2013电子设计大赛F题-红外通信
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。
大连交通大学2013年校级及以上大学生科技创新竞赛获奖情况汇总表
附件：大连交通大学2013年校级以上大学生科技创新竞赛获奖情况汇总表竞赛成绩指导教师参赛学生作品名称第十三届“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛三等奖陈少华、曾洁沈巍、张武警、唐琳、乔梅昌商用厨房油烟净化与余热利用系统第十一届“挑战杯”辽宁省大学生课外学术科技作品竞赛特等奖陈少华、曾洁沈巍、张武警、唐琳、乔梅昌商用厨房油烟净化与余热利用系统一等奖吕斌、费继友于建方、杨龙飞、项阳、赵荣彪、皮姣姣、倪成业、栾诗宇、曲晓伟矿井轨道定点阻拦器一等奖葛宰林赵俊奇、庞德辰、李昱思、马开浪、谢嘉茹、李思达、武琦、张希良直线式永磁海浪发电装置二等奖葛宰林、李永华文怀宇、刘启超、王瑞东、张海、潘野、徐庆昊、何强、李基鹏分级冷却抑制轴承高温锻件网状碳化物生成工艺设备二等奖吕斌、刘晓雪李冰、樊晓伟、夏常玖、贾长风、王灵荷、何倩茜、林帅新型钢丝绳弯曲疲劳试验机二等奖陈少华、曾洁高星宇、查格其、吴运幸、侯一鸣、付安磷酸铁锂电池检测与管理系统二等奖吕斌、雷蕾姜新禹、张震宇、钟宏远、孙崇文、关杰元、姜彤、王子安、国雷基于NRF无线通信的云端智能节电系统设计二等奖司伟王迪、窦志刚、马祖国、李珊、朱建辉、齐昌鑫废弃玻璃粉低温烧结制备玻璃陶瓷二等奖张锐、王武生刘子麟、杨鹏飞、尹建、王梦莹、周乐安大连地铁特殊部位防水做法及技术研究二等奖陈少华、曾洁吕锦、张琪、汪康康、陈硕面向老年人的新型智能控制药箱二等奖吕斌、张迎辉杨帆、柳松杨、姜彦辰、王腾、陈宁小型饮用水软化水处理装备三等奖吕斌、张生芳冯波、侯志如、张新朋、杨毅、张平、杨文娇、季蒙模块化教学机器人三等奖左忠义汪磊、孙键、孙海燕、邰淳亮、傅军豪公交车辆行程时间预测方法与应用研究三等奖李永华王瀚、王显亮、王洋、郑重、陈石杰、周庆、周成旭、王志强“小菜一碟”全自动智能烹饪机三等奖陈少华、曾洁徐克、齐迪、尹琨、张扬、李哲、伍国凌基于基站无线中继模式的区域专网车辆追踪监控系统三等奖陈少华、曾洁韩敬康、李岳枫、杜恒良、康君妍宿舍火灾监视与疏散一体化消防系统第九届全国周培源大学生力学竞赛（辽宁赛区）二等奖张雪珊王卿三等奖张雪珊王录录第五届全国大学生数学竞赛预赛（辽宁赛区）一等奖戴晓鸣、王丽媛何克胜、庞艳涛二等奖皇甫明、李宁、林美艳、孙日明、张玉丽、顾颖、梁波朱治文、刘江伟、贺彬、王豪豪、党海舟、张健、梁腾飞三等奖徐志敏、孙晓英、李秀梅、王丽敏、张月、王岩、徐天博、汪颖、汪军、高静华、张书莲刁锋、姚丹阳、刘丰、周益、潘梦然、汪财雄、陈桐、孟飞、胡江祺、梁赛、金仕亚第五届辽宁省大学生数学竞赛一等奖戴晓鸣、王丽媛、皇甫明、李宁、林美艳、孙日明、张玉丽、顾颖、梁波、徐志敏、孙晓英、李秀梅、王丽敏、张月、王岩、徐天博、汪颖、汪军、高静华、张书莲何克胜、庞艳涛、朱治文、刘江伟、贺彬、王豪豪、党海舟、张健、梁腾飞、刁锋、姚丹阳、刘丰、周益、潘梦然、汪财雄、陈桐、孟飞、胡江祺、梁赛、金仕亚二等奖于慧徐峰三等奖王海燕、李佳宁、张振宇臧振君、马杰、夏飞大连市第二十二届大学生数学竞赛一等奖戴晓鸣、高静华、顾颖、皇甫明、金丽、李佳宁、李宁、李秀梅、梁波、林美艳、刘勇、孙日明、孙晓英、汪军、汪颖、王海燕、王丽敏、王丽媛、王岩、徐天博、徐志敏、于慧、张书莲、张玉丽、张月、张振宇、周大勇庞艳涛、姚丹阳、梁腾飞、董杰、朱治文、金仕亚、刘丰、胡江祺、汪财雄、王坚、贺彬、繤丹东、张向东、马杰、徐峰、将万博、靳叔凯、梁赛、张健、刁锋、管振强、孟飞、党海舟、周益、王树春、杨燚、孟迪二等奖白凤兰、毕卫星、蔡敏、戴晓鸣、丁立佳、高静华、顾颖、郭大为、皇甫明、金丽、李佳宁李宁、李秀梅、李焱淼、李雁南、梁波、林美艳、刘勇、宋爱民、孙日明、孙晓英、万维明、汪军、汪颖、王国灿、王海燕、王丽敏、王丽媛、王晓元、王岩、徐天博、徐志敏、于慧、张继红、张书莲、张玉丽、张月、张振宇司安然、田成志、李文海、李朋、王德名、李强、孙伟莎、马睿泽、卢军、李修雷、兰锋、邓义仁、隆宏斌、李亮、王鑫、张如一、王佳辉、胡珂、陈桐、孙江南、周威、殷佳鹏、尹太国、毛竞争、王玉龙、李芝华、李文浩、吴启龙、胡浩、张翔博、陈志伟、吕小明、刘宁春、孟陈祥、叶安东、张聪、蒋凯雄、侯振兴、孙渤、胡江奎、何江涛、汤泽惠、孙学涛、顾自豪、周密、冯文敏、蒋敏、邵乾宇、张啸男、夏中羽、李嘉曦、汪朝辉、柳驰航、臧晓雅、霍梦梦、孙向阳、赵政、郝靖伟、刘雨涵、王文龙、孙艳阳、张雅霖、宁旭阳、刘晓林。
红外光通信装置（F题）红外光通信装置
红外光通信装置(F题) 红外光通信装置学校统一编号学院名称：队长姓名：队员姓名：指导教师姓名：红外光通信装置(F题)摘要由于红外载波的无线通信技术成本比较低，所以越来越多的应用于生活中，例如常用的电视机遥控器等，但由于红外光的特殊性，使它的传输距离有限，而且传输时需要将发射端与接收端对齐。
本文设计了一个利用红外光作为传输方式的通信装置。
首先将声音信号收集到，将其放大之后转换为数字信号，然后通过红外光进行传输，利用另一端的红外光接收装置将发射端发射的光信号接收到，经过解调转换成声音信号，然后输出。
在传输的过程中同时传输由发射端热敏电阻采集到的温度信息，并在接收端通过液晶显示屏显示出来。
在发射端和接收端使用STC12C5616AD单片机进行控制。
关键字：单片机红外光智能控制发射极接收极目录一、题目分析........................................................................................... (3)1.1计划任务........................................................................................... . (3)二、系统设计............................................................................................. (3)2.1方案比较........................................................................................... . (3)2.1.1方案一...........................................................................................3 2.1.2方案二 (3)2.2方案论证........................................................................................... . (4)2.2.1方案的优点 (4)2.2.2方案的缺点 (4)三、单元模块的设计与分析 (4)3.1各个单元模块的分析........................................................................................... .. (4)3.1.1.音频接收模块............................................................................... 4 3.1.2.红外发射模块............................................................................... 4 3.1.3 通信通道.. (5)3.1.4 红外接收装置 (5)3.2特殊元器件的介绍........................................................................................... (5)四、方案设计............................................................................................. (8)4.1电路仿真........................................................................................... ..................................... 8 4.2流程图........................................................................................... .. (8)五、系统测试............................................................................................. (9)5.1系统功能........................................................................................... . (9)5.1.1实现功能 (9)5.1.2与设计要求的比较 (10)5.2指标参数........................................................................................... .. (10)六、设计总结............................................................................................. ....... 10 七、参考文献............................................................................................. ....... 10 八、附录............................................................................................. (11)附录1：元器件列表........................................................................................... ...................... 11 附录2：仪器设备........................................................................................... .......................... 11 附录3：系统原理图........................................................................................... . (12)一、题目分析1.1计划任务设计并制作一个红外光通信装置，利用红外发光二极管和红外接收模块作为接收器件，红外光信道作为通信信道，来传输语音信号，并且使得传输距离达到两米。
2013年全国大学生电子设计竞赛F题红外光通信系统
2013年全国大学生电子设计竞赛红外光通信系统（F题）【本科组】2013年9月7日组员：廖伟雄张鑫淼叶志豪摘要该红外光通信系统以STC12C5A60S2单片机作为控制核心，进行信息的采集和处理，利用放大电路以及内置A/D转换芯片实现语音信号的输入，经过红外编码将信号编码调制到465K红外载波上，然后经红外发射电路发射出去，在接收指令时通过红外接收管接受红外信号，经选频放大电路和滤波电路完成解调，通过解码还原数据，同时利用D/A转换和音频放大线路完成语音信号的还原，液晶显示器1602完成显示任务．本设计利用两块STC12C5A60S2单片机分别控制的红外信号的发射与接收，硬件部分包括红外发射模块与红外接收模块，其中红外发射模块主要实现的功能是语音信号输入、红外信号编码和红外发射，语音输入模块与红外发射电路组成，红外接收模块主要实现的功能是红外信号接为收、液晶显示温度，由红外接收电路、液晶显示电路和语音播报电路组成．软件部分根据硬件设计，把系统划分成发射部分与接收部分，其中发射部分主要包括语音A/D转换程序和红外发射程序，接收部分主要包括红外接收子程序、液晶显示子程序和语音D/A程序．通过控制编程与各芯片之间的协调合作，本系统基本实现了单片机红外光通信联络的功能．关键词：红外通信，调制解调，温度传感，语音传输，A/D、D/A转换ABSTRACTThe voice contact system with infrared communication as the foundation, the design with STC12C5A60S2modulator as the core to control, information collection and processing, use V oice input matrix realize instructions, through infrared coding will signal coding modulation to infrared carrier, then by infrared emission circuit launch out, receiving orders through the integration in receiving head complete demodulation, through the decoding reduction data, and to use D/A and LCD1602 type LCD display chip to complete the corresponding speech broadcast and LCD display task. This design using two pieces of STC12C5A60S2 model respectively of the single chip microcomputer control of the infrared signal the emitting and receiving, hardware including infrared emission module and infrared receiving modules, which infrared emission module mainly realizes function is the V oice input, the infrared signal encoding commands and infrared emission, the V oice input module and infrared emission of circuit, infrared receiving module mainly function of the realization of the infrared signal is received, liquid crystal display and speech broadcast, by infrared to receive.Keywords: Infrared communication, modulator and demodulator; temperature;V oice transmission; A/D; D/A目录1系统方案......................................... 错误！未定义书签。
2013全国大学生电子设计大赛a
题目名称：红外通信装置（F题）摘要：红外通信的实质就是将音频信号经音频插孔输入电路，音频信号经三极管放大后推动红外发射管，接收端经音频放大集成电路LM386放大后经C1耦合至IC进行放大，由于IC具有功率放大能力，可供耳机收听。
红外通信装置利用红外发光管和红外接收管作为收发装置，达到语音的输入、传输及接收，我们以MP3为信号源，利用红外发射管、红外传输、红外接收管及以LM386为核心的音频放大电路来实现目标。
本系统是基于红外光通信原理，代替传统的电流·电压的传输，实现了基于红外光对语音的传输及放大功能，LM386的使用减小了系统的失真度结果显示，我们确实实现了语音信号的发射、传输、接收，但是输出信号出现了一定程度的失真，噪音，通过对电阻的调试、修改，使放大增益达到合适范围，最终以较理想的输出信号达到了设计要求。
关键字：红外通信；语音；放大目录一、方案的选择与论证 (3)1.整体方案选择 (3)2.信号的采集 (3)3.音频放大芯片的选择 (3)4.总方案确定 (4)二、理论分析与计算 (4)1.通信原理分析 (4)2.转发器效率提高的方法 (5)三、电路设计 (6)1.发射端单元设计 (7)2.接收端单元设计 (8)3.总设计图 (8)四．测试方案与测试结果 (9)1.测试方案 (9)2.测试数据 (9)3.测试结果分析 (9)五．结论 (9)参考文献 (10)附录 (10)附1：器件清单及详细参数 (10)附2：仪器设备清单 (11)附3：电源电路 (11)附4:LM386引脚图及相关说明 (13)一．方案的选择与论证1.整体方案选择方案一：语音作为模拟信号，以At89c52单片机为核心基础的数字转化语音处理，传递，因受到语音识别时间长，失真度大，此种方法对我们来说实现起来比较困难。
方案二:以所学模电与数电知识为基础，实现起来比较容易，连接线路方便简洁，使电路简单明了，而且处理以语音输入的信号比较方便，失真度比较小。
20132013年全国大学生电子设计大赛
D、射频宽带放大器
一、任务 设计并制作一个射频宽带放大器。 二、要求 1．基本要求 （1）电压增益Av ≥20dB，输入电压有效值Ui ≤20mV。Av在0～ 20dB范围内可调。 （2）最大输出正弦波电压有效值Uo≥200mV，输出信号波形无明显失真。 （3）放大器BW-3dB的下限频率fL ≤0.3MHz，上限频率fH≥20MHz， 并要求在1MHz～15MHz频带内增益起伏≤1dB。 （4）放大器的输入阻抗 = 50，输出阻抗 = 50 。
三.说明 1.必须使用普通的单面覆铜板。 a.不得更换其它高电阻率的材料。 b.不得对铜箔表面进行改变电阻率的特殊镀层处理。 c.覆铜板表面的刻度自行绘制。 d.测试时以该刻度为准。 e.考虑到绘制刻度的油墨可能是绝缘的，此处不要求表笔接触刻度线条时也 能具有正确感应能力。 2.覆铜板到电路的连接应满足以下条件 a.只有铜箔四角可连接到电路，除此之外不应有其它连接点（表笔触点除 外）。 b.不得使用摄像头、磁感应等额外传感装置。 3.表笔可选用一般的散装万用表表笔。 4.电源供电必须为单12V供电，系统功耗以电流表显示为准。
F、简易红外光通信
要求设计并制作一个红外光通信装置。用红外发光管和红外光接收模块作为 收发器件，用来定向传输语音信号，传输距离为2m，接收的声音应无明显失 真。 增加一路数字信道，实时传输发射端环境温度，并能在接收端显示。语音信 号和数字信号能同时传输。 设计并制作一个红外光通信中继转发节点，以改变通信方向90°，延长通信 距离2 m，尽量减小中继转发节点供电电流。
表笔
15x10cm覆铜板 B (12x8cm) A (6x4cm)
X刻度
LCD
电流表
电路
12V电源
Y刻度
二.要求 基本要求： 1.指示功能: 表笔接触铜箔表面时电路接触应能给出 明确指示。 10分 2.坐标定位功能: 覆铜板表面自行绘制纵横坐标以及 6x4cm（高精度区A） 和12x8cm（一般精度区B）两个虚线框。显示表笔接触覆铜板的触点坐标值。 坐标值以预先绘制在铜箔表面的刻度为准。(共40分) 能显示左右位置; 10分 能显示四象限; 10分 能进行必要的坐标变换,显示坐标值;(可用列表法进行坐标变换) 10分 坐标精度达10mm; (误差大于10％ 扣5分,大于20％不给分) 10分 扩展部分： 1.进一步提高坐标精度: 精量每提高2mm给5分,范围为区域A。(误差大于20 ％不给计分) 10分
【免费下载】近三年大赛题目器件清单
四位半数字万用表 单片机开发系统及PLD 开发系统 扫频仪（20MHz）
2、主要元器件清单
单片机最小系统板 A/D、D/A 转换器 运算放大器、电压比较器 可编程逻辑器件及其下载板
对全部高中资料试卷电气设备，在安装过程中以及安装结束后进行高中资料试卷调整试验；通电检查所有设备高中资料电试力卷保相护互装作置用调与试相技互术关，系电，力根通保据过护生管高产线中工敷资艺设料高技试中术卷资，配料不置试仅技卷可术要以是求解指，决机对吊组电顶在气层进设配行备置继进不电行规保空范护载高与中带资负料荷试下卷高问总中题体资，配料而置试且时卷可，调保需控障要试各在验类最；管大对路限设习度备题内进到来行位确调。保整在机使管组其路高在敷中正设资常过料工程试况中卷下，安与要全过加，度强并工看且作护尽下关可都于能可管地以路缩正高小常中故工资障作料高；试中对卷资于连料继接试电管卷保口破护处坏进理范行高围整中，核资或对料者定试对值卷某，弯些审扁异核度常与固高校定中对盒资图位料纸置试，.卷保编工护写况层复进防杂行腐设自跨备动接与处地装理线置，弯高尤曲中其半资要径料避标试免高卷错等调误，试高要方中求案资技，料术编试交写5、卷底重电保。要气护管设设装线备备置敷4高、调动设中电试作技资气高，术料课中并3中试、件资且包卷管中料拒含试路调试绝线验敷试卷动槽方设技作、案技术，管以术来架及避等系免多统不项启必方动要式方高，案中为；资解对料决整试高套卷中启突语动然文过停电程机气中。课高因件中此中资，管料电壁试力薄卷高、电中接气资口设料不备试严进卷等行保问调护题试装，工置合作调理并试利且技用进术管行，线过要敷关求设运电技行力术高保。中护线资装缆料置敷试做设卷到原技准则术确：指灵在导活分。。线对对盒于于处调差，试动当过保不程护同中装电高置压中高回资中路料资交试料叉卷试时技卷，术调应问试采题技用，术金作是属为指隔调发板试电进人机行员一隔，变开需压处要器理在组；事在同前发一掌生线握内槽图部内 纸故，资障强料时电、，回设需路备要须制进同造行时厂外切家部断出电习具源题高高电中中源资资，料料线试试缆卷卷敷试切设验除完报从毕告而，与采要相用进关高行技中检术资查资料和料试检，卷测并主处且要理了保。解护现装场置设。备高中资料试卷布置情况与有关高中资料试卷电气系统接线等情况，然后根据规范与规程规定，制定设备调试高中资料试卷方案。
2013年电子大赛获奖名单
附录1
2013年全国大学生电子设计竞赛山西赛区国家奖获奖名单
本届大赛题目：
A题：单相AC-DC变换电路（本科组）
B题：四旋翼自主飞行器（本科组）
C题：简易旋转倒立摆及控制装置（本科组）
D题：射频宽带放大器（本科组）
E题：简易频率特性测试仪（本科组）
F题：红外光通信装置（本科组）
G题：手写绘图板（本科组）
J题：电磁控制运动装置（专科组）
K题：简易照明线路探测仪（专科组）
L题：直流稳压电源及漏电保护装置（专科组）
附录2
2013年全国大学生电子设计竞赛山西赛区参赛队获奖情况
（本科组）
附录3
2013年全国大学生电子设计竞赛山西赛区参赛队获奖情况
（高职高专组）。
红外光通信装置(F题)要点
学校统一编号学院名称：队长姓名：队员姓名：指导教师姓名：红外光通信装置(F题)摘要由于红外载波的无线通信技术成本比较低，所以越来越多的应用于生活中，例如常用的电视机遥控器等，但由于红外光的特殊性，使它的传输距离有限，而且传输时需要将发射端与接收端对齐。
本文设计了一个利用红外光作为传输方式的通信装置。
首先将声音信号收集到，将其放大之后转换为数字信号，然后通过红外光进行传输，利用另一端的红外光接收装置将发射端发射的光信号接收到，经过解调转换成声音信号，然后输出。
在传输的过程中同时传输由发射端热敏电阻采集到的温度信息，并在接收端通过液晶显示屏显示出来。
在发射端和接收端使用STC12C5616AD单片机进行控制。
关键字：单片机红外光智能控制发射极接收极目录一、题目分析 (3)1.1计划任务 (3)二、系统设计 (3)2.1方案比较 (3)2.1.1方案一 (3)2.1.2方案二 (3)2.2方案论证 (4)2.2.1方案的优点 (4)2.2.2方案的缺点 (4)三、单元模块的设计与分析 (4)3.1各个单元模块的分析 (4)3.1.1.音频接收模块 (4)3.1.2.红外发射模块 (4)3.1.3 通信通道 (5)3.1.4 红外接收装置 (5)3.2特殊元器件的介绍 (5)四、方案设计 (8)4.1电路仿真 (8)4.2流程图 (8)五、系统测试 (9)5.1系统功能 (9)5.1.1实现功能 (9)5.1.2与设计要求的比较 (10)5.2指标参数 (10)六、设计总结 (10)七、参考文献 (10)八、附录 (11)附录1：元器件列表 (11)附录2：仪器设备 (11)附录3：系统原理图 (12)一、题目分析1.1计划任务设计并制作一个红外光通信装置，利用红外发光二极管和红外接收模块作为接收器件，红外光信道作为通信信道，来传输语音信号，并且使得传输距离达到两米。
接收的声音应无明显的失真。
如图1。
图1 红外光通信装置方框图当发射端输入语音信号改为800Hz单音信号时，在8Ω电阻负载上，接收装置的输出电压有效值不小于0.4V不改变电路状态，减小发射端输入信号的幅度至0V，采用低频毫伏表(低频毫伏表为有效值显示，频率响应范围低端不大于10Hz、高端不小于1MHz测量此时接收装置输出端噪声电压，读数不大于0.1V。
2013年电子设计大赛报告 F题
2013年全国大学生电子设计竞赛红外光通信装置(F题)【本科组】时间：2013年9月7日摘要：为了满足红外光通信装置的设计要求，进行了各单元电路方案的比较论证及确定。
设计以瑞莎R5F100LEA和AT89S52作为控制核心，并采用红外光信道，利用红外发光管和红外光接收模块作为收发器件，用来定向传输语音信号，以高速AD/DA作为系统的采集、还原信号的装置，以18B20温度传感器作为温度感应模块，加以外围电路组成的红外光通信在特定的程序下实现语音传递的功能。
基于瑞莎R5F100LEA、18B20、红外发送头、红外接收头、高速ADDA等的控制电路能够实现对红外光通信装置的整体控制；电路部分与机械部分的有机结合在特定程序下经过多次的调试便能实现红外光通信的功能。
本设计具有系统体积小、稳定度好、精度高、线路简单、结构紧凑、价格低廉、性能优越等优点。
关键字：红外光通信装置；瑞莎R5F100LEA；AT89S52；高速AD/DA；18B20目录1 设计要求 (3)1.1 任务 (3)1.2 要求 (3)1.2.1 基本要求 (3)1.2.2 发挥部分 (3)2 系统方案设计与论证 (4)2.1控制器的选择 (4)2.2通信模式选择 (5)2.3 红外收发器的选择 (5)2.4 数模转换器的选择 (6)2.5 电源模块 (6)2.6 最终方案 (6)3 系统理论分析与计算 (6)4 系统硬件设计 (6)3.1 总体设计 (7)3.2 电机驱动电路的设计 (7)3.3 电源模块电路的设计 (7)3.4 控制电路 (7)3.5 光电传感器电路 (7)5 软件程序的设计 (7)4.1 总体流程图 (7)6 系统调试 (7)5.1 测试数据 (7)5.2 测试结果分析 (7)7 结论 (7)8 参考文献 (7)附件一 (7)附件二 (7)1 设计要求1.1 任务设计并制作一个红外光通信装置。
1.2 要求1.2.1 基本要求(1)红外光通信装置利用红外发光管和红外光接收模块作为收发器件，用来定向传输语音信号，传输距离为2m，如图1所示。
红外光通信装置(F题)
学校统一编号学院名称: 队长姓名: 队员姓名: 指导教师姓名:红外光通信装置（F题）摘要由于红外载波的无线通信技术成本比较低，所以越来越多的应用于生活中，例如常用的电视机遥控器等，但由于红外光的特殊性，使它的传输距离有限，而且传输时需要将发射端与接收端对齐。
本文设计了一个利用红外光作为传输方式的通信装置。
首先将声音信号收集到，将其放大之后转换为数字信号，然后通过红外光进行传输，利用另一端的红外光接收装置将发射端发射的光信号接收到，经过解调转换成声音信号，然后输出。
在传输的过程中同时传输由发射端热敏电阻采集到的温度信息，并在接收端通过液晶显示屏显示出来。
在发射端和接收端使用STC12C5616AD单片机进行控制。
关键字：单片机红外光智能控制发射极接收极目录一、题目分析.......................................................... 3.1.1计划任务 (3)二、系统设计......................................................... 3.2.1方案比较 (3)2.1.1............................................................................................... 方案一 3.2.1.2方案二 .................................................3.2.2方案论证 (4)2.2.1方案的优点............................................. 4.2.2.2方案的缺点............................................. 4.三、单元模块的设计与分析 (4)3.1各个单元模块的分析 (4)3.1.1音频接收模块 (4)3.1.2红外发射模块 (4)3.1.3通信通道............................................... 5.3.1.4红外接收装置 (5)3.2特殊元器件的介绍 (5)四、方案设计......................................................... 8.4.1电路仿真 (8)4.2流程图 (8)五、系统测试......................................................... 9.5.1系统功能 (9)5.1.1实现功能 (9)5.1.2与设计要求的比较.............................................................. 1.5.2指标参数 (10)六、设计总结........................................................ 1.0七、参考文献........................................................ 1.0八、附录............................................................ 1.1 附录1 :元器件列表. (11)附录2:仪器设备 (11)附录3:系统原理图 (12)、题目分析1.1计划任务设计并制作一个红外光通信装置，利用红外发光二极管和红外接收模块作为接收器件，红外光信道作为通信信道，来传输语音信号，并且使得传输距离达到两米。
红外光通信装置设计报告
2013年全国大学生电子设计竞赛红外光通信装置设计报告（F题）【本科组】2013年9月7日目录一、前言 (1)二、系统方案设计 (2)（一）设计原理 (2)1、红外红外线的特点 (2)2、红外线发射和接收 (2)（二）设计方案 (3)整体方案图 (3)（三）单元电路设计 (4)1、发射端 (4)（1）音频发射端电路图 (4)（2）数字信号发射端 (4)（3）发射部分用到的元器件及其相关参数 (5)2、接收端 (5)三、红外通信接口的硬件电路设计 (5)1、红外发送器 (6)2、NE555时基电路芯片 (6)3、红外发射二极管 (7)四、调试与测试 (8)1、红外发射模块通信的调试与测试 (8)2、红外接收模块通信的调试与测试 (8)五、系统软件设计 (8)系统软件设计整体流程图 (8)六、测试方案与测试结果 (11)（一）测试方案 (11)（二）测试条件与仪器 (11)（三）测试结果 (11)七、结语 (11)八、参考文献 (11)九、附录 (12)1、程序 (12)2、系统结构原理图 (13)红外光通信装置设计报告（F题）一、前言本设计利用已学电路知识，将电路分成红外发射模块、红外接收模块、环境温度传输模块三个模块，完成了红外光通信收发系统设计，以话筒为输入信号，由发送电路调试后，再由输入电路的红外接收管接收，经由（LM-386）放大，高通滤波器过滤后，在喇叭（耳机）中听到输入的语音。
关键词：红外通信；发射；接收；温感；The design used the knowledge of circuit , and it has been divided into three parts as infrared emission circuit module, the infrared receiving module, and temperature transmission module , then we completed the design of infrared communication transceiver system, we used microphone to input signal, the debugging by sending circuit and then received by the input circuits of infrared receiving tube, via (LM - 386) amplifier, filter high-pass filter, I we could heard a voice input in the horn (headphones).二、 系统方案设计（一）设计原理1、红外红外线的特点人的眼睛能看到的可见光，若按波长排列，依次（从长到短）为红、橙、黄、绿、青、蓝、紫。
2013全国电子设计大赛无线红外语音传输系统解析
2013年全国大学生电子设计竞赛红外光通信装置（F题）【本科组】2013年9月7日摘要：随着科技的进步，无线电通信技术得到了前所未有的发展，而红外无线数据通信相对于无线电数据通信具有低功耗、低价格、低电磁干扰、高保密性等优点，目前发展迅猛，尤其在近距离无线数据通信中得到了广泛的应用．尤其是随着编码调制技术的发展，红外无线数据通信的数据速率越来越高，成为许多移动设备、室内办公设备以及手持设备无线数据通信的一个重要途径。
本系统通过红外光通信装置将语音信号和环境温度无线传输出来，接收端口显示温度并将语音信号从耳机传出。
环境温度由STM32单片机检测，语音信号和数字信号能同时传输。
关键词：红外光通信，无线传输，STM32单片机Abstract:With the advancement of technology, wireless communication technology has been an unprecedented development, and infrared wireless data communications relative to the radio data communication with low power consumption, low price, low electromagnetic interference, high security, etc., is currently developing rapidly, especially in in the short-range wireless data communication has been widely used. Especially with the coding and modulation technology, infrared wireless data communications increasingly high data rates, as many mobile devices, office equipment, and handheld devices indoor wireless data communication is an important way. The system communication device via infrared light and ambient temperature voice signal wireless transmission out, the receiving port display temperature and outgoing voice signal from the headphones. The ambient temperature detected by the STM32 MCU, voice signals and digital signals can be transmitted simultaneously.Key words:infrared optical communications, wireless transmission, STM32 microcontroller目录一、方案比较及论证 (1)1.1 控制器的选择与论证 (1)1.2 功率放大器的选择与论证 (1)1.3 显示模块的选择与论证 (1)二、系统理论分析与计算 (2)2.1 系统整体设计 (2)2.2 系统工作原理 (2)三、电路设计 (3)3.1 红外发射电路 (3)3.2 红外接收电路 (4)3.3 功率放大器电路 (5)3.4 电源模块电路 (5)四、系统测试方案与测试结果 (6)4.1 测试方案 (6)4.2 测试条件与仪器 (6)4.3 测试结果及分析 (6)4.3.1 接收装置能否接收发送的信号 (6)4.3.2 检测环境温度能否传送 (7)4.3.3 红外光通信中继转发节点测试（发射与中继节点距离2m） (7)五、设计总结 (7)附录 (9)附录一：STM32核心板原理图 (9)附录二：部分程序 (10)附录三：实物图 (11)参考文献 (12)红外光通信装置（F题）【本科组】一、方案比较及论证1.1 控制器的选择与论证方案一：采用STM32F103，STM32F103价格便宜，应用范围广，功能强大，处理速度快，抗静电抗干扰强，低功耗，内部集成7个定时器，2个12位ADC,9个通信接口。
红外无线通信装置(非常详细的原理)
西南科技大学自动化专业方向设计报告设计名称：红外光通信装置姓名：杨 * *学号: 2 0 1 0 5 7 8 9班级：自动 1 0 0 4 班指导教师：**起止日期： 2013年10月15日--11月9日西南科技大学信息工程学院制方向设计任务书学生班级：自动1004 学生姓名：杨* * 学号：20105789 设计名称：红外光通信装置起止日期：2013年10月15日---11月9日指导教师：武丽方向设计学生日志红外光通信装置摘要：基于2013年电子设计大赛红外光通信装置题目的要求，设计了具有实际运用价值的红外光无线扩音装置。
该装置由音频放大滤波电路，SPWM音频信号比较调制器，红外载波信号发生器，红外接收器，功率放大电路，LC低通滤波等模块构成。
由模拟电路搭建的红外光通信信道传送经过处理的连续的音频信号，并由后级电路还原传送出来的音频信号，让喇叭发出原始音频信号。
该系统能够完整的将频率范围为300Hz-8KHz的音频信号通过红外光传送4m以外并接收还原。
关键词：红外光通信；音频传送；SPWM载波Design of Infrared Communication DeviceAbstract:The infrared communication device is based on the National Undergraduate Electronic Design Contest of 2013 , but it has more practical application value . This appliance contains an amplifier , SPWM modulator audio signal comparator , an infrared carrier signal generator , IR receiver , Power amplifier circuit , LC low-pass filter . The analog circuit structures of the infrared light transmitted through the communication channel continuous audio signal processed by the post-stage circuit to restore the audio signal sent out , so that the original audio signal horn . The system can be a complete frequency range of 300Hz-8KHz audio signals transmitted by infrared light and receive reduction up to 4m , temperature detection and transmission display .Keyword: Infrared light transmission ; Audio transmission ; SPWM0 引言现在市面上使用较为广泛的无线技术有红外光无线以及无线电技术。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
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, then convert 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 the light 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)1.1 发射管的论证与选择 (4)1.2 输入端运放的论证与选择 (4)1.3 信号传输的论证与选择 (4)1.4 功率放大器的论证与选择 (6)1.5 温度信号的获取与传输 (6)1.6 显示模块 (6)2系统理论分析与计算 (6)2.1 语音信号的放大与接受 (6)2.2 温度信号的接受 (6)2.3 传输距离的测试 (6)3电路与程序设计 (6)3.1电路的设计 (6) (6) (7) (7) (8) (8) (8)3.2程序的设计 (9) (9) (9) (10)4测试方案与测试结果 (10)4.1测试方案 (10)4.2 测试条件与仪器 (10)4.3 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。
1.1发射管的选择我们有两种选择：（1）普通红外发射管：普通红外发射管具有价格低，功耗小的优点，但传输距离较近，只能达到几十厘米。
普通红外发射管的改进：①磨头：经过我们的大量实验发现，普通红外发射管的顶端具有聚光的功能，接收端不易对正，影响调试，把聚光头磨平，使接收管容易接收；②发射管串联：我们实验了2个发射管串联的方法，可扩大接收范围，增加传输距离。
（2）大功率发射管：大功率管的性价比很高，具有传输距离远的特点。
实测传输3.4KHz正弦波距离能够达到2m，幅值可达几百毫伏。
综上所述，我们决定选用大功率发射管。
1.2.输入端运放的选择方面，我们有两种选择：（1）LM124：可以双电源供电（±15V）或单电源供电，带宽为1MHz，理论上满足声音信号的放大要求。
（2）AD623：其为仪表放大器，单电源供电，轨到轨输出，带宽为800KHz，且其自带参考电压，放大倍数方便调节。
考虑中继装置要求为5V供电，所以整个系统均使用5V供电，因此确定使用AD623作为放大电路。
1.3.信号传输方法的选择我们有两种方案：方案1：语音信号输入后，经运放放大，到A/D转换器转换为数字信号，接驱动电路将信号发出；接收端接收数字信号，进入单片机并控制D/A还原为语言信号，最后通过功放输出。
原理框图如图1所示。
流程图：图1 方案一原理框图本方案存在的缺点：使用单片机、A/D、D/A等器件，控制复杂；数据通过标准异步串行协议传输，若声音信号的频率为3.4KHz，按最小2倍采样率，采用异步串行传输的最小频率为68KHz，实测传输频率的增加会使信号迅速衰减，难以达到传输的距离。
方案2：直接传输模拟信号。
语音信号经过放大后驱动红外发光管发射模拟信号，接收端接收信号并经过功放驱动喇叭。
原理框图如图2所示。
流程图：图2 方案二原理框图红外发射管可工作在线性工作区或非线性工作区，本方案选择直接传输模拟信号，因此必须工作在红外发光二极管的线性区域，具体如图3所示。
图3 红外发光二极管的线性工作区通过上述分析，本方案原理简单，使用器件少、成本低、且实现容易，因此选择方案2。
1.4功率放大器的选择对于功率放大器我们选择了LM386，因为它是专为低损耗电源所设计的功率放大器集成电路无动作时仅消耗4mA电流，且失真低，我们用它来驱动喇叭工作。
1.5温度信号的获取及传输：温度传感器采用目前使用最多的的DS18B20温度传感器，该传感器具有精度高，功耗小，采用STC89C52单片机采集温度，将16位温度信号转换成10HZ的脉冲信号传输时采将其与20KHZ的高频信号进行调制加载到语音信号上一起传输。
1.6显示模块：本作品采用OLED屏幕进行显示2、理论计算与分析2.1语音信号的放大及接收经实测，语音信号的幅值为-200～+200mv，根据输入信号的具体幅值，我们选择10～20倍的放大，这样接收端才能够有效接收信号。
由于AD623的驱动电流比较小，无法驱动发射管，所以先经过AD623做了一级电压跟随，再经过运放AD8608放大，以保证发射管能够有效发射。
2.2温度信号的接收温度信号为10Hz的低频信号，语音信号频率范围300Hz~3.4KHz，为了将温度信号发送过去并且和语音信号分离开，先将温度信号与20KHz的脉冲波进行调制，再用与门电路将其与语音信号混合，一起传到发射端。
2.3传输距离的测试方案一：采用单个普通红外发射管传输，实验时很难达到对齐，最好测试距离30cm.方案二：将一个普通二极管聚光头磨平，降低了对正的要求，但传输距离下降到20cm.；方案三：一个大功率红外发射管，传输距离达到3m，波形无明显失真。
3、电路与程序设计3.1电路设计：图4 发射电路图设计3.1.2接收电路设计图5 接收电路设计图6 小灯指示电路设计图单阈值电压比较器：Vs>0,Vo=-Vom；Vs<0,Vo=Vom。
下面是LM386的原理图：R1=0放大倍数为200倍图7 LM386原理图3.1.5中继节点电路设计图8 中继节点电路设计图3.1.6 5V稳压电路设计图图9 5V稳压电路设计图3.2程序的设计测量距离使用STC89C52作为主控简单，易实现；超声波模块使用HC-SR04探测距离范围：4毫米～4米，误差4%，足够实现本题目中的测量要求。
3.2.2程序流程图3.2.3程序代码：附录二4、测试方案与测试结果4.1 测试方案给发送端输入加峰峰值为100mV，频率为3.4kHz的正弦波，测试其输出端的放大倍数及偏置电压（也即确定发光二极管线性区的基准点）。
测试接收端的输入，观察示波器的波形是否有明显失真，如有失真，调整发射端的偏置电压及放大倍数至波形正常；测试接收端输出的正弦波的波形是否正常。
发送模块和接收模块距离保持2m，给发送端接入正弦波信号，给发送端、接收端加电，测试接收端输出正弦波的幅值及失真情况。
发送模块和接收模块距离保持1m，给发送端接入语言信号（MP3音乐），给发送端、接收端加电，听扬声器音乐是否正常；逐渐增加传输距离至2m，听扬声器音乐是否正常。
4.1.5中继装置测试发送模块和中继模块距离保持0.5m，中继改变90度后与接收端保持0.5m,输入音频信号，给发射端、中继节点、接收端供电，听扬声器音乐是否正常；逐渐增加中继节点与接收端距离至两米，听扬声器音乐是否正常；逐渐增加发射端与中继节点距离至2m，听扬声器音乐是否正常。