红外通信装置通信工程课程设计报告
18页1、济南大学实训报告专业技能实训报告题目制作简易红外通信装置学院信息科学与工程学院专 业通信工程班 级学生学号指导教师二0一四年一月六日1前言 11.1系统设计简要说明 12系统方案 22.1 方案比较与选择 22.1.1 语音采集模块 22.1.2 运算放大模块 22.1.3 脉宽调制模块 22.1.4 语音输出模块 22.1.5 温度传感模块 32.2 方案描述 32.3 理论分析与计算 32.3.1 通信原理分析 32.3.2 提高转发器效率方法 33电路与程序设计 43.1 总体电路图 43.2 电路设计 43.2.1 运算放大模块 43.2.2 红外发送接收模块 53.2.3 语音输出模块 53.3 程序设计 54测试方案与测试结果 74.1 测试方案 74.2 测试数据 74.3 测试结果记录 75实训结语 8参考文献 9附录 10部分源代码 10济南大学实训报告1前言1.1系统设计简要说明随着社会的发展、科技的进步以及人们生活水平的逐步提高,各种方便于生 活的遥控系统开始进入了人们的生活。 传统的遥控器采用专用的遥控编码及解码 集成电路,这种方法虽然制作简单、 容易,但由于功
2、能键数及功能受到特定的限 制,只实用于某一专用电器产品的应用, 应用范围受到限制。而采用单片机进行 遥控系统的应用设计,具有编程灵活多样、操作码个数可随便设定等优点。本系统设计红外光通信装置,主要由前置电路模块、脉宽调制模块、红外发 送接收模块、中级转发模块和语音输出模块五部分组成。采用STM32乍为主控制 器进行A/D采集,脉宽调制,并控制数据传送,LM358主要作为前置电路放大器, 18B20芯片感应环境温度,LM386模块进行功率放大。系统设计基本上实现了红 外光通信,完成了语音信号传输的功能。STM32s列基于专为要求高性能、低成本、低功耗的嵌入式应用专门设计的 ARM Cortex-M3内核。按性能分成两个不同的系列:STM32F103增强型”系列和STM32F101基本型”系列。增强型系列时钟频率达到 72MHz是同类产品中 性能最高的产品;基本型时钟频率为 36MHz以16位产品的价格得到比16位产 品大幅提升的性能,是16位产品用户的最佳选择。两个系列都内置 32K到128K 的闪存,不同的是SRAM勺最大容量和外设接口的组合。时钟频率 72MHz寸,从 闪存执行代码,
3、STM32功耗36mA是32位市场上功耗最低的产品,相当于 0.5mA/MHzDS18B20常用的温度传感器,具有体积小,硬件开销低,抗干扰能力强, 精度高的特点。# -济南大学实训报告2系统方案2.1 方案比较与选择2.1.1 语音采集模块方案一:采用驻极体麦克风,由于驻极体麦克风体积小、频率范围宽和价格 优势的特点而广泛应用于各种声控电路中。 并且输入和输出阻抗很高,所以要在 这种话筒外壳内设置一个场效应管作为阻抗转换器,为此驻极体电容式话筒在工作时需要直流工作电压。方案二:采用硅微麦克风,硅微麦克风基于 CMOSMEM却,体积更小。其 一致性优于驻极体麦克风,所以 MEM咬克风特别适合高性价比的麦克风阵列应 用。但硅微麦克风是一个新兴的朝阳产业,尚在发展,价格比较高。综合比较,选择方案一。2.1.2 运算放大模块方案一:LM358是内部有两个独立的、频率补偿的双运算放大器,能在很宽 的电源电压范围内实现高增益,同时适用于单、双电源工作模式,在推荐的工作条件下,电源电流与电源电压无关。方案二:OP07芯片是一种双极性运算放大器,具有输入偏置电流低和开环 增益高的特点,因为具有非常低
4、的输入失调电压,不需要额外的调零措施,但 OP07用单电源供电放大倍数太小,不方便使用。综合比较,基于单电源供电和经济考虑,选择方案一。2.1.3 脉宽调制模块方案一:采用KA7500B芯片。KA7500内含两个PWM$制器,其输出端可以 接成共发射极和射极跟随器两种形式,可以选择双端推挽输出或者单端推挽输 出,但控制复杂,存在死角问题,且价格较高。方案二:采用STM3东编程实现脉宽调制,利用定时器将模拟信号抽样转化 成数字信号。STM32t实时响应中断及中断优先级系统,具有低电压和低功耗两 大优点,适合对红外收发的控制。综合比较,选择方案二。2.1.4 语音输出模块方案一:使用LM1875进行功率放大,LM1875使用2060V供电,驱动4欧 或8欧的负载,具有低失真度和高品质性能,主要用于单声道40W高保真放大电 路,内部具有欠压、过压、短路、热失控、瞬时音响峰值保护电路等诸多优点,-2 -济南大学实训报告因此在使用过程中不易损坏。但由于供电需求太高,电路设计达不到要求,不方便使用。方案二:使用LM386对音频信号进彳T功率放大,LM386是专为低损耗电源所 设计的功率放大器集成电
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