红外四路遥控发射、接收系统设计

红外四路遥控发射、接收系统设计

一、课程设计要求：掌握红外多路发射、接收系统的设计与调试方法。

红外多路遥控发射、接收系统是以红外线为传送信息媒体的短距离无线控制系统，可对多个受控对象的工作状态进行遥控，广泛适用于工业、家用电器等设备的开启或关闭控制。

本课题要求设计一四路红外发射、接收系统，可用于对一种设备的4种工作状态进行控制或两种设备的2种工作状态进行控制。

二、系统组成框图

红外多路遥控发射、接收系统组成框图如图所示，各部分功能是：

●键盘及其代码产生电路：产生表示控制信号的BCD代码（用排针、短路帽设计）。

●编码电路：对控制信号代码和地址代码进行编码，并转换成串行发送数据。

●调制振荡电路：产生频率30~40kHz的振荡信号，并由发送的数据对其进行脉冲调制，形成发射信号。

●红外发射电路（红外发射管）：将发射信号放大，并转换成红外光信号发射。

●红外接收电路（红外接收管）：将接收到的红外光信号转换成电信号。

●解调电路：将接收电信号放大，解调转换成控制代码。

●译码电路：将控制代码译成控制信号。

●控制电路：控制受控设备（红灯、绿灯、白灯和蜂鸣器）

红外线频率：1010 Hz

紫外线频率：1015 Hz

三、主要技术指标

●遥控距离不小于3m，即红外遥控发射机与红外接收机之间的距离不小于3m，

●遥控路数4路，即可对4个受控设备进行开关控制。

●工作频率30~40kHz，即红外发射和接收的载频为30~40kHz。

●功能要求由一台红外发射机和一台红外接收机实现对4个受控设备（红灯、绿灯、白灯和蜂鸣器）的控制；每次发射只控制1个设备的开、关状态。

四、任务与时间表

两人一组，根据系统组成框图和元器件清单，选择合适的元器件，设计并制作一4路红外遥控装置（一人设计发射机，一人设计接收机），实现对红灯、绿灯、白灯和蜂鸣器的开关控制，要求达到主要技术指标。

（解调电路有些复杂，红外接收管考虑用接收解调一体管）

●电路设计根据提供的元件，选用合适的元件，完成电路设计，并用PROTEL99绘制电路原理图；

●电路焊接在万用板上焊接电路，要求元件安装极性、方向正确；接插件、紧固件、导线安装可靠、牢固；焊点符合工艺要求（大小适中，无漏、虚、假、连焊；焊点圆润、光滑无毛刺、表面干净）；整机清洁无污物，导线不杂乱；

●电路调试要求写出调试步骤并记录调试数据及波形。

●绘制PCB 根据电路原理图，用PROTEL99进行PCB板设计。

●提交设计报告（附电路原理图、PCB图、实物图）。

五、供选择的元件清单

六、考核方法

1、设计报告30分；

2、原理图、PCB图30分；

3、实物占40分（主要技术指标完成占30分；电路焊接美观10分）。

附：设计报告内容：

1、课程设计要求及主要技术指标

2、系统组成框图

3、系统设计（硬件及软件）

4、电路工作原理

5、元器件选择

6、装配、调试

7、小结

8、参考文献

9、附录（电路原理图、PCB图、程序、实物图）

主要参考资料：

1、红外多路遥控发射接收系统（网络：毕业设计论文，指导教师：XXX）

2、八通道红外遥控开关电路（毕业设计论文）

3、四路无线电遥控电路的安装与调试

五、电路设计

1．键盘及其代码产生电路设计

键盘及其代码产生电路的功能是产生8个控制信号，并将这8个控制信号进行BCD编码，形成控制代码，其电路如图2.19所示。图中S1~S8是按压式键盘开关，依次代表1~8路控制信号，开关按下有效。74HCl47与74LS04

组成代码产生电路。若开关没被按下，则电阻R1~R8与Rlo~R17形成高电平。应大于3．5V。若某路开关被按下时，则该开关所连接的代码产生电路的输入端为低电平，并由电阻R9与二极管D1~D8形成的发射控制电平为低电平(0．7V)，送至编码电路，作为传输启动信号。74HCl47是10-4线优先编码器，其功能是将这10个输入信号分别编成10个BCD码。在这10个输入信

号中优先级最高，的优先级最低。编码器的输出Yo—Y3是反码形式的BCD 码，74LS04对Yo～Y3取反后，则可得到BCD码。

2、编码电路设计

由集成电路MCl45026组成的编码电路如图2.20所示，虚线框内是MCl45026的内

部框图，外围器件RS、CTC、RTC决定编码器的时钟频率。图中，

●A1~A5是地址线，A6／D6 ~ A9／D9是地址数据复用线，即MCl45026可对9位并行输入数据进行编码，并在收到传输启动信号( )时，输出串行数据。

● 是传输启动信号输入端。当为低电平时，器件开始启动传输过程；为高电平时，器件完全被阻塞，无信号输出。

●Dout是数据输出端，依次送出经过编码的数据。

●RS、CTC、RTC是内部振荡器的外接元件，其参数决定振荡器的振荡频率。通常CTC、

Rs、RTC的取值为400pF< CTC <15μF，Rs =2RTC，Rs >20kΩ，RTC>10kΩ，振荡器的频率

ƒ=1／(2.3RTC CTC)，其取值范围为1kHz--40kHz。若频率超出此范围，精度将降低。

设振荡器频率为1.6 kHz, Rs=100 kΩ,则CTC=2700PF, RTC=50 kΩ

振荡器输出经4分频电路送至并／串转换电路作为时钟，将输入代码按

A1~A5、A6／D6 ~ A9／D9的顺序移至三态编码器，对输入信号进行编码。编码器输出波形如图2.21所示，从图可知，编码器的输入为逻辑“0”(低电平)时，输出为两个窄脉冲；输入为逻辑“1”时，输出为两个宽脉冲；当输入为开路(高阻)时，输出为一个宽脉冲和一个窄脉冲。当为低电平时，MCl45026按以上编码规律将输入A1~A5、A6／D6 ~ A9／D9进行编码并输出串行数据。