无线遥控门铃设计.docx

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无线遥控门铃设计

毕业设计

题目：

无线遥控门铃设计

学号：

26121101019

姓名：

教学院：

理学院

专业班级：

2011级应用物理学

指导教师：

完成时间：

2015年3月15日

教务处制

贵州工程应用技术学院毕业论文（设计）任务书

课题名称

无线遥控门铃设计

学生姓名

康威

学号

26121101019

教学院

理学院

专业、班级

2011级应用物理

课题简介：

随着社会的不断发展，传统的有线门铃已经不能满足人们的需求，因此无线门铃应运而生。

本设计主要是应用高频电路、模拟电子技术的相关理论知识，设计出相关的装置模块，实现相应的功能，目的在于把书本上学到的理论知识运用到实际中，通过亲手做可以提高我们对高频电子线路、模拟电子技术相关理论知识的理解和运用，同时还培养和提高了我们收集整理信息和克服困难的能力，在设计的过程中，，对各种测试仪器也有了更深刻的认识，使自己在整个毕业设计的过程中学到了很多。

无线遥控门铃由发射器和接收器两个部分组成，其中，发射器由升压电路、编码电路、发射电路等组成；接收器由接收电路、解码电路、功放电路等组成。

此次设计采用幅度调制。

发射机部分由高频振荡器产生高频信号，通过幅度调制方式把低频信号装载到高频信号中然后经过天线进行发射 。

接收部分先把接收到的信号进行放大，然后进行解调，即把高频信号中的低频电磁波卸载下来，最后把解调后的信号进行功放使之推动喇叭发音。

课题内容和任务：

本研究课题是无线遥控门铃的设计与制作，利用CD4069、TP2262、TP2272、TQ33G芯片作为发射电路模块和接收电路模块的主要芯片，与其他电子元器件进行电路的设计，再根据设计好的电路制作PCB板，将各种元器件按照电路图焊接在PCB板上，完成无线门铃的组装，最后对无线门铃进行调试且达到预期效果。

进度计划：

第一阶段（2014.7—2014.9）：

查阅资料、理论分析、方案论证、完成开题报告撰写。

第二阶段（2014.9—2015.1）：

完成电路图的设计仿真和各性能参数调试。

第三阶段（2015.1—2015.5）：

完成本科毕业论文撰写。

发出日期

课题计划完成日期

指导教师签名

教学院院长签章

注：

本表一式一份，用于装订完整文本。

贵州工程应用技术学院毕业论文（设计）学生诚信声明书

本人郑重声明：

本人所提交的毕业论文（设计）《无线遥控门铃设计》是本人在指导教师指导下独立研究、写作的成果，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果，论文中所引用他人的无论以何种方式发布的文字、研究成果，均在论文中加以说明；对本文研究做出过重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。

如果存在弄虚作假、抄袭、剽窃的情况，本人愿承担全部责任。

论文（设计）作者：

（签字）时间：

年月日

指导教师：

（签字）时间：

年月日

贵州工程应用技术学院毕业论文（设计）版权使用授权书

本毕业论文（设计）《无线遥控门铃设计》是本人在校期间所完成学业的组成部分，是在指导教师的指导下完成的，论文（设计）工作的知识产权属于贵州工程应用技术学院。

本人同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文（设计）的复印件和电子版，允许论文（设计）被查阅和借阅；本人授权贵州工程应用技术学院可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印、网页制作或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。

毕业论文（设计）无论做何种处理，必须尊重本人的著作权，署明本人姓名。

未经指导教师和贵州工程应用技术学院同意，本人不擅自发表毕业论文（设计）相关研究内容或利用毕业论文（设计）从事开发和盈利性活动。

毕业后若发表毕业论文（设计）中的研究成果，需征得指导教师同意，作者第一单位署名应为“贵州工程应用技术学院”，成果发表时本人工作（学习）单位可以在备注中注明。

论文（设计）作者：

（签字）时间：

年月日

指导教师：

（签字）时间：

年月日

无线遥控门铃设计

摘要:

门铃作为生活中的常用工具，给人们带来了方便与实用。

相比普通的有线门铃，无线门铃无需布线，并且安装以及维修都极其方便。

本研究课题是无线遥控门铃的设计与制作，利用CD4069、TP2262、TP2272、芯片作为发射电路模块和接收电路模块的主要芯片，与其他电子元器件进行电路的设计，再根据设计好的电路制作PCB板，将各种元器件按照电路图焊接在PCB板上，完成无线门铃的组装，最后对无线门铃进行调试且达到预期效果。

本无线遥控门铃拥有性能比较稳定，感应距离相对较远，功耗非常低等特点。

关键词:

无线遥控；CD4069；TP2262；TP2272；振荡

TheWirelessRemoteDoorbellDesign

Candidate:

KangWeiMajor:

AppliedPhysics

StudentNo.:

26121101019Advisor:

WangXiaoli

Abstract:

Doorbellasacommontoolinlife,tobringtheconvenienceandpracticality.Comparedtoordinarywireddoorbell,wirelessdoorbellhasnowiring,soinstallationandmaintenanceareveryconvenient.Thisresearchisawirelessremotecontroldoorbelldesignandproduction,useCD4069,TP2262,TP2272,chipasthemainchiptransmitterandreceivercircuitmodulecircuitmodule,andotherelectroniccomponentsforcircuitdesign,accordingtothedesignedcircuitPCBproductionboard,inaccordancewiththevariouscomponentssolderedonthePCBcircuitdiagram,completetheassemblyofwirelessdoorbell,wirelessdoorbellfinalcommissioningandachievethedesiredresults.TheThewirelessremotedoorbellhasarelativelystableperformance,relativelyfardistancesensing,lowpowerconsumptionandsoon.

Keywords:

wirelessremotecontrol;CD4069;TP2262;TP2272;vibration

引言

门铃的出现，为人们的家居生活环境提供了便利。

但是随着社会的不断发展，传统的有线门铃已经不能满足人们的需求，因此无线门铃应运而生，无线门铃又称无线遥控门铃或遥控门铃。

经常会有这样的事情发生，住在豪门大院或高楼洋房的人们经常听不到来客的敲门声，经常导致不能及时接待来客，甚至有重要的事情不能得到及时解决，无线遥控门铃的使用就可以避免这样的事情发生。

为了满足需要，各种无线门铃应运而生，如今，无线遥控技术的应用已经十分广泛，无论是城市还是乡村，都有无线遥控门铃的身影，可见其带来的方便与实用可想而知。

近些年来，由于电子技术的不断发展，电子产品与电子元器件的价格不断下降，无线遥控门铃已经是每一个家庭能够轻松购买的产品。

随着微电子技术和无线技术的快速发展，相信在不久的将来，更多廉价、功能齐全、性能更好的无线遥控门铃将不断出现。

1.系统方案

1.1设计要求

1、发射器采用一节7号电池供电，不按门铃时电池不耗电；

2、采用无线电进行遥控，具有一定的遥控距离；

3、有一定的抗干扰性，多套系统同时工作互不干扰；

4、门铃按键按下有振铃响起；

5、接收板用两节5号电池供电，静态电流小；

6、音乐IC可以发出三种音乐，可以转换开关选择喜欢的音乐。

1.2系统组成框图

图1-2-1系统框图

1.3方案论证

无线遥控门铃由发射器和接收器两个部分组成，其中，发射器由升压电路、编码电路、发射电路等组成；接收器由接收电路、解码电路、功放电路等组成。

由此设计了两种方案。

1.3.1方案一

发射器的组成

在平时生活中，由于12V的电池不易买到，所以本方案的发射器采用了升压电路，将1.5V的电池升压到12V，并转换成交流电，经过4148二极管整流，再由一个极性电容和一个普通电容滤波，就得到发射器所需要的电源

。

图1-3-1升压电路

本方案的发射电路由9018三极管与电感L3和可调电容C2组成的发射电路。

电感L3与电容C2组成一个震荡电路，同时也是一个滤波器，起到选频的作用。

当PT2262的17脚输出为低电平时，由于三极管的基极没有达到偏置电压，三极处于截至的状态，电路不能震荡

。

而当PT2262的17脚输出为高电平时，三极管的基极达到了静态偏置电压，电路就开始震荡了。

由电感L3与电容C2组成一个震荡电路产生的信号经9018三极管放大后，再由电感L1发射出去，完成无线信号的发射

。

图1-3-2发射电路

接收器选择

本方案的接收电路用了一个超再生接收电路，它的再生原理主要是由集电极与发射极之间的电容来实现的，在信号接收放大后，将放大的信号反馈到集电极，再经过一次放大与反馈，直到反馈电压到达三极管的截止电压，这时震荡停止，当集电极的电压低于截止电压时震荡又开始

。

所以在这过程中产生了一个间歇震荡，振荡频率和接收频率相同，间歇振荡控制着高频振荡器的振荡和间歇。

超再生接收电路利用了反馈原理，它是一种检波电路

。

图1-3-3接收电路

上图中，L1接收到发射器发射的信号后，经过Q1放大，C3和LW1组成一个滤波电路，将放大后的信号进行滤波，之后再经过C7输出。

其中C4起正反馈（再生）作用，LW1和L1共同决定N的工作点

。

1.3.2方案二

本方案的发射电路与接收电路采用TEH630/TWH631无线遥控发射接收集成芯片代替，在制作与设计上非常方便简单。

图1-3-4发射电路

本方案的发射器主要由PT2262编码器和TWH630发射芯片组成。

当按下开关SW1时，编码器PT2262的11脚产生编码信号并输入到发射芯片TWH630的数据端IN，经过TWH630的处理后，将信号发射出去，完成无线遥控信号的发射。

图1-3-5接收电路

接收器主要由解码芯片PT2272、TWH631无线接收芯片和音乐芯片等组成，当电路接通，并且接收到发射器发射的信号时，信号经过TWH631芯片检波处理，得到调节信号，由PT2272的14脚输入到解码器，再由解码器的11脚产生触发信号驱动音乐芯片工作，使扬声器发出声音。

TEH630/TWH631是一对无线遥控集成芯片，它具有以下的一些特点：

1、工作频率为265MHz，基本不会对其它电子器件产生干扰。

2、发射功率小于10mW,工作电流小于4mA。

3、有效遥控距离为80到100米。

4、发射无方向性，穿透能力强。

5、安装简单，无须调制。

6、芯片内集成了包括天线在内的各种部件，外围元器件很少。

2.理论分析

2.1主要芯片理论分析

在上述两个方案中，方案二制作起来相对要简单一些，但是为了更加清楚地了解无线信号的发送与接收原理，所以选择了方案一的设计。

PT2262/2272通常作为一对无线遥控发射接收芯片使用。

编码器PT2262的引脚A0～A5为地址线，而引脚A6～A11可以作为地址线，也可作为数据线，这要取决于用的解码器PT2272引脚A6～A11如何使用。

若编码器的引脚A6～A11作为地址线使用时，每一根地址线都可以设置成“1”、“0”、“开路”三种状态中的一种，作为数据线用时，这时只能设置为“1”和“0”两种状态中的一种。

解码器PT2272的数据输出有两种方式，一种是“暂存”方式，一种是“锁存”方式。

当发射信号消失时，对应数据输出位即变为低电平，这是PT2272的“暂存”方式；当发射信号消失时，对应数据输出端电平不变，直到下次接收开始，这是PT2272的“锁存”方式

。

PT2262和PT2272的振荡电阻应符合一定的比例，一般PT2272比PT2262振荡频率高5倍最合适，也可以是2.5~8倍，如果震荡电阻不匹配，接收能力将受到严重影响，在具体的使用过程中，可以依据不同的要求和情况进行适当的调节

。

大部分产品用2262/1.2M＝2272/200K的组合，本电路用的是2262/1.5M＝2272/300K的组合。

CD4069中集成有6个反相器电路，这6个反相器相互之间都是独立的，工作时互不干扰。

其正常工作时VDD范围为3V~15V，VSS通常接地。

对于每一路反相器，工作时输入端与输出端的电平总是相反，不可能输入端与输出端的电平同时为高电平和低电平。

图2-1-1反相器等效电路图

2.2管脚功能

表1：

编码器PT2262管脚功能表

名称

管脚

说明

A0-A5

1-6

地址输入端，可编成“1”、“0”和“开路”三种状态

D0-D5

7-8、10-13

地址或数据输入端，做数据输入时只可编成“1”、“0”两种状态

VSS

9

电源负端

VCC

18

电源正端

TE

14

编码启动端，用于多数据的编码发射，低电平有效

OSC2

15

振荡电阻振荡器输出端

OSC1

16

振荡电阻输入端

DOUT

17

数据输出端，编码由此脚串行输出

表2：

解码器PT2272脚管功能表

名称

管脚

说明

A0-A5

1-6

地址输入端，可编成“1”、“0”和“开路”三种状态。

要求与PT2262设定的状态一致

D0-D5

7-8、10-13

数据输出端，分暂存和锁存两种状态

VSS

9

电源负端

VCC

18

电源正端

DIN

14

脉冲编码信号输入端

OSC2

15

振荡电阻振荡器输出端

OSC1

16

振荡电阻输入端

VT

17

数据输出端，编码由此脚串行输出

3.电路设计

3.1硬件电路设计

在本设计中采用的是方案一的电路设计，制作过程中需要用到以下元件：

表3：

元件清单

名称

型号规格

数量

名称

型号规格

数量

电阻

510

1

集成电路

4069

1

1K

1

2262

1

4K7

1

2272

1

10K

4

TQ33G

1

47K

2

三极管

9013

1

220K

1

9018

2

300K

1

二极管

4148

3

470K

2

LED

1

1M

1

电感

10uH

2

1M5

1

升压线圈

1

2M

1

可调电感

1

瓷片电容

3P

1

拨动开关

1

4P

2

轻触开关

1

10P

1

喇叭

0.25W

1

39P

1

电解电容

1u

3

101P

2

10u

1

681P

1

220u

1

222P

3

微调电容

2/7P

1

103P

1

104P

1

3.1.1发射器电路设计

图3-1-1发射器电路图

发射电路：

按下开关开关AN，由三极管Q1、升压线圈L2、电阻R1组成的升压电路把电池提供的1.5V的直流电转换成交流电并升压到12V，经过4148二极管D1整流，将交流电变成脉动的直流电，再由电容C5、电容C4滤波，滤除交流成分，降低交流脉动波纹系数，使输出的直流更平滑，为发射电路提供了电源。

电源通过编码器PT2262后，由编码器的17脚输出一串数字编码信号，再由Q2三极管放大后，由电感L1向外辐射，完成无线信号的发射

。

3.1.2接收器电路设计

图3-1-2接收器电路图

接收电路：

在电感L1接收到信号后，经过三极管Q1放大，电容C3和电感LW1组成一个滤波电路，将放大后的信号进行滤波，再由电容C7进入CD4069反相器U1，由U1处理后，得到放大、整形的信号，由PT2272解码器U2的14脚输入，经过解码器解码后，PT2272解码器的17脚输出一个高电平，再通过CD4069反相器的5脚输入，经CD4069反相器反相后由其6脚输出一个低电平，触发TQ33G芯片工作，发出铃声。

4.测试方案与测试结果

发射器和接收器组装焊接完成后，要认真检查电路中有无错焊，漏焊，虚焊，短路等不正常现象。

装上电池，将接收器中CD4069反相器U1的6脚和7脚短路，或将PT2272解码器U2的17脚和18脚短路，铃声都会响起。

拉开发射器和接收器的距离，用无感笔微调发射器上的C2使门铃发声，重复细调C2使遥控距离最远，在调整C2时应一点一点进行，避免损坏元件

。

调试前PT2272和PT2262的1-8脚应悬空。

为使产品之间互不干扰，调试后的产品应自行编码，但是要注意PT2272和PT2262的1-8脚的编码要完全一致（接电源、地或悬空要相对应）。

本无线遥控门铃的遥控距离最终测试为25m（无遮挡条件下）左右，基本符合设计要求。

为了使遥控距离变得更远一点，可以在发射器接的L3上一根5cm长的外接天线。

只是接上外接天线以后，需要对C2进行从新调试。

这样，遥控距离就可以达到35m~400m的距离。

表4：

测试结果

遮挡墙面

0

1

2

3

遥控距离

25m

18m

12m

8m

5.结论

本研究课题是无线遥控门铃的设计与制作，利用CD4069、TP2262、TP2272、芯片作为发射电路模块和接收电路模块的主要芯片，与其他电子元器件进行电路的设计，再根据设计好的电路制作PCB板，将各种元器件按照电路图焊接在PCB板上，完成无线门铃的组装，最后对无线门铃进行调试且达到预期效果。

本电路利用了脉码调制发射技术，使得本无线遥控门铃拥有性能比较稳定，功耗非常低等特点。

参考文献

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哈尔滨工程大学出版社，2012:

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电子科技大学出版社,1994:

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高等教育出版社,1995:

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北京理工大学出版社,2010:

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北京理工大学出版社,2005:

44~47.

[10]陈邦媛.射频通信电路[M].北京:

科技出版社,2004:

44~47.

致谢

四年的大学生活即将结束，虽然有着些许的不舍，但我将带着希望奔向自己的旅程。

在毕业设计即将完结之际，我急切地要把我的敬意和赞美献给我的论文指导教师王晓丽和班主任老师王建卫。

感谢您对我的精心教导，从选题到创作，您都无微不至的指导，没有您的慷慨奉献，哪有我收获的今天。

同时也感谢学院为我提供的做毕业设计的环境。

在设计制作期间，学院的单片机实验室与电子制作实验室一直为我们开放，还为我们提供了必要的材料。

再一次感谢学院为我们考。

最后要感谢所有帮助过我的同学，是你们的热心帮助，我的毕业设计才能快速的完成。

请接受我最真挚的感谢！