毕业论文无线电遥控系统的设计.docx

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毕业论文无线电遥控系统的设计

摘要

伴随着现代科技的发展，无线电遥控技术在现代工农业生产、国防、科研等领域有非常广泛的应用。

因此需要设计者从全局考虑，优化设计整个遥控系统，使得遥控技术越来越准确。

论文主要包括发射电路的设计和接收电路的设计两大部分，其中发射电路的设计为重点。

首先，在整体上阐述了设计思路，然后逐步对整体方案分块设计。

接着整合在一起，使其整体电路更加精良，从而设计出最佳单元电路。

其次，开始了对各个单元电路的设计。

从开关电路，到编码电路，功率放大电路，调制电路，再到发射天线，都进行了详细的阐述。

最后，选用FM解调芯片MC3361构成解调电路，LC作发射模块，用MC145026/MC145027实现编码和解码功能。

实现了无线遥控八个对象，七个LED和一个小灯泡，控制状态有15种，分别为七个LED的开关状态和小灯泡对应的八个亮度等级的简易无线电遥控系统。

关键词：

发射电路，接收电路，主振电路，高频功率放大器，

调制电路

Abstract

Withthedevelopmentofmoderntechnologyscience,wirelessremotecontroltechnologyinthemodernindustrialandagriculturalproduction,nationaldefense,scientificresearchandotherfieldshaveaverywiderangeofapplications.Thereforeneeddesignersfromoverallconsideration,optimizethedesignoftheremotecontrolsystem,makeremotecontroltechnologyismoreandmoreaccurate.Thesismainlyincludinglaunchcircuitdesignandreceivingcircuitdesignoftwoparts,thelaunchofthedesignofthecircuitasthekeypoint.Firstofall,onthewhole,expoundsthedesignidea,andthengraduallytotheoverallprogramblockdesign.Thentogether,makethewholecircuitmoreexcellent,andthebestunitcircuitdesign.Second,webegantoeachunitcircuitdesign.Wefromtheswitchcircuit,encodingcircuit,thepoweramplifiercircuit,modulationcircuit,andthentoantenna,areindetail.Finally,wechooseFMdemodulationchipMC3361constitutedemodulationcircuit,LCforlaunchmodule,withMC145026/MC145027realizeencodinganddecodingfunction.Realizedwirelessremotecontroleightobject,sevenLEDandasmallbulbs,15ofstatecontrol,respectively,forsevenoftheswitchstateandsmallLEDbulbcorrespondingeightbrightnesslevelsofsimplewirelessremotecontrolsystem.

Keywords:

Launchcircuit,receivingcircuit,mainvibrationcircuit,highfrequencypoweramplifier,modulationcircuit

第1章绪论

1.1无线遥控系统的简介

无线遥控，顾名思义，就是一种用来远程控制机器的装置。

现代的遥控器，主要是由集成电路电板和用来产生不同讯息的按钮所组成。

时至今日，无线遥控器已经在生活中得到了越来越多的应用，给人们带来了极大的便利。

随着科技的进步无线遥控器也扩展到了许多种类，简单来说常见的有2种，一种是家电常用的红外遥控模式（IRRemoteControl），另一种是防盗报警设备、门窗遥控、汽车遥控等等常用的无线电遥控模式（RFRemoteControl）。

无线遥控可以分为两种类型：

红外遥控和无线电遥控。

1.1.1红外遥控系统

红外遥控器（IRRemoteControl）是利用波长为0.76～1.5μm之间的近红外线来传送控制信号的遥控设备。

　　常用的红外遥控系统一般分发射和接收两个部分。

　　发射部分的主要元件为红外发光二极管。

它实际上是一只特殊的发光二极管，由于其内部材料不同于普通发光二极管，因而在其两端施加一定电压时，它便发出的是红外线而不是可见光。

目前大量使用的红外发光二极管发出的红外线波长为940nm左右，外形与普通发光二极管相同，只是颜色不同。

　　接收部分的主要元件为红外接收二极管，一般有圆形和方形两种。

在实际应用中要给红外接收二极管加反向偏压，它才能正常工作，亦即红外接收二极管在电路中应用时是反向运用，这样才能获得较高的灵敏度。

由于红外发光二极管的发射功率一般都较小（100mW左右），所以红外接收二极管接收到的信号比较微弱，因此就要增加高增益放大电路，最近几年大多都采用成品红外接收头。

　　红外遥控常用的载波频率为38kHz，这是由发射端所使用的455kHz晶振来决定的。

在发射端要对晶振进行整数分频，分频系数一般取12，所以455kHz÷12≈37.9kHz≈38kHz。

也有一些遥控系统采用36kHz、40kHz、56kHz等，一般由发射端晶振的振荡频率来决定。

红外遥控的特点是不影响周边环境、不干扰其它电器设备。

由于其无法穿透墙壁，故不同房间的家用电器可使用通用的遥控器而不会产生相互干扰。

.因此，现在红外遥控在家用电器、室内近距离（小于10米）遥控中得到了广泛的应用。

1.1.2无线电遥控系统

另外一种无线遥控是无线电遥控（RFRemoteControl），它是利用无线电信号对远方的各种机构进行控制的遥控设备。

这些信号被远方的接收设备接收后，可以指令或驱动其它各种相应的机械或者电子设备，去完成各种操作，如闭合电路、移动手柄、开动电机，之后再由这些机械进行需要的操作。

作为一种与红外遥控器相补充的遥控器种类，在车库门、电动门、道闸遥控控制，防盗报警器，工业控制以及无线智能家居领域得到了广泛的应用。

常用的无线电遥控系统一般分发射和接收两个部分。

　　发射部分一般分为两种类型，即遥控器与发射模块，遥控器和遥控模块是对于使用方式来说的，遥控器可以当一个整机来独立使用，对外引出线有接线桩头；而遥控模块在电路中当一个元件来使用，根据其引脚定义进行应用，使用遥控模块的优势在于可以和应用电路天衣无缝的连接、体积小、价格低、物尽其用，但使用者必须真正懂得电路原理，否则还是用遥控器来的方便。

　　接收部分一般来说也分为两种类型，即超外差与超再生接收方式，超再生解调电路也称超再生检波电路，它实际上是工作在间歇振荡状态下的再生检波电路。

超外差式解调电路与超外差收音机相同，它是设置一本机振荡电路产生振荡信号，与接收到的载频信号混频后，得到中频（一般为465kHz）信号，经中频放大和检波，解调出数据信号。

由于载频频率是固定的，所以其电路要比收音机简单一些。

超外差式的接收器稳定、灵敏度高、抗干扰能力也相对较好；超再生式的接收器体积小、价格便宜。

无线电遥控常用的载波频率为315mHz或者433mHz，遥控器使用的是国家规定的开放频段，在这一频段内，发射功率小于10mW、覆盖范围小于100m或不超过本单位范围的，可以不必经过“无线电管理委员会”审批而自由使用。

我国的开放频段规定为315mHz，而欧美等国家规定为433mHz，所以出口到上述国家的

产品应使用433mHz的遥控器。

无线电遥控器与红外遥控器的区别：

红外遥控和无线遥控是对不同的载波来说的，红外遥控器是用红外线来传送控制信号的，它的特点是有方向性、不能有阻挡、距离一般不超过7米、不受电磁干扰，电视机遥控器就是红外遥控器；无线电遥控器是用无线电波来传送控制信号的，它的特点是无方向性、可以不“面对面”控制、距离远（可达数十米，甚至数公里）、容易受电磁干扰。

在需要远距离穿透或者无方向性控制领域，比如工业控制等等，使用无线电遥控器较易解决。

1.2无线电遥控系统的发展状况

无线电遥控技术发展只有几十年的历史：

本世纪20年代才刚刚出现无线电遥控的雏形。

那时，人们试图将遥控技术应用于无人驾驶飞机和舰船上，但由于技术不够完善而未能成功。

二次世界大战以后，无线电遥控技术发展迅速，并逐渐在军事、国防、工农业生产以及科学技术等方面得到广泛的应用。

到现今，随着电子技术的飞速发展，新型大规模遥控集成电路的不断出现，使得遥控技术有了日新月异的发展。

遥控装置的中心控制部件已从早期的分立元件、集成电路逐步发展到现在的单片微型计算机，智能化程度大大提高。

近年来，遥控技术在工业生产、家用电器、安全保卫以及人们的日常生活中使用越来越广泛。

在无线遥控领域，目前常用的遥控方式主要有超声波遥控、红外线遥控、无线电遥控等。

由于无线电波是由发射点向四面八方传播，可以穿过阻挡物，而且可以传播到很远的距离，因此它的控制可以在很大区域和空间内实现，成为遥控的主要方式，在国防、军事、生产、建设和日常生活中有极广泛的应用

1.2.1无线电遥控系统的优势

美国、日本、德国以及包括中国在内的很多国家对遥控技术这一课题进行了大量的研究并取得了显著的成果。

从遥控视距的角度来看，遥控技术发展经历了下面三个阶段：

视距遥控（LOS）、超视距遥控（ELOS）和远程无线遥控。

对于视距遥控，操作员不与机器直接接触，已位于作业区的危险范围外，通过直接观察、发送指令来控制各种设备，一般来说，其可靠遥控作业距离为几十米。

在视距遥

控基础上发展起来的超视距遥控，虽然仍需要操作员靠近工作区作业，但通过其先进的数据传输手段和控制技术能够为操作员提供作业区的反馈信息来克服视距遥控的某些局限性，增强了操作员对设备的遥控控制能力（视距范围之外）。

1.2.2无线电遥控系统的发展趋势

随着现代通信技术的飞速发展，近距离无线通信技术呈现出良好的发展势头。

受到越来越多人的关注。

因为在现实生活中存在着许多这样的应用情况，系统需要实时传输小量的突发信号，当然传统的无线通信技术虽然能够满足要求，但免不了存在成本高，体积大，功耗大的问题，这时成本小，体积小，功耗低的短距离无线通信技术就发挥了它的优势，尤其在传统无线通信系统难于或者不便于覆盖到的区域，短距离无线通信技术可以在近距离范围内实现相互通信或相关操作。

无线数据传输系统已成为当今通信业乃至整个信息业的热点，广泛应用于无线遥控、报警、无线局域网、军事通信等范围，具有一定的实际应用价值。

1.3无线电遥控系统的背景及意义

五十年代开始，半导体技术在我国受到重视。

一批从国外回来的著名科学家如：

黄昆、谢希德等组织了一些有志之士开始了半导体专门化研究，他们那时培养的学生大多数已成为我国固体物理学或半导体