张杨基于红外传输的数字远程功率控制Word文件下载.docx

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第1章引言1

1.1课题研究背景1

1.2无线遥控的国内外现状2

1.3课题的指导思想和技术要求2

1.4课题研究的目的和意义3

第2章数字远程功率控制理论基础4

2.1发射单元理论基础4

2.1.1数字通信技术简介4

2.1.2红外技术4

2.2接收单元理论基础6

2.2.1模拟放大电路简介6

2.2.2光电探测器6

2.3供电单元理论基础7

2.4控制单元理论基础8

2.4.189C2051单片机8

2.4.2功率控制10

2.5PCB技术10

2.5.1印制线路板（PCB）的设计步骤10

2.5.2印制电路板元件合理布局的基本原则11

2.5.3设计PCB板关键技术12

第3章数字远程功率控制系统软硬件设计工具15

3.1硬件设计工具15

3.1.1用于整形的CD40106BCN芯片15

3.1.2用于放大的LM324N芯片16

3.1.3用于控制的AT89C2051芯片17

3.1.4MOC3020光耦管18

3.1.5BAT06双向可控硅18

3.2软件设计平台19

3.2.1KeilC51uVision219

3.2.2C语言19

3.2.3PROTELDXP21

第4章数字远程功率控制系统实现方案22

4.1数字远程功率控制硬件设计22

4.1.1发射模块22

4.1.2接收和放大模块23

4.1.3供电模块24

4.1.4控制模块24

4.2数字功率控制软件设计基本思想25

4.3软件流程图26

4.4PCB制作27

4.4.1制作原理图步骤27

4.4.2PCB制作步骤27

总结与展望28

致谢29

参考文献30

第1章引言

1.1课题研究背景

当前无线遥控的应用已渗透到了车用防盗报警器、家用防盗报警器、车库门控器、遥控航模、遥控玩具、遥控家电及工业、农业、交通等众多的领域，极大地方便了用户的操作和使用，但随着各种具有无线遥控功能的电子产品和无线通信产品的大量普及和使用，也逐步暴露出来了一些急待解决的问题。

1.同频干扰日趋严重

……。

2.抗干扰能力差

3.环境适应性差

普通遥控产品采用三态或四态地址编/解码器也是导致环境适应性和抗干扰能力差的原因：

在三态或四态地址码中有一个状态是悬空态，即高阻态，这个状态在遇到空气潮湿或受到强电磁干扰时就会在短时间内变成低电平或高电平，从而引起系统的错误判断，造成失控或误控[1]。

1.2无线遥控的国内外现状

现代科学技术的发展促进了遥控技术的发展，并使之成为一门独立的学科。

所谓遥控，……工农业生产以及人们的日常生活中[2]。

国外无线遥控设备的生产厂家….在实际应用中有一定的局限性[3]。

1.3课题的指导思想和技术要求

……本设计主要运用于家用电器方面，解决人们不同时段对电器功率大小的控制问题。

1.4课题研究的目的和意义

随着社会的进步和发展，……基于红外传输的数字远程功率控制设计不仅提供了这样的一种思路，还提供了正确实用的功率控制方案。

第2章数字远程功率控制理论基础

基于红外传输的数字远程功率控制设计是在无线遥控的基础上，利用发射单元发出一定频率的光，由接收电路接收、放大后，驱动单片机工作，控制电路的接通与否，达到远程控制电器明暗程度的目的。

2.1发射单元理论基础

2.1.1数字通信技术简介

通信领域涉及范围很广，……模拟市场逐渐被数字市场占据，数字电路在很大程度上取代了模拟电路[4]。

2.1.2红外技术

红外技术是随着红外的普遍使用而兴起的，……反舰导弹和巡航导弹[5]。

美国国防部研究表明，……已经满足不了作战需要[6]。

采用近红外光作为红外探测/遥控的光源，主要因为:

1．一般的接收用的光电二极管……。

2.红外光发射器件，……就可以发出一定波长的近红外光[7]。

根据电流驱动方式可分为:

1.平均发射方式:

……且抗干扰能为转筹。

2.脉冲发射方式:

2.2接收单元理论基础

2.2.1模拟放大电路简介

在生活中，……如滤波、振荡、稳压等功能电路的基本单元电路[8]。

2.3供电单元理论基础

电源供给系统是……实现了稳压功能。

2.4控制单元理论基础

2.4.189C2051单片机

单片微型计算机……MCS-51和MCS-52是目前应用最多的两个品种[10]。

1.89C2051单片机的电源系统

89C2051有很宽的工作电源电压，……。

2.4.2功率控制

功率控制……无线传播理论和无线遥控技术是该研究课题的理论技术基础。

2.5PCB技术

2.5.1印制线路板（PCB）的设计步骤

概括的说，对于普通电路板的设计主要分为以下三个部分（如图2-5）：

具体过程如下：

1.绘制电路板之前……；

2.定义好线路板的属性后……；

3.加载网络表和元件封装；

4.加载网络表和元件封装后，……；

5.在自动布线前……；

6.设定好规格之后用…..；

7.将设计结果输出以便加工[12]。

2.5.2印制电路板元件合理布局的基本原则

一个性能优良的系统，……合理布局的原则主要有一下几个原则：

1.元件分布的整体性

一块PCB板无论大小……。

2.元件分布的独立性和关联性

电路中的期间有很大的相关性和独立性……。

2.5.3设计PCB板关键技术

1.从电路原理图到PCB图

在画原理图时……。

2.元件布局

散热方面的要求：

第3章数字远程功率控制系统软硬件设计工具

3.1硬件设计工具

3.1.1用于整形的CD40106BCN芯片

CD106BCN基于的原理是……如图3-1所示：

3.1.2用于放大的LM324N芯片

LM324是……

1.反馈放大电路的类型

所谓反馈，……。

3.1.3用于控制的AT89C2051芯片

单片微型计算机……详见图3-4：

……原理见图3-5所示[17]：

对于一些……。

3.1.4MOC3020光耦管

MOC3020光耦管……如图3-6所示[18]：

3.1.5BAT06双向可控硅

BAT06双向可控硅…….其实物形状如图：

BAT06

3.2软件设计平台

3.2.1KeilC51uVision2

Keil51是德国KEIL公司……更能体现高级语言的优势[19]。

uVision2是……如下图3－8所示：

3.2.2C语言

对于以单片机系统……逐渐得到电子工程师的青睐[20]。

在进行单片机系统编程时……具体介绍如下。

1.程调试灵活方便

C语言编程灵活……。

3.2.3PROTELDXP

PROTELDXP是……电路印制版设计的最好工具[22]。

第4章数字远程功率控制系统实现方案

4.1数字远程功率控制硬件设计

4.1.1发射模块

对于红外光通信来说……电路图实现信号的发射。

发射模块的制作步骤：

1．首先……；

4.1.2接收和放大模块

在红外接收电路中，…….专用红外接收放大集成电路。

1.分立元器件构成的红外接收前置放大器

红外光…..电压信号。

4.1.3供电模块

电源部分为……其原理图如图4-3所示。

电源部分为放大和接收电路、……其原理图如图4-3所示。

4.1.4控制模块

控制电路实现的功能……其原理图如图4-4所示。

4.2数字功率控制软件设计基本思想

本设计基于的软件平台是KeilC51uVision2和C语言，…..具体方案为：

当R0=0时，P1=00000000即00H，0个电阻接入，功率为0，刻度0；

当R0=1时，P1=00000001即01H，1个电阻接入，功率最小，刻度1；

……

其中，……具有实际可行性[25]。

4.3软件流程图

4.4PCB制作

4.4.1制作原理图步骤

原理图是反映……其制作步骤为：

1.打开PROTELDXP，……。

2.再新建Schematic文件并保存……。

3.所有器件……。

4.对于VCC或GND，……。

5.给各器件选定封装……。

4.4.2PCB制作步骤

1.在已建工程里……。

2.运用PROTELDXP工具……。

3.根据电路图……。

4.接着……。

5.拿到板子后，……。

做出的发射电路PCB如图4-6所示。

总结与展望

红外技术……以下就是所做设计的具体成果。

1.在了解无线遥控技术的基础上……。

2.完成了……。

3.根据控制……例如:

本课题所设计的数字远程功率控制系统能够满足现代社会绿色环保的需要，能够满足国家三令五申的节约电力资源、减少能源浪费的需要，对人们随心所欲的控制电器的开关和明暗具有重大的现实及理论意义。

致谢

在本论文完成之际，首先向导师XXX教授表示最衷心的感谢，从论文的选题、具体研究到最终的撰写修改，无不凝聚着X老师的心血和汗水。

在学习和工作中，X老师是作者的恩师，他严谨的治学态度、高超的实验技能、丰富的研究经验、在学术领域敏锐的洞察力使我在四年的学习工作中受益匪浅，也将对我今后的工作产生有益的影响；

在生活中，X老师不仅给予了无微不至关怀和帮助，而且通过言传身教使我领悟了许多做人的道理，将使我获益终身。

导师那份对事业的执着精神将永远激励着我不懈地去攀登科学的高峰，勇敢地去接受具体的实践中将要面临的任何挑战。

在此，谨向敬爱的X老师致以最诚挚的祝福，表示最崇高谢意!

感谢信息工程学院通信工程系XXX副教授、电子系XXX副教授，他们渊博的知识，丰富的实践经验给了作者很大的帮助和启示，作者向他们表示最真诚的谢意！

感谢工作室XXX同学、XXX同学、XXX师兄，尤其感谢XXX同学，在实验中遇到技术困难时，XXX同学给予作者热情的指导和帮助，整个实验的完成和改进都得到了她莫大的帮助和支持。

在此真心向他们表示感谢！

感谢父母多年的理解、支持和关心，由于他们所给予的无私的爱和全力的支持才使得作者能够安心学习和工作。

感谢姐姐XXX、弟弟XXX，他们是作者最坚定的后盾。

作者对他们致以最真挚的谢意！

总之，在作者完成学业和论文期间，承蒙众多师长、领导、同学、亲人、朋友的关心、帮助和支持，使作者能够顺利完成学业，并按时提交本论文。

感激之情非言语所能表达，不再一一赘述。

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