现代电子技术实验

现代电子技术实验

红外遥控发射、接收系统红外遥控发射、接收系统现代电子技术实验

设计任务设计任务

设计方案设计方案

单元电路设计单元电路设计

系统调试系统调试


红外遥控发射、接收系统红外遥控发射、接收系统



设计一个红外遥控发射、接收系统，要求系统设计一个红外遥控发射、接收系统，要求系统具有下列功能：具有下列功能：（（ 11 ）控制系统具有一个发射装置和一个接收）控制系统具有一个发射装置和一个接收装置，接收装置中具有装置，接收装置中具有 44 个开关控制的设备。个开关控制的设备。（（ 22 ）遥控距离应大于）遥控距离应大于 5m5m 。。（（ 33 ）设遥控系统的载波频率为）设遥控系统的载波频率为 40KHz40KHz 。。






系统的组成框图系统的组成框图

电路功能简介电路功能简介








系统的组成框图系统的组成框图 ::

键盘及其代码

编码脉冲调制振荡

红外发射

红外接收

解码译码控制1

控制4

··

···






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键盘及其代码产生电路键盘及其代码产生电路它产生表示控制信号的它产生表示控制信号的 BCDBCD 代码代码编码电路编码电路对控制信号代码和地址代码进行编码，并转换成对控制信号代码和地址代码进行编码，并转换成

串行发送数据；串行发送数据；调制振荡电路调制振荡电路它产生频率约为它产生频率约为 40KHz40KHz 的振荡信号，并由发送的的振荡信号，并由发送的

数据对其进行脉冲调制，形成发射信号；数据对其进行脉冲调制，形成发射信号；

电路功能简介电路功能简介 ::



继续继续







红外发射电路红外发射电路它将发射信号放大，并转换成红外光它将发射信号放大，并转换成红外光信号；信号；红外接收电路红外接收电路它将接收到的红外信号转换成电信号，它将接收到的红外信号转换成电信号，并放大、解调出串行数据；并放大、解调出串行数据；

解码电路解码电路它将接收到的串行数据转换成控制代码它将接收到的串行数据转换成控制代码






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键盘及代码产生电路键盘及代码产生电路编码电路编码电路

编码调制及红外发射电路编码调制及红外发射电路

红外接收电路红外接收电路

解码电路解码电路

译码与控制电路译码与控制电路系统调试系统调试






• 键盘及代码产生电路

图中 S1~S8 表示 1~8 路控制信号的按键开关，按下时产生有效电平

（低电平）。当键未按下时， S1~S8 与 S10~S17 分压器使键盘输出

端为大于 3.5V 的高电平 ViH ，当有键按下时，则该键所连的输出

端产生低电平送编码器 74HC147 ，同时在 TE 端得到 0.7V 的低电平。

74HC147 是 BCD 码优先编码器，将有效的输入键值变成 BCD 反码，

经非门后输出 BCD 码。返回返回







• 编码电路


编码电路由集成编码器 MC145026 外接 RC 元件组成，其中， A1~A5 是地址线， A6/D6 ~ A9/D9 是地址数据复用线， MC145026 可对 9 位并行输入数据进行编码，并在收到传输启动信号 TE 时输出串行数据。 TE 为低电平时，器件开始启动传输赛程； TE 为 1 时，器件被阻塞而无输出信号，输出端为“高阻”状态。 DOUT 为数据输出端，送出经过编码的串行数据。 RS 、 CTC 和 RTC 是内部振荡器的外接元件，产生电路的振荡频率信号。返回返回







• 编码调制及红外发射电编码调制及红外发射电路路

编码信号还必须调制到高频率的载波上才能发射出去，以提高传输的抗干扰能力。图 (a) 是调制电路的工作波形，当编码信号 A 为高电平时，振荡器工作，输出 40KHz 的载波信号；当 A为低电平时，振荡器不工作，输出低电平。调制后的信号经门电路隔离、放大后由红外管MLED81 发送出去。图 (b) 表示了编码调制与发射电路，其中红外管的工作电流为 200 ~ 300mA 。

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红外遥控发射、接收系统红外遥控发射、接收系统 • 红外接收电路红外接收电路

红外接收电路接收红外光信号并将其转换成串行代码。电路由专用的集成红外接收芯片CX20106 及外接 R、 C元件构成。由红外接收管 PH3028 接收的光信号经 CX20106 进行限幅放大、带通滤波、解调和信号整形，由 CX20106 的第 7 脚输出。外接电阻 R1 、 C1 的大小决定 CX20106 中前置放大级的增益。滤波器中心频率由 R2 调节。 C3 为检波电容。

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解码电路采用与 MC145026 编码器配套的 MC145027 解码器实现，外接和组成的电路用于判断接收的脉冲是宽脉冲还窄脉冲，调整 R1C1 ，为 1.72× 编码器时钟周期。R2,C2 组成的电路用于检测接收到的末位信号，使 R2,C2 等于 33.5× 编码器的时钟周期。此时间常数用于判断输入保留低电平的时间是否已达到了 4 个数据周期，若达到，则由数据提取电路将提取到的低电平传送到控制逻辑电路，使有效传输输出端 VT为低电平并终止传输。。

• 解码电路

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• 译码与控制电路译码与控制电路

从解码电路输出的是 4 位二进制控制代码，还要经译码控制电路变换为与发射装置对应的 8 个控制信号去驱动 8 个被控设备。在图中译码控制电器线 -10 线译码器 CC4013 的双 D 触发器去驱动被控的发光二极管。

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红外遥控发射、接收系统红外遥控发射、接收系统系统调试系统调试

电路调试通常是按照信号传输的顺序追踪信号进行调试，输入信号可以是实际信号，也可以用开关、信号发生器的输出等模拟输入信号。

编码电路编码电路

接收电路接收电路

整机调试整机调试

键盘及代码产生电路键盘及代码产生电路

脉冲调制电路脉冲调制电路系统调试系统调试






• 键盘及代码产生电路键盘及代码产生电路

分别按住 S1~S8 使 74HC1

47 的一个输入端为低怦，用万用表或示波器测出对应的 BCD 码逻辑电平

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• 编码电路编码电路

先调整电阻 RP 使（ 1

2 ）脚的时钟频率到设计值；然后按一个编码键如S1 ，用示波器测输出波形DOUT

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• 脉冲调制电路脉冲调制电路

先断开编码信号，调制载波频率到设计值；然后连接编码开关并使 S1 有效，测试载波调制后的波形

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• 接收电路接收电路

先调定接收电路的增益、接收中心频率。用信号源从 CX20106 第①脚送入 4

0KHz 、峰 - 峰值 0.2mV 的信号，测得⑤脚的输出，计算其增益应大于 70dB 。调节 R2 ，当输入信号幅值不变、频率在 30KHz 到 50KHz 之间变化，使输出电压在 40KHz 的频率下为最大

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• 整机调试整机调试先将发射装置与接收装置直接连机进行调试，即将编码器 MC145026 的（ 15 ）脚输出 DOUT ，与接收装置 MC145027 的输入⑨脚连接，按各编码键观察相应各发光二极管的亮 / 灭情况。然后作无线联调。如果遥控距离不够，可增大红外发射管的电流，用多个红外管串联以增强红外光。也可以在将接收红外管并联以增大接收灵敏度。还可以检查发射载波频率与接收装置带通滤波的中心频率是否一致。

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