无线遥控门铃

无线遥控门铃 ? ? ? ? 第1章 绪论 ................................................................................................................................... 1 ? 1.1 无线遥控系统的发展现状 ............................................................................................ 1 ? 1.2 红外遥控开关的设计流程 ............................................................................................ 1 ? 1.2.1 总的设计流程 .................................................................................................... 1 ? 1.2.2 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 选择流程 .................................................................................................... 2 ? 第2章 红外遥控开关调频发射/接收系统设计 .......................................................................... 4 ? 2.1 红外遥控系统的工作原理 ............................................................................................ 4 ? 2.1.1 红外线的特性 .................................................................................................... 4 ? 2.1.2 红外遥控系统组成 ............................................................................................ 4 ? 2.2 红外遥控开关的硬件设计 ............................................................................................ 7 装 2.2.1 设计思路 ............................................................................................................ 7 ? 2.2.2 红外发射电路的设计 ........................................................................................ 7 ? 2.2.3 红外接收电路的设计 ........................................................................................ 8 ? 第3章 设计 总结 初级经济法重点总结下载党员个人总结TXt高中句型全总结.doc高中句型全总结.doc理论力学知识点总结pdf ......................................................................................................................... 10 ? 参考文献 ................................................................................................... 12 ? 附录：红外遥控开关系统总电路图 ........................................................................................... 11 订 ? ? ? ? ? 线 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? - I - 1 1.1 ? ? 随着科技的日益发展，人们对近距离的现场遥控以及无线通信的技术指标? ? 要求越来越高，尤其是在模拟锁相环集成电路和传感器技术的巨大进步下，大? ? 大加速了这个进程。目前无线产品在各个领域中已相当普遍的被使用，但大多? 都存在着很大的局限性，如：电路繁杂，计算难度大且多数运用的是模拟电路。? ? 这不仅使其抗干扰能力差、准确度低，也加剧了电路的调试和维护难度。于是? ? 越来越多的遥控系统和数据通信系统引入了不可见的红外线作为传输媒介进行? ? 通信，组成了无线红外遥控系统。红外遥控是一种无线、非接触控制技术，具装 ? 有信息传输可靠、抗干扰能力强、安全度高、功耗低、成本低、易实现等显著? [1]优点，是目前应用最为广泛的一种通信和遥控手段。 ? ? 红外线遥控不具有像无线电遥控那样可以穿过障碍物去控制被控对象的能? 订 力，属运用红外线的发射和接收原理为基础的遥控技术。由于红外线为不可见? ? 光，因此对环境影响很小，再由红外光波的波长远小于无线电波的波长，所以? ? 红外线遥控不会影响其他家用电器，也不会影响临近的无线电设备。所以，在? 设计家用电器的红外线遥控器时，不必像无线电遥控器那样，每套(发射器和接线 ? 收器)要有不同的遥控频率或编码(否则，就会隔墙控制或干扰邻居的家用电器)。? ? 所以同类产品的红外线遥控器，可以有相同的遥控频率或编码，而不会出现遥? ? 控信号“串门”的情况。这对于大批量生产以及在家用电器上普及红外线遥控提? ? 供了极大的方便。红外遥控开关作为以红外线为传送信息媒介的短距离无线遥? ? 控控制电路，具有准确度高、速度快、既方便又实用等诸多的优点。它可以方? 便地达到让你随意操纵开关之目的，解决了在黑暗中摸索墙壁开关或重新布置? ? 房间时由于传统墙壁开关位置固定所带来的烦恼，因而有很大的推广和使用价? [1]值。 1.2 1.2.1 总设计流程图如图1所示 开始 确定方案 ? ? ? ? ? 设计红外发射电路设计红外接收电路? ? ? ? ? ? ? 电路调试? 装 1 ? ? 1.2.2 ? ? 设计方案 关于薪酬设计方案通用技术作品设计方案停车场设计方案多媒体教室设计方案农贸市场设计方案 选择流程如图2所示 ? 订 论证方案可行性确定最终方案提出方案? ? 2 ? ? 提出方案 ? 方案（1） 线 ? 用专用的LM567锁相环电路作为红外遥控接收电路的核心部分。将接收到? ? 的红外信号放大后送LM567组成的锁相电路进行正交相位检测，然后又对其进? ? 行放大并锁相，之后在LM567的输出端口输出低电平。其原理框图如图3所示。 ? ? LM567红外接收红外发射电路键盘电路? 电路? ? 3 1 ? 方案（2） ? ? 代码是用按键组成的键盘电路产生，然后施密特触发器对按键信号进行整 形所得，编码和调制用89C2051单片机的定时器将按键信号调制在38kHz的载 波信号上，然后通过功率放大后通过红外发射管发射出去。接收电路用红外线 接收二极管实现光电转换，然后用高频模拟锁相环进行信号解调，解调后的串 [3,4]行数据送单片机进行解码，同时实现对后续电路的控制功能。其流程框图如 [3,4]图4所示。 单片机电路红外发射电路键盘电路 ? ? ? 解调电路红外接收电路调制电路 ? ? 4 2 ? 方案论证 ? ? 方案1中采用专用电路作为红外接收电路的核心，其电路简单，抗干扰能? ? 力强，编码调制全部用硬件实现，各部分电路相互独立，设计调试与维修比较? ? 简单，成本低，组装方便，易于推广。 ? 装 方案2中利用89C2051单片机对信号进行编码、解码，同时用单片机的定 ? 时器将信号进行调制，需用软件完成，其编程不但工作量大，而且要求也较严? ? 格，尤其是高频信号，程序稍有差错便会使接收部分不能正常工作，成本也比? ? 较高。 订 ? 综上所分析，我们采用方案1。 ? ? ? ? 线 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 2 / 2.1 红外遥控系统的工作原理 ? ? 2.1.1 ? 红外线是介于微波和可见光之间的一种特殊电磁波，其波长为0.76um～? ? 1000um，波谱范围宽。红外线通常可分为近红外、中红外和远红外三个区，它? ? 既具可见光的一些特性，又具微波的某些特性。红外线是一种看不见的光线，? ? 因其在整个电磁波谱中处在可见光——红光的外侧而得名。借助于红外线具有? ? 直线传播的特性，利用红外传感器具有灵敏度高、响应速度快等性能，同时也? 利用许多专用芯片具有结构紧凑、可靠性高、数据处理能力强、速度快、功耗? 装 小、成本低的特点，可以制作灵敏度高、抗干扰性能优良的红外遥控装置。实? ? 际上，凡是温度高于绝对零度的物体，均会片刻不停地发射出红外线，并且其? ? 发射红外线的强度与温度有关，即温度越高，发出的红外线的强度就越强。基? 订 于以上红外线的种种特点，再加上红外线遥控装置电路设计制作容易、成本低，? 因此像红外线遥控、红外线加热、红外线通信、红外线摄像、红外线医疗器械? ? 等诸多红外产品的应用都十分广泛。 ? ? 2.1.2 线 ? 常用的红外遥控系统一般分红外发射部分和红外接收两个大部分。 ? ? 红外遥控系统的发射电路是采用红外发光二极管来发出经过调制的红外光? ? 波。红外遥控接收电路由红外接收二极管、三极管或硅光电池组成，它们将红? ? 外发射器发射出的红外光转换为相应的电信号，再送后置电路中。 ? 发射部分的主要元件为红外发光二极管，它实际上是一种比较特殊的发光? ? 二极管，因其内部材料和普通发光二极管材料不同，多用砷化镓或砷铝化镓等? ? 半导体材料制成，所以在红外发光二极管两端施加一定电压时它发出的不是可? 见光，而是红外线，并且砷铝化镓材料的红外发光二极管的发光效率要高于砷 化镓材料的红外发光二极管。目前我们生活中所大量使用的红外发光二极管发 出的是波长为940mm左右的红外线。大多数的红外发光二极管（如SE303.PH303) 的外形与普通发光二极管LED相似（一般有圆形和方形两种），只是在颜色上 有所不同，红外发光二极管一般有黑色、深蓝、透明三种颜色。由于红外发光 二极管的发射功率一般都较小（100mW左右），所以在红外接收二极管接收到 的信号比较微弱，因此一般就要增加高增益放大电路。 常用的红外发光二极管管压降约为1.4V，工作电流一般小于20mA。电路 ? 回路中常常串有限流电阻，以适应不同的工作电压。 ? 从红外发射部分发射出的红外线，其所能达到红外接收部分的距离（有效? ? 控制距离）与红外线的发射功率成正比。为了增加红外线的有效控制距离，红? ? 外发光二极管需要工作在脉冲状态。在脉冲状态下，我们只要尽量的去压缩脉? ? 冲的宽度T，来减小脉冲的占空比（一般家用电器红外遥控装置的占空比是? ? 1/10～1/3），就能实现增加红外光发射距离的目的。 ? 常见的红外发光二极管，其功率分为小功率(1mW～10mW)、中功率? ? （20mW～50mW)和大功率（50mW～100mW以上)三大类。要使红外发光二极装 ? 管产生可调制光，只需在驱动管上加上一定频率的脉冲电压。另外，如果想要? ? 进一步增加红外发射电路的作用距离，可以采用双管红外发射电路，以此来提? ? 高整体红外发光二极管的发射功率。常用红外发光二极管如图5所示。 订 ? ? ? ? ? 线 ? ? ? ? 5 ? 常用红外发光二极管参数 ? ? 最大正向电流 6 mA ? ? 最小反向电压 0 V ? 最大正向压降 10 mA ? ? 最大正向压降 1.4 V ? 最小输出光功率 3 V 最小输出光功率 20 mA 有效控制距离 3～10 m 而在红外接收部分的红外接收管是一种光敏二极管，这种光敏二极管有一 个很大的特点——只对红外光线有敏感作用。另外，要使它在实际应用中正常 的工作，必须在红外接收二极管的两端加反向的偏置电压，更具体的说，也就 是红外接收二极管在电路中应用时是反向运用，这样才能获得较高的灵敏度。 目前，在接收运用了调制原理的红外遥控发射部分发射出的红外信号时， ? 我们通常采用专用的一体化成品红外线接收头来进行解调。成品红外线接收头? 的封装大致有两种：一种采用铁皮屏蔽；一种采用塑料封装。均有三只引脚，? ? 即电源正（VDD）、电源负（GND）和数据输出（VO或OUT）。一体化红外线? ? 接收头将红外接收二极管、低噪音放大器、限幅器、带通滤波器、解调器以及? ? 驱动电路等集成在一起。具有体积小、灵敏度高、外接元件少、抗干扰能力强、? [5.6]? 使用方便等诸多优点。 ? 在使用成品红外线接收头时应注意，成品一体化红外线接收头频率的选择? ? 要与红外发射部分使用的晶振频率匹配。在一般的红外遥控系统中，发射部分装 ? 所使用的晶振频率一般为455kHz，再经过发射端时要对晶振进行整数分频（分? ? 频系数一般取12），得到的常用的红外线接收头的载波频率为38kHz。常用红外? ? 接收头如图6所示。 订 ? ? ? ? ? 线 ? ? ? ? ? 6 ? 常用红外接收头（管）的主要参数 ? ? 工作电压 4.8～5.3 V ? ? 工作电流 1.7～2.7 mA ? ? 接收频率 38 kHz ? 峰值波长 980 nm 输出低电平 ?0.4 V 红外发射器件和红外接收器件的配套使用，就组成了一个红外线遥控系统。 2.2 红外遥控开关的硬件设计 2.2.1 总体框架图如图7所示 红外信号 ? ? 振荡电路驱动电路一体化接收信号放大转化 ? ? ? ? 执行电路? 红外接收红外发射? ? 7 ? ? 1）红外发射电路：将发射信号放大，并转换成红外光信号发射出去，发射 ? 管采用SE303。 ? 装 2）红外接收电路：将所接收到的红外光信号经过一系列的转换，得到所需? ? 要的电信号。 ? ? 2.2.2 ? 订 红外发射电路如图8所示，其由放大电路和红外发射管组成。图中，U、2A? ? U为隔离级，其作用是减小发射时的大电流对震荡级的影响；Q、Q组成复3A12? ? 合三极管，对发射信号进行电流放大，红外发光二极管（MLED81）DS1和DS2 ? 的工作电流为（200~300mA）。工作时，开关S闭合，流经发光二极管的电流线 ? I=IQ1+IQ2?IQ1，当U输出为高电平V时，Q、Q导通，红外发光二极管3AOH12? ? [7.8]工作，当U输出为低电平V时，Q、Q截止，红外发光二极管不工作。 3AOL12? ? s SR4+3v? VCC10k? C3C40.1uf0.1uf? DS1DS2 ? ? U1U2U2? R3Q1NPN15k? R1C110kNORNORNORQ20.5uf? NPNR2C210k0.5uf 8 2.2.3 1）红外接收电路如图9所示 1 U2GND 2OUT+3+5V 红外接收头R3? 10k? R410K? LED? C1U10.5uf34? INVCCC216OUTCAP? 0.1uf25LOOPRES? C378GNDOUT? LM567H? 0.1uf ? R2R1? 4.7K10K? C4? 0.1uf 装 9 ? 2) 红外接收部分工作原理 ? ? LM567电路主要参数： ? ? 频率：0.01kHz～500kHz，输入电压要求大于20mV，电源：直流5V～9V，订 ? 1f,? 1.1RC8脚输出电流100mA。固定振荡频率： ，若IN端口的频率F =F，if? ? 则8脚的逻辑输出由高电平变为低电平（LM567工作原理如图10所示）。 ? 线 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 10 LM567 LM567是一片锁相环电路，所采用的是8脚直插封装模式。在图10电路中， 5脚和6脚的电阻和电容决定了其内部压控振荡器的中心频率。1脚和2脚分别 通过一电容器与地相连而形成输出滤波网络和环路单极低通滤波网络。2脚所接 电容决定了锁相环的捕捉频带，且带宽与电容成反比例。1脚所接电容的容量应 ? 该至少是2脚所接电容的2倍。3脚是输入端，其要求输入信号要大于25mV。 ? 8脚是逻辑输出端，其内部是一个集电极开路的三极管，所允许最大电流为? ? 100mA。LM567的工作电压为4～9V，工作频率从直流到500kHz。静态工作电? ? 流为8mA。 ? ? LM567的内部电路和它工作过程非常的复杂，其基本功能简述如下：当器? ? 件第3脚输入幅度频率在器件带宽内且大于25mV的信号时，第8脚（OUT） ? 的逻辑输出就会由高电平变为低电平；第2脚输出经过频率/电压就换的音频信? ? 号；如果在器件的第2脚输入音频信号，则在第5脚输出受2脚输入音频信号装 ? 调制的调频方波信号。在图10的红外接收电路中我们仅利用了LM567接收到? ? 相同频率的载波信号后8脚电压由高变到低这一特性，来完成对后续电路的控? [9,10]? 制。 订 ? 我们将一体化的红外接收头频率调制到与红外发射部分的晶振频率相同， ? 那么当红外线接收头接收到红外发射电路发射出的红外信号，再经接收头解调? ? 后，在8脚（OUT）就输出同频信号，接着LM567电路便开始工作，其8脚输? 线 出便会由高电平变为低电平，此时接在8脚的LED就会发光。 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 3）系统流程如图11所示 初始化 红外发射电路开关S闭合 ? ? ? Q1、Q2导通 ? ? ? 发射红外光信号 ? ? ? ? 接收红外光信号 ? ? ? LM567电路开始工作 装 ? ? LED发光 ? ? ? 结束 订 ? ? 图11 系统流程图 ? ? ? 线 3 ? ? ? 本设计论文出之于所学专业的特点与自己的业余爱好，并在邢笑雪老师的? ? 精心指导下完成。论文的思路是针对目前传统开关使用不便，加之市面上大多? ? 遥控开关成本比较高的现状，而提出的一种使用方便、成本低廉的红外遥控开? ? 关的设计。 ? ? 本设计采用红外发射和接收的方式，保证了信号传输的可靠性，并且控制? 简单、实施方便、成本低廉。通过接收发射端的控制信号，在接收部分实现了? 相应的控制。在红外接收电路中运用LM567专用电路，达到了控制准确的目的。 通过开发实验和现场应用证明，本设计性能良好，工作可靠，完全可以用于各 种家用电器的遥控控制。本电路适合的遥控距离在10m以内。如要达到更远距 离的遥控，可以增加驱动电路的电流驱动能力，且选用大功率的红外发射管和 接收管，也可以对接收到的红外线信号进行一定的聚焦处理，使较分散的红外 光束能聚焦于一个较小的面积，以提高接收功率，或采用专用的功能较强的红 外接收头，来增强接收效果。 ? ? 附录：红外遥控开关系统总电路图 ? ? s ? SR4+3vVCC? 10kC3C4? 0.1uf0.1ufDS1DS2? ? ? U1U2U2R3Q1? NPN15kR1C1? 10kNORNORNORQ20.5ufNPN? R2C210k装 0.5uf? ? ? ? ? 订 1? U2? GND 2OUT+3+5V? ? 红外接收头R3? 10k线 R4? 10KLED? C1U1? 0.5uf34INVCC? C216OUTCAP? 0.1uf25? LOOPRES ? C378GNDOUT? LM567H0.1uf? ? R2R1? 4.7K? 10KC4? 0.1uf