電工電子課程設(shè)計

1、題目 紅外線遠(yuǎn)距離控制電路 班級 13 機(jī)械設(shè)計制造及其制動化 三班 學(xué)號 201310310307 姓名 指導(dǎo) 時間 2015年6月 景德鎮(zhèn)陶瓷學(xué)院電工電子技術(shù)課程設(shè)計任務(wù)書姓名 班級 13機(jī)設(shè)三班 指導(dǎo)老師 設(shè)計課題： 紅外線遠(yuǎn)程控制電路設(shè)計設(shè)計任務(wù)與要求設(shè)計一個（感興趣的電工電子技術(shù)應(yīng)用）電路，要求電子元件超過3050個或以上，根據(jù)應(yīng)用電路的功能，確定封面上的題目，然后完成以下任務(wù)：1、 分析電路由幾個部分組成，并用方框圖對它進(jìn)行整體描述；2、 對電路的每個部分分別進(jìn)行單獨說明，畫出對應(yīng)的單元電路，分析電路原理、元件參數(shù)、所起的作用、以及與其他部分電路的關(guān)系等等；3、 用簡單的電路圖繪圖

2、軟件繪出整體電路圖，在電路圖中加上自己的班級名稱、學(xué)號、姓名等信息；4、 對整體電路原理進(jìn)行完整功能描述；5、 列出標(biāo)準(zhǔn)的元件清單；設(shè)計步驟1、 查閱相關(guān)資料，開始撰寫設(shè)計說明書；2、 先給出總體方案并對工作原理進(jìn)行大致的說明；3、 依次對各部分分別給出單元電路，并進(jìn)行相應(yīng)的原理、參數(shù)分析計算、功能以及與其他部分電路的關(guān)系等等說明；4、 列出標(biāo)準(zhǔn)的元件清單；5、 總體電路的繪制及總體電路原理相關(guān)說明；6、列出設(shè)計中所涉及的所有參考文獻(xiàn)資料。設(shè)計說明書字?jǐn)?shù)不得少于3000字。參考文獻(xiàn)【1】王煜東主編;傳感器及應(yīng)用【2】王慶有主編；光電技術(shù)【3】陳有甫主編；紅外探測與控制電路【4】陳梓城.模擬電子

3、技術(shù)基礎(chǔ)M.北京:機(jī)械【5】張愛民等編著：怎樣選用電子元器件，中國電力出版社，2005年【6】李建華；使用遙控器原理與應(yīng)用，人民教育出版社【7】康光華、陳大；電子技術(shù)基礎(chǔ)（模擬部分）第四版，高等教育出版社【8】呂慧智；紅外技術(shù)，哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社【9】陳汝全；電子技術(shù)常用器件手冊，機(jī)械工業(yè)出版社目錄1、 總體方案與原理說明. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .12、 電源電路. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .23、 遙控發(fā)射接收電路 . . . .

4、. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .34、 計數(shù)器電路. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .45、 控制執(zhí)行電路. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .56、 總體電路原理圖. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .67、 總體電路原理相關(guān)說明 . . . . . . . . . .

5、 . . . . . . . . . . . . . . . .78、 元件清單；. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .89、參考文獻(xiàn). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .910、設(shè)計心得體會. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10一、總體方案與原理說明紅外線是我們?nèi)粘Ｉ钪袩o處不在的一種電磁波。在探測、通訊、醫(yī)療、軍事以及家電遙控控制都有廣泛的應(yīng)用

6、。尤其隨著經(jīng)濟(jì)水平持續(xù)發(fā)展，人們的生活水平不斷提高，各種各樣的家電為許多家庭所擁有。紅外線遠(yuǎn)程控制技術(shù)發(fā)展迅速，穩(wěn)定可靠便捷安全的性能得到普遍認(rèn)可。以不可見光紅外線發(fā)射器對射光電二級管VD1產(chǎn)生控制信號，使得二進(jìn)制計數(shù)器CD4024高低電平發(fā)生轉(zhuǎn)換，導(dǎo)致電路中的三極管VT1-VT4產(chǎn)生相應(yīng)導(dǎo)通和截止，從而使電路中產(chǎn)生短暫的電流激勵，讓發(fā)光二極管LED1流過電流使其發(fā)光顯示，控制器提供控制信號約1秒后脈沖結(jié)束進(jìn)而電路返回靜止?fàn)顟B(tài)LED2熄滅。總體方框圖如下：圖1 總體方框圖 該電路主體包括: 該紅外遙控電路主要由紅外線發(fā)射電路和紅外線接收電路兩部分組成。發(fā)射器由編碼器、振蕩器、發(fā)射管三部分組成。

7、接收器由紅外線接收管、放大電路、脈沖整形電路、譯碼電路組成。二、電源電路紅外線遠(yuǎn)程控制電源電路在日常生活中主要為直流電源、交流電源變壓轉(zhuǎn)換。直流電源常見的如普通干電池鋰電池等蓄電池一類的低電壓小電流直流電源。我們在此討論一下兩者的優(yōu)缺，電路原理圖中采用5-6V蓄電池。1.直流蓄電池電源，家用小電器基本都采用該類電源。如遙控器、手機(jī)電板等。優(yōu)點顯而易見，小巧便于隨身攜帶，且發(fā)生危險的可能性極低。然而缺點是隨著使用時間的變長，它的電壓電流輸出會出現(xiàn)波動不穩(wěn)定。需要不斷充電或更換電池。2.交流電變壓轉(zhuǎn)換電源，工作的持續(xù)性與穩(wěn)定性很好，家用電轉(zhuǎn)換成所需要的低電壓電通過不算復(fù)雜的電路轉(zhuǎn)換就可以實現(xiàn)。但需

8、要有固定日常用電支持，對于遙控器這些設(shè)備而言缺少靈活。（附：交流電變壓轉(zhuǎn)換電源電路圖如下所示: 圖中TF為電源變壓器，它的作用是將交流市電電壓變成整流電路要求的交流電壓；整流二極管接成電橋。在任意時刻橋式整流二極管都只有其中兩只是導(dǎo)通的，其余兩只截止，故能將輸出信號變成脈動的直流電壓. MC78M05CT是三端穩(wěn)壓模塊，經(jīng)過它后輸出+5V的電壓，使用起來也較為方便。）三、遙控發(fā)射接收電路 光電二極管和普通二極管一樣，也是由一個PN結(jié)組成的半導(dǎo)體器件，也具有單方向?qū)щ娞匦?。光電二極管是在反向電壓作用下工作的，沒有光照時，反向電流極其微弱，叫暗電流；有光照時，反向電流迅速增大到幾十微安，稱為光電流

9、。光的強(qiáng)度越大，反向電流也越大。光的變化引起光電二極管電流變化，這就可以把光信號轉(zhuǎn)換成電信號，成為光電傳感器件。光電二極管是一種光電變換器件，其基本原理是光照到PN結(jié)上時，吸收光能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?。?dāng)光電二極管上加有反向電壓時，管子中的反向電流將隨光照強(qiáng)度的改變而改變，光照強(qiáng)度越大，反向電流越大，大多數(shù)情況都工作在這種狀態(tài)。光電二極管上不加電壓，利用PN結(jié)在受光照射時產(chǎn)生正向電壓的原理，把它用作微型光電池。這種工作狀態(tài)一般作光電檢測器四、計數(shù)器電路 CD4024是7級二進(jìn)制計數(shù)器，功能是對一路脈沖信號進(jìn)行計數(shù)或分頻.以不可見光紅外線發(fā)射器對射光電二級管VD1產(chǎn)生控制信號，使得二進(jìn)制計數(shù)器CD4024

10、高低電平發(fā)生轉(zhuǎn)換，導(dǎo)致電路中的三極管VT1-VT4產(chǎn)生相應(yīng)導(dǎo)通和截止，從而使電路中產(chǎn)生短暫的電流激勵，讓發(fā)光二極管LED流過電流使其發(fā)光。五、控制執(zhí)行電路控制電路在整個點路途中起到至關(guān)重要的作用，主要采用邏輯門的形式結(jié)合數(shù)字搶答電路和控制報警電路來實現(xiàn)以下功能：控制器提供控制信號約1秒后脈沖結(jié)束進(jìn)而電路返回靜止?fàn)顟B(tài)LED2熄滅六、總體電路原理相關(guān)說明 遙控系統(tǒng)分為發(fā)射器和接收器兩部分。發(fā)射器包括指令鍵、指令編碼、調(diào)制、驅(qū)動、發(fā)射幾部分。當(dāng)按下按鈕開關(guān)時指令編碼產(chǎn)生相應(yīng)的指令編碼信號,編碼指令信號對載體進(jìn)行調(diào)制,再由驅(qū)動電路進(jìn)行功率放大之后由發(fā)射電路向外發(fā)射經(jīng)過調(diào)制的指令編碼信號。接收器一般由接

11、收、放大、解調(diào)、指令譯碼、驅(qū)動執(zhí)行。紅外接收電路由紅外接收二極管、三極管或硅光電池組成。它們將紅外發(fā)射器發(fā)射的紅外光轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的電信號,再送再置放大器。放大器放大后傳輸?shù)街甘綥ED。由于紅外線為不可見光,因此對環(huán)境影響很小。再由紅外光波的波長遠(yuǎn)小于無線電波的波長,所以紅外線遙控不會影響其它家用電器,也不會影響鄰近的無線電設(shè)備。紅外線遙控具有結(jié)構(gòu)簡單、制作方便、成本低廉、抗干擾能力強(qiáng)、工作可靠性高等一系列優(yōu)點,是近距離遙控、特別是室內(nèi)遙控的優(yōu)選遙控方式。11七、總體電路原理圖 八、元件清單名稱數(shù)量備注電源15-6V電阻R1、R2、R3、R4、R5、R17、R18、R19電容C10.1uFC20.

12、01uFC30.1uF光電二極管VD1RT380FVD2RT380F感光LEDLED1LED2三極管VT1BC557VT2BC557VT3BC557VT4BC557振蕩器A1A2控制器1CD4024九、參考文獻(xiàn)【1】王煜東主編;傳感器及應(yīng)用【2】王慶有主編；光電技術(shù)【3】陳有甫主編；紅外探測與控制電路【4】陳梓城.模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)M.北京:機(jī)械【5】張愛民等編著：怎樣選用電子元器件，中國電力出版社，2005年【6】李建華；使用遙控器原理與應(yīng)用，人民教育出版社【7】康光華、陳大；電子技術(shù)基礎(chǔ)（模擬部分）第四版，高等教育出版社【8】呂慧智；紅外技術(shù)，哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社【9】陳汝全；電子技術(shù)常用器

13、件手冊，機(jī)械工業(yè)出版社十、設(shè)計心得體會 電子電工課程設(shè)計的這兩周時間不知不覺就要結(jié)束了，從開始收到老師分組通知，并專門抽出一個中午給我們認(rèn)真講解課程設(shè)計的技巧、要求。面對新的知識大多數(shù)同學(xué)都很茫然，因為老師所要求的一些標(biāo)準(zhǔn)，對于初次接觸這門課程的同學(xué)真是有點頭昏眼花。好在指導(dǎo)老師金光浪和藹可親，相當(dāng)認(rèn)真負(fù)責(zé)，給我們做下去的信心。設(shè)計途中第一個遇到的問題就是找圖畫圖了，以為可以用CAD畫，但是老師要求最好用protel99se這個軟件畫，從群里下了這個軟件安裝所謂的漢化版就花費了自己一個下午的時間，第一次意識到自己真是電腦白癡，當(dāng)謝天謝地裝上軟件后，更大的額問題來了，怎么畫？怎么用這個軟件畫？在許多同學(xué)的抱怨中，金老師不厭其煩的指導(dǎo)，在交流組群里一遍一遍的教我們protel99se用法技巧?？墒亲约捍_實搞不太懂這個軟件，在同學(xué)建議和幫助下我裝了微軟的visio軟件，簡單明了的畫圖界面讓我重拾信心。花了一小會時間就摸索出了一些基本的畫法，