課程設(shè)計(jì)---數(shù)字開關(guān)量的短距離無(wú)線傳送

1、<p>　　電子綜合課程設(shè)計(jì)報(bào)告</p><p>　　設(shè)計(jì)題目:數(shù)字開關(guān)量的短距離無(wú)線傳送 </p><p>　　學(xué) 院：信息科學(xué)與工程學(xué)院</p><p>　　專業(yè)班級(jí) ：通信工程1班</p><p>　　學(xué) 號(hào) ：110263010433</p><p>　　數(shù)字開關(guān)量的短距離無(wú)線傳送&l

2、t;/p><p>　　摘要：本次設(shè)計(jì)采用無(wú)線傳輸數(shù)據(jù)的方式，利用編碼電路發(fā)出任意一個(gè)四位數(shù)據(jù)開關(guān)量，用四個(gè)發(fā)光二極管指示，同時(shí)用地址撥碼開關(guān)固定一地址，經(jīng)過發(fā)射模塊，把數(shù)據(jù)傳到接有接收模塊的解碼電路，地址與編碼電路的一致，也用發(fā)光二極管顯示，當(dāng)兩個(gè)電路中的數(shù)據(jù)顯示指示燈發(fā)光二極管顯示一致時(shí)，說明調(diào)試成功。然后用地址撥碼開關(guān)改變編碼電路的地址，檢測(cè)在解碼電路中是否能接收到信號(hào)。只有當(dāng)兩個(gè)電路的地址一致的時(shí)候，在解碼電路

3、中才能接收到由編碼電路發(fā)出的信號(hào)。</p><p>　　關(guān)鍵詞：編碼/解碼芯片PT2262/PT2272 無(wú)線收發(fā)模塊 數(shù)字開關(guān)量</p><p><b>　　前言</b></p><p>　　隨著社會(huì)的發(fā)展，電子技術(shù)迅猛的發(fā)展，對(duì)電氣類專業(yè)人才有著大量的需求。但是在這科技高速發(fā)展的時(shí)代，對(duì)人才的要求也是越來越高?，F(xiàn)在的大學(xué)學(xué)習(xí)主要是以理

4、論學(xué)習(xí)為主，為了進(jìn)一步提高自己的實(shí)踐動(dòng)手能力,課程設(shè)計(jì)是必不可少的,所以我覺得開這個(gè)課程是挺好的!</p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　1. 系統(tǒng)設(shè)計(jì):4</p><p>　　1.1、設(shè)計(jì)要求：4</p><p>　　1.2. 設(shè)計(jì)方案及器件選擇4</p><p>

5、　　1.2.1四位數(shù)據(jù)開關(guān)量的形成和還原。4</p><p>　　1.2.2無(wú)線傳輸方式的選擇4</p><p>　　1.2.3編/解碼方式的選擇4</p><p>　　1.2.4其他問題的考慮（電源部分、模塊化設(shè)計(jì)等）5</p><p>　　2.具體電路設(shè)計(jì)及參數(shù)選擇5</p><p>　　2.1發(fā)送部分的

6、設(shè)計(jì)5</p><p>　　2.1.1 數(shù)據(jù)開關(guān)量形成的設(shè)計(jì)5</p><p>　　2.1.2 PT2262簡(jiǎn)介5</p><p>　　2.1.3 PT2262 管腳說明：6</p><p>　　2.1.4 PT2262的編碼地址的選擇6</p><p>　　2.1.5 PT2262編碼電路的設(shè)計(jì)7<

7、/p><p>　　2.2 電源,接收部分設(shè)計(jì)8</p><p>　　2.2.1電源部分設(shè)計(jì)8</p><p>　　2.2.2解碼部分的設(shè)計(jì)8</p><p>　　2.2.3 PT2272簡(jiǎn)介9</p><p>　　2.2.4單電阻振蕩器10</p><p>　　3.PCB的制作11<

8、;/p><p>　　3.1 protel99se簡(jiǎn)介11</p><p>　　3.2 制作及圖12</p><p><b>　　3.3 調(diào)試13</b></p><p>　　4. 系統(tǒng)測(cè)試數(shù)據(jù)：14</p><p>　　5. 設(shè)計(jì)總結(jié)和心得體會(huì)14</p><p>　

9、　5.1 設(shè)計(jì)總結(jié)14</p><p>　　5.2心得體會(huì)14</p><p>　　6.參考文獻(xiàn)：15</p><p><b>　　7.附錄16</b></p><p><b>　　1. 系統(tǒng)設(shè)計(jì):</b></p><p>　　無(wú)線傳輸四位數(shù)字開關(guān)量（四個(gè)開關(guān)得到0/

10、1），可靠傳輸距離大于50米，在接收端用發(fā)光二極管顯示還原發(fā)射端四個(gè)開關(guān)的狀態(tài)。</p><p><b>　　1.1、設(shè)計(jì)要求：</b></p><p><b>　　1、四位數(shù)據(jù)開關(guān)量</b></p><p><b>　　2、無(wú)線傳送</b></p><p><b>

11、　　3、編碼、解碼</b></p><p>　　1.2. 設(shè)計(jì)方案及器件選擇</p><p>　　1.2.1四位數(shù)據(jù)開關(guān)量的形成和還原。</p><p>　　方案一：高電平，即四位開關(guān)都接到高電平“1”狀態(tài)，只有一種狀態(tài)。</p><p>　　方案二：低電平，即四位開關(guān)都接到低電平“0”狀態(tài)，只有一種狀態(tài)。</p>

12、<p>　　方案三：高電平和低電平兩種混用，即四位開關(guān)各位可以為“1”或“0”狀態(tài)，這樣可以有24種選擇。</p><p>　　本設(shè)計(jì)需要顯示開關(guān)量的狀態(tài)，多種選擇更符合需要，故選方案三。</p><p>　　1.2.2無(wú)線傳輸方式的選擇</p><p>　　方案一：紅外線傳送，只能直線傳送，有效范圍小。</p><p>　　方案二

13、：藍(lán)牙傳送，傳送能力強(qiáng)，但傳送距離較短。</p><p>　　方案三：GPRS傳送，傳送范圍廣，但技術(shù)實(shí)現(xiàn)繁雜，成本高。</p><p>　　方案四：無(wú)線傳送模塊，傳送距離較遠(yuǎn)，大于五百米，且成本較低。</p><p>　　經(jīng)過綜合比較，我們選擇方案四。</p><p>　　1.2.3編/解碼方式的選擇</p><p>

14、;　　方案一：基于單片機(jī)的編解碼方式，可操作方便，但是編解碼過程相對(duì)復(fù)雜，且成本較高。</p><p>　　方案二：PT2262/PT2272編/解碼芯片，操作方便，編解碼過程由芯片完成，且成本較低。</p><p>　　綜上所述，故選擇方案二。</p><p>　　1.2.4其他問題的考慮（電源部分、模塊化設(shè)計(jì)等）</p><p>　　根據(jù)

15、所選的接收發(fā)送模塊，以及編解碼的方式，我們采用穩(wěn)壓器件7809和7805作為電源。</p><p>　　2.具體電路設(shè)計(jì)及參數(shù)選擇</p><p>　　2.1發(fā)送部分的設(shè)計(jì)</p><p>　　首先是數(shù)據(jù)開關(guān)的形成，通過二極管來顯示各個(gè)開關(guān)的“0”或“1”狀態(tài)，選擇可以用四位的撥碼開關(guān)來控制數(shù)據(jù)量的形成，通過編碼芯片PT2262編碼，發(fā)出發(fā)射的信號(hào)到發(fā)送模塊，由發(fā)送

16、模塊SH9801發(fā)送出去。</p><p>　　2.1.1 數(shù)據(jù)開關(guān)量形成的設(shè)計(jì)</p><p>　　數(shù)據(jù)開關(guān)量用高電平和低電平的方式形成和還原，用發(fā)光二極管來顯示其高低狀態(tài)，其中形成量用撥碼開關(guān)控制.</p><p>　　2.1.2 PT2262簡(jiǎn)介</p><p>　　PT2262是臺(tái)灣普城公司生產(chǎn)的一種CMOS 工藝制造的低功耗低價(jià)位通

17、用編解碼電路，PT2262 最多可有12 位(A0-A11)三態(tài)地址端管腳(懸空,接高電平,接低電平),任意組合可提供531441 地址碼,PT2262 最多可有6 位(D0-D5)數(shù)據(jù)端管腳,設(shè)定的地址碼和數(shù)據(jù)碼從17 腳串行輸出，可用于無(wú)線遙控發(fā)射電路。</p><p>　　編碼芯片 PT2262 發(fā)出的編碼信號(hào)由：地址碼、數(shù)據(jù)碼、同步碼組成一個(gè)完整的碼字，解碼芯片PT2272 接收到信號(hào)后，其地址碼經(jīng)過兩次

18、比較核對(duì)后，VT 腳才輸出高電平，與此同時(shí)相應(yīng)的數(shù)據(jù)腳也輸出高電平，如果發(fā)送端一直按住按鍵，編碼芯片也會(huì)連續(xù)發(fā)射。當(dāng)發(fā)射機(jī)沒有按鍵按下時(shí)，PT2262 不接通電源，其17 腳為低電平，所以315MHz 的高頻發(fā)射電路不工作，當(dāng)有按鍵按下時(shí)，PT2262 得電工作，其第17 腳輸出經(jīng)調(diào)制的串行數(shù)據(jù)信號(hào)，當(dāng)17 腳為高電平期間315MHz 的高頻發(fā)射電路起振并發(fā)射等幅高頻信號(hào)，當(dāng)17 腳為低平期間315MHz 的高頻發(fā)射電路停止振蕩，所以高

19、頻發(fā)射電路完全收控于PT2262 的17 腳輸出的數(shù)字</p><p>　　信號(hào)，從而對(duì)高頻電路完成幅度鍵控（ASK 調(diào)制）相當(dāng)于調(diào)制度為100％的調(diào)幅。</p><p>　　PT2262的特點(diǎn):</p><p>　　1.CMOS 工藝制造，低功耗</p><p><b>　　2.外部元器件少</b></p>

20、<p><b>　　3.RC 振蕩電阻</b></p><p>　　4.工作電壓范圍寬：2.6-15v</p><p>　　5.數(shù)據(jù)最多可達(dá)6 位</p><p>　　6.地址碼最多可達(dá)531441 種</p><p>　　PT2262應(yīng)用范圍:</p><p><b>　

21、　車輛防盜系統(tǒng)</b></p><p><b>　　家庭防盜系統(tǒng)</b></p><p><b>　　遙控 玩 具</b></p><p><b>　　其他電器遙控</b></p><p>　　2.1.3 PT2262 管腳說明：</p><p&

22、gt;　　A0-A11 即1-8腳、10-13腳 :地址管腳,用于進(jìn)行地址編碼,可置為“0”,“1”,“f”(懸</p><p><b>　　空)。</b></p><p>　　D0-D5 即7-8腳、10-13腳 :數(shù)據(jù)輸入端，有一個(gè)為“1”即有編碼發(fā)出，內(nèi)部下拉。</p><p>　　Vcc 即18腳 :電源正端（＋）。</p

23、><p>　　Vss 即9腳 :電源負(fù)端（－）。</p><p>　　TE 即14腳: 編碼啟動(dòng)端，用于多數(shù)據(jù)的編碼發(fā)射，低電平有效。</p><p>　　OSC1 即16腳:振蕩電阻輸入端，與OSC2 所接電阻決定振蕩頻率。</p><p>　　OSC2 即15腳:振蕩電阻振蕩器輸出端。</p><p>　　Dou

24、t 即17腳:編碼輸出端（正常時(shí)為低電平）。</p><p>　　在具體的應(yīng)用中，外接振蕩電阻可根據(jù)需要進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)，阻值越大振蕩頻率越慢，編碼的寬度越大，發(fā)碼一幀的時(shí)間越長(zhǎng)。</p><p>　　2.1.4 PT2262的編碼地址的選擇</p><p>　　PT2282的撥碼開關(guān)的接法也可以有三種方案：</p><p>　　方案1：開關(guān)的

25、一邊接地，一邊接芯片地址腳，這樣就有“懸空”和“地”兩個(gè)狀態(tài)；</p><p>　　方案2：開關(guān)的一邊接高，一邊接芯片地址腳，這樣就有“懸空”和“高”兩個(gè)狀態(tài)；</p><p>　　方案3：開關(guān)的一邊接地，一邊接芯片地址腳，地址腳上加接上拉電阻，這樣就有“高”和“低”兩個(gè)狀態(tài)。</p><p>　　這里我們選擇的是方案2。</p><p>　

26、　2.1.5 PT2262編碼電路的設(shè)計(jì)</p><p>　　根據(jù)所選的方案和編碼芯片PT2262的資料,用八位撥碼開關(guān)控制編碼電路。電路圖如圖2.1.5</p><p>　　圖2.1.5解碼電路</p><p>　　在通常使用中，我們一般采用8位地址碼和4位數(shù)據(jù)碼。出廠時(shí)遙控模塊的2262和2272的八位地址編碼端全部懸空，這樣可以很方便選擇各種編碼狀態(tài)。但需要注

27、意的是：同一個(gè)系統(tǒng)地址碼必須一致；不同的系統(tǒng)可以依靠不同的地址碼加以區(qū)分。</p><p>　　圖2.1.5解碼部分圖</p><p>　　2.2 電源,接收部分設(shè)計(jì)</p><p>　　2.2.1電源部分設(shè)計(jì)</p><p><b>　　電源用三端穩(wěn)壓</b></p><p>　　圖2.2.1.

28、1發(fā)射電源</p><p>　　圖2.1.1.2接收電源</p><p>　　2.2.2解碼部分的設(shè)計(jì)</p><p>　　2262/2272是固定碼編碼器/解碼器，兩者配對(duì)使用，其地址碼(密碼)的產(chǎn)生是通過對(duì)集成電路的各個(gè)地址端分別設(shè)置成高電平/低電平/懸空從而形成三態(tài)的不同地址編碼。由于2262/2272編碼器/解碼器的地址與數(shù)據(jù)端之和只有十二個(gè)，在通常的應(yīng)用中

29、一般要使用四個(gè)數(shù)據(jù)端（接四個(gè)獨(dú)立的按鍵），2262和2272的地址碼要一致，編碼器2262的地址碼我們選用了高電平/懸空狀態(tài)，數(shù)據(jù)端選用了高電平/低電平，所以2272的地址碼我們也用高電平/懸空狀態(tài)來設(shè)計(jì)。</p><p>　　2.2.3 PT2272簡(jiǎn)介</p><p>　　PT 2272是CMOS解碼器，如圖3.2.2.1，與2262編碼器構(gòu)成一對(duì)編解碼電路。2272最多可有12位三態(tài)

30、地址，提供531441(3的12次方)個(gè)地址，減少了代碼沖突的可能性，提高了抗非法代碼掃描的能力。2272有多種可選型號(hào)：數(shù)據(jù)輸出端從0～6個(gè)可選，數(shù)據(jù)輸出方式有鎖存/不鎖存兩種。2272最多可有12個(gè)地址位，包括6個(gè)地址/數(shù)據(jù)位，其特點(diǎn)和應(yīng)用范圍和PT2262的一致。PT2272管腳說明如表2.2.3</p><p>　　表2.2.3 PT2272管教說明</p><p><b&g

31、t;　　功能說明</b></p><p>　　2272 將從Din 管腳輸入的波形解碼，波形被解碼成包含地址、數(shù)據(jù)和同步位的代碼字。解碼后的地址部分與地址輸入管腳設(shè)定的地址進(jìn)行比較，如果連續(xù)三次地址比較結(jié)果符合，2272 將：（1）數(shù)據(jù)部分從數(shù)據(jù)管腳輸出，（2）VT 管腳輸出高電平，表示2262進(jìn)行了一次有效接收。2.2.4單電阻振蕩器 </p><p>　　2272具有內(nèi)置振

32、蕩器電路，只要在在OSC1和OSC2管腳之間外接一個(gè)電阻，就可構(gòu)成一個(gè)精密的振蕩器。為了使2272能夠?qū)邮盏牟ㄐ握_解碼，2272振蕩器的頻率必須是2262的2.5～8倍。PT2262-2272的振蕩電阻對(duì)照表如表2.2.4</p><p>　　表2.2.4 震蕩電阻對(duì)照表</p><p>　　解碼電路設(shè)計(jì)如圖2.2.2</p><p>　　圖2.2.2編碼部分&

33、lt;/p><p><b>　　3.PCB的制作</b></p><p>　　在本次設(shè)計(jì)中，電路通過用Protel軟件制作出電路的原理圖和PCB圖。然后到實(shí)驗(yàn)室用腐蝕板的方法制作出硬制電路板，最后做出一個(gè)完整的電路板（板的大小為180mm×60mm）。</p><p>　　3.1 protel99se簡(jiǎn)介 </p><

34、p>　　Protel99SE是應(yīng)用于Windows9X/2000/NT操作系統(tǒng)下的EDA設(shè)計(jì)軟件，采用設(shè)計(jì)庫(kù)管理模式，可以進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)設(shè)計(jì)，具有很強(qiáng)的數(shù)據(jù)交換能力和開放性及3D模擬功能，是一個(gè)32位的設(shè)計(jì)軟件，可以完成電路原理圖設(shè)計(jì)，印制電路板設(shè)計(jì)和可編程邏輯器件設(shè)計(jì)等工作，可以設(shè)計(jì)32個(gè)信號(hào)層，16 個(gè)電源--地層和16個(gè)機(jī)加工層,功能強(qiáng)大。</p><p><b>　　3.2 制作及圖</b

35、></p><p>　　1、用PROTEL畫出原理圖，發(fā)射和接收部分原理圖分別如圖3.2.1和圖3.2.2。</p><p>　　圖3.2.1 發(fā)射部分</p><p>　　圖3.2.2接收部分</p><p>　　2、根據(jù)原理圖和實(shí)際元件的封裝，用PROTEL進(jìn)行印刷電路板的布局布線。</p><p>　　接收

36、和發(fā)射PCB圖分別如圖圖3.2.3和圖3.2.4.</p><p>　　3、用熱轉(zhuǎn)印法制作出實(shí)際的PCB板，用鹽酸和雙氧水進(jìn)行腐蝕，并打好孔。</p><p>　　4、把元器件焊接到做好的印刷電路板上。</p><p><b>　　3.3 調(diào)試</b></p><p>　　1、分別仔細(xì)反復(fù)檢查發(fā)送部分和接收部分的電路板，

37、看是否存在漏焊，多焊，虛焊或短路等錯(cuò)誤，檢查無(wú)誤后，即可通電調(diào)試。</p><p>　　2、在調(diào)試之前，先用萬(wàn)用表測(cè)量供電電源的電壓，選擇合適的電源分別接到發(fā)送、接收系統(tǒng)，電源指示燈是否亮起，用手直接觸摸穩(wěn)壓器件7809和7805，如果迅速發(fā)熱，應(yīng)檢查看是否有電路短路或更換一個(gè)阻值更大的電阻與指示燈串聯(lián)，確保電路安全可靠。</p><p>　　3、把四位的數(shù)據(jù)開關(guān)分別撥到“0”和“1”，在

38、發(fā)送和接收系統(tǒng)的編碼開關(guān)全部懸空或全部高電平的條件下，按下發(fā)送按鈕，觀察發(fā)送端四位數(shù)據(jù)開關(guān)量的指示燈和還原電路的數(shù)據(jù)指示燈，數(shù)據(jù)開關(guān)選擇多種組合，重復(fù)多次。</p><p>　　4、接下來固定定好數(shù)據(jù)開關(guān)量，編碼開關(guān)自由組合，發(fā)送、接收系統(tǒng)必須一致，按下發(fā)送按鈕，觀察接收系統(tǒng)的數(shù)據(jù)還原狀態(tài)，多次組合不同的編碼開關(guān)重復(fù)調(diào)試。</p><p>　　5、把無(wú)線發(fā)送模塊取下，選好編碼，發(fā)送、接收必

39、須一致，發(fā)送數(shù)據(jù)，觀察數(shù)據(jù)的開關(guān)的形成量和還原量；然后撞死無(wú)線發(fā)送模塊，取下無(wú)線接收模塊，地址編碼不變，發(fā)送數(shù)據(jù)，觀察數(shù)據(jù)開關(guān)的形成量和還原量；把無(wú)線發(fā)送、接收模塊都取下，地址編碼不變，發(fā)送數(shù)據(jù)，觀察數(shù)據(jù)開關(guān)的形成量和還原量。重復(fù)幾次。</p><p>　　6、發(fā)送、接收系統(tǒng)經(jīng)檢查無(wú)誤后，編碼開關(guān)和數(shù)據(jù)開關(guān)的選擇自由組合，當(dāng)發(fā)射和接收部分相距分別是1米、5米、10米、20米、50米、100米、200米的時(shí)候，每一

40、個(gè)距離分別設(shè)置5組不同的數(shù)字開關(guān)量然后按下發(fā)射鍵，觀察接收端輸出的開關(guān)量是否與發(fā)射端的一致。如此進(jìn)行多次反復(fù)拉距實(shí)驗(yàn)，得到系統(tǒng)的最大可靠傳送距離，并對(duì)此進(jìn)行分析。</p><p>　　4. 系統(tǒng)測(cè)試數(shù)據(jù)：</p><p>　　1、接好所有的連接線，通電。</p><p>　　2、當(dāng)發(fā)射和接收部分相距分別是1米、5米、10米、20米、50米、100米、200米的時(shí)候，

41、每一個(gè)距離分別設(shè)置5組不同的數(shù)字開關(guān)量然后按下發(fā)射鍵，觀察接收端輸出的開關(guān)量是否與發(fā)射端的一致并記錄。如此進(jìn)行多次反復(fù)拉距實(shí)驗(yàn)，得到系統(tǒng)的最大可靠傳送距離，并對(duì)此進(jìn)行分析。</p><p>　　5. 設(shè)計(jì)總結(jié)和心得體會(huì)</p><p><b>　　5.1 設(shè)計(jì)總結(jié)</b></p><p>　　根據(jù)測(cè)試數(shù)據(jù)，進(jìn)行綜合分析，發(fā)送模塊和接收模塊相距每

42、一個(gè)距離在不同的編碼組合下，發(fā)送的數(shù)據(jù)開關(guān)量和還原的開關(guān)量是一致的。得出設(shè)計(jì)結(jié)果符合設(shè)計(jì)要求。</p><p><b>　　5.2心得體會(huì)</b></p><p>　　本次課程設(shè)計(jì)中，我們花了不少時(shí)間和精力，很多事都處理得不是很好,比如PCB電路板的制作，經(jīng)驗(yàn)不足，做出來的板子效果不大好。畫PCB圖真的很重要,做好這一步是必須的,所以老師給了幾天的時(shí)間在PCB畫圖上.

43、同時(shí)，實(shí)踐課對(duì)我們理論課的學(xué)習(xí)也很有幫助。</p><p>　　為做出一塊好的板子，需要花很多時(shí)間來檢查所設(shè)計(jì)的電路，特別是電路的PCB設(shè)計(jì)部分，幾乎花去大半的時(shí)間，同時(shí)腐蝕電路板也是一項(xiàng)十分講究工藝的工作，把握得不好，做出來的板子也不盡如人意。另外，焊接的時(shí)候，也要特別注意對(duì)電烙鐵的使用方法與安全，若不集中精神將會(huì)很容易有虛焊、漏焊等現(xiàn)象?？偟膩碚f，本次課程設(shè)計(jì)雖然有些辛苦，但是讓我們真正用了自己所學(xué)的知識(shí)做出

44、了一件像樣的作品，心里還是十分高興，也很有一種成功的喜悅。同時(shí)也感謝張老師和同學(xué)們?cè)谄陂g的幫助,不懂的就問老師或者同學(xué),這個(gè)真的比你在那里亂猜這個(gè)怎樣怎樣好.</p><p><b>　　6.參考文獻(xiàn)：</b></p><p>　　[1]《電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬部分第五版》華中科技大學(xué)電子技術(shù)課程組 編 主編：康華光 副主編：陳大欽 張林</p><p