红外线 电子线路设计 9页

武汉理工大学《电子电路设计与制作》报告【实验题目】：简易红外线遥控系统的设计与制作【实验目的】：通过对红外线遥控电路的实际设计与制作，进一步了解红外线数据传输的基本电路形式和实现方法。掌握红外线遥控电路的测试与调整技能。为以后从事生产和科研工作打下坚实的基础。【设计内容及要求】：初始条件：已知条件：本次综合设计与制作，要求采用专用遥控编解码集成电路芯片：PT2262IR，PT2272和其它器件等，实现四路遥控功能。工作电源Vcc为+5V。电路组成框图。如图1所示：图1红外线遥控电路组成框图要求完成的主要任务:（1）设计任务根据已知条件，完成对多路红外遥控系统的设计、装配与调试。（2）设计要求1．基本要求（1）工作频率：38KHZ。（2）调制方式：红外线。（3）遥控对象：4个，被控设备用LED分别代替，LED发光表示工作。（4）接收机距离发射机不小于2m。（2）在一定发射功率下，尽量增大接收距离。3．提出红外遥控系统的设计方案，并对其加以详细的电路说明，画出整体电路图；4．撰写实验报告9 武汉理工大学《电子电路设计与制作》报告1绪论本设计报告主要介绍了基于数字电路，模拟电路相关知识，利用HS38(HS0038)为红外接收集成模块，PT2262IR芯片，PT2262IR芯片设计制作简易红外遥控系统的报告。本设计包含了设计的前期工作介绍准备工作：查找资料，收集红外线技术的简介和相关技术的应用；然后对本设计要用的相关器件及相关芯片的介绍和使用方法，适当的说明一些元件的功能和应用领域和使用的时候应该注意的相关事项，对其管脚进行说明，对元器件的相关性能进行了测试以备实验的时候使用方便；各个子模块的设计：通过分析实验要求和实验的初始条件明白电路应该由发送和接受两个模块组成，于是设计发送模块和接受模块；整体方案的设计：把实验的各个子模块连接在一起并对部分设计进行优化和修改得到总体的设计方案，设计制作调试的过程：先在寝室用面包板连接好电路，并且注意电路的排放位子以保证电路的工艺精美，连好电路后去实验室调试其性能；最后是本次制作总体设计成果的验收，本次设计进行总体的分析和总结。在通常使用中，我们一般采用8位地址码和4位数据码，这时编码电路PT2262和解码PT2272的第1～8脚为地址设定脚，有三种状态可供选择：悬空、接正电源、接地三种状态，3的8次方为6561，所以地址编码不重复度为6561组，只有发射端PT2262和接收端PT2272的地址编码完全相同，才能配对使用，遥控模块的生产厂家为了便于生产管理，出厂时遥控模块的PT2262和PT2272的八位地址编码端全部悬空，这样用户可以很方便选择各种编码状态，用户如果想改变地址编码，只要将PT2262和PT2272的1～8脚设置相同即可，例如将发射机的PT2262的第1脚接地第5脚接正电源，其它引脚悬空，那么接收机的PT2272只要也第1脚接地第5脚接正电源，其它引脚悬空就能实现配对接收。当两者地址编码完全一致时，接收机对应的D1～D4端输出约4V互锁高电平控制信号，同时VT端也输出解码有效高电平信号。用户可将这些信号加一级放大，便可驱动继电器、功率三极管等进行负载遥控开关操纵。9 武汉理工大学《电子电路设计与制作》报告2简易红外线遥控系统的设计与制作电路原理2.1总体设计要求采用专用遥控编解码集成电路芯片：PT2262IR，PT2272和其它器件等，实现四路遥控功能。工作电源Vcc为+5V。设计基本要求（1）工作频率：38KHZ。（2）调制方式：红外线。（3）遥控对象：4个，被控设备用LED分别代替，LED发光表示工作。（4）接收机距离发射机不小于2m。（5）在一定发射功率下，尽量增大接收距离。2.2电路设计思想及方案红外线遥控系统发送模块的模块，由控制键来控制产生相应的编码，控制键用了四个拔码开关组成的，并通过调制电路的调制最后将该信号通过红外线装置发射出去，该部分框图如图2.1所示图2.1红外线遥控系统发送模块的模块系统框图接收模块通过SM0038接收红外信号，由于信号有点弱，通过S8050放大后将其送入芯片PT2272解调后接到灯上，被控制的器件灯就会做出相应的响应，如果有建按下灯就会亮。图2.2红外线遥控系统接收块的模块系统框图9 武汉理工大学《电子电路设计与制作》报告3单元电路设计、参数计算及器件选择3.1单元电路的设计3.1.1发送模块电位器SW0,SW1,SW2,SW3是控制键，是用来控制响应灯的个数。变阻器Rosc是用来控制选择工作频率的。变阻器的电阻值不同选择的频率也不同。图中二极管是用来控制输入单向导通的。编码通过PT2262的18脚输入进行调制调制后的信号从17脚输出，输出的信号是方波信号。电路图如图3.1所示图3.1外线遥控系统发送模块的模块系统电路图3.1.2接收模块SM0038接收红外信号，由于信号有点弱，通过S8050放大后将其送入芯片PT2272解调后接到灯上，被控制的器件灯就会做出相应的响应，如果有建按下灯就会亮。LED旁的阻值为560欧姆的电阻起保护电路的作用，由于设计电阻不够就没有用它了。直接用LED与PT2272的输出端口相连接作为响应。由17脚输出的信号是对比信号。接收电路图如图3.2所示9 武汉理工大学《电子电路设计与制作》报告图3.2外线遥控系统发送模块的模块系统电路图3.2器件选择3.2.1SM0038SM0038为红外接收集成模块，当其接收到一定频率的方波时，输出脚输出低电平0；没接收到时，输出脚输出高电平1。因此，用红外发射管对着SM0038发射方波(可用单片机或555产生，也可直接接信号发生器)时，用示波器观察SM0038输出脚为低电平0，用手遮挡或停止发射时，用示波器观察SM0038输出脚为高电平1。SM0038红外接收模块的引脚图如图3.3所示图3.3SM0038红外接收模块的引脚图SM0038对外只有3个引脚：VS、GND和1个脉冲信号输出引脚OUT9 武汉理工大学《电子电路设计与制作》报告，与单片机接口非常方便，VS接电源+5V并经电容进行滤波，以避免电源干扰；GND接系统的地线（0V）；脉冲信号输出接CPU的中断输入引脚（例如8051的13脚INT1）。采取这种连接方法，软件解码既可工作于查询方式，也可工作于中断方式。3.2.2红外发射管红外发射管如图3.4图3.4红外发射管3.2.3三极管s8050、c1815下面图3.5为s8050管脚。s8050三极管有时在电路里做为对管来使用，也有的做单管应用。在有些电路里对S8050放大倍数要求是很高的，不能随意替换，必需要用原参数管才能替换，否则电路不能正常工作。s8050为NPN型三极管。图3.6为c1815管脚图，c1815是NPN型三极管,引脚定义从左向右为：E，C，B。图3.5为s8050管脚图3.6c1815管脚图3.2.4PT2262IR、芯片PT2272PT2262/PT2272是台湾普城公司生产的一种CMOS工艺制造的低功耗低价位通用编解码电路，PT2262/PT2272最多可有12位(A0-A11)三态地址端管脚(悬空,接高电平,接低电平),任意组合可提供531441地址码,PT2262最多可有6位(D0-D5)数据端管脚,设定的地址码和数据码从17脚串行输出，可用于无线遥控发射电路。编码芯片PT2262发出的编码信号由：地址码、数据码、同步码组成一个完整的码字，解码芯片PT22729 武汉理工大学《电子电路设计与制作》报告接收到信号后，其地址码经过两次比较核对后，VT脚才输出高电平，与此同时相应的数据脚也输出高电平，如果发送端一直按住按键，编码芯片也会连续发射。当发射机没有按键按下时，PT2262不接通电源，其17脚为低电平，所以315MHz的高频发射电路不工作，当有按键按下时，PT2262得电工作，其第17脚输出经调制的串行数据信号，当17脚为高电平期间315MHz的高频发射电路起振并发射等幅高频信号，当17脚为低平期间315MHz的高频发射电路停止振荡，所以高频发射电路完全收控于PT2262的17脚输出的数字信号，从而对高频电路完成幅度键控（ASK调制）相当于调制度为100％的调幅。芯片PT2262IR是2262系列用于红外遥控发射端的的专用芯片，其管脚图如图3.7图3.7PT2262IR管脚芯片PT2272是2272系列用于红外遥控接收端的的专用芯片，其管脚图如图3.8图3.8PT2272管脚9 武汉理工大学《电子电路设计与制作》报告4组装调试组装：在寝室里将实验盒拿出来，看电路图，清点元器件，元器件的个数正常。测试元件，测电阻的阻值，三级管的放大倍数及其好坏，LED灯的好坏等等，并且将它们粘在一张纸上，以备以后应用，拿出板子，根据电路图和电路板本身的实际联通情况开始连接电路。并且用拔线钳尖线。在板子上把主要芯片布置到板上做整体布局。之后调试所用的仪器：试验箱，万用表，示波器，调节启子。调试过程：这次红外线系统的设计并不复杂，然后设计后，最后调试时却发生意想不到的结果，我们通过仿真确定电路没错，而且分模块测试也没有问题，最后换了红外发射器还有接收器后发现问题依旧，最后求助于老师，在老师的帮助下，通过检查各模块并验证，到最后发现两个模块没有错误连接或者设计上的问题，而且各个元件也没有损坏，最后得出了一个结果，面包板上接收模块所用的地方存在错误，所以导致无法运作，但是我们的设计却是正确的。9 武汉理工大学《电子电路设计与制作》报告小结9