电子科学与技术专业课程设计.docx
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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：
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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3
1.1设计要求及主要技术指标3
1.2发挥部分3
二、方案设计与理论计算4
2.1红外遥控发射机设计方案4
2.3解码及数码管显示方案6
三、系统整体设计7
3.1发射机电路7
3.1.1编码模块7
3.1.2调制发送模块7
3.2接收机电路8
3.2.1放大解调模块8
3.2.2解码接收电路8
四、测试方法、调试9
4.1NE555频率测试9
4.2有线连接测试编码译码的正确性9
4.3测试红外发送和接受端的波形9
4.4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：
（1）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。
（2）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”编码输出两个窄脉冲。
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:
1个
CX20106:
1个
CD4069:
2个
MC145027:
2个
74LS138:
1个
MC14513:
1个
三极管：
4个
发射管：
1个
接收管：
1个
LED灯：
8个
七段数码管：
1个
导线、电阻、电容若干
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