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1、简易红外遥控系统北京邮电大学电子信息科学与技术专业课题实验*学号班级：2013211203组别：第5组时间：201676一、设计要求1 .任务：设计并制作红外遥控发射机和接收机。2 .基本要求：1、遥控对象：LED灯的亮度等级-8级亮度，数码管数据显示（数字0-7）,（3）LED指示（8个）；2、遥控距离不小于2米。3、信道具有抗干扰措施。4、尽量降低电源功耗。二、实验原理L发射部分设计框图根据要求，信号发送部分是采用拨码开关的方式发送信号，代表57七个数字，然后通过74LS147优先编码器将十进制信号编码成二进制信号，但是该编码器是低电平有效，编出来的二进制需要通过反相器4069才是我们想要
2、的二进制（当然也可以在接收部分的解码芯片MC145027之后再加反相器），然后将二进制信号送往信道编码器进行编码芯片MC145026,对编码产生的信号通过NE555产生的方波进行调制，再通过三极管S8050将信号放大，最后通过红外发射管进行发射。图1发送部分设计框图2.接收部分设计框图接收部分首先使用红外接收管将收到的信号传进CX20106进行放大解调，然后将解调出来的信号通过一个反相器之后的信号传给MC145027进行解码（如果在MC145026之前编码信号没有加反相器就需要在解码之后把信号反向，由于在CX20106输出的信号是必须要用反相器的，这样就可以直接使用这个反向芯片，这种方法可以节
3、约一个反向芯片），然后将解码之后的信号分三路，第一路则通过4-16译码芯片CD4514,利用其输出只有一个高电平有效来实现LED分别显示；第二路路直接将解码信号分别通过四个三极管实现一个LED8级亮度显示；第三路通过数码管译码芯片MC14513在接数码管进行显示。416译码LED光度指ZF数码管显示LED分别显示图2接收部分设计框图三、实验电路图设计与实现1.信号的产生与编码图3信号产生与编码电路信号产生与编码电路参考图3（仿真软件使用Proteus）,编码器选用74HC147优先编码器，考虑到这一芯片低电平有效的特性，通过拨码开关和上拉电阻实现高低电平改变，当开关闭合时给它产生低电平0,然后
4、送进优先编码器，编码器根据有效电平位置编码并输出，此时是低电平有效，可以使用CD4069反向芯片完成反向的作用，将电平进行转换，然后通过MC145026作为信道编码芯片进行编码。MC145026芯片编码完成后通过15引脚发送信号，传至下一级电路。MC145026芯片：MC145027芯片:A1OVDDA2 DoUtA3 TEA4 RTCA5 CTCA6/D6 RSA7/D7 A9/D9VSS A8/D8MC145026ENCODERAIOVDDA2 D6A3 1 D7A4 D8A5 D9Ri 1 VTCi r2c2vss DinMC145027DECODERS16=MC1450275TRINA
5、RY ADDRESSESD6D7D8D9i15-14-13-12-111）,MC145026管脚介绍：A1A5是地址线，MC145027的A1-A5需要与MC145027的A1-A5相互对应才能正确的解码，所以可以通过改变地址来实现多种模式的选择，也就是途中开关9的作用。A6/D6-A9/D9是地址或数据输入端，VSS接地，Vdd接5V,DOUt是编码之后的输出，TE低电平有效接地，内部时钟振荡器的工作控制端，Rte、Ctc.RS的连接如下图。2）,MCl45027管脚介绍,Al-A5地址线,VSS接地，Vdd接5V,Rl,Cl和R2/C2端连接如下图，Din信号输入，可以直接将MC14502
6、6编码之后的输出接于此处,用于验证编码解码是否正确。VT悬空，D6-D9是解码之后的输出信号，正确解码之后的输出信号应该和MC145026的输入信号D6-D9的信号一致。3）,MC145026编码规则：AlA9是地址或数据输入端,当作地址使用时有三个状态（高电平、开路、低电平）,当作数据使用时有两种状态（高电平、低电平）；Rtc、Ctc的数值决定MC145026内部时钟振荡器的工作频率=1/（23%4）.te是内部时钟振荡器的工作控制端,当te为低电平时,振荡器工作;DOUt的输出编码信号如图3所示,两个连续的宽脉冲（占空比7：1）表示“1”，两个连续的窄脉冲（占空比1：7）表示“0”，一宽一
7、窄两个脉冲表示“开路”。发送时,先发送17.5个时钟周期的低电平,接着依次发送AlA2的状态编码,如果AlA9的状态编码发送完毕后TE依然是低电平,经过24个时钟周期后再依次发送A1A9的状态编码。其编码的发送工作不管TE在何时由低电Clk-LJUlClk-JUUnclk-Do_Ul_-Do_UL的_j1_（开路）*平变为高图3MCI45026的编码波形电平,均必须等到当前发送周期结束以后才能停止。4）,MC145027解码规则：MC145027是与MC145026配套使用的解码器（MC145027/145028）的一种,具有4位数据输出和5位地址编码,根据其地址的不同组合可以产生种不同的地址
8、编码。根据其地址的不同组合可以产生种不同的地址编码。MCI45027通过RC积分电路来完成宽窄脉冲的识别,定时元件R1、Cl决定对宽窄脉冲的识别。R2、C2是整个发送周期的辨别定时元件,用以确定各个有效单字,。当编码信号从数据输入端（9脚）输入时,6脚将出现与9脚相同的信号,该信号经Rl.Cl积分电路积分后由7脚送至数据提取电路,数据提取电路在输入信号的每一个上升沿通过检测7脚的状态来判断输入的是宽脉冲还是窄脉冲。图6给出了6脚和7脚信号的波形,假定数据输入端输入的是“开路”编码（即一个宽脉冲和一个窄脉冲），宽脉冲开始于to时刻,结束于tl时刻,窄脉冲开始于t2时刻,结束于t3时刻,整个编码于
9、t4时刻结束。那么在tl时刻,7脚的电压为：Vu=Vcc （l-e = 0.856在t2时刻7脚的电压为：Vl2 = 0.865r Q7F 网G）= 65M)D798M4位移位W存器在此时刻,数据提取电路检测到的7脚电平为高电平,说明上一个脉冲为宽脉冲;此后窄脉冲通过Rl给Cl充电,在窄脉冲结束时的t3时刻,7脚的电压为0.74Vcc,在此后的一段时间里Cl通过Rl放电,在编码结束的t4时刻,7脚的电压为0.1Vcco此时数据提取电路检测到7脚的电平为低电平,说明上一个脉冲为窄脉冲。由此可见MC145027并不是对接收到的脉冲信号直接进行解码,而是将输入信号积分后进行解码,由于积分电路能滤除瞬
10、间的尖脉冲干扰,因此MC145027接收的编码信号即使受到某种程序的干扰WC145027依然能够进行正确的解码5）,为了能正确的编码解码还需要将MC145026和MC145027的频率调到一致，该实验使用1.71kHz的频率，此时的误码率比较低，我们Rte、Ctc、Rs、Rl1Cl,R2/C2的取值通过数据手册提供的公式和数据进行选择，Rtc=SOk,Ctc=SlOOpFzRs=IOOk,Rl=50k,Cl=0.02uF,R2=200KC2=0.1uFof0*x2.3 RcCc,RICI=3.95 RTcCTCR2C2 77 RTCeTCCTc CTC + Ctayout + 12 pF 10
11、0 pF Cjq 15 F RTC *10 Rs 2 RTC R1 10k C1 400 pF R2 1k C2 2 700 pFREPEATOF ABOVEREPEATOF ABOVEExampleR/CValues(AllResistorsandCapacitorsare5%)(CTCJSC+20pF)foc(kHz)RTCJc-RSRlClR2C236210k120pF20k10k470pFlk910pF18110k240pF20k10k910pF1k18F88.710k490pF20k10k20pFlk39pF42.610k1020pF20k10k39pF1k75pF21.5IOk20
12、20PF20k10k82pF1k0.015F8.5310k51pF20k10k0.02F20Ok0.02F1.7150k51pF1k50k0.02F2k0.1F6),所用器材：拨码开关，74HC1471CD4069,MC145026t电阻：1Kx9,IOOK151K,电容5100pF2.调制发送图4调制发送电路如图4所示，编码后的信号需要通过调制再由红外管发送出去，所以选用NE555芯片进行调制，为了使发送与接收之间能够有效传递，考虑到红外接收管工作频率为38kHz,后面的解调芯片我们选用CX20106,这一芯片是模拟芯片，解调处的中心频率不好调，所以调整NE555的载波频率，以使得调制信号顺
13、利传递。为此，将NE555载波调整为38kHz,调节方法是将它的4脚接电源，用示波器观察输出波形为方波与，调节Rl滑动变阻器，使频率为38kHz。Vcc(5V to 15 V)Figure13. Typical Astable Waveforms1),NE555产生方波原理通过数据手册提供的原理图如下：RESET(M)IF-I-TOpen-I1(NoteA)I58DISCHOUT OutputCONTVccG叩c7PinnumbersshownarefortheD,JG.P.PS.andPWpackages.NOTEADecouplingCONTvoltagetogroundwithacapa
14、citorcanImproveoperation.Thteshouldbeevaluatedforindividualapplications.Figure12.CircuitforAstableOperationFigure12showstypicalwaveformsgeneratedduringastableoperation.Theoutputhigh-levelduratitHandlow-leveldurationjcanbecalculatedasfollows:-0.693(+)0tt=0.693(Rb)COtherusefulrelationshipsareshownbelow:(3)(4)(6)period=4+1=0693(Ra+2Rb)C144fluencyN(R.2RJCOutputdriverdutycycleRrOutputwaveformdutycycle1-01+4Ra+2R8Low-to-ighratio=-=
