基础工程设计(论文)说明书
题 目: 红外遥控器 院 （系）： 专 业： 学生姓名： 学 号： 指导老师：
年 月 日
摘 要
红外遥控技术是一种利用红外线进行点对点通信的技术，其相应的软件和硬件技术都已比较成熟。它是把红外线作为载体的遥控方式。由于红外线的波长远小于无线电波的波长，因此在采用 红外遥控方式时，不会干扰其他电器的正常工作，也不会影响临近的无线电设备红外遥控是利用波长为0.76μm-1.5μm之间的近红外线来传递控制信号的。
本次设计的红外遥控器是一个由PT2262产生地址代码，由红外发射管发射，再由红外接收管接收，使用数电和模电的知识设计红外解码器。 关键词：红外；PT2262；74HC595；LM324；NE555
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目 录
引言…………………………………………………………………………4 1.设计任务及要求…………………………………………………………………4 2. 系统设计模块论述与设计………………………………………………………4 2.1 系统框图…………………………………………………………………………4 2.2 设计思路…………………………………………………………………………4 2.3 设计步骤 ………………………………………………………………………4 2.4 设计过程…………………………………………………………………………4 3.电路板制作过程 …………………………………………………………………8 3.1原理图绘制…………………………………………………………8 3.2 PCB的绘制………………………………………………………………8 3.3总板的制作………………………………………………………………8 4.电路的调试 ……………………………………………………………………8 4.1调试仪器…………………………………………………………8 4.2调试方法和过程………………………………………………………………8 4.3调试所遇问题……………………………………………………8 5. 测试结果…………………………………………………………9 6. 改进意见…………………………………………………………9 7. 总 结…………………………………………………………9 参考文献………………………………………………………………9 附 录…………………………………………………………………10
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引言
课程设计是理论联系实际的重要实践教学环节，是对学生进行的一次综合性专业设计训练。本次课程设计主要注重的是电子电路的设计、仿真、安装、调试、印制电路板等综合于一体的一门课程，意在培养学生正确的设计思想方法以及思路，理论联系实际的工作作风，严肃认真、实事求是的科学态度,培养学生综合运用所学知识与生产实践经验，分析和解决工程技术问题的能力。作为一名大学生不仅需要扎实的理论知识，还需要过硬的动手能力，所以认真做好课程设计，对提高我们的动手能力有很大的帮助做到。
本次课设采用PT2262集成芯片做红外发射器，配上纽扣电池，方便携带。利用LM324一个运放来放大红外信号，增加接收距离。用两片NE555做成单稳态触发器和多谐振动器，实现红外代码的接收，用3片74HC595直接解码，可以直观红外代码的数据，再用与门选通特定的有效地址，实现发射4个控制命令，红外接收电路接收到信号并解码用4个LED指示。
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1．设计任务及要求
设计任务：设计并制作红外发射器和红外接收解码器。 设计要求：
1) 红外发射器能发射一连串的红外代码，并能够发射4个控制命令 2) 红外接收器能接收信号并进行解码，用4个LED显示
2. 系统模块论述与设计
1) 红外发射器
2) 红外接收器
3V纽扣电池 供电 红外发射电路 按键 地址码 5~9V电源 红外接收电路 2.5ms单稳态触发电路 40ms多谐振动器触发电路 解码模块 地址码 有效地址显示模块 3 课程设计报告 第 4页 共12页
2.2设计思路：
1）关于红外发射模块的设计思路：
PT2262有最多可达12位的三态（悬空、接高电平、接低电平）地址管脚，可提供531441（或312）种地址码，由此大大减少了地址码冲突的可能性，提高了抗非法代码扫描的能力。而且当代码是“0”时有25%的脉冲，当代码是“1”有75%的脉冲，发送完一组代码以后，会产出一个8倍周期的低电平，可以根据这个特征设计解码模块。
2）关于红外接收模块的设计思路：
用运放放大红外接收信号，可以增大接收的距离，当有信号时，单稳态触发器产生一个时间和代码周期的50%时间一样的脉冲，脉冲结束时触发74HC595的时钟脉冲，开始读入数据。并且设置若产生一个4~8倍周期的低电平，则产生一个锁存信号，将数据显示。产生的24个数据就是地址码+按键的数据码，通过与门和非门判断正确的地址，若地址正确，则将按键的数据码显示出来。 2.3设计步骤：
1）设计PT2262产生红外代码电路，代码周期为5ms； 2）设计NE555脉冲电路，产生时间间隔30ms的脉冲； 3）设计NE555单稳态触发电路，触发时间是2.5ms； 4）设计用LM324红外接收电路； 5）设计3片74HC595串联显示地址电路；
6）设计二极管和三极管搭建8路与门和非门电路，进行符合地址显示电路；
2.4设计过程：
1）PT2262产生红外代码电路
图2 红外代码电路
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参数选择：
本次要求PT2262的周期为5ms，选用ROSC的电阻值为12M
该设计可以起很好的节能作用，只有在按键的时候才会耗电，平时直接断电 2）NE555脉冲电路：
图3 NE555脉冲电路
参数选择：
本次要求NE555输出的周期为30ms左右，故此需要计算相关参数才能设计出满足周期为30ms的电路。
输出信号的时间参数是：T=T1+T2,T1=0.7(R1+R2)C,T2=07R2×C；
根据上述公式计算：若要使输出信号的周期为30ms，设置参数应该如下：R1=2.2K R2=3.3K C2=10uf ，并且电容上短接个三极管，可以在有信号时防止触发。 3）NE555单稳态触发电路：
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图4 单稳态触发电路
参数选择：
由于电容误差较大，R2串联一个可调电阻，计算时间公式Tw=1.1RC。
4）LM324红外接收电路：
图5 LM324红外接收电路
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参数选择：
红外接收管的串联电阻为10k，根据实验，其稳定性最好，并且有良好的接收距离。 可调电阻可以调节红外接收的灵敏度。 5）设计3片74HC595串联显示地址电路：
图5 74HC595串联显示地址电路
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6）二极管和三极管搭建8路与门和非门电路，进行符合地址显示电路；
图6 符合地址显示电路
3 电路板制作过程
本电路板的原理图和PCB用DXP2004绘制。 3.1原理图绘制
具体绘制步骤不详述，成图见附录。绘制过程需注意以下几点： 1） 用DXP绘图时，用适当的网络标记较好，这样便于阅读和检查；
2） 在绘制芯片时要选择合适的封装，与实际的元件想配合（这点非常重要）； 3） 在元件的命名上要有可读性。
3.2 PCB的绘制
PCB的绘制需注意以下几点：
1） 元件的布局尽量按照原理图的位置，这样便于调试时检查电路和便于布线； 2） 布线之前注意设置线宽和焊盘大小（本人的设置为：线宽0.83mm；焊盘2mm）； 3） 本设计线路采用手工布线，要注意使线与线之间，线与焊盘之间有足够的间距，线不能从两个焊盘之前穿过。
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3.3总板的制作
制作流程：打印，熨板，腐蚀，打孔，焊接。 此过程要注意以下几点：
1）本次制作的是单面板，用熨板时要受力均匀，使纸张平整地贴在电路板上； 2）腐蚀的时候要注意腐蚀液的配置，千万不要太浓，不然会把线也腐蚀掉； 3）打孔时速度不要太快，否则电路板容易裂开，此外要注意根据元件封装选用大小
合适的钻针；
4）在擦掉线路的碳后注意检查有无线短和涂上松香； 5）焊接后注意用万用表检查是否焊上，并检查是否焊接完。
4. 电路的调试
4.1调试仪器
需要用到调试的仪器有：示波器，万用表，直流电源（接5V） 4.2调试方法和过程
1）芯片先不要插上芯片槽，将板子接上电源，用万用表测芯片的管脚，看其电压是否合适芯片工作；
2）断开电源，将芯片正确地插上板子； 3）接上电源。
4.3调试所遇问题及原因
1）接入电源，555不起振。原因：有些线断路了；解决方法：对照PCB图，用万用表把管脚接VCC或GND短接，看万用表是否发出报警信号。若发出报警信号，则没有断路，否则则为断路。
2）红外接收管灵敏度会改变。原因：红外受环境影响较大，比如日光；解决办法：在红外接收管上套上黑色热缩管，减少干扰。
3）NE555单稳态输出的脉冲信号不是2.5ms。原因：参数不匹配。解决办法：调节滑动变阻器，对照示波器，看输出的脉冲周期是否符合2.5ms。
5. 测试结果
按下按键时，LED能准确显示代码，并且只有在地址符合的情况下，按键对应的LED才会亮。
6. 改进意见
1）本电路的布局还是有点小问题，如开关不要放置在太靠近芯片的位置，一些元件不要靠得太近。
2）板子的焊接不够好，有许多虚焊的地方，在调试的时候麻烦较大。 3）腐蚀液浓度不高，电路板腐蚀过久，致使油墨脱掉，电路有些地方断路。 4）电路没有加锁存电路，显示的效果会有时会不稳定。
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7. 总 结
通过本次课程设计，我熟悉的了一个电路设计作品的整个制作过程，现在针对这个制作过程的每一个步骤做如下总结：
1） 在电路图设计时要考虑到元器件的使用个数，参考市场价格做出既便宜又能实现设计要求的设计；
2） 在画PCB时要了解元件实际的管脚图，方便腐蚀和焊接；
3） 在焊接完检查线路时，可拿出自己的原理图，用原理图对照板子顺着自己的设计思路检查，这样可以保证板子的焊接无误；
4） 调试的时候不要急躁，出现问题要分析现象再估计错误，接着验证解决。如，要是电路板不计数，那可能是由于芯片不能正常工作，这时就要对每个芯片进行测量，看其是否都工作在工作电压下；如果是只计数，没有达到原设计的进制计数，那可能是电路的反馈没有起作用，此时则需一步步检查自己的反馈电路
除此之外，我认识到了细心的重要和耐心的可贵。本人设计的电路板也是到最后才调试出来，没完就不要放弃，这可以说是成功的关键。
参考文献
[1] 阎石.数字电子技术基础（第五版）[M].北京：高等教育出版社，2007. [2] 周巍，黄雄华.数字逻辑电路[M]成都：电子科技大学出版社，2009. [3] 康华光.电子技术基础（第五版） [M].北京：高等教育出版社，2011
[4] 赵景波，徐江伟，施敏敏，陈松柏，电路设计与制版—protel 2004.[M]北京：人民邮电出版社，2009.
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附录
图1 发射器原理图
图1 发射器PCB图
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图2 接收器原理图-1
图2 接收器PCB图-1
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图3 接收器原理图-2
图3 接收器PCB图-2
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元件清单
序 号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17
合计 名 称 数 量 单 价 备 注 NE555 LM324 PT2262 纽扣电池 可调电阻 10K 电容 104pf 电容 10uf 2 1 1 2 3 4 2 二极管1N4007 18 74HC595 红外发射管 红外接收管 LED 三极管s9013 杜邦线 电阻470欧 电阻10k 3 1 1 30 14 6 40 5
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