电子遥控窗帘系统设计29.doc

课题七：电子遥控窗帘系统设计 一、主要实现功能 1、利用红外发射器与接收器，实现遥控打开与关闭。窗帘系统采用控制直流电机运转模拟。 2、窗帘的运行速度可以控制。 3、为防止窗帘拉坏或者烧毁电机，要有限位开关设计。 二、原理图 三、主要器件（模块）介绍 （1）红外通信简介 红外通信具有控制简单、实施方便、传输可靠性高的特点，是一种较为常用的通信方式。实现单片机系统红外通信的关键在于红外接口电路的设计以及接口驱动程序的设计。 1、红外通信的基本原理 红外通信是利用950nm近红外波段的红外线作为传递信息的媒体，即通信信道。发送端采用脉冲相位调制（PPM）方式，将二进制数字信号调制(调制作用的实质就是使相同频率范围的信号分别依托于不同频率的 HYPERLINK /z/Search.e?sp=S%E8%BD%BD%E6%B3%A2ch=w.search.yjjlinkcid=w.search.yjjlink \t _blank 载波上，接收机就可以分离出所需的频率信号，不致互相干扰,这也是在同一信道中实现多路复用的基础)成某一频率的脉冲序列，并驱动红外发射管以光脉冲的形式发送出去；接收端将接收到的光脉转换成电信号，再经过放大、滤波等处理后送给解调电路进行解调，还原为二进制数字信号后输出。 2、红外发送器 红外发送器电路包括脉冲振荡器、驱动管Q1和Q2、红外发射管Q3等部分。其中脉冲振荡器用以产生38kHz的脉冲序列作为载波信号；红外发射管Q3用来向外发射950nm的红外光束。 红外发送器的工作原理为：串行数据由单片机的串行输出端DATA送出并驱动Q1管，数位“0”使Q1管导通，通过Q2管调制成38kHz的载波信号，并利用红外发射管Q3以光脉冲的形式向外发送。数位“1”使Q1管截止，红外发射管Q3不发射红外光。若传送的波特率设为1200bps，则每个数位“0”对应32个载波脉冲调制信号的时序，如图所示。 序图 3、红外接收器 红外接收电路选用专用红外接收模块。该接收模块是一个三端元件，使用单电源+5V电源，具有功耗低、抗干扰能力强、输入灵敏度高、对其它波长（950nm以外）的红外光不敏感的特点，其内部结构框图如图所示。 红外接收模块内部结构框图 接收模块的工作原理为：首先，通过红外光敏元件将接收到的载波频率为38kHz的脉冲调制红外光信号转化为电信号，再由前置放大器和自动增益控制电路进行放大处理。然后，通过带通滤波器和进行滤波，滤波后的信号由解调电路进行解调。最后，由输出级电路进行反向放大输出。 红外接收头接收后的数据刚好是跟发送相反，引导码是9ms低电平加4.5ms的高电平 接下来是8位客户码和8位客户码的反码，再接下来就是8位数据码和八位数据码的反码 “0”是0.56ms 的低电平和0.56ms的高电平表示 “1”是0.56ms 的低电平和1.69ms的高电平表示 先接收低位后高位 二、原理图 （2）直流电机 直流电机（direct current machine）是指能将直流电能转换成机械能（直流电动机）或将机械能转换成直流电能（直流发电机）的旋转电机。它是能实现直流电能和机械能互相转换的电机。当它作电动机运行时是直流电动机，将电能转换为机械能；作发电机运行时是直流发电机，将机械能转换为电能。 工作原理 直流电机里边固定有环状永磁体，电流通过转子上的线圈产生安培力，当转子上的线圈与磁场平行时，再继续转受到的磁场方向将改变，因此此时转子末端的电刷跟转换片交替接触，从而线圈上的电流方向也改变，产生的洛伦兹力方向不变，所以电机能保持一个方向转动。 直流发电机的工作原理就是把电枢线圈中感应的交变电动势， 直流电机 靠换向器配合电刷的换向作用，使之从电刷端引出时变为直流电动势的原理。 感应电动势的方向按 HYPERLINK /view/163305.htm \t _blank 右手定则确定（磁感线指向手心，大拇指指向导体运动方向，其他四指的指向就是导体中感应电动势的方向）。 导体受力的方向用左手定则确定。这一对 HYPERLINK /view/132529.htm \t _blank 电磁力形成了作用于电枢一个力矩，这个力矩在旋转电机里称为电磁转矩，转矩的方向是逆时针方向，企图使电枢逆时针方向转动。如果此电磁转矩能够克服电枢上的阻转矩（例如由摩擦引起的阻转矩以及其它负载转矩），电枢就能按逆时针方向旋转起来。 （3）最小单片机系统  HYPERLINK /mcu/ 单片机最小系统介绍 单片机最小系统主要由电源、复位、振荡电路以及扩展部分等部分组成。 HYPERLINK /app/mcu/ 最小系统原理图如图4.1所示。 图4.1最小系统电路图 电源供电模块 图4.1.1 电源模块电路图 对于一个完整的电子设计