红外遥控开关课程设计论文

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1、个人收集整理 勿做商业用途电子课程设计报告题目：红外遥控开关的设计专业班级：电气工程及其自动化姓名：爱丽丝时间：2013.5.13 - 2013.5.24指导老师：周杰伦蔡依林完成日期：2013年5月24日红外遥控开关的设计任务书1设计目的与要求 设计一个红外遥控开关控制电路，要认真并准确地理解有关要求，独立完成系统设计，要 求所设计的电路具有以下功能：(1) 采用红外遥控发射和接收；(2 )遥控距离要大于 6 米；(3)采用锁相环等实现红外遥控操作的加密；(4) 输出负载可以为日光灯、白炽灯。2设计内容(1) 画出电路原理图，正确使用逻辑关系 ;(2) 确定元器件及元件参数；(3) 电路仿真

2、；(4) SCH文件生成与打印输出；(5) PCB文件生成与打印输出。3编写设计报告写出设计的全过程，附上有关资料和电路图，有总结体会。4答辩在规定时间内，完成叙述并回答问题 .目录1 引言 12 总体设计方案 12.1 设计思路 12。2 总体设计框图 22。2。1 发射器电路的设计框图 22。2。2 接收电路的设计框图 23 设计原理分析 23。1 红外遥控发射器的工作原理（附录 1） 23。1。1 多谐振荡器 23。2 红外接收电路的工作原理 （附录 2） 33.3 锁相环电路 44. 调试与仿真（附录 3） 45。总结与体会 5参考文献 5附录 1 红外遥控开关发射原理图 6附录 2

3、红外遥控开关接收原理图 7附录 3 红外遥控开关发射仿真图 8个人收集整理 勿做商业用途红外遥控开关的设计摘要：红外遥控开关具有灵敏度高、 抗干扰性能好等特点， 其遥控距离为8m以上，可用于控制灯具、 电风扇、排风扇等家用电器。红外遥控开关是无触点电子开关，不产生电火花，安全、方便、在可 燃气体等场所使用尤为安全； 本设计使用可控制1。5kHz的红外遥控开关，该红外遥控开关除有电源 部分 , 红外遥控的发射接收部分， 解码与控制部分， 执行电路还特别设计了利用锁相环实现加密的功 能。另外，由于使用的器件以及电路的性能都较好 ，它的抗干扰性也是很好的，特别适用与对发射和 接收要求高的场合。关键词

4、： 红外遥控开关 发射器 接收器 555 多谐振荡器 锁相环电路 隔离保护电路1 引言红外遥控开关是无触点电子开关，不产生电火花，安全、方便、在可燃气体等场所 使用尤为安全；用电视机的遥控器就可以实现开关操作 ， 在小家电领域具有广泛的实用 价值。随着人民生活水平进一步的提高 ， 各种家用电器设备也随之进入千家万户，一些 家用电器开关在使用的时候非常麻烦 ， 为了方便大家使用，现在社会上也设计出了各种 各样的控制开关 ， 其中包括红外遥控开关，红外遥控是目前家用电器中用得较多的遥控 方式。我们这个设计既具有红外遥控的一般通用特性，也设计了一种具有自己独特性能 的部分，那就是采用锁相环加密的功能

5、 ，让人们更好的使用家用电器 . 以下介绍红外遥控 的特点：它不影响周边环境的、不干扰其他电器设备。由于其无法穿透墙壁 ， 故不同房 间的家用电器可以使用通用的遥控器而不会产生相互的干扰：电路调试简单。由于其抗 干扰能力强，操作简单等诸多特点，已经广泛应用于彩色电视机， VCD DVD空调，组 合音响等各种家用电器上，我设计的这个红外遥控开关，不仅是要让人们明白红外遥控 的原理 ， 还要是他们能更深刻的把握电器性能的好坏，相信通过这个设计大家也能对红 外遥控开关的工作院里有进一步的了解 .2 总体设计方案2.1 设计思路红外遥控开关，跟其他传统开关相比，它主要可以实现一键场景，一对一遥控及分

6、区灯光全开全关等管理，就是对住宅内的各种家用电器进行智能管理与控制的开关。并 可以用多种控制方式实现以上功能，最主要的控制方式为无线遥控、定时控制、集中控 制、甚至远程控制等，从而创造舒适、节能、方便、安全、环保的居住灯光效果。红外 遥控系统一般分为发射和接收两个部分，发射部分的主要元件为红外发光二极管， 555 定时器组成的多谐振荡器来充当方波信号发生器 . 接收部分的红外接收管是一种光敏二 极管，因电路设计要求实现加密功能，因此需要使用 LM567构成的锁相环电路，同时还 有光电耦合器组成的隔离电路，主要进行高低压隔离保护。#个人收集整理勿做商业用途2.2总体设计框图2.2.1发射器电路的

7、设计框图图1发射电路框图2.2。2接收电路的设计框图图2接收电路框图3设计原理分析3.1红外遥控发射器的工作原理（附录 1）红外遥控发射器装置原理图如图 6所示,它是以555振荡电路组成的多谐振荡器作 为红外发射管的驱动脉冲发生器。电路通过改变振荡器的工作频率来调节红外发射器件 的工作频率。该振荡器的振荡频率为 1.5kHz ,。在数字电路是我们可以知道，接通电源 后，假定是高点评,则T截止,电容C充电，充电回路是VCC R1-R2C地,按 指数规律上升，当上升到时（TH。端电平大于），输出翻转为低电平.是低电平，T导通， C放电，放电回路为C-R2-T地，按指数规律下降，当下降到时（THo端

8、电平小 于），输出翻转为高电平，放点管T截止，电容再次充电，如此周而复始，产生振荡.由 IC1输出的方波驱动脉冲经R3输入Q1的基极，通过Q1放大后由发射极输出，驱动红外 线发射管LED1,向外发送红外线遥控信号。3o 1.1多谐振荡器多谐振荡器又称为无稳态触发器，它没有稳定的输出状态，只有两个暂稳态。在电 路处于某一暂稳态后，经过一段时间可以自行触发翻转到另一暂稳态。两个暂稳态自行 相互转换而输出一系列矩形波。因此，多谐振荡器可用作方波发生器。-# -个人收集整理 勿做商业用途个人收集整理勿做商业用途下图1、是由555定时器组成的多谐振荡器的电路图和工作波形。KI1：Fci;亡图3多谐振荡器

9、电路tVoc- # -图4多谐振荡器工作波形3.2红外接收电路的工作原理（附录 2）,高低压红外接收电路主要由光电信号转换电路，红外接收放大器，音频译码电路保护电路，执行电路,遥控开关组成如图7所示，D1以及R1构成了光电信号转换电路。 由于红外接收管应与发射管配对选用.BG1和IC2构成红外接收放大器，它可以对接收到 的电信号进行放大 , 限幅，选频，检波及整形处理。音频电路采用具有锁相环中的音频 码集成电路LM567锁相环音频译码电路在可以接收到一定的频率输出端输出的一低电 平触发信号，他要求可靠解码时的输入信号不小于25mV故采用了集成功率放大器LM386获得足够的增益。LM567的中心

10、频率由R5和C7决定。即F=1/1.1R5C7。调节发 生器的W使收发频率一致时，其内部电路工作，将想要的信号解调出来，然后经光电 耦合器送给继电器，从而驱动负载工作，供电电源部分，经过220V的整流滤波之后，输 出12V的直流电压送给驱动端，再经由 7805输出5V的直流电压，加至隔离保护端。其 中光电耦合器，R2 R6 R8构成了高低压隔离电路，JDQA4007、Q1构成了驱动电路,R4、 S1、C4构成负载电路，T、D3 7805以及外围电容构成供电电路。3。3 锁相环电路上述接收电路中的LM567是一个锁相环集成电路，内部包含了相位比较器、压控振 荡器，正交相位检测器以及放大等功能，结

11、合少量的外接元件能完成红外遥控的锁相环 加密功能。即只有当输入信号的频率和电路自身的振荡频率相一致时， 电路输出低电平， 否则输出高电平LM567为锁相环音频译码电路。它在电路中的作用是作选频用，即只有 当输入信号的频率和电路自身的振荡频率相一致时， 电路输出低电平， 否则输出高电平 . 它采用 8 脚双列直插封装，其 5、 6脚外接的电阻和电容决定了内部压控振荡器的中心 频率F,F=1/1.1R5C7。其1、2脚通常分别通过一电容器接地，形成输出滤波网络。2脚所接电容的容量应至少是 2 脚电容的二倍。 3 脚是输入端，要求输入信号大于或等于 25mV。 8 脚是逻辑输出端 , 其内部是是一个

12、集电极开路的三极管，允许最大管电流为 100mA LM567的工作电压为 4。759V,工作频率从直流到 500kHz,静态工作电流为 8M LM567的内部电路及详细工作过程非常复杂，这里仅将其基本功能概述如下：当LM567 的3脚输入幅度25mV频率在其带宽内的信号时，8脚由高电平变为低电平，2脚输 出经频率/电压变换的调制信号； 如果在器件的 2脚输入音频信号 ,则在5脚输出受 2脚 输入调制信号调制的调频方波信号。 个人收集整理，勿做商业用途本文为互联网收集，请勿用作商业用途4. 调试与仿真 （附录 3）个人收集整理勿做商业用途图5放射仿真图5。总结与体会两周的电子设计已接近尾声，通过

13、这次实习我可谓获益匪浅。不但把以前没学好的 知识巩固了一遍,而且还加深了我对电子线路仿真以及 Altium8。3dxp制图软件的运用。 在这次实习中，我抽到的设计题目是红外遥控开关 在日常生活中，我接触红外遥控开 关也挺多的，像家里电视机、空调等的遥控器都采用的是红外遥控开关，但自己对它的工作原理，及其电路组成可以说是一概不知 .这次实习让我们走进生活，了解生活中的 一些家用电器工作的原理，是实习的目的之一.在实习过程中，需要把电路的每一个环节 搞懂,就必须充实自己的知识，我也在学校图书馆接了基本相关书籍进行查阅，同时在 电子网站查阅相关芯片资料以及软件、原件的功能作用为做设计电路准备通过查阅

14、资料，开阔了我的视野，拓展了我的思路，也使我意识到细节的重要性。实习中，加强了我对本专业的了解，把以前遗忘的或者不会的知识从新得到巩固和 了解,在实习过程中，发觉自己对本专业的知识了解甚少，懂得也只还是皮毛罢了。也 认识自己在学习中存在的许多不足的地方，这次实习将以前自己以为不重要的和偷没有学好的知识加强了学习将理论联系到实际的时候，才发现自己需要补充的知识很多.所 以,在以后的学习中，我会努力做到深刻理解每个细节，从而灵活运用所学知识。参考文献：1叶挺秀应用电子学M.杭州：浙江大学出版社，19942 阎石。数字电子技术基础(第三版)M。北京：高等教育出版社，19893 李旭东，宗光华，毕树生，等.生物工程微操作机器人视觉系统的研究J北京航空航天大学学报，2002，28(3): 2492524路 勇。电子电路实验及仿真M .北京：清华大学出版社，2004-# -个人收集整理勿做商业用途2006。5 康华光。电子技术部分（模拟部分）M 第五版。北京：高等教育出版社,1附录1红外遥控开关发射原理图LC&lF图6红外遥控开关发射原理图-# -个人收集整理 勿做商业用途附录 2 红外遥控开关接收原理图- # -个人收集整理勿做商业用途-# -.*吋HI腔 n1-图7红外遥控开关接收原理图附录3红外遥控开关发射仿真图石!i:x.HagRnuds吕 H -