红外发射机的调试可以按照控制代码---编码---脉码调制---红外发射的顺序进行调试。(1)调试控制代码形成电路即键盘及其代码产生电路时,可依次固定16路的按键电平为低电平,用示波器依次测试CD4067的输出ABCD点的电平,应符合BCD码的逻辑电平。(2)调试编码部分时,应先将编码时钟频率调到设计值,可用频率计在MC145026的第12脚测试,然后按下第一路按键电平为S1,用双踪示波器测MC145026第12脚的时钟波形和第15脚的输出波形。(3)调试脉码调制振荡电路,应先与编码输出断开,将载频调到设计值。再与输出相连接,使第一路按键为低电平,用示波器测其波形,观察与设计预期波形是否相符。
5.2红外接收机的调试红外接收机的调试应先调接收电路的增益和接收中心频率,从使用的是通用型FPS-4091红外接收模块,在第二脚用示波器检测其输出波形是否是输出整形后的指令码脉冲。在红外接收时还需要对单片机的软件部分进行调试,看其是否符合要求。
5.3联机调试系统在连调时,可先将编、解码电路进行有线连调,即将红外发射器的输出(MC145026的第15脚)与红外接收机解码器的输入(MC145027的第9脚)直接相连,按各路按键,所对应的发光二极管能亮、灭转换。有线联调正确后,则可进行无线联调。
在无线联调时常见的故障是遥控距离较短,不满足要求,一般可通过增大红外管发射电流,或将几个红外发射管串联发射等,还可以将红外发射管和红外接收管均放入黑盒屏蔽,仅在发射和接收处开个小窗口,这样可消除杂散红外光的干扰,使有用信号增强。
引起遥控距离较短的原因还有可能是发射的载波频率与接收机带通滤波器的中心频率不一致,可试着微调发射载波的频率,观察遥控距离的变化,使系统达到最佳工作状态。
6.系统功能和指标参数
6.1红外多路遥控系统的功能
1、遥控路数为16路。
2、可控制设备的开关状态,并且在接收端能判别开关信号,以发光二极管的亮、暗表示受控设备的开关。
3、工作频率为40KHZ。
4、遥控距离不小于3m。
6.2系统的指标参数在设计其载波频率为40KHZ时,着主要取决于RC振荡器RC时间常数即
F0≈1/(2.2(R2+RP1)C1)
调节RP1的值就可使振荡频率为40KHZ。
红外多路遥控系统根据其所在的地理位置不同就有不同原因的干扰。根据其来源不同,主要有空间干扰(通过电磁辐射进入)、供电系统干扰以及印制板与电路间产生的相互干扰。所以在设计上,应该采取必要的软硬件措施,免除和减小各种不良因素对系统的影响和损害,从而提高系统的稳定性和可靠性。
本系统在硬件设计过程中,主要采取以下几个方面的指标来提高系统的抗干扰能力:对于空间辐射干扰的抑制,主要解决办法是屏蔽。静电屏蔽使用导体材料即可。为达到电磁屏蔽的目的,可以把控制系统安装在用铁板做成的封闭机箱内,来屏蔽外部静电和电磁场的干扰。
①设计印制电路板时,合理布线,力求将系统中个元件之间、电路之间可能产生的不利影响限制在最低程度;
②元件排列及信号走线尽量有序,短直,简洁,避免相邻电路相互影响;
③尽量避免过长的平行走线,减少布线的分布电容;
④接地线尽量加宽以减少接地电阻,并解决好接地点问题;
⑤了避免印制电路形成环路接受噪声形成干扰;
⑥按钮等在操作时会产生火花,必须利用RC电路加以吸收;
⑦电源的设计将强弱电严格分开,不把它们设计在一块电路板上,电源线的走向尽量与数据传递的方向一致。在印制电路板的各个关键部位配置去藕电容,电源输入端跨接10uF的电解电容。每片集成电路电源的引脚上并接O.OluF高频电容。对于抗噪声能力弱、关断时电流变化大的器件,应在芯片的电源线((VCC)和地线(CGND)间直接接入0.01uF去耦电容。
⑧CMOS芯片的阻抗很高,易受外界的干扰,故电路中不使用的输入端不允许悬空,否则会引起逻辑电平不正常。根据实际情况,将多余的输入端与正电源或地相接。
7.设计总结此次智能仪器课程设计经过为我的不懈努力,目前基本达到了预期的要求,通过对整个系统的调试,可得到如下结论:16路开关可通过红外发射和接收对遥控距离不小于3m的可控式开关进行控制,这次是以发光二极管的亮、暗表示受控设备的开关,即可让正确的发光二极管暗或亮。而且在译码部分利用的是单片机还可以进行扩展,增大该系统的功能。但由于时间关系,扩展部分就只有用其他时间加以改善,实现更强大的功能。
使系统结构简单,可靠性高,成本低,实用效果良好。在本次设计中,首先是加强了我对红外接收和红外发射的掌握,这方面是目前比较热门的话题,通过这次的课程设计也增加了我对学习红外部分的兴趣。其次,也加深了对单片机知识的学习,把以前没有搞懂的知识理解了,使单片机学习不在是停留在书本知识的学习,而是将其应用与实践中,使其成为一个系统的体系。还有就是通过设计我也认识到软件的编程工作不光可以用汇编语言来完成,还可以用高级语言来实现,如C51等,这样可以使编程更简单、容易。但我在这方面还懂得不多,因此我将在以后的时间中加强这方面的学习,使自己在软件设计方面有更大的进步和发展。最后,我认为自己的设计还是不够完美,其中还有一些地方应该得到改进,,我相信再以后的学习中我会更加努力希望在单片机设计方面有所发展。
首先感谢靳斌老师的指导。在设计和论文写作过程中,我始终得到老师的悉心教导和认真指点,使得我的理论知识和动手操作能力都有了提高。同时,也得到了同学的帮助,我们一起学习和研究,使我受益匪浅。
最后,感谢所有给予我关心和支持的老师和同学!
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