基于PWM原理的红外遥控电机设计课程设计

基于PWM原理的红外遥控电机设计课程设计
基于PWM原理的红外遥控电机设计课程设计

测控技术与仪器

课程设计

题目名称:基于PWM原理的红外遥控电机设计专业班级:测控1202班

学生姓名:

学号:201223030228

指导教师:

成绩:

评语:

指导老师签名:

测控技术与仪器

课程设计

课程设计名称基于PWM原理的红外遥控电机设计专业班级:测控1202班

学生姓名:

学号:

指导教师:

小组成员:

课程设计时间:2015-6-29~2015-7-10

毕业设计(论文)原创性声明和使用授权说明

原创性声明

本人郑重承诺:所呈交的毕业设计(论文),是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知,除文中特别加以标注和致谢的地方外,不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果,也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体,均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。

作者签名:日期:

指导教师签名:日期:

使用授权说明

本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计(论文)的规定,即:按照学校要求提交毕业设计(论文)的印刷本和电子版本;学校有权保存毕业设计(论文)的印刷本和电子版,并提供目录检索与阅览服务;学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文;在不以赢利为目的前提下,学校可以公布论文的部分或全部内容。

作者签名:日期:

学位论文原创性声明

本人郑重声明:所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。

作者签名:日期:年月日

学位论文版权使用授权书

本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。

涉密论文按学校规定处理。

作者签名:日期:年月日

导师签名:日期:年月日

注意事项

1.设计(论文)的内容包括:

1)封面(按教务处制定的标准封面格式制作)

2)原创性声明

3)中文摘要(300字左右)、关键词

4)外文摘要、关键词

5)目次页(附件不统一编入)

6)论文主体部分:引言(或绪论)、正文、结论

7)参考文献

8)致谢

9)附录(对论文支持必要时)

2.论文字数要求:理工类设计(论文)正文字数不少于1万字(不包括图纸、程序清单等),文科类论文正文字数不少于1.2万字。

3.附件包括:任务书、开题报告、外文译文、译文原文(复印件)。

4.文字、图表要求:

1)文字通顺,语言流畅,书写字迹工整,打印字体及大小符合要求,无错别字,不准请他人代写

2)工程设计类题目的图纸,要求部分用尺规绘制,部分用计算机绘制,所有图纸应符合国家技术标准规范。图表整洁,布局合理,文字注释必须使用工程字书写,不准用徒手画

3)毕业论文须用A4单面打印,论文50页以上的双面打印

4)图表应绘制于无格子的页面上

5)软件工程类课题应有程序清单,并提供电子文档

5.装订顺序

1)设计(论文)

2)附件:按照任务书、开题报告、外文译文、译文原文(复印件)次序装订

指导教师评价:

一、撰写(设计)过程

1、学生在论文(设计)过程中的治学态度、工作精神

□优□良□中□及格□不及格

2、学生掌握专业知识、技能的扎实程度

□优□良□中□及格□不及格

3、学生综合运用所学知识和专业技能分析和解决问题的能力

□优□良□中□及格□不及格

4、研究方法的科学性;技术线路的可行性;设计方案的合理性

□优□良□中□及格□不及格

5、完成毕业论文(设计)期间的出勤情况

□优□良□中□及格□不及格

二、论文(设计)质量

1、论文(设计)的整体结构是否符合撰写规范?

□优□良□中□及格□不及格

2、是否完成指定的论文(设计)任务(包括装订及附件)?

□优□良□中□及格□不及格

三、论文(设计)水平

1、论文(设计)的理论意义或对解决实际问题的指导意义

□优□良□中□及格□不及格

2、论文的观念是否有新意?设计是否有创意?

□优□良□中□及格□不及格

3、论文(设计说明书)所体现的整体水平

□优□良□中□及格□不及格建议成绩:□优□良□中□及格□不及格(在所选等级前的□内画“√”)

指导教师:(签名)单位:(盖章)

年月日

评阅教师评价:

一、论文(设计)质量

1、论文(设计)的整体结构是否符合撰写规范?

□优□良□中□及格□不及格

2、是否完成指定的论文(设计)任务(包括装订及附件)?

□优□良□中□及格□不及格

二、论文(设计)水平

1、论文(设计)的理论意义或对解决实际问题的指导意义

□优□良□中□及格□不及格

2、论文的观念是否有新意?设计是否有创意?

□优□良□中□及格□不及格

3、论文(设计说明书)所体现的整体水平

□优□良□中□及格□不及格

建议成绩:□优□良□中□及格□不及格(在所选等级前的□内画“√”)

评阅教师:(签名)单位:(盖章)

年月日

教研室(或答辩小组)及教学系意见

教研室(或答辩小组)评价:

一、答辩过程

1、毕业论文(设计)的基本要点和见解的叙述情况

□优□良□中□及格□不及格

2、对答辩问题的反应、理解、表达情况

□优□良□中□及格□不及格

3、学生答辩过程中的精神状态

□优□良□中□及格□不及格

二、论文(设计)质量

1、论文(设计)的整体结构是否符合撰写规范?

□优□良□中□及格□不及格

2、是否完成指定的论文(设计)任务(包括装订及附件)?

□优□良□中□及格□不及格

三、论文(设计)水平

1、论文(设计)的理论意义或对解决实际问题的指导意义

□优□良□中□及格□不及格

2、论文的观念是否有新意?设计是否有创意?

□优□良□中□及格□不及格

3、论文(设计说明书)所体现的整体水平

□优□良□中□及格□不及格

评定成绩:□优□良□中□及格□不及格教研室主任(或答辩小组组长):(签名)

年月日

教学系意见:

系主任:(签名)

年月日

测控仪器设计课程设计任务书

学生姓名专业班级测控1202班学号201223030228 题目基于PWM原理的红外遥控电机设计

课题性质工程设计课题来源自拟

指导教师

主要内容(参数)本设计是基于PWM原理,通过定时器和中断产生可以调节的PWM波,然后通过无线将控制电机的指令代码传送给MCU,从而使MCU完成相应的的操作如下:

1、遥控电机启动停止

2、遥控电机加速

3、遥控电机减速

4、遥控控制电机正转

5、遥控控制电机反转

任务要求(进度)

第1-2天:熟悉课程设计任务及要求,查阅技术资料,确定设计方案。

第3-4天:按照确定的方案设计单元电路。要求画出单元电路图,元件及元件参数选择要有依据,各单元电路的设计要有详细论述。

第5-6天:软件设计,编写程序。

第7-8天:程序调试。

第9-12天:撰写课程设计报告。要求内容完整、图表清晰、文理流畅、格式规范、方案合理、设计正确。

主要参考资料(1)张迎新.单片微型计算机原理、应用及接口技术[M].国防工业出版社,2009.

(2)单片机原理与接口技术(作者:赵嘉蔚,)出版社:清华大学出版社(3)C语言程序设计学习辅导(作者:谭浩强)出版社:清华大学出版社

任务分工学生1:张延庆软件编写学生2:胡腾飞原理图绘制学生3:王博林硬件设计学生4:张凯福资料查询学生5:李准调试整理

目录

1直流电机的调速分析及研究意义 (4)

1.1 直流电机调速原理 (4)

1.2 PWM基本原理及其实现方法 (5)

1.2.1 PWM基本原理 (5)

1.2.2 实现方法 (6)

1.3 控制程序设计 (7)

2.系统硬件设计 (7)

2.1 系统方案 (7)

2.2功能简介 (7)

2.3主要内容 (8)

2.4电机调速控制模块 (9)

2.4.1 方案选择 (9)

2.4.2 PWM调速工作方式 (9)

2.5系统分析与硬件设计 (9)

2.5.1设计部分分析 (10)

2.5.2直流电机驱动电路设计 (11)

2.6红外遥控电路设计 (11)

2.6.1 红外系统方框图 (11)

2.6.2 系统功能需求 (12)

2.6.3 红外发射电路 (12)

2.6.4 红外检测接收电路 (13)

2.7 设计所需部分器件 (13)

2.8应用软件的编制、调试 (13)

3. 系统软件的设计 (14)

3.1 电机控制系统程序的总体设计 (14)

3.2 红外遥控器的程序设计 (15)

3.2.1 遥控码的发射 (15)

3.2.2 红外接收 (16)

4.系统的电路原理图 (18)

总结体会........................................... 错误!未定义书签。参考文献.. (21)

附录 (23)

摘要

本文介绍了基于红外遥控电机控制系统的设计,讲述了直流电机调速的相关知识以及PWM 调速的基本原理和实现方法。直流电机具有优良的调速特性,调速平滑,方便,调速范围广,过载能力大,能承受频繁的冲击负载,可实现频繁的快速启动、制动和反转;能满足生产过程中自动化系统各种不同的特殊运行要求。电机控制系统采用红外遥控控制是电气传动的发展方向之一。采用红外遥控控制后,整个电机系统体积小、结构简单、可靠性高、操作维护方便,电动机稳态运转时转速精度可达到较高水平。

本设计方案基于市场的需求,结合红外遥控设计简单,操作方便,成本低廉等特点,采用了51单片机作为遥控发射接收芯片,HS0038作为红外一体化接收发射管,在此基础上设计了一个简单的红外遥控直流电机系统。本设计实现了直流电机的几项基本功能:启动、停止、加速、减速、正转、反转。

关键词:PWM;直流电机调速;红外无线遥控

1直流电机的调速分析及研究意义

1.1 直流电机调速原理

根据励磁方式不同,直流电机分为自励和他励两种类型。不同励磁方式的直流电机机械特性曲线有所不同。对于直流电机来说,人为机械特性方程式为:

2N ad a e N e t N U R R n T n n K K K φφ+=

-=-? (1.1) 式中U N ,

N φ---- 额定电枢电压、额定磁通量;

e K ,t K ----与电机有关的常数;

ad R ,a R ----电枢外加电阻、电枢内电阻; 0n ,n ?——理想空载转速、转速降。

分析(1.1)式可得.当分别改变U N 、N φ 和R ad 时,可以得到不同的转速n ,从

而实现对速度的调节。由于φ=错误!未找到引用源。T ,当改变励磁电流I f 时,

可以改变磁通量φ的大小,从而达到变磁通调速的目的。但由于励磁线圈发热和

,和磁通量φ只能在低于其额定值的范电动机磁饱和的限制,电动机的励磁电流I

f

时,会使机械特性变软,围内调节,故只能弱磁调速。而对于调节电枢外加电阻R

ad

导致电机带负载能力减弱。对于他励直流电机来说,当改变电枢电压时U

,分析

N

人为机械特性方程式,得到人为特性曲线如图1-1。

如图1-1所示。理想空载转速n随电枢电压升降而发生相应的升降变化。不同电枢电压的机械特性曲线相互平行,说明硬度不随电枢电压的变化而改变,电机带负载能力恒定。当我们平滑调节他励直流电机电枢两端电压时,可实现电机的无级调速。基于以上特性,改变电枢电压,实现对直流电机速度调节的方法被广泛采用。改变电枢电压可通过多种途径实现,如晶闸管供电速度控制系统、大功率晶体管速度控制系统、直流发电机供电速度控制系统及晶体管直流脉宽调速系统等。

图1-1 直流电动机机械特性曲线图1-2 电枢电压“占空比”与平均电压关系

1.2 PWM基本原理及其实现方法

1.2.1 PWM基本原理

PWM是通过控制固定电压的直流电源开关频率,从而改变负载两端的电压,进而达到控制要求的一种电压调整方法。PWM可以应用在许多方面,如电机调速、温度控制、压力控制等。在PWM驱动控制的调整系统中,按一个固定的频率来接通和断开电源,并根据需要改变一个周期内“接通”和“断开”时间的长短。通过改变直流电机电枢上电压的“占空比”来改变平均电压的大小,从而控制电动

机的转速。因此,PWM 又被称为“开关驱动装置”。在脉冲作用下,当电机通电时,速度增加;电机断电时,速度逐渐减少。只要按一定规律,改变通、断电的时间,即可让电机转速得到控制。设电机始终接通电源时,电机转速最大为V max ,设占空比为D=t 1/T ,则电机的平均速度为:

d V =max V *D (1.2)

式中,V d ----电机的平均速度;

V max ----电机全通电时的速度(最大);

D=t 1/T----占空比。

由公式1-2可见,当我们改变占空比时D=t 1/T ,就可以得到不同的电机平均

速度 ,从而达到调速的目的。严格地讲,平均速度V d 与占空比D=t 1/T 并不是严格

的线性关系,在一般的应用中,可以将其近似地看成线性关系.

1.2.2 实现方法

PWM 信号的产生通常有两种方法:一种是软件的方法;另一种是硬件的方法。硬件方法的实现已有很多文章介绍,这里不做赘述。本文主要介绍利用单片机对PWM 信号的软件实现方法。STC89C51单片机具有两个定时器T 0和T 1。通过控制定时

器初值T 0和T 1,从而可以实现输出口输出不同占空比的脉冲波形。由于PWM 信号软

件实现的核心是单片机内部的定时器,而不同单片机的定时器具有不同的特点,即使是同一台单片机由于选用的晶振不同,选择的定时器工作方式不同,其定时器的定时初值与定时时间的关系也不同。因此,首先必须明确定时器的定时初值与定时时间的关系。如果单片机的时钟频率为f ,定时器/计数器为N 位,则定时器初值与定时时间的关系为: 16(2)10

n N t T f ω=-?? (1.3) 式中,T---- 定时器定时初值;

N----一个机器周期的时钟数。N 随着机型的不同而不同。在应用中

应根据具体的机型给出相应的值。这样,我们可以通过设定不同的定时初

值,从而改变占空比D=t

1

/T,进而达到控制电机转速的目的。

1.3 控制程序设计

控制程序的设计有两种方法:软件延时法和计数法。软件延时法的基本思

想是:首先求出占空比D=t

1/T,再根据周期T分别给电机通电M个单位时间t

,所

以M=t

0/t

1

。然后,再断电M'个单位时间,所以M'=t

2

/t

。改变M和M'的值,从而

也就改变了占空比D。计数法的基本思想是:当单位延时个数M求出之后,将其作为给定值存放在某存储单元中。在通电过程中,对通电单位时间t

的次数进行计数,并与存储器的内容进行比较。若不相等,则继续输出控制脉冲,直到计数值与给定值相等,使电机断电。

软件采用定时中断进行设计。如图2-12所示,单片机上电后,系统进入准备状态。当按动按钮后,执行相应的程序,根据P2.6或P2.7输出的高电平决定直流电机的正反转。根据不同的加、减速按钮,调整P2.6或P2.7输出高低电平时的占空比,从而可以控制P2.6或P2.7输出高低电平时的延时时间,进而控制电压的大小来决定直流电机转速。

2.系统硬件设计

2.1 系统方案

本设计以STC89C51单片机为核心,以红外遥控器的5个按键作为输入达到控制直流电机的停止、加速、减速、正转、反转。在设计中,采用PWM技术对电机进行控制,通过对占空比的改变达到调速的目的。

2.2功能简介

直流电动机具有优良的调速特性,调速平滑、方便,调速范围广;过载能力大,能承受频繁的冲击负载,可实现频繁的无级快速起动、停止和反转;能满足生产过程自动化系统各种不同的特殊运行要求。电动机调速系统采用微机实现自动控制,是电气传动发展的主要方向之一。采用微机控制后,整个调速系统实现自动化,结构简单,可靠性高,操作维护方便,电动机稳态运转时转速精度可达

到较高水平,静动态各项指标均能较好地满足工业生产中高性能电气传动的要求。由于单片机性能优越,具有较佳的性能价格比,所以单片机在工业过程及设备控制中得到日益广泛的应用。PWM调速系统与可控整流式调速系统相比有下列优点:由于PWM调速系统的开关频率较高,仅靠电枢电感的滤波作用就可获得平稳的直流电流,低速特性好:同样,由于开关频率高,快速响应特性好,动态抗干扰能力强,可以获得很宽的频带;开关器件只工作在开关状态,主电路损耗小,装置效率高。本文所介绍的系统就是一个采用典型的开环调速原理组成的单片机PWM调速系统。

2.3主要内容

采用单片机构成的直流电动机数字PWM调速系统,其控制核心主要由51单片机、电源模块、电机驱动电路、按键(加速、减速、停止、正转、反转)、直流电机组成。系统采用L298N芯片作为PWM驱动直流电动机的供电主回路。单片机通过软件处理输出PWM信号, 实现了直流电动机的速度控制,在运行中获得了良好的动静态性能。在介绍了基于单片机用PWM实现直流电机调整的基本方法,直流电机调速的相关知识,及PWM调整的基本原理和实现方法。重点介绍了基于STC89C51单片机的用软件产生PWM信号的途径,并介绍了一种独特的通过软件定时中断实现PWM信号占空比调节的方法。由于单片机的驱动能力不强,驱动直流电机需要很强的电流所以必须有外围的驱动电路,因此本设计采用L298芯片放大单片机微弱的电流。

控制原理:以STC89C51单片机为核心的直流电机控制系统控制,由软件转换成PWM信号,并由P1.4、P1.5输出,经驱动电路输出给电机,从而控制电机得电与失电。软件采用定时中断进行设计。单片机上电后,系统进入准备状态。当按动启动按钮后,根据P2.6为高电平实现电机正转,P1.4为高电平时实现电机反转。根据不同的加减速按钮,调整P1.4/ P1.5输出高低电平时的预定值,从而可以控制P1.4/ P1.5输出高低电平时的占空比,进而控制电压的大小。控制程序应用于电机的加减速。

2.4电机调速控制模块

2.4.1 方案选择

方案一:采用电阻网络或数字电位器调整电动机的分压,从而达到调速的目的。但是电阻网络只能实现有级调速,而数字电阻的元器件价格比较昂贵。更主要的问题在于一般电动机的电阻很小,但电流很大;分压不仅会降低效率,而且实现很困难。

方案二:采用继电器对电动机的开或关进行控制,通过开关的切换对电机的速度进行调整。这个方案的优点是电路较为简单,缺点是继电器的响应时间慢、机械结构易损坏、寿命较短、可靠性不高。

方案三:采用驱动芯片L298N驱动直流电机,L298N具有驱动能力强,外围电路简单等优点,因此我们采用方案三。

2.4.2 PWM调速工作方式

方案一:双极性工作制。双极性工作制是在一个脉冲周期内,单片机两控制口各输出一个控制信号,两信号高低电平相反,两信号的高电平时差决定电动机的转向和转速。

方案二:单极性工作制。单极性工作制是单片机控制口一端置低电平,另一端输出PWM信号,两口的输出切换和对PWM的占空比调节决定电动机的转向和转速。

由于单极性工作制电压波开中的交流成分比双极性工作制的小,其电流的最大波动也比双极性工作制的小,所以我们采用了方案二。

2.5系统分析与硬件设计

键盘向单片机输入相应控制指令,由单片机通过P1.4与P1.5其中一口输出与转速相应的PWM脉冲,另一口输出低电平,经过信号放大、驱动电动机控制电路,实现电动机转向与转速的控制,电动机正转,反转,加速,减速、停止。

总体设计方案的硬件部分详细框图如图2-1所示:

键盘输入电路红外

发射

电路

STC

89C51

复位

电路

电源电路

电机驱

动电路

直流

电机图2-1 系统硬件框图

2.5.1设计部分分析

1、STC89C51

STC89C51内有8位的CPU、4K的ROM程序存贮器,128个字节RAM数据存贮器,4个8位并行口,2个16位定时器T0和T1,一个异步串行口UART。STC89C51是一种低功耗、高性能CMOS 8位微控制器,具有8K在系统可编程Flash存储器。使用高密度非易失性存储器技术制造。另外,STC89C51可降至0HZ静态逻辑操作,支持两种软件可选择节电模式。空闲模式下,CPU停止工作,允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。掉电保护方式下,RAM内容被保存,振荡器被冻结,单片机一切停止工作,直到下一个中断或硬件复位为止。

2、复位电路及时钟电路

复位电路和时钟电路是维持单片机最小系统运行的基本模块。复位电路通常分为两种:上电复位和手动复位。

图2-2上电复位图2-3手动复位有时系统在运行过程中出现程序跑飞的情况,在程序开发过程中,经常需要手动复位。所以本次设计选用手动复位。

2.5.2直流电机驱动电路设计

由于单片机P3口输出的电压最高才有5V,难以直接驱动直流电机。所以我们需要使用恒压恒流桥式2A驱动芯片L298N来驱动电机。L298N可接受标准TTL

逻辑电平信号V

SS ,V

SS

可接4.5~7V电压。4脚V

S

接电源电压,V

S

电压范围V

IH

+2.5~46V。输出电流可达2.5A,可驱动电感性负载。1脚和15脚下管的发射

极分别单独引出以便接入电流采样电阻,形成电流传感信号。L298可驱动2个电动机,OUT1,OUT2和OUT3,OUT4之间可分别接电动机,本实验装置我们选用驱动一台电动机。5,7,10,12脚接输入控制电平,控制电机的正反转。E

nA

E

nB

接控制使能端,控制电机的停转。同时需要加四个二极管在电机的两端,防止电机反转的时候产生强大的冲击电流烧坏电机。具体驱动电路如下图2-9:2.6红外遥控电路设计

2.6.1 红外系统方框图

(1)发射端电路:由单片机系统、红外发射电路及红外遥控按键,电源电路等组成。其设计原理图如下:

遥控

按键STC

89C51

红外发射管

5V电源

图2-4 遥控器方框图

2.6.2 系统功能需求

本遥控系统要求用单片机作为控制芯片制作一个遥控器,使一个单片机系统能被遥控操作。本系统要求遥控器能够实现直流电机的启停、加速、减速、正转、反转功能。用STC89C51来作主芯片控制,采用红外接收头,具有红外遥控功能。

2.6.3 红外发射电路

本遥控发射器采用码分制遥控方式,码分制红外遥控就是指令信号产生电路以不同的脉冲编码(不同的脉冲数目及组合)代表不同的控制指令。

在确定选择STC89C51作为本设计发射电路核心芯片和点触式开关作为控制键后,加上一个简单红外发射电路和12M晶体振荡器便可实现红外发射。

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,它发出的便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,外形与普通二极管相同,只是颜色不同。

图2-5 红外发射电路

2.6.4 红外检测接收电路

在接收过程中,脉冲通过光学滤波器和红外二极管转换为40KHZ的电信号,此信号经过放大,检波,整形,解调,送到解码与接口电路,从而完成相应的遥控功能。接收电路如图

通常,红外遥控器将遥控信号(二进制脉冲码)调制在40KHZ的载波上,经缓冲放大后送至红外发光二极管,产生红外信号发射出去。将上述的遥控编码脉冲对频率为40KHZ的载波信号进行脉幅调制(PAM),再经缓冲放大后送到红外发光管,将遥控信号发射出去。

根据遥控信号编码和发射过程,遥控信号的识别——即解码过程是去除

40KHZ载波信号后识别出二进制脉冲码中的0和1。由ST89C51单片机、一体化红外接收头、还原调制和红外发光管驱动电路组成。

接收部分主要元件是红外接收管,它是一种光敏二极管(实际上是三极管,基极为感光部分)。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。

2.7 设计所需部分器件

变压器、单片机STC89C51、直流电机驱动芯片L298N、12MHZ晶振、7805、四位共阳数码管、电容、电阻、红外遥控器、5V直流电动机等。

2.8应用软件的编制、调试

使用Keil 软件工具时,项目开发流程和其它软件开发项目的流程极其相似。

(1) 创建一个项目,从器件库中选择目标器件,配置工具设置。

(2) 用C语言或汇编语言创建源程序。

(3) 用项目管理器生成应用。

(4) 修改源程序中的错误。

(5) 测试,连接应用。

基于单片机的红外遥控小车设计

单片机系统设计实例 红外遥控小车 专业:信息对抗技术 姓名:吴志飞 学号:1411050121 指导教师:张东阳

目录 1 绪论 (1) 2 系统分析 (2) 2.1系统框架 (2) 2.2电机驱动模块 (3) 2.3 LCD显示模块 (4) 3 系统硬件设计 (5) 3.1主控模块的电路设计 (6) 3.1.1AT89C51单片机的简介 (8) 3.1.2AT89C51管脚功能 (8) 3.2红外遥控模块的电路设计 (9) 3.2.1红外遥控的实现原理 (10) 3.2.2红外发射器 (11) 3.2.3红外接收器 (12) 3.3电机驱动模块的电路设计 (12) 3.4显示模块的电路设计 (13) 4 系统软件设计 (14) 4.1程序代码 (14) 4.2软件流程图 (17) 5 调试与仿真 (18) 5.1在keil中进行调试 (18) 5.2在Proteus中进行仿真 (19) 6 总结 (21) 参考文献 (22) I

沈阳理工大学课程设计说明书 1 绪论 随着计算机、微电子、信息技术的快速进步,智能化技术的开发速度越来越快,,智能化程度越来越高,应用范围也越来越广,包括海洋开发、宇宙探测、工农业生产、军事、社会服务、娱乐等各个领域。智能电动小车系统以迅猛发展的汽车电子为背景,涵盖了控制、模式识别、传感技术、电子、电气、计算机、机械等多个学科。主要由路径识别、角度控制及车速控制等功能模块组成。同时,当今机器人技术发展的如火如荼,其在国防等众多领域的应用广泛开展。神五、神六升天、无人飞船等等无不得益于机器人技术的迅速发展。一些发达国家已把机器人制作比赛作为创新教育的战略性手段,参加者多数为学生,目的在于通过大赛全面培养学生的动手能力、创造能力、合作能力和进取精神,同时也普及智能机器人的知识。从某种意义上来说,机器人技术反映了一个国家综合技术实力的高低,而智能电动小车是机器人的雏形,它的控制系统的研制将有助于推动智能机器人控制系统的发展,同时为智能机器人的研制提供更有利的手段。 本次课设设计的红外遥控智能小车可以分为四大组成部分:红外遥控部分、显示部分、执行部分、控制部分。智能小车可以实现按遥控指示前行,后退,左转和右转。该设计主要通过对系统硬件电路的设计,软件设计和程序的编写,然后通过后期软硬件调试达到设计初衷。 1

红外遥控开关课程设计报告

电子课程设计报告 题目:红外遥控开关的设计 专业班级:电气工程及其自动化 姓名 时间: 指导教师: 完成日期:2013年6月 5 日 红外遥控开关的设计任务书 1.设计目的与要求 设计一个红外遥控开关控制电路,要认真并准确地理解有关要求,独立完成系统设计,要求所设计的电路具有以下功能: (1)采用红外遥控发射和接收; (2)遥控距离要大于6米; (3)采用锁相环等实现红外遥控操作的加密; (4)输出负载可以为日光灯、白炽灯。 2.设计内容 (1)画出电路原理图,正确使用逻辑关系; (2)确定元器件及元件参数; (3)电路仿真; (4)SCH文件生成与打印输出; (5)PCB文件生成与打印输出。 3.编写设计报告 写出设计的全过程,附上有关资料和电路图,有总结体会。 4.答辩 在规定时间内,完成叙述并回答问题。 目录 1引言 (3)

2总体设计案 (3) 2.1设计思路 (4) 2.2总体设计图 (4) 3设计原理析 (4) 3.1红外发射置 (4) 3.2红外接收装置 (5) 4总结与体会 (6) 5参考文献 (6) 附录1 (7) 附录2 (7) 红外遥控开关的设计 摘要: 单路红外遥控开关,它可以控制一路负载,可用于控制灯具,电风扇、排风扇等家用电器,设计介绍了可控制1KHZ 的红外遥控开关,除具有一般红外遥控的发射、接收及控制外,还特别设计了利用锁相环实现加密的功能。另外,用于使用的器件以及电路的性能都比较好,它的干扰性也是很好的,特别适用于对发射和接收要求高的场合。 关键词: 发射器;接收器;锁相环电路;红外遥控开关 1 引言 现在社会上已经设计出了各种各样的控制开关,其中包括红外遥控开关,红外遥控是目前家用电器中用的较多的遥控方式我们这个设计既具有红外遥控的一般通用特性,也设计了一种具有自己独特性能的部分,让人们更好的使用家用电器,以下介绍红外遥控的特点:它不影响周边环境的、不干扰其他电器设备。由于其无法穿透墙壁,故不同房间的家用电器可以使用通用的遥控器而不会产生相互的干扰;电路调试简单。由于其抗干扰能力强,操作简单等诸多有点,已经广泛应用于彩色电视机,VCD,DVD空调,组合音响等各种家用电器上,我们设计的这个红外遥控开关,不仅是要让人们明白红外遥控的工作原理,还要使他们能更深刻的把握电器性能好坏,相信通过这个设计大家也能对红外遥控开关的工作原理有进一步的了解。 2 总体设计方案 首先需要了解红外信号编码的特点,红外信号有几种不同的编码方式,例如可以使用不同的脉冲宽度代表0和1,也可以使用信号沿的变化代表0和1,但是红外遥控信号总是由一串脉冲所组成的。按下红外遥控器不同的按键之后发出的编码不同。如果将

电机与拖动 课程设计

一直流电机的简介及结构 (一)直流电机简介 直流电机是生产和使用直流电能的机电能量转换装置。将机械能转换为直流电能的,称为直流发电机;将电能追安环为机械能的,称为直流电动机。直流电动机具有调速性能好、启动和制动转矩大、过载能力强等优点,因此广泛应用于启动和调速要求较高的机械上。例如:轧钢机、机床、电车、电器轨道牵引、挖掘机械、纺织机械等。直流发电机可以作为各种直流电源。例如直流电动机的电源、同步电机的励磁电源、以及化学工业方面用于电解电镀的抵押大电流直流电源等。在本次设计中只介绍和说明直流电动机,不介绍直流发电机。 与交流电机相比,直流电机的主要缺点是换向问题,它限制了直流电机的极限容量,又使得直流电机的结构复杂,消耗较多的有色金属,维护比较麻烦,致使直流电机的应用受到一定的限制。不过,虽然如此,可是随着电子技术的发展,可控硅整流电源在生产上的应用越来越广泛,虽然使直流发电机的受到威胁,可是却会使直流电动机在应用中更为广泛。 (二)直流电机的结构 直流电机由静止的钉子和旋转的转子两大部分组成。定转子之间有一定的空隙,称为气隙。定子的作用是产生磁场和对电机的机械支撑,主要由主磁极、换向极、机座、端盖、电刷装置等部件组成。转子的作用是产生电枢感应电动势或电磁转矩,主要由电磁铁芯、电枢绕组、换向器、转轴和风扇等部件组成。如下图1-2所示: 图1-1 直流电机装配结构图 1—换向器 2—电刷装置 3—机座 4—主磁极 5—换向极 6—端盖 7—风扇 8—电枢绕组 9—电枢铁心 1 定子部分 ①主磁极(简称主极) 主磁极用来产生气隙磁场并且在电枢表面外的气隙空间里产生一定形状分布的气息磁密。主磁极由主机铁芯和励磁线圈组成,主极铁芯和由1—1.5mm厚的低碳钢板冲成一定

单片机的红外遥控器解码设计

第1章红外解码系统分析 第1节设计要求 整个控制系统的设计要求:被控设备的控制实时反应,从接收信号到信号处理及对设备控制反映时间应小于1s;整个系统的抗干扰能力强,防止误动作;整个系统的安装、操作简单,维护方便;成本低。 红外载波、编码电路设计要求:单片机定时器精确产生38KHz红外载波;根据控制系统要求能对红外控制指令信号精确编码并迅速发送。 红外解码电路设计要求:精确接收红外信号,并对所接收信号进行解码、放大、整形、解调等处理,最后输出TTL电平信号;对非红外光及边缘红外光抗干扰能力强。 设备扩展模块设计要求:直流控制交流;抗干扰能力强;反应迅速不产生误动作;能承受大电流冲击。 第2节总体设计方案 2.1方案论证 驱动与开关 方案一:采用晶闸管直接驱动。 其优点是体积小,电路简单,外围元件少。但控制电流小,大电流晶闸管成本高,并且隔离性能差。 方案二:采用三极管驱动继电器。 其体积大,外围元件多。优点是控制电流大,隔离性能好。 根据实际情况,拟采用方案二。 2.2总体设计框图 经过上述方案的分析选择,得出系统硬件由以下几部分组成:电视红外遥控器,51单片机最小系统,接收放大于一体集成红外接收头,1602液晶显示驱动电路。 整体设计思路为:根据扫描到不同的按键值转至相对应的ROM表读取数据。确认设备及菜单选择键后AT89S2将从ROM读取出来的值,按照数据处理要求从P2.5输出控制脉冲与T0产生的38KHz的载波(周期是26.3μs)进行调制,经NPN三极管对信号放大驱动红外发光管将控制信号发送出去。红外数据接收则是采用HS0038一体化红外接收头,内部集成红外接收、数据采集、解码的功能,只要在接收端INT0检测头信号低电平的到来,就可完成对整个串行的信号进行分析得出当前控制指令的功能。然后根据所得的指令去操作相应的用电器件工作,如图1-1所示。

直流电动机调速课程设计

《电力拖动技术课程设计》报告书 直流电动机调速设计 专业:电气自动化 学生姓名: 班级: 09电气自动化大专 指导老师: 提交日期: 2012 年 3 月

前言 在电机的发展史上,直流电动机有着光辉的历史和经历,皮克西、西门子、格拉姆、爱迪生、戈登等世界上著名的科学家都为直流电机的发展和生存作出了极其巨大的贡献,这些直流电机的鼻祖中尤其是以发明擅长的发明大王爱迪生却只对直流电机感兴趣,现而今直流电机仍然成为人类生存和发展极其重要的一部分,因而有必要说明对直流电机的研究很有必要。 早期直流电动机的控制均以模拟电路为基础,采用运算放大器、非线性集成电路以及少量的数字电路组成,控制系统的硬件部分非常复杂,功能单一,而且系统非常不灵活、调试困难,阻碍了直流电动机控制技术的发展和应用范围的推广。随着单片机技术的日新月异,使得许多控制功能及算法可以采用软件技术来完成,为直流电动机的控制提供了更大的灵活性,并使系统能达到更高的性能。采用单片机构成控制系统,可以节约人力资源和降低系统成本,从而有效的提高工作效率。 直流电动机具有良好的起动、制动性能,宜于在大范围内平滑调速,在许多需要调速或快速正反向的电力拖动领域中得到了广泛的应用。从控制的角度来看,直流调速还是交流拖动系统的基础。早期直流电动机的控制均以模拟电路为基础,采用运算放大器、非线性集成电路以及少量的数字电路组成,控制系统的硬件部分非常复杂,功能单一,而且系统非常不灵活、调试困难,阻碍了直流电动机控制技术的发展和应用范围的推广。随着单片机技术的日新月异,使得许多控制功能及算法可以采用软件技术来完成,为直流电动机的控制提供了更大的灵活性,并使系统能达到更高的性能。采用单片机构成控制系统,可以节约人力资源和降低系统成本,从而有效的提高工效率。

电机设计计算常用公式

电机设计计算常用公式 1.输出功率2P 2P 2.外施相电压1U 1U 3.功电流KW I 1 13 210U m P I KW ??= 4.效率η' η' 5.功率因数?'cos ?'cos 6.极数p p 7.定子槽数1Q 1Q 转子槽数2Q 2Q 8.定子每极槽数 p Q Q P 1 1= 转子每极槽数 p Q Q P 2 2= 9.定转子冲片尺寸见图 10.极距P τ p D i P 1 ?= πτ 11.定子齿距1t 1 1 1Q D t i ?= π 12.转子齿距2t 2 2 2Q D t ?= π 13.节距y y 14.转子斜槽宽SK B SK B 15.每槽导体数1Z 1Z 16.每相串联导体数1φZ 1 11 11a m Z Q Z ??= φ 式中: 1a =

17.绕组线规(估算) ?η' ?'= ' ' ??'= ' ?'cos 11 11 11KW I I a I S N 式中:导线并绕根数·截面积 '?'11S N 查表 取' ?'11S N 定子电流初步估算值 ?η' ?'= 'cos I I KW 1 定子电流密度' ?1 '?1 18.槽满率 (1)槽面积 2 2221R h h b R S S S S π+ ??? ??-'+= (2)槽绝缘占面积 ?? ? ??+++' =122S S i i b R R h C S π (3)槽有效面积 i S e S S S -= (4)槽满率 e f S d Z N S 2 11??= 绝缘厚度i C i C 导体绝缘后外径d d 槽契厚度h h 19.铁心长l 铁心有效长 无径向通风道 g l l eff 2+= 净铁心长 无径向通风道 l K l Fe Fe ?= 铁心压装系数Fe K Fe K 20.绕组系数 111p d dp K K K ?= (1)分布系数 2sin 2sin 111 αα???? ???= q q K d 式中: p m Q q ?= 11 1

基于单片机的红外遥控系统设计

课程设计 基于单片机的红外遥控系统设计 学院:计算机与通信工程学院 专业:通信工程 班级:通信11-3班 姓名: 学号:

天津理工大学 摘要 本设计采用51单片机作为遥控发射接收芯片,HS003B作为红外一体化接收发射管,在此基础上设计了一个简易的智能红外遥控系统。系统包括接收和发射两大部分,发射部分有16个按键,接收部分含有8盏彩色LED灯、一片二位数码管和蜂鸣器系统。发射部分通过键盘扫描判断哪个键被按下,经过单片机编码程序进行编码,控制红外发射电路发送信号。接收部分解码信号,实现相应的输出。本设计方案结合红外遥控设计简单、作方便、成本低廉等特点。 关键字:红外遥控信号调制编码解码

天津理工大学 目录 摘要................................................................................................................................................... I I 1.绪论 (1) 1.1课题目的和意义 (1) 1.2红外线简介 (1) 1.3红外遥控系统简介 (1) 2 课题方案和设计思路 (2) 2.1总体方案 (2) 2.2红外发射器设计 (3) 2.2.1红外发射器原理 (3) 2.2.2红外编码 (3) 2.3红外接收端设计 (4) 3硬件结构设计与介绍 (5) 3.1AT89C51系列单片机功能特点 (5) 3.1.1主要特性 (5) 3.1.2管脚说明 (5) 3.1.3基本电路 (7) 3.2红外发射电路 (8) 3.3红外接收电路设计 (9) 3.3.1红外接收模块 (9) 3.3.2数码管 (9) 3.3.3彩灯系统 (10) 3.3.4蜂鸣器系统 (11) 3.3.5红外接收端电路图 (12) 4 软件设计 (12) 4.1定时/计数器功能简介 (12) 4.2遥控码的发射 (13) 4.3红外接收 (14) 5.课程设计总结和心得 (15) 参考文献 (16) 附录 (17) 附录1P ROTEUS仿真图 (17) 附录2发射程序 (17) 附录3接收程序 (20)

电动机的选择及设计公式

一、电动机的选择 1、空气压缩机电动机的选择 1.1电动机的选择 (1)空压机选配电动机的容量可按下式计算 P=Q(Wi+Wa) ÷1000ηηi2 (kw) 式中P——空气压缩机电动机的轴功率,kw Q——空气压缩机排气量,m3/s η——空气压缩机效率,活塞式空压机一般取0.7~0.8(大型空压机取大值,小型空压机取小值),螺杆式空压机一般取0.5~0.6 ηi——传动效率,直接连接取ηi=1;三角带连接取ηi=0.92 Wi——等温压缩1m3空气所做的功,N·m/m3 Wa——等热压缩1m3空气所做的功,N·m/m3 Wi及Wa的数值见表 Wi及Wa的数值表(N·m/m3) 1.2空气压缩机年耗电量W可由下式计算 W= Q(Wi+Wa)T ÷1000ηηiηmηs2 (kw·h) 式中ηm——电动机效率,一般取0.9~0.92 ηs ——电网效率,一般取0.95 T ——空压机有效负荷年工作小时

2、通风设备电动机的选择 (1)通风设备拖动电动机的功率可按下式计算 P=KQH/1000ηηi (kw) 式中K——电动机功率备用系数,一般取1.1~1.2 Q——通风机工况点风量,m3/s H——通风机工况点风压轴流式通风机用静压,离心式通风机用全压,Pa η——通风机工况点效率,可由通风机性能曲线查得 ηi——传动效率,联轴器传动取0.98,三角带传动取0.92 (2)通风机年耗电量W可用下式计算 W=QHT/1000ηηiηmηs 式中ηm——电动机效率, ηs ——电网效率,一般取0.95 T ——通风机全年工作小时数 3、矿井主排水泵电动机的选择 (1)电动机的选择 排水设备拖动电动机的功率可按下式计算 P=KγQH/1000η (kw) 式中K——电动机功率备用系数,一般取1.1~1.5 γ——矿水相对密度,N/m3 Q ——水泵在工况点的流量,m3/s H ——水泵在工况点的扬程,m

红外线自动干手器课程设计

红外线自动干手器课程设计

综述 自动干手机具有风量大、噪音小、灵敏度高、使用方便、迅速和安生等的性能特点,在当今,它是一个先进和理想的卫生清洁器具和设备。广泛应用于宾馆酒店、机场车站、体育场馆等公共场所的洗手间[1]。当您洗手后,将双手伸在自动干手机的出风口下,自动干手机会自动送出舒适的暖风,迅速使您的双手去湿变干,而当您把手一离开自动干手机风口时它又自动停风关机,因而真正达到防止疾病交叉感染的要求。 其工作原理只是采用一种红外线控制的电子开关,当有人手伸过来时,红外线开关将电热吹风机自动打开,人离开时又自动将吹风机关闭。成品的自动干手器将红外线控制开关和电热吹风机制作为一体,根据这个基本原理,用一只普通的电热吹风机,加装一个红外控制开关,就可组成一个自动千手器,其效果与成品自动干手机是一样的。 在手置于干手器下部时,由于手对红外线的反射作用,接收电路中的光敏二极管将接收到的红外线变成电信号,经选频放大器,其输出信号经放大、整形、滤波变成直流信号进人比较器。比较器的门限电压设置较高,其目的是提高电路的抗干扰能力。当比较器的输人电平超过门限电压时,其输出变为低电平,触发555定时器开始定时,同时该定时器的3脚变为高电平,继电器触点吸合,接通电阻丝和风机。继电器进入暂稳态,当设定的延时时间结束后定时器的3脚变成低电平,继电器触电放开,切断电阻丝和风机,工作结束[2]。

1方案设计与分析 1.1方案设计一 本设计方案的红外线发射部分由光敏二极管,555定时器构成的多谐振荡器与红外线发射管组成,实现对由从多谐振荡器获得的电信号进行发射的功能;红外线的接收部分由集成运算放大电路和红外线接收管构成,实现对由光敏二极管发射的电信号进行接收,放大,选频的功能;由555定时器构成的单稳态电路和交流固态继电器作为该设计的延时电路,实现控制电吹风的工作与停止。 图1-1方案设计一框图 1.2方案设计二 采用BISS0001型红外传感信号专用处理集成电路与红外线热释传感器构成红外线触发电路,它可以接收到人身体发射出的红外线并通过专用的集成电路产生触发脉冲,用来触发555定时器构成的单稳态电路,单稳态电路可以提供延时功能,使干手器实现工作一定时间后自动停止的功能。SSR采用JCX-2F-DC5V型过零紧凑型固态继电器,它体积小巧,可以直接插焊在印制电路板上[3]。

红外遥控发射和接收系统课程设计

红外遥控发射和接收系统设计 摘要 本设计是以红外技术为基础,可以实现无线遥控,摆脱了信息传递需要导线的限制,而且红外实现方式灵活,得到了广泛的应用。特别是随着芯片技术的发展,红外集成芯片价格的降低,更加扩展了红外的应用范围。现在在我们的日常生活中都能感受到红外的应用,以及它给我们带来的便利。本设计充分利用能够很容易买到的普通电视机遥控器,通过编码发射红外线,然后由通用红外接收芯片sw0038实现对红外的接收,但是因为考虑到题目的要求仅仅是实现对一个开关的简单开管控制,所以舍弃了依靠单片机来对遥控器发出的红外进行解码实现多种控制的方案。本方案简洁可行,充分利用现有的资源进行开发,取得比较好的效果,并且具有良好的移植性,可以通过简单的修改就应用到其他领域。 关键字:红外遥控红外解码双稳态 Abstract This design is take the infrared technology as a foundation, realizing the wireless remote control, getting rid of the the limit of wire information transmission. Beacause infrared technology is easy to be realized,it is widely used in many fields. Specially ,with the chip technology development, infrared integrated chip price reducing, even more expanded the infrared application scope . Now in our daily life ,we can feel the application of the infrared, and the convenience it has brought us.In this design,I take ordinary television remote control device to realize coding and Infrared Emission,then it is received by the general infrared receive chip sw0038 .what the topic requests is merely the realization of a simple switch control,so I give up the program on the MCU. The program is simple and feasible, making full use of the existing resources for development, and achieve fairly good results.It has a good portability,so only after a little change,it can be transplanted to other fields. Key word: infrared remote control infrared decode bistability

电机课程设计

课程设计任务书 课程名称:三相异步电机启动方案选择 姓名:梁笑 专业:09电气工程及其自动化 班级: 1 班 学号:090320113 指导老师:袁晓玲、马宏忠

目录 1,三相交流异步电动机的起动特性 (3) 2,影响三相交流异步电动机的起动特性的因素 (4) 3,三相异步电机主要起动方式比较 (4) 3.1直接启动 (4) 3.2、用自偶变压器降压启动 (4) 3.3、Y-△降压启动 (4) 3.4、转子串电阻启动 (5) 3.5、转子串频敏变阻器启动 (5) 3.6、软件启动 (5) 3.7、变频器 (5) 4,Y-△起动的原理 (6) 5,Y—Δ起动时的系统性能研究 (7) 5.1Y—Δ起动自动控制 (7) 5.2Y—Δ起动手动控制 (8) 6,三相异步交流电机的Y—Δ起动 (9)

一,三相交流异步电动机的起动特性 电动机的启动特性中最主要的是它的启动转矩。设启动转矩为T st,为了机组能转动起来,必须大于拖动机械在n=0时的静负载力矩T L加上静摩擦阻力。 图1:电动机负载特性曲线 上图中曲线1表示异步机的T-s曲线,曲线2和3表示两种不同的负载特性曲线,为了能转动起来,必须要求a点在b点或c点的上面,否则机组将转动不起来。根据力矩平衡关系可以得出,为了保证能顺利加速到额定转速,在整个启动过程中,必须保持正的加速度,也就要求电动机的电磁力矩T在整个启动过程于负载的制动力矩T L。在相同的惯量下,

力矩的差额越大,加速越快。惯量大得机械,起动就较慢。对于重复起动的生产机械来说,加速过程的时间长短对劳动生产率的影响是很大的。 电动机起动特性的另一个问题是起动电流,在起动时电流的大小可以用等值电路来求得。异步机在额定电压下的起动电流常大于额定电流好几倍。起动电流太大的影响是:一方面将影响电源的电压,太大的起动电流将产生较大的线路压降,使得电源电压在起动时下降,特别当电源容量较小时电压降更多,可能影响电源上其它电机的运行。另一个方面,大的起动电流将在线路及电机中产生损耗引起发热,特别是当加速力矩较小,机组的转动惯量J 较大,起动很慢的情况下,损耗将很多而发热也更严重。由上面可以看出,对电动机起动的要不同的,须看负载的特性,电网的情况等因素而定。有时要求有大的起动力矩,有时要求限制启动电流的大小,有时两个要求须同时满足。总的来说,要考虑下列各问题: a.应该有足够大的启动转矩,适当的机械特性曲线; b.尽可能小的启动电流; c.启动的操作应该很方便;所用的启动设备应该尽可能简单、经济;启动过程中的功率损耗应尽可能的少。 二,影响三相交流异步电动机的起动特性的因素 三相异步电机启动应该满足以下基本要求 1)电动机有足够大的启动转矩; 2)一定大小启动转矩前提下,启动电流越小越好; 3)启动所需设备简单,操作方便;

红外线防盗报警器课程设计报告

红外线防盗报警器课程设计报告 北华航天工业学院 课程设计报告(论文) 设计课题:红外线防盗报警器设计 专业班级: B10231 学生姓名: 指导教师: 设计时间: 2012年6月25日 北华航天工业学院电子工程系 红外线防盗报警器课程设计任务书姓名: 专业: 通信工程班级: B10231 指导教师: 职称: 课程设计题目: 红外线防盗报警器 已知技术参数和设计要求: , 该报警器能探测人体发出的红外线,当人进入报警器的监视区域内,即可发出报警声, 适用于家庭、办公室、仓库、实验室等比较重要场合防盗报警。 , 要求: , 1、灵敏、可靠、一经触发,即刻报警 , 2、对产品材料精益求精,延长使用寿命 , 3、根据实际应用环境,自己选择传感器,确定红外检测范围。所需仪器设备: 直流供电电源,信号发生器,双踪示波器,数字电压表,计算机等 成果验收形式: 面包板插接+实物演示+答辩

参考文献: 《电子技术基础模拟部分》(高教康华光) 《电子工艺与课程设计》(电子工业出版社毕亚军、崔瑞雪) 第17周: 周1---周2 :立题、论证方案设计~选择元器件安装调试 周4---周5 :插面包板调试电路时间 第18周: 安排 周1---周3 :焊接制成电路~完成设计 周4---周5 :验收答辩 指导教师: 张洁教研室主任: 崔瑞雪 2012年6 月 14 日 内容摘要 红外线防盗报警器目前市场上已有成型产品,且市场较为成熟。由于红外线是不可见光,因此用它进行红外探测监控,具有良好的隐蔽性,白天和黑夜均能使用,而且其抗干扰能力强。红外线传感器分主动式与被动式两种,主动式设计方案简单,但成本较高,从成本考虑,本课题通过介绍热释红外传感器RE200BP的工作原理,给出了一种被动型热释电红外报警器的结构原理及其应用电路。这种电路把红外线传感器应用于报警系统中,从而能够实现防盗报警能。 该报警器能探测人体发出的红外线,由红外线传感器、信号放大电路、电压比较器、和报警指示电路等组成。当人进入报警器的监视区域内,即可发出报警信号,适用于家庭、办公室、仓库、实验室等比较重要场合防盗报警。利用热释电红外传感器设计了一种被动式红外报警电路,分析了该电路的功能和工作原理。 关键词被动式红外报警器;热释电传感器;菲涅尔透镜;防盗报警器 目录

基于单片机的红外遥控系统设计

单片机红外遥控系统设计 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。 本设计主要应用了AT89C51单片机作为核心,综合应用了单片机中断系统、定时器、计数器等知识,应用红外光的优点,设计了一个红外线遥控系统。本系统包含发射和接收两大部分,利用编码/解码芯片来进行控制操作。发射部分包括键盘矩阵、编码调制、LED 红外线发射器;接收部分包括红外线接收芯片、光电转换器、调解电路。其优点硬件电路 简单,软件功能完善,性价比较高等特点,具有一定的使用和参考价值。 关键词:单片机AT89C51;LED红外线发射器

目录 目录 (2) 1 绪论 (2) 1.1研究背景 (2) 1.2国内外研究现状 (3) 1.3研究目的与意义 (3) 2系统方案设计论证 (5) 2.1单片机红外遥控发射器设计原理 (5) 2.2单片机红外遥控接收器设计原理 (5) 2.3方案选择和论证 (6) 3红外解码硬件电路设计 (8) 3.1红外解码系统设计 (8) 3.2单片机及其硬件电路设计 (8) 3.3红外发射电路设计 (10) 3.4红外接收电路设计 (11) 3.5本章小结 (13) 4红外解码程序设计 (14) 4.1红外接收电路主程序流程图 (14) 4.2红外接收电路子程序流程图 (14) 4.3本章小结 (15) 5 联机与调试 (16) 结论和展望 (23) 附录A:系统原理图 (24) 附录B:系统PCB图 (25) 附录C:系统仿真图 (26) 附录D:系统源程序 (27) 1 绪论 1.1研究背景 目前市场上采用的一般是遥控编码及解码集成的电路。此方案的特点是制作简单、容

电机课程设计

第一章绪论 1.1摘要 电动机是把电能转换成机械能的设备。在机械、冶金、石油、煤炭、化学、航空、交通、农业以及其他各种工业中,电动机被广泛地应用着。随着工业自动化程度不断提高,需要采用各种各样的控制电机作为自动化系统的元件,人造卫星的自动控制系统中,电机也是不可缺少的。此外在国防、文教、医疗及日常生活中(现代化的家电工业中)电动机也愈来愈广泛地应用起来 与单相电动机相比,三相异步电动机运行性能好,并可节省各种材料。按转子结构的不同,三相异步电动机可分为笼式和绕线式两种。笼式转子的异步电动机结构简单、运行可靠、重量轻、价格便宜,得到了广泛的应用,其主要缺点是调速困难。绕线式三相异步电动机的转子和定子一样也设置了三相绕组并通过滑环、电刷与外部变阻器连接。调节变阻器电阻可以改善电动机的起动性能和调节电动机的 随着工业的不断发展,三相异步电动机的需求会越来越大,三相异步电动机的应用越来越广泛,三相异步电动机的操作系统是一个非常庞大而复杂的系统,它不仅为现代化工业、家庭生活和办公自动化等一系列应用提供基本操作平台,而且能提供多种应用服务,使人们的生活质量有了大幅度的提高,摆脱了人力劳作的模式。而三相异步电动机主要应用于工业生产的自动化操作中是三相异步电动机的主要应用之一,因此本课程设计课题将主要以在工业中三相交流异步电动机调频变速方法的应用过程可能用到的各种技术及实施方案为设计方向,为工业生产提供理论依据和实践指导。 1.2课程目的 笼式三相异步电动机结构简单、运行可靠、重量轻、价格便宜,得到了广泛的应用,其主要缺点是调速困难。正由于此,通过此课程设计,实现三相异步电动机的变频调速控制与应用。 1.3课程意义 这次课程设计可以使我们在学校学的理论知识用到实践中,使我们在学习中起到主导地位,是我们在实践中掌握相关知识,能够培养我们的职业技能,课程设计是以任务引领,以工作过程为导向,以活动为载体,给我们提供了一个真实的过程,通过设计和运行,反复调试、训练、便于我们掌握规范系统的电机方面的知识,同时也提高了我们的动手能力 1.4课程内容 在这次课程设计任务中,主要工作在于 1.了解三相异步电动机的结构和工作原理 2.了解异步电动机调速的意义、方法及其在工程上的应用,重点掌握绕线式三相异步电动机的串电阻调速方法,掌握绕线式异步电动机调压调速的原理和方法 3.三相异步电动机使用过程中的注意事项及故障处理 4.心得体会

红外遥控课程设计

单片机与接口技术课程设计 题目: 基于单片机红外线遥控控制 LED灯显示系统设计与制作班级:电子科学与技术1101 姓名:李婷 学号:110803025 2013年12月11日

目录 第一章设计要求 (3) 第二章硬件系统设计 (3) 2.1基于单片机红外线遥控控制LED灯显示系统框架图 (3) 2.2单片机控制系统及其基本电路 (4) 2. 2.1 单片机最小系统 (4) 2.2.2时钟电路 (5) 2.2.3复位电路 (5) 2.3基于单片机红外遥控控制LED系统的设计原理 (6) 2.3.1单片机红外遥控控制LED显示系统原理 (6) 2.3.2单片机红外遥控控制LED系统码分制原理 (7) 2.4红外遥控发射系统电路设计 (8) 2.4.1指令按键电路 (8) 2.4.2 发射电路 (9) 2.4.3 显示模块 (9) 2.5红外遥控接收系统电路设计 (11) 2.5.1接收电路 (11) 2.5.2 LED灯显示电路 (11) 2.6硬件原理图 (12) 第三章软件系统设计 (12) 3.1 红外线发射电路程序流程图设计 (13) 3.2 红外线接收电路程序流程图设计 (13) 第四章系统测试与分析 (14) 4.1 利用Proteus和keil进行仿真调试 (14) 4.2 仿真图 (16) 第五章总结 (18) 附录1 (18) 附录2 (22) 参考文献 (25)

赣南师范学院 2013 — 2014 学年第_1_学期课程论文行政班级:电子科学与技术1101 学号:110803025 姓名:李婷

图2-1 系统的设计总框图 2.2单片机控制系统及其基本电路 2.2.1单片机最小系统 单片机晶振电路:对于MSC-51一般的晶振频率可以在1.2MHz—12MHz 之间选择,这是电容C可以对应的选择10pF—30pF。当使用89C55时晶振频率可以提高到24MHZ。对于本设计的电容C用30pF,晶振选用11.0592MHz。晶振电路如下图3-1所示,一条引脚接在XTAL1,另一条接在XTAL2。单片机的复位电路:为了防止程序执行过程中失步或运行紊乱,此处采用了上电复位及手动复位电路,电路图如下图2-1所示: 图2-2-1 单片机最小系统图

红外线自动干手器课程设计

综述 自动干手机具有风量大、噪音小、灵敏度高、使用方便、迅速和安生等的性能特点,在当今,它是一个先进和理想的卫生清洁器具和设备。广泛应用于宾馆酒店、机场车站、体育场馆等公共场所的洗手间[1]。当您洗手后,将双手伸在自动干手机的出风口下,自动干手机会自动送出舒适的暖风,迅速使您的双手去湿变干,而当您把手一离开自动干手机风口时它又自动停风关机,因而真正达到防止疾病交叉感染的要求。 其工作原理只是采用一种红外线控制的电子开关,当有人手伸过来时,红外线开关将电热吹风机自动打开,人离开时又自动将吹风机关闭。成品的自动干手器将红外线控制开关和电热吹风机制作为一体,根据这个基本原理,用一只普通的电热吹风机,加装一个红外控制开关,就可组成一个自动千手器,其效果与成品自动干手机是一样的。 在手置于干手器下部时,由于手对红外线的反射作用,接收电路中的光敏二极管将接收到的红外线变成电信号,经选频放大器,其输出信号经放大、整形、滤波变成直流信号进人比较器。比较器的门限电压设置较高,其目的是提高电路的抗干扰能力。当比较器的输人电平超过门限电压时,其输出变为低电平,触发555定时器开始定时,同时该定时器的3脚变为高电平,继电器触点吸合,接通电阻丝和风机。继电器进入暂稳态,当设定的延时时间结束后定时器的3脚变成低电平,继电器触电放开,切断电阻丝和风机,工作结束[2]。

1方案设计与分析 1.1方案设计一 本设计方案的红外线发射部分由光敏二极管,555定时器构成的多谐振荡器与红外线发射管组成,实现对由从多谐振荡器获得的电信号进行发射的功能;红外线的接收部分由集成运算放大电路和红外线接收管构成,实现对由光敏二极管发射的电信号进行接收,放大,选频的功能;由555定时器构成的单稳态电路和交流固态继电器作为该设计的延时电路,实现控制电吹风的工作与停止。 图1-1方案设计一框图 1.2方案设计二 采用BISS0001型红外传感信号专用处理集成电路与红外线热释传感器构成红外线触发电路,它可以接收到人身体发射出的红外线并通过专用的集成电路产生触发脉冲,用来触发555定时器构成的单稳态电路,单稳态电路可以提供延时功能,使干手器实现工作一定时间后自动停止的功能。SSR采用JCX-2F-DC5V型过零紧凑型固态继电器,它体积小巧,可以直接插焊在印制电路板上[3]。

红外遥控控制系统设计

河南科技学院机电学院单片机课程设计报告 题目:红外遥控控制系统设计 专业班级:电气工程及其自动化103 姓名:张明军 时间:2012.12.15 ~2012.12.28 指导教师:田丰庆邵锋张素君完成日期:2012年12月28 日

红外遥控控制课程设计任务书 1.设计目的与要求 设计出一个用于红外遥控控制的控制器。准确地理解有关要求,独立完 成系统设计,要求所设计的电路具有以下功能: (1)有效遥控距离大于10米。 (2)遥控控制的路数在5路以上。 (3)采用数码管显示当前工作的控制电路。 (4)通过遥控器可以任意设置用户密码(1-16位长度),只有合法用户才能有修改电路控制的功能,同时系统掉电后能自动记忆和存储密码在系统中。 (5)密码的输入时间超过12秒或者连续3次输入失败,声音报警同时锁定系统,不让再次输入密码。此时只有使用管理员密码方能对系统解锁。 2.设计内容 (1)画出电路原理图,正确使用逻辑关系; (2)确定元器件及元件参数; (3)进行电路模拟仿真; (4)SCH文件生成与打印输出; 3.编写设计报告 写出设计的全过程,附上有关资料和图纸,有心得体会。 4.答辩 在规定时间内,完成叙述并回答问题。 论文结构清晰,层次分明,理论严谨

目录 1引言 (1) 2总体设计方案 (2) 2.1 设计思路 (2) 2.2设计方框图 (3) 3设计原理分析 (4) 3.1发射电路设计 (4) 3.2接收电路设计 (7) 3.3 软件设计 (9) 4 结束语 (12) 参考文献 (13) 附录一 (14) 附录二 (15)

红外遥控控制系统 摘要:本设计由发射器和接收器两部分组成。指令键、指令信号产生电路、调制电路、驱动电路及红外线发射器组成。当指令键被按下时,指令信号产生电路便产生所需要的控制信号,控制指令信号经调制电路调制后,最终由驱动电路驱动红外线发射器,发出红外线遥控指令信号。 接收器由红外线接收器件、前置放大电路、解调电路、指令信号检出电路、记忆及驱动电路、执行电路组成。当红外接收器件收到发射器的红外指令信号时,它将红外光信号变成电信号并送到前置放大电路进行放大,再经过解调器后,由信号检出电路将指令信号检出,最后由记忆电路和驱动电路驱动执行电路,实现各种操作。 控制信号一般以某些不同的特征来区分,常用的区分指令信号的特征是频率和码组特征,即用不同的频率或者编码的电信号代表不同的指令信号来实现遥控。所以红外遥控系统通常按照产生和区分控制指令信号的方式和特征分类,常分为频分制红外线遥控和码分制红外线遥控。 关键词:4×4矩阵键盘;AT89C51;接收器件;震荡特性 1 引言 红外线遥控是目前使用很广泛的一种通信和遥控技术。由于红外线遥控装置具有体积小、功耗低、功能强、成本低等特点,因而,继彩电、录像机之后,在录音机、音响设备、空凋机以及玩具等其它小型电器装置上也纷纷采用红外线遥控。工业设备中,在高压、辐射、有毒气体、粉尘等环境下,采用红外线遥控不仅完全可*而且能有效地隔离电气干扰。 远程遥控技术又称为遥控技术,是指实现对被控目标的遥远控制,在工业控制、航空航天、家电领域应用广泛。红外遥控是一种无线、非接触控制技术,具有抗干扰能力强,信息传输可靠,功耗低,成本低,易实现等显著优点,被诸多电子设备广泛采用,并越来越多的应用到计算机系统中。红外线又称红外光波,在电磁波谱中,光波的波长范围为 0.01um~1000um 。根据波长的不同可分为可见光和不可见光,波长为0.38um~0.76um 的光波可为可见光,红外线遥控是利用近红外光传送遥控指令的,波长为0.76um~1.5um 。用近红外作为遥控光源,是因为目前红外发射器件( 红外发光管 ) 与红外接收器件 ( 光敏二极管、三极管及光电池 ) 的发光与受光峰值波长一般为 0.8um~0.94um ,在近红外光波段内,二者的光谱正好重合,可获得较高的传输效率及较高的可靠性。随着远程教育系统的不断发展和日趋完善,利用多媒体作为教学手段各级各类学校都得到了广泛应用。但经常会遇到同时使用多种设备,如: DVD 、 VCD 、录像机、电视机等,由于各种设备都自带遥控器,而且不同的设备所遵循的红外传输规约也不尽相同,操纵这些设备得用多种控器,给使用者带来了诸多不便。基于单片机的控制指令来对多种设备进行远程控制,从而方便快捷的实现远程控制。红外遥控的特点是不影响周边环境的、于10 米)遥控中得到了广泛的应用。

电机拖动课程设计

电机拖动课程设计 设计题目:他励直流电动机的调速系统 系别:电信系 专业:电气2班 姓名:孙玉新 学号:04050801001 指导教师:张莉

目录 摘要 他励直流电动机的调速系统 一、设计的目的和意义 二、总体设计方案 1.并励(他励)直流电动机的起动 2. 并励(他励)直流电动机的调速 三.设计过程 1.实验设备 2. 设备屏上挂件排列顺序 3. 设计原理图 4.调速步骤 五、设计心得 六.参考文献

摘要 随着工业的不断发展,电动机的需求会越来越大,电动机的应用越来越广泛,电动机的操作系统是一个非常庞大而复杂的系统,它不仅为现代化工业、家庭生活和办公自动化等一系列应用提供基本操作平台,而且能提供多种应用服务,使人们的生活质量有了大幅度的提高,摆脱了人力劳作的模式。而电动机主要应用于工业生产的自动化操作中是电动机的主要应用之一,因此本课程设计课题将主要以在工业中电动机调速方法的应用过程可能用到的各种技术及实施方案为设计方向,为工业生产提供理论依据和实践指导。 关键词:直流电动机调速设计

他励直流电动机的调速系统 一、设计的目的和意义 通过本次的课程设计更进一步的掌握和了解异步电动机的调速方法。这次课程设计可以使我们在学校学的理论知识用到实践中,使我们在学习中起到主导地位,是我们在实践中掌握相关知识,能够培养我们的职业技能,课程设计是以任务引领,以工作过程为导向,以活动为载体,给我们提供了一个真实的过程,通过设计和运行,反复调试、训练、便于我们掌握规范系统的电机方面的知识,同时也提高了我们的动手能力。 二、总体设计方案 1.并励(他励)直流电动机的起动 直流电动机接通电源以后,电动机的转速从零达到稳态转速的过程称为起动过程。对于电动机来讲,我们总希望它的起动转矩大,起动电流小,起动设备简单、经济、可靠。 直流电动机开始起动时,转速n=0,此时直流电动机的反电动势(E=KEφn)还没有建立起来,由于电枢电阻Ra较小,Ia=u/R。,所以此时电枢电流最大。另外,根据转矩公式T=KTφI可知,由于电枢电流非常大,此时的起动转矩也非常大。这样大的起动电流和起动转

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