红外遥控器设计论文.docx
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红外遥控器设计论文
基础工程设计(论文)说明书
题目:
红外遥控器
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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0.76μm-1.5μm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
引言…………………………………………………………………………4
1.设计任务及要求…………………………………………………………………4
2.系统设计模块论述与设计………………………………………………………4
2.1系统框图…………………………………………………………………………4
2.2设计思路…………………………………………………………………………4
2.3设计步骤………………………………………………………………………4
2.4设计过程…………………………………………………………………………4
3.电路板制作过程…………………………………………………………………8
3.1原理图绘制…………………………………………………………8
3.2PCB的绘制………………………………………………………………8
3.3总板的制作………………………………………………………………8
4.电路的调试……………………………………………………………………8
4.1调试仪器…………………………………………………………8
4.2调试方法和过程………………………………………………………………8
4.3调试所遇问题……………………………………………………8
5.测试结果…………………………………………………………9
6.改进意见…………………………………………………………9
7.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
2)红外接收器
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4~8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3NE555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=07R2×C;
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=2.2KR2=3.3KC2=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5LM324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574HC595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。
3.2PCB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,2011
[4]赵景波,徐江伟,施敏敏,陈松柏,电路设计与制版—protel2004.[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-1
图2接收器PCB图-1
图3接收器原理图-2
图3接收器PCB图-2
元件清单
序号
名称
数量
单价
备注
1
NE555
2
2
LM324
1
3
PT2262
1
4
纽扣电池
2
5
可调电阻10K
3
6
电容104pf
4
7
电容10uf
2
8
二极管1N4007
18
9
74HC595
3
10
红外发射管
1
11
红外接收管
1
12
LED
30
13
三极管s9013
14
14
杜邦线
6
15
电阻470欧
40
16
电阻10k
5
17
合计
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