電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)課程設(shè)計(jì)

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

目錄一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康呐c要求 31.1設(shè)計(jì)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(jì)與理論計(jì)算 42.1紅外遙控發(fā)射機(jī)設(shè)計(jì)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(jì) 73.1發(fā)射機(jī)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(jī)電路 83.2.1放大解調(diào)模塊 83.2.2解碼接收電路 8四、測(cè)試方法、調(diào)試 94.1NE555頻率測(cè)試 94.2有線連接測(cè)試編碼譯碼的正確性 94.3測(cè)試紅外發(fā)送和接受端的波形 94.4測(cè)試紅外收發(fā)的距離 9五、功能實(shí)現(xiàn)與結(jié)果分析 9六、實(shí)驗(yàn)遇到的問(wèn)題及實(shí)驗(yàn)總結(jié) 10附錄：元器件清單 11

一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康呐c要求該系統(tǒng)為簡(jiǎn)易無(wú)線遙控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)無(wú)線遙控八個(gè)LED和一個(gè)顯示亮度等級(jí)的LED燈，并用七段數(shù)碼管顯示亮度等級(jí)。本設(shè)計(jì)發(fā)射接收電路工作頻率為38KHz。用MC145026/MC145027實(shí)現(xiàn)編碼和解碼功能。1.1設(shè)計(jì)要求及主要技術(shù)指標(biāo)（1）遙控對(duì)象：8個(gè)，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(jí)指示燈，用指令遙控電燈亮度，亮度分為8級(jí)并用數(shù)碼管顯示級(jí)數(shù)。（3）接收機(jī)距離發(fā)射機(jī)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(jì)與理論計(jì)算2.1紅外遙控發(fā)射機(jī)設(shè)計(jì)方案圖1發(fā)射機(jī)設(shè)計(jì)方案 共設(shè)置8個(gè)開(kāi)關(guān)按鍵，8號(hào)開(kāi)關(guān)為片選控制開(kāi)關(guān)。工作情況如下：當(dāng)開(kāi)關(guān)8斷開(kāi)（接地）時(shí)，開(kāi)關(guān)1~7分別控制七個(gè)LED燈亮滅狀態(tài)。當(dāng)開(kāi)關(guān)閉合（接電源）時(shí)，開(kāi)關(guān)1~7控制第八個(gè)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(duì)碼元進(jìn)行再編碼。用MC145026進(jìn)行編碼。”1”編碼輸出兩個(gè)寬脈沖，”0”對(duì)照74LS147的真值表，可知其為低電平有效。當(dāng)開(kāi)關(guān)開(kāi)關(guān)合上時(shí)，對(duì)應(yīng)編碼輸入0，編碼輸出為低電平有效，故開(kāi)關(guān)（1－7）對(duì)應(yīng)連接到編碼輸入端（1－7）。調(diào)制模塊，運(yùn)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(gè)載頻信號(hào)，來(lái)調(diào)制經(jīng)MC145026編碼出來(lái)的串行信號(hào)。2.2紅外接收機(jī)設(shè)計(jì)方案圖2紅外接收機(jī)設(shè)計(jì)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(dòng)控制電路ＡＢＬＣ可以保證在輸入弱信號(hào)時(shí)前置放大器有較高增益，在輸入強(qiáng)信號(hào)時(shí)前置放大器不會(huì)過(guò)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(duì)接收信號(hào)進(jìn)行解碼，兩路解碼輸出分別控制1~7號(hào)LED燈和數(shù)碼管及八號(hào)燈。采用74LS138進(jìn)行3-8譯碼，譯碼輸出送給1~7號(hào)LED燈。另一路采用三個(gè)三極管調(diào)節(jié)通過(guò)八號(hào)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(jì)3.1發(fā)射機(jī)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(jī)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(cè)試方法、調(diào)試4.1NE555頻率測(cè)試斷開(kāi)MC145026的輸入，用示波器測(cè)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(shí)在接收端的收到的紅外信號(hào)經(jīng)過(guò)解調(diào)后放大倍數(shù)最高，接受效果最好。4.2有線連接測(cè)試編碼譯碼的正確性斷開(kāi)CX20106的輸入將MC145026的輸出和MC145027的輸入用導(dǎo)線連接。測(cè)試控制的結(jié)果，確定在有線情況下系統(tǒng)正常運(yùn)行。4.3測(cè)試紅外發(fā)送和接受端的波形接上紅外收發(fā)部分，測(cè)量CX20106的輸出的波形，觀察信號(hào)放大的情況，同時(shí)觀察MC145027的接受管腳和MC145026的輸出管腳信號(hào)是不是一致。4.4測(cè)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(wú)法接受為止，測(cè)出最大距離。五、功能實(shí)現(xiàn)與結(jié)果分析（1）LED開(kāi)關(guān)狀態(tài)與開(kāi)關(guān)控制一一對(duì)應(yīng)（2）小燈泡亮度等級(jí)與開(kāi)關(guān)控制一致，數(shù)碼顯示亮度與開(kāi)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(shí)驗(yàn)遇到的問(wèn)題及實(shí)驗(yàn)總結(jié) 從6月18號(hào)接到課程題目到28號(hào)驗(yàn)收完成，這段時(shí)間基本上每天待在實(shí)驗(yàn)室，早上八點(diǎn)半到晚上八點(diǎn)。首先確定設(shè)計(jì)方案，然后給出電路圖，接著便是搭電路。兩天時(shí)間把電路圖設(shè)計(jì)出來(lái)了，搭電路也不費(fèi)什么功夫，不出兩天就搭完了。只是在測(cè)試的時(shí)候無(wú)法達(dá)到預(yù)期的結(jié)果。接下來(lái)便是NE555的頻率的調(diào)節(jié)，要使頻率達(dá)到38KHz，由于計(jì)算和實(shí)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(gè)個(gè)的測(cè)出頻率，最后當(dāng)電阻分別為13K和10k時(shí)剛好頻率38KHz。反復(fù)檢查電路，一遍一遍。用萬(wàn)用表、示波器逐點(diǎn)測(cè)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(jí)亮度了。找劉老師驗(yàn)收。老師說(shuō)我的電路有問(wèn)題，不能實(shí)現(xiàn)優(yōu)先編碼。讓我重新修改電路。這個(gè)過(guò)程真的很痛苦，因?yàn)槲抑灰膭?dòng)一處，其他地方都會(huì)受到影響。原本都看到希望了，現(xiàn)在又要改。我稍改動(dòng)了幾個(gè)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(guò)反向器，并修改撥碼開(kāi)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(shí)現(xiàn)優(yōu)先編碼了，圓滿的完成了題目的要求。此次實(shí)驗(yàn)收獲了很多有關(guān)模塊的東西，相信會(huì)對(duì)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(kāi)關(guān)： 1個(gè)74LS147: 1個(gè)MC145026: 1個(gè)NE555: