红外遥控电扇插座(数字电路课程设计)

1、贵州大学明德学院课程设计报告课程名称：红外遥控电扇插座系部：机械与电气工程系专业班级：小组成员：指导教师：完成时间： 报告成绩：评阅教师日期数字电路课程设计报告一. 设计要求课程设计的基本任务，是着重提高动手能力及在字集成电路应用方面的实践技能， 培养综合运用理论知识解决实际问题的能力。各组人员可分别通过设计图纸，上网查找 资料以及撰写报告这几个过程来锻炼逻辑思维能力及实际动手能力。从实际操作中学习 知识，思考存在的冋题以及解决冋题。(1) .控制系统具有一个发射装置和一个接收装置，接收装置中具有8个开关(控制的设备控制电扇电源通、断以及风挡的选择)，实验时用8个发光二极管模拟，使发射装置能每

2、次控制一个发光二极管点亮或熄灭。(2) .送控距离应大于3m(3) .设遥控系统的载波频率为40 kHz。.组装、调试电路。(5).画出逻辑电路图，写出总结报告。二. 设计的作用、目的数字电子技术是一门实践性很强的课程，加强工程训练，特别是技能的培养，对于 培养工程人员的素质和能力具有十分重要的作用，在电子类本科教学中，课程设计是一 个重要的实践环节。通过本次数字电子技术课程设计要实现以下两个目标：1. 初步掌握电子线路的设计。既学生根据设计要求，查阅文献资料，收集、分析类 似电路的性能，并通过调试等实践活动，使电路达到性能要求。课程设计为后续的毕业设计打好基础。毕业设计是系统的工程设计实践，

3、而课程 设计的着眼点是让学生开始从理论学习的鬼带上主见引向实际方面，运用已学过的的分 析和设计电路的理论知识，逐步掌握工程设计的步骤和方法，同时，课程设计报告的书 写，为今后从事技术工作撰写科技报告和技术资料打下基础。2三. 设计的具体实现1. 系统概述红外线又称红外光波，在电磁波谱中，光波的波长范围为0.01um1000um根据 波长的不同可分为可见光和不可见光，波长为0.38um0.76um的光波可为可见光，依次为红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七种颜色。光波为0.01um0.38um的光波为紫外光（线），波长为0.76um1000um的光波为红外光（线）。红外光按波长范围分为近 红外、中红外、

4、远红外、极红外 4类。红外线遥控是利用近红外光传送遥控指令的， 波长为0.76um1.5um。用近红外作为遥控光源，是因为目前红外发射器件（红外发光 管）与红外接收器件（光敏二极管、三极管及光电池）的发光与受光峰值波长一般为 0.8um0.94um,在近红外光波段内，二者的光谱正好重合，能够很好地匹配，可以 获得较高的传输效率及较高的可靠性。目前广泛使用的家电遥控器几乎都是采用的 红外线传输技术。作为无线局域网的传输方式，红外线方式的最大优点是不受无线 电干扰，且它的使用不受国家无线管理委员会的限制。红外数据协会（IRDA成立后，为了保证不同厂商的红外产品能够获得最佳的通信效果，红外通信协议将

5、红外 数据通信所采用的光波波长的范围限定在 850至900nm之内。红外遥控系统主要由遥控发射器、一体化接收头、单片机、接口电路组成， 如图一所示。遥控器用来产生遥控编码脉冲，驱动红外发射管输出红外遥控信 号，遥控接收头完成对遥控信号的放大、检波、整形、解调出遥控编码脉冲。 遥控编码脉冲是一组串行二进制码，对于一般的红外遥控系统，此串行码输入 到微控制器，由其内部CPU完成对遥控指令解码，并执行相应的遥控功能。使用遥控器作为控制系统的输入，需要解决如下几个关键问题：如何接收红外遥 控信号；如何识别红外遥控信号以及解码软件的设计、控制程序的设计。2. 电路分析与设计（1）红外遥控系统通用红外遥控

6、系统由发射和接收两大部分组成， 应用编/解码专用集成电路芯片 来进行控制操作，如图1所示。发射部分包括键盘矩阵、编码调制、 LED红外发送 器；接收部分包括光、电转换放大器、解调、解码电路。JL JULJill IIIjiiiiiii _n图1:遥控器原理图（2）键盘及代码产生电路图中SiS表示18路控制信号的按键开关，按下时产生有效电平（低电平）。 当键未按下时，SS与S°S7分压器使键盘输出端为大于 3.5V的高电平Vh,当有 键按下时，则该键所连的输出端产生低电平送编码器 74HC147同时在TE端得到0.7V 的低电平。74HC147是 BCD码优先编码器，将有效的输入键值变

7、成 BCD反码，经非 门后输出BCD码。（3）编码电路遥控发射器专用芯片很多，根据编码格式可以分成两大类，这里我们以运用比较广泛，解码比较容易的一类来加以说明，现以日本NEC的UPD6121G&成发射电路 为例说明编码原理。当发射器按键按下后，即有遥控码发出，所按的键不同遥控编码也不同。这种遥控码具有以下特征：米用脉宽调制的串行码，以脉宽为0.565ms、间隔0.56ms、周期为1.125ms的组合表示二进制的“ 0”；以脉宽为0.565ms、间隔1.685ms、周期为2.25ms的组合表示二进制的“ 1”，其波形如图2所示。 9msffmsTL 托忧 16S7USp|引导码0码1码图

8、2:遥控编码2700 pFlootn R* 厂c JjOkHTi34“ W理罐据选择 和緩冲器MC145Q26(大图见附二)编码电路由集成编码器 MC145026外接RC元件组成，其中，AA是地址线，A/D6 A/D9是地址数据复用线，MC145026可对9位并行输入数据进行编码，并在收到传输启 动信号TE时输出串行数据。TE为低电平时，器件开始启动传输赛程；TE为1时，器件 被阻塞而无输出信号，输出端为“高阻”状态。Dout为数据输出端，送出经过编码的串行 数据。Rs、Ctc和FTc是内部振荡器的外接元件，产生电路的振荡频率信号。(4) 编码调制及发射电路GiA jmrnuLWOW10 kQ

9、CC40113G丄Q.Ol hfTDMLED81丈资200300 mAT,CC40H£1&T(b)（大图见附三）编码信号还必须调制到高频率的载波上才能发射出去，以提高传输的抗干扰能 力。图（a）是调制电路的工作波形，当编码信号 A为高电平时，振荡器工作，输出 40KHZ的载波信号；当A为低电平时，振荡器不工作，输出低电平。调制后的信号 经门电路隔离、放大后由红外管MLED8发送出去。图（b）表示了编码调制与发射电 路，其中红外管的工作电流为 200 - 300mA。（5）红外接收电路PH3O28*|4l±A 2r 1+5 V QCX20I061 nF4.7 kQ37

10、 禺 2*2kC ptZZJ-输出330 pF5& 200 kQ（大图见附四）红外接收电路接收红外光信号并将其转换成串行代码。电路由专用的集成红外接收芯片CX20106及外接R、C元件构成。由红外接收管 PH3028接收的光信号经CX20106进行限幅放大、带通滤波、解调和信号整形，由CX20106的第7脚输出外接电阻R、Ci的大小决定CX20106中前置放大级的增益。滤波器中心频率由R调 节。C3为检波电容。(6)解码电路CC40I3I-控制逻输电踏CC4013m7叫ID _ 瞪1QCC1028>ICF IQ 叫J撫JQ|>2CP +2R 2Q2DC|_L 200 kdH

11、° °序列发生器5:2L£5斗32i"MCE 45027j5 IOr M 13(大图见附五)解码电路采用与MC145026编码器配套的MC145027解码器实现，外接和组成的电路 用于判断接收的脉冲是宽脉冲还窄脉冲，调整 RC，为1.72 X编码器时钟周期。甩C2组 成的电路用于检测接收到的末位信号，使淹C2等于33.5 X编码器的时钟周期。此时间常数用于判断输入保留低电平的时间是否已达到了4个数据周期，若达到，则由数据提取电路将提取到的低电平传送到控制逻辑电路， 使有效传输输出端VT为低电平并终止传 输。四. 心得体会及建议为期两周的电子技术课程设计已

12、经结束了，在这短短的时间里我和我们组的组员经 过了题目的研究、方案选择、绘图等步骤把一次完整的课程设计完成了，在这途中我们 学到了很多。课程设计是培养学生综合运用所学知识、发现、提出、分析和解决实际问题，锻炼 实践能力的重要环节，是对学生实际工作能力的具体训练和考察过程。随着科学技术发 展的日新月异，电子技术已经成为当今计算机应用中空前活跃的领域，在生活中可以说 是无处不在。因此作为二十一世纪的大学生来说掌握电子技术的开发技术是十分重要的。我们这组的题目是设计一个具有一个发射装置和一个接收装置的红外遥控电扇插 座，在这过程正我们都遇到不少的问题，因为我们面对这个题目中的一些要求和部件， 有很多

13、都没接触过，对于这些知识很陌生。一开始的时候简直无从下手，我们小组的人 在网上以及一些书籍中查阅很多这方面的相关知识，从一开始的迷茫直到稍有头绪。在 开始我们的设计后，我们才逐渐的把课堂上学到的知识和设计中的相关部分串联到一块， 直到最后，才在我们的脑海中形成了一些成型的思路。在这一系列的过程中，让我们学 到了很多新的知识，也增强了我们对知识的掌握以及应用能力。我觉得做课程设计同时也是对理论知识的巩固和加强，由于课本上的知识多而深， 平时的学习也不能很好的理解和运用各种知识，而且考试内容有限，所以在这次课程设 计过程中，我们了解了很多元件的功能，并且对于其在电路中的使用有了更多的认识。 平时看

14、课本时，有时问题老是弄不懂，做完课程设计，那些问题就迎刃而解了。而且还 可以记住很多东西。比如一些芯片的功能，平时看课本，这次看了，下次就忘了，通过 动手实践让我们对各个元件印象深刻。 认识来源于实践，实践是认识的动力和最终目的， 实践是检验真理的唯一标准。所以这个期末测试之后的课程设计对我们的作用是非常大 的。在制作这份设计报告时，发现细心耐心，恒心一定要有才能做好事情，首先是线的 布局上既要美观又要实用和走线简单，兼顾到方方面面去考虑是很需要的，否则只是一 纸空话。实习过程中的曲折可谓一语难尽。 在此期间我们也失落过，也曾一度热情高涨。 从开始时满富盛激情到最后汗水背后的复杂心情，点点滴滴

15、无不令我回味无长。通过设计，我才真正领略到“艰苦奋斗”这一词的真正含义。我才意识到老一辈电 子设计为我们的社会付出。我想说，设计确实有些辛苦，但苦中也有乐，在如今单一的 理论学习中，很少有机会能有实践的机会，但我们可以，而且设计也是一个团队的任务， 一起的工作可以让我们有说有笑，相互帮助，配合默契，多少人间欢乐在这里洒下，大 学里两年的相处还赶不上这十来天的合作，我感觉我和同学们之间的距离更加近了；我 想说，确实很累，但当我们看到自己所做的成果时，心中也不免产生兴奋；我们同样可以为社会作出我们应该做的一切，这有什么不好？我们不断的反问自己。也许有人不喜 欢这类的工作，也许有人认为设计的工作有些

16、枯燥，但我们认为无论干什么，只要人生 活的有意义就可。社会需要我们，我们也可以为社会而工作。既然如此，那还有什么必 要失落呢？于是我们决定沿着自己的路，执着的走下去。说实话，课程设计真的有点累然而，当我一着手清理自己的设计成果，漫漫回味 这一周的心路历程，一种少有的成功喜悦即刻使倦意顿消虽然这是我刚学会走完的第 一步，也是人生的一点小小的胜利，然而它令我感到自己成熟的许多，另我有了一中“春 眠不知晓”的感悟通过课程设计，使我深深体会到，干任何事都必须耐心，细致课 程设计过程中，许多计算有时不免令我感到有些心烦意乱：有两次因为不小心我计算出 错，只能毫不情意地重来想到今后自己应当承担的社会责任，

17、想到世界上因为某些细小失误而出现的令世人无比震惊的事故，我不禁时刻提示自己，一定呀养成一种高度负 责，认真对待的良好习惯这次课程设计使我在工作作风上得到了一次难得的磨练短 短一周是课程设计，使我发现了自己所掌握的知识是真正如此的缺乏，自己综合应用所 学的专业知识能力是如此的不足，几年来的学习了那么多的课程，今天才知道自己并不 会用想到这里，我真的心急了，其实想想，课程设计确实真的使我有了收获只要有 收获，我就要自信。这次电子课程设计让我对数电理论有了更加深入的了解，同时在具体的设计过程中 我们发现现在书本上的知识与实际的应用存在着不小的差距，书本上的知识很多都是理 想化后的结论，忽略了很多实际

18、的因素，或者涉及的不全面，可在实际的应用时这些是 不能被忽略的，我们不得不考虑这方的问题，这让我们无法根据书上的理论就轻易得到 预想中的结果，有时结果甚至很差别很大。通过这次实践使我更深刻的体会到了理论联 系实际的重要性，我们在今后的学习工作中会更加的注重实际，避免称为只会纸上谈兵 的赵括。通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远 不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社 会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。在设计的过程中遇到问题， 可以说得是困难重重，这毕竟第一次做的，难免会遇到过各种各样的问题，同时在设计

19、的过程中发现了自己的不足之处，对以前所学过的知识理解得不够深刻，掌握得不够牢 固。生活就是这样，汗水预示着结果也见证着收获。劳动是人类生存生活永恒不变的话 题。虽然这只是一次的极简单的课程设计三进制减计数器，可是平心而论，也耗费了我 们不少的心血，这就让我不得不佩服专门搞三进制减计数器的技术前辈，才意识到老一 辈对我们社会的付出，为了人们的生活更美好，他们为我们社会所付出多少心血啊！通过这次课程设计，我想说：为完成这次课程设计我们确实很辛苦， 但苦中仍有乐， 和团队人员这一个星期的一起工作的日子，让我们有说有笑，相互帮助，配合默契，多 少人间欢乐在这里洒下，大学里一年的相处还赶不上这一个星期的

20、实习，我感觉我和同 学们之间的距离更加近了。与同学分工设计，和同学们相互探讨， 相互学习，相互监督。 学会了合作，学会了运筹帷幄，学会了宽容，学会了理解，也学会了做人与处世。课程设计是我们专业课程知识综合应用的实践训练，这是我们迈向社会，从事职业 工作前一个必不少的过程.“千里之行始于足下”，通过这次课程设计，我深深体会到这 句千古名言的真正含义我今天认真的进行课程设计，学会脚踏实地迈开这一步，就是 为明天能稳健地在社会大潮中奔跑打下坚实的基础以前种种艰辛这时就变成了最甜美 的回忆！这次课程设计让我学到了很多，不仅是巩固了刚学完的数电的理论知识，而且也培 养了我的动手能力，更令我的创造性思维得

21、到拓展。希望今后类似这样课程设计、类似 这样的锻炼机会能更多些！学到了很多课内学不到的东西，比如独立思考解决问题，出现 差错的随机应变，和与人合作共同提高，都受益非浅。11五. 附录元器件明细表：电阻 R: 12 个 10 kQ、8 个 20 kQ、4 个 100 kQ、1 个 43 kQ、1个 4.7 kQ、1 个 2.2 kQ、2 个 200 kQ、1 个 50 kQ电容C: 1个2700PF 1个0.01卩F、1个1卩F、1个3.3卩F、1 个 330PF、1 个 1.01 卩 F、个 0.1 卩 F、2 个 10 卩 F发光二极管：12个，芯片：1 个 CX20106 1 个 CC40

22、28 ,2 个 CC4013开关：9个器件：1个74HC147编码器，1个MC145026集成编码器,1个MLED81红外管,1个PH3028红外接收管，1个MC145027解码器，12六. 参考文献1 余学飞无线传送技术在医疗仪器设计中的应用医疗卫生装备 2007年第28卷第2 期:14-182 李广第朱月秀 冷祖祁单片机基础（第三版）北京北京航空航天大学出版社 2007.63 余周军 Protel DXP使用教程北京中国铁道出版社20034 刘国权 韩晓东 Protel DXP电路原理图设计指南北京中国铁道出版社2004天线设计原理 6 李坚 PT2262、PT2272 芯片应用J 现代通信 1997（ 2） 28- 29.7 陈国华无线电发射/接收IC模块应用综述J 国外电子元器件,1997（ 2） 36-38.8 李冰利用编、译码实现状态量的无线传送J 应用科技 2006（ 1） 49- 51.9 吴文佳 PT2262/ PT2272编解码IC在无线智能报警系统中的应用J 世界电子元 器件 200410 林凌新型单片机接口器件与技术M.西安:西安电子科技大学出版社,2005.11