电子电路综合实验总结报告题目：红外遥控器信号接收和显示的设计实现班级：20100412学号：2010041227姓名：涂前日期：2013.04.17成绩：摘要：我国经济的高速发展,给电子技术的发展，带来了新的契机.其中,红外遥控器越来越多的应用到电器设备中，但各种型号遥控器的大量使用带来的遥控器大批量多品种的生产，使得检测成为难题，因此智能的红外遥控器检测装置成为一种迫切的需要。

在该红外遥控器信号的接收和显示电路以单片机和一体化红外接收器为核心技术，但是,分立元件搭建的电路也可以实现,具体74HC123单稳态触发器、74HC595、STC89C51单片机红外接收器HS0038组成。

在本系统的设计中，利用红外接收器接收遥控器发出的控制信号，并通过单稳态触发器、移位寄存器等将接收信号存储、处理、比较，并将数据处理送至数码管显示模块。

总之，通过对电路的设计和实际调试，可以实现红外遥控器信号的接收与显示功能。

根据比较接收信号的不同，在数码管显示电路及流水灯电路上显示相应的按键数字.关键词：74HC123单稳态触发器、74HC595、单片机、红外接收器HS0038设计选题及设计任务要求1设计选题基于单片机的红外遥控器信号接收和转发的设计实现.2设计任务要求⑴结合数字分立元件电路和红外接收接口电路共同设计的一个红外遥控信号接收系统，用普通电视机遥控器控制该系统，使用数码管显示信号的接收结果。

⑵当遥控器按下任意数值键时，在数码管上显示其值。

例如按下“0”时，在数码管上应显示“00”。

目录第一章系统概述1.1 方案对比及论证1.2 总体方案对比1.3方案对比论证1.4可行性分析第二章主要器件介绍2.1 HS0038塑封一体化红外线接收器2.2 74HC123单稳态触发器2.3 74HC5952.4 MC144952.5数码管显示第三章硬件单元电路设计及原理分析第四章调试及测试数据分析4.1 调试的步骤4.2 调试出现的问题及原因分析4.3数据测量4.4 测量仪器介绍及误差分析第五章结束语第一章系统概述1.1 方案对比及论证根据设计任务与指标要求，从总体方案的选择、各主要模块的选择及可行性分析两方面进行了方案对比论证：1.2 总体方案对比方案一：设计一个基于单片机的红外遥控信号接收与转发系统，用普通电视机遥控器控制该系统，使用数码管显示信号的接收结果.图3.1.1 方案一框图设计参考电路红外一体化接收头接收电路单片机最小系统串口通信模块(用于下载stc单片机) 数码管显示电路单片机最小系统※注释HS0038 一体化红外接收头，接收频率为38kHz管脚依次为：1－OUT 2－GND 3—VCC连接时，在VCC与GND之间并入一个0.1uF(104)的电容有助于改进信号质量。

其可以用于遥控编码接收，也可以用于低码率的数据通讯。

HS0038 信号电平：38kHz 红外发射接收到时：OUT低电平输出38kHz 红外发射接收不到时：OUT高电平输出Hs0038的使用注意事项：1：38kHz红外发射信号在HS0038接收角度范围边沿区域时，接收信号不断振荡无法稳定，因此为保证信号质量，使用时发射接收尽力正对为好；2：HS0038用于数据接收时，需要用到单片机的定时器，但是数码管显示时需要占用一部分时间，最后处理时可能要对定时器设定值进行微调。

方案二（硬件解码）此方案中采用全硬件系统，不采用任何软件编程，用数字电路中的门电路和芯片搭一个系统对红外控制信号进行检测，并将信号转换成芯片可识别的TTL信号。

用译码芯片在数码管上显示。

方案的具体思路：首先采用红外一体化接受器HS0038将万能遥控器所发出的信号进行接收并将其转换成电平信号，通过调节74HC123单稳态触发器周围两处的滑动变阻器来设置脉冲门限将所发不同编码选择出来并通过74HC595移位寄存器将数据加以锁存住，1MHz的有源晶振通过计数器4020来产生一定的时间脉冲,移位寄存器输出端口输出为编码的数据反码,然后将其送给数码管显示驱动芯片并通过数码管将万能遥控器的按键信息的编码的反码显示出来。

本实验缺一非门,故显示的是补码。

设计参考电路※注释在万能遥控器发送0-9时，板子能接收并稳定显示为FF，FE，Fd，FC，Fb，FA，F9，F8，F7，F6。

数码管采用的是两个共阴极数码管，其显示主要是由MC14495驱动芯片，移位寄存器74HC595芯片将数据编码反码输出作为驱动芯片的控制端，使数码管相应段亮灭。

1.3方案对比论证：方案一中由红外一体化接收头接收电路,单片机最小系统,串口通信模块(用于下载stc单片机),数码管显示电路连接共同构成,要求对51单片机及C语、汇编语言等有一个较深的掌握，然后对串口通信等有一个大体的认识。

方案二中采用的是硬件解码，用红外一体化接受器HS0038、74HC123单稳态触发器、74HC595、STC89C51等芯片实现解码功能，便于系统功能的扩展。

对C语言等要求较低，不过对这些完全陌生的芯片功能及管脚使用要求较高。

从经济的角度而言，因为分立元件的芯片和数码管可以重复利用等因素，方案二更加省钱！与此同时，选择芯片的价格合理，成本低，所以经济上本设计完全可行。

并且，与重新熟悉一门软件语言相比，掌握那些芯片的使用方法可能跟容易和更加节省时间。

因此，我选择了方案二.1.4可行性分析此设计要求最终制作出实体，因此，设计原理图时应着重考虑设计最终的电路板的可行性。

在设计时要对每一个电路模块仔细检查，查阅其他书籍进行校对，还要进行实物实验，以确保设计的可实现性。

在最后的电路板的调试阶段，需要调节两电位器的阻值得到一个较合适的脉宽、同时应该仔细检查虚焊等电路问题，确保实验的成功实现。

以上对设计中可能遇到的较为重要的问题进行了分析并提出了解决方法，基本上可以解决。

第二章主要器件介绍2.1 HS0038塑封一体化红外线接收器本电路采用HS0038塑封一体化红外线接收器，它是一种集红外线接收、放大、整形于一体的集成电路，不需要任何外接元件，就能完成从红外线接收到输出与TTL电平信号兼容的所有工作，没有红外遥控信号时为高电平，收到红外信号时为低电平，而且体积和普通的塑封三极管大小一样，它适合于各种红外线遥控和红外线数据传输。

2.2 74HC123单稳态触发器74HC123 是单稳态触发器. 其RxCx (7,15) 和Cx 端(6,14) 接定时的电阻和电容, 即决定触发后Q 端产生的单脉冲宽度. Rbar (3,11) 是低电平复零, 不作复零时为高电平. Abar (1,9) 是下降沿触发输入端, 通过Abar 用负脉冲触发, 不用时保持高电平. B (2,10) 是上升沿触发输入端, 通过 B 用正脉冲触发, 不用时置低. Q (5,13) 与Qbar (4,12) 分别输出正负定时单脉冲2.3 74HC59574HC595是硅结构的CMOS器件，兼容低电压TTL电路，遵守JEDEC标准。

74HC595是具有8位移位寄存器和一个存储器，三态输出功能。

移位寄存器和存储器是分别的时钟。

数据在SHcp的上升沿输入到移位寄存器中，在STcp的上升沿输入到存储寄存器中去。

如果两个时钟连在一起，则移位寄存器总是比存储寄存器早一个脉冲。

移位寄存器有一个串行移位输入（Ds），和一个串行输出（Q7’）,和一个异步的低电平复位，存储寄存器有一个并行8位的，具备三态的总线输出，当使能OE时（为低电平），存储寄存器的数据输出到总线。

8位串行输入/输出或者并行输出移位寄存器，具有高阻关断状态，三态。

74HC595引脚图2.4 MC144952.5数码管显示 2.5.1数码管结构输出电压采用7段数码管进行显示。

数码管由8个发光二极管（以下简称字段）构成，通过不同的组合可用来显示数字0 ~9、字符A ~ F 、H 、L 、P 、R 、U 、Y 、符号“-”及小数点“.”。

数码管的外型结构如（a ） 外型结构 （b ） 共阴极 （c ）共阳极图2.5.1 数码管结构图2.5.1（a）所示。

数码管又分为共阴极和共阳极两种结构，分别如图2.5.1（b）和图2.5.1（c）所示。

2.5.2数码管工作原理共阳极数码管的8个发光二极管的阳极（二极管正端）连接在一起，通常，公共阳极接高电平（一般接电源），其它管脚接段驱动电路输出端。

当某段驱动电路的输出端为低电平时，则该端所连接的字段导通并点亮，根据发光字段的不同组合可显示出各种数字或字符。

此时，要求段驱动电路能吸收额定的段导通电流，还需根据外接电源及额定段导通电流来确定相应的限流电阻。

共阴极数码管的8个发光二极管的阴极（二极管负端）连接在一起，通常，公共阴极接低电平（一般接地），其它管脚接段驱动电路输出端，当某段驱动电路的输出端为高电平时，则该端所连接的字段导通并点亮，根据发光字段的不同组合可显示出各种数字或字符。

此时，要求段驱动电路能提供额定的段导通电流，还需根据外接电源及额定段导通电流来确定相应的限流电阻。

2.5.3数码管字形编码要使数码管显示出相应的数字或字符必须使段数据口输出相应的字形编码。

对照图7.10（a），字型码各位定义如下：数据线D0与a字段对应，D1字段与b字段对应……，依此类推。

如使用共阳极数码管，数据为0表示对应字段亮，数据为1表示对应字段暗；如使用共阴极数码管，数据为0表示对应字段暗，数据为1表示对应字段亮。

如要显示“0”，共阳极数码管的字型编码应为：11000000B（即C0H）；共阴极数码管的字型编码应为：00111111B（即3FH）。

依此类推可求得数码管字形编码如表4.5.3所示。

表4.5.3 数码管字型编码表第三章硬件单元电路设计及原理分析遥控信号发射要经过38khz调制，经调制后出现可调信号。

调制信号与VCC通过4093B，HEF4093B为施密特触发器电路,正电压和负电压之差为滞后电压。

输入的波形通过滞回后比较后被限制后然后反相输出。

现输入一系列高电平,当此时右边的74HC123的B管脚有上升沿时，Q端输出为120ms的高电平区间，由于Q为高电平则74hc595的SRCLR(10脚)为高电平，计数器开始工作，在U6B4093输出端为上升沿时，74hc595的RCK(12脚)：上升沿时移位寄存器的数据进入数据存储寄存器，下降沿时存储寄存器数据不变。

此高电平同时传输给B和1，这样在左侧123的反相Q产生输出为80ms的低电平区间,Q和非Q作为U6A4093的输入，将比较后的输入信号产生滞回电压做输出然后锁存。

U6A输出端为低电平同时作为u6b4093的输入。

1MHz的有源晶振通过计数器4020在10产生脉冲，计数器在时钟下降沿进行计数，CR为高电平时，对计数器进行清零，这样产生一定的时间脉冲。