简易电子教鞭的设计与制作--毕业设计

信息技术研究所毕业设计手册(论文)设计主题：简易电子指针的设计与制造专业：信通技术:班一般技能07-1学校编号：名字：讲师：2009年12月15日四川信息技术学院毕业设计(论文)任务书学生西方人名的第一个字学生身份证班级信息技术07-1专业的通信技术设计(或论文)主题简易电子指针的设计与制造讲师姓名职称工作单位和主要从事联系信息注意助教高级工程师部门设计(论文)内容：1.设计一种简单的电子教鞭，可作为多媒体课堂教学中的演示控制器。功能要求如下：1它可以跨越物理障碍，从远距离(不少于10米)进行远程操作；2当同时使用多个指针时，需要反冲突机制；3电源的接收部分从电脑的串行端口连接。不允许使用外部电源，并尽可能降低系统功耗。2.替代设备：用于编码和解码的PT2262/2272收发模块、MA161B等。要求学生完成系统方案制定和工作原理分析、硬件设计、电路模拟或实物制作、设计报告撰写等。设计可以按照以下步骤进行：1 .收集相关数据并消化吸收；2.制定设计方案；3.完成硬件设计，模拟测试成功后，完成实物生产；4.写一份设计报告(不少于4000字)。时间表：1.收集相关数据并消化吸收第4-6周；2.设计计划第7周；3.硬件设计第7-8周；4.系统模拟测试或硬件制造-第9-12周；5.撰写设计报告第1314周；6.准备毕业答辩第15周。主要参考文献和资料(注明参考文献的名称、作者和出版单位):1童。华。模拟电子技术基础。北京：北京高等教育出版社。20032阎石。数字电子技术基金会。北京：北京高等教育出版社。20053许。冷增祥。电力电子技术基础。南京：南京东南大学出版社。20044高继祥。电力技术基础实验和课程设计。北京：北京电子工业出版社。2005回顾一批意义看见教学和研究科科长：一年中的月日备注：任务书由讲师填写，一式两份。一个给学生，一个给老师。四川信息职业技术学院毕业设计手册(论文)内容摘要一第一章方案设计2第二章单元电路设计32.1主要部件介绍32.2发射部分的电路设计62.3接收部分7的电路设计第三章电路制作和调试93.1电路制造93.2整机调试9总结10谢谢你11参考文献12附录整体电路原理图13摘要随着多媒体教学方法的普及，计算机已经成为教师教学过程中不可缺少的设备。大多数时候，课堂上的老师通过电脑前的鼠标来控制课堂进度。然而，鼠标通常通过RS-232或通用串行总线接口直接连接到计算机。教师需要长时间呆在电脑旁，这使得使用肢体语言变得困难。课堂气氛无法调整，从而大大降低了教学质量。为了摆脱连接的束缚，鼠标需要具备跨越物理障碍、遥控和遥控操作的功能。无线指针使教师即使不在电脑旁也能通过遥控器轻松控制电脑，从而解除束缚，提高教学质量。本课题以PT2262/2272为核心，设计了一款集多媒体演示控制、激光笔等功能于一体的无线指针。无线指针包括两部分：发送部分和接收部分。发射部分是一个遥控器。发射部分的按键分别控制课件的上下转动和红外激光笔。3.6V电池用于供电。接收部分由USB端口供电，内置接收天线。只要接收部分连接到计算机的USB接口，计算机的无线控制功能就可以通过发射来实现四川信息职业技术学院毕业设计手册(论文)第一章方案设计实现无线指针手动遥控有两种方式：红外线和无线电。其中，红外模式的方向性和抗干扰能力较差。然而，无线电模式不仅可以摆脱连接和方向性的束缚，而且可以容易地操作而不用将鼠标指向接收器，这是当前流行的方案。无线电子指针分为发射部分和接收部分。发射部分是一个遥控器。按键分别用于控制课件的上下转动和红外激光指示器。3.6V电池用于供电。接收部分采用USB接口供电，内置天线。它的外观类似于u盘。使用时，接收器可插入电脑的USB接口，通过遥控器的发射实现电脑的无线控制功能。该设计的实现方案如图1-1所示。每个部分的功能如下：按键产生上下翻页和激光开启的控制信号；编码器用于对控制信号进行编码；发射机用于将编码信号调制到高频信号上并放大功率，以便在天线上获得所需的发射功率。接收器放大接收到的信号并从中解调编码信号；解码器用于将奖励编码信号转换成控制信号，由控制器通过USB1.0或2.0接口传输给计算机，实现对计算机的实时控制。图1-1无线电子指针系统框图无线指针的工作过程如下：打开电源，按键产生控制信号上下翻页，打开激光器；通过编码器对发送器的控制信号进行编码，通过天线发送到接收器，然后放大接收器接收的信号并从中解调编码信号；控制器通过USB接口将其传输给计算机，实现对计算机的实时控制。第12页四川信息职业技术学院毕业设计手册(论文)第二章单元电路设计设计的电路以PT2262/2272编解码收发模块F05P、J04V为核心，工作在315MHz，采用ASK调制。该模块工作稳定，有效距离为50米，完全可以满足作为无线指针的要求。同时，该模块具有地址编码功能，可以避免不同教室之间的干扰。2.1主要部件介绍PT2262/2272是台湾浦城公司生产的低功耗、低价格、具有地址和数据编码功能的CMOS工艺通用无线遥控发射/接收芯片。其引脚图和内部结构图如图2-1所示。(1)pt 2262-红外引脚图(2)PT2272引脚图(3)pt 2262-红外内部结构图图2-1 PT2262/2272编解码器收发器芯片通常成对使用编码电路和解码电路。PT2262的特点是将载波振荡器、编码器和发射单元集成为一体，编码后的信号已被调制在内部较高的载波频率上。为了无线传输遥控编码信息(红外线或无线电等)。)，必须有一个载波(载波)，编码信息只能通过“加载”载波(在载波上调制)来传输，因此需要振荡电路和调制电路。这些电路已经包含在PT2262中。从引脚DOUT的串行输出端发出约38千赫的调制高频调制波。因此，使用非常方便，适用于红外和超声波遥控电路。PT2262/2272具有2.615V的宽工作电压范围，在实际应用中需要很少的外部元件。它可以应用于汽车防盗系统、家庭防盗系统、遥控玩具和其他电器的遥控。发射芯片PT2262-IR的引脚功能如表2-1所示。总共6条线A0至A5只能用作地址线，而总共6条线A6至A11可以用作地址线或数据线，这取决于所使用的解码器。如果解码器没有数据线，A0-A11用作地址线。此时，A0-A11有12条地址线，每条地址线可以设置为“L”、“0”和“开路”三种状态之一，因此有312=地址码。然而，如果成对解码器的A6至A11是数据线(对于发射芯片PT2262-IR的编码信号格式为：1“0”由占空比为1: 3(即，1表示高电平宽度，2表示低电平宽度，3表示周期)的波形表示，1“1”由占空比为2: 3(即，2表示高电平宽度，1表示低电平宽度，3表示周期)的波形表示，持续2个周期， 1“开路”由占空比为13的1周期波形表示，随后是占空比为23的1周期波形。 一个完整的码字通常包括地址码、数据码和同步码。表2-1 pt 2262-红外引脚功能插脚数缩写Pin功能A0A5三态地址输入(0、1和开路)A6/D0A11/D5对于地址或数据输入，输入地址时使用16。输入数据时，只能编译“1”和“0”。仰角发射使能，低电平有效OSC1 OSC2外部振荡电阻决定振荡时钟频率DOUT数据输出端对此引脚的串行输出进行编码。虚存系统电源-VDD电源接收芯片PT2272是与PT2622配对的遥控接收专用集成电路，其引脚功能如表2-2所示。表2-2 PT2272引脚功能插脚数缩写Pin功能A0A5三态地址输入(“0”、“1”、“开路”三种状态)，这些要求与PT2262的设定状态一致。D0 D5数据输出端分为临时存储和锁存两种状态喧闹脉冲编码信号输入端OSC1 OSC2外部振荡电阻决定振荡时钟频率vermont 美国佛蒙特州邮编区号接收有效信号的输出端将端口从低电平变为高电平。虚存系统电源-VDD电源接收芯片PT2272具有6位地址码输入端A0至A5，它们需要与发送芯片PT2262-lR的设置状态完全一致。D0D5是6位数据输出。PT2272的数据输出有两种“临时存储”和“锁存”。“临时存储”是指当发送端的信号消失时，对应于点2272的数据位输出低电平。“锁存”是指当发送端的信号消失时，在一个新的控制信号到达之前，传输端口2272的数据比特的输出保持在原始状态。PT2272产品的数据输出分为0、2、4和6位，以型号后的后缀区分。例如，M6表示数据位输出有6位，而M表示临时存储模式输出。另一个例子是PT2272-L4，它表示数据位输出有4位，而L表示锁存模式输出。F05P安阳新世纪电子研究所引进了一种体积极小、功耗极低、性能最稳定的无线传输模块。SMT工艺、环氧树脂封装、声级计谐振器稳频、内部电平调制电路和限流电阻，特别适用于各种短程无线遥控报警和单片机短程无线数据传输。F05P具有宽工作电压范围和超低功耗。它在ASK模式下调制，没有数据时发射电流为零。FO5P应垂直安装在印版边缘，并应远离周围设备5毫米以上，以免因分布参数的影响而停止振动。FO5P传输距离与输入信号、传输电压、电池容量、传输天线和传输环境有关。由于折射和反射，在障碍物区域会形成一些死区和不稳定区域。不同的发射和接收环境将具有不同的发射和接收距离。F05P的最佳有效工作距离约为100-200米发射天线对发射距离起着很大的作用，天线能否匹配也很重要。匹配良好的天线可以将距离增加几倍，而匹配不良的天线效果差，甚至会导致频率漂移。天线的长度应取发射频率的1/4波长(315米)，可用直径为0.51毫米、24厘米的漆包线代替，或在印刷电路板上蚀刻一个圆形铜环代替。调频接收机J04V是一个超再生接收模块，体积极小，功耗极低。它采用独特的电路结构，贴片生产工艺，环氧树脂封装，并包含放大和整形电路。它的输出是一个数字信号，可以直接发送到解码器。使用极为方便，是一种价格低廉的超再生接收模块。J04V无信号时，输出为零电平(无噪声干扰)，可直接与单片机输入相连。J04V采用条形镀银电感和优化电路。它不需要外部天线，接收灵敏度高。使用具有一定硬度的镀金电感进行接收频率调节的性能比使用微调电容进行频率调节的接收电路更稳定。即使有强烈的振动，也没有必要担心频率偏差。J04V具有宽接收带宽，出厂时已调整至315兆赫或433兆赫。与F05P配套时，基本不需要调试。可广泛用于需要长时间处于接收状态的远程报警和单片机数据传输系统。2.2发射器的电路设计传输电路以PT2262为核心，由PT2262及外围电路、激光传输电路、F05P调频发射机等组成。如图2-2所示。图2-2发射电路发光芯片PT2262的电压不能低于2.8V，如果考虑到二极管D1和D2的分压，这里选择的电源电压应该在3.5V以上。开关SW1和SW2用于在PPT投影期间产生向上翻页和向下翻页控制信号，而SW3控制激光管的开/关。当按下SW1或SW2时，电源接通。控制信号由PT2262编码，产生一个38千赫脉冲编码信号，由DOUT输出，送到下一级的315兆赫调频发射电路。当SW3被按下时，激光管被点亮，以便操作者指向相应的目标。电阻R4是一个振荡电阻，决定发射芯片内部的振荡频率，该频率是载波频率的两倍(即76千赫，值范围为430至470千欧)。它的值可以由下式确定(2-1)近似计算。如果编码输出信号的频率是38千赫，R4=470 k是优选的。电阻R1和R2是限流电阻，用于防止芯片因数据端输入电流过高而烧毁，取R1=R2=10k。红外激光管为ADL-65055TA1，工作波长655nm，额定工作电压3V，工作电流30mA，功率5mW。R3充当分压器，其值为(5-3)V/30mA=667，并选择680标称电阻。2.3接收部分的电路设计以PT2272为核心的接收电路如图2-3所示。J04V构成调频接收部分；R8、