电子科学与技术专业课程设计.docx

1、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 94.1 NE555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

2、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

3、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17分别控制七个LED灯亮灭状态。（2） 当开关闭合（接电源）时，开关17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（17）对应连接到编码输入端（17）。调制模块，运用

4、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m）内工作可靠。其内部设置的滤波器中心频率f0由其脚外接电阻调节，范围可从KHzKHz。其接入电路图如下

5、：图3 CX20106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17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17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4.1 NE555频率测试断开MC14502

6、6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

7、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

8、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