电子信息工程毕业设计开题报告.doc

CHANGCHUN INSTITUTE OF TECHNOLOGY 开题报告设计题目：无线遥控多路电器设备控制系统设计学生姓名： 张 霄 学院名称： 电气与信息工程学院 专业名称： 电子信息工程 班级名称： 电子0741 学 号： 0704451123 指导教师： 吴旭云 教师职称: 副教授 学 历： 大学本科 2011 年 4月 20 日开题报告一、选题依据1.设计目的及意义（1）设计目的 采用单片机作为微处理器，实现无线发射和接收控制，完成对电器设备的无线遥控，使在50米范围内发射电路能够完成对至少十路电器设备的开通和关断控制。无线电遥控以其传输距离远、抗干扰能力强、无方向性等优点，应用于许多领域。但因电器复杂，发送设备庞大，调试困难等原因，所以在民用领域一直受到限制，随着电子技术的发展，这些问题都得到了解决，使之具有强大的生命力。无线电遥控电路的重点就是抗干扰和稳定性问题，所以电路里为了安全可能会设置了许多的附加电路。近几年，由于微电子技术，计算机技术，通信技术和自控技术的发展，是遥控应用范围不断扩大，在国防建设、生产发展，科技进步和人们物质文化水平的提高等方面，发挥越来越大的作用。（2）意义市售现成遥控装置大多一对一控制，而且有空间、用途上的限制。在实际应用中如能实现多路开关量在不同环境下，不同时间需要上的远距离智能遥控，对节省人力资源、提高工作效率，显得十分重要。红外遥控是目前应用最广泛的通信和控制手段之一，由于其结构简单、抗干扰能力强、可靠性及成本低等优点而广泛应用于家用电器、工业控制和智能仪器中。然而市场上绝大部分遥控器都是针对各自特定的遥控对象，不能直接应用于通用的智能仪器研发及其更一般的控制场合。为了减少对厂家的依赖，自行研发设计红外遥控系统就显得十分必要了。2.设计拟解决的工程实际问题 长期以来，无线电遥控以其传输距离远，抗干扰能力强，无方向性等优点，在许多领域应用。但因电器复杂，发射设备庞大，调试困难等原因，所以在民用领域一直受到限制，近几年来，随着电子技术的发展，这些问题都已得到解决，使之具备了强大的生命力，而无线电遥控技术就是利用无线电波传送控制信号，实现对物体或各种过程进行远距离控制的专门技术。由于无线电波是由发射点向西面八方传播。可以穿过阻挡物，并且传播的距离远，因此它可以控制很大区域和空间内实现，成为遥控的主要方式。开题报告但是随着IT技术的快速发展使得越来越多的新生家电走向市场,国内经济的迅速提高更使得居民有能力购买各式各样的家电。因此常常要因为操控不同的家电而更换不同的遥控器,这让用户倍感不便,能够用一个遥控器控制不同家电的多功能遥控器,就此应运而生。3.设计拟应用的文献综述 文献1主要介绍用51系列单片机采集家用电器红外遥控器信号，并将其转发的原理。文中给出红外接收芯片的外围电路和测量接收波形的程序。通过对原理图的分析发现红外遥控接收芯片CX20106可以完成对遥控信号的前置放大、限幅放大、带通滤波、峰值检波和波形整形，在电路中加上波形测量软件作为接收单元，再加上相应的解码控制软件就可组成一个通用红外收发控制系统或数据传输系统，不需要在增加额外的硬件。这种方法比较简单，成本相对会低些。 文献2主要介绍红外线遥控发射芯片BL9148的原理、特点和实际应用电路。芯片BL9148具有功能强、电压低、功耗小等特点。文中介绍了两种能与BL9148联合使用的接收芯片，BL9149和BL9150。与芯片BL9149联合使用，可完成10个控制功能，与芯片BL9150联合使用可以完成18种功能控制。使用这两种芯片组合都可以完成本次设计的要求。 文献3介绍红外远程控制发射机PT2210的特点功能。它特别使用于低电压输入以及长反弹时间的红外线应用设备。它与SAA3010相兼容，可支持32种系统，每一种系统最多可有64个命令。这样，PT2210共有2048个命令。它采用双相传输技术，其晶振的输入和输出共用一个管脚。PT2210可应用于电源、VCR、多媒体系统以及个人电脑等领域。利用PT2210可作为本次设计的一个信号发射装置。 文献4介绍红外遥控器与单片机的硬件接口，并从原理出发给出软件解码的方法。在单片机控制产品的开发应用中，为了向控制系统输入控制命令，键盘往往是不可缺少的。传统的方法是利用并行输入/输出接口芯片扩展一个键盘接口，或者直接利用单片机的并行端口进行拓展。在某些应用环境下，这种方式有2个弊端：1，键盘和控制系统连在一起，不灵活，环境适应性差；2，浪费单片机的端口，且硬件成本较高。使用红外遥控器作为控制系统的输入设备，具有成本低、灵活方便的特点。开题报告本文的目的就在于介绍软件解码研究的一般方法和对红外遥控器进行二次开发的应用技术。该方法已在多个应用系统设计中成功地实现，效果良好。4.设计相关技术的国内外现状在无线产品的工业应用方面，国外大公司早期做好了进军中国市场的准备，甚至已经提前开始了宣传工作。而国内良好的基础和气氛，也已经孕育出了一批国内企业和院校积极发展相关的产品与技术，一些成熟的产品已有了现场的应用。不难发现，国外大公司与国内研究机构在无线技术的工业应用上，仍呈现出不同的发展方式。相对而言，国外大公司在工业无线领域终究发展较早，比较重视整体的工业无线产品体系及面向行业的标准化解决方案。在这方面，艾默生过程管理有限公司和Honeywell等公司已经走在了最前列，早在去年，这些公司已经向中国推出了成体系的无线工业产品和相应的解决方案，至今其无线产品还在不断扩充。而国内的研究机构则偏重于比较灵活的以及有针对的应用，其推广方式也是以点带面，逐步扩大范围，很多应用时从一个车间、一条成产线出发推广到全厂的。实际上，这种灵活的推广风格也正应了用户的尝试心理。而且，国内企业虽然在实力上略逊于国外大公司一筹，却很乐于和国内的院校合作，这种产学研结合的方式无疑弥补了企业研发实力和院校单位研发资金的双重限制，达到了双赢的效果。到现今，随着电子技术的飞速发展，新型大规模遥控集成电路的不断出现，使得遥控技术有了日新月异的发展。遥控装置的中心控制部分已从早期的分立元件、集成电路逐步发展到现在的单片微型计算机，智能化程度大大提高。开题报告二、设计方案及技术路线（一）设计方案方案一：74LS166四位拨码开关转换电路发射部分利用四位拨码开关控制并/串转换电路74LS166的四个输入端，在定时脉冲的作用下，输出相应串行数字信号，此信号经NE564进行FSK调制，再放大后经天线发射输出。接收部分，信号从天线馈入经放大后，送入NE564进行解调。解调后的数字信号经74LS166进行串/并转换，输出四位二进制数，此四位二进制数通过4-16线译码器4514译码后，分别控制八路设备的开关和某一路八级。其框图如图1所示:振荡 码四位拨开关74LS166NE564放大 (a) 发射电路原理框图 八 路NE564 放大74LS166 4514 八 级 振荡 (b) 接收电路原理框图图1 74LS166四位拨码开关转换电路原理框图方案二：80C51单片机控制无线遥控本方案主要由发射和接收两部分组成，发射部分利用8051单片机将P1口和P0口作为键扫描端口，采用脉冲个数编码，当某个操作键按下时，单片机先读出键值，然后根据键值设定遥控码的脉冲个数，再调制成40KHz方波进行传输。接收部分同样利用51系列单片机来控制，当无线接收器输出脉冲帧数据时，第一位码的低电平将启动中断程序，实时接收数据帧，为使接收可靠，第一位码宽为3ms,开题报告其余为1ms，遥控码数据帧间隔大于10ms。在数据帧接收时，将对第一位码的码宽进行验证。若第一位低电平码的脉宽小于2ms,将作为错误码处理。当间隔位的高电平脉宽大于3ms时，结束接收，然后根据累加器A中的脉冲个数，执行相应输出口的操作。其框图如图2所示:接收电路 解 码 编 码发射电路 执行电路 显示电路 驱动电路 图2 80C51单片机控制红外线遥控电路原理框图 方案一由于直接采用四位拨码开关产生四位二进制数字信号，没有复杂的编码译码系统，电路比较简单，但由于并/串，串/并转换集成电路都需要时钟信号，且收发要求严格同步，否则系统无法接收到正确的信号，对接收电路要求就很高，而且脉冲信号在传输中很易受干扰，所以误码率较高。方案二由于采用单片机控制没有复杂的硬件电路因而电路更加简单，便于控制和操作，省去了硬件系统对信号的编码译码电路，对电路的整体设计更容易实现，对键盘的控制利用软件编程来实现比硬件电路更灵活更快捷，更容易调试，简单的外围电路和单片机直接相连就可组成发射电路和接收电路而且能够控制发光的强弱。根据以上分析，本系统采用方案二，用单片机控制无线遥控电路。（二）技术路线1进行企业现场调研、收集数据以及国内外文献资料。2进行无线遥控多路电气设备控制系统总体设计方案的论证及分析，确定可行的设计方案，并解决技术的难点。3. 确定电子元件型号，设计电路原理图，绘制PCB，并进行软件代码的编写调试与仿真。开题报告4. 软硬件结合调试，测试电路性能并分析结果。验证系统实际效果，修改完善系统。5.归纳总结，撰写论文。三、可能存在的问题及解决措施1.可能存在的问题这次设计的主要目的是学习如何设计无线遥控多路电器设备，如果只用来控制一个设备是十分简单的。但是，要设计一个遥控多路电气设备的系统，并不容易，尤其是如何克服多路电器之间的干扰。2.解决措施等幅发射只能用于单通道控制，线路简单发射效率高但是抗干扰性极差。用固定的音频频率去调制高频发射波的幅度，使发射的高频电波幅度随着音频频率的变化而产生相应变化，这就是调幅发射。它可以用不同的音频频率去控制不同的开关通道，所以可以做成遥控多通道控制电路。由于调幅波的高频发射功率不能被全部利用，所以高频发射效率比较低，但是因为它采用了音频调制的方法，所以大大提高了抗干扰的能力。四、设计成果完成毕业设计任务后，拟提交如下设计成果：1.无线遥控多路电气设备控制系统设计开题报告一份；2.外文翻译资料（中英文）一份；3.无线遥控多路电气设备控制系统毕业设计（论文）一份；4.系统电路原理图（protel格式）2张；5.无线遥控多路电气设备控制系统源程序代码。开题报告5、 进度计划时间安排完 成 主 要 内 容3.21至3.27企业现场调研、收集数据，查阅收集与毕业设计有关的国内外文献资料，确定毕业设计题目及设计内容的可行性，分析毕业设计任务和技术要求，研究设计思路和设计方案。3.28至4.10经指导教师审定，进行外文资料翻译工作，同时进行无线遥控多路电气设备控制系统设计的方案论证比较，与指导教师共同研究确定设计方案、技术实现的可行性以及存在问题的解决措施和办法。4.11至4.24撰写毕业设计开题报告，指导教师审核开题报告后，根据修改意见进一步修改开题报告，修改完善外文翻译。4.25至5.15绘制无线遥控多路电气设备控制系统电路原理图，完善电路功能和结构设计，进行电路元器件选择、参数计算。5.16至5.29主要进行无线遥控多路电气设备控制系统的软件结构和流程图设计，完成无线遥控多路电气设备控制系统的软件设计、程序调试及仿真。5.30至6.26整理资料，撰写无线遥控多路电气设备控制系统设计的毕业设计论文，细化毕业设计内容，指导教师审阅毕业论文，修改后准备毕业答辩，提交无线遥控多路电气设备控制系统设计毕业设计（论文）成果。开题报告六、参考资料1方宏.红外遥控器信号的接收与转发J.单片机与嵌入式系统应用.2001,7.2纪宗南.红外线遥控发射器的原理及应用J.国外电子元器件.1999,1.3曾喆昭.红外线远程控制发射机PT2210J.国外电子元器件.2002,4.4李经达.红外遥控器软件解码及其应用J.单片机与嵌入式系统应用.2002,12.5王立锦,于富强.单片机控制系统的红外线遥控器接口J.电子技术.1998,10.6朱纯益,路建华.单片机用作通用红外遥控接收器的设计J.单片机与嵌入式系统应用.2002,8.7赵志敏,温耐.红外遥控器在单片机中的应用J.平顶山师专学报.2003,4.8施海燕.单片机的多路开关量无线遥控电路设计J.科技创新导报.2009,25.9阎纲,梁昔明.基于MSP430单片机的红外遥控器设计J.单片机开发与应用.2006,22.10王梦蛟.学习型红外遥控装置的研究与设计J.国外电子元器件.2008,11.11杨恢先,王子菡,杨穗,陶霞.一种基于单片机的红外遥控软件解码方法J.自动化与仪器仪表.2004,2.12王文凯,刁修睦.红外遥控信号检测仪J.电子制作.2000,12.13吴彪,朱立新,赵佳.基于CPLD的红外遥控发射接收设计与仿真J.计算机仿真.2006,8.1