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电子技术课程设计——设计报告 PAGE 8 国家电工电子实验教学中心 电子技术课程设计 设 计 报 告 设计题目： 红外遥控开关 学 院： 电子信息工程学院 专 业： 通信0806 学生姓名： 莫凌 学 号：指导教师： 李赵红 2011 年 1 目 录 1 设计任务要求 2 设计方案及论证 3 制作及调试过程 4 系统测试 5 系统使用说明 6 思考题 7 总结 8 参考文献 1 设计任务要求 红外线是在人的正常视觉范围之外的光线，利用红外线可以进行信息的传输。红外线的 常见用途之一就是进行近距离无线遥控，像许多家电，例如电视机、DVD 机、空调等都是使 用红外线的方式进行控制的。本设计要求采用红外信号的发送与接收组件，加上触发器电路 以及电子开关或继电器模拟实现对家用电器电源控制。 1．实验目的 掌握电子电路设计的基本方法；掌握各种红外收发器件；掌握红外遥控的收发方式； 掌握红外遥控的编码、解码方式；掌握开关量信号对强电设备的控制方式。 2．设计要求及技术指标 基本部分： (1) 红外遥控器采用现成的家用电器的红外遥控器；遥控距离不小于 5 米 (2) 遥控开关接收端的工作电源为 6V 直流电源（使用直流稳压电源或4 节5 号电池）； (3) 遥控开关接收端使用发光二极管指示有无 6V 直流电源及当前是否接收到遥控信号； (4) 遥控开关能够控制 1 盏6V 小灯泡（功率要求不小于0.5W，不得用发光二极管代替） 的亮灭，即按一次遥控器灯泡发光，再按一次灯泡熄灭。 发挥部分： (1) 自制红外遥控器，包括至少8 路独立遥控按键，可以独立控制8 盏灯泡任何一盏或 多盏的亮灭； (2) 遥控器没有按键按下时电路不工作、不耗电； (3) 在遥控器上设置两个切换键，增加亮灯循环切换功能，可以左右循环控制8 盏灯中 的1 盏点亮； (4) 增加数字显示功能，用一位 LED 数码管显示最后接收到的遥控通道序号； (5) 增加遥控距离达到 8 米 3．设计任务 (1) 设计，安装、调试所设计的电路； (2) 画出完整电路图，详细说明电路原理，写出设计总结报告。 2 设计方案及论证 2.1 任务分析 红外遥控开关的组成框图如下： 开关驱动及显示 开关驱动及显示 信号处理红外接收红外遥控器 信号处理 红外接收 红外遥控器 首先需要了解红外信号编码的特点，红外信号有几种不同的编码方式，例如可以使用不同的脉冲宽度代表0和1，也可以使用信号沿的变化代表0和1，但是红外遥控信号总是由一串脉冲所组成的。按下红外遥控器不同的按键之后发出的编码不同。如果将脉冲串进行单稳整形，就可以得到一个脉冲，用它来控制一个触发器就可以实现一个单路的遥控开关；如果将脉冲串进行解码，就可以实现多路遥控开关。 红外遥控器的发射端具有键盘矩阵，每按下一个键，即产生具有不同的编码的数字脉冲，这种代码指令信号调制在38kHZ的载波上，激励红外光二极管产生具有脉冲波串的红外波，通过空间的传送送到受控机内的遥控接收器。在接收过程中红外波信号通过滤波器和光电二极管转换为38kHZ的电信号，此信号经过放大、检波、整形、解调，送到解码器与接口电路，从而完成相应的遥控功能。 2.2 方案比较 我们选择了将传送与接受区别开来讨论的方法来进行方案比较 1) 传送方案比较 红外线遥控开关，本身是比较简单的，但是多路的实现，却着实要费不少事情。总的来说，一共有四种方案： 1、编码区分 2、频率区分 3、脉冲计数 4、幅度区分 经过查阅资料以及多方的考虑，我们最后决定走编码的道路。原因如下： 幅度区分并不适用于这次设计，很明显会受传输距离很大的影响；尽管在电路控制的开关数较少的情况下，脉冲计数接收简单，不易受干扰，但是我们还是排除了这个方法，主要是考虑到定量脉冲的产生设计有些困难；频率区分的确是一个很有意思的办法，但我们还是没有选择分频，首先不论从发射端的不同频率产生到接收端的多路滤波，都需要重复性的焊很多的电路，而且每一部分都需要调节。同时，电路的大部分为模拟电路部分，稳定性很值得怀疑，不如数字逻辑来的稳当。 2) 编码调制方案比较 现有的红外遥控主要有两种方式 PWM（脉冲宽度调制） PPM（脉冲位置调制） 两种形式编码的代表分别为NEC和PHILIPS的RC-5、RC-6以及将来的RC-7。我们分别分析一下它们各自的特点。 PWM（脉冲宽度调制）：以发射红外载波的占空比代表“0”和“1”。为了节省能量，一般情况下，发射红外载波的时间固定，通过改变不发射载波的时间来改变占空比。例如常用的电视遥控器，使用NEC upd6121，其“0”为载波发射0.56ms,不发射0.5