光电检测系统课程设计报告
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应用物理学专业实验课程设计光电检测电路设计太原理工大学课程设计任务书应用物理学专业实验课程设计基于光电检测电路的设计目录第一章选题背景与总体思路................................. 错误!未定义书签。
1.1、选题背景 (5)1.2、总体思路 (6)第二章设计原理........................................... 错误!未定义书签。
2.1、选材 (6)2.1.1、AT89S52芯片................................. 错误!未定义书签。
2.1.2、二极管....................................... 错误!未定义书签。
2.1.3、三极管....................................... 错误!未定义书签。
2.2、光电电路.......................................... 错误!未定义书签。
2.2.1发光电路...................................... 错误!未定义书签。
2.2.2光接收电路 (11)2.3、原理图............................................ 错误!未定义书签。
第三章电路的功能实现..................................... 错误!未定义书签。
3.1、控制电路——89S52芯片 (11)3.1.1、电源电路 (11)3.1.2、复位电路 (11)3.1.3、晶振电路 (11)3.2、检测电路.......................................... 错误!未定义书签。
第四章程序设计及说明..................................... 错误!未定义书签。
光电检测课程设计一、课程目标知识目标:1. 让学生掌握光电检测的基本原理,理解光电效应、光电器件的工作原理及其在检测技术中的应用。
2. 使学生了解不同类型的光电传感器及其特性,能够分析其在实际工程中的应用场景。
3. 引导学生掌握光电检测系统的构建方法,学会进行简单的光电检测系统设计和分析。
技能目标:1. 培养学生运用光电传感器进行数据采集和处理的能力,提高实际操作技能。
2. 培养学生运用所学知识解决实际光电检测问题的能力,提高创新意识和实践能力。
3. 提高学生的团队协作能力,学会在团队中分工合作,共同完成项目任务。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对光电检测技术的兴趣,激发学习热情,形成主动学习的态度。
2. 培养学生具有严谨的科学态度和良好的实验习惯,注重实验数据的真实性和准确性。
3. 引导学生关注光电检测技术在生产、生活和社会发展中的应用,认识光电检测技术对社会进步的重要性。
课程性质:本课程为高二年级物理选修课程,结合物理知识和实践操作,注重培养学生的实际应用能力。
学生特点:高二年级学生具有一定的物理基础,思维活跃,好奇心强,具备一定的自主学习能力。
教学要求:结合学生特点和课程性质,注重理论与实践相结合,通过项目式教学,提高学生的实际操作能力和解决问题的能力。
将课程目标分解为具体的学习成果,便于教学设计和评估。
二、教学内容1. 光电检测基本原理:光电效应、光电器件原理、光电传感器工作原理。
教材章节:第二章光电检测技术基础2. 光电传感器类型及特性:光敏二极管、光敏三极管、光电池、光电管、光电倍增管等。
教材章节:第三章光电器件及其特性3. 光电检测系统构建:系统设计原理、传感器选型、信号处理与分析、应用案例。
教材章节:第四章光电检测系统设计与应用4. 实践操作:光电传感器数据采集、处理与分析,实际应用场景下的检测项目实施。
教材章节:第五章实践操作与案例分析5. 创新设计:结合所学知识,开展小组项目,设计并实现一个简单的光电检测系统。
光电检测技术 课程设计一、课程目标知识目标:1. 让学生掌握光电检测技术的基本原理,理解光电效应、光电器件的工作机制及其在检测中的应用;2. 使学生了解不同类型的光电传感器及其特点,能根据实际需求选择合适的光电传感器;3. 引导学生掌握光电检测系统中的信号处理方法,了解相关检测电路的设计与实现。
技能目标:1. 培养学生运用光电检测技术解决实际问题的能力,能进行简单的光电检测系统设计;2. 提高学生动手实践能力,能正确操作光电传感器及相关检测设备,进行数据采集和处理;3. 培养学生团队协作和沟通能力,能在小组合作中共同完成光电检测系统的设计与调试。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对光电检测技术及其应用的兴趣,激发创新意识,提高学习积极性;2. 增强学生的环保意识,了解光电检测技术在环保、节能等领域的重要作用;3. 引导学生树立正确的价值观,认识到光电检测技术在国家经济发展和国防建设中的地位和作用。
课程性质:本课程为高二年级物理选修课程,结合物理知识和实际应用,注重理论与实践相结合。
学生特点:高二学生在物理知识方面具备一定基础,具有较强的逻辑思维能力和动手实践能力,对新技术和新设备充满好奇心。
教学要求:结合学生特点,注重启发式教学,提高学生的主动学习能力;注重实践操作,培养学生的实际操作能力和问题解决能力。
通过本课程的学习,使学生能够将光电检测技术应用于实际生活和工作中,为我国光电产业的发展做出贡献。
二、教学内容1. 光电检测技术基本原理- 光电效应(光电导效应、光伏效应、光生伏特效应)- 光电器件(光敏二极管、光敏三极管、光电管、光电耦合器)2. 光电传感器及其应用- 不同类型的光电传感器(环境光传感器、位置传感器、转速传感器等)- 光电传感器的选型与应用3. 光电检测系统设计- 信号处理方法(模拟信号处理、数字信号处理)- 检测电路设计与实现(放大电路、滤波电路、信号转换电路等)4. 实践操作与案例分析- 光电传感器操作与调试- 光电检测系统设计实例分析- 小组项目:设计并实现一个简易的光电检测系统教学大纲安排:第一周:光电检测技术基本原理学习,了解光电器件的工作机制;第二周:学习光电传感器及其应用,进行光电传感器选型分析;第三周:学习光电检测系统设计,掌握信号处理方法和检测电路设计;第四周:实践操作与案例分析,小组项目设计与实施;第五周:项目展示与评价,总结课程学习成果。
光电测量系统设计报告一、干涉的基本原理干涉现象是波动独有的特征,如果光真的是一种波,就必然会观察到光的干涉现象.1801年,英国物理学家托马斯·杨1773—1829在实验室里成功地观察到了光的干涉.两列或几列光波在空间相遇时相互叠加,在某些区域始终加强,在另一些区域则始终削弱,形成稳定的强弱分布的现象;由一般光源获得一组相干光波的办法是,借助于一定的光学装置干涉装置将一个光源发出的光波源波分为若干个波;由于这些波来自同一源波,所以,当源波的初位相改变时,各成员波的初位相都随之作相同的改变,从而它们之间的位相差保持不变;同时,各成员波的偏振方向亦与源波一致,因而在考察点它们的偏振方向也大体相同;一般的干涉装置又可使各成员波的振幅不太悬殊;于是,当光源发出单一频率的光时,上述四个条件皆能满足,从而出现干涉现象;当光源发出许多频率成分时,每一单频成分对应于一定的颜色会产生相应的一组条纹,这些条纹交叠起来就呈现彩色条纹;1、劈尖的等厚干涉测细丝直径设入射光波为λ,则第m级暗纹处空气劈尖的厚度由上式可知,m=0时,d=0,即在两玻璃片交线处,为零级暗条纹;如果在细丝处呈现m=N级条纹,则待测细丝直径2、利用干涉条纹检验光学表面面形检查光学平面的方法通常是将光学样板平面平晶放在被测平面之上,在样板的标准平面与待测平面之间形成一个空气薄膜;当单色光垂直照射时,通过观测空气膜上的等厚干涉条纹即可判断被测光学表面的面形;1待测表面是平面2待测表面呈微凸球面或微凹球面当手指向下按时,空气膜变薄,各级干涉条纹要发生移动,以满足式2,3式中λ为入射光的波长,δ是空气层厚度,空气折射率n ≈ 1;当程差Δ为半波长的奇数倍时为暗环,若第m个暗环处的空气层厚度为m,则有:R,即,可得:式中是第m个暗环的半径;由式2和式3可得:可见,我们若测得第m个暗环的半径便可由已知λ求R,或者由已知R求λ了;但是,由于玻璃接触处受压,引起局部的弹性形变,使透镜凸面与平面玻璃不可能很理想的只以一个点相接触,所以圆心位置很难确定,环的半径也就不易测准;同时因玻璃表面的不洁净所引入的附加程差,使实验中看到的干涉级数并不代表真正的干涉级数m;为此,我们将式4作一变换,将式中半径换成直径,则有:对第m+n个暗环有将5和6两式相减,再展开整理后有可见,如果我们测得第m个暗环及第m+n个暗环的直径、,就可由式7计算透镜的曲率半径R;经过上述的公式变换,避开了难测的量和m,从而提高了测量的精度,这是物理实验中常采用的方法;二、干涉法测微小量的原理与干涉仪绘制草图1、实验内容用干涉法测微小形变实验验证实验仪器:he-ne激光器、共焦球面干涉仪、压电陶瓷、探测器、示波器、电源、锯齿波发生器;2、实验原理:1、共焦球面干涉仪示意图:共焦球面干涉仪是一个无源腔,由两块球形凹面反射镜构成两面镜子的曲率半径和腔长相等R1=R2=L,镜面1固定不动,镜面2固定在可随外电压变化而变化的压电陶瓷上;光在腔内每走一个周期都会有部分光从镜面透射出去为光线1,另一部分则反射4次出射,为光线2;光线1与光线2满足干涉条件,当其光程差D满足条件:D=mλ时,干涉相长示波器出现峰值,随着压电陶瓷随电压的变化,腔长变化,D也随之变化;当D=m±1λ时,再次干涉相长,示波器上出现相应的峰值;3、实验步骤:1、打开he-ne激光器,调整光路和压电陶瓷方向,使得光路准直,若没调整好,在共焦球面干涉仪后方会出项两个光斑,光线1和光线2并不产生干涉;2、将探头和锯齿波发生器分别接入示波器的两个通道,打开激光器和锯齿波发生器的电源;3、观察示波器上波形;4、实验结果:5、实验总结:本实验是干涉法测微小形变的实验验证,故无需计算;压电陶瓷的微小形变影响到共焦球面干涉仪的腔长,从而影响到光线1和光线2的光程差D,进一步反应到示波器的波形显示上;该测量方法得到验证;三、Auto cad图探头主体探头后盖底座螺钉电路图电源外壳四、Zemax的绘制:扩束准直系统五、实验回顾及总结这次实验和以往的实验不同,以往更多的是的老师设计好,安排每一节课的内容让我们照着做,而这次更多的是自主设计进行探索发现;前几次课程我们主要是通过设计实验系统,学习并运用CAD画出模型,这样我们既学会了软件设计又理解实验原理及结构;激发了我们的兴趣;谢谢老师为我们自由式发挥创造了条件;。
光电系统课程设计报告设计题目:光电心率计指导老师:吴xx班级: 10XX设计者: XXX设计者学号: *************同组者姓名: ********************************************************************************************* 设计者联系电话: ******************目录一.摘要 (4)二.技术指标 (4)三.设计原理 (5)3.1、光电探测电路 (5)3.2、电源电路 (6)3.3、滤波放大电路及虚拟地电路 (6)3.4、单片机电路 (7)3.5、显示电路 (8)3.6、蜂鸣器电路 (9)四.设计方案论证 (9)4.1、心率计的软件实现方法 (9)4.2、滤波放大电路的实现 (9)4.3、光电探测电路的实现 (10)4.4、心率值的显示方法 (10)五. 硬件电路设计 (11)5.1、电源电路设计 (11)5.2、光电探测电路 (12)5.3、“虚拟地”电路 (12)5.4、滤波放大电路 (12)5.5、单片机电路 (13)5.6、译码显示电路 (15)5.7、蜂鸣器电路 (16)六.软件设计 (16)6.1 总流程图 (17)6.2 主函数流程图 (18)6.3 采样比较程序 (19)6.4 心率计算与显示警报模块 (20)七.结论 (21)八.课程设计的心得体会 (21)参考文献 (22)附录 (23)附录一、程序代码 (23)附录二、原理图 (28)附录三、PCB所有层图 (29)附录四、顶层PCB图 (30)附录五、底层PCB图 (30)附录六、元件清单 (31)一.摘要随着现代社会,人们对自己的健康越来越关心,因此对各种医疗设备的需要也越来越大。
其中心率测量仪是最常见的医疗设备之一,它能应用于医疗、健康、体育以及我们生活中的方方面面,因此一个简单便宜而又有较高精度的心率测量仪是很有市场的。
光电测量系统设计报告一、引言近年来,光电测量技术在各个领域中得到了广泛的应用和发展。
光电测量系统是一种用于测量光的强度、波长、光谱、光色度等参数的仪器设备。
光电测量系统在光学、电子、材料等领域中有着重要的用途,本报告旨在设计一种基于XYZ色度标准的光电测量系统。
二、设计原理XYZ色度标准是一种广泛应用的颜色空间,它可以将任意颜色转化为线性变换下的三个刺激值。
光电测量系统基于XYZ色度标准的设计主要包括光源、光谱分析仪、光电传感器和数据处理部分。
1.光源:选择高质量的白色LED作为光源,保证光线的稳定性和均匀性。
2.光谱分析仪:采用高分辨率的光谱分析仪,可以准确地分析光源的光谱,并提供基于XYZ色度标准的光谱数据。
3.光电传感器:选择高灵敏度、宽动态范围的光电传感器,可将光信号转换为电信号,并提供给数据处理部分进行处理。
4.数据处理:利用计算机进行数据处理,根据XYZ色度标准进行色度计算,并将结果显示在计算机屏幕上。
三、系统设计与实施1.硬件设计:(1)光源:选择白色LED光源,通过特殊的光学配置保证光线均匀分布,并通过反馈控制保持光源的稳定性。
(2)光谱分析仪:选择高分辨率光谱分析仪,可以快速获取光谱信息,并将光谱数据传输给计算机。
(3)光电传感器:选择高灵敏度、宽动态范围的光电传感器,可以准确地转换光信号为电信号,并传输给计算机。
(4)数据处理部分:利用计算机进行数据处理,设计合适的算法来实现XYZ色度计算,并将结果通过界面显示出来。
2.软件设计:(1)数据采集:通过光谱分析仪和光电传感器实时获取光谱和光强度数据,并传输给计算机。
(2)数据处理:将光谱数据和光强度数据进行处理,基于XYZ色度标准计算RGB刺激值,并将结果转化为色度坐标。
(3)结果显示:将色度坐标显示在界面上,同时提供保存数据的功能,方便后续分析。
四、系统测试与验证进行系统的测试与验证是确保系统设计能够正确实施的重要步骤。
1.灯光源测试:测试光源的稳定性和均匀性,确保在测量过程中光源的参数保持不变。
文档来源为:从网络收集整理.word 版本可编辑.欢迎下载支持光电检测原理与技术课程设计光电准直系统一、引言准直系统是利用光学自准原理,利用小角度测量或可转化位小角度测量的一种常用技术测试仪器。
所谓光电准直系统就是光学准直系统与光电技术结合的产物。
它具有测量精度高的优点,在精密,超精密定位方面有重要的作用。
小角度测量有多种方法,本实验主要采用平面反射镜的光学杠杆原理,在探测光斑移动时使用CCD来经行图像的采集。
关键字:光学杠杆光学准直系统望远镜系统照明系统CCD二、基本原理:(一)光学准直系统的基本原理这部分系统,通常是由光源,位于物镜焦平面上的分划板和物镜三部分组成,望远镜实际上是准直装置的你应用,它是将入射的平行光在其焦平面上,然后再用目镜直接观察光斑的变化。
图 2.1 准直系统原理图2.2 望远镜系统工作原理一个准直管和一个望远镜组合,两个装置的光轴在一条直线上,我们将看到从发光点 F 发出的光线通过准直管的物镜变为平行于主光轴的光束,进入望远镜的物镜之后在汇聚到F点;同样发自焦平面上另一点F1的光线射出准直管后变成方向平行与光轴的光束,它在进入望远镜后汇聚于其焦平面的F1 点。
因此,线位移之比等于两系统焦距之比。
由于平行光束成像的位置位移的由他的方向所确定,而不受平行光束在进入透镜前所走过的距离的影响,所以与发光点 F 及F1相关的像F及F的位置不依赖于准直管和望远镜之间的距离。
在准直管的前面放置一个全反射镜,准直管发出的平行光束再由它本身来接受,就相当与集准直管与望远镜一体,这就是准直的原理。
将一个刻度线的图像以平行光束(准直光)的形式投射到反射镜上,该反射镜将其光束反射回准直系统。
如果反射镜与光轴垂直则光束将返回其自身。
如果反射镜倾斜一个角度a,则其反射光将于2a反射回来。
根据反射光的倾斜程度,自准图像将会以更大的角度发生位移。
通过测量自准直图像在X轴丫轴上的唯一可以测量得反射镜的角度变化。
光电检测技术与系统第二版课程设计概述本课程设计旨在通过实践项目,深入了解光电检测技术和系统,并应用所学知识解决实际问题。
本设计将涵盖以下主题:•光电检测的概念和原理•光电检测中常用的器件和传感器•光电检测信号的处理和分析•光电检测系统的设计和实现本设计将分为两个部分:•第一部分:理论研究和实验演示。
•第二部分:实际项目研究和应用案例。
第一部分第一部分分为两个模块:第一模块(理论研究)本模块的目标是深入了解光电检测技术和系统的理论。
学生将学习以下重点内容:•光电检测的基本概念和原理•光电检测中常见的器件和传感器•光电检测信号的处理和分析方法•光电检测系统的设计和实现方法第二模块(实验演示)本模块的目标是让学生通过实验演示深入了解光电检测技术和系统的使用。
学生将学习以下内容:•如何选择和使用适当的光电检测传感器•光电检测信号的处理和分析方法•光电检测系统的设计和实现方法学生将运用已学习的理论知识和实验演示,制作一份光电检测技术的课程报告,该报告的目标是让学生在光电检测技术和系统方面的理解更加深刻。
第二部分第二部分分为两个模块:第一模块(实际项目研究)本模块的目标是让学生通过研究具体的实际项目,深入了解光电检测技术和系统在实际应用中的使用。
学生将研究以下内容:•光电检测技术在现实生活中的应用案例•光电检测技术在现实生活中面临的挑战和问题•光电检测技术的未来发展趋势第二模块(应用案例)本模块的目标是让学生通过应用案例研究,了解光电检测技术和系统在实际情况中的应用。
学生将学习以下内容:•光电检测技术在实际应用中的优势和不足•光电检测技术在不同行业中的应用案例•光电检测系统的设计和实现方法学生将运用已经学到的知识和调查结果,制作一份光电检测技术的应用案例报告,该报告的目标是让学生对光电检测技术在实际应用中有更为深刻的了解。
总结通过本课程设计,学生将学到光电检测技术和系统的基本概念和原理,掌握光电检测中常见的器件和传感器,学会光电检测信号的处理和分析方法,了解光电检测系统的设计和实现方法。
设计理念(1)电路能够通过照明灯开关对光线强弱的感应控制照明灯的亮灭。
灯的亮灭。
)电路能够实现有光线时灭,无光线时亮。
(2)电路能够实现有光线时灭,无光线时亮。
(3)应把所有接线的接口端用黑胶布包起来,以防接口相碰导碰导致短路。
致短路。
系统方框图系统方框图系统方框图总设计原理总设计电路,可控硅VS构成灯泡Lamp的主回路,控制回路由二极管VD和电阻R1和R2与RG组成的分压器构成。
二极管VD的作用是为控制回路提供直流电源。
白天自然光线较强,光敏电阻器RG呈现低阻,它与R1和R2分压的结可控硅VS关断,灯Lamp 果使可控硅VS的门极处于低电平,的门极处于低电平,可控硅RG呈现上的自然光线较弱,RG不亮。
夜幕来临时,照射在RG上的自然光线较弱,VS因获得正向触发电压的门极呈高电平,VS高电阻,故使VS的门极呈高电平,而导通灯Lamp点亮。
改变电阻R1和R2总的阻值,可以调整电路的起控点,使电灯在合适的光照度下开始点亮发光。
整电路的起控点,使电灯在合适的光照度下开始点亮发光。
本电路另一个特点是它具有软启动功能,因为夜幕降临时,自然光线是逐渐缓慢变弱,所以光敏电阻RG的阻值是所以可控硅由阻断态门极电平也是逐渐升高,所以可控硅由阻断态逐渐增大,VS门极电平也是逐渐升高,变为导通态要经历一个微导通与弱导通阶段,灯泡有一个逐渐变亮的软启动过程。
当VS完全导通时,流经Lamp的电流也是半波交流电,即电灯是处于欠压工作状态。
这两个因素对延长灯泡寿命极为有利,所以本电路十分适宜路灯使用,可免去频繁更换灯泡的麻烦。
(1)要求电路能够通过照明灯开关对光线强弱的感应控制照明灯的亮灭。
开关对光线强弱的感应控制照明灯的亮灭。
光 控 开 关 灯院系:电子信息工程系电子信息工程系班级:自动化092202H 姓名:邵姓名:邵 江 波学号:学号:************200922060216 电话:电话:151******** 151********。
********光电系统设计与检测说明书电子照片(证件照)题目红外遥控设计系(部) ******专业(班级) ******姓名****学号20100411**指导教师******起止日期13年6月 3日6月15日长沙学院课程设计鉴定表10级光电检测课程设计任务书系(部):电子与通信工程系专业:光电指导教师: 刘莉孙利平谭志光谢志宇 2013-6-8摘要:很多电器都采用红外遥控,那么红外遥控的工作原理是什么呢?本文将介绍其原理和设计方法。
红外线遥控就是利用波长为0.76~1.5μm之间的近红外线来传送控制信号的。
常用的红外遥控系统一般分发射和接收两个部分。
红外遥控常用的载波频率为38kHz,这是由发射端所使用的455kHz晶振来决定的,在发射端要对晶振进行整数分频,分频系数一般取12,所以455kHz÷12≈37.9 kHz≈38kHz。
也有一些遥控系统采用36kHz、40kHz、56kHz等,一般由发射端晶振的振荡频率来决定。
接收端的输出状态大致可分为脉冲、电平、自锁、互锁、数据五种形式。
关键词:80c51单片机、红外发光二极管、晶振目录1、绪论 (7)2、红外遥控器 (8)2.1、基本原理及应用 (8)2.2、红外遥控发射部分 (9)2.3、红外遥控接收部分 (11)2.4、系统设计 (12)3、设计思路 (13)4、设计成果展示 (14)5、总结 (15)6、参考文献: (15)附录1: (16)1、绪论人的眼睛能看到的可见光按波长从长到短排列,依次为红、橙、黄、绿、青、蓝、紫。
其中红光的波长范围为0.62~0.76μm;紫光的波长范围为0.38~0.46μm。
比紫光波长还短的光叫紫外线,比红光波长还长的光叫红外线。
红外线遥控就是利用波长为0.76~1.5μm 之间的近红外线来传送控制信号的。
发射部分的主要元件为红外发光二极管。
它实际上是一只特殊的发光二极管,由于其内部材料不同于普通发光二极管,因而在其两端施加一定电压时,它便发出的是红外线而不是可见光。
目前大量使用的红外发光二极管发出的红外线波长为940nm左右,外形与普通5发光二极管相同,只是颜色不同。
红外发光二极管一般有黑色、深蓝、透明三种颜色,判断红外发光二极管好坏的办法与判断普通二极管一样:用万用表电阻挡量一下红外发光二极管的正、反向电阻即可。
在实际应用中要给红外接收二极管加反向偏压,它才能正常工作,亦即红外接收二极管在电路中应用时是反向运用,这样才能获得较高的灵敏度。
红外接收二极管一般有圆形和方形两种。
由于红外发光二极管的发射功率一般都较小(100mW左右),所以红外接收二极管接收到的信号比较微弱,因此就要增加高增益放大电路。
前些年常用μPC1373H、CX20106A等红外接收专用放大电路。
最近几年不论是业余制作还是正式产品,大多都采用成品红外接收头。
成品红外接收头的封装大致有两种:一种采用铁皮屏蔽;一种是塑料封装。
均有三只引脚,即电源正(VDD)、电源负(GND)和数据输出(VO或OUT)。
红外接收头的引脚排列因型号不同而不尽相同,可参考厂家的使用说明。
成品红外接收头的优点是不需要复杂的调试和外壳屏蔽,使用起来如同一只三极管,非常方便。
但在使用时注意成品红外接收头的载波频率。
2、红外遥控器2.1、基本原理及应用红外线的特点人的眼睛能看到的可见光,若按波长排列,依次(从长到短)为红、橙、黄、绿、青、蓝、紫,红光的波长范围为0.62μm~0.7μm,比红光波长还长的光叫红外线。
红外线遥控器就是利用波长0.76μm~1.5μm之间的近红外线来传送控制信号的。
红外线的特点是不干扰其他电器设备工作,也不会影响周边环境。
电路调试简单,若对发射信号进行编码,可实现多路红外遥控功能。
红外线发射和接收人们见到的红外遥控系统分为发射和接收两部分。
发射部分的发射元件为红外发光二极管,它发出的是红外线而不是可见光。
常用的红外发光二极管发出的红外线波长为 940nm 左右,外形与普通φ5mm 发光二极管相同,只是颜色不同。
一般有透明、黑色和深蓝等三种。
判断红外发光二极管的好坏与判断普通二极管一样的方法。
单只红外发光二极管的发射功率约 100mW。
红外发光二极管的发光效率需用专用仪器测定,而业余条件下,只能凭经验用拉距法进行粗略判定。
接收电路的红外接收管是一种光敏二极管,使用时要给红外接收二极管加反向偏压,它才能正常工作而获得高的灵敏度。
红外接收二极管一般有圆形和方形两种。
由于红外发光二极管的发射功率较小,红外接收二极管收到的信号较弱,所以接收端就要增加高增益放大电路。
然而现在不论是业余制作或正式的产品,大都采用成品的一体化接收头。
红外线一体化接收头是集红外接收、放大、滤波和比较器输出西安科技大学高新学院毕业论文 - 2 - 等的模块,性能稳定、可靠。
所以,有了一体化接收头,人们不再制作接收放大电路,这样红外接收电路不仅简单而且可靠性大大提高。
红外遥控器由于受遥控距离、角度等影响,使用效果不是很好,如采用调频或调幅发射接收编码,则可提高遥控距离,并且没有角度影响。
红外遥控发射和接收模块可以用在室内红外遥控中,它不影响周边环境、不干扰其它电器设备。
由于其无法穿透墙壁,所以不同房间的家用电器可使用通用遥控器而不会产生相互干扰;电路调试简单,只要按给定电路连接无误,一般不需任何调试即可投入工作;编解码容易,可进行多路遥控。
现在红外遥控在家用电器、室内近距离遥控中得到了广泛的应用。
另外模块还可以用在其他红外遥控系统中,应用前景十分广阔。
通用红外遥控系统由发射和接收两大部分组成,应用编/解码专用集成电路芯片来进行控制操作,如图1所示。
发射部分包括键盘矩阵、编码调制、LED红外发送器;接收部分包括光、电转换放大器、解调、解码电路。
以下详细说明2.2、红外遥控发射部分红外遥控系统由发射和接收两大部分组成,系统采用编/解码专用集成电路和单片机芯片来进行控制操作。
发射系统设计的电路由如下的几个基本模块组成:直流稳压电源,红外发射电路。
系统框图如图2所示:、图2主要芯片——单片机介绍同一般微处理器的 89S52 的控制器也由指令寄存器 IR 。
指令译码器 ID 。
定时及控制逻辑电路和程序计数器 PC 等组成。
程序计数器 PC 是一个 16 为的计数器(注: PC 不属于特殊功能寄存器 SFR 的范畴)。
他总是存放着下一个要取得指令的 16 位存储单元地址。
也就是说, CPU 总是把 PC 的内容作为地址,从内存中取出指令码或含在指令中的操作数。
因此,每当取完一个字节后, PC 的内容自动加 1 ,为取下一个字节作好准备。
只有在执行转移子程序调用指令和中断响应是例外,那时 PC 的内容不加 1 ,而是指令或中断响应过程自动给 PC 置入新的地址。
单片机上电或复 PC 自动清 0 ,即装入地址 0000H ,这就保证了单片机上电或复位后,程序从 0000H 地址开始执行。
指令寄存器 1R 保存当前正在执行的一条指令。
执行一条指令,先要把他从程序存储器取到指令存储器中。
指令内容含操作码和地址码,操作码送往指令译码器ID,并形成相应指令的微操作信号。
地址码送往操作数地址形成实际的操作数地址。
定时与操作是微处理器的核心部件,他的任务是控制取指令 ` 执行指令 ` 存取操作数或运算结果等操作,向其他部件发出各种微操作控制信号,协调各部件的工作。
80C51单片机内设有振荡电路,只需外接石英晶体和频率微调电容就可产生内部时钟信号。
2AT89S52的引脚VCC : 电源GND: 接地P0 口:P0口是一个8位漏极开路的双向I/O口。
作为输出口,每位能驱动8个TTL逻辑电平。
对P0端口写“1”时,引脚用作高阻抗输入。
当访问外部程序和数据存储器时,P0口也被作为低8位地址/数据复用。
在这种模式下,P0具有内部上拉电阻。
在flash编程时,P0口也用来接收指令字节;在程序校验时,输出指令字节。
程序校验时,需要外部上拉电阻。
P1 口:P1 口是一个具有内部上拉电阻的8 位双向I/O 口,p1 输出缓冲器能驱动4 个TTL 逻辑电平。
对P1 端口写“1”时,内部上拉电阻把端口拉高,此时可以作为输入口使用。
作为输入使用时,被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因,将输出电流(IIL)。
此外,P1.0和P1.2分别作定时器/计数器2的外部计数输入(P1.0/T2)和时器/计数器2的触发输入(P1.1/T2EX),具体如下表所示。
在flash编程和校验时,P1口接收低8位地址字节。
引脚号第二功能:P1.0 T2(定时器/计数器T2的外部计数输入),时钟输出P1.1 T2EX(定时器/计数器T2的捕捉/重载触发信号和方向控制)P1.5 MOSI(在系统编程用)P1.6 MISO(在系统编程用)P1.7 SCK(在系统编程用)P2 口:P2 口是一个具有内部上拉电阻的8 位双向I/O 口,P2 输出缓冲器能驱动4 个TTL 逻辑电平。
对P2 端口写“1”时,内部上拉电阻把端口拉高,此时可以作为输入口使用。
作为输入使用时,被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因,将输出电流(IIL)。
在访问外部程序存储器或用16位地址读取外部数据存储器(例如执行MOVX @DPTR)时,P2 口送出高八位地址。
在这种应用中,P2 口使用很强的内部上拉发送1。
在使用8位地址(如MOVX @RI)访问外部数据存储器时,P2口输出P2锁存器的内容。
在flash编程和校验时,P2口也接收高8位地址字节和一些控制信号。
P3 口:P3 口是一个具有内部上拉电阻的8 位双向I/O 口,p2 输出缓冲器能驱动4 个TTL 逻辑电平。
对P3 端口写“1”时,内部上拉电阻把端口拉高,此时可以作为输入口使用。
作为输入使用时,被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因,将输出电流(IIL)。
红外发射电路图遥控发射通过键盘,每按下一个键,即产生具有不同的编码数字脉冲,这种代码指令信号调制在 40KH z 的载波上,激励红外光二极管产生不同的脉冲,通过空间的传送到受控机的遥控接收器。
P1 口作为按键部分, P3.5 口作为发射部分,然后用三极管的放大驱动红外发射。
电路如下图所示。
2.3、红外遥控接收部分1、接收部分系统框图:其中显示部分采用七段数码管显示。
2.4、系统设计1、摇控码的编码格式采用脉宽调制的串行码,以脉宽为0.565ms、间隔0.56ms、周期为1.125ms的组合表示二进制的“0”;以脉宽为0.565ms、间隔1.685ms、周期为2.25ms的组合二进制的“1”,其波形如图4所示。
图4 遥控码的“1”和“0”红外遥控发射芯片采用 PPM 编码方式,当发射器按键按下后 , 将周期性地发出同一种32位二进制码,周期约为108ms 的编码脉冲。