红外通信收发系统的设计与实现
红外无线数据传输系统的设计与实现-毕业论文
摘要红外无线数据传输系统是一种利用红外线作为传输媒介的无线数据传输方式，它相对于无线电数据通信具有功耗低、价格便宜、低电磁干扰、高保密性等优点，目前发展迅猛,尤其是在近距离无线数据通信中得到广泛的运用.本文主要介绍基于51单片机的红外无线数据传输系统的原理.在硬件设计原理的介绍中，主要分析了系统中NE555数据调制电路、红外发射电路、红外接收电路、DS18B20温度传感器电路、单片机外围电路以及声光报警电路。
在系统软件设计的介绍中,我们主要分析单片机串口通信协议、控制温度传感器采集数据、对数据的编解码；而液晶显示部分软件则是为了具有更好的人机交互界面。
通过调试后，本系统基本达到预期要求，1、正确实现双机通信功能，在2400波特率下通信距离达到7米左右；2、具有在超时通信不畅的情况下进行报警提示功能;3、具有自动搜寻一帧数据起始位的功能，这样可以有效防止外界的干扰；4、通过串口可以与PC机实现正确通信，可以作为计算机的红外无线终端,完成数据的上传和下放.因此本系统具有广阔的实用价值。
关键词：AT89S52单片机；数据采集；红外通信;调制解调；串口通信AbstractInfrared wireless data transmission system is a wireless data transfer method that uses infrared as a transmission medium, Compared with the radio data communication，it has many advantages in power consumption, Production costs，electromagnetic interference，and the confidentiality. At present，this technology is developing rapidly，In particular, It is widely used in short—range wireless data communications，In this paper，we are introduced infrared wireless data transmission system’s theory that based on the single—chip microcomputer 51. In the hardware design principle introduction，We mainly analysis the system's data modulation circuit of NE555, infrared transmitter，IR receiver circuit, DS18B20 temperature sensor circuit，microcontroller peripheral circuits, as well as sound and light alarm circuit。
红外通信收发系统的设计和实现实验报告
红外通信收发系统的设计和实现实验报告学院：信息与通信工程学院姓名：班级：学号：红外通信收发系统的设计和实现实验报告1、课题名称红外通信收发系统的设计与实现2、摘要红外通信系统的设计是光通信系统的一个重要分支，红外数据传输，使用传输介质――红外线。
红外线是波长在750nm～1mm之间的电磁波，是人眼看不到的光线。
红外数据传输一般采用红外波段内的近红外线，波长在0.75～25um之间。
本实protel软件辅助设计，分析并设计了红外通信系统的发射电路与接收电路，实现了红外信号的无线传输功能和音乐信号的收发功能。
3、关键词红外线、收发系统、音乐芯片3、设计任务要求；1、基本要求：（1）设计一个正弦波振荡器，f≥1kHz，Uopp≥3v；（2）所设计的正弦波振荡器的输出信号作为红外光通信收发系统发送端的输入信号，在接收端可收到无明显失真的输入信号；（3）要求接收端LM386增益设计G=200;（4）设计该电路的电源电路（不要求实际搭建），用软件绘制完整的电路原理图（PROTEL）及印制电路板图（PCB）2、提高要求：利用音乐芯片产生乐曲，调制LED后发出，接收端接收信号利用喇叭将发送的乐曲无失真的播放出来。
3、探究环节：探索其它红外光通信收发系统的应用实例，数字调制的解决的方案，给出应用方案。
4、设计思路、总体结构框图；1、设计思路系统主要由信号产生电路，红外光发射系统，红外光接收系统三个模块完成基本实验要求，其中信号产生电路分别由信号发生器和音乐芯片代替，电信号经过发生系统转化为红外光信号，经接收系统接受后，光信号转化为电信号，再通过喇叭将其转化为语音信号，实现红外光通信的全过程。
首先主要用信号发生器发出电信号，微弱的电信号经过一个分压式共射电路适当放大，并通过LED红外发送管转化为光信号发送。
信号经接收管接收后，通过运放电路得到较高的输出功率，驱动喇叭发出声音。
利用放大器LM386，调节电位器改变其增益，驱动喇叭得到所需功率。
电子设计大赛F题红外通信
电子设计大赛F题红外通信公司标准化编码 [QQX96QT-XQQB89Q8-NQQJ6Q8-MQM9N]2013年全国大学生电子设计竞赛红外光通信装置（F题）2013年9月7日摘要设计红外通信收发系统，该系统由信号产生模块、红外光发送模块和红外光接收模块三部分构成，实现对信号的产生、发送、接收以及实现对信号的功率放大。
掌握系统的原理，用 Altium designer软件绘制原理图并生成PCB 板，然后实际操作搭建电路板。
系统主要由信号产生电路，红外光发射系统，红外光接收系统三个模块构成，由音乐芯片构成的信号产生电路发出电信号，通过发送系统转化为光信号发送，通过接收系统接受光信号并将其转化为电信号，再通过喇叭将其重新转化为语音信号，实现红外光通信的全过程。
首先主要用LM386芯片构成音乐产生电路，发出电信号，由于发出的信号比较微弱，所以需要再经过一个分压式共射电路适当放大信号，并通过LED红外发送管转化为光信号发送。
信号经接收管接收后，通过运放电路得到较高的输出功率，驱动喇叭发出音乐芯片的音乐。
利用放大器LM386、AD623、AD8608可以得到200的增益，驱动喇叭得到所需功率。
AbstractDesign of infrared communication transceiver system, the system module, the infrared light generated by the signal of sending module and infrared receiving module, realize the signal producing, sending, receiving, and realize the signal of power amplifier. The principle of control system, with Altium designer software map principle and generate the PCB, and then practical building circuit boards. System is mainly composed of signal generation circuit, infrared launch system, the infrared receiving system three modules, which composed the music chip issue electrical signal circuit, by sending system is converted into optical signals to send, receive light signals by receiving system and convert it into electrical signals, thenconvert it to speech signal over the loudspeaker, realize the whole process of infrared communication. First mainly with LM386 circuit chip music, send electrical signals, because the signals are faint, so need to pass a partial pressure type radio appropriate amplified signals, and through the LED infrared transmitting tube into thelight signal transmission. Signal after receiving tube, high output power is obtained by op-amp circuit, drive the horn music chip music. Using amplifier LM386, AD623, AD8608 can get the gain of 200, and drive the horn to get the required power.目录1系统方案.................................................................. . (4)发射管的论证与选择.............................................................. .. (4)输入端运放的论证与选择.................................................................. . (4)信号传输的论证与选择.................................................................. .. (4)功率放大器的论证与选择 (6)温度信号的获取与传输 (6)显示模块 (6)2系统理论分析与计算 (6)语音信号的放大与接受 (6)温度信号的接受 (6)传输距离的测试 (6)3电路与程序设计 (6)电路的设计 (6)发射电路设计 (6)接受电路设计 (7)小灯指示电路设计 (7)喇叭驱动电路设计 (8)中继节点电路设计 (8)稳压电源电路设计 (8)程序的设计 (9)程序功能描述与设计思路 (9)程序流程图 (9)程序代码 (10)4测试方案与测试结果 (10)测试方案 (10)测试条件与仪器 (10)测试结果及分析 (10)5总结 (11)附录1：电路原理图 (12)附录2：源程序 (13)红外光通信装置（F题）1、系统方案论证：总体系统由信号产生电路、红外光发射系统、红外光接收系统三个模块构成，由音乐芯片构成的信号产生电路发出电信号，通过发送系统转化为光信号发送，通过接收系统接收光信号并将其转化为电信号，再通过喇叭将其重新转化为语音信号，实现红外光通信的全过程。
北邮红外通信收发系统的设计实验报告2篇
北邮红外通信收发系统的设计实验报告2篇北邮红外通信收发系统的设计实验报告第一篇：一、引言通信技术是现代社会的重要组成部分，而红外通信作为一种无线通信技术，具有无线、隐蔽、低功耗等特点，在各个领域得到广泛的应用。
本实验旨在设计并实现一种基于北邮红外通信收发系统，以验证其可靠性和稳定性。
二、实验目的1. 理解红外通信的原理和规范。
2. 学习使用北邮红外通信收发系统。
3. 能够正确设置收发模块的参数。
4. 进行距离测试，评估系统的通信距离性能。
5. 进行干扰测试，确定系统的抗干扰性能。
三、实验设备1. 硬件设备：北邮红外通信收发模块、电脑。
2. 软件设备：PC机控制软件、北邮红外通信收发系统驱动程序。
四、实验步骤1. 连接硬件设备：将北邮红外通信收发模块通过串口线与电脑连接。
2. 安装驱动程序：根据实验要求，在电脑上安装北邮红外通信收发系统驱动程序。
3. 配置参数：在PC机控制软件中，设置收发模块的参数，包括通信速率、校验方式等。
4. 进行距离测试：设置一个合适的通信距离，发送一条特定信息，观察接收端是否成功接收并显示该信息。
5. 进行干扰测试：在通信过程中引入干扰信号，观察系统是否能正确识别并过滤干扰信号。
五、结果与分析1. 距离测试结果：根据实验设置的通信距离，收发系统能够成功传输信息，并且接收端能够正确接收和显示该信息，表明系统具有较好的通信距离性能。
2. 干扰测试结果：在引入干扰信号的情况下，系统能够正确识别并过滤干扰信号，保证数据传输的准确性和可靠性。
六、实验结论通过本次实验，我们成功设计并实现了一种基于北邮红外通信收发系统。
实验结果表明，该系统具有较好的通信距离性能和抗干扰性能，能够满足实际应用的需求。
同时，本实验也深入理解了红外通信的原理和规范，对于今后的通信技术研究和应用具有一定的参考价值。
第二篇：一、引言红外通信是一种无线通信技术，具有无线、隐蔽、低功耗等特点，在各个领域得到了广泛的应用。
单片机红外接受发送实验报告
单片机红外发射与接收实验报告指导老师：报告人：一·实验选题：基于单片机的红外发射与接收设计任务要求：设计一个以单片机为核心控制器件的红外收发系统。
发射载频：38KHz工作温度：-40℃--+85℃接收范围：2m二·系统概述方案设计与论证红外遥控收发系统（以下简称红外遥控系统）是指利用红外光波作为信息传输的媒介以实现远距离控制的装置。
从实际系统的硬件结构看，红外遥控系统包括发射装置和接收装置，其中发射装置包括电源模块、输入模块、红外发射模块和单片机最小系统，接收装置包括电源模块、红外接收模块、输出模块和单片机最小系统。
本设计选题设计任务要求设计一个以单片机为核心控制器件的红外收发系统。
其中，发射载波 38KHz，电源 5V/0.2A 5V/0.1A，工作温度-40℃--+85℃，接收范围 2m，传输速率 27bit/s，反应时间 2ms。
利用单片机的定时功能或使用载波发生器（用于产生载波的芯片）均可产生 38KHz 的发射载波。
单片机系统可以直接由 5V/0.1A 的电源供电，也可以通过三端稳压芯片由 9V/0.2A 电源供电。
采用工业级单片机可以工作在-40℃--+85℃。
为保证接收范围达到 2m，在发射载频恒为 38KHz 的前提下，应采用电流放大电路使红外发射管发射功率足够大。
传输速率和反应时间取决于所使用的编码芯片或程序的执行效率。
通过上述分析可知，为实现设计任务并满足设计指标，应采用工业级单片机，由电流放大电路驱动红外发射管。
将针对设计任务提出两种设计方案。
三·程序功能将程序编译通过并下载成功后，两个板上的红外光电器件都要套上黑色遮光罩，就可以进行实验了。
测距实验：手持1号板和2号板，两管相对，慢慢拉远或移近两管的距离，观察ＬＥＤ的读数变化。
阻断实验：可请另一人协助，将一张纸或其他障碍物放在两管之间再拿开，会看到读数有大幅度的变化。
反射实验：将1号和2号实验板并排拿在手中，并形成一个小夹角，向一张白纸移动观察读数变化。
红外无线语音系统的设计与实现
红外无线语音系统的设计与实现王智伟（河北省省直房地产服务中心）摘要：本设计制作的这个系统是红外无线语音传输系统。
在系统设计时，使用的是一对850nm 波长的红外光发射、接收管。
利用它能够将声音进行传递。
在用手机的插头作为输入信号在通过电路的调试来实现语音信号传输，从而实现了定向，然后我在进行红外光收发系统的设计。
通过测试和查阅资料可以知道，5m 的传输距离是红外通信保证无明显失真情况下的极限距离。
通过放大和滤波电路，此时电路主要由LM-386所搭建。
同时我们还加了一个转制装置来实现90°的转变，最后输出端的喇叭中可以听到输入的语音。
关键词：红外；语音传输；无线通信Design and implementation of infrared wireless voice systemWang Zhiwei(Hebei provincial real estate service center)Abstract ：Science and technology continues to progress,and all kinds of communication technolgy are also in constant improvement progress.In the system design,I use a wave length of 850nm infrared transmitting and receiving e it to make sound ing a plug of the mobile phone as the input singal through the circuit debugging to realize voice signal transmission, so as to realize through tne orientation,and then I design the infrared transceiver system.Through the test and inspection date we can know that the transmission distance is 5m infrared communication to ensure no significant distortion limit distance under the condition of the amplifier and filter circuit.This circuit is mainly composed of LM-386 structures.At the same time, we alse add a conversion device to realize the transformation of 90 degree,the voice of the input can be heard in the horn of the output finally.Keywords ：Infrared ；Speech transmission ；Wireless communication 0 引言红外通信优点是高速率、低成本、低功耗，能实现近距离无线传输，所以首选设计为手持遥控器。
红外实验报告
电子电路综合设计实验报告实验名称：红外通信收发系统的设计与实践学院：信息与通信工程学院专业：通信工程红外通信收发系统的设计与实践摘要语音和音乐等低频电信号一般不适合直接远距离传输，而是通过调制加载到光或者高频信号上传输出去。
本次试验的内容，就是设计一个合适的红外收发电路，实现光信号的传输和接收。
红外通信系统的设计是光通信系统的一个重要分支，采用红外通信系统的设计方法来进行和目前世界上所采用的骨干通信网的光纤通信系统是有相同之处的，唯一重要的差别就是它们二者所采用的传输媒质不用，一个是大气，一个则是光纤。
关键词红外发送红外接收滤波信号放大1）实验目的1、掌握简单的红外通信系统的组成及设计原理2、掌握通信电子系统方案设计、电路设计的方法3、熟悉电路仿真软件的使用4、掌握PCB设计电路装配和调试的方法2）实验所用仪器1、函数信号发生器2、示波器3、晶体管毫伏表4、万用表5、直流稳压电源3）所用元器件及测试仪表清单1、8050 X 12、红外发送管303 X 13、红外接收管302 X 14、LM386 X 15、可变电阻器（10k，100k）各16、电阻（2k，2.7k） X 17、电阻（20，51）各18、电阻（10 ） X 19、电解电容（100uf，33uf，250uf）各110、电解电容（10uf） X 211、电容（0.047uf，0.01uf）各110、喇叭 X 112、kd9300 X 113、发光管 X 14）设计思路及分块和总体结构设计思路及总体结构框图如下：红外设计的总体构架上图是一个简单的红外通信系统的构造图，通过实验应该能进行模块化的设计，当然整个商用的红外光通信系统是相当复杂的，这里我们只考虑最基础和最必要的部分来完成整个红外光通信收发系统的设计。
（1）信号的产生这里利用了音乐芯片KD－9300或是LX9300来完成。
信号产生也可以用RC振荡器构成，信号的幅度不宜过大。
（2）红外光发送模块的设计设计原则主要是考虑红外发送管的工作电流，电流过小，传输距离短，电流过大有容易毁坏发光管红外光发送电路（3）红外光接收模块的设计红外光接收电路（4）高通滤波器红外接收的二极管都是光敏二极管，这样普通灯光也对其都成一定程度的影响，为了获得更好的效果，还要在信号输出端加入高通滤波器，消除恒定的外接低频信号的干扰，这样接收效果和灵敏度将显著提高。
基于单片机的红外通信系统设计
基于单片机的红外通信系统设计1 简介红外通信是指利用红外线进行信息传输的一种无线通讯方式。
其传输距离在10米以内，速度较快，常用于遥控器、智能家居、安防监控等领域。
本文将介绍基于单片机的红外通信系统设计。
2 系统原理红外通信系统需包含红外发射器、红外接收器和处理器三个部分。
通信原理是将信息编码成红外信号，通过红外发射器发出，再由红外接收器接收，经过解码后传输到处理器中处理。
3 系统设计步骤3.1 红外接收器电路设计红外接收器采用红外管接收器，其特点是灵敏度高，在不同角度能接收到较远的红外信号。
红外管接收器与电路板焊接，电路板再选用较长的电线接到处理器的端口上。
3.2 红外发射器电路设计红外发射器采用红外二极管，其工作电压一般为1.2-1.4V。
通过接通1kHz以上的方波信号控制二极管的导通，使其发出红外光。
为保证其稳定性和较远的有效距离，需在电路中添加反向电流保护二极管。
3.3 处理器设计处理器选用常用的单片机，如AT89C51等。
单片机内置了红外通信模块，可用来发送和接收红外信号。
同时，还需通过编程实现对红外信号的解码和编码，实现信息传输与处理。
4 系统测试测试时，可用遥控器模拟发送红外信号，系统接收并解码后显示在液晶屏幕上。
测试距离一般在10米以内，且需保持天空无其它遮挡物。
5 总结基于单片机的红外通信系统设计，具有灵敏度高、速度快、传输距离短等特点。
其应用广泛，在智能家居、安防监控、车载通信等领域均有应用。
但需注意遮挡物的影响，以及信号干扰等问题。
关于锁相环红外通信系统的设计与制作
关于锁相环红外通信系统的设计与制作摘要：锁相环红外通信系统是一种现代化的无线通信方式，其具有稳定性强、抗干扰能力强、传输效率高等优点。
本论文针对锁相环红外通信系统的设计和制作进行探讨和研究，主要涉及硬件设计和软件实现两个方面。
在硬件设计方面，从传输路径、发射器、接收器、调制解调器等方面进行介绍，其中涉及到的元器件有红外线LED、锁相放大器、微型控制器等。
在软件实现方面，主要使用编程语言进行编写，包括采集发射信号、接收反馈信号、进行数据处理等操作。
经过实验测试，锁相环红外通信系统的传输效果良好，具有良好的应用前景。
关键词：锁相环红外通信；硬件设计；软件实现；数据处理；无线传输。
正文：一、引言随着科学技术的不断进步，通信技术也逐渐得到了迅速发展。
在现代化无线通信中，锁相环红外通信系统作为一种新型的无线通信方式，具有传输效率高、稳定性强、抗干扰能力强等优点，被广泛应用于各个领域。
本论文主要对锁相环红外通信系统的设计和制作进行研究和探讨，试图为相关研究提供新的思路和方法。
二、硬件设计（一）传输路径设计传输路径是锁相环红外通信系统中的重要组成部分，其主要作用是实现信号的传输和接收。
传输路径的设计需要考虑传输距离、传输媒介等因素，从而选择适当的传输器件和组成方式。
（二）发射器设计发射器是锁相环红外通信系统中的重要部分，其主要作用是将传输数据转换为红外信号输出。
发射器的设计需要考虑光功率、波长、发光角度等因素，从而选择适当的发光器件。
（三）接收器设计接收器是锁相环红外通信系统中同样重要的组成部分，其主要作用是接收远端发射器发出的红外信号并转换为电信号进行处理。
接收器的设计需要考虑接收器的灵敏度、抗干扰性等因素，从而选择适当的接收器件。
（四）调制解调器设计调制解调器是锁相环红外通信系统中的核心组成部分，其主要作用是将数字信号转换为模拟信号输出，并通过锁相环反馈实现高速传输和抗干扰能力。
调制解调器的设计需要考虑选取适当的锁相放大器、电容、电阻等元器件。
红外通讯原理及实现详解
红外通讯原理及实现详解红外线遥控是目前使用最广泛的一种通信和遥控手段。
由于红外线遥控装置具有体积小、功耗低、功能强、成本低等特点，因而，继彩电、录像机之后，在录音机、音响设备、空凋机以及玩具等其它小型电器装置上也纷纷采用红外线遥控。
1红外通信原理介绍红外通讯通过使用红外光进行通信，发送设备将电信号转成光信号，接收设备则再将光信号还原成电信号，红外收发系统的框图如图所示：图 1 红外收发系统目前基于红外通讯的通讯协议有上百种，这些协议大同小异，下面以飞利蒲的RC5协议为例来进行介绍。
同别的红外协议一样，飞利蒲的RC5协议也是由下列几部分组成：1 .1键码之所以定义键码就是为了规范设计，至少保证飞利蒲公司内部的红外通信设备之间可以互通，不会出现混乱的情况，当然大家也可以自个定义，这有点像TCP/IP中的应用层，你可以自个定义一个协议，也可以用标准定义好的协议。
键码是基于数字信号二进制的0/1而言的。
比如0x12，换成二进制就是0b0001 0010。
飞利蒲定义的键码如下所示。
1）地址设备对照表（下表中的不同地址用于给不同类型的设备使用）RC5 Address Device RC5 Address Device$00 - 0 TV1 |$10 - 16 Pre-amp$01 - 1 TV2 |$11 - 17 Tuner$02 - 2 Teletext |$12 - 18 Recorder1$03 - 3 Video |$13 - 19 Pre-amp$04 - 4 LV1 |$14 - 20 CD Player$05 - 5 VCR1 |$15 - 21 Phono$06 - 6 VCR2 |$16 - 22 SatA$07 - 7 Experimental |$17 - 23 Recorder2$08 - 8 Sat1 |$18 - 24$09 - 9 Camera |$19 - 25$0A - 10 Sat2 |$1A - 26 CDR$0B - 11 |$1B - 27$0C - 12 CDV |$1C - 28$0D - 13 Camcorder |$1D - 29 Lighting$0E - 14 |$1E - 30 Lighting$0F - 15 |$1F - 31 Phone2）命令功能对照表（下表中定应义了常用的遥控的命令）RC5 Command | TV Command | VCR Command------------------------------------------------------ $00 - 0 | 1 | 1$01 - 1 | 2 | 2$02 - 2 | 2 | 2$03 - 3 | 3 | 3$04 - 4 | 4 | 4$05 - 5 | 5 | 5$06 - 6 | 6 | 6$07 - 7 | 7 | 7$08 - 8 | 8 | 8$09 - 9 | 9 | 9$0C - 12 | Standby Standby |$10 - 16 | Volume + |$11 - 17 | Volume - |$12 - 18 | Brightness + |$13 - 19 | Brightness - |$32 - 50 | | Fast Rewind $34 - 52 | | Fast Forward $35 - 53 | | Play$36 - 54 | | Stop$37 - 55 | | Recording---------------------------------------------------------1 .2编码如何实现上述的键码的发送，并保持红外接收解码器件收到并识别呢，当然就必须按一定的格式进行编码并发送。
红外控制的RS通信系统设计
红外控制的RS通信系统设计一、引言红外（Infrared，IR）通信技术是一种无线通信技术，利用红外线进行数据的传输和通信。
红外通信技术在现代社会中得到了广泛应用，尤其是在遥控、红外传感和无线数据传输等领域。
本文将设计一个基于红外控制的RS通信系统，并详细讨论其设计原理和功能。
二、设计原理红外通信系统主要包括发送端和接收端，通过发送端将信号转换成红外光信号，并通过接收端将红外光信号转换成相应的电信号。
红外通信系统可以设计成点对点模式，也可以设计成广播模式。
在本设计中，我们选择了点对点模式。
其中，发送端模块主要包括红外发射器、编码器、调制器和信号接口部分。
接收端模块主要包括红外接收器、解码器、解调器和信号接口部分。
发送端模块的工作流程如下：1.要发送的数据通过信号接口部分输入到编码器中，编码器将数据编码成特定的格式，以便接收端解码时能够正确解码；2.编码后的数据经过调制器进行调制，将信号转换成红外光信号；3.红外发射器接收到调制后的信号，并将其发射出去。
接收端模块的工作流程如下：1.红外接收器接收到红外光信号，并将其转换成电信号；2.解调器对电信号进行解调，将其还原成发送端发送的调制信号；3.解码器对解调后的信号进行解码，将其还原成发送端发送的原始数据；4.最后，原始数据通过信号接口部分输出，在接收端得以使用或显示。
该通信系统的通信距离取决于红外发射器和红外接收器的性能，通常在10米以内。
而通信的可靠性取决于编码和解码算法以及红外发射器和红外接收器的灵敏度和抗干扰能力。
三、功能设计1.数据传输：通过红外光信号实现数据的传输和通信。
用户可以通过发送端模块发送数据，接收端模块接收并解码数据。
2.键盘控制：用户可以通过键盘输入指令，发送端模块将指令转换成红外光信号发送给接收端模块。
3.状态指示：在发送端和接收端模块上增加LED指示灯，用于指示系统的工作状态，例如发送状态、接收状态和错误状态等。
4.多路通信：通过在发送端和接收端模块上加入多个信号接口，实现多路通信的功能。
红外通信模块的设计与实现
红外通信模块的设计与实现随着现代化科技的不断发展，人们对于通信技术的需求也越来越迫切。
在众多的通信技术中，红外通信技术因其快速、安全、成本低廉等优势受到了广泛的关注。
本文将介绍一种基于红外通信技术的通信模块的设计与实现，包括硬件设计、软件设计、测试结果等方面。
通过本文的介绍，读者可以了解到红外通信模块的基本原理及其在实际应用中的优缺点，对于红外通信技术的了解也将更加深入。
关键词：红外通信；通信模块；硬件设计；软件设计；测试结果一、引言随着信息社会的不断发展，人们对于通信技术的需求也越来越迫切。
在众多的通信技术中，红外通信技术因其快速、安全、成本低廉等优势受到了广泛的关注。
红外通信技术采用红外线进行数据传输，可以实现在短距离内的高速数据传输，而且不会干扰其它无线设备，因此被广泛应用于智能家居、电子商务、自动化控制等领域。
本文将介绍一种基于红外通信技术的通信模块的设计与实现，包括硬件设计、软件设计、测试结果等方面。
通过本文的介绍，读者可以了解到红外通信模块的基本原理及其在实际应用中的优缺点，对于红外通信技术的了解也将更加深入。
二、红外通信模块的原理红外通信技术是一种无线通信技术，它采用红外线进行数据传输。
红外线是一种电磁波，它的波长在0.75微米到1000微米之间，属于可见光的外侧。
红外线的能量比较弱，不能穿透障碍物，因此在传输过程中需要保持传输的直线性。
红外通信技术的工作原理是通过调制红外光源的频率和强度来实现数据传输。
在发送端，将需要传输的数据信号转换为红外光信号，然后通过红外发射器发射出去。
在接收端，通过红外接收器接收到红外光信号，然后将其转换为电信号，再进行解码，最终得到原始数据信号。
红外通信技术具有传输速度快、安全性高、成本低廉等优点，因此被广泛应用于智能家居、电子商务、自动化控制等领域。
三、红外通信模块的设计1.硬件设计红外通信模块的硬件设计主要包括红外发射器、红外接收器、信号解码电路、电源电路等部分。
毕业设计论文—毕业论文红外线光发射机的设计与实现-精品
红外线光发射机的设计与实现摘要红外技术在科学领域已经发展使用到了各行各业。
随着多媒体技术和通讯技术的不断发展,多媒体娱乐、信息高速公路等不断对信息数据的存储和传输提出了更高的要求。
应用领域不断扩大，现在社会对即时传输也就有了更高的要求。
本设计利用射机将接入的音频信号通过红外光发射机产生微弱的电信号，再通过放大器进行放大驱动发射端工作，最终变为红外光信号传输给红外接收机除此外，本次设计针对红外发射要求频率高这一特点做出相应的改良，在发射端电路中运用三级放大，对初始化的电流信号进行放大，以便于其驱动发射端的两个发射头工作。
该课题主要目的就是设计一个红外光发射机，能锻炼制板和焊接等基本技能。
红外技术应用产品种类繁多，主要有红外传感器、红外通信、红外热像、红外光谱仪等。
本设计主要运用红外通信技术来完成本次设计。
红外光发射机的通信系统设计相对比较简单，它主要就是对信号经过三级放大来传输给接收端，其最大的优点就是进行无线传输。
关键词：红外技术，光发射机，EDA仿真技术。
1绪论1.1选题背景及目的红外发射机是实现红外通信的关键器件，红外光发射机的设计可以对光发射机的组成部分、采用的元器件和应用到的科技技术深入理解，进而为实际应用奠定基础。
红外线属于一种电磁射线，他的特性就等同于无线电或X射线。
1672年，牛顿使用了可以分光切带有棱角的镜子吧太阳光分解成为7种颜色的单色。
1800年，在英国物理学家F.W.郝胥尔从热的观点来研究各种光色的时候，偶尔发现在光带红光外的一个温度计比其他光的颜色的温度都要高，这个高温区总是卫浴光带的最边缘处红光外边。
经过反复实验，于是他宣布：因为总是位于红光的外侧，所以叫红外线，又称红外光辐射。
这种红外线具有热效应：生物体中的偶极子和自由电荷在电磁场的作用下，就按照电磁场的方向排列的趋势，在这个排列的过程中，引发了分子和院子没有规则的运动，就加剧而产生了热。
当红外辐射到达一定额度的时候，超过了这个生物体的散热能力，它就会使被照射的物体局部温度升高，这就是红外线的热效应。
红外收发通信系统设计与实现实验报告
红外收发通信系统设计与实现实验报告目录1. 实验目的与要求 (2)1.1 学习红外收发通信系统的基本原理 (2)1.2 掌握红外收发系统的硬件设计与软件编程 (3)1.3 实现红外信号的收发功能 (5)2. 实验原理与技术要求 (6)2.1 红外通信技术 (7)2.2 红外收发模块介绍 (8)2.3 通信协议与信号处理 (9)3. 实验仪器与设备 (11)3.1 实验所需的硬件设备 (11)3.2 实验所需的软件工具 (13)4. 实验设计 (13)4.1 系统硬件设计 (14)4.1.1 红外发射模块的选择与连接 (16)4.1.2 红外接收模块的选择与连接 (19)4.2 系统软件设计 (20)4.2.1 通信协议的设计 (21)4.2.2 数据处理与异常处理 (22)5. 实验步骤 (23)5.1 准备工作 (24)5.2 硬件电路的搭建 (26)5.2.1 红外发射电路的连接 (27)5.2.2 红外接收电路的连接 (29)5.3 软件编程 (30)5.3.1 数据发送程序编写 (31)5.3.2 数据接收程序编写 (31)5.4 系统调试 (33)6. 实验结果与分析 (34)6.1 通信系统的测试 (36)6.2 结果数据的记录与分析 (37)6.3 存在的问题与改进措施 (38)1. 实验目的与要求本次实验的目的是加深学生对红外远程控制技术原理的理解，掌握红外收发模块的工作原理和应用。
通过实际操作，学生能够亲手设计并实现一个简单的红外收发通信系统。
实验还旨在培养学生的逻辑思维、电路设计、焊接调试以及系统综合应用的能力。
具体包括：能够根据实验目的设计实验电路，并利用电路绘制工具清晰准确地绘制电路图。
实验报告中应包括实验结果的分析，包括系统的工作状态、实验数据的验证和测试结果的解释。
在进行红外信号的测试时，要考虑到外界环境因素，如阳光直射、其它红外源干扰等。
在编写实验报告时，应充分展示自己的思考过程，不仅仅是结果的罗列。
基于锁相环红外通信系统的设计与制作
36 | 电子制作 2017年11月的中心频率大约为60kHz因为人耳听到的音频信号在20-20kHz之间，所以选择的调制频率f0大于40kHz即可。
音频信号经频率调制后，进入由红外发射二极管D1~D3构成的红外发射电路，将信号发出整个红外发送电路如图2所示。
■1.2 红外接收机电路的设计接收电路主要分为解调部分和音频放大两部分，将接收到的红外光放大后输入到CD4046的14脚经过鉴频从10脚输出原始语音信号，LM386是将微弱的语音信号进行放管发送红外光。
红外无线音频接收装置由红外接收器，前置放大，CD4046解调电路，LM386音频放大电路及扬声器等组成。
红外接收器将接收到的载有音频的高频信号输送到前置放大器进行放大处理，再输入到CD4046频率解调电路将音频信号解调出来，后将其输入到LM386音频放大电路，进行音频放大，放大后就可以使扬声器还原出原始音频。
整个工作流程经过这一系列的处理，可以实现短距离的音频传输。
整个系统的框图如图1所示。
■1.1 红外音频信号发送装置电路发送装置由电源电路，音频信号前置放大电路，锁相环调制电路和红外发射驱动电路电路组成。
语音产生的电信号与其他低频电信号一样，一般不能直接作远距离传输。
被传送的低频音频信号在IN端输入发射机电路。
调节R1，使Q1的Vce的电压接近1V。
提高三极管的静态工作点，对音频信号不失真的放大，接着进入由CD4046构成的频率调制电路。
根据图3，VDD为5V，R3为2M，CD4046的12脚悬空即其接入电阻为无穷大，C3为20p，根据他们之间的曲线图可知VCO图2 红外发送电路1 整个系统的原理框图信息工程大输出给扬声器。
这就是接收器的简要工作过程解调电路如图3所示。
2.测试结果■2.1 调频输出测试载波频率设计36kHz 输入音频信号1kHz仿真得到按照发送电路连接好电路进行仿真可得如图4结果，从图可以看出调频信号输出正常。
图4 调频输出■2.2 频率解调输出按照解调电路连图，可以得到经CD4046 解调后得到原语音信号波形如图5所示，Channel D 所示1kHz，所以接收机CD4046鉴频电路正常工作。
单片机红外接受发送实验报告（可编辑）
单片机红外接受发送实验报告单片机红外发射与接收实验报告指导老师报告人一·实验选题基于单片机的设计任务要求设计一个以单片机为核心控制器件的红外收发系统发射载频38KHz 工作温度-40--85℃接收范围2m系统概述方案设计与论证红外遥控收发系统以下简称红外遥控系统是指利用红外光波作为信息传输的媒介以实现远距离控制的装置从实际系统的硬件结构看红外遥控系统包括发射装置和接收装置其中发射装置包括电源模块输入模块红外发射模块和单片机最小系统接收装置包括电源模块红外接收模块输出模块和单片机最小系统本设计选题设计任务要求设计一个以单片机为核心控制器件的红外收发系统其中发射载波 38KHz电源 V02A 5V01A工作温度-40--85℃接收范围 2m传输速率 27bits反应时间 2ms 利用单片机的定时功能或使用载波发生器用于产生载波的芯片均可产生 38KHz 的发射载波单片机系统可以直接由 5V01A 的电源供电也可以通过三端稳压芯片由 9V02A 电源供电采用工业级单片机可以工作在-40--85℃为保证接收范围达到 2m在发射载频恒为 38KHz 的前提下应采用电流放大电路使红外发射管发射功率足够大传输速率和反应时间取决于所使用的编码芯片或程序的执行效率通过上述分析可知为实现设计任务并满足设计指标应采用工业级单片机由电流放大电路驱动红外发射管针对设计任务提出设计方案程序功能将程序编译通过并下载成功后两个板上的红外光电器件都要套上黑色遮光罩就可以进行实验了测距实验手持号板和号板两管相对慢慢拉远或移近两管的距离观察ＬＥＤ的读数变化阻断实验可请另一人协助将一张纸或其他障碍物放在两管之间再拿开会看到读数有大幅度的变化反射实验将号和号实验板并排拿在手中并形成一个小夹角向一张白纸移动观察读数变化寻迹实验将白纸的部分区域涂黑让你手中的这对红外发射与接收器件在黑色区域与白色区域之间来回移动观察读数变化另外我们选用的红外接收管灵敏很高对室内散射光计算机显示器的辐射日光灯管甚至冬天的暖气等都有感应实验时要注意这些因素的干扰注意实验场地要适当遮光不要有直射光或在窗前进行实验红外线接收模块的原理如下以小型红外接收解调模块SFH506-38超小型红外接收解调模块RPM-638CBR为例来介绍分析一般的红外接收模块主要由CX2016APC1373等集成电路外加阻容元件红外线接收管及滤波光片等组成因而体积较大而新一代一体化红外遥控接收头SFH506-38与RPM-638CBR将红外接收管前置放大解调等电路集成在同一基片上内电路框图如图1所示具有体积小无外部元件抗干扰性能好接收角度宽价格低等优点1小型红外接收解调模块SFH506-38该接收模块采用黑色环氧树脂封装灵敏度较高用小功率红外发射管发射信号接收距离达35米其外型及管脚如图2所示主要电参数如下电源电压VCC为5V 接收峰值波长为095um接收角度为-55度接受距离为35米最大静态电流05mA接收频率为38KHz另有派为3033364056KHz系列供选用2超小型红外接收解调模块RPM-638CBR次模块采用树脂封装有直立与卧式两种封装形式其主要电参数VCC为45--55V静态电流无光照及信号输入Icc为3MA峰值波长为094uM接收最大距离为8--15M水平接收角为33度上下接收角为14度接收频率为38KHz工作温度为-25度----75度由于SFH506-38和RPM-638CBR能直接与红外遥控专用解码电路配合使用因此完全可以取代电视音响等设备中的常规红外接收头且实践证明效果很好红外线接收模块的技术参数1工作电压DC5-20V 可订做范围DC3V-DC24V2静态功耗lt50微安3集电极开路输出负载电流 500mA 其它电流值需订做4延时时间可订做零点几秒几十分钟5封锁时间可订做零点几秒几十秒6触发方式L不可重复触发H可重复触发7感应范围 140度距离5-7米以内 25时8尺寸直径 23mm 默认另有127mm8mm可选9工作温度-20-70℃10外形尺寸2638mm螺丝孔距325mm 注可按客户的各种要求生产模块11感光度可按要求订做 21 红外接收电路一体化的红外接收装置将遥控信号的接收放大检波整形集于一身并且输出可以让单片机识别的TTL 信号这样大大简化了接收电路的复杂程度和电路的设计工作方便使用在本系统中我们采用红外一体化接收头HS0038外观图如图 3 所示HS0038 黑色环氧树脂封装不受日光荧光灯等光源干扰内附磁屏蔽功耗低灵敏度高在用小功率发射管发射信号情况下其接收距离可达35m它能与TTLCOMS 电路兼容HS0038 为直立侧面收光型它接收红外信号频率为38 kHz周期约26 μs同时能对信号进行放大检波整形得到TTL 电平的编码信号三个管脚分别是地＋5 V 电源解调信号输出端红外一体化接收头的测试可以利用图4 所示的电路进行在HS0038 的电源端与信号输出端之间接上一只二极管及一只发光二极管后再配上规定的工作电源为＋5V当手拿遥控器对着接收头按任意键时发光二极管会闪烁说明红外接收头和遥控器工作都正常如果发光二极管不闪烁发光说明红外接收头和遥控器至少有一个损坏只要确保遥控器工作正常很容易判断红外接收头的优劣HS0038的内部结构1PINPIN光敏二极管光敏二极管工作时加有反向电压没有光照时其反向电阻很大只有很微弱的反向饱和电流暗电池当有光照时就会产生很大的反向电流亮电流光照越强该亮电流就越大光敏二极管是一种光电转换二极管所以又叫光电二极管PN结光敏二极管由于相应速度慢不能再通信系统中得到应用PIN光敏二极管就是在PN结中间夹入一层轻掺杂本征半导体PIN光敏二极管特点响应时间短暗电流小入射光量与输出电流的直线性良好PIN光敏二极管的主要用途遥控传真机光通信短距离2AGC Automatic Gain Control 自动增益控制放大器增益表示放大器功率放大倍数以输出功率同输入功率比值的常用对数表示单位为分贝它是输出限幅装置的一种是利用线性放大和压缩放大的有效组合对输出信号进行调整当输入信号较弱时线性放大电路工作保证输出信号的强度当输入信号强度达到一定程度时启动压缩放大线路使输出幅度降低满足了对输入信号进行衰减的需要也就是说AGC功能可以通过改变输入输出压缩比例自动控制增益的幅度它能够在输入信号幅度变化很大的情况下使输出信号幅度保持恒定或仅在较小范围内变化不至于因为输入信号太小而无法正常工作也不至于因为输入信号太大而使接收机发生饱和或堵塞3Band Passband-pass filter 带通滤波器带通滤波器是指能通过某一频率范围内的频率分量但将其他范围的频率分量衰减到极低水平的滤波器4Demodulator解调器解调是将模拟信号- 数字信号HS0038参考电路在实际的应用中可以参考以下电路进行电路原理图的设计TSAL62是指红外发射头TSAL6200uc是指微控制器HS0038对数据格式的要求 The data signal should fullfill the following condition载波频率接近38kHz1要求脉冲的长度不小于10个周期2脉冲之间的时间距离不小于14个周期3如果每个脉冲的长度超过18ms那么需要在数据流中添加一些空隙空隙的长度要在脉冲长度的4倍以上4每秒钟可以连续接收800个短脉冲符合数据格式的列子有 Some examples for suitable data format areNEC CodeToshiba Micom Format Sharp Code RC6 Code R–2000 Code等红外通信解调功能从图中我们可以看出HS0038接收到的信号正好与发射信号是不对应的当输出脉冲为高时对应HS0038的低电平也就是说发送的红外信号与接收到的红外信号互为相反hs0038 应用 C51编程五·外围器件一．电阻器简介11 电阻器的含义在电路中对电流有阻碍作用并且造成能量消耗的部分叫电阻12 电阻器的英文缩写RResistor 及排阻RN13 电阻器在电路符号 R14 电阻器的常见单位千欧姆KΩ兆欧姆MΩ15 电阻器的单位换算 1兆欧 103千欧 106欧16 电阻器的特性电阻为线性原件即电阻两端电压与流过电阻的电流成正比通过这段导体的电流强度与这段导体的电阻成反比即欧姆定律I UR 表 17 电阻的作用为分流限流分压偏置滤波与电容器组合使用和阻抗匹配等18 电阻器在电路中用R加数字表示如R15表示编号为15的电阻器19 电阻器的在电路中的参数标注方法有3种即直标法色标法和数标法a直标法是将电阻器的标称值用数字和文字符号直接标在电阻体上其允许偏差则用百分数表示未标偏差值的即为±20b数码标示法主要用于贴片等小体积的电路在三为数码中从左至右第一二位数表示有效数字第三位表示10的倍幂或者用R表示 R表示0 如472 表示 47×102Ω即47KΩ 104则表示100KΩR22表示022Ω 122 1200Ω 12KΩ 1402 14000Ω 14KΩ R22 022Ω 50C 324100 324KΩ17R8 178Ω000 0Ω 0 0Ωc色环标注法使用最多普通的色环电阻器用4环表示精密电阻器用5环表示紧靠电阻体一端头的色环为第一环露着电阻体本色较多的另一端头为末环现举例如下如果色环电阻器用四环表示前面两位数字是有效数字第三位是10的倍幂第四环是色环电阻器的误差范围见图一四色环电阻器普通电阻标称值第一位有效数字标称值第二位有效数字标称值有效数字后0的个数 10的倍幂允许误差颜色第一位有效值第二位有效值倍率允许偏差黑0 0 棕 1 1 ±1 红 2 2 ±2 橙3 3 黄4 4 绿5 5 ±05 蓝6 6 ±025 紫7 7 ±01 灰8 8白9 9 ―20 50 金 5 银10无色20 图1-1 两位有效数字阻值的色环表示法如果色环电阻器用五环表示前面三位数字是有效数字第四位是10的倍幂第五环是色环电阻器的误差范围见图二五色环电阻器精密电阻标称值第一位有效数字标称值第二位有效数字标称值第三位有效数字标称值有效数字后0的个数10的倍幂允许误差颜色第一位有效值第二位有效值第三位有效值倍率允许偏差黑0 0 0 棕 1 1 1 1 红 2 2 22 橙3 3 3 黄4 4 4 绿55 5 05 蓝6 6 6 025 紫7 7 7 01灰8 8 8 白9 9 9 -20～50 金±5 银±10图1-2 三位有效数字阻值的色环表示法110 SMT电阻的尺寸表示用长和宽表示如0201060308051206等具体如02表com111 一般情况下电阻在电路中有两种接法串联接法和并联接法电阻的计算R1 R1 R2R2串连并联R R1R2 R 1R11R2112 多个电阻的串并联的计算方法串联R总串 R1R2R3Rn并联1R总并 1R2R3R1Rn二．电容器1 电容器的含义衡量导体储存电荷能力的物理量2 电容器的英文缩写C capacitor3 电容器在电路中的表示符号 C 或CN 排容4 电容器常见的单位毫法mF微法uF纳法nF皮法pF5 电容器的单位换算 1法拉 103毫法 106微法 109纳法 1012皮法1pf 10-3nf 10-6uf 10-9mf 10-12f6 电容的作用隔直流旁路耦合滤波补偿充放电储能等7 电容器的特性电容器容量的大小就是表示能贮存电能的大小电容对交流信号的阻碍作用称为容抗它与交流信号的频率和电容量有关电容的特性主要是隔直流通交流通低频阻高频8 电容器在电路中一般用C加数字表示如C25表示编号为25的电容9 电容器的识别方法与电阻的识别方法基本相同分直标法色标法和数标法3种a 直标法是将电容的标称值用数字和单位在电容的本体上表示出来如220MF表示220UF01UF表示001UFR56UF表示056UF6n8表示6800PFb 不标单位的数码表示法其中用一位到四位数表示有效数字一般为PF而电解电容其容量则为UF如3表示3PF2200表示2200PFcomFc 数字表示法一般用三为数字表示容量的大小前两位表示有效数字第三位表示10的倍幂如102表示10102 1000PF224表示22104 02UFd 用色环或色点表示电容器的主要参数电容器的色标法与电阻相同电容器偏差标志符号100-0--H100-10--R50-10--T30-10--Q50-20--S80-20--Z10 电容的分类根据极性可分为有极性电容和无极性电容我们常见到的电解电容就是有极性的是有正负极之分11 电容器的主要性能指标是电容的容量即储存电荷的容量耐压值指在额定温度范围内电容能长时间可靠工作的最大直流电压或最大交流电压的有效值耐温值表示电容所能承受的最高工作温度稳压二极管发光二极管光电二极管变容二极管3 半导体二极管在电路中常用加数字表示如D5表示编号为5的B锗二极管在两极加上电压并且电压大于02V时才能导通导通后电压保持在02-03V之间5 半导体二极管主要特性是单向导电性也就是在正向电压的作用下导通电阻很小而在反向电压作用下导通电阻极大或无穷大 7 半导体二极管的识别方法a目视法判断半导体二极管的极性一般在实物的电路图中可以通过眼睛直接看出半导体二极管的正负极在实物中如果看到一端有颜色标示的是负极另外一端是正极b用万用表指针表判断半导体二极管的极性通常选用万用表的欧姆档 R＊100或R＊1K 然后分别用万用表的两表笔分别出接到二极管的两个极上出当二极管导通测的阻值较小一般几十欧姆至几千欧姆之间这时黑表笔接的是二极管的正极红表笔接的是二极管的负极当测的阻值很大一般为几百至几千欧姆这时黑表笔接的是二极管的负极红表笔接的是二极管的正极 c测试注意事项用数字式万用表去测二极管时红表笔接二极管的正极黑表笔接二极管的负极此时测得的阻值才是二极管的正向导通阻值这与指针式万用表的表笔接法刚好相反变容二极管是根据普通二极管内部 PN结的结电容能随外加反向电压的变化而变化这一原理专门设计出来的一种特殊二极管变容二极管在无绳电话机中主要用在手机或座机的高频调制电路上实现低频信号调制到高频信号上并发射出去在工作状态变容二极管调制电压一般加到负极上使变容二极管的内部结电容容量随调制电压的变化而变化变容二极管发生故障主要表现为漏电或性能变差1发生漏电现象时高频调制电路将不工作或调制性能变差2变容性能变差时高频调制电路的工作不稳定使调制后的高频信号发送到对方被对方接收后产生失真三极管在电路中常用Q加数字表示如Q17表示编号为17的三极管特点三极管简称管是内部含有2个PN结并且具有放大能力的特殊器件它分NPN型和PNP型两种类型这两种类型的三极管从工性上可互相弥补所谓OTL电路中的对管就是由PNP型和NPN型配对使用按材料来分可分硅和锗管我国目前生产的硅管多为NPN型锗管多为PNP型E 发射极 C 集电极 E 发射极 C 集电极B 基极B 基极NPN型三极管 PNP 型三极管4 半导体三极管放大的条件要实现放大作用必须给三极管加合适的电压即管子发射结必须具备正向偏压而集电极必须反向偏压这也是三极管的放大必须具备的外部条件5 半导体三极管的主要参数a 电流放大系数对于三极管的电流分配规律Ie IbIc由于基极电流Ib的变化使集电极电流Ic发生更大的变化即基极电流Ib的微小变化控制了集电极电流较大这就是三极管的电流放大原理即βΔIcΔIbb极间反向电流集电极与基极的反向饱和电流c极限参数反向击穿电压集电极最大允许电流集电极最大允许功率损耗6半导体三极管具有三种工作状态放大饱和截止在模拟电路中一般使用放大作用饱和和截止状态一般合用在数字电路中a半导体三极管的三种基本的放大电路共射极放大电路共集电极放大电路共基极放大电路电路形式直流通道静态工作点交流通道微变等效电路ri Rbrbe ro RC RC 用途多级放大电路的中间级输入输出级或缓冲级高频电路或恒流源电路b三极管三种放大电路的区别及判断可以从放大电路中通过交流信号的传输路径来判断没有交流信号通过的极就叫此极为公共极注交流信号从基极输入集电极输出那发射极就叫公共极交流信号从基极输入发射极输出那集电极就叫公共极交流信号从发射极输入集电极输出那基极就叫公共极7 用万用表判断半导体三极管的极性和类型用指针式万用表a先选量程R＊100或R＊1K档位b判别半导体三极管基极用万用表黑表笔固定三极管的某一个电极红表笔分别接半导体三极管另外两各电极观察指针偏转若两次的测量阻值都大或是都小则改脚所接就是基极两次阻值都小的为NPN型管两次阻值都大的为PNP型管若两次测量阻值一大一小则用黑笔重新固定半导体三极管一个引脚极继续测量直到找到基极c判别半导体三极管的c极和e极确定基极后对于NPN管用万用表两表笔接三极管另外两极交替测量两次若两次测量的结果不相等则其中测得阻值较小得一次黑笔接的是e极红笔接得是c 极若是PNP型管则黑红表笔所接得电极相反d 判别半导体三极管的类型如果已知某个半导体三极管的基极可以用红表笔接基极黑表笔分别测量其另外两个电极引脚如果测得的电阻值很大则该三极管是NPN型半导体三极管如果测量的电阻值都很小则该三极管是PNP型半导体三极管五．PCB的简介1 PCB的英文缩写PCB Printed Circuit Board2 PCB的作用PCB作为一块基板他是装载其它电子元器件的载体所以一块PCB设计的好坏将直接影响到产品质量的好坏3 PCB的分类和常见的规格根据层数可分为单面板双面板和多层板我们主机板常用的是4层板或者6层板而显示卡用的是8层板而主机板的尺寸为AT规格的主机板尺寸一般为13X12 单位为英寸 ATX主机板的尺寸一般为12X96 单位为英寸 Micro Atx主机板尺寸com 单位为英寸注明1英寸 254CM六．晶振1晶振在线路中的符号是”X”Y2晶振的名词解释能产生具有一定幅度及频率波形的振荡器3晶振在线路图中的表示符号4晶振的测量方法测量电阻方法用万用表RX10K档测量石英晶体振荡器的正反com英晶体振荡器有一定的阻值或为零则说明该石英晶体振荡器已漏电或击穿损坏动态测量方法用是波器在电路工作时测量它的实际振荡频是否符合该晶体的额定振荡频率如果是说明该晶振是正常的如果该晶体的额定振荡频率偏低偏高或根本不起振表明该晶振已漏电或击穿损坏七·555定时器555集成时基电路称为集成定时器是一种数字模拟混合型的中规模集成电路其应用十分广泛该电路使用灵活方便只需外接少量的阻容元件就可以构成单稳多谐和施密特触发器因而广泛用于信号的产生变换控制与检测它的内部电压标准使用了三个5K的电阻故取名555电路其电路类型有双极型和CMOS型两大类两者的工作原理和结构相似几乎所有的双极型产品型号最后的三位数码都是555或556所有的CMOS产品型号最后四位数码都是7555或7556两者的逻辑功能和引脚排列完全相同易于互换555和7555是单定时器556和7556是双定时器双极型的电压是5V15V输出的最大电流可达200mACMOS型的电源电压是3V18V 图8-1 555定时器内部框图555电路的工作原理555电路的内部电路方框图如图8-1所示它含有两个电压比较器一个基本RS 触发器一个放电开关T比较器的参考电压由三只5KΩ的电阻器构成分压它们分别使高电平比较器A1同相比较端和低电平比较器A2的反相输入端的参考电平为和A1和A2的输出端控制RS触发器状态和放电管开关状态当输入信号输入并超过时触发器复位555的输出端3脚输出低电平同时放电开关管导通当输入信号自2脚输入并低于时触发器置位555的3脚输出高电平同时放电开关管截止是复位端当其为0时555输出低电平平时该端开路或接VCCVc是控制电压端5脚平时输出作为比较器A1的参考电平当5脚外接一个输入电压即改变了比较器的参考电平从而实现对输出的另一种控制在不接外加电压时通常接一个001uf的电容器到地起滤波作用以消除外来的干扰以确保参考电平的稳定T为放电管当T导通时将给接于脚7的电容器提供低阻放电电路555定时器的典型应用图8-2 555构成单稳态触发器上图8-2为由555定时器和外接定时元件RC 构成的单稳态触发器D为钳位二极管稳态时555电路输入端处于电源电平内部放电开关管T导通输出端Vo输出低电平当有一个外部负脉冲触发信号加到Vi端并使2端电位瞬时低于低电平比较器动作单稳态电路即开始一个稳态过程电容C 开始充电Vc按指数规律增长当Vc充电到时高电平比较器动作比较器A1翻转输出Vo从高电平返回低电平放电开关管T重新导通电容C上的电荷很快经放电开关管放电暂态结束恢复稳定为下个触发脉冲的来到作好准备波形图见图8-3 图8-3 单稳态触发器波形图暂稳态的持续时间Tw即为延时时间决定于外接元件RC的大小Tw 11RC通过改变RC的大小可使延时时间在几个微秒和几十分钟之间变化当这种单稳态电路作为计时器时可直接驱动小型继电器并可采用复位端接地的方法来终止暂态重新计时此外需用一个续流二极管与继电器线圈并接以防继电器线圈反电势损坏内部功率管如图8-4由555定时器和外接元件R1R2C构成多谐振荡器脚2与脚6直接相连电路没有稳态仅存在两个暂稳态电路亦不需要外接触发信号利用电源通过R1R2向C充电以及C通过R2向放电端放电使电路产生振荡电容C在和之间充电和放电从而在输出端得到一系列的矩形波对应的波形如图8-5所示图8-4 555构成多谐振荡器图8-5 多谐振荡器的波形图输出信号的时间参数是 T07R1R2C07R2C其中为VC由上升到所需的时间为电容C放电所需的时间555电路要求R1与R2均应不小于1KΩ但两者之和应不大于33MΩ外部元件的稳定性决定了多谐振荡器的稳定性555定时器配以少量的元件即可获得较高精度的振荡频率和具有较强的功率输出能力因此这种形式的多谐振荡器应用很广3组成占空比可调的多谐振荡器电路如图8-6它比图8-4电路增加了一个电位器和两个引导二极管D1D2用来决定电容充放电电流流经电阻的途径充电时D1导通D2截止放电时D2导通D1截止图8-6 555构成占空比可调的多谐振荡器可见若取电路即可输出占空比为50℅的方波信号图8-7 555构成施密特触发器图8-8 555构成施密特触发器的波形图实现基本和常用逻辑运算的电子电路叫逻辑门电路实现与运算的叫与门实现或运算的叫或门实现非运算的叫非门也叫做反相器等等用逻辑1表示高电平用逻辑0表示低电平2 与门逻辑表达式F＝A B。
红外通信系统实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的1. 理解红外通信系统的基本原理和工作方式。
2. 掌握红外通信系统硬件设计与调试方法。
3. 分析红外通信系统在实际应用中的性能表现。
二、实验原理红外通信系统是一种利用红外线进行信号传输的通信方式。
它主要由发射装置、接收装置、红外发射器和红外接收器等组成。
红外通信系统具有传输速度快、抗干扰能力强、成本低等优点，在家庭、工业等领域有广泛的应用。
三、实验器材1. 红外发射器：用于发送信号。
2. 红外接收器：用于接收信号。
3. 红外通信模块：用于实现红外信号的调制和解调。
4. 51单片机：用于控制整个通信系统。
5. 电源：为实验设备提供能源。
6. 示波器：用于观察和分析信号波形。
四、实验步骤1. 硬件连接：将红外发射器、红外接收器、红外通信模块、51单片机等设备按照电路图连接好。
2. 软件编程：编写程序，实现红外通信模块的初始化、红外信号的调制和解调等功能。
3. 调试与测试：将编写好的程序烧录到51单片机中，观察红外通信模块是否正常工作。
使用示波器观察红外信号的波形，分析信号的调制和解调效果。
4. 性能测试：在不同距离、不同角度、不同光照条件下，测试红外通信系统的通信质量。
五、实验结果与分析1. 硬件连接：按照电路图连接好所有设备，确保连接牢固。
2. 软件编程：编写程序，实现红外通信模块的初始化、红外信号的调制和解调等功能。
3. 调试与测试：将编写好的程序烧录到51单片机中，观察红外通信模块是否正常工作。
使用示波器观察红外信号的波形，分析信号的调制和解调效果。
- 调制效果：观察调制后的信号波形，确保信号波形符合预期。
- 解调效果：观察解调后的信号波形，确保解调后的信号波形与原始信号波形一致。
4. 性能测试：在不同距离、不同角度、不同光照条件下，测试红外通信系统的通信质量。
- 通信距离：在无遮挡、无干扰的情况下，测试红外通信系统的通信距离。
实验结果表明，在10米范围内，通信效果良好。
- 通信角度：在水平方向和垂直方向上，测试红外通信系统的通信角度。
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红外通信收发系统的设计与实现————————————————————————————————作者: ————————————————————————————————日期:实验课题:红外通信收发系统的设计与实现一、实验目的1、掌握简单的红外光通信系统的组成和设计原理;2、掌握通信电子系统方案设计、电路设计的方法;3、熟悉电路仿真软件的使用；4、掌握PCB设计电路装配和调试的方法。
二、摘要红外通信属于无线通信领域,它以红外线为载体将信息从发射机传到接收机，从而实现遥控或信息传递的功能。
红外通信系统的设计是光通信系统的一个重要分支,红外通信系统的设计思路和目前世界上所采用的骨干通信网的光纤通信系统是有相同之处的，唯一一个非常重要的差别就是它们二者所采用的传输媒质不用,一个是大气,一个则是光纤。
红外数据传输，使用传输介质――红外线。
红外线是波长在７50ｎm~1mｍ之间的电磁波,是人眼看不到的关键字:红外发射接受三、实验设计要求1、基本要求⑴设计一个正弦波振荡器,f> １kHZ，Ｕopp>1V；⑵所设计的正弦波振荡器的输出信号作为红外光通信收发系统发射端的输入信号,在接收端可以接收到无明显失真的输入信号;⑶要求接收端LM386的增益设计Ｇ≥20０；⑷运用Prｏｔｅl等工具软件对电路进行优化和仿真。
2、提高要求⑴利用音乐芯片产生乐曲,调制LEＤ后发出，接收端接收信号利用喇叭将发送的乐曲无失真地播放出来。
⑵用面包板来搭建电路并进行调试;⑶测试电路完成的功能，记录测试数据;四、实验原理语音和音乐等所产生的电信号和其他低频电信号一样,一般不直接进行远距离传输，而是经过放大后对发射机的高频振荡进行调制,然后将此携带有低频信号的高频已调制信号，通过一定的媒介传输出去。
本次实验利用语音信号模拟实现最基本的红外收发通信系统由音乐集成电路,发射系统,接收系统三部分构成。
音乐集成电路发出电信号,通过发射系统转化为光信号发送,通过接收系统接受光信号并将其转化为电信号,再通过喇叭将其重新转化为语音信号。
采用RC振荡电路做信号源，产生频率为1K～２K,幅度为1伏左右的信号，通过发射端用发射管发射,在接收端用接收管接收,通过LM386放大，输出幅度与发射端基本相同(不失真）的信号,扩展实验利用KD-9３00系列芯片构成音乐集成电路，发出电信号，由于其较微弱，故可以经过一个简单的分压型小信号共射放大电路放大,保证静态电流Ｉc为20mA左右，再通过红外发射管发射,在红外管和集电结之间串联一个发光管以指示工作状态。
ＬM3８６输出端用小喇叭播放音乐芯片里面存储的乐曲。
信号经接收管接收后,接受到的是电流信号,故需要经过一个电阻的压降将其转化为电压信号，再经过放大后输出，才能得到较高的输出功率，驱动扬声器发出合适的声音。
利用音频功率专用放大器L Ｍ3８6,可以得到5０~200的增益,足以驱动喇叭得到所需功率。
原理框图:信号源(ＫＤ-９3０0音乐芯片）↓光的调制与发射（发射电路)↓光的接收与调解↓接收电路(LM3８6)↓输出信号(喇叭、示波器）五、各部分电路电路图1、信号的产生该图为KD-9300音乐芯片的电路。
2、红外光发射电路这是一个共发射集放大电路,调整基极偏置,当输入模拟信号，晶体管集电极电流随模拟信号强度变化而变化，于是,LＥD 的输出光功率也随模拟信号而变化。
实验中采用此电路的改进形式，电路采用5Ｖ直流工作点,设计R1=３0Ω,R2=2ＫΩ。
发射端与信号源之间接一个隔值电容Ｃf＝1０uF，由于LM３86的增益可以达到200,为了减小发射端信号的幅度（否则信号幅度太大，在接收端难以调节至不失真),电容Cf和地之间接一个Rb=１00Ω的电阻。
由于本实验要求ICＱ要达到2０ｍA左右,由R1和R2偏置计算可知射极所接的电阻为几十欧左右,实验中设计为Re１=20Ω,Re2＝52Ω，并且在Re２上并联一个隔直电容Cｅf为100uF。
所以本段电路中的参数为：R1=３0Ω R2=2ＫΩＣｆ=1０uF Rb=10０Ω Rｅ１=20ΩRｅ2=５1ΩＣef=100ｕF Ccf=１00uF3、红外光接收电路图中的接收管将光信号转换成电信号。
用运放ＬM386实现红外接收放大电路。
运放LM３86的端口接法如图所示。
六、功能的实现及数据的测量本次实验电路可分为三个部分:KD-９３00音乐芯片电路，红外光发射电路，红外光接收电路。
三部分电路功能有着明显的不同，相互之间且没有十分密切的联系。
在发射部分,对静态工作点要进行调试，使红外管有合适的驱动电流。
可以按照一般的三极管放大电路的调试方法来调试静态工作点，保证红外管得到足够的驱动。
然后进行交流调试，将信号发生器产生的正弦信号接入输入端，用示波器同时监测输入输出信号(输出信号取自发光管所在支路）。
保证输出信号不失真无干扰。
ﻩ接收部分主要的功能是放大功率，所以必须进行增益调节。
LM386的不同接法使其有不同的增益。
实验中要调试使其实际能达到较大的增益。
在分级调试完成的基础上进行整体调试。
接好直流偏置电源,用由信号发生器产生的单一频率正弦信号来测试。
将１0０0 HZ的正弦信号接到前级输入端，将光接收管朝向发光管的方向，用示波器监测后级输出端的信号，以输出信号无失真无干扰且有足够的幅度为标准，如果达不到此标准,则应仔细检查电路,重新调试。
必要时要分级重调，更改元件规格或更换元件。
直至达到标准为止。
此过程为该实验的重点部分。
实验的提高要求为传送声音信号。
所以要焊接音乐芯片。
按照电路图焊接并连接好芯片电路。
先直接将芯片电路与小喇叭连接，看其能否正常发声（注意直流电源为3V，过大会烧毁芯片和喇叭）。
然后将芯片电路的信号输出接至前级输入端，小喇叭接至后级输出端,如果能听到清晰响亮的音乐声,则实验成功。
否则要仔细检查电路重新调节。
通过三部分电路的配合,最终可以实现红外线的产生，发射，与接收显示等功能。
而由于信号的强弱还与发射管，接受管所处位置（角度及距离）有关,所以实验时如果角度选择不当,很有可能接收不到红外线，而当发射与接收电路相距较远时,接收到的信号会比较弱,不宜于进行实验观察，所以实验过程中还要注意角度与距离的选取。
系统调制原则:根据电路原理先调制各单元电路，然后再整机调试。
（1）测量出输入调制信号的波形；（2）测量出红外发射驱动电路的输出波形和红外管中的电流; （3）测试解调电路的输出波形（4）整机调试。
本实验完成了音乐芯片的烙接，距离2米左右不失真,超过2米后信号有所减弱并伴随微弱杂音,调节发送管和接收管的方向可以稍微改善(验收时表现失常)。
主要测试数据为:ｆ＝1000hｚUＲ2=1．4VICQ=IEQ＝UＲ2/R2=２7ｍAICQ的测量方法:用电压表测量射极电阻两端的电压,然后求出ＩEＱ的值。
IEQ约等于ICＱ。
LＭ386的增益测量：Ui=２０ｍVﻩUｏ=4.5VAu=Uo／Uｉ＝2２5LM3８６的增益测量方法：将接收管与ＬＭ386连接的电路断开,用函数信号发生器产生的信号代替接收管接收到的信号,分别测出输入和输出信号的幅度,计算出LM386的增益。
七、问题分析1、发射二极管的信号有失真。
电位器起改善波形的作用,在调节电位器仍不能达到不失真要求的话，解决方法,使振荡电源输出端的信号值减小，可以看见发射端信号的失真度减小，并更换80５0射极端的电阻值。
２、整体调试时,后级无信号或信号很微弱。
原因是前级电路对红外管的驱动能力不够,发光管发射功率不足。
提高驱动电流，使发光管发射功率增大。
八、实验总结本实验采用三部分,分别用KD－9３00音乐芯片作为信号源,用三级管和发射管连接作为第二部分，接受端用接收管接受信号，并用ＬM３８6放大，用喇叭将乐曲无失真地播放出来。
总体上能够实现信号的传输，由于本实验只是模拟红外传输及接收的最简单装置,所以传输必须需要一定的角度,在某些角度接收的信号比较强，并且接收电路需要变阻器在某个特定的阻值刚好能够实现匹配功能。
由于第一次做模电综合实验,也是第一次接受如此大规模的实验项目，刚开始进展缓慢,很不适应。
随着对实验理解的由浅至深，从不断地焊接音乐芯片到将元器件漂亮地布置到面包板上；从第一节课的毫无成果到最后听到那犹如胜利号角般的音乐响起。
回去后仔细的研究了实验的原理,从理论上搞清楚了红外通信的道理。
在实验中，虽然遇到了不少困难,但在同组同学齐心协力地合作下,利用课下空余的时间,再加上老师耐心地帮助，一切困难最终都迎刃而解。
通过这次实验,不但对红外发射接收原理有了自己的认识，还提高了动手能力,学会了焊接芯片,更锻炼了不惧困难，不放弃，团结合作的品质。
这些都对以后的学习生活有很大的帮助。
九、使用仪器及元器件清单仪器:函数信号发生器示波器直流稳压电源万用表面包板元器件：１、KD－9３00音乐芯片 1个2、按键开关１个3、发光管 1个４、红外发送管１个5、红外接收管 1个6、ＬM38６N－1 1个７、１0ＫΩ可变电阻器 1个８、喇叭1个9、电阻(10Ω、20Ω、３０Ω、５1Ω、１０0Ω、3K Ω、３3K Ω)各1个10、电容(0.0１μF 2个,０.033μF 1个)11、电解电容(10μＦ 2个，47μF、1０0μF、220μF 各1个）十、参考资料电子电路综合设计实验教程。