哈工程电子电路综合实验-红外发射接收系统

红外通信收发系统的设计和实现实验报告学院：信息与通信工程学院姓名：班级：学号：红外通信收发系统的设计和实现实验报告1、课题名称红外通信收发系统的设计与实现2、摘要红外通信系统的设计是光通信系统的一个重要分支，红外数据传输，使用传输介质――红外线。

红外线是波长在750nm～1mm之间的电磁波，是人眼看不到的光线。

红外数据传输一般采用红外波段内的近红外线，波长在0.75～25um之间。

本实protel软件辅助设计，分析并设计了红外通信系统的发射电路与接收电路，实现了红外信号的无线传输功能和音乐信号的收发功能。

3、关键词红外线、收发系统、音乐芯片3、设计任务要求；1、基本要求：（1）设计一个正弦波振荡器，f≥1kHz，Uopp≥3v；（2）所设计的正弦波振荡器的输出信号作为红外光通信收发系统发送端的输入信号，在接收端可收到无明显失真的输入信号；（3）要求接收端LM386增益设计G=200;（4）设计该电路的电源电路（不要求实际搭建），用软件绘制完整的电路原理图（PROTEL）及印制电路板图（PCB）2、提高要求：利用音乐芯片产生乐曲，调制LED后发出，接收端接收信号利用喇叭将发送的乐曲无失真的播放出来。

3、探究环节：探索其它红外光通信收发系统的应用实例，数字调制的解决的方案，给出应用方案。

4、设计思路、总体结构框图；1、设计思路系统主要由信号产生电路，红外光发射系统，红外光接收系统三个模块完成基本实验要求，其中信号产生电路分别由信号发生器和音乐芯片代替，电信号经过发生系统转化为红外光信号，经接收系统接受后，光信号转化为电信号，再通过喇叭将其转化为语音信号，实现红外光通信的全过程。

首先主要用信号发生器发出电信号，微弱的电信号经过一个分压式共射电路适当放大，并通过LED红外发送管转化为光信号发送。

信号经接收管接收后，通过运放电路得到较高的输出功率，驱动喇叭发出声音。

利用放大器LM386，调节电位器改变其增益，驱动喇叭得到所需功率。

红外遥控综合实验报告一、实验目的通过本次实验，掌握红外遥控的原理和基本应用，了解红外遥控器的工作原理，并通过实际操作掌握红外遥控的编程与控制方法。

二、实验器材- STM32F103RD开发板- 红外遥控接收器- 红外遥控发射器- 电脑三、实验原理红外遥控技术基于红外线的传输和接收。

红外遥控接收器和发射器分别位于遥控器和被控制设备之间，实现信号的传输和解码。

红外遥控器通过发送不同的红外信号来控制不同的设备。

当按下遥控器上的按钮时，红外遥控发射器会发出特定的红外信号。

被控制设备上的红外遥控接收器接收到红外信号后，通过解码判断接收到的信号是什么指令，然后执行相应的操作。

四、实验步骤1. 准备实验器材，将红外遥控接收器和发射器分别连接到开发板上。

2. 在电脑上下载并安装开发板的驱动程序和编程软件。

3. 编写程序，实现红外遥控的编码和传输功能。

使用开发板的GPIO口来控制红外发射器的工作，并通过编程设置红外遥控发射时的频率和协议。

4. 编写程序，实现红外遥控的译码和执行功能。

使用开发板的GPIO口来接收红外遥控接收器的信号，并通过解码判断接收到的信号是什么指令，然后执行相应的操作。

5. 将程序烧录到开发板上，将遥控器和被控制设备连接好。

6. 进行遥控测试，按下遥控器上的按钮，检查被控制设备是否执行了相应的操作。

五、实验结果经过实验，我们成功实现了红外遥控的功能。

按下遥控器上的按钮时，被控制设备能够准确执行相应的操作，例如打开或关闭灯光、调节电风扇的风速等。

六、实验总结本次红外遥控综合实验通过理论与实际操作相结合的方式，让我们更深入地了解了红外遥控的原理和应用。

通过编程与控制的实践，我们进一步加深了对红外遥控技术的理解，提高了程序设计和调试的能力。

红外遥控技术在日常生活中广泛应用于电视、空调、音响、智能家居等各种设备上。

掌握了红外遥控的编程和控制方法，对我们今后的学习和工作都将有很大的帮助。

通过本次实验，我们学会了团队合作和解决实际问题的能力。

红外发光二极管常用的红外发光二极管（如SE303·PH303），其外形和发光二极管LED相似，发出红外光（近红外线约0.93μm ）。

管压降约1.4V ，工作电流一般小于20mA。

为了适应不同的工作电压，回路中常串有限流电阻。

发射红外线去控制相应的受控装置时，其控制的距离与发射功率成正比。

为了增加红外线的控制距离，红外发光二极管工作于脉冲状态，因为脉动光（调制光）的有效传送距离与脉冲的峰值电流成正比，只需尽量提高峰值Ip，就能增加红外光的发射距离。

提高Ip 的方法，是减小脉冲占空比，即压缩脉冲的宽度т，一些彩电红外遥控器，其红外发光管的工作脉冲中空比约为1/4~1/3；一些电气产品红外遥控器，其占空比是1/10。

减小冲占空比还可使小功率红外发光二极管的发射距离大大增加。

常见的红外发光二极管，其功率分为小功率（1mW~10mW）、中功率(20mW~50mW)和大功率(50mW~100mW以上)三大类。

要使红外发光二极管产生调制光，只需在驱动管上加上一定频率的脉冲电压。

用红外发光二极管发射红外线去控制受控装置时，受控装置中均有相应的红外光一电转换元件，如红外按收二极管，光电三极管等。

实用中已有红外发射和接收配对的二极管。

红外线发射与接收的方式有两种，其一是直射式，其二是反射式。

直射式指发光管和接收管相对安放在发射与受控物的两端，中间相距一定距离；反射式指发光管和接收管并列一起，平时接收管始终无光照，只在发光管发出的红外光遇到反射物时，接收管收到反射回来的红外线才工作。

双管红外发射电路，可提高发射功率，增加红外发射的作用距离。

红外发光二极管测试方法红外发光二极管，它发射1～3μm的红外光，人眼看不到。

通常单只红外发光二极管发射功率只有数mW，不同型号的红外LED发光强度角分布也不相同。

红外LED的正向压降一般为1.3～2.5V，工作电流一般小于20mA 。

正是由于其发射的红外光人眼看不见，所以利用上述可见光LED的检测法只能判定其PN结正、反向电学特性是否正常，而无法判定其发光情况正常否。

电子电路综合设计实验报告实验名称：红外通信收发系统的设计与实践学院：信息与通信工程学院专业：通信工程红外通信收发系统的设计与实践摘要语音和音乐等低频电信号一般不适合直接远距离传输，而是通过调制加载到光或者高频信号上传输出去。

本次试验的内容，就是设计一个合适的红外收发电路，实现光信号的传输和接收。

红外通信系统的设计是光通信系统的一个重要分支，采用红外通信系统的设计方法来进行和目前世界上所采用的骨干通信网的光纤通信系统是有相同之处的，唯一重要的差别就是它们二者所采用的传输媒质不用，一个是大气，一个则是光纤。

关键词红外发送红外接收滤波信号放大1）实验目的1、掌握简单的红外通信系统的组成及设计原理2、掌握通信电子系统方案设计、电路设计的方法3、熟悉电路仿真软件的使用4、掌握PCB设计电路装配和调试的方法2）实验所用仪器1、函数信号发生器2、示波器3、晶体管毫伏表4、万用表5、直流稳压电源3）所用元器件及测试仪表清单1、8050 X 12、红外发送管303 X 13、红外接收管302 X 14、LM386 X 15、可变电阻器（10k，100k）各16、电阻（2k，2.7k） X 17、电阻（20，51）各18、电阻（10 ） X 19、电解电容（100uf，33uf，250uf）各110、电解电容（10uf） X 211、电容（0.047uf，0.01uf）各110、喇叭 X 112、kd9300 X 113、发光管 X 14）设计思路及分块和总体结构设计思路及总体结构框图如下：红外设计的总体构架上图是一个简单的红外通信系统的构造图，通过实验应该能进行模块化的设计，当然整个商用的红外光通信系统是相当复杂的，这里我们只考虑最基础和最必要的部分来完成整个红外光通信收发系统的设计。

（1）信号的产生这里利用了音乐芯片KD－9300或是LX9300来完成。

信号产生也可以用RC振荡器构成，信号的幅度不宜过大。

（2）红外光发送模块的设计设计原则主要是考虑红外发送管的工作电流，电流过小，传输距离短，电流过大有容易毁坏发光管红外光发送电路（3）红外光接收模块的设计红外光接收电路（4）高通滤波器红外接收的二极管都是光敏二极管，这样普通灯光也对其都成一定程度的影响，为了获得更好的效果，还要在信号输出端加入高通滤波器，消除恒定的外接低频信号的干扰，这样接收效果和灵敏度将显著提高。

单片机红外发射与接收实验报告指导老师：报告人：一·实验选题：基于单片机的红外发射与接收设计任务要求：设计一个以单片机为核心控制器件的红外收发系统。

发射载频：38KHz工作温度：-40℃--+85℃接收范围：2m二·系统概述方案设计与论证红外遥控收发系统（以下简称红外遥控系统）是指利用红外光波作为信息传输的媒介以实现远距离控制的装置。

从实际系统的硬件结构看，红外遥控系统包括发射装置和接收装置，其中发射装置包括电源模块、输入模块、红外发射模块和单片机最小系统，接收装置包括电源模块、红外接收模块、输出模块和单片机最小系统。

本设计选题设计任务要求设计一个以单片机为核心控制器件的红外收发系统。

其中，发射载波 38KHz，电源 5V/0.2A 5V/0.1A，工作温度-40℃--+85℃，接收范围 2m，传输速率 27bit/s，反应时间 2ms。

利用单片机的定时功能或使用载波发生器（用于产生载波的芯片）均可产生 38KHz 的发射载波。

单片机系统可以直接由 5V/0.1A 的电源供电，也可以通过三端稳压芯片由 9V/0.2A 电源供电。

采用工业级单片机可以工作在-40℃--+85℃。

为保证接收范围达到 2m，在发射载频恒为 38KHz 的前提下，应采用电流放大电路使红外发射管发射功率足够大。

传输速率和反应时间取决于所使用的编码芯片或程序的执行效率。

通过上述分析可知，为实现设计任务并满足设计指标，应采用工业级单片机，由电流放大电路驱动红外发射管。

将针对设计任务提出两种设计方案。

三·程序功能将程序编译通过并下载成功后，两个板上的红外光电器件都要套上黑色遮光罩，就可以进行实验了。

测距实验：手持1号板和2号板，两管相对，慢慢拉远或移近两管的距离，观察ＬＥＤ的读数变化。

阻断实验：可请另一人协助，将一张纸或其他障碍物放在两管之间再拿开，会看到读数有大幅度的变化。

反射实验：将1号和2号实验板并排拿在手中，并形成一个小夹角，向一张白纸移动观察读数变化。

通信电子线路课程设计中波电台发射系统与接收系统设计学院：电信学院专业：通信工程姓名：学号：日期：2013年11月1 引言随着科学技术的不断发展，我们的生活越来越科技化。

正是这些科学技术的进步，才使得我们的生活发生了翻天覆地的变化。

这学期，我们学习了《通信电子线路》这门课，让我对无线电通信方面的知识有了一定的认识与了解。

通过这次的课程设计，可以来检验和考察自己理论知识的掌握情况，同时，在本课设结合Multisim软件来对中波电台发射机与接收机电路的设计与调试方法进行研究。

既帮助我将理论变成实践，也使自己加深了对理论知识的理解，提高自己的设计能力。

1.1 发射机原理概述及框图发射机的主要任务是完成有用的低频信号对高频载波的调制,将其变为在某一中心频率上具有一定带宽、适合通过天线发射的电磁波。

通常，发射机包括三个部分：高频部分，低频部分，和电源部分。

高频部分一般包括主振荡器、缓冲放大、倍频器、中间放大、功放推动级与末级功放。

主振器的作用是产生频率稳定的载波。

为了提高频率稳定性，主振级往往采用石英晶体振荡器，并在它后面加上缓冲级，以削弱后级对主振器的影响。

低频部分包括话筒、低频电压放大级、低频功率放大级与末级低频功率放大级。

低频信号通过逐渐放大，在末级功放处获得所需的功率电平，以便对高频末级功率放大器进行调制。

因此，末级低频功率放大级也叫调制器。

超外差式调幅发射机系统原理框图如图1.1所示。

1.2 接收机原理概述及框图接收机的主要任务是从已调制AM波中解调出原始有用信号，主要由输入电路、混频电路、中放电路、检波电路、低频放大器、低频功率放大电路和喇叭或耳机组成。

原理框图如图1.2所示。

输入电路把空中许多无线电广播电台发出的信号选择其中一个，送给混频电路。

混频将输入信号的频率变为中频，但其幅值变化规律不改变。

不管输入的高频信号的频率如何，混频后的频率是固定的，我国规定为465KHZ。

中频放大器将中频调幅信号放大到检波器所要求的大小。

一、实验目的通过本次实验，掌握红外通信的基本原理，了解红外通信系统的工作流程，学会使用红外发射和接收模块进行数据传输，并能够分析红外通信的优缺点。

二、实验原理红外通信是利用红外线传输信息的通信方式，其原理是将要传输的信息（如数字信号、模拟信号等）调制到一定频率的红外载波上，通过红外发射管发射出去，接收端接收红外信号，解调出原始信息。

1. 红外发射原理红外发射器主要由红外发射管、驱动电路、调制电路等组成。

驱动电路将信号放大后驱动红外发射管，调制电路将信号调制到一定频率的红外载波上。

2. 红外接收原理红外接收器主要由红外接收管、放大电路、检波电路、解调电路等组成。

放大电路将接收到的微弱信号放大，检波电路将调制信号中的原始信息提取出来，解调电路将提取出的信息解调为原始信号。

3. 红外通信系统红外通信系统由红外发射器和红外接收器组成，两者之间通过红外线进行信息传输。

系统工作流程如下：（1）信息编码：将原始信息编码为二进制信号。

（2）调制：将编码后的二进制信号调制到一定频率的红外载波上。

（3）发射：通过红外发射管将调制后的信号发射出去。

（4）接收：通过红外接收管接收发射的信号。

（5）解调：将接收到的信号解调为原始信息。

（6）信息处理：对解调后的信息进行处理，如显示、存储等。

三、实验器材1. 红外发射模块2. 红外接收模块3. 51单片机4. 信号源5. 电源6. 接线板7. 实验台四、实验步骤1. 连接红外发射模块和51单片机，将信号源输出信号连接到单片机的输入端。

2. 编写程序，实现信号编码、调制、发射等功能。

3. 连接红外接收模块，将接收到的信号输入到单片机的输入端。

4. 编写程序，实现信号接收、解调、信息处理等功能。

5. 检查实验结果，观察红外通信系统的性能。

五、实验结果与分析1. 通过实验，成功实现了红外通信系统的基本功能。

2. 红外通信具有以下优点：（1）传输速度快，抗干扰能力强。

（2）成本低，易于实现。

简单的红外发射接收电路
简单的红外发射接收电路，既没有限流电阻，也没用三极管驱动，仅供初学者了解元件用。

HS38(HS0038) 为红外接收集成模块，当其接收到38kHZ的方波时，输出脚输出低电平0；没接收到时，输出脚输出高电平1。

因此，用红外发射管对着HS38发射 38kHZ方波(占空比可调为20%-30%减小功率，可用单片机或555产生，也可直接接信号发生器)时，用示波器观察HS38输出脚为低电平0，用手遮挡或停止发射时，用示波器观察HS38输出脚为高电平1。

网上很难找到38红外接收模块的引脚图，这里画了一张给大家分享。

此图应适合大多数(普通)38(如HS38,TL0038,VF0038……)的红外接收模块，有极个别不适合，大家可用试触的方法鉴别出来接脚
红外发射引脚图。

一、实验目的1. 理解红外发射与接收的基本原理。

2. 掌握红外发射接收模块的使用方法。

3. 通过实验验证红外遥控信号的传输与接收过程。

二、实验原理红外发射接收实验是基于红外通信原理进行的。

红外通信是利用红外线进行信息传输的一种通信方式，具有传输速度快、抗干扰能力强、成本低等优点。

实验中，红外发射器将控制信号调制到红外线载波上，通过红外线传输到接收器，接收器将接收到的红外信号解调，还原出原始的控制信号。

三、实验器材1. 红外发射模块2. 红外接收模块3. 电路板4. 电源5. 按键6. 电阻7. 电容8. 万用表9. 逻辑分析仪（可选）四、实验步骤1. 搭建红外发射电路（1）根据电路原理图连接红外发射模块、按键、电阻、电容等元件。

（2）将按键连接到红外发射模块的控制端，电阻和电容连接到红外发射模块的输出端。

（3）检查电路连接无误后，接通电源。

2. 搭建红外接收电路（1）根据电路原理图连接红外接收模块、电阻、电容等元件。

（2）将电阻和电容连接到红外接收模块的输出端。

（3）检查电路连接无误后，接通电源。

3. 测试红外发射与接收（1）按下按键，观察逻辑分析仪或万用表显示的信号波形。

（2）调整红外发射模块与接收模块之间的距离，观察信号强度变化。

（3）改变红外发射模块的发射角度，观察信号强度变化。

（4）对比不同红外发射模块和接收模块的性能。

五、实验结果与分析1. 红外发射与接收信号波形通过逻辑分析仪或万用表观察到，按下按键时，红外发射模块输出一个方波信号，其频率约为38kHz。

红外接收模块接收到的信号与发射信号一致。

2. 红外发射与接收距离实验结果表明，红外发射模块与接收模块之间的距离在5米以内时，信号传输稳定，接收效果良好。

3. 红外发射与接收角度实验结果表明，红外发射模块的发射角度对信号传输效果有一定影响。

当发射角度过大或过小，信号传输效果会变差。

4. 不同红外发射模块和接收模块的性能对比实验结果表明，不同品牌和型号的红外发射模块和接收模块的性能有所差异。

实验二十一红外发射接收实验(最全)word资料实验二十一红外发射接收实验一、实验目的了解红外通信知识，掌握红外数据收发的电路、编解码的编程方法。

二、实验内容根据系统提供的红外收发电路，单片机一方面从发送端发出数据，一方面从接收端接收数据，并比较收到的数据与发送的是否一致。

三、实验要求按实验内容编写程序，并在实验仪上调试和验证。

四、实验说明在很多单片机应用系统中，常常利用非电信号（如光信号、超声波信号等）传送控制信息和数据信息，以实现遥控或遥测的功能。

红外通信具有控制简单、实施方便、传输可靠性高的特点，是一种较为常用的通信方式。

实现单片机系统红外通信的关键在于红外接口电路的设计以及接口驱动程序的设计。

1．红外通信的基本原理红外通信是利用950nm近红外波段的红外线作为传递信息的媒体，即通信信道。

发送端采用脉时调制（PPM）方式，将二进制数字信号调制成某一频率的脉冲序列，并驱动红外发射管以光脉冲的形式发送出去；接收端将接收到的光脉转换成电信号，再经过放大、滤波等处理后送给解调电路进行解调，还原为二进制数字信号后输出。

2．红外发送器红外发送器电路包括脉冲振荡器、驱动管Q1和Q2、红外发射管Q3等部分。

其中脉冲振荡器由2206组成，用以产生38kHz的脉冲序列作为载波信号；红外发射管Q3用来向外发射950nm的红外光束。

红外发送器的工作原理为：串行数据由单片机的串行输出端DATA送出并驱动Q1管，数位“0”使Q1管导通，通过Q2管调制成38kHz的载波信号，并利用红外发射管Q3以光脉冲的形式向外发送。

数位“1”使Q1管截止，红外发射管Q3不发射红外光。

若传送的波特率设为1200bps，则每个数位“0”对应32个载波脉冲调制信号的时序，如图21-1所示。

图21-1 调制信号时序图3．红外接收器红外接收电路选用专用红外接收模块。

该接收模块是一个三端元件，使用单电源+5V电源，具有功耗低、抗干扰能力强、输入灵敏度高、对其它波长（950nm以外）的红外光不敏感的特点，其内部结构框图如图21-2所示。

红外发射与接收资料注意：TI公司给2012年电子设计大赛提供的部分元件如下：1波长600-1000nm的LED及相应光电接收元件2光敏元件3高亮度LED元件4无线通信模块（如CC11xx，CC24xx，CC25xx系列）请大家引起足够的重视。

一、编码解码芯片PT2262/PT2272芯片原理简介PT2262/2272是台湾普城公司生产的一种CMOS工艺制造的低功耗低价位通用编解码电路，PT2262/2272最多可有12位(A0-A11)三态地址端管脚(悬空,接高电平,接低电平),任意组合可提供531441地址码,PT2262最多可有6位(D0-D5)数据端管脚,设定的地址码和数据码从17脚串行输出，可用于无线遥控发射电路。

编码芯片PT2262发出的编码信号由：地址码、数据码、同步码组成一个完整的码字，解码芯片PT2272接收到信号后，其地址码经过两次比较核对后，VT脚才输出高电平，与此同时相应的数据脚也输出高电平，如果发送端一直按住按键，编码芯片也会连续发射。

当发射机没有按键按下时，PT2262不接通电源，其17脚为低电平，所以315MHz的高频发射电路不工作，当有按键按下时，PT2262得电工作，其第17脚输出经调制的串行数据信号，当17脚为高电平期间315MHz的高频发射电路起振并发射等幅高频信号，当17脚为低平期间315MHz的高频发射电路停止振荡，所以高频发射电路完全收控于PT2262的17脚输出的数字信号，从而对高频电路完成幅度键控（ASK调制）相当于调制度为100％的调幅。

[1]PT2262特点1、CMOS工艺制造，低功耗2、外部元器件少3、RC振荡电阻4、工作电压范围宽：5、数据最多可达6位6、地址码最多可达531441种[2]应用范围1、车辆防盗系统2、家庭防盗系统3、遥控玩具4、其他电器遥控名称管脚说明A0-A11 1-8、10-13地址管脚,用于进行地址编码,可置为“0”,“1”,“f”(悬空),D0-D5 7-8、10-13数据输入端，有一个为“1”即有编码发出，内部下拉Vcc 18 电源正端（＋）Vss 9 电源负端（－）TE 14 编码启动端，用于多数据的编码发射，低电平有效；OSC1 16 振荡电阻输入端，与OSC2所接电阻决定振荡频率；OSC2 15 振荡电阻振荡器输出端；Dout 17 编码输出端（正常时为低电平）在具体的应用中，外接振荡电阻可根据需要进行适当的调节，阻值越大振荡频率越慢，编码的宽度越大，发码一帧的时间越长。

K38HZ红外发射与接收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。

型赵丄土遑［址虬町辿①両伽）5 0L46 M0+5S Q.60 0.67 0由图可见,红光的波长范围为0.62卩0。

76卩m,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。

76卩m- 1。

5卩m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© 5mm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3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）。

一、实验目的1. 了解红外遥控系统的基本原理和组成。

2. 掌握红外遥控发射器和接收器的制作方法。

3. 学习红外信号的调制和解调技术。

4. 培养动手实践能力和问题解决能力。

二、实验原理红外遥控系统利用红外线作为传输介质，通过调制和解调技术实现信号的传输。

发射端将控制信号调制到红外载波上，发射出去；接收端接收红外信号，进行解调，恢复出控制信号。

三、实验器材1. 红外遥控发射器模块2. 红外接收器模块3. LED指示灯4. 电阻、电容等电子元件5. 万用表6. 电路板7. 调试工具四、实验步骤1. 搭建红外遥控发射器电路（1）根据发射器模块的数据手册，设计电路原理图。

（2）在电路板上焊接元件，包括红外发射器模块、电阻、电容等。

（3）用万用表测试电路连接是否正确。

2. 搭建红外遥控接收器电路（1）根据接收器模块的数据手册，设计电路原理图。

（2）在电路板上焊接元件，包括红外接收器模块、电阻、电容等。

（3）用万用表测试电路连接是否正确。

3. 连接LED指示灯将LED指示灯连接到接收器电路的输出端，用于显示接收到的信号。

4. 调试电路（1）使用红外遥控发射器模块发射信号。

（2）观察接收器电路中的LED指示灯是否亮起，判断接收是否成功。

（3）根据需要调整电路参数，提高接收灵敏度。

5. 编写程序（1）根据实验要求，编写控制程序。

（2）将程序烧写到单片机或微控制器中。

6. 测试实验结果（1）使用红外遥控发射器模块控制接收器电路中的LED指示灯。

（2）观察LED指示灯的亮灭情况，判断控制是否成功。

（3）根据需要调整程序参数，提高控制效果。

五、实验结果与分析1. 成功搭建了红外遥控发射器和接收器电路。

2. 通过调试，接收器电路能够成功接收红外遥控发射器模块发射的信号。

3. 通过编写程序，实现了对LED指示灯的控制。

4. 实验过程中遇到了一些问题，如电路连接错误、参数设置不当等，通过查阅资料和反复调试，最终解决了问题。

六、实验总结本次实验成功实现了红外遥控系统的设计与制作，掌握了红外遥控的基本原理和制作方法。

电路原理初探——红外线发射与接收教案一、教学目标1.了解红外线的基本原理和应用范围；2.掌握红外线发射和接收电路的基本原理；3.实验设计和调试能力的培养。

二、教学重点和难点1.掌握红外线的基本原理和应用场合；2.掌握红外线发射和接收电路的基本原理和对应的电子元器件的参数选择；3.实验设计和调试能力的培养。

三、教学方法1.讲授法：讲解红外线的基本原理、发射器和接收器的工作原理和电路设计要点等；2.实验操作法：通过制作一套红外线的发射和接收的电路并进行实验，掌握具体的电路设计和调试要点；3.示范法：对电路制作和实验调试过程中需要注意的要点进行示范；4.讨论法：针对不同学生的问题进行讨论，帮助学生理解和把握重难点。

四、教学步骤1.红外线的基本原理第一节课将首先讲解红外线的基本原理。

红外线通常是指波长在0.75-1000微米之间的电磁波，因此不能被肉眼直接看到。

它主要是由热源向外发射，人体的辐射能量大约有50%以上集中在8-15毫米的波段，也就是我们所说的红外线区域。

红外线能够穿透一些透明物质，如水、玻璃、塑料等，但是它却被大多数不透明物质阻挡，所以在使用红外线技术时，需要考虑物体表面的透明度。

红外线广泛应用于遥控、空调、安防等方面。

2.红外线发射器的原理第二节课将讲解红外线发射器的原理。

红外线发射器是指通过电子元器件将电能转换为红外线辐射出去的器件。

常用的红外线发射器有两种：LED和半导体激光器。

在发射器中，LED是最为常见的发射器材料，这种器件具有结构 compact、广泛的功率输出范围、激发电压低和发射频率高等优点，其工作原理为：通过P型掺杂工艺形成p-n结，当加在p-n结上的电压将电子和空穴注入n型和p型半导体材料时，它们将交叉重组并释放出能量，从而产生电子激发态（excitation）或激子（exciton）。

当此时电子回到基态（ground state）时，所释放的能量以光的形式辐射出去，这样就形成了红外线。

单片机红外接受发送实验报告单片机红外发射与接收实验报告指导老师报告人一·实验选题基于单片机的设计任务要求设计一个以单片机为核心控制器件的红外收发系统发射载频38KHz 工作温度-40--85℃接收范围2m系统概述方案设计与论证红外遥控收发系统以下简称红外遥控系统是指利用红外光波作为信息传输的媒介以实现远距离控制的装置从实际系统的硬件结构看红外遥控系统包括发射装置和接收装置其中发射装置包括电源模块输入模块红外发射模块和单片机最小系统接收装置包括电源模块红外接收模块输出模块和单片机最小系统本设计选题设计任务要求设计一个以单片机为核心控制器件的红外收发系统其中发射载波 38KHz电源 V02A 5V01A工作温度-40--85℃接收范围 2m传输速率 27bits反应时间 2ms 利用单片机的定时功能或使用载波发生器用于产生载波的芯片均可产生 38KHz 的发射载波单片机系统可以直接由 5V01A 的电源供电也可以通过三端稳压芯片由 9V02A 电源供电采用工业级单片机可以工作在-40--85℃为保证接收范围达到 2m在发射载频恒为 38KHz 的前提下应采用电流放大电路使红外发射管发射功率足够大传输速率和反应时间取决于所使用的编码芯片或程序的执行效率通过上述分析可知为实现设计任务并满足设计指标应采用工业级单片机由电流放大电路驱动红外发射管针对设计任务提出设计方案程序功能将程序编译通过并下载成功后两个板上的红外光电器件都要套上黑色遮光罩就可以进行实验了测距实验手持号板和号板两管相对慢慢拉远或移近两管的距离观察ＬＥＤ的读数变化阻断实验可请另一人协助将一张纸或其他障碍物放在两管之间再拿开会看到读数有大幅度的变化反射实验将号和号实验板并排拿在手中并形成一个小夹角向一张白纸移动观察读数变化寻迹实验将白纸的部分区域涂黑让你手中的这对红外发射与接收器件在黑色区域与白色区域之间来回移动观察读数变化另外我们选用的红外接收管灵敏很高对室内散射光计算机显示器的辐射日光灯管甚至冬天的暖气等都有感应实验时要注意这些因素的干扰注意实验场地要适当遮光不要有直射光或在窗前进行实验红外线接收模块的原理如下以小型红外接收解调模块SFH506-38超小型红外接收解调模块RPM-638CBR为例来介绍分析一般的红外接收模块主要由CX2016APC1373等集成电路外加阻容元件红外线接收管及滤波光片等组成因而体积较大而新一代一体化红外遥控接收头SFH506-38与RPM-638CBR将红外接收管前置放大解调等电路集成在同一基片上内电路框图如图1所示具有体积小无外部元件抗干扰性能好接收角度宽价格低等优点1小型红外接收解调模块SFH506-38该接收模块采用黑色环氧树脂封装灵敏度较高用小功率红外发射管发射信号接收距离达35米其外型及管脚如图2所示主要电参数如下电源电压VCC为5V 接收峰值波长为095um接收角度为-55度接受距离为35米最大静态电流05mA接收频率为38KHz另有派为3033364056KHz系列供选用2超小型红外接收解调模块RPM-638CBR次模块采用树脂封装有直立与卧式两种封装形式其主要电参数VCC为45--55V静态电流无光照及信号输入Icc为3MA峰值波长为094uM接收最大距离为8--15M水平接收角为33度上下接收角为14度接收频率为38KHz工作温度为-25度----75度由于SFH506-38和RPM-638CBR能直接与红外遥控专用解码电路配合使用因此完全可以取代电视音响等设备中的常规红外接收头且实践证明效果很好红外线接收模块的技术参数1工作电压DC5-20V 可订做范围DC3V-DC24V2静态功耗lt50微安3集电极开路输出负载电流 500mA 其它电流值需订做4延时时间可订做零点几秒几十分钟5封锁时间可订做零点几秒几十秒6触发方式L不可重复触发H可重复触发7感应范围 140度距离5-7米以内 25时8尺寸直径 23mm 默认另有127mm8mm可选9工作温度-20-70℃10外形尺寸2638mm螺丝孔距325mm 注可按客户的各种要求生产模块11感光度可按要求订做 21 红外接收电路一体化的红外接收装置将遥控信号的接收放大检波整形集于一身并且输出可以让单片机识别的TTL 信号这样大大简化了接收电路的复杂程度和电路的设计工作方便使用在本系统中我们采用红外一体化接收头HS0038外观图如图 3 所示HS0038 黑色环氧树脂封装不受日光荧光灯等光源干扰内附磁屏蔽功耗低灵敏度高在用小功率发射管发射信号情况下其接收距离可达35m它能与TTLCOMS 电路兼容HS0038 为直立侧面收光型它接收红外信号频率为38 kHz周期约26 μs同时能对信号进行放大检波整形得到TTL 电平的编码信号三个管脚分别是地＋5 V 电源解调信号输出端红外一体化接收头的测试可以利用图4 所示的电路进行在HS0038 的电源端与信号输出端之间接上一只二极管及一只发光二极管后再配上规定的工作电源为＋5V当手拿遥控器对着接收头按任意键时发光二极管会闪烁说明红外接收头和遥控器工作都正常如果发光二极管不闪烁发光说明红外接收头和遥控器至少有一个损坏只要确保遥控器工作正常很容易判断红外接收头的优劣HS0038的内部结构1PINPIN光敏二极管光敏二极管工作时加有反向电压没有光照时其反向电阻很大只有很微弱的反向饱和电流暗电池当有光照时就会产生很大的反向电流亮电流光照越强该亮电流就越大光敏二极管是一种光电转换二极管所以又叫光电二极管PN结光敏二极管由于相应速度慢不能再通信系统中得到应用PIN光敏二极管就是在PN结中间夹入一层轻掺杂本征半导体PIN光敏二极管特点响应时间短暗电流小入射光量与输出电流的直线性良好PIN光敏二极管的主要用途遥控传真机光通信短距离2AGC Automatic Gain Control 自动增益控制放大器增益表示放大器功率放大倍数以输出功率同输入功率比值的常用对数表示单位为分贝它是输出限幅装置的一种是利用线性放大和压缩放大的有效组合对输出信号进行调整当输入信号较弱时线性放大电路工作保证输出信号的强度当输入信号强度达到一定程度时启动压缩放大线路使输出幅度降低满足了对输入信号进行衰减的需要也就是说AGC功能可以通过改变输入输出压缩比例自动控制增益的幅度它能够在输入信号幅度变化很大的情况下使输出信号幅度保持恒定或仅在较小范围内变化不至于因为输入信号太小而无法正常工作也不至于因为输入信号太大而使接收机发生饱和或堵塞3Band Passband-pass filter 带通滤波器带通滤波器是指能通过某一频率范围内的频率分量但将其他范围的频率分量衰减到极低水平的滤波器4Demodulator解调器解调是将模拟信号- 数字信号HS0038参考电路在实际的应用中可以参考以下电路进行电路原理图的设计TSAL62是指红外发射头TSAL6200uc是指微控制器HS0038对数据格式的要求 The data signal should fullfill the following condition载波频率接近38kHz1要求脉冲的长度不小于10个周期2脉冲之间的时间距离不小于14个周期3如果每个脉冲的长度超过18ms那么需要在数据流中添加一些空隙空隙的长度要在脉冲长度的4倍以上4每秒钟可以连续接收800个短脉冲符合数据格式的列子有 Some examples for suitable data format areNEC CodeToshiba Micom Format Sharp Code RC6 Code R–2000 Code等红外通信解调功能从图中我们可以看出HS0038接收到的信号正好与发射信号是不对应的当输出脉冲为高时对应HS0038的低电平也就是说发送的红外信号与接收到的红外信号互为相反hs0038 应用 C51编程五·外围器件一．电阻器简介11 电阻器的含义在电路中对电流有阻碍作用并且造成能量消耗的部分叫电阻12 电阻器的英文缩写RResistor 及排阻RN13 电阻器在电路符号 R14 电阻器的常见单位千欧姆KΩ兆欧姆MΩ15 电阻器的单位换算 1兆欧 103千欧 106欧16 电阻器的特性电阻为线性原件即电阻两端电压与流过电阻的电流成正比通过这段导体的电流强度与这段导体的电阻成反比即欧姆定律I UR 表 17 电阻的作用为分流限流分压偏置滤波与电容器组合使用和阻抗匹配等18 电阻器在电路中用R加数字表示如R15表示编号为15的电阻器19 电阻器的在电路中的参数标注方法有3种即直标法色标法和数标法a直标法是将电阻器的标称值用数字和文字符号直接标在电阻体上其允许偏差则用百分数表示未标偏差值的即为±20b数码标示法主要用于贴片等小体积的电路在三为数码中从左至右第一二位数表示有效数字第三位表示10的倍幂或者用R表示 R表示0 如472 表示 47×102Ω即47KΩ 104则表示100KΩR22表示022Ω 122 1200Ω 12KΩ 1402 14000Ω 14KΩ R22 022Ω 50C 324100 324KΩ17R8 178Ω000 0Ω 0 0Ωc色环标注法使用最多普通的色环电阻器用4环表示精密电阻器用5环表示紧靠电阻体一端头的色环为第一环露着电阻体本色较多的另一端头为末环现举例如下如果色环电阻器用四环表示前面两位数字是有效数字第三位是10的倍幂第四环是色环电阻器的误差范围见图一四色环电阻器普通电阻标称值第一位有效数字标称值第二位有效数字标称值有效数字后0的个数 10的倍幂允许误差颜色第一位有效值第二位有效值倍率允许偏差黑0 0 棕 1 1 ±1 红 2 2 ±2 橙3 3 黄4 4 绿5 5 ±05 蓝6 6 ±025 紫7 7 ±01 灰8 8白9 9 ―20 50 金 5 银10无色20 图1-1 两位有效数字阻值的色环表示法如果色环电阻器用五环表示前面三位数字是有效数字第四位是10的倍幂第五环是色环电阻器的误差范围见图二五色环电阻器精密电阻标称值第一位有效数字标称值第二位有效数字标称值第三位有效数字标称值有效数字后0的个数10的倍幂允许误差颜色第一位有效值第二位有效值第三位有效值倍率允许偏差黑0 0 0 棕 1 1 1 1 红 2 2 22 橙3 3 3 黄4 4 4 绿55 5 05 蓝6 6 6 025 紫7 7 7 01灰8 8 8 白9 9 9 -20～50 金±5 银±10图1-2 三位有效数字阻值的色环表示法110 SMT电阻的尺寸表示用长和宽表示如0201060308051206等具体如02表com111 一般情况下电阻在电路中有两种接法串联接法和并联接法电阻的计算R1 R1 R2R2串连并联R R1R2 R 1R11R2112 多个电阻的串并联的计算方法串联R总串 R1R2R3Rn并联1R总并 1R2R3R1Rn二．电容器1 电容器的含义衡量导体储存电荷能力的物理量2 电容器的英文缩写C capacitor3 电容器在电路中的表示符号 C 或CN 排容4 电容器常见的单位毫法mF微法uF纳法nF皮法pF5 电容器的单位换算 1法拉 103毫法 106微法 109纳法 1012皮法1pf 10-3nf 10-6uf 10-9mf 10-12f6 电容的作用隔直流旁路耦合滤波补偿充放电储能等7 电容器的特性电容器容量的大小就是表示能贮存电能的大小电容对交流信号的阻碍作用称为容抗它与交流信号的频率和电容量有关电容的特性主要是隔直流通交流通低频阻高频8 电容器在电路中一般用C加数字表示如C25表示编号为25的电容9 电容器的识别方法与电阻的识别方法基本相同分直标法色标法和数标法3种a 直标法是将电容的标称值用数字和单位在电容的本体上表示出来如220MF表示220UF01UF表示001UFR56UF表示056UF6n8表示6800PFb 不标单位的数码表示法其中用一位到四位数表示有效数字一般为PF而电解电容其容量则为UF如3表示3PF2200表示2200PFcomFc 数字表示法一般用三为数字表示容量的大小前两位表示有效数字第三位表示10的倍幂如102表示10102 1000PF224表示22104 02UFd 用色环或色点表示电容器的主要参数电容器的色标法与电阻相同电容器偏差标志符号100-0--H100-10--R50-10--T30-10--Q50-20--S80-20--Z10 电容的分类根据极性可分为有极性电容和无极性电容我们常见到的电解电容就是有极性的是有正负极之分11 电容器的主要性能指标是电容的容量即储存电荷的容量耐压值指在额定温度范围内电容能长时间可靠工作的最大直流电压或最大交流电压的有效值耐温值表示电容所能承受的最高工作温度稳压二极管发光二极管光电二极管变容二极管3 半导体二极管在电路中常用加数字表示如D5表示编号为5的B锗二极管在两极加上电压并且电压大于02V时才能导通导通后电压保持在02-03V之间5 半导体二极管主要特性是单向导电性也就是在正向电压的作用下导通电阻很小而在反向电压作用下导通电阻极大或无穷大 7 半导体二极管的识别方法a目视法判断半导体二极管的极性一般在实物的电路图中可以通过眼睛直接看出半导体二极管的正负极在实物中如果看到一端有颜色标示的是负极另外一端是正极b用万用表指针表判断半导体二极管的极性通常选用万用表的欧姆档 R＊100或R＊1K 然后分别用万用表的两表笔分别出接到二极管的两个极上出当二极管导通测的阻值较小一般几十欧姆至几千欧姆之间这时黑表笔接的是二极管的正极红表笔接的是二极管的负极当测的阻值很大一般为几百至几千欧姆这时黑表笔接的是二极管的负极红表笔接的是二极管的正极 c测试注意事项用数字式万用表去测二极管时红表笔接二极管的正极黑表笔接二极管的负极此时测得的阻值才是二极管的正向导通阻值这与指针式万用表的表笔接法刚好相反变容二极管是根据普通二极管内部 PN结的结电容能随外加反向电压的变化而变化这一原理专门设计出来的一种特殊二极管变容二极管在无绳电话机中主要用在手机或座机的高频调制电路上实现低频信号调制到高频信号上并发射出去在工作状态变容二极管调制电压一般加到负极上使变容二极管的内部结电容容量随调制电压的变化而变化变容二极管发生故障主要表现为漏电或性能变差1发生漏电现象时高频调制电路将不工作或调制性能变差2变容性能变差时高频调制电路的工作不稳定使调制后的高频信号发送到对方被对方接收后产生失真三极管在电路中常用Q加数字表示如Q17表示编号为17的三极管特点三极管简称管是内部含有2个PN结并且具有放大能力的特殊器件它分NPN型和PNP型两种类型这两种类型的三极管从工性上可互相弥补所谓OTL电路中的对管就是由PNP型和NPN型配对使用按材料来分可分硅和锗管我国目前生产的硅管多为NPN型锗管多为PNP型E 发射极 C 集电极 E 发射极 C 集电极B 基极B 基极NPN型三极管 PNP 型三极管4 半导体三极管放大的条件要实现放大作用必须给三极管加合适的电压即管子发射结必须具备正向偏压而集电极必须反向偏压这也是三极管的放大必须具备的外部条件5 半导体三极管的主要参数a 电流放大系数对于三极管的电流分配规律Ie IbIc由于基极电流Ib的变化使集电极电流Ic发生更大的变化即基极电流Ib的微小变化控制了集电极电流较大这就是三极管的电流放大原理即βΔIcΔIbb极间反向电流集电极与基极的反向饱和电流c极限参数反向击穿电压集电极最大允许电流集电极最大允许功率损耗6半导体三极管具有三种工作状态放大饱和截止在模拟电路中一般使用放大作用饱和和截止状态一般合用在数字电路中a半导体三极管的三种基本的放大电路共射极放大电路共集电极放大电路共基极放大电路电路形式直流通道静态工作点交流通道微变等效电路ri Rbrbe ro RC RC 用途多级放大电路的中间级输入输出级或缓冲级高频电路或恒流源电路b三极管三种放大电路的区别及判断可以从放大电路中通过交流信号的传输路径来判断没有交流信号通过的极就叫此极为公共极注交流信号从基极输入集电极输出那发射极就叫公共极交流信号从基极输入发射极输出那集电极就叫公共极交流信号从发射极输入集电极输出那基极就叫公共极7 用万用表判断半导体三极管的极性和类型用指针式万用表a先选量程R＊100或R＊1K档位b判别半导体三极管基极用万用表黑表笔固定三极管的某一个电极红表笔分别接半导体三极管另外两各电极观察指针偏转若两次的测量阻值都大或是都小则改脚所接就是基极两次阻值都小的为NPN型管两次阻值都大的为PNP型管若两次测量阻值一大一小则用黑笔重新固定半导体三极管一个引脚极继续测量直到找到基极c判别半导体三极管的c极和e极确定基极后对于NPN管用万用表两表笔接三极管另外两极交替测量两次若两次测量的结果不相等则其中测得阻值较小得一次黑笔接的是e极红笔接得是c 极若是PNP型管则黑红表笔所接得电极相反d 判别半导体三极管的类型如果已知某个半导体三极管的基极可以用红表笔接基极黑表笔分别测量其另外两个电极引脚如果测得的电阻值很大则该三极管是NPN型半导体三极管如果测量的电阻值都很小则该三极管是PNP型半导体三极管五．PCB的简介1 PCB的英文缩写PCB Printed Circuit Board2 PCB的作用PCB作为一块基板他是装载其它电子元器件的载体所以一块PCB设计的好坏将直接影响到产品质量的好坏3 PCB的分类和常见的规格根据层数可分为单面板双面板和多层板我们主机板常用的是4层板或者6层板而显示卡用的是8层板而主机板的尺寸为AT规格的主机板尺寸一般为13X12 单位为英寸 ATX主机板的尺寸一般为12X96 单位为英寸 Micro Atx主机板尺寸com 单位为英寸注明1英寸 254CM六．晶振1晶振在线路中的符号是”X”Y2晶振的名词解释能产生具有一定幅度及频率波形的振荡器3晶振在线路图中的表示符号4晶振的测量方法测量电阻方法用万用表RX10K档测量石英晶体振荡器的正反com英晶体振荡器有一定的阻值或为零则说明该石英晶体振荡器已漏电或击穿损坏动态测量方法用是波器在电路工作时测量它的实际振荡频是否符合该晶体的额定振荡频率如果是说明该晶振是正常的如果该晶体的额定振荡频率偏低偏高或根本不起振表明该晶振已漏电或击穿损坏七·555定时器555集成时基电路称为集成定时器是一种数字模拟混合型的中规模集成电路其应用十分广泛该电路使用灵活方便只需外接少量的阻容元件就可以构成单稳多谐和施密特触发器因而广泛用于信号的产生变换控制与检测它的内部电压标准使用了三个5K的电阻故取名555电路其电路类型有双极型和CMOS型两大类两者的工作原理和结构相似几乎所有的双极型产品型号最后的三位数码都是555或556所有的CMOS产品型号最后四位数码都是7555或7556两者的逻辑功能和引脚排列完全相同易于互换555和7555是单定时器556和7556是双定时器双极型的电压是5V15V输出的最大电流可达200mACMOS型的电源电压是3V18V 图8-1 555定时器内部框图555电路的工作原理555电路的内部电路方框图如图8-1所示它含有两个电压比较器一个基本RS 触发器一个放电开关T比较器的参考电压由三只5KΩ的电阻器构成分压它们分别使高电平比较器A1同相比较端和低电平比较器A2的反相输入端的参考电平为和A1和A2的输出端控制RS触发器状态和放电管开关状态当输入信号输入并超过时触发器复位555的输出端3脚输出低电平同时放电开关管导通当输入信号自2脚输入并低于时触发器置位555的3脚输出高电平同时放电开关管截止是复位端当其为0时555输出低电平平时该端开路或接VCCVc是控制电压端5脚平时输出作为比较器A1的参考电平当5脚外接一个输入电压即改变了比较器的参考电平从而实现对输出的另一种控制在不接外加电压时通常接一个001uf的电容器到地起滤波作用以消除外来的干扰以确保参考电平的稳定T为放电管当T导通时将给接于脚7的电容器提供低阻放电电路555定时器的典型应用图8-2 555构成单稳态触发器上图8-2为由555定时器和外接定时元件RC 构成的单稳态触发器D为钳位二极管稳态时555电路输入端处于电源电平内部放电开关管T导通输出端Vo输出低电平当有一个外部负脉冲触发信号加到Vi端并使2端电位瞬时低于低电平比较器动作单稳态电路即开始一个稳态过程电容C 开始充电Vc按指数规律增长当Vc充电到时高电平比较器动作比较器A1翻转输出Vo从高电平返回低电平放电开关管T重新导通电容C上的电荷很快经放电开关管放电暂态结束恢复稳定为下个触发脉冲的来到作好准备波形图见图8-3 图8-3 单稳态触发器波形图暂稳态的持续时间Tw即为延时时间决定于外接元件RC的大小Tw 11RC通过改变RC的大小可使延时时间在几个微秒和几十分钟之间变化当这种单稳态电路作为计时器时可直接驱动小型继电器并可采用复位端接地的方法来终止暂态重新计时此外需用一个续流二极管与继电器线圈并接以防继电器线圈反电势损坏内部功率管如图8-4由555定时器和外接元件R1R2C构成多谐振荡器脚2与脚6直接相连电路没有稳态仅存在两个暂稳态电路亦不需要外接触发信号利用电源通过R1R2向C充电以及C通过R2向放电端放电使电路产生振荡电容C在和之间充电和放电从而在输出端得到一系列的矩形波对应的波形如图8-5所示图8-4 555构成多谐振荡器图8-5 多谐振荡器的波形图输出信号的时间参数是 T07R1R2C07R2C其中为VC由上升到所需的时间为电容C放电所需的时间555电路要求R1与R2均应不小于1KΩ但两者之和应不大于33MΩ外部元件的稳定性决定了多谐振荡器的稳定性555定时器配以少量的元件即可获得较高精度的振荡频率和具有较强的功率输出能力因此这种形式的多谐振荡器应用很广3组成占空比可调的多谐振荡器电路如图8-6它比图8-4电路增加了一个电位器和两个引导二极管D1D2用来决定电容充放电电流流经电阻的途径充电时D1导通D2截止放电时D2导通D1截止图8-6 555构成占空比可调的多谐振荡器可见若取电路即可输出占空比为50℅的方波信号图8-7 555构成施密特触发器图8-8 555构成施密特触发器的波形图实现基本和常用逻辑运算的电子电路叫逻辑门电路实现与运算的叫与门实现或运算的叫或门实现非运算的叫非门也叫做反相器等等用逻辑1表示高电平用逻辑0表示低电平2 与门逻辑表达式F＝A B。

第1篇一、实验目的1. 理解红外通信系统的基本原理和工作方式。

2. 掌握红外通信系统硬件设计与调试方法。

3. 分析红外通信系统在实际应用中的性能表现。

二、实验原理红外通信系统是一种利用红外线进行信号传输的通信方式。

它主要由发射装置、接收装置、红外发射器和红外接收器等组成。

红外通信系统具有传输速度快、抗干扰能力强、成本低等优点，在家庭、工业等领域有广泛的应用。

三、实验器材1. 红外发射器：用于发送信号。

2. 红外接收器：用于接收信号。

3. 红外通信模块：用于实现红外信号的调制和解调。

4. 51单片机：用于控制整个通信系统。

5. 电源：为实验设备提供能源。

6. 示波器：用于观察和分析信号波形。

四、实验步骤1. 硬件连接：将红外发射器、红外接收器、红外通信模块、51单片机等设备按照电路图连接好。

2. 软件编程：编写程序，实现红外通信模块的初始化、红外信号的调制和解调等功能。

3. 调试与测试：将编写好的程序烧录到51单片机中，观察红外通信模块是否正常工作。

使用示波器观察红外信号的波形，分析信号的调制和解调效果。

4. 性能测试：在不同距离、不同角度、不同光照条件下，测试红外通信系统的通信质量。

五、实验结果与分析1. 硬件连接：按照电路图连接好所有设备，确保连接牢固。

2. 软件编程：编写程序，实现红外通信模块的初始化、红外信号的调制和解调等功能。

3. 调试与测试：将编写好的程序烧录到51单片机中，观察红外通信模块是否正常工作。

使用示波器观察红外信号的波形，分析信号的调制和解调效果。

- 调制效果：观察调制后的信号波形，确保信号波形符合预期。

- 解调效果：观察解调后的信号波形，确保解调后的信号波形与原始信号波形一致。

4. 性能测试：在不同距离、不同角度、不同光照条件下，测试红外通信系统的通信质量。

- 通信距离：在无遮挡、无干扰的情况下，测试红外通信系统的通信距离。

实验结果表明，在10米范围内，通信效果良好。

- 通信角度：在水平方向和垂直方向上，测试红外通信系统的通信角度。