無線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)設(shè)計

..科信學院CDIO二級工程設(shè)計說明書〔2015/2016學年第一學期〕題目：無線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)設(shè)計專業(yè)班級：通信工程學生：學號：指導(dǎo)教師：賈少瑞設(shè)計周數(shù):1周設(shè)計成績：2016年1月8日..目錄TOC\o"1-3"\h\u93241、引言 1253442、設(shè)計要求 2321173、概述 2134934、CDIO設(shè)計目的 280754.1總體設(shè)計目的 2327614.2無線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng) 3173575、無線傳輸系統(tǒng)設(shè)計 3125865.1無線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng) 3179075.1.1無線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)重要器件介紹 368275.1.2無線傳輸系統(tǒng)電路圖 597835.1.3發(fā)射模塊圖 69105.1.4接收模塊圖 762895.1.5發(fā)射模塊電路圖 7174135.1.6接收模塊電路圖 866956、無線遙控開關(guān)的特點9179927、設(shè)計總結(jié) 10254818、參考文獻 111、引言近十幾年信息通信領(lǐng)域中開展最快、應(yīng)用最廣的就是無線通信技術(shù)。而無線通信技術(shù)又有著集成化、低功耗、易操作的開展趨勢。目前一些只由微控制器和集成射頻芯片構(gòu)成的無線通信模塊不斷推出這種微功率短距離無線數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)在工業(yè)、民用等領(lǐng)域得到應(yīng)用廣泛。無線射頻技術(shù)作為本世紀最有開展前景的信息技術(shù)之一已經(jīng)得到業(yè)界的高度重視。該技術(shù)利用射頻方式進展非接觸雙向通信可以自動識別目標對象并獲取相關(guān)數(shù)據(jù)具有精度高、適應(yīng)環(huán)境能力強、抗干擾強、操作快捷等許多優(yōu)點。2、設(shè)計要求利用315M無線發(fā)射頭和315M無線接收頭，以及編解碼芯片PT2262和PT2272設(shè)計實現(xiàn)一個無線遙控電器控制器能對電器〔電扇、電燈、電機等〕進展遙控控制其開和關(guān)，每組要求設(shè)置的地址碼不同，進展遙控式互不干擾。3、概述無線遙控器顧名思義就是一種用來遠程控制機器的裝置?，F(xiàn)代的遙控器主要是由集成電路電板和用來產(chǎn)生不同訊息的按鈕所組成。時至今日無線遙控器已經(jīng)在生活中得到了越來越多的應(yīng)用給人們帶來了極大的便利。隨著科技的進步無線遙控器也擴展到了許多種類簡單來說常見的有兩種：一種是紅外遙控模式，另一種是防盜報警設(shè)備、門窗遙控、汽車遙控等等常用的無線電遙控模式。4、CDIO設(shè)計目的4.1總體設(shè)計目的〔1〕無線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)?！?〕熟悉各單元電路測試點的正常參數(shù)?！?〕會利用原理電路圖紙，半段具體器件故障?！?〕注意儀器及人身平安，不出現(xiàn)擴大設(shè)備故障的現(xiàn)象?！?〕學習根本復(fù)雜電路的設(shè)計原理和具體方法步驟。〔6〕加深對電路設(shè)計技巧及電子電路原理的理解。〔7〕增強學生對電子應(yīng)用系統(tǒng)的興趣及動手能力的培養(yǎng)4.2無線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)〔1〕設(shè)計一個簡單的無線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)?！?〕畫出電路原理圖?！?〕確定元器件個數(shù)及參數(shù)?！?〕搭建電路硬件實現(xiàn)其功能?！?〕加深對電路設(shè)計技巧及電子電路原理的理解。〔6〕增強學生的興趣及動手能力的培養(yǎng)5、無線傳輸系統(tǒng)設(shè)計5.1無線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)5.1.1無線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)重要器件介紹〔1〕繼電器繼電器的作用，其實繼電器就相當于開關(guān)，該型號的繼電器5只引腳，其中2只為線圈引腳，1只為公共端，1只為常開端，1只為常閉端。這就是相當于一個單刀雙擲開關(guān)當線圈端加5V直流電壓時，觸點吸合，負載端閉合或斷開1.這是一種常見繼電器。管腳功能1、4是線圈，您可以看繼電器上面寫的字，常見的有DC24V、AC24V、AC110V、AC220V中間的那個BT和2、3是觸點引腳，BT和3是常閉點，BT和2是常開觸點。功能：1、4線圈不通電的時候，BT和3是閉合的，BT和2是翻開的，給1、4通電，線圈吸合銜鐵，BT和3翻開，BT和2閉合?？梢哉蚁嗨乒δ艿睦^電器替換，注意線圈電壓類型，這個可以在繼電器上印的字上看到，如果沒有，可以量1、4之間的電壓確定，觸點應(yīng)該沒問題。圖1繼電器〔2〕編碼解碼芯片PT2262/PT2272芯片PT2262/2272是一種CMOS工藝制造的低功耗低價位通用編解碼電路，PT2262/2272最多可有12位(A0-A11)三態(tài)地址端管腳(懸空,接高電平,接低電平),任意組合可提供531441地址碼,PT2262最多可有6位(D0-D5)數(shù)據(jù)端管腳,設(shè)定的地址碼和數(shù)據(jù)碼從17腳串行輸出，可用于無線遙控發(fā)射電路。圖2PT2262外形及引腳圖表一PT7762引腳功能表名稱管腳說明0-111-8、10-13地址管腳,用于進展地址編碼可置為0,1,f(懸空),0-57-8、10-13數(shù)據(jù)輸入端，有一個為1即有編碼發(fā)出，部下拉cc18電源正端〔＋〕ss9電源負端〔－〕TE14編碼啟動端，用于多數(shù)據(jù)的編碼發(fā)射，低電平有效；S116振蕩電阻輸入端，與S2所接電阻決定振蕩頻率；S215振蕩電阻振蕩器輸出端；out17編碼輸出端〔正常時為低電平〕圖3PT2272外形圖表二PT2272引腳功能名稱管腳說明A0-A111-8、10-13地址管腳,用于進展地址編碼,可置為"0〞,"1〞,"f〞(懸空),必須與2262一致,否那么不解碼D0-D57-8、10-13地址或數(shù)據(jù)管腳,當做為數(shù)據(jù)管腳時,只有在地址碼與2262一致,數(shù)據(jù)管腳才能輸出與2262數(shù)據(jù)端對應(yīng)的高電平,否那么輸出為低電平,鎖存型只有在接收到下一數(shù)據(jù)才能轉(zhuǎn)換Vcc18電源正端〔＋〕Vss9電源負端〔－〕DIN14數(shù)據(jù)信號輸入端，來自接收模塊輸出端OSC116振蕩電阻輸入端，與OSC2所接電阻決定振蕩頻率OSC215振蕩電阻振蕩器輸出端VT17解碼有效確認輸出端〔常低〕解碼有效變成高電平〔瞬態(tài)〕5.1.2無線傳輸系統(tǒng)電路圖：圖4無線傳輸系統(tǒng)發(fā)射局部電路遙控器發(fā)射電路，有振蕩電路、高頻放大器，調(diào)制方式一般采用ASK和FSK。振蕩電路可以采用電容、電感的振蕩特性來設(shè)計，也可參加晶振來簡單獲得載波信號。一般載波信號的頻率在315MHZ-433MHZ，也可實現(xiàn)更高的頻率。通過高頻放大器，高頻信號獲得更高的發(fā)射能量，提高發(fā)射距離。圖5無線傳輸系統(tǒng)接收局部電路解碼芯片PT2272接收到信號后，其地址碼經(jīng)過兩次比擬核對后，VT腳才輸出高電平，與此同時相應(yīng)的數(shù)據(jù)腳也輸出高電平，如果發(fā)送端一直按住按鍵，編碼芯片也會連續(xù)發(fā)射。當發(fā)射機沒有按鍵按下時，PT2262不接通電源，其17腳為低電平，所以315MHz的高頻發(fā)射電路不工作，當有按鍵按下時，PT2262得電工作，其第17腳輸出經(jīng)調(diào)制的串行數(shù)據(jù)信號，當17腳為高電平期間315MHz的高頻發(fā)射電路起振并發(fā)射等幅高頻信號，當17腳為低平期間315MHz的高頻發(fā)射電路停頓振蕩，所以高頻發(fā)射電路完全收控于PT2262的17腳輸出的數(shù)字信號，從而對高頻電路完成幅度鍵控〔ASK調(diào)制〕相當于調(diào)制度為100％的調(diào)幅。。5.1.3發(fā)射模塊發(fā)射模塊采用聲表諧振器穩(wěn)頻，SMT樹脂封裝，頻率一致性較好，免調(diào)特別適多一收無線遙控及數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)。圖6發(fā)射模塊5.1.4接收模塊承受模塊由超外差電路構(gòu)造IC芯片和溫度補償電路構(gòu)成，具有較高的接收靈敏度及穩(wěn)定性。芯片含低噪聲射頻放大器、混頻器、本地振蕩器、中頻放大器、濾波器及限幅比擬器，輸出為數(shù)據(jù)電平信號，可直接接至標準解碼器或CPU解碼器，適合與ASK方式的發(fā)射器配套使用，適用于各種遙控報警器及單片機短距離數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備。圖7接收模塊5.1.5發(fā)射模塊實物圖我們用的無線遙控器是由專用編碼芯片PT2262進展編碼，就是將某個按鍵所對應(yīng)的同步碼、地址碼、數(shù)據(jù)碼組成的一個完整的碼字，調(diào)制在315M的載波上，然后經(jīng)放大、驅(qū)動發(fā)射器件將編碼信號從17腳輸出到射頻發(fā)射模塊的數(shù)據(jù)輸入端發(fā)射出去。圖7發(fā)射模塊實物圖5.1.6接收模塊實物圖接收器由紅外線接收器件、前置放大電路、解調(diào)電路、指令信號檢出電、記憶及驅(qū)動電路、執(zhí)行電路組成，如下圖。當紅外線接收器件接收到發(fā)射器的紅外指令信號時，它將紅外光信號變?yōu)殡娦盘柌⑺腿肭爸梅糯笃鬟M展放大，再經(jīng)解調(diào)后由指令信號檢出電路將指令信號檢出，最后由記憶及驅(qū)動執(zhí)行電路，實現(xiàn)各種操作。圖8接收模塊實物圖6、無線遙控開關(guān)的特點無線遙控開關(guān)是以非接觸的方式對電器的開啟和關(guān)閉進展控制，其控制按鍵和被控制電器之間不需要連線，控制信號以無線電波為載體進展傳輸，距離可以從十幾米到數(shù)公里。由于控制按鍵和電器的相互隔離增加了使用的平安性，與傳統(tǒng)開關(guān)相比主要有以下特點：1、非接觸：遙控開關(guān)具有非接觸控制的特點，與傳統(tǒng)電器開關(guān)相比能實現(xiàn)開關(guān)按鈕局部和被控制電器局部的隔離，操作更加平安。2、遠距離操控：遙控開關(guān)的控制距離為空曠地100米—3公里可選，能實現(xiàn)遠距離操作控制，省去傳統(tǒng)開關(guān)的布線麻煩。3、控制及時：遙控器可隨身攜帶，在有效圍的任一地點進展控制，與傳統(tǒng)開關(guān)相比不受開關(guān)安裝位置限制，可以更加靈活和及時的對電器設(shè)備進展控制。4、專人?？兀哼b控開關(guān)置的加密集成電路，可以對操縱者進展身份識別實現(xiàn)專人控制，與傳統(tǒng)開關(guān)相比可有效防止無關(guān)人員對開關(guān)進展操作，增加性和抗干擾性，降低事故率。使電器設(shè)備工作更加穩(wěn)定可靠。綜合以上特點，給設(shè)備配接遙控開關(guān)，相當于給設(shè)備配上了一個高平安性、可移動的控制助手，可廣泛在窗簾機、家電、通訊設(shè)備、廣告演示、儀器儀表等各種電器設(shè)備中進展信號傳遞控制等。7、設(shè)計總結(jié)：通過這次設(shè)計，完成了根本要求的全部設(shè)計要求，也完成了大局部發(fā)揮局部要求的設(shè)計。通過這次設(shè)計，使我學到了更多的有關(guān)電路方面的知識。對于無線傳輸系統(tǒng)的設(shè)計制作，也學習到了很多知識，無線傳輸是我們第一次接觸到這方面知識。隨著現(xiàn)代電子技術(shù)的飛速開展，越來越多的通訊產(chǎn)品大量涌現(xiàn)出來，尤其是無線通訊領(lǐng)域的新產(chǎn)品，更是琳瑯滿目。目前，天線通訊方式有無線電、紅外線、微波等多種方式，而且可供選擇的模塊也有很多種?？紤]到應(yīng)用環(huán)境和價格等因素，本文選擇其中廉價的發(fā)射模塊〔F05〕和接收模塊〔J05C〕進展介紹。它們價格廉價、傳輸距離較遠、可靠性高，特別適合于低本錢的無線通訊設(shè)備使用。為我們這次焊接的電路簡單易用，把所學的知識變成了實物，很有成就感。該設(shè)計電路能夠很好的完成電燈的開關(guān)控制，但也存在一定缺乏，當發(fā)射裝置開關(guān)閉合后，發(fā)射裝置將一直保持發(fā)射信號，造成能源的損耗。建議將開關(guān)采用觸發(fā)式開關(guān)，接收電路每接收一次信號改變一次狀態(tài)，從而控制電燈的開與關(guān)〔如家庭用遙控器控制電視的開與關(guān)〕。通過電子技術(shù)課程設(shè)計，使我深刻的認識到做好一個課程設(shè)計是很困難的，而且需要嚴謹?shù)膽B(tài)度才能完成。因為我所學的知識有限，所以在設(shè)計的過程就難免會很吃力并且出現(xiàn)很多錯誤，這就需要我們有堅韌的科學精神。而且我感覺我最大的收獲不僅僅是增加了自己動手查閱資料理解知識的能力，還從中學會了很多在課程上學不到的知識和能力！本次課程設(shè)計是一個規(guī)的，嚴格要求的課程設(shè)計。使我們對學過的一些知識進展總結(jié)性的學習，是在重新學習根底知識的同時，進展的一次創(chuàng)造性的設(shè)計。在這個設(shè)計中我查找了很多相關(guān)的資料，豐富了我的知識。在這個設(shè)計中我還掌握了很多知識點。經(jīng)過對這些資料的整理、理解和消化，使我對無線遙控技術(shù)特別是紅外線遙控技術(shù)有了更深一層次的理解。此次設(shè)計的是單通道遙控開關(guān)，在查找資料的時候我也了解了很多關(guān)于多通道開關(guān)的知識。與此同時，設(shè)計還使我的計算機制圖能力得到增強。同時對電子電路的一些軟件有了一定的了解。就是以為這樣我才能做出這樣規(guī)的設(shè)計。在這次設(shè)計中我感受到同學認真熱情的態(tài)度。設(shè)計家互相幫助，積極交流，找出缺乏，完善了設(shè)計的質(zhì)量。從而增加了同學的凝聚力。大家積極合作，共同提到。