論文紅外多路遙控發(fā)射接收系統(tǒng)

1、xxx 大 學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)說明書題 目： 紅外多路遙控發(fā)射接收系統(tǒng) 作 者： xxx 學(xué) 號： xxxxx 系 (院)： 計(jì)算機(jī)科學(xué)系 專 業(yè)： 計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù) 指導(dǎo)者： xxxx 評閱者： 2007 年 5 月 xxx紅外多路遙控發(fā)射接收系統(tǒng)劉佳佳 電子信息與科學(xué)技術(shù)專業(yè) 學(xué)號：050522027指導(dǎo)教師：李天超摘 要：簡述了以紅外線作為傳輸媒介的數(shù)據(jù)通信的工作原理及其廣闊的應(yīng)用前景，給出了多路紅外線遙控發(fā)射、接收系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)原理及其應(yīng)用電路。該設(shè)計(jì)以 vd5026、vd5027專用編碼解碼芯片為核心器件，來實(shí)現(xiàn)以紅外線為傳送信息媒介的短距離無線遙控控制電路，具有準(zhǔn)確度高、速度快的特點(diǎn)，

2、本設(shè)計(jì)廣泛應(yīng)用于工業(yè)、醫(yī)療、家用電器等設(shè)備的開啟和關(guān)閉控制。因?yàn)榭梢詳U(kuò)展1萬多個編碼狀態(tài)，所以也可用于手機(jī)、計(jì)算機(jī)、pda等的信息傳輸和對多種工作狀態(tài)進(jìn)行控制，因而有很大的推廣、實(shí)用價(jià)值。關(guān)鍵詞：紅外通信；調(diào)制；編碼；解碼infrared multi-channel remote send and receive system liu jia-jia electronic information science and technology no: 050522027tutor: li tian-chaoabstract: has summarized the infrared remote

3、control data communication principle of work and its broad application prospect, has produced the multi-channel infrared remote control launch, the receiving system structure principle and the application electric circuit. application specific integrated chips vd5026 designed for modulation and vd50

4、27 designed for demodulation are used in the design as the core component, which take the infrared as the pass-along message medium short distance wireless remote control circuit, which has the accuracy to be high, the speed quick characteristic. this design widely applies in equipment and so on ind

5、ustry, medical service, domestic electric appliances opening with the closure control. because more than one million code pattern can be extended based on it, it can be used for information transmission for mobile telephone, pc, pda etc, and control for many work pattern. thus has the very big promo

6、tion, the use value.key words: infrared remote control; modulation; code; decode目 錄摘要11 引言42 紅外多路遙控系統(tǒng)42.1 紅外線數(shù)據(jù)通信的工作原理42.1.1 紅外線的定義42.1.2 紅外通信定義42.1.3 紅外遙控原理42.1.4 紅外通信優(yōu)點(diǎn)52.2 系統(tǒng)方案論證52.2.1方案一52.2.2 方案二52.3 系統(tǒng)總體原理框圖62.4 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)72.4.1 鍵盤及代碼產(chǎn)生電路72.4.2 編碼電路設(shè)計(jì)72.4.3脈沖碼調(diào)制振蕩電路設(shè)計(jì)92.4.3.1 門電路構(gòu)成時鐘源92.4.3.2 脈沖

7、調(diào)制器102.4.4 紅外發(fā)射電路設(shè)計(jì)102.4.5 紅外接收電路設(shè)計(jì)112.4.6 解碼電路設(shè)計(jì)122.4.7 譯碼與控制電路設(shè)計(jì)132.4.8 系統(tǒng)電路原理圖173 實(shí)物制作174 系統(tǒng)調(diào)試與技術(shù)指標(biāo)測量174.1 測試儀器174.2 紅外發(fā)射機(jī)的調(diào)試184.3紅外接收機(jī)的調(diào)試184.4 系統(tǒng)聯(lián)調(diào)184.5調(diào)試過程中存在的問題194.6 改進(jìn)措施195 結(jié)束語19參考文獻(xiàn)19附頁1 21附頁2 22附頁3 23附頁4 24附頁5 25附頁6 26附頁7 27附頁8 28 1 引言紅外通信由來已久，但是進(jìn)入90年代，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步和地球空間技術(shù)的發(fā)展，使人們對紅外線技術(shù)的研究越來越深

8、入，應(yīng)用范圍更廣泛，尤其是在紅外遙感技術(shù)和紅外通信技術(shù)領(lǐng)域里，數(shù)字鎖相技術(shù)和傳感器技術(shù)的巨大進(jìn)步，大大加速了這個進(jìn)程，目前無線產(chǎn)品在商業(yè)銷售中的使用已相當(dāng)普遍，但大多存在著很大的局限性，電路繁雜，計(jì)算難度大且多為模擬電路，抗干擾能力差,準(zhǔn)確度底,電路的維護(hù)調(diào)試很不方便。越來越多的遠(yuǎn)距離控制和數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)引入了不可見的紅外線作為傳輸媒介進(jìn)行通信，組成了無線紅外遙控通信系統(tǒng),此方法以其成本底、精度高、保密性強(qiáng)、技術(shù)性能穩(wěn)定的特點(diǎn)而受到廣大用戶和專業(yè)人士的歡迎。目前市場上流行的各類紅外線通信系統(tǒng)都是以調(diào)制解調(diào)的方式，在數(shù)字鎖相環(huán)技術(shù)的基礎(chǔ)上加以應(yīng)用，這種方法對發(fā)送信號進(jìn)行編碼、調(diào)制，其可靠性、誤差小

9、、成本低、傳輸距離遠(yuǎn)、功耗低。紅外遙控器的家電給我們的生活帶來極大的方便，紅外線遙控是目前應(yīng)用最廣泛的一種通信和遙控手段，因而有廣泛的實(shí)用價(jià)值,值得借鑒和推廣。 2 紅外多路遙控系統(tǒng)2.1 紅外線數(shù)據(jù)通信的工作原理2.1.1 紅外線定義人的眼睛能看到的可見光按波長從長到短排列依次為紅、橙、黃、綠、青、藍(lán)、紫。其中紅光的波長范圍為0.620.76m；紫光的波長范圍為0.380.46m。比紫光波長還短的光叫紫外線，比紅光波長還長的光叫紅外線，紅外線遙控就是利用波長為0.761.5m之間的近紅外線來傳送控制信號的。2.1.2 紅外通信定義紅外通信是利用紅外技術(shù)實(shí)現(xiàn)兩點(diǎn)間的近距離保密通信和信息轉(zhuǎn)發(fā)。它

10、一般由紅外發(fā)射和接收系統(tǒng)兩部分組成，通過數(shù)據(jù)電脈沖和紅外光脈沖之間的相互轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)無線的數(shù)據(jù)收發(fā)。發(fā)射系統(tǒng)對一個紅外輻射源進(jìn)行調(diào)制后發(fā)射紅外信號，而接收系統(tǒng)用光學(xué)裝置和紅外探測器進(jìn)行接收，就構(gòu)成紅外通信系統(tǒng)。12.1.3 紅外遙控原理常用的紅外遙控系統(tǒng)一般分發(fā)射和接收兩個部分。發(fā)射部分的主要元件為紅外發(fā)光二極管，它實(shí)際上是一只特殊的發(fā)光二極管，由于其內(nèi)部材料不同于普通發(fā)光二極管，因而在其兩端施加一定電壓時它發(fā)出的是紅外線而不是可見光。目前大量使用的紅外發(fā)光二極管發(fā)出的紅外線波長為940nm左右，外形與普通5發(fā)光二極管相同，只是顏色不同，紅外發(fā)光二極管一般有黑色、深藍(lán)、透明三種顏色。 接收部分的紅

11、外接收管是一種光敏二極管，只對紅外光線有敏感作用，在實(shí)際應(yīng)用中要給紅外接收二極管加反向偏壓，它才能正常工作，亦即紅外接收二極管在電路中應(yīng)用時是反向運(yùn)用，這樣才能獲得較高的靈敏度。紅外接收二極管一般有圓形和方形兩種，由于紅外發(fā)光二極管的發(fā)射功率一般都較?。?00mw左右），所以紅外接收二極管接收到的信號比較微弱，因此就要增加高增益放大電路。2 2.1.4 紅外通信優(yōu)點(diǎn)保密性強(qiáng)，信息容量大，結(jié)構(gòu)簡單，既可以是室內(nèi)使用，也可以在野外使用，由于它具有良好的方向性，適用于國防邊界哨所與哨所在之間的保密通信， 但在野外使用時易受氣候的影響。2.2 系統(tǒng)方案論證2.2.1 方案一用專用調(diào)制、解調(diào)芯片組成的紅

12、外發(fā)射、接收系統(tǒng)的核心編碼、解碼電路。代碼產(chǎn)生電路由按鍵與其它元器件組成。本設(shè)計(jì)通過vd5026對鍵盤電路產(chǎn)生的控制信號進(jìn)行并/串轉(zhuǎn)換，由17腳輸出編碼數(shù)據(jù)，再將編碼數(shù)據(jù)通過脈調(diào)制電路調(diào)制在較高的載波上通過紅外光發(fā)射。紅外接收管將光信號轉(zhuǎn)換為電信號，由解碼器進(jìn)行解調(diào)，再由vd5027對解調(diào)出來的串行數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼，使其成為控制代碼去控制各電路。3,4其原理框圖如圖1。 圖1 紅外發(fā)射、接收系統(tǒng)組成方框圖2.2.2 方案二代碼是按鍵組成的鍵盤電路產(chǎn)生，然后施密特觸發(fā)器對按鍵信號進(jìn)行整形所得，編碼和調(diào)制用89c2051單片機(jī)的定時器將按鍵信號調(diào)制在38khz的載波信號上，然后通過功率放大后通過紅外發(fā)

13、射管發(fā)射出去。接收電路用紅外線接收二極管實(shí)現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換，然后用高頻模擬鎖相環(huán)進(jìn)行信號解調(diào)，解調(diào)后的串行數(shù)據(jù)送單片機(jī)進(jìn)行解碼，同時實(shí)現(xiàn)對后續(xù)電路的控制功能。5,6 其原理框圖如圖2所示。紅外發(fā)射電路鍵盤電路調(diào)制電路單片機(jī)電路 (a) 紅外發(fā)射電路框圖控制電路紅外接收電路單片機(jī)電路解調(diào)電路控制電路紅外接收電路單片機(jī)電路解調(diào)電路控制電路紅外接收電路單片機(jī)電路解調(diào)電路控制電路紅外接收電路單片機(jī)電路解調(diào)電路 (b) 紅外接收電路框圖 圖2 紅外發(fā)射/接收電路框圖 方案一中采用專用芯片組成編碼解碼電路，可實(shí)現(xiàn)對16211路電路的控制，其電路簡單，抗干擾能力強(qiáng)，編碼調(diào)制全部用硬件實(shí)現(xiàn)，各分支電路相互獨(dú)立，設(shè)計(jì)

14、調(diào)試比較簡單、成本低，組裝方便，易于推廣。方案二利用89c2051單片機(jī)對信號進(jìn)行編碼、解碼，同時用單片機(jī)的定時器將信號進(jìn)行調(diào)制，需用軟件完成，其編程工作量大，要求嚴(yán)格，尤其是高頻信號，程序稍有差錯便使接收部分不能正常工作成本高。綜上所分析，我們采用方案一。2.3 系統(tǒng)總體原理框圖紅外多路遙控發(fā)射、接收系統(tǒng)原理方框圖如下所示，鍵盤及代碼產(chǎn)生電路編碼電路調(diào)制電路紅外信號發(fā)射電路(a) 紅外發(fā)射電路原理框圖紅外信號接收電路解碼電路譯碼電路終端設(shè)備控制電路(b) 紅外接收電路原理框圖圖3 紅外發(fā)射、接收系統(tǒng)原理方框圖各個部分功能：鍵盤及代碼產(chǎn)生電路：由輕觸開關(guān)組成的鍵盤陣列電路實(shí)現(xiàn)。編碼電路：對控制

15、信號代碼（由鍵盤陣列產(chǎn)生）和地址代碼（本設(shè)計(jì)預(yù)先設(shè)定，也可改變地址段）進(jìn)行編碼，并轉(zhuǎn)換成一定格式的串行數(shù)據(jù)，在電路中我們選用專用編碼模塊vd5026實(shí)現(xiàn)該功能（vd5026在后面介紹）。調(diào)制電路：調(diào)制電路由由與非門構(gòu)成的低頻脈沖調(diào)制器組成，工作原理是該振蕩電路在有控制信號時產(chǎn)生40khz的振蕩信號，沒有控制信號是停止振蕩，對其進(jìn)行脈沖調(diào)制，形成ask信號 。紅外信號發(fā)射電路：該電路的功能是將經(jīng)調(diào)制后的信號進(jìn)行功率放大，并轉(zhuǎn)換成紅外信號發(fā)射出去，發(fā)射管采用se303。紅外信號接收電路：將接收到的紅外光信號轉(zhuǎn)換成電信號，并放大將接收到的紅外信號解調(diào)后轉(zhuǎn)換成一定格式的串行數(shù)據(jù)傳送給解碼電路。解碼電路

16、：將解碼電路傳送過來的串行數(shù)據(jù)按照預(yù)定規(guī)則轉(zhuǎn)換成對某個地址段和某路設(shè)備的控制信號，這部分功能主要由與vd5026配套使用的譯碼芯片vd5027完成。譯碼電路：譯碼電路是將解碼器輸出的四位二進(jìn)制控制信號代碼譯為與發(fā)射端相應(yīng)的控制信號。終端設(shè)備控制電路: 對受控設(shè)備進(jìn)行開/關(guān)控制。 2.4 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)2.4.1 鍵盤及其代碼產(chǎn)生電路設(shè)計(jì)鍵盤及其代碼產(chǎn)生電路的功能是產(chǎn)生6個控制信號，并將這6個控制信號進(jìn)行bcd編碼，形成控制代碼，其電路如圖4所示。圖中s1-s6是按鍵式鍵盤開關(guān)，依次表1-6路控制信號，開關(guān)按下有效。若開關(guān)沒有被按下，則電阻r1-r4形成高電平vih。vih應(yīng)大與3.5v，可以

17、輸出四位并行數(shù)據(jù)傳給編碼電路。圖4 鍵盤及編碼電路2.4.2 編碼電路設(shè)計(jì)由vd5026組成的編碼電路如圖4所示。編碼器把得到的并行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成串行數(shù)據(jù)（dout）出輸。a1-a7是地址線，a8/d0-a11/d3是地址數(shù)據(jù)復(fù)用線，即vd5026對四位并行輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼，并在收到傳輸啟動信號（）時，輸出串行數(shù)據(jù)。是傳輸啟動信號輸入端。當(dāng)為低電平時，器件開始啟動傳輸過程；為高電平時，器件完全被阻塞，無信號輸出。dout是串行數(shù)據(jù)輸出端，依次送出經(jīng)過編碼的串行數(shù)據(jù)。r5為編碼器vd5026的振蕩電阻，它和配對的解碼器vd5027的振蕩電阻應(yīng)該取相同的阻值，以保證時鐘頻率一致，否則將不能譯碼。振蕩頻

18、率由（1）式中r5（圖5rs）決定。 (1)vd5026內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖5所示，振蕩器輸出經(jīng)4分頻電路送至并/串電路作為時鐘，將輸入代碼按a1-a7、a8/d0-a11/d3的順序移至四態(tài)編碼器，對輸入信號進(jìn)行編碼，這些編碼地址線如用于兩態(tài)（高、低）編碼，可有2048種組合，如用于三態(tài)（高、低、開路）。編碼可有177147種組合，在進(jìn)行四態(tài)編碼的時候，共有419430種組合，（a0為第四態(tài)端子4th）。編碼數(shù)據(jù)在te為低電平時發(fā)出，如果te為一低脈沖，編碼將被發(fā)送兩次；如果te一直為低電平，編碼數(shù)據(jù)則一直連續(xù)的發(fā)出，直到te變?yōu)楦唠娖健Ｊ聦?shí)上，vd5026沒有設(shè)計(jì)成在第一次收到數(shù)據(jù)就馬上應(yīng)用的原因

19、是因?yàn)榈谝淮蔚臄?shù)據(jù)可能有錯誤，在兩次傳送數(shù)據(jù)之間有三個數(shù)據(jù)周期沒有數(shù)據(jù)發(fā)出（如圖6）。每四態(tài)數(shù)據(jù)都被變成脈沖信號（如圖6）。每個輸入腳，都是一個先高后低的弱輸出端，若是兩次檢測中只有一個高電平狀態(tài)，則該輸入被認(rèn)為是連接到電源vss，如果高低都有則該引腳為開路狀態(tài)，被編碼為70%高和30%的低的脈沖，弱輸出端在5v電源下可灌入灌出110ua的的電流。 圖5 vd5026內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 輸入腳被上拉為高電平，只需一只簡單的開關(guān)即可將其置為低電平，當(dāng)te為高電平并且第二次編碼發(fā)送完畢時，編碼器就處于等待狀態(tài)，振蕩器工作被禁止，當(dāng)前的功耗就是靜態(tài)功耗，當(dāng)te為低電平時，振蕩器起振，編碼開始，編碼輸入連續(xù)的

20、被選種，并將其進(jìn)行編碼，并由dout引腳連續(xù)的發(fā)出。本設(shè)計(jì)要求由一部發(fā)射機(jī)控制6個受控設(shè)備，即只需一個固定的地址碼，因此a1-a7接低電平。圖6 d5026、vd5027波形圖2.4.3 脈沖碼調(diào)制振蕩電路設(shè)計(jì)為了提高傳輸信號的抗干擾能力，還需將編碼信號調(diào)制在較高的載波上發(fā)射。本課題要求載波頻率為40khz，故可采用cmos門電路構(gòu)成的脈沖調(diào)制振蕩電路。2.4.3.1 門電路構(gòu)成的時鐘源圖7為由cmos門電路構(gòu)成的簡易時鐘源，由于門電路的輸入阻抗很高，定時電容ct的值不上是很大就能獲得較大的時間常數(shù)，尤其適與對頻率準(zhǔn)確性要求不太高的低頻時鐘源（小于100khz）。常取補(bǔ)償電阻rsrt（定時電阻

21、），即rs=10rt。由3腳輸出，頻率（2）式?jīng)Q定。 （2）圖7 門電路構(gòu)成的時鐘源及其波形2.4.3.2 脈沖調(diào)制器圖8 脈沖調(diào)制器及波形由與非門構(gòu)成的低頻脈沖調(diào)制器如圖8所示，當(dāng)編碼信號a為高電平時，由與非門組成的時鐘源電路產(chǎn)生振蕩，輸出為載頻信號；當(dāng)編碼信號為低電平時停振，輸出為低電平。輸出的編碼調(diào)制信號由3腳輸出，波形如圖8中的vo所示。要求調(diào)制方波的頻率遠(yuǎn)低于振蕩頻率。課題要求載頻為40khz，取ct=580pf，則rt=20.2k可用一個50k的可變電阻代替使用。rs=10rs=202k，取標(biāo)稱值rs=200k。2.4.4 紅外發(fā)射電路設(shè)計(jì)圖9是紅外發(fā)射電路，由放大電路和紅外發(fā)射管

22、組成。圖中，g3a、g4a為隔離級，其作用是減小發(fā)射時的大電流對振蕩級的影響；t1、t2組成復(fù)合三極管，對發(fā)射信號進(jìn)行電流放大，紅外管mled81的工作電流為（200-300）ma。流經(jīng)發(fā)光二極管的電流id=ic1+ic2ic2，當(dāng)g4輸出為高電平voh時，t1、t2導(dǎo)通，紅外管工作，當(dāng)g4輸出為低電平vol時，t1、t2截止，紅外管不工作。7圖9 紅外發(fā)射電路2.4.5 紅外接收電路設(shè)計(jì)紅外接收電路通常由一片專用集成電路和少量外圍器件組成。目前此類專用集成電路很多，如nec公司生產(chǎn)的upc1373、upc1490ha，夏普公司生產(chǎn)的ix0614ce、ix0986ce，索尼公司生產(chǎn)的bx132

23、3、cx20106等，其中cx20106是應(yīng)用較為廣泛的芯片之一，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖10所示，圖11是由cx20106組成的紅外接收電路。紅外接收管ph3028將光信號轉(zhuǎn)換為電信號，從cx20106的腳輸入，經(jīng)前置放大器、限幅放大后送至帶通濾波器，帶通濾波器的中心頻率與紅外發(fā)射載波頻率相同。檢波器、積分器組成解調(diào)電路，對接收信號進(jìn)行解調(diào)。施密特觸發(fā)器對解調(diào)輸出信號進(jìn)行整形，從腳輸出，該輸出為集電極開路電路，因此要接上拉電阻r3。外圍器件r1、c1的參數(shù)決定放大器的增益，當(dāng)r1=4.7，c1=1uf時，電壓增益約為79db，r1增大、c1減小則會使增益降低。r2確定帶通濾波器的中心頻率，調(diào)節(jié)r2使變

24、化范圍為30khz-60khz。c3是檢波電容，一般取值為2.2uf-4.7uf。r3是上拉電阻，一般取值為1k-3k。圖11是設(shè)計(jì)舉例中調(diào)試完成后的紅外接收電路。其各引腳對地的靜態(tài)工作電壓如下：引腳： 電壓/v：2.5 2.5 1.5 0 1.4 1.0 0.2 5各點(diǎn)波形如圖12所示。圖10 cx20106內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖圖11 cx20106構(gòu)成的紅外接收電路圖12 cx20106各引腳輸出波形圖2.4.6 解碼電路設(shè)計(jì)解碼電路的功能是將解調(diào)后的串行數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼，使其成為bcd控制代碼，并使控制代碼并行輸出。vd5027是與vd5026配對使用的通用接收解碼器，vd5027的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖13所

25、示，其組成的解碼電路如圖14示。工作原理為：收到的串行數(shù)據(jù)從vd5027的第14腳輸入，經(jīng)數(shù)據(jù)提取電路判別后與序列發(fā)生器產(chǎn)生的本地地址碼一比特一比特地進(jìn)行校驗(yàn)。如果第一次收到的地址碼和本地地址碼相符，則將進(jìn)接著收到的4位數(shù)據(jù)碼存儲在內(nèi)部4bit移位寄存器中（不移到輸出鎖存器）。第二次收到的地址碼仍與本地地址相符，則將新收到的數(shù)據(jù)碼與上一次儲存的數(shù)據(jù)碼加以比較，若兩次相同則控制邏輯電路使有效傳輸輸出端vt為高電平，4bit移位寄存器中的數(shù)據(jù)碼轉(zhuǎn)移到輸出鎖存器，并且在輸出鎖存器保留，直到新的數(shù)據(jù)代替它。保留在鎖存器的數(shù)據(jù)經(jīng)緩沖器后輸出，同時有效傳輸輸出端vt保持高電平。若兩次不相同或4個數(shù)據(jù)周期內(nèi)

26、沒有收到信號，則vt為低電平。注意 在發(fā)送端，vd5026的地址信息和數(shù)據(jù)信息均可用三態(tài)碼表示，但在接收端，地址可置成三態(tài)地址，而數(shù)據(jù)中的“開路”將被譯成為1。因此數(shù)據(jù)信息必須是1或0。圖13 vd5027內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖圖14 解碼電路2.4.7 譯碼與控制電路譯碼電路是將解碼器輸出的四位二進(jìn)制控制信號代碼譯為與發(fā)射端相應(yīng)的六路控制電平，譯碼器cc4028（內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖15）是4-10線譯碼器。它對于輸入控制代碼的任意一種狀態(tài)，只有一路輸出與其對應(yīng)，輸出有效狀態(tài)為高電平。cc4028真值表如表一所示。圖15 4線-10線譯碼器內(nèi)部結(jié)構(gòu)表 1 cc4028真值表輸 入輸 出dcbay0y1y2y3y

27、4y5y6y7y8t90000010000000001000101000000002001000100000003001100010000004010000010000050101000001000060110000000100701110000000100810000000000010910010000000001101010000000000011101100000000001211000000000000131101000000000014111000000000001511110000000000cc4028邏輯結(jié)構(gòu)為兩級譯碼。第一級譯碼將輸入數(shù)據(jù)譯成以下7項(xiàng)：第二級譯碼將上述7項(xiàng)分別

28、組合，從而得到如下的表達(dá)式：本設(shè)計(jì)中，各按鍵按下對應(yīng)的關(guān)系如表2：表2 按鍵與燈的對應(yīng)關(guān)系按 鍵編碼（dcba）譯碼輸出被控?zé)魋11000y8ds1s20100y4ds2s30010y2ds3s40001y1ds4s50110y6ds5s61001y9ds6根據(jù)設(shè)計(jì)要求，每路的控制為0n/0ff兩種狀態(tài)。若用1位二進(jìn)制數(shù)來描述，則后一次的狀態(tài)是前一次狀態(tài)的加“1”。選擇3個雙d觸發(fā)器74ls74，按照圖16連接，則可實(shí)現(xiàn)對6路信號的狀態(tài)進(jìn)行控制，每收到一次信號，控制狀態(tài)就轉(zhuǎn)換一次。74ls74為帶預(yù)置和清除端的兩組d型觸發(fā)器， 功能表如表3所示。工作電壓為5v，最高不能超過7v。工作環(huán)境溫度在

29、-55度和+125度之間，存儲溫度在-65度和+150度之間。引出端符號分別為：1cp、2cp 時鐘輸入端1d、2d 數(shù)據(jù)輸入端clr1、clr2 直接復(fù)位端（低電平有效）pr1、pr2 直接置位端（低電平有效）表3 74ls74的功能表inputsoutputsprclrclkdlhhlhllhllh*h*hhhhlhhllhhhl 圖16 譯碼及控制電路復(fù)位電路有兩種，一種是電平觸發(fā)，一種是邊沿觸發(fā)。8我們這里采用的是74ls74，復(fù)位屬于低電平有效，所以我們采用電平觸發(fā)。圖16中，r6、c6，r7、c7，r8、c8組成積分電路，實(shí)現(xiàn)上電復(fù)位功能，保證系統(tǒng)在開機(jī)時，對系統(tǒng)進(jìn)行初始化，使六個

30、led燈的狀態(tài)為滅。工作原理是：在接通電源后，電源通過電阻r6（r7、r8）給c6（c7、c8）充電，clk端得到一個初始為低電平的信號，寬度為tt=（3-5）rc。由于clk為低電平使能，所以在q端輸出狀態(tài)為“0”。在t時間后，clk端為高電平，復(fù)位結(jié)束。2.4.8 系統(tǒng)電路原理圖紅外發(fā)射與接收系統(tǒng)的電路圖如附頁1，附頁2 所示。附頁1為紅外多路遙控發(fā)射部分的電路圖，該部分由接收鍵盤電路、編碼電路、調(diào)制電路、紅外信號發(fā)射電路組成。鍵盤電路由s1s6、d1d4、r1r4組成，在按下相應(yīng)的按鍵時會產(chǎn)生相應(yīng)的編碼，vd5026在得到編碼信號后，電路中地址選擇信號全部接低電平，經(jīng)過vd5026按照一

31、定的規(guī)則編碼后，編碼信號由vd5026的17腳輸出送至調(diào)制電路，調(diào)制電路由u2、r7、rp、c2組成，改變r(jià)p的阻值可以調(diào)制頻率的大小，經(jīng)調(diào)制后的信號最后送到輸出級經(jīng)功率放大后由紅外發(fā)射管發(fā)射出去。附頁2為紅外多路遙控接收電路的電路圖，給部分由紅外信號接收電路、解碼電路、譯碼電路、終端設(shè)備控制電路組成。紅外信號接收電路由d1、cx20106、c1、c2、c3、r1、r2、r3組成，d1為接收管，cx20106為專用解調(diào)芯片，由d1接收到的紅外信號經(jīng)cx20106處理后從7腳送到解碼電路，解碼電路由vd5027、dm74ls04n、r5組成，vd5027的地址選擇信號也是全部接低電平。解碼后信號

32、從vd5027的10、11、12、13腳送到譯碼電路，譯碼電路由hcc4028bf組成，將解碼電路送出的信號去控制每一路設(shè)備的工作狀態(tài)。6路控制電路由u5、u6、u7、r6、r7、r8、c6、c7、c8組成的雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器組成，其中r6、r7、r8、c6、c7、c8為上電復(fù)位電路，保證在加電時控制設(shè)備都處于關(guān)閉狀態(tài)。3 實(shí)物制作在系統(tǒng)電路原理圖繪制完畢后，根據(jù)電路原理圖整理出電路元件明細(xì)表（如附頁所3示），按照表到電子商場采購元件，下一步是繪制pcb板圖，繪制好后仔細(xì)檢查無誤后制作電路板，然后根據(jù)裝配圖焊（如附頁4、5所示）接電路，焊接后的電路實(shí)物（如附頁所示）。4 系統(tǒng)調(diào)試與技術(shù)指標(biāo)測量4.1

33、 測試儀器系統(tǒng)調(diào)試儀器如表4所示。表4 系統(tǒng)調(diào)試儀器清單儀器名型號數(shù)量附件要求實(shí)現(xiàn)功能直流穩(wěn)壓電源1715-22電源引線電源萬用表mf-471表筆測直流電壓示波器yb43221測試探極觀察信號時序4.2 紅外發(fā)射機(jī)的調(diào)試紅外發(fā)射機(jī)的調(diào)試可按照控制代碼編碼脈碼調(diào)制紅外發(fā)射的順序進(jìn)行調(diào)試。調(diào)試控制代碼形成電路即鍵盤及其代碼產(chǎn)生電路（圖3）時，可依次固定第1路至第6路的按鍵電平為低電平，用示波器依次測vd5026的10、11、12、13腳的電平，應(yīng)符合bcd碼的邏輯電平。調(diào)試編碼電路（圖3）時，按下第1路按鍵電平為s1（見圖3），用示波器測vd5026的17腳的輸出波形（此輸出為對第一路代碼進(jìn)行編碼

34、后的輸出），其波形應(yīng)如圖17所示。然后可測一下其它5路的波形。圖17 第1路編碼波形4.3 紅外接收機(jī)的調(diào)試紅外接收機(jī)的調(diào)試應(yīng)先調(diào)接收電路的增益和接收中心頻率。從cx20106的第1腳送入，頻率為40khz，峰峰值（vp-p）為0.2mv的信號，（可將信號源輸出分壓）用示波器在第5腳測輸出，起增益應(yīng)大于70db。保持信號源輸出幅度不變，調(diào)節(jié)信號源頻率在30khz-50khz之間變化，輸出電壓應(yīng)在頻率為40khz點(diǎn)最大，否則調(diào)整r2使其在頻率為40khz時輸出最大。注意：信號源輸出、分壓以及與電路的連線應(yīng)盡可能的短，以免引入干擾影響測量。4.4 系統(tǒng)聯(lián)調(diào)系統(tǒng)在聯(lián)調(diào)時，可先將編、解碼電路進(jìn)行有線聯(lián)

35、調(diào)，即將紅外發(fā)射機(jī)編碼器的輸出（vd5026的17腳）與紅外接收機(jī)解碼器的輸入（vd5027的14腳）直接相連，按各路按鍵，所對應(yīng)的發(fā)光二極管能亮、滅轉(zhuǎn)換。有線聯(lián)調(diào)正確后，則可進(jìn)行無線聯(lián)調(diào)。在無線聯(lián)調(diào)時常見的故障是遙控距離較短，不滿足要求，一般可通過增大紅外管發(fā)射電流，或?qū)讉€紅外發(fā)射管串聯(lián)發(fā)射等增強(qiáng)紅外發(fā)射光的方法來解決；也可以使幾個紅外接收管并聯(lián)接收，以提高接收靈敏度。還可以將紅外發(fā)射管和紅外接收管均放入黑盒屏蔽，僅在發(fā)射和接收處開個小窗口，這樣可消除雜散紅外光的干擾，使有用信號增強(qiáng)。引起遙控距離較短的原因還有可能是，發(fā)射的載波頻率與接收機(jī)帶通濾波器的中心頻率不一致?？稍囍⒄{(diào)發(fā)射載波的頻

36、率，觀察遙控距離的變化，是系統(tǒng)達(dá)到最佳工作狀態(tài)。 4.5 調(diào)試過程中存在的問題（1）用8050作電流驅(qū)動時，發(fā)射功率小，傳輸距離不到1米。（2）加負(fù)載時lm7805發(fā)熱比較厲害。（3）發(fā)射管和接收管位置不按布局規(guī)則放置時，不能正常接收。4.6 改進(jìn)措施（1）用達(dá)林頓管mc1413代替8050，以增大驅(qū)動電流。（2）lm7805加個散熱片，并用導(dǎo)熱硅脂增強(qiáng)散熱效果。（3）發(fā)射和接收最好直線傳輸，以增大接收功率。（4）在設(shè)計(jì)pcb板時要注意布局，數(shù)字與模擬電路盡可能分開9。（5）預(yù)留測試桿位置，以便調(diào)試時方便，對閉環(huán)電路，預(yù)留開環(huán)斷開口或跳線插座口。5 結(jié)束語本電路適合遙控距離在10m以下的控制電路,如要達(dá)到更遠(yuǎn)距離的遙控，可以增加驅(qū)動電路的電流驅(qū)動能力，且選用大功率的紅外發(fā)射管和接收管并可以對接收到的紅外線信號進(jìn)行一定的聚焦處理，使較分散的紅外光束能聚焦于一個較小的面積，以提高接收功率，或采用