2013年电子设计大赛报告 F题.doc

2013年全国大学生电子设计竞赛
红外光通信装置(F题)
【本科组】

时间:2013年9月7日
摘要:为了满足红外光通信装置的设计要求,进行了各单元电路方案的比较论证及确定。设计以瑞莎R5F100LEA和AT89S52作为控制核心,并采用红外光信道,利用红外发光管和红外光接收模块作为收发器件,用来定向传输语音信号,以高速AD/DA作为系统的采集、还原信号的装置,以18B20温度传感器作为温度感应模块,加以外围电路组成的红外光通信在特定的程序下实现语音传递的功能。基于瑞莎R5F100LEA、18B20、红外发送头、红外接收头、高速ADDA等的控制电路能够实现对红外光通信装置的整体控制;电路部分与机械部分的有机结合在特定程序下经过多次的调试便能实现红外光通信的功能。
本设计具有系统体积小、稳定度好、精度高、线路简单、结构紧凑、价格低廉、性能优越等优点。
关键字:红外光通信装置;瑞莎R5F100LEA;AT89S52;高速AD/DA;18B20
目录
1 设计要求 3
任务 3
要求 3
基本要求 3
发挥部分 3
2 系统方案设计与论证 4
4
5
红外收发器的选择 5
数模转换器的选择 6
电源模块 6
最终方案 7
3 系统理论分析与计算 7
4 系统硬件设计 7
总体设计 7
电机驱动电路的设计 7
电源模块电路的设计 7
控制电路 7
光电传感器电路 7
5 软件程序的设计 7
总体流程图 7
6 系统调试 7
测试数据 7
测试结果分析 7
7 结论 7
8 参考文献 7
附件一 7
附件二 7
1 设计要求
任务
设计并制作一个红外光通信装置。
要求
基本要求
(1)红外光通信装置利用红外发光管和红外光接收模块作为收发器件,用来定向传输语音信号,传输距离为2m,如图1所示。
图1 红外光通信装置方框图
(2),也可由低频信号源输入;频率范围为300~3400Hz。
(3)接收的声音应无明显失真。当发射端输入语音信号改为800Hz 单音信号时,在 8Ω电阻负载上,接收装置的输出电压有效值不小于 。不改变电路状态, 减小发射端输入信号的幅度至0V, 采用低频毫伏表(低频毫伏表为有效值显示, 频率响应范围低端不大于10Hz、高端不小于1MHz)测量此时接收装置输出端噪声电压,。
如果接收装置设有静噪功能,必须关闭该功能进行上述测试。
(4)当接收装置不能接收发射端发射的信号时,要用发光管指示。
发挥部分
(1)增加一路数字信道,实时传输发射端环境温度,并能在接收端显示。数字信号传输时延不超过10s。温度测量误差不超过2℃。语音信号和数字信号能同时传输。
(2)设计并制作一个红外光通信中继转发节点,以改变通信方向90°,延长通信距离2m,如图2所示。语音通信质量要求同基本要求(3)。
图2 红外光通信中继转发装置方框图
中继转发节点采用5V直流单电源供