數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)

1、 課程名稱：數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)題目： 四路紅外遙控裝置 四路紅外遙控裝置一、 摘要隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人們的生活水平不斷提高，節(jié)能環(huán)保的意識(shí)也逐漸加強(qiáng)。研究人員不斷研究開發(fā)新型產(chǎn)品應(yīng)用于生活使我們的生活質(zhì)量提高的同時(shí)更能節(jié)省資源。紅外遙控技術(shù)就應(yīng)運(yùn)而生了。紅外遙控技術(shù)已經(jīng)在日常家用電器中得到了廣泛的應(yīng)用，其使用方便、功耗低、抗干擾能力強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)也越來(lái)越在智能儀器系統(tǒng)中收到重視，市場(chǎng)上的各種家電紅外遙控技術(shù)成熟，成本低廉，為人們的家居生活帶來(lái)方便快捷的服務(wù)。本次四路紅外遙控裝置主要介紹發(fā)射裝置和接收裝置，采用發(fā)射芯片pt2262和接收芯片pt2272 作為發(fā)射及接收電路，通過(guò)編碼譯碼，輸出信

2、號(hào)，傳輸給控制電路來(lái)控制電路負(fù)載。關(guān)鍵詞： pt2262/pt2272 發(fā)射模塊 接收模塊二、 概述1、 設(shè)計(jì)目的（1）能較全面的鞏固和應(yīng)用“數(shù)字電子技術(shù)”課程中所學(xué)的基本理論和基本方法，并初步掌握小型數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本方法。（2）能合理、靈活的應(yīng)用各種標(biāo)準(zhǔn)集成電路（ssi、msi、lsi等）器件實(shí)現(xiàn)規(guī)定的數(shù)字系統(tǒng)。（3）培養(yǎng)獨(dú)立思考、獨(dú)立準(zhǔn)備資料、獨(dú)立設(shè)計(jì)規(guī)定功能的數(shù)字系統(tǒng)的能力。（4）培養(yǎng)獨(dú)立進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，包括電路布局、安裝、調(diào)試和排除故障的能力。（5）培養(yǎng)書寫綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)報(bào)告的能力。2、 設(shè)計(jì)任務(wù)和要求任務(wù)：四路紅外遙控裝置要求：具備發(fā)射裝置和接受裝置。本接受裝置有4路信號(hào)輸出，每路輸出可以

3、獨(dú)立控制一個(gè)用電設(shè)備的通、斷兩種狀態(tài)，實(shí)驗(yàn)中以led燈模擬受控對(duì)象，在發(fā)射裝置中，設(shè)有4各按鈕開關(guān)，分別用于操縱接受裝置中的4個(gè)受控對(duì)象。三、 設(shè)計(jì)內(nèi)容1、 紅外遙控裝置的組成 2、 方案論證與選擇方案一：利用紅外遙控器遙控電路 用一個(gè)成品紅外電器遙控器發(fā)射信號(hào)，再由單片機(jī)解碼可以分別控制多個(gè)電器的電源開關(guān)。 紅外發(fā)射部分結(jié)構(gòu)圖 當(dāng)按下遙控按鈕時(shí)，as3010產(chǎn)生相應(yīng)的控制脈沖，由紅外發(fā)光二極管發(fā)射出去。 紅外接收部分結(jié)構(gòu)圖 當(dāng)紅外接收器接收到控制脈沖后，經(jīng)單片機(jī)處理，判斷是否對(duì)受控電器進(jìn)行控制，再由顯示設(shè)備顯示出當(dāng)前受控電器的序號(hào)。方案二：利用發(fā)射芯片bl9148和接收芯片nb9149遙控電

4、路 bl9148是一種性能較好的大規(guī)模集成芯片，功能強(qiáng)，應(yīng)用電路多。下圖是其編碼電路原理圖： 編碼電路 nb9149是用于紅外遙控接收器的的cmos大規(guī)模集成電路，主要應(yīng)用于空調(diào)、玩具音響等各種設(shè)備的遙控系統(tǒng)中。下圖是其解碼電路原理圖： 譯碼電路方案三：利用發(fā)射芯片pt2262和接受芯片pt2272控制電路 pt2262是編碼芯片，內(nèi)容包含載波振蕩、編碼、發(fā)射電路，外圍電路簡(jiǎn)單，使用方便。下圖是其內(nèi)部邏輯框圖：pt2272是和pt2272配對(duì)使用的解碼集成電路，內(nèi)容包含載波振蕩、解碼、接收電路，外圍電路簡(jiǎn)單，使用方便。pt2272應(yīng)用電路：方案選擇：綜上所述通過(guò)比較三套方案，方案一直接用紅外遙

5、控器，電路簡(jiǎn)單，實(shí)用性強(qiáng)，也可控制多個(gè)電路，但由于我們剛學(xué)單片機(jī)對(duì)其還不能完全掌握，所以這次先不用；方案二也可實(shí)現(xiàn)多路控制電路，但相對(duì)于方案三其電路比較復(fù)雜，所用元器件過(guò)多，所以我選擇電路較簡(jiǎn)單的方案三，它的工作量會(huì)較少。3、 紅外遙控裝置的系統(tǒng)原理該裝置由發(fā)射模塊、接收模塊、外接電路構(gòu)成，其中發(fā)射模塊上采用的核心芯片pt2262是通用的，而接收模塊上的核心芯片pt2272依據(jù)不同的型號(hào)工作原理有所不同，本系統(tǒng)采用pt2272-l4（這是一個(gè)互鎖芯片）來(lái)工作，此芯片的工作原理和操作過(guò)程具體如下：用發(fā)射模塊上的按鍵來(lái)控制遙控器的收發(fā)，當(dāng)按動(dòng)一個(gè)鍵時(shí)，按照編碼原理的不同，接收模塊相對(duì)應(yīng)一路輸出高電

6、平并保持，直至另外一個(gè)鍵按下時(shí)，停止輸出，此時(shí)，被按下鍵的那一路輸出高電平并保持；當(dāng)同時(shí)按下兩個(gè)或三個(gè)鍵時(shí)，接收模塊相對(duì)應(yīng)的兩路或三路輸出高電平并保持；當(dāng)同時(shí)按下四個(gè)鍵時(shí)，接收模塊的四路不再輸出（即停止工作）。4、 元器件選擇芯片pt2262和pt2272介紹pt2262 引腳圖pt2262管腳說(shuō)明名稱管腳說(shuō)明a1-a11 1-8、10-13 地址管腳，用于進(jìn)行地址編碼，可置為“0”、“1”“懸空”d0-d57-8、10-13數(shù)據(jù)輸入端，有一個(gè)為“1”即有編碼發(fā)出，內(nèi)部下拉 vcc18電源正端（）vss9電源負(fù)端（）te14編碼啟動(dòng)端，用于多數(shù)據(jù)的編碼發(fā)射，低電平有效osc116振蕩電阻輸入端

7、，與osc2所接電阻決定振蕩頻率osc215振蕩電阻振蕩器輸出端dout17編碼輸出端（正常時(shí)為低電平）pt2272 引腳圖pt2272 管腳說(shuō)明名稱 管腳說(shuō) 明 a0-a111-8、10-13地址管腳,用于進(jìn)行地址編碼,可置為“0”,“1”,“f”(懸空),必須與2262一致,否則不解碼 d0-d57-8、10-13地址或數(shù)據(jù)管腳,當(dāng)做為數(shù)據(jù)管腳時(shí),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(duì)應(yīng)的高電平,否則輸出為低電平,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(fù)端（）din14數(shù)據(jù)信號(hào)輸入端，來(lái)自接收模塊輸出端osc116振蕩電阻輸入端，與o

8、sc2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(rèn)輸出端（常低）解碼有效變成高電平（瞬態(tài)）編碼芯片pt2262發(fā)出的編碼信號(hào)由地址碼、數(shù)據(jù)碼、同步碼組成一個(gè)完整的碼字。解碼芯片pt2272接收到信號(hào)后，其地址碼經(jīng)過(guò)兩次比較核對(duì)后，vt腳才輸出高電平，與此同時(shí)相應(yīng)的數(shù)據(jù)腳也輸出高電平。pt2262每次發(fā)射時(shí)至少發(fā)射4組字碼，因?yàn)闊o(wú)線發(fā)射的特點(diǎn)，第一組字碼非常容易受零電平干擾，往往會(huì)產(chǎn)生誤碼，所以2272只有在連續(xù)兩次檢測(cè)到相同的地址碼加數(shù)據(jù)碼才會(huì)把數(shù)據(jù)碼中的“1”驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的數(shù)據(jù)輸出端為高電平和驅(qū)動(dòng)vt端同步為高電平。當(dāng)發(fā)射機(jī)沒有按鍵按下時(shí)，pt2262不接通電源，其1

9、7腳為低電平，所以38mhz的高頻發(fā)射電路不工作，當(dāng)有按鍵按下時(shí)，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(hào)，當(dāng)17腳為高電平期間38mhz的高頻發(fā)射電路起振并發(fā)射等幅高頻信號(hào)，當(dāng)17腳為低平期間38mhz的高頻發(fā)射電路停止振蕩，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(hào)，從而對(duì)高頻電路完成幅度鍵控（ask調(diào)制）相當(dāng)于調(diào)制度為100的調(diào)幅。pt2272解碼芯片有不同的后綴，表示不同的功能，有l(wèi)4/m4/l6/m6之分，其中l(wèi)表示鎖存輸出，數(shù)據(jù)只要成功接收就能一直保持對(duì)應(yīng)的電平狀態(tài)，直到下次遙控?cái)?shù)據(jù)發(fā)生變化時(shí)改變。m表示非鎖存輸出，數(shù)據(jù)腳輸出的電平是瞬時(shí)的而且和發(fā)

10、射端是否發(fā)射相對(duì)應(yīng)，可以用于類似點(diǎn)動(dòng)的控制。后綴的6和4表示有幾路并行的控制通道，當(dāng)采用4路并行數(shù)據(jù)時(shí)（pt2272-m4），對(duì)應(yīng)的地址編碼應(yīng)該是8位，如果采用6路的并行數(shù)據(jù)時(shí)(pt2272-m6)，對(duì)應(yīng)的地址編碼應(yīng)該是6位。pt2262和pt2272除地址編碼必須完全一致外，振蕩電阻還必須匹配，一般要求譯碼器振蕩頻率要高于編碼器振蕩頻率的2.58倍，否則接收距離會(huì)變近甚至無(wú)法接收，隨著技術(shù)的發(fā)展市場(chǎng)上出現(xiàn)一批兼容芯片，在實(shí)際使用中只要對(duì)振蕩電阻稍做改動(dòng)就能配套使用。在具體的應(yīng)用中，外接振蕩電阻可根據(jù)需要進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)，阻值越大振蕩頻率越慢，編碼的寬度越大，發(fā)碼一幀的時(shí)間越長(zhǎng)。市場(chǎng)上大部分產(chǎn)品

11、都是用2262/1.2m2272/200k組合的，少量產(chǎn)品用2262/4.7m2272/820k。5、 設(shè)計(jì)原理圖（1）、發(fā)射裝置原理圖（2）、接收裝置原理圖6、 pcb電路板（1） 發(fā)射裝置pcb板（2） 接收裝置pcb板7、 元件清單（1）發(fā)射裝置的元件清單（2）接收裝置的元件清單四、 安裝與調(diào)試 此次的制作過(guò)程，因?yàn)殡娐吩韴D比較簡(jiǎn)單，排版比較容易，雖然相對(duì)較簡(jiǎn)單排，但排版過(guò)程中一定要注意其合理性，元件要排放整齊，盡量減少跳線，這樣就會(huì)縮短焊接時(shí)間，減少出現(xiàn)導(dǎo)線交叉現(xiàn)象。 焊接是一項(xiàng)最重要的工序，為確保良好的導(dǎo)電性能要嚴(yán)格控制焊接時(shí)間，能快就快，烙鐵頭應(yīng)修整窄一些使焊一個(gè)點(diǎn)時(shí)不會(huì)碰到相鄰

12、的焊接點(diǎn)，焊接是的時(shí)間一定要把握好，尤其是集成芯片，一般時(shí)間不能超過(guò)3秒。 每做一個(gè)單元電路都必須通電檢測(cè)，電路正常工作再做下一個(gè)部分，不要全部一起做，如果出現(xiàn)故障會(huì)浪費(fèi)時(shí)間要全部檢測(cè)，所以在制作過(guò)程中要一步一步往下做，這樣成功率就很高。在制作過(guò)程中要注意安全，如果電路共地，那整個(gè)電路板帶電，為了安全起見最好不要共地，我們可以通過(guò)其他電路控制，這樣就可以達(dá)到穩(wěn)定性好、安全性強(qiáng)等特點(diǎn)。焊接完畢后，在接通電源前，先用萬(wàn)用表仔細(xì)檢查各管腳間是否有短路，虛焊、漏焊現(xiàn)象。檢查無(wú)誤后，先不要把各個(gè)集成塊插入芯片插座中，然后接通電源，用手觸摸橋堆，看看是否發(fā)熱，或用萬(wàn)用表試其兩端電壓，如果發(fā)熱或電壓為零則說(shuō)

13、明電路中有短路現(xiàn)象，要立刻切斷電源，再做仔細(xì)檢查，改正后再進(jìn)行同樣的測(cè)試，直到正常為止。再測(cè)試各個(gè)芯片的電壓是否正常，正常的話可以把各個(gè)集成塊芯片插入芯片插座中。以上檢查無(wú)誤后，在進(jìn)行調(diào)試。將焊接好的電路進(jìn)行調(diào)試。將電路接到+5伏電源上，觀察發(fā)射發(fā)光二極管是否正常發(fā)亮。如果正常發(fā)光，說(shuō)明電路原理和安裝焊接正確，再確定發(fā)射信號(hào)的振蕩頻率，然后對(duì)接收信號(hào)的頻率進(jìn)行調(diào)試，一直到發(fā)射裝置能接收到振蕩頻率為止，若能對(duì)應(yīng)接收則說(shuō)明設(shè)計(jì)、調(diào)試成功。如果不是上面所說(shuō)情況，說(shuō)明電路存在問(wèn)題，需要找出問(wèn)題所在，仔細(xì)檢查電路是否設(shè)計(jì)正確、是否存在虛焊、是否焊接錯(cuò)誤等，找出錯(cuò)誤繼續(xù)調(diào)試，直到調(diào)試成功為止。 五、 設(shè)計(jì)

14、心得及經(jīng)驗(yàn)總結(jié)設(shè)計(jì)總結(jié)：通過(guò)自己親手制作此紅外遙控裝置電路的設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證實(shí)了此設(shè)計(jì)在實(shí)際中運(yùn)用的正確性和可靠性。完全可以實(shí)現(xiàn)其任務(wù)和要求，加深了對(duì)紅外遙控電路應(yīng)用的理解。心得體會(huì)：通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)，我學(xué)到了很多在課堂上學(xué)不到的知識(shí)，認(rèn)識(shí)了一些元器件，了解了一些芯片可以在電路中靈活使用。在設(shè)計(jì)及制作過(guò)程中，遇到的一些問(wèn)題，通過(guò)上網(wǎng)和去圖書館查找有關(guān)資料一一解決。并且在網(wǎng)上搜集到了一些元器件及電路的相關(guān)資料，這對(duì)我今后的學(xué)習(xí)和工作是很有幫助的。其次是進(jìn)一步熟悉的掌握和運(yùn)用了相關(guān)的專業(yè)軟件，如protel等。提高了我們自身的專業(yè)素質(zhì)。同時(shí)也深深的體會(huì)到，我們書本上所學(xué)的知識(shí)和實(shí)際的東西相差甚遠(yuǎn)，我們所不懂的知識(shí)還有很多，因此今后要更加注重實(shí)際方面的鍛煉和運(yùn)用。在焊接前一定要把電路圖讀懂，不然的話在焊接的時(shí)候很容易出現(xiàn)錯(cuò)誤，一旦出現(xiàn)了錯(cuò)誤在檢查的過(guò)程中很難找到錯(cuò)誤之處。再就是在焊接之前合理的安排各個(gè)元器件的放置位置，不然的話在焊接的時(shí)候不好連線且很容易造成接錯(cuò)位置的情況，檢查的時(shí)候也不好檢查。在這次制作過(guò)程中由于水平有限，在很多地方還有不完善的地方，例如在焊接過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)一些虛焊現(xiàn)象，還有在調(diào)試過(guò)程方面的欠缺等。在這次整個(gè)紅外遙控制作的過(guò)程中培養(yǎng)了我的耐性和刻苦鉆研的精神。通過(guò)