红外通信装置 通信工程课程设计报告.doc

专业技能实训报告 题 目 学 院 专 业 班 级 学 生 学 号 指导教师 二〇一四 年 月 日1 前言 1 1.1 系统设计简要说明 1 2 系统方案 2 2.1方案比较与选择 2 2.1.1 语音采集模块 2 2.1.2 运算放大模块 2 2.1.3 脉宽调制模块 2 2.1.4 语音输出模块 2 2.1.5 温度传感模块 3 2.2 方案描述 3 2.3 理论分析与计算 3 2.3.1 通信原理分析 3 2.3.2 提高转发器效率方法 3 3 电路与程序设计 4 3.1 总体电路图 4 3.2 电路设计 4 3.2.1 运算放大模块 4 3.2.2 红外发送接收模块 5 3.2.3 语音输出模块 5 3.3 程序设计 5 4 测试方案与测试结果 7 4.1 测试方案 7 4.2 测试数据 7 4.3 测试结果记录 7 5 实训结语 8 参 考 文 献 9 附录 10 部分源代码 10 1 前言 1.1 系统设计简要说明 随着社会的发展、科技的进步以及人们生活水平的逐步提高，各种方便于生活的遥控系统开始进入了人们的生活。传统的遥控器采用专用的遥控编码及解码集成电路，这种方法虽然制作简单、容易，但由于功能键数及功能受到特定的限制，只实用于某一专用电器产品的应用，应用范围受到限制。而采用单片机进行遥控系统的应用设计，具有编程灵活多样、操作码个数可随便设定等优点。 本系统设计红外光通信装置，主要由前置电路模块、脉宽调制模块、红外发送接收模块、中级转发模块和语音输出模块五部分组成。采用STM32作为主控制器进行A/D采集，脉宽调制，并控制数据传送，LM358主要作为前置电路放大器，18B20芯片感应环境温度， LM386模块进行功率放大。系统设计基本上实现了红外光通信，完成了语音信号传输的功能。 STM32系列基于专为要求高性能、低成本、低功耗的嵌入式应用专门设计的ARM Cortex-M3内核。按性能分成两个不同的系列：STM32F103“增强型”系列和STM32F101“基本型”系列。增强型系列时钟频率达到72MHz，是同类产品中性能最高的产品；基本型时钟频率为36MHz，以16位产品的价格得到比16位产品大幅提升的性能，是16位产品用户的最佳选择。两个系列都内置32K到128K的闪存，不同的是SRAM的最大容量和外设接口的组合。时钟频率72MHz时，从闪存执行代码，STM32功耗36mA，是32位市场上功耗最低的产品，相当于0.5mA/MHz。 DS18B20，常用的温度传感器，具有体积小，硬件开销低，抗干扰能力强，精度高的特点。图3.1 总体电路图 3.2 电路设计 3.2.1 运算放大模块 拾音器将话音信号采集并输入到电路中，由于拾音器的电压信号较为微弱，需要将信号进行放大，经过LM358运算放大器的放大后，接入STM32，用一个LM358芯片作为跟随器减小后级的输出阻抗。 图3.2 前置模块电路图 3.2.2 红外发送接收模块 图3.3 红外发送接收模块 3.2.3 语音输出模块 当红外接收模块将接收到的信号进行处理后，在后级再加入一路增益为200的功率放大模块来增强语音信号，根据LM386的200增益对应的标准电路（如下图）我们最终实现了合适语音输出。 图3.4 语音输出模块电路图 3.3 程序设计 程序源代码见附录 图3.5 程序流程图 4 测试方案与测试结果 4.1 测试方案 在接收装置没有静噪功能的情况下，将语音信号改为800Hz单音信号，在8Ω电阻负载上，测量接收装置的输出电压有效值；减少发射端输入信号的幅值至0V，测量此时接收装置输出端噪声电压。 4.2 测试数据 在800Hz单音信号、8Ω电阻负载的条件下，测量的接收装置输出电压为0.64V。 将输入信号幅值减少至0V，测量的接收装置输出端噪声电压为0.07V。 4.3 测试结果记录 在800Hz单音信号、8Ω电阻负载的条件下，测量的接收装置输出电压为0.79V，符合输出电压有效值不小于0.4V的要求；将输入信号幅值减少至0V，测量的接收装置输出端噪声电压为0.08V，符合读书不大于0.1V的要求。因此接收的语音信号无明显失真。 5 实训结语 经过这段时间不间断的努力，我终于完成了红外光通信设置的各项要求，利用红外发光管和红外光接收模式作为收发器件，进行定向的传输，接收到的声音没有明显的失真。通过这次实训，不仅丰富了我的理论知识，而且使我的动手实践能力得到了提高，更