终极版课程设计论文数字开关量的短距离无线传送.docx
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终极版课程设计论文数字开关量的短距离无线传送
广西民族大学
电子综合课程设计报告
设计题目:
数字开关量的短距离无线传送
学院:
信息科学与工程学院
专业班级:
通信工程1班
学号:
110263010433
学生姓名:
梁江虎
指导教师:
张安华
提交时间:
2012年7月4日
数字开关量的短距离无线传送
摘要:
本次设计采用无线传输数据的方式,利用编码电路发出任意一个四位数据开关量,用四个发光二极管指示,同时用地址拨码开关固定一地址,经过发射模块,把数据传到接有接收模块的解码电路,地址与编码电路的一致,也用发光二极管显示,当两个电路中的数据显示指示灯发光二极管显示一致时,说明调试成功。
然后用地址拨码开关改变编码电路的地址,检测在解码电路中是否能接收到信号。
只有当两个电路的地址一致的时候,在解码电路中才能接收到由编码电路发出的信号。
关键词:
编码/解码芯片PT2262/PT2272无线收发模块数字开关量
前言
随着社会的发展,电子技术迅猛的发展,对电气类专业人才有着大量的需求。
但是在这科技高速发展的时代,对人才的要求也是越来越高。
现在的大学学习主要是以理论学习为主,为了进一步提高自己的实践动手能力,课程设计是必不可少的,所以我觉得开这个课程是挺好的!
目录
1.系统设计:
4
1.1、设计要求:
4
1.2.设计方案及器件选择4
1.2.1四位数据开关量的形成和还原。
4
1.2.2无线传输方式的选择4
1.2.3编/解码方式的选择4
1.2.4其他问题的考虑(电源部分、模块化设计等)5
2.具体电路设计及参数选择5
2.1发送部分的设计5
2.1.1数据开关量形成的设计5
2.1.2PT2262简介5
2.1.3PT2262管脚说明:
6
2.1.4PT2262的编码地址的选择6
2.1.5PT2262编码电路的设计7
2.2电源,接收部分设计8
2.2.1电源部分设计8
2.2.2解码部分的设计8
2.2.3PT2272简介9
2.2.4单电阻振荡器10
3.PCB的制作11
3.1protel99se简介11
3.2制作及图12
3.3调试13
4.系统测试数据:
14
5.设计总结和心得体会14
5.1设计总结14
5.2心得体会14
6.参考文献:
15
7.附录16
1.系统设计:
无线传输四位数字开关量(四个开关得到0/1),可靠传输距离大于50米,在接收端用发光二极管显示还原发射端四个开关的状态。
1.1、设计要求:
1、四位数据开关量
2、无线传送
3、编码、解码
1.2.设计方案及器件选择
1.2.1四位数据开关量的形成和还原。
方案一:
高电平,即四位开关都接到高电平“1”状态,只有一种状态。
方案二:
低电平,即四位开关都接到低电平“0”状态,只有一种状态。
方案三:
高电平和低电平两种混用,即四位开关各位可以为“1”或“0”状态,这样可以有24种选择。
本设计需要显示开关量的状态,多种选择更符合需要,故选方案三。
1.2.2无线传输方式的选择
方案一:
红外线传送,只能直线传送,有效范围小。
方案二:
蓝牙传送,传送能力强,但传送距离较短。
方案三:
GPRS传送,传送范围广,但技术实现繁杂,成本高。
方案四:
无线传送模块,传送距离较远,大于五百米,且成本较低。
经过综合比较,我们选择方案四。
1.2.3编/解码方式的选择
方案一:
基于单片机的编解码方式,可操作方便,但是编解码过程相对复杂,且成本较高。
方案二:
PT2262/PT2272编/解码芯片,操作方便,编解码过程由芯片完成,且成本较低。
综上所述,故选择方案二。
1.2.4其他问题的考虑(电源部分、模块化设计等)
根据所选的接收发送模块,以及编解码的方式,我们采用稳压器件7809和7805作为电源。
2.具体电路设计及参数选择
2.1发送部分的设计
首先是数据开关的形成,通过二极管来显示各个开关的“0”或“1”状态,选择可以用四位的拨码开关来控制数据量的形成,通过编码芯片PT2262编码,发出发射的信号到发送模块,由发送模块SH9801发送出去。
2.1.1数据开关量形成的设计
数据开关量用高电平和低电平的方式形成和还原,用发光二极管来显示其高低状态,其中形成量用拨码开关控制.
2.1.2PT2262简介
PT2262是台湾普城公司生产的一种CMOS工艺制造的低功耗低价位通用编解码电路,PT2262最多可有12位(A0-A11)三态地址端管脚(悬空,接高电平,接低电平),任意组合可提供531441地址码,PT2262最多可有6位(D0-D5)数据端管脚,设定的地址码和数据码从17脚串行输出,可用于无线遥控发射电路。
编码芯片PT2262发出的编码信号由:
地址码、数据码、同步码组成一个完整的码字,解码芯片PT2272接收到信号后,其地址码经过两次比较核对后,VT脚才输出高电平,与此同时相应的数据脚也输出高电平,如果发送端一直按住按键,编码芯片也会连续发射。
当发射机没有按键按下时,PT2262不接通电源,其17脚为低电平,所以315MHz的高频发射电路不工作,当有按键按下时,PT2262得电工作,其第17脚输出经调制的串行数据信号,当17脚为高电平期间315MHz的高频发射电路起振并发射等幅高频信号,当17脚为低平期间315MHz的高频发射电路停止振荡,所以高频发射电路完全收控于PT2262的17脚输出的数字
信号,从而对高频电路完成幅度键控(ASK调制)相当于调制度为100%的调幅。
PT2262的特点:
1.CMOS工艺制造,低功耗
2.外部元器件少
3.RC振荡电阻
4.工作电压范围宽:
2.6-15v
5.数据最多可达6位
6.地址码最多可达531441种
PT2262应用范围:
车辆防盗系统
家庭防盗系统
遥控玩具
其他电器遥控
2.1.3PT2262管脚说明:
A0-A11即1-8脚、10-13脚:
地址管脚,用于进行地址编码,可置为“0”,“1”,“f”(悬
空)。
D0-D5即7-8脚、10-13脚:
数据输入端,有一个为“1”即有编码发出,内部下拉。
Vcc即18脚:
电源正端(+)。
Vss即9脚:
电源负端(-)。
TE即14脚:
编码启动端,用于多数据的编码发射,低电平有效。
OSC1即16脚:
振荡电阻输入端,与OSC2所接电阻决定振荡频率。
OSC2即15脚:
振荡电阻振荡器输出端。
Dout即17脚:
编码输出端(正常时为低电平)。
在具体的应用中,外接振荡电阻可根据需要进行适当的调节,阻值越大振荡频率越慢,编码的宽度越大,发码一帧的时间越长。
2.1.4PT2262的编码地址的选择
PT2282的拨码开关的接法也可以有三种方案:
方案1:
开关的一边接地,一边接芯片地址脚,这样就有“悬空”和“地”两个状态;
方案2:
开关的一边接高,一边接芯片地址脚,这样就有“悬空”和“高”两个状态;
方案3:
开关的一边接地,一边接芯片地址脚,地址脚上加接上拉电阻,这样就有“高”和“低”两个状态。
这里我们选择的是方案2。
2.1.5PT2262编码电路的设计
根据所选的方案和编码芯片PT2262的资料,用八位拨码开关控制编码电路。
电路图如图2.1.5
图2.1.5解码电路
在通常使用中,我们一般采用8位地址码和4位数据码。
出厂时遥控模块的2262和2272的八位地址编码端全部悬空,这样可以很方便选择各种编码状态。
但需要注意的是:
同一个系统地址码必须一致;不同的系统可以依靠不同的地址码加以区分。
图2.1.5解码部分图
2.2电源,接收部分设计
2.2.1电源部分设计
电源用三端稳压
图2.2.1.1发射电源
图2.1.1.2接收电源
2.2.2解码部分的设计
2262/2272是固定码编码器/解码器,两者配对使用,其地址码(密码)的产生是通过对集成电路的各个地址端分别设置成高电平/低电平/悬空从而形成三态的不同地址编码。
由于2262/2272编码器/解码器的地址与数据端之和只有十二个,在通常的应用中一般要使用四个数据端(接四个独立的按键),2262和2272的地址码要一致,编码器2262的地址码我们选用了高电平/悬空状态,数据端选用了高电平/低电平,所以2272的地址码我们也用高电平/悬空状态来设计。
2.2.3PT2272简介
PT2272是CMOS解码器,如图3.2.2.1,与2262编码器构成一对编解码电路。
2272最多可有12位三态地址,提供531441(3的12次方)个地址,减少了代码冲突的可能性,提高了抗非法代码扫描的能力。
2272有多种可选型号:
数据输出端从0~6个可选,数据输出方式有锁存/不锁存两种。
2272最多可有12个地址位,包括6个地址/数据位,其特点和应用范围和PT2262的一致。
PT2272管脚说明如表2.2.3
表2.2.3PT2272管教说明
功能说明
2272将从Din管脚输入的波形解码,波形被解码成包含地址、数据和同步位的代码字。
解码后的地址部分与地址输入管脚设定的地址进行比较,如果连续三次地址比较结果符合,2272将:
(1)数据部分从数据管脚输出,
(2)VT管脚输出高电平,表示2262进行了一次有效接收。
2.2.4单电阻振荡器
2272具有内置振荡器电路,只要在在OSC1和OSC2管脚之间外接一个电阻,就可构成一个精密的振荡器。
为了使2272能够对接收的波形正确解码,2272振荡器的频率必须是2262的2.5~8倍。
PT2262-2272的振荡电阻对照表如表2.2.4
表2.2.4震荡电阻对照表
编码发射芯片
编码接收芯片
PT2262
PT2260
SC2260
SC2262
CS5211
PT2272/SC2272/CS5212
1.2M
无
3.3M
1.1M
1.3M
200K
1.5M
无
4.3M
1.4M
1.6M
270K
2.2M
无
6.2M
2M
2.4M
390K
3.3M
无
9.1M
3M
3.6M
680K
4.7M
1.2M
12M
4.3M
5.1M
820K
解码电路设计如图2.2.2
图2.2.2编码部分
3.PCB的制作
在本次设计中,电路通过用Protel软件制作出电路的原理图和PCB图。
然后到实验室用腐蚀板的方法制作出硬制电路板,最后做出一个完整的电路板(板的大小为180mm×60mm)。
3.1protel99se简介
Protel99SE是应用于Windows9X/2000/NT操作系统下的EDA设计软件,采用设计库管理模式,可以进行联网设计,具有很强的数据交换能力和开放性及3D模拟功能,是一个32位的设计软件,可以完成电路原理图设计,印制电路板设计和可编程逻辑器件设计等工作,可以设计32个信号层,16个电源--地层和16个机加工层,功能强大。
3.2制作及图
1、用PROTEL画出原理图,发射和接收部分原理图分别如图3.2.1和图3.2.2。
图3.2.1发射部分
图3.2.2接收部分
2、根据原理图和实际元件的封装,用PROTEL进行印刷电路板的布局布线。
接收和发射PCB图分别如图图3.2.3和图3.2.4.
3、用热转印法制作出实际的PCB板,用盐酸和双氧水进行腐蚀,并打好孔。
4、把元器件焊接到做好的印刷电路板上。
3.3调试
1、分别仔细反复检查发送部分和接收部分的电路板,看是否存在漏焊,多焊,虚焊或短路等错误,检查无误后,即可通电调试。
2、在调试之前,先用万用表测量供电电源的电压,选择合适的电源分别接到发送、接收系统,电源指示灯是否亮起,用手直接触摸稳压器件7809和7805,如果迅速发热,应检查看是否有电路短路或更换一个阻值更大的电阻与指示灯串联,确保电路安全可靠。
3、把四位的数据开关分别拨到“0”和“1”,在发送和接收系统的编码开关全部悬空或全部高电平的条件下,按下发送按钮,观察发送端四位数据开关量的指示灯和还原电路的数据指示灯,数据开关选择多种组合,重复多次。
4、接下来固定定好数据开关量,编码开关自由组合,发送、接收系统必须一致,按下发送按钮,观察接收系统的数据还原状态,多次组合不同的编码开关重复调试。
5、把无线发送模块取下,选好编码,发送、接收必须一致,发送数据,观察数据的开关的形成量和还原量;然后撞死无线发送模块,取下无线接收模块,地址编码不变,发送数据,观察数据开关的形成量和还原量;把无线发送、接收模块都取下,地址编码不变,发送数据,观察数据开关的形成量和还原量。
重复几次。
6、发送、接收系统经检查无误后,编码开关和数据开关的选择自由组合,当发射和接收部分相距分别是1米、5米、10米、20米、50米、100米、200米的时候,每一个距离分别设置5组不同的数字开关量然后按下发射键,观察接收端输出的开关量是否与发射端的一致。
如此进行多次反复拉距实验,得到系统的最大可靠传送距离,并对此进行分析。
4.系统测试数据:
1、接好所有的连接线,通电。
2、当发射和接收部分相距分别是1米、5米、10米、20米、50米、100米、200米的时候,每一个距离分别设置5组不同的数字开关量然后按下发射键,观察接收端输出的开关量是否与发射端的一致并记录。
如此进行多次反复拉距实验,得到系统的最大可靠传送距离,并对此进行分析。
5.设计总结和心得体会
5.1设计总结
根据测试数据,进行综合分析,发送模块和接收模块相距每一个距离在不同的编码组合下,发送的数据开关量和还原的开关量是一致的。
得出设计结果符合设计要求。
5.2心得体会
本次课程设计中,我们花了不少时间和精力,很多事都处理得不是很好,比如PCB电路板的制作,经验不足,做出来的板子效果不大好。
画PCB图真的很重要,做好这一步是必须的,所以老师给了几天的时间在PCB画图上.同时,实践课对我们理论课的学习也很有帮助。
为做出一块好的板子,需要花很多时间来检查所设计的电路,特别是电路的PCB设计部分,几乎花去大半的时间,同时腐蚀电路板也是一项十分讲究工艺的工作,把握得不好,做出来的板子也不尽如人意。
另外,焊接的时候,也要特别注意对电烙铁的使用方法与安全,若不集中精神将会很容易有虚焊、漏焊等现象。
总的来说,本次课程设计虽然有些辛苦,但是让我们真正用了自己所学的知识做出了一件像样的作品,心里还是十分高兴,也很有一种成功的喜悦。
同时也感谢张老师和同学们在期间的帮助,不懂的就问老师或者同学,这个真的比你在那里乱猜这个怎样怎样好.
6.参考文献:
[1]《电子技术基础模拟部分第五版》华中科技大学电子技术课程组编主编:
康华光副主编:
陈大钦张林
[2]《电子技术基础数字部分第五版》华中科技大学电子技术课程组编主编:
康华光副主编:
陈大钦张林
7.附录
图3.2.3接收PCB图
图3.2.4发射PCB图
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- 终极 课程设计 论文 数字 开关 短距离 无线 传送