和分析（1）信號發(fā)射端運用CD4069芯片，三極管和晶振產(chǎn)生一個特定的調(diào)頻信號及其外圍電路組成信號發(fā)射端。該信號發(fā)射端能夠根據(jù)晶振的篩選頻率產(chǎn)生一個特定的調(diào)頻信號，發(fā)射比較穩(wěn)定，不易受干擾。（2）信號接收端運用基本的三極管和一個晶振及其外圍電路組成信號接收端，在里面加一個晶振后會由信號發(fā)射端的晶振的篩選頻率做出篩選，選出特定的信號頻率，進行放大和輸入下一級的音頻功放電路里面。（3）音頻功放電路運用常用的音樂IC芯片CL9300及功放組成音頻功放電路。對輸入進來的信號產(chǎn)生音樂IC里面所存儲的音樂聲音。1.2.2發(fā)射電路設計發(fā)射器開關按下時，CD4069的反相器1和2及相關元件組成振蕩發(fā)生器，產(chǎn)生32.768KHZ低頻信號。在這個過程中，反相器1的1腳開始為低電平，2腳就是高電平，4腳也為高電平。2腳的高電平經(jīng)R2對晶體X1充電，充電電流經(jīng)R2X1反相器2的4腳到負極。充電時間由X1決定，等效電容為200P。由于X1的充電，X1上的電壓逐漸上升，左正右負，當升至反相器1的翻轉(zhuǎn)電平時，2腳就由原來的高電平轉(zhuǎn)為低電平，4腳也同時轉(zhuǎn)為低電平。X1開始放電，放電通路為R2反相器1的2腳負極。放電后X1上的電位降低，到一定程度時1腳降為低電平了，輸出端又翻轉(zhuǎn)成高電平，再次對X1充電，至此已完成一個充放電過程，即一個振蕩周期，4腳輸出一次低高變化的電平。之后振蕩一直持續(xù)下去，反相器2的4腳就會一直輸出高低不斷變化的電平信號。這個信號的頻率由晶體決定，為32.768kHz。反相器1和反相器2用于產(chǎn)生振蕩信號，反相器3-6并聯(lián)使用，構(gòu)成輸出控制，能提供20-30mA的電流。反相器3-6的輸出端接在發(fā)射管Q1的發(fā)射極對Q1進行調(diào)幅，向外發(fā)射電磁波信號。 Q1、L1、C3和6P電容組成高頻振蕩器，振蕩頻率由印刷電感L1和C3及三極管的集電結(jié)電容決定，一般為200-270MHz。Q1的發(fā)射極如果直接接在負極時就能產(chǎn)生等幅高頻波，再接在反相器的輸出端就使輸出受32.768KHz振蕩信號調(diào)制，通過印刷電感發(fā)射信號，按鍵每按一次就發(fā)射一次。圖1-4發(fā)射電路設計圖1.2.3接收電路設計本機接收器如圖所示，圖中，Q3、L2、C4、C16為超再生振蕩接收器，L2為繞制電感。當L2的振蕩頻率與發(fā)射端相同時發(fā)生諧振，Q3的超再生信號就受發(fā)射端的調(diào)幅信號控制，L1為扼流電感，阻止高頻信號通過。超再生振蕩電路具有自檢波功能，檢波后的調(diào)制信號在R4上產(chǎn)生壓降，經(jīng)R5、C9送入U1進行放大，整形再放大，這由三個反相器13和12、11和10、1和2完成，C8濾波濾除檢波后的高頻雜波，使用檢波后的有用信號信噪比最大。經(jīng)三極放大后的調(diào)制信號與發(fā)射端（低頻32.768KHz）同頻， X1在電路中起選頻作用，同頻率的信號能順利通過，免除了許多不需要的各種外界信號的干擾，選頻后的信號送入Q2放大整形，該信號的幅度還較低，經(jīng)最后兩級開路反相放大后輸出等幅方波信號。R21限流，C12濾波，對方波進行平滑濾波，并有數(shù)十毫秒的延時，也能消除外界脈沖對觸發(fā)電路的干擾。 圖1-5接收電路設計圖1.2.4 PCB設計的一些原則選擇PCB板材必須在滿足設計需求和可量產(chǎn)性及成本中間取得平衡點。設計需求包含電氣和機構(gòu)這兩部分。通常在設計非常高速的PCB板子(大于GHz的頻率)時這材質(zhì)問題會比較重要。例如，現(xiàn)在常用的FR-4材質(zhì)，在幾個GHz的頻率時的介質(zhì)損耗會對信號衰減有很大的影響，可能就不合用。就電氣而言，要注意介電常數(shù)和介質(zhì)損耗在所設計的頻率是否合用。其次我們還要避免高頻干擾，基本思路是盡量降低高頻信號電磁場的干擾，也就是所謂的串擾。可用拉大高速信號和模擬信號之間的距離，還要注意數(shù)字地對模擬地的噪聲干擾。所以在用protel輸出PCB線路板時要注意排線問題，不能重疊，也不能太復雜，從實現(xiàn)的難度最低為標準，并兼顧美觀性。2、 電路原理與分析2.1發(fā)射原理圖3-8發(fā)射原理圖發(fā)射電路由多諧振蕩器和高頻振蕩器組成，調(diào)制級電路由一塊CD4069和頻率為32.768KHz的石英晶體JZ1完成，CD4069是6反相器。所謂反相器，就是反相器都有兩端，輸入端是高電平時輸出端就轉(zhuǎn)為低電平，輸入端是低電平時輸出端就為高電平，輸入和輸出端的電平總是相反。圖2-1 CD4069的內(nèi)部結(jié)構(gòu)電源由9V塊電池提供，雖然是直流，但是傅立葉變換告訴我們信號是由無數(shù)正弦信號構(gòu)成，直流信號實際波形如圖2-2。圖2-2 直流信號波形直流信號接入CD4069的14和7引腳，F(xiàn)1、F2兩個與非門與R1、JZ1構(gòu)成多諧振蕩器，諧振頻f率由JZ1決定，為32.768KHz，而不是計算諧振頻率公式得到。振蕩器輸出的信號經(jīng)F3、F6整形，整形后的波形仍然含有正弦部分，理想波形如圖2-3，方波信號由JZ1右端你的節(jié)點Q1送入由VT1、C1等構(gòu)成的高頻振蕩器，如圖2-4，并對250MHZ的射頻進行脈沖調(diào)制，如圖2-5調(diào)幅、圖2-6調(diào)頻，通過印刷電路的環(huán)形天線L3向外輻射，調(diào)節(jié)C3使發(fā)射電路與接收電路的頻率相近，使要特定輸出的頻率信號增益最強，其他頻率信號被抑制。圖2-3 JZ1右端節(jié)點Q1信號理想波形圖2-4 高頻振蕩信號波形 圖2-5 調(diào)制調(diào)幅 圖2-6 調(diào)制調(diào)頻2.2 接收原理圖2-7接收原理圖接收電路由接收解調(diào)、放大整形、聲響電路組成，如圖2-7。VT3、C6及環(huán)狀接收天線L4等組成超高頻接收解調(diào)電路，解調(diào)信號過程如圖2-8、2-9，其解調(diào)脈沖信號經(jīng)C7耦合，如圖2-10。進入F5、F6、F1構(gòu)成的三級高增益放大器，將信號幅度增大，放大后的信號通過石英晶體JZ2穩(wěn)頻，頻率穩(wěn)定，更加有規(guī)則，VT2放大后加到F2輸入端，再經(jīng)非門F3變成高電平觸發(fā)音樂芯片CL9300，音樂芯片控制喇叭發(fā)出存儲在芯片內(nèi)部存儲器中的音樂片段。圖2-8信號接收差分解調(diào) 圖2-9 接收信號的FFT分析結(jié)果圖2-10 信號耦合后波形2.3 重要元件CD4069、音樂片CL9300的介紹與應用（1）CD4069的介紹與應用圖2-11 CD4069實物圖如圖2-11，CD4069是6非門緩沖器，作為總線、接口等處的緩沖口或者作為反相器使用來構(gòu)成晶振時鐘信號源，有時還可以作為小功率放大器。如圖2-12，它有14根引腳，其中1輸入和2輸出，其他類似，3和4，5和6，8和9，10和11，12和13，7引腳是Vss，14是Vcc。CMOS反相器的輸出端是由P-MOS與N-MOS構(gòu)成的互補電路從輸出端到輸入端用電阻構(gòu)成反饋電路，輸出端的直流電壓為1/2Vcc,將微小交流信號通過電容+電阻的方式耦合到輸入端，由于輸入/輸出電壓的傳輸特性，就可以構(gòu)成交流微小信號放大器。反相器決定了只能輸出單電平信號，如圖2-13。用三個反相器串聯(lián)構(gòu)成的放大器增益為10db。一般采用2個反相門與電阻、電容各一個組成多諧振蕩電路。第一個門輸出端與第二個門輸入端相接；在第一個門的輸入輸出端并接電阻，在第一個門的輸入端及第二個門的輸出端并接電容，使電路輸出端按一定頻率不斷互激通斷，接上蜂鳴器就能聽到一定頻率的蜂鳴聲的。頻率的高低取決于電阻、電容的數(shù)值。CD4069由六個COS/MOS反相器電路組成。此器件主要用作通用反相器、即用于不需要中功率TTL驅(qū)動和邏輯電平轉(zhuǎn)換的電路中。838電子圖2-12 CD4069的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖 圖2-13 CD4069電路圖（2）音樂片CL9300的介紹與應用圖2-14 CL9300的實物連接圖 圖2-15 CL9300電氣連接圖CL9300系列是應用較為廣泛的單首音樂集成電路，共有30多個種類，每種都內(nèi)內(nèi)存儲一首或幾首世界名曲的主旋律，采用黑膠軟封裝形式，如圖2-14。首先有一個音色發(fā)生器，用來產(chǎn)生特定音頻信號，一般都是方波信號，有個節(jié)拍發(fā)生器，用來產(chǎn)生節(jié)拍，還有一個存儲器，用來存儲樂曲信息，內(nèi)部用的是RC的振蕩器，最后是驅(qū)動。3.電路的實現(xiàn)與測試3.1 元器件的選用3.1.1總體選擇元件的選擇遵循以下的方式：C3選用高頻陶瓷可調(diào)電容器，C1、C2、C4、C5、C6選用高頻陶片電容器，L1、L2選用1-15uH的色碼電感均可，但發(fā)射與接收電路中的電感量應一致，JZ1、JZ2采用電子表中石英晶振，其震蕩器頻率為32.768KHz，IC1、IC2選用CD4069。3.1.2電阻的選擇圖3-1 碳膜色環(huán)電阻實物圖黑棕紅橙黃綠藍紫灰白金銀01234567895%10%表3-1色環(huán)電阻代碼表如圖3-1，可以根據(jù)色環(huán)顏色來確定電阻阻值大小，也可用萬用表來確定它的阻值是否在允許的誤差范圍內(nèi)。第一，二，三位有效數(shù)字，第四道環(huán)表示倍乘數(shù)，第五道環(huán)表示允許的誤差百分比。如不相符，超出誤差范圍，則說明該電阻值變值了。 R1R11均可采用1/8W規(guī)格的低精度色環(huán)電阻。3.1.3電容器的選擇圖3-2 瓷片電容實物圖C1、C4、C7、C9、C10、C12選用102P瓷片電容器，C2、C5選用10P電容器，C6選用8P電容器，C3選用18/3P可調(diào)電容器用以調(diào)節(jié)發(fā)射頻率。C11選用1uF電解電容器，C13選用100uF電解電容器，滿足電路高電壓正負極的需要。3.1.4電感器的選擇圖3-3 色碼電感器實物圖L1、L2選用1-15uH的色碼電感器，讀值的標準與色環(huán)電阻器一致，但整體比色環(huán)電阻粗壯，注意區(qū)分，這里選擇數(shù)值為4.7uH。其中色碼電感器可以這樣檢測：將萬用表置于R*1擋，紅、黑表筆各接色碼電感器的任一引出端，此時數(shù)值為正，根據(jù)測出的電阻值大小、可具體分下述情況進行鑒別，被測色碼電感器電阻值為零，其內(nèi)部有短路性故障；被測色碼電感器直流電阻值的大小與繞制電感器線圈所用的漆包線徑、繞制圈數(shù)有直接關系，只要能測出電阻值，則可認為被測色碼電感器是正常的。3.1.5三極管的選擇圖3-4 三極管引腳示意與電氣圖VT1、VT3選用9018，VT2選用9014，VT4選用9013。測三極管的值有最常用的方式，用萬用表hFE檔測，按表上規(guī)定的極型插入三極管即可測得電流放大系數(shù)，若很小或為零，表明三極管己損壞。一般希望選大一些，太高了容易引起自激振蕩，一般高的管子工作多不穩(wěn)定，受溫度影響大。通常多選40100之間，但低噪聲高值的管子(如1815、90119015等)，值達數(shù)百時溫度穩(wěn)定性仍較好。3.2 實現(xiàn)方案本電路選用9300系列音樂片，型號為HS088，用功放三極管9013將聲音放大， 聲音響亮，制作容易。根據(jù)上述的電路選用基于相似電路的中夏牌YKML-I型無線遙控門鈴。外型尺寸：發(fā)射器608025mm 接收器7011048mm工作電壓：發(fā)射用9V疊層電池，型號為THUMBCELLS 6F22，接收用4.5V（3節(jié)5號電池）產(chǎn)品描述：該電路用NXP公司的HEF 4069UBP集成塊來作發(fā)射和接收主電路，（已編碼）該電路用先進的脈碼調(diào)制發(fā)射及石英晶振穩(wěn)頻技術，接收由解調(diào)、放大、整形、聲響電路組成，性能穩(wěn)定，遙控距離遠，功耗低等特點，制作方便容易。3.3 元器件焊接與安裝元器件焊接可以遵循以下的流程圖：元器件篩選檢測工藝準備（引腳加工、成形等）焊接電路板檢查與調(diào)試整機總裝與布線調(diào)試完成圖3-5 安裝與焊接流程圖準備焊接的工具電烙鐵，焊錫絲，鑷子，尖嘴鉗，偏口鉗，螺絲刀，吸錫器等，在安裝前本人購買電路所需要的質(zhì)量很好的元器件以保證安裝出高質(zhì)量的成品，對安裝電路所需要的工具及調(diào)試儀器也要準備好。在安裝時，首先將外圍部分先焊好，高頻部分不焊。對CD4069及外圍部分進行調(diào)試檢測無誤后再將高頻部分焊上。此時根據(jù)高頻電路具有的特性，測集電極的電壓是否超過電源電壓值，超過時說明安裝正確。根據(jù)元件清單清點元器件，并檢測和測量后進行焊接。在安裝焊接時應遵循按先焊小元件，再焊大元件，最后再焊集成塊的原則進行操作， 元件盡量 “貼著底板，對號入座”不得將元件插錯，由于集成塊CD4069是雙排 14 腳直插式結(jié)構(gòu)，焊接時我應用尖鉻鐵頭進行快速焊接，如果一次不成功，應冷卻后再進行下一次焊接，以免損壞集成塊，焊接完成后應反復檢查有無虛、假、錯焊以及有無拖錫短路造成故障。如圖3-6、圖3-7對照印制電路板安裝圖進行插件、焊接。 圖3-6發(fā)射印板圖 圖3-7接收印板圖音樂片的連接尤其注意，可以根據(jù)套件的硬件原理圖連接，根據(jù)可能導線不夠，要保證用足夠的導線，以免安裝時空間分配問題。其次，開關S的安裝方向在銅板的反面，不與其他元件相同，這樣便于安裝，可以在外殼上進行按鍵。3.4焊接組裝注意事項本制作套件中，對高頻部分電路元件的安裝，盡量讓元件靠近電路板，即把元件全部插到底后焊接，焊接時所選用的焊錫絲盡量選用含錫量較高的產(chǎn)品，若用到松香作為助焊劑，一定要保持電路板上的清潔，否則元器件引腳較長及電路板上留有較多的松香，會使得電路的分布電容增加，使得高頻振蕩部分電路不穩(wěn)定，從而影響整機的性能。 發(fā)射器電池安裝簧片與線路板的焊接時，一定要先在電路板和電池簧片上上錫，由于電池簧片金屬部分面積大，散熱也快，因此上錫時注意不要燙手，將電池簧片與線路板焊接時，接觸面積一定要大，否則裝電池時這部分元件會承受較大的機械力，容易松動或脫落，同時也要注意線路板上焊接的時間不要太長，否則容易使線路板上的銅皮脫落。 音樂集成電路安裝時注意時間不要太長，有條件的話，電烙鐵最好外殼接地，焊音樂片時可先將音樂片的第一個腳進行上錫，注意不要太多，否則無法插入線路板上的小槽，音樂片與線路板焊接線，線路板上應全部上過錫，當插入音樂片后，先將第一只腳與線路板進行焊接，讓其定位，然后再將最后一只腳焊上，等焊錫冷后，音樂片便牢牢地裝在線路板上了，這時再去焊另外的引腳就會方便許多。3.5 電路調(diào)試3.5.1發(fā)射調(diào)整裝上9V電池，實際電壓為9.35V，用萬用表測發(fā)射電流，即電流表跨接S的兩端，波動在3-8mA之間，實際跨接電壓6.5V，電壓若用手觸摸C3兩端時電流應大幅升高，說明已起振；此時把它靠近一臺開著的短波（不是調(diào)頻）收音機旁發(fā)射，可明顯聽出發(fā)射部分對收音機的干擾影響。也可以借助電視機倆調(diào)整，方法是：打開一臺電視機，將頻道開關置與UHF段的低端13-15頻道處，接通發(fā)射部分的電源開關S，用無感起子（實際上也可以用干燥的塑料片代替）調(diào)節(jié)C3直到使電視機屏幕上出現(xiàn)黑白相間的細橫條紋，這里電視機相當于一個接收機，由于UHF波段的接收頻率與JZ1、JZ2的晶振頻率接近，就會使電視機產(chǎn)生模擬信號的波動，屏幕則對應顯示一些變動的圖像，這樣發(fā)射機就算調(diào)好了。發(fā)射部分用萬用表測試了靜態(tài)工作點和元件端電壓的數(shù)據(jù)，如表3-1。發(fā)射電路VT1Vbe=3.69VVec=0-0.15VVbc=1.49VC10-3.50VC21.45VR21.45VR14.20V表3-1 發(fā)射電路元件工作電壓數(shù)值表3.5.2接收調(diào)整裝上三節(jié)5號電池，實際電壓為4.71V，測量接收整機的電流小于1mA，按下發(fā)射機開關S不放，將發(fā)射機安裝在待調(diào)的接收機附近，用無感起子微調(diào)C3，如果調(diào)到某一點，門鈴發(fā)出聲音，那就說明接收機和發(fā)射機的頻率大致相同；再用萬用表測F2的輸入端，也就是CD4069的第三腳，微調(diào)C3使此點的電壓最高；最后進行拉距離測試，將發(fā)射機漸漸離開接收機，不斷按動發(fā)射機開關S，并微調(diào)C3，直到可以使接收機發(fā)出聲音的距離最遠為止。接收部分用萬用表測試了靜態(tài)工作點和元件端電壓的數(shù)據(jù)，如表3-2。喇叭兩端電壓20mV。接收電路VT2Vbe=0.54VVec=0.69VVbc=0.11VVT3Vbe=0.41VVec=0.69VVbc=1.49VVT4Vbe=0.35VVec=0-0.40VVbc=0.31VR32mVR41.29VR50.11VR60VR71mVR80VR90VR102.09VR110.51VC40.51VC52.24VC60VC70VC90VC103.06VC112.06VC120.38V表3-2 接收電路元件工作電壓數(shù)值表3.5.3調(diào)試的問題與解決辦法調(diào)試工作出現(xiàn)問題有以下幾種，元件的數(shù)值對應選對，色碼電感器是第一次遇到，差點當成電阻使用，J用導線連接即可，開關S按反了，不好改正過來了，音樂片的焊接還得按照原理圖來看焊接，信號發(fā)生器的效果還沒有電池好，自己買了電池，至于9V電池使用了自己在做萬用表時用的電池。一般仔細檢查元器件，如三極管的極性、集成電路的缺口方向、音樂片的焊接點等是否弄錯裝錯，檢查有無假焊、漏焊特別是虛焊不容易察覺，距離很近的焊點要注意焊接技巧，宜少不宜多，避免焊錫，連接檢查電路板上有無拖錫造成短路而出現(xiàn)故障。3.6成果分析與總結(jié)設計的無線音樂門鈴，也可以增加磁控開關或振鈴傳感器，可作防盜報警用。如圖3-10所示，將發(fā)射機安裝在樓下儲藏室，接收機放在自己的附近，即可組成儲藏室報警，或者如圖3-11可以作為普通的門鈴使用，在臥室的主人可以直接聽到客人來的音樂聲，以此類推，根據(jù)此原理圖還可以控制其它電器。圖3-10地下室示意圖 圖3-11家居示意圖通過對無線門鈴的設計，我收獲甚大。在這次的設計中，我首先在網(wǎng)上搜索到了自己需要的信息，之后對檢索到的信息最效率的方式進行處理、整合。最初的方案，明確各部分安排。最后我將工作進行整合，再最后總結(jié)在電路選擇、元件及焊接安裝過程中出現(xiàn)的問題。 在查找資料的時候遇見一些元件自己沒有接觸過的，通過自己去圖書館和網(wǎng)上搜索相關的資料，把元件的原理和用途搞明白，在這個過程中，鍛煉了自己的應對新元件的處理能力和自己的自學能力，鍛煉了自己，同時也掌握了知識。在這次的畢業(yè)設計中，由于許多課程已經(jīng)結(jié)束，自己的時間比較充分，在時間的分配上鍛煉了自己的學習能力和如何有效的利用時間，在最短的時間里完成自己的任務。過程中也出現(xiàn)了一些問題，例如將元件庫封裝等操作，我自己通過在網(wǎng)上搜索一些資料通過自己的實踐把問題弄懂，直到變?yōu)樽约旱闹R。在做畢業(yè)設計的這段時間內(nèi)，我學會了如何設計出更有效率、傳輸距離更遠的無線門鈴，如何解決一些關鍵性的問題，為解決問題，增強了理解。提高了自己的能力，也在做這個畢業(yè)設計中體驗到了快樂。最后，通過這個畢業(yè)設計，我對事物的認識又上升了一個層次，看事物不要停在表面，要深入了解它內(nèi)在的原理，才能真正的把握事物?？此坪唵蔚囊粋€無線門鈴，其內(nèi)部復雜的結(jié)構(gòu)和原理有很多使我們忽略的。同時，在一些東西出現(xiàn)問題時，我也學到了很快的分析問題出現(xiàn)的原因和問題的所在，快速的定位問題和解決問題。實踐出真知。通過這次設計我受益匪淺，發(fā)現(xiàn)自己書本上的知識還不是很牢靠，而且書本上的知識絕不能少，尤其是在調(diào)試時，不能只對照別人的進行查錯，主要是根據(jù)原理來進行一一排查，所以在會以后的學習中好好掌握書本上的知識。此外我覺得本電路還有一些可以改進和創(chuàng)新的地方：可以將發(fā)射板的信號觸發(fā)用其他電路代替（如：用555構(gòu)成的多諧振蕩器等）；無線音樂門鈴設計應答方式，例如語音方式(如無人，請以后來等)；應答后，20秒鐘內(nèi)仍然有人按門鈴，且再次語音應答提示后，門被撬動提供告警(語音，光或電話等)；可以采用AT89C2051單片機作為中央處理芯片，使得該系統(tǒng)的功能擴展，將該無線遙控門鈴設計成集無線門鈴和無線防盜報警器于一身的無線門鈴報警器；將音樂芯片CL9300換成一個雙穩(wěn)觸發(fā)電路，再配一個繼電器或可控硅，就可作為實用的遙控開關或遙控電燈使用了。加入LED指示燈電路閃爍來顯示有情況，常量表示正在工作，熄滅表示故障或電池電量不足。結(jié)束語畢業(yè)設計是我們大學學習過程中一個十分重要的環(huán)節(jié)。在我們即將畢業(yè)的時候，