红外遥控器设计论文.doc

课程设计报告 第 13页 共12页基础工程设计(论文)说明书题 目: 红外遥控器 院 （系）： 专 业： 学生姓名： 学 号： 指导老师： 年 月 日 13摘 要红外遥控技术是一种利用红外线进行点对点通信的技术，其相应的软件和硬件技术都已比较成熟。它是把红外线作为载体的遥控方式。由于红外线的波长远小于无线电波的波长，因此在采用红外遥控方式时，不会干扰其他电器的正常工作，也不会影响临近的无线电设备红外遥控是利用波长为0.76m-1.5m之间的近红外线来传递控制信号的。本次设计的红外遥控器是一个由PT2262产生地址代码，由红外发射管发射，再由红外接收管接收，使用数电和模电的知识设计红外解码器。关键词：红外；PT2262；74HC595；LM324；NE555目 录 引言41.设计任务及要求42. 系统设计模块论述与设计42.1 系统框图42.2 设计思路42.3 设计步骤 42.4 设计过程43.电路板制作过程 8 3.1原理图绘制83.2 PCB的绘制83.3总板的制作84.电路的调试 84.1调试仪器84.2调试方法和过程84.3调试所遇问题85. 测试结果96. 改进意见97. 总 结9参考文献9附 录10引言课程设计是理论联系实际的重要实践教学环节，是对学生进行的一次综合性专业设计训练。本次课程设计主要注重的是电子电路的设计、仿真、安装、调试、印制电路板等综合于一体的一门课程，意在培养学生正确的设计思想方法以及思路，理论联系实际的工作作风，严肃认真、实事求是的科学态度,培养学生综合运用所学知识与生产实践经验，分析和解决工程技术问题的能力。作为一名大学生不仅需要扎实的理论知识，还需要过硬的动手能力，所以认真做好课程设计，对提高我们的动手能力有很大的帮助做到。本次课设采用PT2262集成芯片做红外发射器，配上纽扣电池，方便携带。利用LM324一个运放来放大红外信号，增加接收距离。用两片NE555做成单稳态触发器和多谐振动器，实现红外代码的接收，用3片74HC595直接解码，可以直观红外代码的数据，再用与门选通特定的有效地址，实现发射4个控制命令，红外接收电路接收到信号并解码用4个LED指示。1设计任务及要求设计任务：设计并制作红外发射器和红外接收解码器。 设计要求：1) 红外发射器能发射一连串的红外代码，并能够发射4个控制命令2) 红外接收器能接收信号并进行解码，用4个LED显示2. 系统模块论述与设计1) 红外发射器3V纽扣电池供电红外发射电路按键地址码2) 红外接收器59V电源2.5ms单稳态触发电路红外接收电路40ms多谐振动器触发电路解码模块地址码有效地址显示模块2.2设计思路：1） 关于红外发射模块的设计思路：PT2262有最多可达12位的三态（悬空、接高电平、接低电平）地址管脚，可提供531441（或312）种地址码，由此大大减少了地址码冲突的可能性，提高了抗非法代码扫描的能力。而且当代码是“0”时有25%的脉冲，当代码是“1”有75%的脉冲，发送完一组代码以后，会产出一个8倍周期的低电平，可以根据这个特征设计解码模块。2） 关于红外接收模块的设计思路：用运放放大红外接收信号，可以增大接收的距离，当有信号时，单稳态触发器产生一个时间和代码周期的50%时间一样的脉冲，脉冲结束时触发74HC595的时钟脉冲，开始读入数据。并且设置若产生一个48倍周期的低电平，则产生一个锁存信号，将数据显示。产生的24个数据就是地址码+按键的数据码，通过与门和非门判断正确的地址，若地址正确，则将按键的数据码显示出来。2.3设计步骤：1）设计PT2262产生红外代码电路，代码周期为5ms；2）设计NE555脉冲电路，产生时间间隔30ms的脉冲；3）设计NE555单稳态触发电路，触发时间是2.5ms；4）设计用LM324红外接收电路；5）设计3片74HC595串联显示地址电路；6）设计二极管和三极管搭建8路与门和非门电路，进行符合地址显示电路；2.4设计过程：1）PT2262产生红外代码电路图2 红外代码电路参数选择：本次要求PT2262的周期为5ms，选用ROSC的电阻值为12M该设计可以起很好的节能作用，只有在按键的时候才会耗电，平时直接断电2）NE555脉冲电路：图3 NE555脉冲电路参数选择：本次要求NE555输出的周期为30ms左右，故此需要计算相关参数才能设计出满足周期为30ms的电路。输出信号的时间参数是：T=T1+T2,T1=0.7(R1+R2)C,T2=07R2C；根据上述公式计算：若要使输出信号的周期为30ms，设置参数应该如下：R1=2.2K R2=3.3K C2=10uf ，并且电容上短接个三极管，可以在有信号时防止触发。3）NE555单稳态触发电路：图4 单稳态触发电路参数选择：由于电容误差较大，R2串联一个可调电阻，计算时间公式Tw=1.1RC。4）LM324红外接收电路：图5 LM324红外接收电路参数选择：红外接收管的串联电阻为10k，根据实验，其稳定性最好，并且有良好的接收距离。可调电阻可以调节红外接收的灵敏度。5）设计3片74HC595串联显示地址电路：图5 74HC595串联显示地址电路6）二极管和三极管搭建8路与门和非门电路，进行符合地址显示电路；图6 符合地址显示电路3 电路板制作过程本电路板的原理图和PCB用DXP2004绘制。3.1原理图绘制具体绘制步骤不详述，成图见附录。绘制过程需注意以下几点：1） 用DXP绘图时，用适当的网络标记较好，这样便于阅读和检查；2） 在绘制芯片时要选择合适的封装，与实际的元件想配合（这点非常重要）；3） 在元件的命名上要有可读性。3.2 PCB的绘制PCB的绘制需注意以下几点：1） 元件的布局尽量按照原理图的位置，这样便于调试时检查电路和便于布线；2） 布线之前注意设置线宽和焊盘大小（本人的设置为：线宽0.83mm；焊盘2mm）；3） 本设计线路采用手工布线，要注意使线与线之间，线与焊盘之间有足够的间距，线不能从两个焊盘之前穿过。3.3总板的制作制作流程：打印，熨板，腐蚀，打孔，焊接。此过程要注意以下几点：1）本次制作的是单面板，用熨板时要受力均匀，使纸张平整地贴在电路板上；2）腐蚀的时候要注意腐蚀液的配置，千万不要太浓，不然会把线也腐蚀掉；3）打孔时速度不要太快，否则电路板容易裂开，此外要注意根据元件封装选用大小合适的钻针；4）在擦掉线路的碳后注意检查有无线短和涂上松香；5）焊接后注意用万用表检查是否焊上，并检查是否焊接完。4. 电路的调试4.1调试仪器需要用到调试的仪器有：示波器，万用表，直流电源（接5V）4.2调试方法和过程1）芯片先不要插上芯片槽，将板子接上电源，用万用表测芯片的管脚，看其电压是否合适芯片工作；2）断开电源，将芯片正确地插上板子；3）接上电源。4.3调试所遇问题及原因1）接入电源，555不起振。原因：有些线断路了；解决方法：对照PCB图，用万用表把管脚接VCC或GND短接，看万用表是否发出报警信号。若发出报警信号，则没有断路，否则则为断路。2）红外接收管灵敏度会改变。原因：红外受环境影响较大，比如日光；解决办法：在红外接收管上套上黑色热缩管，减少干扰。3）NE555单稳态输出的脉冲信号不是2.5ms。原因：参数不匹配。解决办法：调节滑动变阻器，对照示波器，看输出的脉冲周期是否符合2.5ms。5. 测试结果按下按键时，LED能准确显示代码，并且只有在地址符合的情况下，按键对应的LED才会亮。6. 改进意见1）本电路的布局还是有点小问题，如开关不要放置在太靠近芯片的位置，一些元件不要靠得太近。2）板子的焊接不够好，有许多虚焊的地方，在调试的时候麻烦较大。 3）腐蚀液浓度不高，电路板腐蚀过久，致使油墨脱掉，电路有些地方断路。4）电路没有加锁存电路，显示的效果会有时会不稳定。7. 总 结通过本次课程设计，我熟悉的了一个电路设计作品的整个制作过程，现在针对这个制作过程的每一个步骤做如下总结：1） 在电路图设计时要考虑到元器件的使用个数，参考市场价格做出既便宜又能实现设计要求的设计；2） 在画PCB时要了解元件实际的管脚图，方便腐蚀和焊接；3） 在焊接完检查线路时，可拿出自己的原理图，用原理图对照板子顺着自己的设计思路检查，这样可以保证板子的焊接无误；4） 调试的时候不要急躁，出现问题要分析现象再估计错误，接着验证解决。如，要是电路板不计数，那可能是由于芯片不能正常工作，这时就要对每个芯片进行测量，看其是否都工作在工作电压下；如果是只计数，没有达到原设计的进制计数，那可能是电路的反馈没有起作用，此时则需一步步检查自己的反馈电路除此之外，我认识到了细心的重要和耐心的可贵。本人设计的电路板也是到最后才调试出来，没完就不要放弃，这可以说是成功的关键。参考文献1 阎石.数字电子技术基础（第五版）M.北京：高等教育出版社，2007.2 周巍，黄雄华.数字逻辑电路M成都：电子科技大学出版社，2009.3 康华光.电子技术基础（第五版） M.北京：高等教育出版社，20114 赵景波，徐江伟，施敏敏，陈松柏，电路设计与制版protel 2004.M北京：人民邮电出版社，2009.附录图1 发射器原理图图1 发射器PCB图图2 接收器原理图