实验：简易红外遥控电路制作

焊接时，把这个文档打印带到实验室，或者单打印电路图也可。

实验简易红外遥控电路的制作一、实验内容与要求对指定的电路使用Proteus工具进行仿真；指定的电路为：①红外发射器，如图1所示；②红外接收器，如图2所示。

b)使用Protel工具设计图1和图2的印刷电路板图。

按照图1安装一个手持式红外发射器、按照图2安装一个红外接收器；完成的作品应具有如下功能：按动发射器上的一个按扭，能遥控接收器上的一个小型继电器，通过该继电器的触点，可以控制一般小功率的用电设备如电灯等。

d)完成实验报告。

二、实验电路及原理1、发射器电路如图1所示,集成电路NE555(或7555>等元件组成自激多谐振荡器，振荡频率约为38KHZ~40 KHZ，该频率与C1、R1、RV1均有关系，可调节它们使振荡频率达到要求；当按钮AN按下时，脉冲电流流过红外发射二极管IR-LED，使之发出38KHZ左右的红外脉冲光。

图 1 红外发射电路2、接收器电路如图2所示，主要由一体化红外接收头、D触发器和小型继电器等组成。

CD4013是CMOS集成电路D触发器，内含两个独立的D触发器，外形为双列直插14脚封装，第14脚为电源正极，第7脚为电源负极，工作电压3~18伏，S、R端对Q端的影响如下表1所示。

图 2 红外接收器图 3 红外接收头表1 D触发器真值表R S Q1 1 禁止0 1 11 0 00 0 工作常态时，接收头Uo端输出为高电平，Q1饱和其集电极电位为零，因此U1: A的S=0，R=1，由表1可知，U1:A应有Q=0；当接收头收到红外光时，Uo端输出负脉冲，在负脉冲的低平期间，Q1截止，使U1:A的S=1，R=0，故U1:A的Q=1，随后，U o端负脉冲消失，U1:A回到常态<Q=0）；因此发射器每按动一次按钮，U1:A的Q端能输出一个正脉冲。

D触发器U1:B接成计数状态，每当其CLK端接受一个脉冲上跳沿，就能改变一种状态，也就是其Q改变一种状态。

因此发射器每按动一次按钮，U1:A的Q端所输出的正脉冲上升沿可触发U1:B翻转，结果是：发射器每按动一次按钮，U1 :B的Q端就改变一次状态，通过Q2驱动继电器也能改变一次状态。

三、元器件清单集成电路 NE555<7555） 1D触发器 CD4013 1IC座 8脚 114脚 1三极管 9012 19013 2红外发射管<任意） 1一体化红外接收头 1小继电器<单刀） DC6V 1微型按钮 2红色LED指示灯 2电容 47μF 210μF 11μF 14700 10.01μ 1电阻 47K 31K 420K 1200欧 110欧 1简易电位器 10K 1小鳄鱼夹 2 <不买）万能电路板若干<至少两块，小型的）松香一块<可不买）细导线若干焊锡丝若干小镊子一把<不买）小螺丝刀<一字）一把<不买）四、仿真实验<一）红外发射器的仿真实验1、使用Proteus工具按照图1画电路图<图中应写上学号、姓名）。

添加示波器<oscilloscope），用A通道观察U O端<555的第三脚）波形，用 B通道观察U C<9012集电极）波形。

3、运行仿真软件，按下按钮，调节示波器显示出波形。

4、调节小电位器以改变振荡器的频率，使振荡频率符合要求<38kHz）。

<二）红外接收器的仿真实验1、使用Proteus工具按照图2画电路图<图中应写上学号、姓名）。

2、添加7个电压表<DC V olt meter）分别测量U1—U7处的电压。

3、运行仿真软件，各电压表的指示值以及LED指示灯的亮灭情况应符合表二所示<数据误差在0.5V以内属于正常）。

不断“按、松、按、松…..”按钮，测量状况在表的3、4、5、6行间循环。

五、制作实验1、使用Protel99 软件绘制图1和图2电原理图<图中应写上学号、姓名）。

2、使用Protel99软件设计图1和图2的印刷电路板图<图中应写上学号、姓名，布线尽量集中在底层，少量布在顶层）。

3、使用万能电路板按照设计好的印刷电路板图焊接实际电路，少量的顶层布线使用跳线连接。

▲安装说明和注意事项：①红外发射管：红外发射管是一种能发红外光<不可见光）的二极管，外型为无色透明或浅黑色，有正负极性之区分。

②红外接收头：本实验采用的微型一体化红外接收头，它是一个内部电路复杂的集成电路，它包含了光—电转换、高倍放大、解调、整形等电路。

常见红外接收头的外型及引脚如图所示<引脚接错可能造成器件的永久性损坏，不同型号的器件引脚可能不同，请参考销售商说明或上网查询）；当收到有效红外光线时，能从Uo端输出一个低电平。

③红外发射管、LED指示灯及接收头引脚不要剪断，焊接时动作应迅速，过热易损坏，引脚要辩认清楚，微动按钮及继电器焊接也要迅速，过热会造成塑料变形、动作失灵。

凡是引脚发黑、镀锡不好的元件，均应用小刀使劲刮净氧化皮，上锡后再安装、焊接，特别是继电器引脚要注意。

3、调试方法：★接收器<1）外观检查有无焊接错误、虚焊等；<2）先不要插入集成芯片，接通电源，测量各IC座电源引脚电压是否正确。

<3）接通电源<注意电源极性及电压值），与仿真实验一样测量U1---U7各点的电压并记录成表格，其数值应约等于表一；每按动一次<包括“按住、松开”），可听到继电器吸合或释放的声音<轻微的“啪”一声）。

<4）取一只任意的家用红外遥控发射器，对准接收头按动一次，用指针式万用表<或用示波器）测量接收头的输出U O, 表针应有向偏小方向的跳动，如用示波器观测，应有矩形波显示；LED2指示灯点亮，继电器吸合，测量常开触点应闭合；再按动一次发射器，LED2灯灭，继电器释放。

★发射器：<1）先用示波器测量555的输出<第3较）波形，调整RW1，使振荡器的振荡频率约为38KHZ.。

<2）再用示波器测量9012集电极，应有约为38KHZ的波形，否则应检查9012管脚有否接错、红外发射二极管极性有没有接错或损坏。

<3）使发射管对向接收头，按动按钮，每按动一次，接收器的LED2就会改变一次状态。

六、实验报告按以下内容撰写：<除图形外，文字部分一律手写，不允许打印）一、实验题目；二、实验内容；三、电原理图和印刷电路板图；四、仿真方法、步骤、仿真结果<包括数据记录、波形记录等）；五、安装制作过程；六、调试过程、步骤、故障分析与解决；七、实验结果；附录：1、Proteus工具中部分元件和仪器的名称：按钮： BUTTON可调电阻： POT-LIN普通三极管： NPN或PNPLED指示灯： LED ACTIVE数字显示器<共阳）： 7SEG-MPXI-CA继电器： SWITCH&RELAY ：TEXTELL-KBE-5V小插座： CONN-SIL3 ；CONECTORS：SIL-100-03示波器： Oscilloscope直流电压表： DC V olt meter2、Protel99工具中部分元件及库的名称：<1）原理图库：电阻、二极管、电容等：Miscellaneous Devices.lib部分元件名称：晶体 CRYSTAL可变电阻 RESISTOR TAPPED继电器 RELAY-SPDT显示器 DPY7-SEG-DP按钮 SE-PB PNP三极管 PNPNPN三极管 NPN二极管 DIODELED指示灯 LED三孔小插座：CON3电解电容：ElECTRO1普通电容：CAP普通电阻：RES2CD4013：Protel DOS Schematic 4000 CMOS.lib555 ：Protel DOS Schematic Linear.lib<2）元件封装库：①PCB Footprints.lib②MYLIB<补充）部分元件封装名称：电阻：AXIAL0.4二极管：DIODE0.4电容： RAD0.1电解电容：RB.2/.4LED指示灯：RAD0.1集成电路： DIP8、 DIP14、继电器： JDQ1三极管： TO-92A晶体： XTAL1可变电阻：VR2或VR4或VR5按钮： SW-PB显示器： LED8三孔小插座：SIP33、有关将图形剪切到W ord文档中的方法<参考）：（1）从PROTEL99原理图中剪切图形：在Tools/Preferences/Graphical Editing(图像编辑>/Option中，将Add Template to clip选项“不选”，然后选择要剪切的画面，将其剪切到W ord文档中。

（2）从PROTEL99的PCB图中剪切图形：先使用操作系统自带的截屏工具<键盘的PrintScreen键，也可使用其它截屏工具，如QQ里的截屏工具），把屏显全部剪切到W ord文档；然后点击图片，出现“图片工具栏”，使用W ord中的“图片工具栏”中的“剪裁”工具，将周边不需要的部分裁切掉。

（3）从PROTEUS中导出原理图：选择“文件/输出位图”，可以保存BMP图形，然后用“开始/程序/附件”中的画图工具，打开BMP图形文件，可以修改、编辑，再剪切到Word文档中。

（4）从PROTEUS仿真界面中剪切波形图、示波器面板等：方法同<2）。