龙岩学院课程设计报告.docx
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龙岩学院课程设计报告
课程设计报告
课程名称：
数字电路实训
设计题目：
四路红外遥控装置
班级：
电子信息工程
（1）班
姓名：
学号：
指导老师：
教师评语：
四路红外遥控装置
摘要
红外线遥控是目前使用最广泛的一种通信和遥控手段，具有红外线遥控装置具有体积小、功耗低、功能强、成本低等特点。
在本实训中，采用专用遥控编解码集成电路芯片：
PT2262-IR，PT2272和其它器件等，实现四路遥控功能。
工作电源Vcc为+5V。
通过对红外线遥控电路的实际设计与制作，进一步了解红外线数据传输的基本电路形式和实现方法。
一、实训要求和内容
具备发射装置和接受装置。
本接受装置有4路信号输出，每路输出可以独立控制一个用电设备的通、断两种状态，实验中以LED灯模拟受控对象，在发射装置中，设有4个按钮开关，分别用于操纵接受装置中的4个受控对象。
二、电路系统框图
图1红外遥控发射电路框图
图2红外遥控接收电路框图
三、方案论证
方案1：
采用LM9901/9902红外遥控集成电路形成红外线遥控收发系统，采用红外线遥控电路，电路主要由红外线编码发射电路和接收译码电路组成。
其中LM9901是红外遥控编码发射电路，LM9902是接收译码电路。
此方案的优点是硬件电路简单，所用器件少，且实现各种信号相对容易；缺点是控制较复杂，但精度不易满足。
方案2：
采用VD5026和ED5026编、译码器形成红外遥控收发系统，VD5026（或ED5025），VD5027（或ED5027）是CMOS大规模数字集成电路。
前者是编码器，后者是译码器。
他们组合应用起来构成一个发射—接收数字编译码系统。
VD5026编码器是一种8位编码发射器，VD5027接收解码器有相应于VD5026的12位信息，该编译码集成电路工作电压范围较宽，此种电路应用非常广泛。
如保安、消防、有线对讲、BP机等多用户系统。
方案3：
采用PT2262-IR和PT2272编、译码器形成红外遥控收发系统， PT2262-IR/2272是一对带地址、数据编码功能的无线遥控发射/接收芯片。
其中发射芯片PT2262-IR将载波振荡器、编码器和发射单元集成于一身，使发射电路变得非常简洁。
综上所述，采用方案三比较合适。
四、单元电路设计
遥控接线器主要由红外编码发射部分和红外解码接收部分组成，编码和解码芯片分别采用PT2262-IR和PT2272-M4，发射和接收地址编码设置必须完全一致才能配对使用。
发射电路用来发射38KHz的红外载波，将编码后的地址码、数据码、同步码随同载波一起发射出去；接收电路接收到有效信号，经过处理、解码后变成所需的电信号,当解码芯片PT2272接收发送过来的信号时，VT脚输出一个正脉冲，与此同时，相应的数据脚也输出高电平。
1发射电路：
（1）编码芯片PT2262-IR发出的编码信号由：
地址码、数据码、同步码组成一个完整的码字，当发射机没有按键按下时，PT2262-IR不接通电源，其17脚为低电平，当有按键按下时，PT2262-IR得电工作，其第17脚输出经调制的串行数据信号，高频发射电路完全收控于PT2262-IR的17脚输出的数字信号，从而对高频电路完成幅度键控（ASK调制）相当于调制度为100％的调幅。
（2）本电路可以分直接红外遥控和调制红外遥控两种类型。
A、直接红外遥控发送端U1采用PT2262，发射时从17脚Dout输出的是直接高低电平串行编码，没有经过调制的。
接收端的红外接收管采用一般的红外光敏接收管即可。
B、调制红外遥控发送端U1采用PT2262-IR,发射时从17脚Dout输出的是经过高低电平串行编码调制后的38khz调制波形。
因为波形经过调制，因此接收端的红外接收管必须采用一体化红外接收头，该一体化红外接收头将红外光敏接收管、放大器、滤波器集中封装起来，只引出三个引脚连接外部电路。
这种电路简单抗干扰能力强比较可靠，所以本实验采用这种遥控方式。
电路原理图和PCB图如下：
图中的四个开关中当某一个按下的时候，就会给18脚高电平，同时与其相对应的数据输入端也会出现高电平，这时的芯片处于工作状态，由于15和16脚间接了已经调好的390K电阻，则17脚会发出38KHZ的方波，经两个1815三极管的整合后，红外二极管就会发出相应频率的方波。
2、接收电路
图中的15和16脚已经接入了1M的精密可调电阻电阻改成560欧的电阻，以供电路接收相应的频率方波。
当由发射电路中的红外二极管发出的方波让HS38接收后，方波就会被输入到14脚，与此同时，PT2272上的地址管脚就会输出与PT2262-IR相对应管脚上的高电平，则相应的发光二极管就会发光，就这样来实现红外控制。
由于通过调节精密可调电阻来达到频率的匹配的可能性很小，在调试的过程中，通过用不同值的电阻一一地测量最终使用560欧的电阻。
五、电路原理分析
1.调制红外遥控发送端U1采用PT2262-IR,发射时从17脚Dout输出的是经过高低电平串行编码调制后的38khz调制波形。
因为波形经过调制，因此接收端的红外接收管必须采用一体化红外接收头，该一体化红外接收头将红外光敏接收管、放大器、滤波器集中封装起来，只引出三个引脚连接外部电路。
振荡电阻:
2.PT2262-IR和PT2272除地址编码必须完全一致外，振荡电阻还必须匹配，否则接收距离会变近甚至无法接收，在具体的应用中，外接振荡电阻可根据需要进行适当的调节，阻值越大振荡频率越低，编码的宽度越大，发码一帧的时间越长。
配套参考表：
编码芯片
解码芯片
PT2262
PT2260
SC2260
SC2262
CS5211
PT2272/SC2272/CS5212
1.2M
无
3.3M
1.1M
1.3M
200K
1.5M
无
4.3M
1.4M
1.6M
270K
2.2M
无
6.2M
2M
2.4M
390K
3.3M
无
9.1M
3M
3.6M
680K
4.7M
1.2M
12M
4.3M
5.1M
820K
六、芯片介绍
PT2262-IR引脚图
PT2262-IR内部原理图
PT2272引脚图
（1）
PT2262-IR引脚功能说明：
Pin1-Pin6（A0-A5）:
地址输入端，可编成“1”、“0”和“开路”三种状态。
Pin7、Pin8、pin10-Pin13（A6/D0-A11/D5）:
地址或数据输入端，地址输入时用Pin1-Pin6，做数据输入时只可编成“1”、“0”两种状态。
Pin14（TE）:
发射使能端，低电平有效。
Pin15、Pin16（OSC1、OSC2）:
外接振荡电阻，决定振荡的时钟频率。
Pin17（Dout）:
数据输出端，编码由此脚串行输出。
Pin9、Pin18（VDD，Vss）:
电源+，-输入端。
（2）
PT2272引脚功能说明：
Pin1-Pin6（A0-A5）:
地址输入端，可编成“1”、“0”和“开路”三种状态。
要求与PT2262设定的状态一致。
Pin7、Pin8、pin10-Pin13（D0-D5）:
数据输出端，分暂存和锁存两种状态。
Pin14（DI）:
脉冲编码信号输入端。
Pin15、Pin16（OSC1、OSC2）:
外接振荡电阻，决定振荡的时钟频率。
Pin17（VT）:
输出端，接收有效信号时，VT端由低电平变为高电平。
Pin9、Pin18（VDD，Vss）:
电源+，-输入端。
（3）
PT2262-IR/PT2272工作原理：
PT2262-IR发射芯片地址编码输入有“1”、“0”和“开路”三种状态，数据输入有“1”和“0”两种状态。
由各地址、数据的不同接脚状态决定，编码从输出端Dout输出，通过红外发射管发射出去。
其编码时序波形如图2所示。
Dout输出的编码信号是调制在38kHz载波上的，OSC1、OSC2外接的电阻决定载频频率，一般电阻可在430k—470k之间选择即可。
（4） PT2272的暂存功能是指当发射信号消失时，PT2272的对应数据输出位即变为低电平。
而锁存功能是指，当发射信号消失时，PT2272的数据输出端仍保持原来的状态，直到下次接收到新的信号输入。
图3是红外发射和接收的典型应用原理图，为了能正确解调出调制的编码信号，接收端需加一级前置放大级，保证输入PT2272的信号幅度足够大。
PT2272各输出端通过各种接口即可控制相应的负载。
（5）红外接头：
HS38（HS0038）为红外接收集成模块，当其接收到38kHZ的方波时，输出脚输出低电平0；没接收到时，输出脚输出高电平1。
因此，用红外发射管对着HS38发射38kHZ方波（占空比可调为20%-30%减小功率，可用单片机或555产生，也可直接接信号发生器）时，用示波器观察HS38输出脚为低电平0，用手遮挡或停止发射时，用示波器观察HS38输出脚为高电平1。
HS38红外接收模块的引脚图如图所示。
此图应适合大多数（普通）38（如HS38,TL0038,VF0038……）的红外接收模块。
图4HS38引脚图
七、系统测试
调试的主要步骤：
（1）一直按下发射端某个按键，用示波器观察输出波形，改变振荡电阻使其载波频率调到38KHZ。
（2）发射端的开关SW与接收端SW必须编码一致。
（3）接收端用示波器观察电容正极的波形，移动发射板方向，使其对准接收板。
当电容正极波形最大时，可以调整接收板的可调电阻，实现解码。
本次设计中，发射端一定要把二极管与相应的电阻对齐，以达到简洁美观的效果。
在红外管的接入电路中要分清三极管的e，b，c脚，对于与红外管相串的电阻要较小，这样才能达到发射的目的。
保护电容要分清正负极。
接收端中要弄清HS38的三个脚的属性，15与16脚间要接入可调电阻，并且每个二极管都要有保护电阻。
在调试过程中，可以先直接用导线把两个芯片的17脚连接起来，这样可以来检验基本的电路有没有成功。
之后再对红外发射与接收电路实现远距离的控制。
在调试的过程中，第一次并没有出现相应的结果，经老师和同学的指导，发现是发射电路的发射芯片选择的问题，本实验需要的是PT2262-IR而不是PT2262，之后也没有出现理想的效果，最终检查匹配电阻阻值没有达到实际的要从而导致电路没有出现相应的结果，而用可调电阻来调节而达到要求的可能性比较低，最终我们使用560欧的振荡电阻成功了。
经过这次实验我们明白了一点，很多时候，计算是可靠的，但也要从实际出发才能得到理想的结果。
八、实训总结
经过这次的实验，使我掌握了如何较系统的设计系统方案。
在这一设计过程中，虽然有很多知识没有学过，但通过网上或图书馆查找资料，我能够独立自主地完成任务，并和大家分享资料。
由于在暑假参加过大学生电子竞赛培训，通过一个多月在硬件组的练习，我基本掌握了画PROTEL的技巧，对整个的制版过程和焊接过程比较熟悉，所以这一块对我来说并没有什么难度，完成的还是挺有质量的。
但是第一次的自行调试并没有成功，检查电路的接通问题，并没有出现虚焊或者断路等问题，元件像电容、三极管、红外接头的管脚也没有接错。
通过几个同学的讨论，我们最终怀疑是芯片的问题，其实在开始研究的时候也关注到PT2262和PT2262-IR这两个芯片的不同点，PT2262一般用于无线电路的设计，而PT2262-IR一般用来设计红外遥控，并且在本实验中使用的是调制红外遥控而不是直接红外遥控，调制红外遥控发送端U1采用PT2262-IR,发射时从17脚Dout输出的是经过高低电平串行编码调制后的38khz调制波形。
因为波形经过调制，因此接收端的红外接收管必须采用一体化红外接收头，该一体化红外接收头将红外光敏接收管、放大器、滤波器集中封装起来，只引出三个引脚连接外部电路。
然而实验室里却没有这种芯片，于是其中一个同学决定购买芯片，通过他的帮助我也网购了一片PT2262-IR这种芯片，将这种芯片插入到电路中进行测试，调节精密可跳电阻，并没有出现结果。
经过老师的指导，红外接收电路和发射电路的匹配电阻是要有一定的电阻值的，而通过调节可调电阻要达到匹配的电阻的可能性比较低的，于是我们几个并用几类不同值的电阻一个个测过来，在大家的帮助下，最终用560欧的电阻作为接收电路的振荡电阻和发射电路480K电阻相匹配最后成功了。
无论是在学校还是出社会，在学习的过程中我们要学会合作精神，要互相学习，通过这次实训我发现自己有好多的知识点不懂，学习这个专业涉及的领域比较广，要学习的知识也比较多，在以后的学习中，我会更加努力学习理论知识并提高自己的动手能力，这次的实训同时也增加了我对这个专业的兴趣和热情，我相信只要付出了努力，或多或少总会有收获。
九、参考文献
[1]苏长赞.红外线与超声波遥控M.北京:
人民邮电出版社,1993.
[2]任富民.数字电子技术与技能培训.北京：
机械工业出版社，2009.
[3]谢自美.电子线路设计、实验、测试.华中科技大学出版社.
[4]阎石，数字电子技术基础第四板，高等教育出版社1998.11
一十、附录
元件清单
名称
规格
数量
备注
集成电路
PT2262-IR
1
PT2272
1
HS38
1
接收方波
晶体管
1815
2
8050
1
电阻
470K
1
2.7K
5
470
4
560
1
电容
47uF
1
二极管
IN4148
4
发光二极管
5
红外二极管
1
开关
开关
4
导线
导线
若干
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