简易电子教鞭的设计与制作文档格式.doc
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学号
0710207015
班级
通技07-1
专业
通信技术
设计(或论文)题目
简易电子教鞭的设计与制作
指导教师姓名
职称
工作单位及所从事专业
联系方式
备注
曾宝国
助教
四川信息职业技术学院电子系教师
13198236193
谭望春
高级工程师
四川九洲电子科技股份有限公司
13508101878
设计(论文)内容:
1.设计一款简易使用的电子教鞭,可用于多媒体教室授课时的PPT演示控制器,功能要求如下:
[1]可越过物理屏障,通过远距离(不小于10m)遥控进行操作;
[2]多个教鞭同时使用时需具备防冲突机制;
[3]接收部分电源从PC的串口接电,不能外加电源,并尽量减低系统功耗。
2.备选器件:
PT2262/2272编码解码的收发模块、MA161B等。
学生需完成系统方案制定与工作原理分析、硬件设计、电路仿真或实物制作、设计报告撰写等工作。
设计可按如下步骤进行:
1.收集有关资料并消化吸收;
2.制定设计方案;
3.完成硬件设计,仿真测试成功后完成实物制作;
4.撰写设计报告(不少于4000字)。
进度安排:
1.收集有关资料并消化吸收------第4~6周;
2.制定设计方案---------------------第7周;
3.硬件设计---------------------------第7~8周;
4.系统仿真测试或硬件制作------第9~12周;
5.撰写设计报告---------------------第13~14周;
6.准备毕业答辩---------------------第15周。
主要参考文献、资料(写清楚参考文献名称、作者、出版单位):
[1] 童诗白.华成英.模拟电子技术基础.北京:
北京高等教育出版社.2003
[2] 阎石.数字电子技术基础.北京:
北京高等教育出版社.2005
[3] 徐以荣.冷增祥.电力电子技术基础.南京:
南京东南大学出版社.2004
[4] 高吉祥.电力技术基础实验与课程设计.北京:
北京电子工业出版社.2005
审
批
意
见
教研室负责人:
年月日
备注:
任务书由指导教师填写,一式二份。
其中学生一份,指导教师一份。
四川信息职业技术学院毕业设计说明书(论文)
目 录
摘 要 I
第一章 方案设计 2
第二章 单元电路设计 3
2.1 主要元器件简介 3
2.2 发射部分电路设计 6
2.3 接收部分电路设计 7
第三章 电路制作与调试 9
3.1 电路制作 9
3.2 整机调试 9
总 结 10
致 谢 11
参考文献 12
附录 整体电路原理图 13
I
摘 要
随着多媒体教学方式的普及,电脑已经是老师教学过程中不可或缺的设备。
很多时候,上课的老师都在电脑前通过鼠标控制着上课的进度。
但是,鼠标一般通过RS-232或USB接口直接与计算机进行有线连接,老师需长时间停留在电脑旁,肢体语言难以发挥,课堂气氛不容调动,令教学质量大打折扣。
为了摆脱连线束缚,需要鼠标具有越过物理屏障、远距离、遥控操作功能,无线教鞭让老师能通过一个遥控器,即使没有在电脑旁也可以轻松地控制电脑,从而解除束缚,提高教学质量。
本课题以PT2262/2272为核心,设计了一款集多媒体演示控制、激光笔等功能于一体的无线教鞭。
该无线教鞭包括发射和接收两个部分,发射部分为一个遥控器,上面的按键分别控制课件上下翻页和红外激光笔,采用3.6V电池供电。
接收部分采用USB口供电,接收天线内置。
只要接收部分接上电脑的USB接口,就可以通过发射摇控器实现对电脑的无线控制功能了。
关键词 红外激光笔;
无线控制;
优盘外
第一章 方案设计
实现无线教鞭手动遥控的方式有红外线和无线电两种方式。
其中,红外线方式的方向性和抗干扰能力差;
而无线电方式既可摆脱连线和方向性的束缚,又无须将鼠标对准接收器就可轻松操作,是目前流行的方案。
无线电子教鞭分发射部分和接收部分,发射部分为一个遥控器,利用按键分别控制课件上下翻页和红外激光笔,采用3.6V电池供电。
接收部分采用USB口供电,内置天线,外观和U盘相似,使用时将接收器插入电脑USB接口,就可通过发射遥控器实现对电脑的无线控制功能了。
本设计的实现方案如图1-1所示,各部分的作用分别是:
按键用于产生上下翻页、激光开启的控制信号;
编码器用于对控制信号进行编码;
发射机用于将编码信号调制导高频信号上并进行功率放大,使天线上获得满足要求的发射功率;
接收机将接收到的信号放大并从中解调出编码信号;
译码器用于奖编码信号译成控制信号,由控制器通过USB1.0或2.0接口传送到计算机,实现对计算机的实时控制。
图1-1 无线电子教鞭系统框图
该无线教鞭的工作过程是:
接通电源,按下按键,产生上下翻页、激光开启的控制信号;
通过编码器对控制信号进行编码到发射机,经过天线的传输到接收机,然后将接收机接收到的信号放大并从中解调出编码信号;
由控制器通过USB接口传送到计算机,实现对计算机的实时控制。
第13页
第二章 单元电路设计
本设计的电路以PT2262/2272编解码收发模块、F05P、J04V为核心,工作频率315MHz,采用ASK调制方式。
该模块工作稳定,有效距离达到50米,完全可以满足作为无线教鞭的要求。
同时该模块具有地址编码功能,可以让不同的教室间避免出现干扰的情况。
2.1 主要元器件简介
PT2262/2272是台湾普城公司生产的低功耗、低价位,带地址、数据编码功能的CMOS工艺通用无线遥控发射/接收芯片,其引脚图和内部结构图如图2-1所示。
(1)PT2262-IR引脚图
(2)PT2272引脚图(3)PT2262-IR内部结构图
图2-1 PT2262/2272编解码收发芯片
PT2262编码电路与PT2272解码电路一般配对使用,PT2262的特点是将载波振荡器、编码器和发射单元集成于一身,在其内部已经把编码信号调制在了一个较高的载频上。
要把遥控编码信息用无线方式(红外线或无线电等)传送出去,必须有载体(载波),把编码信息“装载”在载体上(调制在载波上)才能传送出去,因此需要一个振荡电路和一个调制电路。
在PT2262内部,已包含了这些电路,从脚DOUT串行输出端送出的是调制好了的约38kHz的高频已调波,因此使用起来非常方便,适用于红外线和超声波遥控电路。
PT2262/2272工作电压范围宽是2.6~15V,实际应用时所需外部元器件少,可应用于车辆防盗系统、家庭防盗系统、遥控玩具以及其他电器遥控。
发射芯片PT2262-IR的引脚功能如表2-1所示。
A0~A5共6根线只能作地址线,而A6~A11共6根线既可以作为地址线,也可以作为数据线,这要取决于所配合使用的解码器。
若解码器没有数据线,则A0~A11作为地址线使用,此时A0~A11共12根地址线,每线都可以设置成“l”、“0”、“开路”三种状态之一,因此共有312=531441种地址码;
但若配对使用的解码器的A6~A11是数据线(例如PT2272),则此时PT2262的A6~A11也作为数据线用,并只可设置为“1”和“0”两种状态之一,而地址线只剩下A0~A5共6根,编码数降为36=729种。
发射芯片PT2262-IR的编码信号格式是:
用2个周期的占空比为1:
3(即高电平宽度为1,低电平宽度为2,周期为3)的波形来表示1个“0”,用2个周期的占空比为2:
3(即高电平宽度为2,低电平宽度为1,周期为3)的波形来表示1个“1”,用1个周期的占空比为1:
3的波形紧跟着1个周期的占空比为2:
3的波形来表示“开路”。
一个完整的码字一般包含地址码、数据码和同步码。
表2-1 PT2262-IR引脚功能
引脚编号
英文缩写
引脚功能
①~⑥
A0~A5
三态地址输入端(“0”、“1”、“开路”三种状态)
⑦⑧⑩~
A6/D0~A11/D5
地址或数据输人端,地址输人时用1~6,
作数据输入时只可编成“1、“0”两种状态
TE
发射使能端,低电平有效
OSC1OSC2
外接振荡电阻,决定振荡的时钟频率
DOUT
数据输出端,编码由此引脚串行输出
Vss
电源“-”
VDD
电源“+”
接收芯片PT2272是和PT2622配对使用的遥控接收专用集成电路,其引脚功能如表2-2所示。
表2-2 PT2272引脚功能
~
三态地址输入端(“0”、“1”、“开路”三种状态),
要求与PT2262的设定状态一致
D0~D5
数据输出端,分暂存和锁存两种状态
DIN
脉冲编码信号输入端
VT
输出端,接收有效信号是,该端口由低电平变为高电平
接收芯片PT2272有6位地址码输入端A0~A5,要求与发射芯片PT2262-lR的设定状态完全一致。
D0~D5是6位数据输出端。
PT2272的数据输出有“暂存”及“锁存”两种,“暂存”是当发射端信号消失时,PT2272对应的数据位输出低电平;
“锁存”是当发射端信号消失时,PT2272数据位的输出保持原来的状态,直至有新的控制信号到来。
PT2272产品的数据输出有0、2、4、6位之分,以型号后的后缀来区分。
如PT2272-M6表示数据位输出有6位,M代表暂存方式输出;
又如PT2272-L4表示数据位输出有4位,L代表锁存方式输出。
F05P安阳市新世纪电子研究所推出的一款特小体积、特低功耗、性能最稳定的无线发射模块;
采用SMT工艺,树脂环氧封装,声表谐振器稳频,内部具有一级调制电路及限流电阻,特别适合各种短距离无线遥控报警及单片机短距离无线数据传输。
F05P具有较宽的工作电压范围及超低功耗特性,ASK方式调制,无数据时发射电流为零。
FO5P应垂直安装在印板边部,应离开周围器件5mm以上,以免受分布参数影响而停振。
FO5P发射距离与输入信号,发射电压,电池容量,发射天线及发射环境有关。
在障碍区由于折射反射会形成一些死区及不稳定区域,不同的收发环境会有不同的收发距离,F05P最佳有效工作距离为100-200M左右。
发射天线对发射距离起着很大的作用,天线能否匹配也是很关键,匹配良好的天线能增加几倍的距离,匹配不好的天线效果很差甚至会引起频率漂移。
天线的长度应取发射频率(315M)的1/4波长,可以用一根直径0.5~1毫米,24厘米的漆包线代替,也可通过在印制电路板上腐刻环行铜环替代发射天线。
调频接收器J04V是一款特小体积、极低功耗超再生接收模块,采用独特的电路结构,SMT生产工艺、树脂环氧封装,内含放大整形电路,输出为数字信号可直接至解码器,使用极为方便,是一款性价较好的超再生接收模
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- 简易 电子 教鞭 设计 制作