《低频电子线路》课程设计题目：设计红外控制5学院：物理与电子技术学院专业：电子信息工程班级：班级学号：姓名：指导教师：完成日期：年月日红外控制摘要：红外控制的设计总体思路，包括NE555的介绍还有它所产生的震荡电路，以及红外接收，红外发射装置的辨别与使用。

以及实验过程中所要注意的事项一一列举在报告之中。

关键字：NE555 震荡电路 红外的接收与发射 信号输出1设计内容及要求：设计一个红外控制装置，要求用NE555震荡电路产生大约38KHz 到40KHz 信号电压，通过红外发射信号，并由红外接收放大信号，最后从LED 的亮灭体现控制。

并且完成从设计电路图，电脑绘制PCB 图，转印，腐蚀，打孔，焊接到最后调试的全过程。

掌握基本的电子设计基础，培养动手能力。

2设计信号流程方向：2.1原理图：2.2 PCB 图：2.3NE555震荡频率及周期的计算：震荡周期：T=0.7*（R1+2R2）C震荡频率：f=1.43/（R1+2R2）C2.4工作原理：由图可见，振荡频率由C1、R2、C2与R3决定，当按下发射开关SB时，电路立即起振，串联在电极回路里的红外发光二极管LED就发出一束受振荡频率调制的红外光脉冲，使接收器产生动作当其3脚的输入信号电压大于门限电压且频率落入固有频率f0的捕捉宽带内时，8脚即可逻辑低电平，第2脚对地接电容C2为相位比较器输出的低通滤波器，那么5脚就输出一个固有频率f=40kHZ为中心的调制信号。

当外界信号的频率在其固有频率f的捕捉宽带内时，T1的发射极将会导通，此时发射管和接收管将会工作，T2发射极导通工作，信号将会通过电容送回到3脚，然后电路将会实现。

当信号不在要求频率范围内时，电路将不会工作。

要使音乐片正常工作，就要给G端一个下降沿，即当3脚为低电平时，二极管才会亮。

电路不工作时，3脚始终保持高电平。

因此电路不工作时，二极管不会亮3元件的识别：3.1电阻的识别：电阻的大小直接用万用表测出阻值即可。

3.2电容的识别：一般电容在原理图大小都是用乘方数表示，前2位为容量，第三位为乘方数，乘方数单位是pF。

例如：103其电容值为0.01uF。

3.3二极管的识别：二极管的识别：普通二极管有一道黑线的那一端为阴极。

LED二极管、红外发射二极管和红外接收二极管有一个脚较长为阳极。

3.4NE555集成块的管脚图及作用：极管Q15和Q17加正反馈组成的RS触发器。

输入控制端有直接复位Reset端，通过比较器A1，复位控制端的TH、比较器A2置位控制的T。

输出端为F，另外还有集电极开路的放电管DIS。

它们控制的优先权是R、T、TH。

图5-33.4.1单稳类电路作用：定延时，消抖动，分（倍）频，脉冲输出，速率检测等。

3.4.2双稳类电路作用：比较器，锁存器，反相器，方波输出及整形等。

3.4.3无稳类电路作用：方波输出，电源变换，音响报警，玩具，电控测量，定时等。

第一种、是直接反馈型，振荡电阻是连在输出端VO的。

第二种、是间接反馈型，振荡电阻是连在电源VCC上的。

其中有应用最广的。

还有产生是方波振荡电路。

还有的是占空比可调的脉冲振荡电路，功能相同而电路结构略有不同。

第三种、是压控振荡器。

由于电路变化形式很复杂，为简单起见，只分成最简单的形式和带辅助器件的单元形式。

无稳电路的输入端一般都有两个振荡电阻和一个振荡电容。

只有一个振荡电阻的可以认为是特例。

3.5六反向器：3.6红外的介绍红外线遥控器在家用电器和工业控制系统中已得到广泛应用，了解他们的工作原理和性能、进一步自制红外遥控系统，也并非难事。

1.红外线的特点人的眼睛能看到的可见光，若按波长排列，依次（从长到短）为红、橙、黄、绿、青、蓝、紫，如图1所示。

由图可见，红光的波长范围为0.62μm～0.76μm，比红光波长还长的光叫红外线。

红外线遥控器就是利用波长0.76μm～1.5μm之间的近红外线来传送控制信号的。

红外线的特点是不干扰其他电器设备工作，也不会影响周边环境。

电路调试简单，若对发射信号进行编码，可实现多路红外遥控功能。

2.红外线发射和接收人们见到的红外遥控系统分为发射和接收两部分。

发射部分的发射元件为红外发光二极管，它发出的是红外线而不是可见光，如图2所示。

常用的红外发光二极管发出的红外线波长为940nm左右，外形与普通φ5mm发光二极管相同，只是颜色不同。

一般有透明、黑色和深蓝色等三种。

判断红外发光二极管的好坏与判断普通二极管一样的方法。

单只红外发光二极管的发射功率约100mW。

红外发光二极管的发光效率需用专用仪器测定，而业余条件下，只能凭经验用拉距法进行粗略判定。

接收电路的红外接收管是一种光敏二极管，使用时要给红外接收二极管加反向偏压，它才能正常工作而获得高的灵敏度。

红外接收二极管一般有圆形和方形两种。

由于红外发光二极管的发射功率较小，红外接收二极管收到的信号较弱，所以接收端就要增加高增益放大电路。

然而现在不论是业余制作或正式的产品，大都采用成品的一体化接收头，如图3所示。

红外线一体化接收头是集红外接收、放大、滤波和比较器输出等的模块，性能稳定、可靠。

所以，有了一体化接收头，人们不再制作接收放大电路，这样红外接收电路不仅简单而且可靠性大大提高。

图5-8是常用两种红外接收头的外形，均有三只引脚，即电源正VDD、电源负(GND)和数据输出(Out)。

接收头的引脚排列因型号不同而不尽相同，图3列出了因接收头的外形不同而引脚的区别。

红外接收头的主要参数如下：工作电压：4.8～5.3V工作电流：1.7～2.7mA接收频率：38kHz峰值波长：980nm静态输出：高电平输出低电平：≤0.4V输出高电平：接近工作电压图5-9是目前所有红外遥控器发射电路的功能组成，其中的编码器即调制信号，按遥控器用途的编码方式可以很简单、也可以很复杂。

例如用于电视机、VCD、DVD和组合音响的遥控发射的编码器，因其控制功能多达50种以上，此时的编码器均采用专用的红外线编码协议进行严格的编程，然而对控制功能少的红外遥控器，其编码器是简单而灵活。

前者编码器是由生产厂家的专业人员按红外遥控协议进行编码，而后者适用于一般电子技术人员和电子爱好者的编码。

图4中的38kHz振荡器即载波信号比较简单，但专业用的和业余用的也有区别，专业用的振荡器采用了晶振，而后者一般是RC振荡器。

例如彩电红外遥控器上的发射端用了455kHz的晶振，是经过整数分频的，分频系数为12，即455kHz÷12=37.9kHz。

当然也有一些工业用的遥控系统，采用36kHz、40kHz或56kHz 等的载波信号。

因红外遥控器的控制距离约10米远，要达到这个指标，其发射的载波频率(38kHz)要求十分稳定，而非专业用的RC(38kHz)载波频率稳定性差，往往偏离38kHz 甚至很远，这就大大缩短了遥控器的控制距离。

因晶振频率十分稳定，所以专业厂家的遥控器全部采用晶振的38kHz作遥控器的载波发送信号。

编码器的编码信号对38kHz的载波信号进行调制，再经红外发射管D向空间发送信号供遥控接收端一体化接收头接收、解调输出、再作处理。

利用红外线的特点，可以制作多路遥控器。

在遥控发射电路中，有两种电路，即编码器和38kHz载波信号发生器。

在不需要多路控制的应用电路中，可以使用常规集成电路组成路数不多的红外遥控发射和接收电路，该电路无需使用较复杂的专用编译码器，因此制作容易。

1．频分制编码的遥控发射器在红外发射端利用专用(彩电、VCD、DVD等)的红外编码通讯协议作编码器，对一般电子技术人员或业余爱好者来说，是难于实现的，但对路数不多的遥控发射电路，可以采用频分制的方法制作编码器，而对一路的遥控电路，还可以不用编码器，直接发射38kHz 红外信号，即可达到控制的目的。

2．遥控接收解调电路为红外接收解调控制电路， IC2是LM567。

LM567是一种锁相环集成电路，采用8脚双列直插塑封装，工作电压为+4.75～+9V，工作频率从直流到500kHz，静态电流约8mA。

⑧脚为输出端，静态时为高电平，是由内部的集电极开路的三极管构成，允许最大灌电流为100mA。

3. 频分制多路控制器可以实现多路遥控器，即在发射端，将ICl组成的低频振荡器，其电路模式不变，只改变电阻R2，即可构成若干种R组成的多个频率不同的低频振荡器(即编码)，利用微动开关转接，38kHz的载波电路共用；在接收电路中，一体化红外接收头共用，再设置与接收端编码器相同个数的LM567锁相器和后级锁相驱动控制电路，各锁相环的振荡频率与各编码器的低频编码信号的频率对应相等。

这样发射端按压不同的按钮，载波信号接入不同频率编码的调制信号时，在接收端，各对应的LM567的拐脚的电平会发生变化，从而形成多路控制信号。

上述所述的工作方式，称为频分制的编码方式。

这种频分制工作方式，其优点是可实现多路控制，但缺点是电路复杂，对于路数不多的控制电路，因电路工作原理简单，对一般电子技术人员仍然是有用的。

4组装调试：4.1使用的主要仪器和仪表：使用制版机应注意温度和夹缝的高度，当温度大约为160摄氏度时可以放板子，而且转印纸应该仔细包好，以免转印是带来不必要的麻烦。

在腐蚀之后应该涂抹一层松香，以免铜线氧化，并有助于焊接时焊锡的衔接。

使用打孔机时要注意钻头应尽量贴近板子，以免空打偏了，特别要注意集成块的打孔，如果有偏差不好调整。

在使用示波器的时候要注意作定量测量时，应先将示波器通电预热10分钟以上，使机中各元件在热稳定状态下工作，否则由于机内元件温度处于上升过程，影响测量结果。

通常示波器的灵敏度都是指它的最大灵敏度。

Y输入调节在不同位置，对应的灵敏度不同。

因此，一经核准，Y输入调节就不能再动。

为了保护荧光屏，测量时应加扫描信号，使形成扫描线，避免亮点长时间集中在一点。

示波器Y输入和X输入端的阻抗一般很大（1兆欧／40皮法），在它的输入电路中几乎不形成电流，因此用示波器能够对微弱信号电压进行测量，这是它的优点。

示波器也可以测量电流，把一个小电阻串联在待测电路中（或利用电路中的已知电阻），测出它两端的电压，利用欧姆定律算出电路中的电流。

4.2调试电路的方法和技巧：对照原理图将元件合理安装在电路板上，检查元件位置是否正确，检查无误后，用电烙铁将每个元件用焊锡焊牢，保证每个元件不虚焊。

在焊元件时根据不同元件的耐热性尽量减少焊接时间。

当电子器件焊接错误或者是需要再次焊接时应该很小心的拔出原来的器件，以防止弄坏电路板上的镀铜。

在调试过程中注意轻拿轻放，不要把元器件及导线弄掉。

调试中最多的是没有现象出现，或是现象不明显。

很有可能是焊短路或断路，元器件虚焊。

接电源时注意正负极，以防烧坏元器件。

使用万能表时注意量程。

若是没有现象，要逐一检查各部分是否有短路或断路发生。