红外通信装置设计报告.doc

《红外通信装置设计报告.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、*******大学****学院***********（设计报告）题目红外通信装置学院********学院专业************班级********学生******学号**********指导教师************年**月**日目录前言-3-1系统方案-4-1.1方案总框图-4-1.2方案选择-5-1.2.1语音输入模块-5-1.2.2运算放大模块-5-1.2.3脉宽调制模块-5-1.2.4语音输出模块-5-1.2.5温度传感模块-5-1.2.6显示模块-5-1.3理论分析与计算-6-1.3.1滤波电路参数的计算-6-1.3.2信号处理分析-

2、6-2电路与程序设计-7-2.1总体电路图-7-2.2电路设计-8-2.2.1运算放大模块-8-2.2.2红外发送接收模块-9-2.2.3语音输出模块-10-2.3程序设计-11-2.3.1程序框图-11-2.3.2发送端-12-2.3.3接收端-12-3测试方案与测试结果-13-3.1测试方案-13-3.2测试数据-14-3.3测试结果分析-15-4结语-15-参考文献-16--2-红外通信装置摘要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、红外发送接收模块和语音输出模块四部分组成。采用STM32作为主控制器进行脉宽调制，并控制数据传

3、送，MCP6002主要作为前置电路放大器，DS18B20传感器获取当前环境温度，LM386模块进行功率放大。结合了红外线发射管，用以将电能直接转换成红外光并产生辐射，因其应用的广泛性，选择它作为我们的红外线发生装置，还用及红外线接收头，来接收红外线光信息转换为音频信息。采用FSK方案对数字信号进行调制解调，并通过不同的音频频段，使用有源带通滤波电路来实现数字信号与语音信号的频段分离，实现了语音和数字信号同时传输。关键词：STM32；红外线发射管；红外线接收头；FSK-2-前言随着社会的发展、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

4、开始进入了人们的生活。本装置实现了音频信号与数字信号的同时传输，并且音频信号的频率在300-3400Hz、接收到的音频信号无明显失真且静噪声不明显、数字信号的传输时延不超过10s且温度测量误差不超过2℃及通信距离为2m。系统以STM32系列单片机为控制核心，实现信号的编解码以及传输控制功能，并且用它来控制温度传感器。结合了红外线发射管，用以将电能直接转换近红外光并产生辐射，因其应用的广泛性，选择它作为我们的红外线发生装置，还用及红外线接收头，来接收红外线光信息转换为音频信息。-13-1系统方案1.1方案总框图发送端：DS18B20温度传感器MCU带通滤

5、波器语音信号输入可调放大电路带通滤波电路加法电路V/I转换电路红外发射电路接收端：增益可调电路带通滤波电路红外接收电路高通滤波电路窄带通滤波电路增益可调电路比较器MCU温度显示电路信号指示电路功放电路语音输出-13-图1.1总体电路框图1.2方案解析1.2.1语音输入模块将MP3发出的语音直接输入前置放大模块，再进行滤波处理。1.2.2运算放大模块MCP6002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。1.2.3脉宽调制模块采用STM32的外部中

6、断实现对USART发送的数字信号进行中断调节。当检测到上升沿中断时利用STM32的一路定时器设定定时器工作于PWM输出模式，预装载值为99,预分频系数为99，比较值为49,这样既可产生一路7200Hz的PWM波，当检查到下降沿时，只需改变预分频系数为89，既可输出一路8000Hz的PWM波，从而实现脉宽调制。1.2.4语音输出模块使用LM386对音频信号进行功率放大，LM386是专为低损耗电源所设计的功率放大器集成电路，其增益最高可达200，且失真低，适合应用于本音频功放模块。1.2.5温度传感模块采用18B20数字温度传感器来测量温度，18B20有独

7、特的单线接口方式，与微处理器连接时仅需一条口线即可实现双向通讯，其测量范围－55℃～+125℃，符合本电路测温要求，并且单线接口方式能为微处理器节省接口。1.2.6显示模块由于NOKIA5110低功耗及显示能力强，可将串口接收到的串行数据转换为并行数据，送于NOKIA5110液晶显示。-13-1.3理论分析与计算1.3.1滤波电路参数的计算截止频率：增益：Au=1+Rf/R1品质因数：Q=1/(3-Au)六阶低通滤波器：截止频率：f(截止)=3400Hz,品质因数：Q=10六阶高通滤波器：截止频率：f(截止)=200Hz,品质因数：Q=10两种滤波器用

8、在处理接收的信号，其目的是将数字信号滤掉，保留模拟信号。1.3.2信号处理分析1、模拟信号发送