1、 ?低頻電子線路?課程設計09級本科 題 目： 紅外控制08 學 院： 專 業： 班 級： 班級學號： 姓 名： 指導教師： 完成日期： 2021年 6月 21日目錄摘要.3關鍵詞.3 1、設計內容及要求.32、 電路原理圖.32.1電路工作原理.43、 元器件簡介.43.1元器件清單.43.2主要元器件簡介.54、 電路的調試與焊接.115、 相關參數 .116、 心得與體會.117、 參考文獻.118、 附錄.12摘要這個電路采用了反射式紅外線發射與接收。這種傳感器的發射與接收對管是一體化的，當有物體靠近時，一局部紅外光被反射到接收管，從而產生控制信號。再通過它安裝方便、靈敏度高、抗干擾能

2、力強、可在強光下工作，廣泛用于家庭、工廠、醫院、車站、餐館等。電路又采用了集成電路CX20216A。這是一款紅外線檢波接收的專用芯片，常用于電視機紅外遙控接收器。考慮到紅外遙控常用的載波頻率38kHz 與測距超聲波頻率40kHz 較為接近，可以利用它作為超聲波檢測電路。實驗證明，其具有很高的靈敏度和較強的抗干擾能力。關鍵詞反射式紅外線發射與接收 CX20216A NE5551、設計內容及要求圖1-1如圖1-1，通過對上圖的理解研究，完成其原理圖的繪制，電路的組裝與調試。2、電路原理圖如圖1-12.1電路工作原理如圖2-1-1，為NE555基時電路。其3端輸出方波，得由T=1/f，得f=3.8K

3、Hz符合輸出原理圖2-1-1如圖2-2-2，為CX20216A集成塊組成的電路。7端輸出電壓圖2-2-2如圖2-2-3，為三極管放大電路。使集電極輸出更大電壓。圖2-2-33、元器件簡介3.1元器件清單NE555CX20216A電阻：4.7251K2K4.7K220K 滑動變阻器：5K電容：4721033001uF3.3uF四腳開關一個二極管一個三極管一個音樂片一個喇叭一個紅外發射、接收各一個制板機打孔機示波器穩壓電源萬用表3.2主要元器件簡介3.2.1NE555時基電路一、實物圖3-2-1圖3-2-1二、 引腳功能圖圖3-2-2三、 引腳位配置NE555結構圖3-2-3圖3-2-3Pin 1

4、 (接地) -地線(或共同接地) ，通常被連接到電路共同接地。 Pin 2 (觸發點) -這個腳位是觸發NE555使其啟動它的時間周期。觸發信號上緣電壓須大于2/3 VCC，下緣須低于1/3 VCC 。 Pin 3 (輸出) -當時間周期開始555的輸出輸出腳位，移至比電源電壓少1.7伏的高電位。周期的結束輸出回到O伏左右的低電位。于高電位時的最大輸出電流大約200 mA 。 Pin 4 (重置) -一個低邏輯電位送至這個腳位時會重置定時器和使輸出回到一個低電位。它通常被接到正電源或忽略不用。 Pin 5 (控制) -這個接腳準許由外部電壓改變觸發和閘限電壓。當計時器經營在穩定或振蕩的運作方式

5、下,這輸入能用來改變或調整輸出頻率。 Pin 6 (重置鎖定) - Pin 6重置鎖定并使輸出呈低態。當這個接腳的電壓從1/3 VCC電壓以下移至2/3 VCC以上時啟動這個動作。 Pin 7 (放電) -這個接腳和主要的輸出接腳有相同的電流輸出能力，當輸出為ON時為LOW，對地為低阻抗，當輸出為OFF時為HIGH，對地為高阻抗。 Pin 8 (V +) -這是555個計時器IC的正電源電壓端。供給電壓的范圍是+4.5伏特(最小值)至+16伏特(最大值)。四、 NE555的特點1.只需簡單的電阻器、電容器，即可完成特定的振蕩延時作用。其延時范圍極廣，可由幾微秒至幾小時之久。 2.它的操作電源電

6、壓范圍極大，可與TTL，CMOS等邏輯電路配合，也就是它的輸出準位及輸入觸發準位，均能與這些邏輯系列的高、低態組合。 3.其輸出端的供給電流大，可直接推動多種自動控制的負載。 4.它的計時精確度高、溫度穩定度佳，且價格廉價。5.靜態電流 最大值 VCC = 5 V, RL = =6mA VCC =15 V, RL = =15mA 一、 實物圖3-2-4圖3-2-4二、 內部方框圖3-2-5圖3-2-5三、 引腳功能與數據l腳：超聲波信號輸入端，該腳的輸入阻抗約為40k。2腳：該腳與GND之間連接RC串聯網絡，它們是負反應串聯網絡的一個組成局部，改變它們的數值能改變前置放大器的增益和頻率特性。增

7、大電阻R或減小C，將使負反應量增大，放大倍數下降，反之那么放大倍數增大。但C的改變會影響到頻率特性，一般在實際使用中不必改動，推薦選用參數為R=4.7，C=3.3F。3腳：該腳與GND之間連接檢波電容，電容量大為平均值檢波，瞬間相應靈敏度低；假設容量小，那么為峰值檢波，瞬間相應靈敏度高，但檢波輸出的脈沖寬度變動大，易造成誤動作，推薦參數為3.3F。4腳：接地端。5腳：該腳與電源端VCC接入一個電阻，用以設置帶通濾波器的中心頻率f0，阻值越大，中心頻率越低。例如，取R=200k時，fn42kHz，假設取R=220k，那么中心頻率f038kHz。6腳： 該腳與GND之間接入一個積分電容，標準值為3

8、30pF，如果該電容取得太大，會使探測距離變短。7腳：遙控命令輸出端，它是集電極開路的輸出方式，因此該引腳必須接上一個上拉電阻到電源端，該電阻推薦阻值為22k，沒有接收信號時該端輸出為高電平，有信號時那么會下降。8腳： 電源正極，4.5V5V。3.2.3紅外發射、接收3.2.3.1紅外接收紅外接收頭(又稱紅外線接收模組,IRM)是集成紅外線接收PD二極管、放大、濾波和比擬器輸出等的IC模塊。一、 工作原理紅外接收頭一般是接收、放大、解調一體頭，一般紅外信號經接收頭解調后，數據 “0和“1的區別通常表達在上下電平的時間長短或信號周期上，單片機解碼時，通常將接收頭輸出腳連接到單片機的外部中斷，結合

9、定時器判斷外部中斷間隔的時間從而獲取數據。重點是找到數據“0與“1間的波形差異。3條腿的紅外接收頭一般是接收、放大、解調一體頭，接收頭輸出的是解調后的數據信號具體的信號格式，搜“紅外 信號 格式，一大把，單片機里面需要相應的讀取程序。紅外通信是利用紅外技術實現兩點間的近距離保密通信和信息轉發。它一般由紅外發射和接收系統兩局部組成。發射系統對一個紅外輻射源進行調制后發射紅外信號，而接收系統用光學裝置和紅外探測器進行接收，就構成紅外通信系統。二、 紅外接收頭參數及應用紅外接收頭的參數如下：工作電壓：2.74.5V工作電流：1.72.7mA接收頻率：37.9kHz峰值波長：940nm靜態輸出：高電平

10、輸出低電平：0.4V輸出高電平：接近工作電壓紅外接收頭的應用：廣泛應用在家用電視TV,DVD們不再制作接收放大電路，這樣紅外接收頭簡化了電路。三、紅外接收頭的構造紅外接收電路通常由紅外接收二極管與放大電路組成，放大電路通常又由一個集成塊及假設干電阻電容等元件組成，并且需要封裝在一個金屬屏蔽盒里，因而電路比擬復雜，體積卻很小，還不及一個7805體積大！SFH506-38與RPM-638是一種特殊的紅外接收電路，它將紅外接收管與放大電路集成在一體，體積小大小與一只中功率三極管相當，密封性好，靈敏度高，并且價格低廉，市場售價只有幾元錢。它僅有三條管腳，分別是電源正極、電源負極以及信號輸出端，其工作電

11、壓在5V左右.只要給它接上電源即是一個完整的紅外接收放大器，使用十分方便。它的主要功能包括放大,選頻,解調幾大局部,要求輸入信號需是已經被調制的信號。經過它的接收放大和解調會在輸出端直接輸出原始的信號。從而使電路到達最簡化！靈敏度和抗干擾性都非常好，可以說是一個接收紅外信號的理想裝置。3.2.3.2紅外發射紅外發射是由紅外發光二級管矩組成發光體，用紅外輻射效率高的材料常用砷化鎵制成PN結，正向偏壓向PN結注入電流激發紅外光，其光譜功率分布為中心波長830950nm。LED是英文Light Emitting Diode的簡稱，表現是正溫度系數，電流越大溫度越高，溫度越高電流越大，LED紅外燈的功

12、率和電流大小有關，但正向電流超過最大額定值時，紅外燈發射功率反而下降。 3.2.4音樂片一、 實物圖3-2-6圖3-2-6圖3-2-7如圖3-2-7說明：TQ9300為音樂片，其形狀、引腳分布和接線圖見右上圖。三極管9014焊在音樂片上。J1為一個大焊盤，作為觸摸點。也可以外接一個金屬片，作為觸摸點用。4、電路的調試與焊接首先，對硬件電路進行電氣檢查，看連線是否與電路原理圖一致，有無短路、虛焊等現象，電子元件的型號、極性是否有誤。其次，通過示波器、萬用表等的使用，驗證電路的每一步是否符合實驗原理及要求。并測出相關數據。最后，得出實驗結果完成電路設計。5、相關參數NE555輸出波形為方波，其頻率

13、為40Hz左右擋住紅外發射與接收頭，輸出波形會發生相應的變化三極管NPN集電極端在開關控制前后發生大小變化，開關閉合前電壓值小，開關閉合后電壓值變大CX20216A的1、2、3、6、7端的電壓在開關閉合前后都會發生大小變化由開關和紅外發射、接收共同控制音樂片與喇叭的聲響6、心得與體會通過為期兩周的實驗學習，使我學到了許多。從PCB制圖到轉印、腐蝕、打孔、風干，再到焊接調試，最終出現實驗結果，每一步都是不簡單的，但是，每一步都承載了我的用心、細心與耐心。在制作PCB圖過程中，從最開始的沒有頭緒再到熟練運用，每一個進步都是成功。檢驗連線是否正確，設計線路走向，安放元器件，打印成圖，這些算是第一步完

14、成。第二步，打板、轉印、腐蝕、打孔，這些都是我從未接觸過的方面，新奇與好奇并重，努力做到最好，完美地出現了電路版的雛形。焊接與調試，算是本次實驗中最重要與最難完成的局部，如果說焊接是個細致活，那么只要做到足夠耐心與細心就夠了。焊接過程中，要把每一組元器件對應好再完成相對應的焊接。調試，把焊接好的電路板進行調試。根據自己所查得的實驗數據進行測試，觀察每一步的實驗結果來判斷電路連接是否正確在觀察是否能得出實驗結果。在本次實驗中，每一步都是緊密相連密不可分的。如果一步出錯那么接下來的實驗就會遇到阻礙同時不會出現實驗結果。在做實驗之前，一定要做好充分的準備工作，可以免去在實驗過程中遇到的一系列不必要麻煩。實驗結束后，要充分總結，分析實驗中所出現的缺乏，提出新的改良措施，為今后實驗打下根底。7、參考文獻【1】胡斌編著，圖表細