簡易紅外遙控系統(tǒng)

實(shí)驗(yàn)：專業(yè)課程設(shè)計(jì)械控設(shè)備一、課題需求分析械控設(shè)備紅外遙控是一種無線、非接觸控制技術(shù)，具有抗干擾能力強(qiáng)、信息傳輸可靠、功耗低、成本低、易實(shí)現(xiàn)等顯著優(yōu)點(diǎn)，被諸多電子設(shè)備采用。本課題實(shí)際上是對(duì)紅外遙控的簡單再現(xiàn),會(huì)使我們加深對(duì)紅外遙控應(yīng)設(shè)計(jì)并制作紅外遙控發(fā)射機(jī)和接收機(jī)（1）紅外遙控發(fā)射機(jī)（2）紅外接受機(jī)接收放大解調(diào)外供直流穩(wěn)壓電源（一）、發(fā)射機(jī)部分采用撥碼開關(guān)2、按鍵狀態(tài)編碼器0采用74LS147優(yōu)先編碼器，其輸入輸出端都是低電平有效，即當(dāng)某一個(gè)輸入端低電平0時(shí)，4個(gè)輸出端就以低電平為邏輯一，輸出 OUTPUTS OUTPUTSSM74LS147(TOPVIEW)OUTPUTIKPUTSOUTPUT工工1.AGf-a■-0ra^-40ra^-_R-1亠V-7r-eg---— —$kjB--X.SN74LSH7FUNCTIONTABLEJ89HLHHHHH材HHOUTPUTS0caAhiLuL3、并行轉(zhuǎn)串行編碼器采用MC145026芯片，共有9位輸入信息，地址位A1~A5用來與解碼芯片MC145027進(jìn)74LS147編碼后的4位數(shù)據(jù)信息。編碼后的每個(gè)數(shù)據(jù)位用兩個(gè)脈沖表示：脈沖；“0”編碼為兩個(gè)窄脈沖；開路編碼為一寬一窄脈沖交叉。編碼后的數(shù)據(jù)流由D0串行輸出。D6~D9用來輸入上一級(jí)的Exarnp^RZCvaluer(AllaridCapacitors玄用+5%)H=CTC1sopn2.3引ETC'fgefgeIkHE)as.7OlOpFCl2000pF3BOOpFA20QpFQ.0211F24CJpF4100k100k100k200k200k20k20k其中，選取頻率為1.71kHz，此時(shí)傳播效果較好，誤碼較低。根據(jù)公式，我們將為了后面的檢查以及譯碼方便，我們對(duì)正常的BCD碼，輸入到MC145026.74LSMrD74LS147輸出的信號(hào)經(jīng)過CD4069反向輸出后，得到4、調(diào)制器采用RC振蕩電路，設(shè)置電位器作為振蕩電阻R可以靈活調(diào)整載波頻率。載波頻率計(jì)算1_"2ffX/lxC公式:通過兩個(gè)反相器形成方波，提高電平振幅到0~5V。注意這里的MC14011是4輸入與非門，我們?cè)谡{(diào)制后的信號(hào)繼續(xù)經(jīng)過兩個(gè)與非門，以達(dá)到放大信號(hào)，拉高M(jìn)CHO11AMC14011BRsl..iookawoka........................................................5OOpF5、功放和發(fā)射端采用單級(jí)三極管共射放大電路，將電流電壓都放大。輸出已調(diào)信號(hào)的集電極反向電壓（二）、接收機(jī)1、接受放大濾波器采用CX2016,內(nèi)部由前置放大器、自動(dòng)偏置電平控制電路、限幅放大器、帶通濾波器、峰值檢波器和波形整形電路組成，結(jié)構(gòu)圖如下：IV!6CX20106其中1腳為超聲信號(hào)輸入端，該腳的輸入阻抗約為40kQo2腳：該腳與地之間連接RC串聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，它們是負(fù)反饋串聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)組成部分，改變它們的數(shù)值能改變前置放大器的增益和頻率特性。增大電阻R1或減小C1將使負(fù)反饋量增大，放大倍數(shù)下降，反之則放大倍數(shù)增大。但C1的改變會(huì)影響到頻率特性，一般在實(shí)際使用中不必改動(dòng)，推薦選用卩Fo3腳：該腳與地之間連接檢波電容，電容量大為平均值檢波，瞬間相應(yīng)靈敏度低；若容量小，則為峰值檢波，瞬間相應(yīng)靈敏度高，但檢波輸出的脈沖寬度變動(dòng)大，易造成誤動(dòng)作，推薦參數(shù)為3.3卩fo4腳：接地端。5腳：該腳與電源間接入一個(gè)電阻，用以設(shè)置帶通濾波器的中心頻率f0,阻值越大，中心頻率越低。例如，取R=200kQ時(shí)，f0疋42kHz,若取R=220kQ，則中心頻率f0疋38kHz。6腳：該腳與地之間接一個(gè)積分電容，標(biāo)準(zhǔn)值為330pF,如果該電容取得太大，會(huì)使探測(cè)距離變短。7腳：遙控命令輸出端，它是集電極開路輸出方式，因此該引腳必須接上一個(gè)上拉電阻到電源端，推薦阻值為22kQ,沒有接受信號(hào)是該端輸出為高電平，有信號(hào)時(shí)則產(chǎn)生下降。8腳：電源后面經(jīng)過反相器輸出，以抵消發(fā)射部分使用三極管放大造成的反相。總的來說，CX20106的作用就是帶寬濾波，同時(shí)反相進(jìn)行整波，然后將濾波后的信號(hào)送給后邊的下圖為最終實(shí)際電路中使用的數(shù)據(jù)2腳的電容增大到0.47UF反相器使用的是MC14011四輸入與非門（理由是覺得用8輸入的反相器CD4069浪費(fèi)）2、解碼芯片出端，當(dāng)Din接收的串行數(shù)據(jù)（每9位一組，每個(gè)數(shù)據(jù)都連續(xù)發(fā)送兩次，所以接收端也接收到兩次），如果第一次地址位與MC145026發(fā)送的地址位相同，則通過驗(yàn)證，接著接收的二次9位數(shù)據(jù)，如果地址任然匹配，并且兩次的后4位數(shù)據(jù)位相同，這判定這一次的傳輸數(shù)據(jù)是有效的，將4位譯碼數(shù)據(jù)譯碼鎖存到D6-D9,然后等待下一次輸入。由于MC145026編碼頻率設(shè)置為1.7KHZ左右，所以選用芯片手冊(cè)中的最后一列的推薦設(shè)置，Examp^RZCValues(AllResi^tQrsandCapacitorsare+5%)34yopF[LD2uE910pF2000葉3900pF8200pF10kioksnkpF5100pf50k100k100k20Qk?00k2Dk20k2Qk2DkWOk&TC由于實(shí)驗(yàn)要求要實(shí)現(xiàn)兩個(gè)功能，我們小組經(jīng)過討論決定采用兩個(gè)MC145027分別完成兩個(gè)功能，每個(gè)MC145027和發(fā)射端的地址要相匹配。下圖可看出，兩塊芯片的A1地址未輸入信號(hào)分別為1和0，而前端MC145026的地址線A1是接到撥碼開關(guān)的第九位，這樣就可以利用撥碼開關(guān)實(shí)現(xiàn)兩個(gè)工作模式的變化。AI.J3t:------iI-aa—-~VW-—':2OQKQ：::VCC5.0V::il.-VDB—M.Vm￡fc-ZiLHlO.OStiF--電平，其余輸出的是低電平，它的真值表如下所示：DtcodtDtcodtTrulliTable淖=1)DauInputs裁腳AllOutputs=OCD4514AllOutputs二1.CCM515StltcttflOutputCIM5i4=Lofl^“廣Q[M515=Loqk-0”0a00aD00Q00Dn010000000011111111Xaaiiii11011001100110011X010101X01010101iiXInhibitr管腳圖:*)CD45I41STDiD2\?Y6Y5Y4百％Y3筍VssMC145027的四位輸出接入，只用16個(gè)引腳的1-8的八個(gè)數(shù)據(jù)輸出口。分別使8個(gè)LED燈負(fù)極接保護(hù)電阻接地，正極分別接入8個(gè)輸出就可以控制8個(gè)燈的亮滅。其中ST接VccINH接地，電路圖由于封裝不一致具體連線可能有不一致。”丄ri.一丁Lh玄」?-?■■?■?-kJ-i.1..!■：_!.JS.I-I.abp-|J|g-|Illi>1KO■iiiiJs■anii■■■u■■■■liJ■■■■:a■4、功能2的接收部分（控制8級(jí)亮度及7段數(shù)碼管顯示亮度）解碼部分與上一模塊相同，也是使用一個(gè)MC145027。處理一個(gè)燈的亮暗上使用4個(gè)三極管和對(duì)應(yīng)的電阻，依靠導(dǎo)通基集電流使三極管發(fā)射機(jī)有電流通過，不同的信號(hào)對(duì)應(yīng)不同權(quán)重的電流從而使LED達(dá)到不同亮度。其中權(quán)重按照8421分配，與二進(jìn)制碼相同?？刂?段數(shù)碼管顯示亮度等級(jí)采用MC14513。使用電路，通過4個(gè)輸入端0000到1001譯碼成數(shù)字“0”到“9”，通TRUTHTABLEOutpirt?Outpirt?t001 000++1000000000000000tXX10XXXXXXXXXXXXXXXX80123A589MAXX00t010101010t010tXXX0000000b00000口0000a000101000000c00101110Input*000g管腳圖:L色是址廳■更二遼入老在LE喳號(hào)的上升E滋翔孚舫幾苑輕7L色是址廳■更二遼入老在LE喳號(hào)的上升內(nèi)的耳專器中.井將諫載譯碼后顯示岀來=號(hào)俞疏嘯,LTRi式廳S-TSDISFLAYMC14513B].JJw<$4T3ii展u津oii所以從表中可以看出，當(dāng)輸出為采用的的時(shí)候，對(duì)應(yīng)的數(shù)碼管點(diǎn)亮，因此需要接受部分總電路圖附一些器件的封裝ada)引腳Acgo-dpo-o?wnnii￡5aa-3JD■R2■2￡rnj_ij1>oou孑>>1-i?§D§D器>>3MC145S7"Sc」4u"<二f-「首3312『os■vV■?■v1.一些芯片由于電路圖中封裝與實(shí)際不一致，相關(guān)連接需要自己結(jié)合封裝以及真值表得2.在二極管亮度調(diào)節(jié)模塊中，三極管相關(guān)電阻僅供參考，實(shí)際情況可采用電位器進(jìn)行調(diào)節(jié)，而且在三極管發(fā)射機(jī)接上電阻也可達(dá)到很好的降低亮度的效果。本方案最終使用器件如下?lián)艽a開關(guān)三極管*5紅外發(fā)射管紅外接收管發(fā)光二極管*97段共陰極數(shù)碼管電容電阻導(dǎo)線面包板鑷子螺絲刀剝線鉗萬用表示波器穩(wěn)壓電源實(shí)物圖發(fā)射機(jī)?■?■■■?■■■■■!lft-Il■■鼻《■■-麗-麗V4V■?■■■■■?■■■■■接受機(jī)波形圖圖中為MC145026編碼后的信號(hào)波形及經(jīng)過CX20106處理后輸入MC145027的信號(hào)波形少，于是在下了第一節(jié)課之后第一時(shí)間在網(wǎng)上查了各個(gè)海中大致成形了。由撥碼開關(guān)產(chǎn)生不同高低電平的控制信號(hào)，經(jīng)過過74LS147將二進(jìn)制碼轉(zhuǎn)化為BCD碼，再經(jīng)然后經(jīng)接收管接收到信號(hào)由CX20106所以需要接一個(gè)反相器后再將信號(hào)傳遞給最后將解碼后的BCD碼分別傳遞給CD4514和MC14513，之后分別接在把電路的發(fā)射端及接收端的功能一搭建完畢后，我將145026的輸出端直接接在145027的輸入端，測(cè)試有線的功能。發(fā)現(xiàn)145027雖然能夠解碼成功，但是低電平卻有在檢查145027周邊的電路之后，并沒有發(fā)現(xiàn)有問題。又經(jīng)過一番思考之后，突然發(fā)現(xiàn)的8個(gè)燈居然全是亮的，考慮到CD4514的譯碼特性，理論上來說只有一個(gè)燈會(huì)亮，然后檢查CD4514的各個(gè)管腳的連接，發(fā)現(xiàn)VSS竟然接了電源，改為接地后馬上就實(shí)現(xiàn)了功能一，而且14027的低電平也是0V了?，F(xiàn)在想一想確實(shí)有些后怕，將接地線接了高電平?jīng)]有燒了兩個(gè)芯片已經(jīng)很不錯(cuò)了，也讓在我調(diào)試功能一的電路的時(shí)候，我們組的人發(fā)現(xiàn)，74LS147編碼輸出是低電平有效，而CD4514是高電平有效，所以我們需要在