红外遥控实训报告.doc

安徽科技学院数理与信息工程学院电子信息系统实训红外遥控开关设计设计说明书题 目:电子信息系统实训红外遥控开关设计姓名(学号) 姜 磊 （1665120208） 同组者（姓名） 王山豹 同组者（学号） 1665120230 专 业: 电子信息工程 班 级: 122班 指 导 教 师 ： 刘纯利 2015 年 6 月 5 日电子信息系统实训红外遥控开关设计报告一、概述时至今日，无线遥控器已经在生活中得到了越来越多的应用，给人们带来了极大的便利。随着科技的进步无线遥控器也扩展到了许多种类，简单来说常见的有2种，一种是家电常用的红外遥控模式（IR Remote Control），另一种是防盗报警设备、门窗遥控、汽车遥控等等常用的无线电遥控模式（RF Remote Control）。两者各有不同的优势，应用的领域也有所区别。本次开放性实验我们以PT2262/PT2272为发射接收模块，并辅以辅助电路。实现简单的无线遥控的智能解码。电子信息系统实训是以学生自己动手，掌握通信相关理论、一定操作技能和制作实际硬件产品为特色的实训项目。本实训通过学生独立完成一个完整的具有较强实用性的硬件电路实物为任务，可以通过实训锻炼学生硬件电路的设计能力，电路辅助设计软件的应用以及熟悉印刷电路板的完整制作过程，在后期工作中，还需要学生对制作的好的印刷电路进行调试，排除故障。通过本实训可以让学生掌握技能、积累经验和提高能力共同发展。二、实习的目的与要求主要目标和任务：1、掌握电子技术应用过程中的一些基本技能。2、熟练识别各种电子元器件；了解各种元器件的作用、分类、性能及其参数。3、巩固、扩大已获得的理论知识。4、掌握电路板的设计原则，熟悉简单印刷电路板制作的过程，掌握查找及排除电子电路故障的常用方法。5、培养学生综合运用所学的理论知识和基本技能的能力，尤其是培养学生独立分析和解决问题的能力。6、熟悉电子产品的安装及手工焊接技术，能独立完成电子元器件的拆、装、焊。7、熟悉通信系统信号处理的流程即硬件实现的方法。三、设计思想利用PT2262/PT2272无线模块，分别作为发射接收电路。实现智能解码，主要在于发射模块。我们使用1片4029作为地址码控制，用于控制三态门是否导通。1片4029实现不同的状态，使用三个三态门，根据不同的地址选择，三态门会有不同的状态，三个三态门连接着2262发射芯片的编码端。从而实现不同的编码发射，当找到匹配的状态时，保存下来。由此实现智能解码的过程。四、电路设计及原理1、发射及接收芯片介绍：PT2262/2272是台湾普城公司生产的一种CMOS工艺制造的低功耗低价位通用编/解码电路，是目前在无线通讯电路中作地址编码识别最常用的芯片之一。PT2262/2272最多可有12位(A0-A11)三态(悬空,接高电平,接低电平)地址设定管脚,任意组合可提供531441个地址码。PT2262最多可有6位(D0-D5)数据端管脚,设定的地址码和数据码从17脚（Dout）串行输出，可用于无线遥控发射电路。PT2262和PT2272的引脚排列见图1。对于编码器PT2262，A0A5共6根线为地址线，而A6A11共6根线可以作为地址线，也可以作为数据线，这要取决于所配合使用的解码器。若解码器没有数据线，则A6A11作为地址线使用，这种情况下，A0A11共12根地址线，每线都可以设置成“1”、“O”、“开路”三种状态之一，因此共有编码数312531441种；但若配对使用的解码器的A6A11是数据线，例如PT2272，那么这时PT2262的A6A11也作为数据线用，并只可设置为“1”和“0”两种状态之一，而地址线只剩下A0A5共6根，编码数降为36=729种。 图1 PT2262、PT2272引脚排列图该编解码器的编码信号格式是：用2个周期的占空比为1:3(即高电平宽度为1，低电平宽度为2，周期为3)的波形来表示1个“0”，用2个周期的占空比为2:3(即高电平宽度为2，低电平宽度为1，周期为3)的波形来表示1个“1”，用1个周期的占空比为1:3的波形紧跟着1个周期的占空比为2:3的波形来表示“开路”。地址码和数据码都用宽度不同的脉冲来表示，两个窄脉冲表示“0”；两个宽脉冲表示“1”；一个窄脉冲和一个宽脉冲表示“F”也就是地址码的“悬空”。编码芯片PT2262发出的编码信号由地址码、数据码、同步码组成一个完整的码字。解码芯片PT2272接收到信号后，其地址码经过两次比较核对后，VT脚才输出高电平，与此同时相应的数据脚也输出高电平。PT2262每次发射时至少发射4组字码，因为无线发射的特点，第一组字码非常容易受零电平干扰，往往会产生误码，所以2272只有在连续两次检测到相同的地址码加数据码才会把数据码中的“1”驱动相应的数据输出端为高电平和驱动VT端同步为高电平。当发射机没有按键按下时，PT2262不接通电源，其17脚为低电平，所以315MHz的高频发射电路不工作，当有按键按下时，PT2262得电工作，其第17脚输出经调制的串行数据信号，当17脚为高电平期间315MHz的高频发射电路起振并发射等幅高频信号，当17脚为低平期间315MHz的高频发射电路停止振荡，所以高频发射电路完全收控于PT2262的17脚输出的数字信号，从而对高频电路完成幅度键控（ASK调制）相当于调制度为100的调幅。PT2272解码芯片有不同的后缀，表示不同的功能，有L4/M4/L6/M6之分，其中L表示锁存输出，数据只要成功接收就能一直保持对应的电平状态，直到下次遥控数据发生变化时改变。M表示非锁存输出，数据脚输出的电平是瞬时的而且和发射端是否发射相对应，可以用于类似点动的控制。后缀的6和4表示有几路并行的控制通道，当采用4路并行数据时（PT2272-M4），对应的地址编码应该是8位，如果采用6路的并行数据时(PT2272-M6)，对应的地址编码应该是6位。PT2262和PT2272除地址编码必须完全一致外，振荡电阻还必须匹配，一般要求译码器振荡频率要高于编码器振荡频率的2.58倍，否则接收距离会变近甚至无法接收，随着技术的发展市场上出现一批兼容芯片，在实际使用中只要对振荡电阻稍做改动就能配套使用。在具体的应用中，外接振荡电阻可根据需要进行适当的调节，阻值越大振荡频率越慢，编码的宽度越大，发码一帧的时间越长。市场上大部分产品都是用2262/1.2M2272/200K组合的，少量产品用2262/4.7M2272/820K。PT2262编码电路与PT2272解码电路一般配对使用，PT2262的特点是在其内部已经把编码信号调制在了一个较高的载频上。要把遥控编码信息用无线方式(红外线或无线电等)传送出去，必须有载体(载波)，把编码信息“装载”在载体上(调制在载波上)才能传送出去，因此需要一个振荡电路和一个调制电路。PT2262编码器内部，已包含了这些电路，从DOUT端送出的是调制好了的约38kHz的高频已调波，因此使用起来非常方便，适用于红外线和超声波遥控电路。名称 管脚说 明 D0-D57-8、10-13数据输入端，有一个为“1”即有编码发出，内部下拉 Vcc18电源正端（）Vss9电源负端（）TE14编码启动端，用于多数据的编码发射，低电平有效OSC116振荡电阻输入端，与OSC2所接电阻决定振荡频率OSC215振荡电阻振荡器输出端Dout17编码输出端（正常时为低电平）表1：编码电路PT2262管脚功能表名称 管脚说 明 A0-A111-8,10-13地址管脚,用于进行地址编码,可置为“0”,“1”,“f”(悬空),必须与2262一致,否则不解码 D0-D57-8、10-13地址或数据管脚,当做为数据管脚时,只有在地址码与2262一致,数据管脚才能输出与2262数据端对应的高电平,否则输出为低电平,锁存型只有在接收到下一数据才能转换 Vcc18电源正端（）Vss9电源负端（）DIN14数据信号输入端，来自接收模块输出端OSC116振荡电阻输入端，与OSC2所接电阻决定振荡频率OSC215振荡电阻振荡器输出端VT17解码有效确认输出端（常低）解码有效变成高电平（瞬态）表2：解码电路 PT2272 脚管功能表 基于PT2262的无线编码模块编码发射模块外形小巧、美观，与很多车辆防盗系统中的遥控器一样。根据功能的多少按键数也不一样，我们本章所用的发射模块为A、B、C、D四个按键。编码发射模块主要由PT2262编码IC和高频调制、功率放大电路组成，常用的编码发射模块内部框图如图2所示。遥控发射器工作电压为DC 12V(电池供电) ，尺寸(mm)： 58*39*14 ,工作频率：315MHz ,工作电流(mA)：13 编码类型： 固定码(板上焊盘跳接设置) 应用说明：与各类型带解码功能的接收模块联合使用，解码输出后进行相应控制，如采用单片机进行读取接收并解码数据然后控制相应的灯或电源开关。图2编码发射模块内部框图其中编码部分电路由PT2262编码IC来组成，具体电路见图3所示。图3 发射模块电路原理图3、接收模块介绍：基于PT2272的无线解码模块解码接收模块包括接收头和解码芯片PT2272两部分组成。接收头将收到的信号输入PT2272的14脚（DIN），PT2272再将收到的信号解码。接收板工作电压为DC 5V，接收灵敏度： -103dBm ,尺寸(mm)： 49*20*7 ,工作频率：315MHz,工作电流：5mA ,编码类型：固定码(板上焊盘跳接设置) 应用说明：与各类型遥控器配合使用，解码输出后进行相应控制，如采用单片机进行读取接收并解码数据然后控制相应的灯或电源开关。无线收发模块的地址码设定 在通常使用中，我们一般采用8位地址码和4位数据码，这时编码芯片PT2262和解码芯片PT2272的第18脚为地址设定脚，有三种状态可供选择：悬空、接正电源、接地三种状态，地址编码不重复度为38=6561组，只有发射端PT2262和接收端PT2272的地址编码完全相同，才能配对使用，遥控模块的生产厂家为了便于生产管理，出厂时遥控模块的PT2262和PT2272的八位地址编码端全部悬空，这样用户可以很方便选择各种编码状态，用户如果想改变地址编码，只要将PT2262和PT2272的18脚设置相同即可，例如将发射机的PT2262的第2脚接地，第3脚接正电源，其它引脚悬空，那么接收机的PT2272只要也第2脚接地，第3脚接正电源，其它引脚悬空就能实现配对接收。地址设置跳线如图7所示，用户可以在PCB板上直接将地址引脚（PCB板中间8个过孔焊盘）与L（低电平）或H（高电平）相连，从而实现地址设置。PT2262与PT2272地址设置要完全一样。当两者地址编码完全一致时，接收机对应的D1D4端输出约4V互锁高电平控制信号，同时VT端也输出解码有效高电平信号。图4接收模块电路原理图五、安装调试及结果：达到预期效果，实现了在不知接收端何种状态下的对接收端的控制。六、实验小结： 通过本次实习，将书本上学到的知识应用于实践，学会了一些电子电路仿真设计能力,虽然过程中遇到了一些困难，但是在解决这些问题的过程无疑也是对自己自身专业素质的一种提高与肯定。此次设计不仅增强了自己在专业设计方面的信心，鼓舞了自己，更是一次兴趣的培养。 开放实验项目，是以学生自己动手动脑，并亲手设计、制作、组装与调试为特色的。它将基本技能训练，基本工艺知识和创新启蒙有机结合，培养我们的实践能力和创新精神，。作为信息时代的大学生，仅会书本理论是不够的，基本的动手能力是一切工作和创造的基础和必要条件。 通过两个星期的学习，使我对电子工艺的理论有了更深的了解。了解到了焊普通元件与电路元件的技巧、印制电路板图的设计制作、无线遥控的工作原理等。这些知识不仅在课堂上有效，在日常生活中更是有着现实意义，也对自己的动手能力是个很大的锻炼。在实习中，我锻炼了自己动手能力，提高了自己解决问题的能力。通过本次实习培养了我理论联系实际的能力，提高了我分析问题和解决问题的能力，增强了独立工作的能力。最主要的是收获颇丰，具体如下：1. 基本掌握手工电烙铁的焊接技术，能够独立的完成简单电子产品的安装与焊接。熟悉电子产品的安装工艺的生产流程，了解电子产品的焊接、调试与维修方法2. 熟悉了有关软件的使用，能够熟练使用普通万用表。3.熟悉常用电子器件的类别、型号、规格、性能及其使用范围，能查找资料，查阅有关的电子器件图书等。 另外在这次实验中我们遇到了不少的问题，最终一一解决了遇到的问题。在我们遇到不懂的问题时，利用网上和图书馆的资源，搜索查找得到需要的信息。和队友之间相互讨论，明白了团队合作的重要性。这次的制作也让我们感受到，我们在电子方面学到的只是很小的一部分知识，我们需要更多的时间来自主学习相关知识。 七、附录：1、 PCB图：2、3D效果：3、 实物图：发射：接收：4、元件清单：发射模块：PT2262芯片1个电阻100欧 5个LED4个电阻1K欧1个按键4个电源接口5v1个电阻3.3M欧1个红外发射1个NPN1个接收模块：2272芯片1个SM00381个LED灯5个电阻470K欧1个电阻100欧5个电阻1K欧1个NPN1个CAP1个电源接口1个个人总结通过本次实习，将书本上学到的知识应用于实践，学会了一些电子电路仿真设计能力,虽然过程中遇到了一些困难，但是在解决这些问题的过程无疑也是对自己自身专业素质的一种提高与肯定。此次设计不仅增强了自己在专业设计方面的信心，鼓舞了自己，更是一次兴趣的培养。 开放实验项目，是以学生自己动手动脑，并亲手设计、制作、组装与调试为特色的。它将基本技能训练，基本工艺知识和创新启蒙有机结合，培养我们的实践能力和创新精神，。作为信息时代的大学生，仅会书本理论是不够的，基本的动手能力是一切工作和创造的基础和