电子科学与技术专业课程设计

电子科学与技术专业课程设计——简易红外遥控系统班级：姓名：学号：班内序号:专业：电子科学与技术

目录一、实验目的与要求 31.1设计要求及主要技术指标 31.2发挥部分 3二、方案设计与理论计算 42.1红外遥控发射机设计方案 42.3解码及数码管显示方案 6三、系统整体设计 73.1发射机电路 73.1.1编码模块 73.1.2调制发送模块 73.2接收机电路 83.2.1放大解调模块 83.2.2解码接收电路 8四、测试方法、调试 94.1NE555频率测试 94.2有线连接测试编码译码的正确性 94.3测试红外发送和接受端的波形 94.4测试红外收发的距离 9五、功能实现与结果分析 9六、实验遇到的问题及实验总结 10附录：元器件清单 11

一、实验目的与要求该系统为简易无线遥控系统，实现无线遥控八个LED和一个显示亮度等级的LED灯，并用七段数码管显示亮度等级。本设计发射接收电路工作频率为38KHz。用MC145026/MC145027实现编码和解码功能。1.1设计要求及主要技术指标（1）遥控对象：8个，被控设备用LED分别代替，LED发光表示工作。（2）8路设备中的一路为亮度等级指示灯，用指令遥控电灯亮度，亮度分为8级并用数码管显示级数。（3）接收机距离发射机不小于2m。1.2发挥部分（1）在一定发射功率下，尽量增大接收距离。

（2）增加信道抗干扰措施。二、方案设计与理论计算2.1红外遥控发射机设计方案图1发射机设计方案 共设置8个开关按键，8号开关为片选控制开关。工作情况如下：当开关8断开（接地）时，开关1~7分别控制七个LED灯亮灭状态。当开关闭合（接电源）时，开关1~7控制第八个灯的亮度及数码管显示。采用74LS147将并行输入转换为串行输出。为便于码元传输，要对码元进行再编码。用MC145026进行编码。”1”编码输出两个宽脉冲，”0”对照74LS147的真值表，可知其为低电平有效。当开关开关合上时，对应编码输入0，编码输出为低电平有效，故开关（1－7）对应连接到编码输入端（1－7）。调制模块，运用NE555将频率调制到38KHz发送，需要选择NE555的外围电阻的阻值。在该课题中NE555主要是用于产生一个载频信号，来调制经MC145026编码出来的串行信号。2.2红外接收机设计方案图2红外接收机设计方案图直接使用CX20106红外线接收专用集成芯片进行红外的接受放大和解调。CX20106由前置放大器、限幅放大器、带通滤波器、检波器、积分器及整形电路构成。其中的电平自动控制电路ＡＢＬＣ可以保证在输入弱信号时前置放大器有较高增益，在输入强信号时前置放大器不会过载，可以保证在一定遥控距离（约１０m）内工作可靠。其内部设置的滤波器中心频率f0由其５脚外接电阻调节，范围可从３０KHz－６０KHz。其接入电路图如下：图3CX20106接入电路2.3解码及数码管显示方案采用两片MC145027对接收信号进行解码，两路解码输出分别控制1~7号LED灯和数码管及八号灯。采用74LS138进行3-8译码，译码输出送给1~7号LED灯。另一路采用三个三极管调节通过八号LED灯的电路从而控制其亮度。方案图如下：图4图5三极管的接法如下图：图6三极管接入电路图三、系统整体设计3.1发射机电路3.1.1编码模块图7编码电路3.1.2调制发送模块图8调制发送电路图3.2接收机电路3.2.1放大解调模块图9调制模块3.2.2解码接收电路图10解码接收模块四、测试方法、调试4.1NE555频率测试断开MC145026的输入，用示波器测量NE555的Dout管脚的波形，观察到稳定的方波波形，频率在38KHz左右，占空比为1:7。这时在接收端的收到的红外信号经过解调后放大倍数最高，接受效果最好。4.2有线连接测试编码译码的正确性断开CX20106的输入将MC145026的输出和MC145027的输入用导线连接。测试控制的结果，确定在有线情况下系统正常运行。4.3测试红外发送和接受端的波形接上红外收发部分，测量CX20106的输出的波形，观察信号放大的情况，同时观察MC145027的接受管脚和MC145026的输出管脚信号是不是一致。4.4测试红外收发的距离将系统调到正常工作的状态，然后逐渐增大收发模块之间的距离，一直到无法接受为止，测出最大距离。五、功能实现与结果分析（1）LED开关状态与开关控制一一对应（2）小灯泡亮度等级与开关控制一致，数码显示亮度与开关控制一致。（3）采用FSK调制方式（4）传输距离基本满足要求。六、实验遇到的问题及实验总结 从6月18号接到课程题目到28号验收完成，这段时间基本上每天待在实验室，早上八点半到晚上八点。首先确定设计方案，然后给出电路图，接着便是搭电路。两天时间把电路图设计出来了，搭电路也不费什么功夫，不出两天就搭完了。只是在测试的时候无法达到预期的结果。接下来便是NE555的频率的调节，要使频率达到38KHz，由于计算和实际电路有一定误差，所以就只好找一些相近的电阻放到电路中一个个的测出频率，最后当电阻分别为13K和10k时刚好频率38KHz。反复检查电路，一遍一遍。用万用表、示波器逐点测试电路的状态。修改后，灯能够顺次令灭了，数码管也能够正常显示八级亮度了。找刘老师验收。老师说我的电路有问题，不能实现优先编码。让我重新修改电路。这个过程真的很痛苦，因为我只要改动一处，其他地方都会受到影响。原本都看到希望了，现在又要改。我稍改动了几个接线，灯也不亮了，数码管显示也不正确了。一遍一遍去分析，最后我把两路MC145027的输出分别经过反向器，并修改拨码开关与74LS147的接入管脚，包括数码管的输入管脚，终于可以实现优先编码了，圆满的完成了题目的要求。此次实验收获了很多有关模块的东西，相信会对我以后的学习有很大帮助。非常感谢刘雯老师的悉心教导，谢谢！

附录：元器件清单拨码开关： 1个74LS147: 1个MC145026: 1个NE555: