【正文】 esign World,2021.. [18] 方建超 .單片機多機紅外通信系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn) [J].計算技術(shù)與自動化 ,2021. [19] Elliott GPS Principles[M].北京 :電子 工業(yè)出版社 ,2021. 紅外線語音通信系統(tǒng) 28 附錄 1：總體電路圖 紅外線語音通信系統(tǒng) 29 附錄 2： 實物圖 。 紅外線語音通信系統(tǒng) 26 致 謝 經(jīng)過這兩三個月的努力我心中的構(gòu)想終于做成了成品，在這個系統(tǒng)的一步步成熟中我遇到了很多知識上以及思想的一些錯誤和障礙，但是都在同學(xué)和指導(dǎo)老師的幫助下順利解決。當然也遇到了很多的問題和困難。 把元 器件 選中 放置到電路編輯 的窗口中 之后 ，就可以進行移動、復(fù)制、粘貼等編輯 的行為 。reg； Multisim 工具欄 amp。 使用Multisim，可以 借助專業(yè)的 SPICE 分析和 虛擬儀器 ， 可以 在設(shè)計流程中對電路設(shè)計進行 提早 的迅速 的 驗證， 從而來提高工作效率 。目前市場上各種的紅外接收 頭種類繁多，型號混雜，不同種類和型號的接收頭其三個管腳的接法是不相同的，一定需要分清管腳后才能接上去。通過上述對按鍵指令和載波頻率的測試進行多次，均告準確無誤后，則可以認為紅外發(fā)射模塊通信準確，可以結(jié)束發(fā)射模塊的調(diào)試與測試過程。 圖 揚聲器 揚聲器的種類有很多分為低頻揚聲器，中頻揚聲器和高頻揚聲器。它與揚聲器負載構(gòu)成了一階高通濾波器。這樣做對抵消共模信號有很大的好處，所以使用 LM386 能有效抑制共模信號產(chǎn)生的噪聲。引腳 2 是反相輸入， 3為同相輸入端，引腳 5 是一個輸出端，引腳 6 和 4 分別為電源端和地端，引腳 1和 8 為電壓增益設(shè)置端，接一個旁路電容在引腳 7 和與地之間。但在 1 引腳和 8引腳被添加到一個外部電阻器和電容器，電壓增益可以調(diào)整到任何值直到 200。有源濾波電路一般由 RC 網(wǎng)絡(luò)和集成運算放大器，在直流電源的條件必須是在正確 的使用，也可以放大。過濾和篩選和現(xiàn)代過濾。在工程上，它經(jīng)常被用來來進行對語音 信號做處理 ， 數(shù)據(jù)傳送 或抑制干擾和噪聲等等。 對于這種最常用的放大電路，需要掌握以下內(nèi)容： （ 1）三極管結(jié)構(gòu)，三極管，電流之間的關(guān)系曲線，擴增條件。工作原理的電容式麥克風(fēng)使用電容器的充電和放電的原理，壓力振動感應(yīng)語音隔膜，從而改變電極間的電壓，然后我們輸入語音信號轉(zhuǎn)換為電信號，以方便我們低于功率放大和傳輸。把高于最大頻率的信號都過濾掉，使發(fā)射出去的信號都為我們可以接收聽到的。 濾波器是一種能使我們需要的頻率信號通過而同時抑制（或衰減）我們不需要的頻率信號的電子電路或裝置。 LM358 擁有以下幾個特性： 內(nèi)部頻率補償特性 直流電壓增益高特性 （ 約 100dB） 單位增益頻帶寬特性 （ 約 1MHz） 紅外線語音通信系統(tǒng) 10 電源電壓范圍寬特性：單電源 （ 3V—30V） 雙電源特性 （ 177。當駐極體膜片遇到聲波振動也就是有語音信號時，電容兩端的電場就會發(fā)生變化，交替變化的電場電壓變化與語音信號的變化和聲波。它具有以下紅外線語音通信系統(tǒng) 9 幾個優(yōu)點： 體積 小、性能好、價格低。場效應(yīng)晶體管門與金屬板。隔膜和金屬板之間的電容是相對較小，通常數(shù)萬 pF。在早 期的錄音機、無線話筒以及聲控電路中應(yīng)用比較廣泛。 紅外線的發(fā)射部分：語音信號通過麥克風(fēng)轉(zhuǎn)化為電信號再經(jīng)過 LM358 放大后的濾掉頻率超過 2021hz 的語音信號經(jīng)過由 LM358 和一個電容以及二極管組成的 RC 電路放大后推送到紅外線發(fā)射管，由于發(fā)射管的發(fā)射強度與通過其電流由紅外發(fā)射管轉(zhuǎn)化為光信號進行傳輸成語音信號的大小改變其亮度。最后就是紅外線的電路具有調(diào)試簡單等優(yōu)點。超聲波通信的話，頻帶較窄，容易受噪聲干擾，系 統(tǒng)抗干擾能力差。 話筒 音頻輸入 濾 波 前 置 放 大 中級放大 A/D 轉(zhuǎn) 換 器 門 電 路 出 驅(qū) 動 電 路 單片機 放 大 整 形 單 片 機 D/A 轉(zhuǎn) 換 器 選 鐘 放 大 fandango放 濾 波 喇 叭 耳 機 紅外線語音通信系統(tǒng) 3 圖 AM調(diào)制通信的原理圖 在通信的課程中我們了解到 FM 調(diào)制通信就是利用鎖相環(huán)技術(shù)（簡稱為PLL）對 語音采集端 輸入的 語音 信號進行 放大濾波 之后送入紅外 發(fā)射管傳輸?shù)挠晒庑盘栟D(zhuǎn)化的調(diào) 頻信號， 接收端的 接收 到 的調(diào)頻信號 之后再次采用 用鎖相環(huán)技術(shù) 不過這時是 進行解調(diào)， 經(jīng)過 解調(diào)后的信號送入功率放大 電路 處理之后進行輸出，調(diào)制 原理如圖 所示。 紅外光通信系統(tǒng)的設(shè)計要求 語音采集所需要的環(huán)境 在教室或是實驗室一些噪音較小的環(huán)境中采集，我所設(shè)計的電路是一個環(huán)形電路，聲音可以來回傳播，容易被噪聲和聲音的共鳴干擾。紅外通信是最常用的近距離無線通信方式之一，采用紅外通信的優(yōu)點是低成本、高速率且低功耗，因此也就成為設(shè)計便攜式遙控器的首選。 LM358 紅外線語音通信系統(tǒng) III 前言 紅外通信由來已久，但是進入 90 年代，這一通信技術(shù)又有新的發(fā)展，應(yīng)用范圍也越來越廣泛。紅外線發(fā)射模塊中主要是采用二極管， LM358 將接收到的信號進行電壓的放大和所轉(zhuǎn)化長的電信號功率的放大以及紅外線發(fā)射管。本系統(tǒng)分為 11 個模塊：語音采集模塊，發(fā)送端前級音頻與功率放大模塊，發(fā)送端低通濾波器，紅外線發(fā)射電路，紅外線接收電路，接收端前級電壓放大模塊等等。 LM386。 近幾年，隨著智能化設(shè)備越來越普及，紅外通信技術(shù)因其抗干擾性能突出，從而被廣泛的應(yīng)用到針對智能機器人、智能電器、智能家居的設(shè)計方案中。那么總結(jié)一下來說單片機是目前設(shè)計應(yīng)用中用得比較廣泛的器件，因為單品機可以通過軟件編程用不同代碼片段來達到滿足不同的功能，實現(xiàn)我們生活或者其他方面需要用到的各種各樣不同的功能，具有靈活性強、可靠性高，可擴展性好的優(yōu)點。 紅外線接收管 接收到紅外 信號后 把光信號轉(zhuǎn)化成電信號，在傳入功率放大電路中進行放大和濾波，最后把信號傳輸?shù)揭纛l輸出也就是揚聲器中，對處理好的電信號進行轉(zhuǎn)化為語音信號輸出 ，原理如圖 所示。那么我對超聲波和紅外線這兩種方式也做了一些對比和比較。 紅外線的特點是對其他電器設(shè)備工作干擾比較小， 對周邊環(huán)境的要求也不是很高，一般不會相互影響。 語音采集模塊（ 駐極體話筒 ）前級音頻放大（ LM 358 ）低通濾波器（ RC 濾波 ）功率放大（ LM 386 ）紅外接收（ 紅外接收管 ）紅外發(fā)送（ 紅外發(fā)送管 ）前幾電壓放大（ S 9013 ）有源高通濾波（ LM 358 ）有源低通濾波（ LM 358 ）功率放大（ LM 386 ）耳機揚聲器 圖 系統(tǒng)的總體設(shè)計框圖 紅外語音的傳輸，分為語音采集和紅外線的發(fā)射與接收部分，下面來 仔細說說紅外線的發(fā)射與接收模塊。它具有以下幾個優(yōu)點：體小、性能好、價格低。當駐極體膜片遇到聲波振動也就是有語音信號時，電容兩端的電場就會發(fā)生變化，交替變化的電場電壓變化與語音信號的變化和聲波。二極管場效應(yīng)晶體管信號強烈影響保護功能是目的。駐極話筒其實通俗一點講可以說是一個麥克風(fēng)。蒸金膜與金屬極板之間形成一個電容。 LM358 的封裝有 8 引線雙列直插式和貼片式。在這里使用的就是最簡單 的低通濾波電路用一個可變電阻和一個電容以及一個 LM358 組成了一個 RC 低通紅外線語音通信系統(tǒng) 12 濾波器。 濾波電路 圖 RC 低通濾波器 圖 是本次設(shè)計使用的濾波電路，由一個電阻和電容組成，所謂濾波器上面我們已經(jīng)介紹過了，它的作用就是過濾掉 我們不需要的信號， 在這里設(shè)定的截止頻率就是人耳所能聽到的最大頻率，我們設(shè)定的截止頻率為 20210hz。在設(shè)計中，我使用是電容麥克風(fēng)的聲音。因為發(fā)射是極為常見的地面 ，所以稱為共發(fā)射極放大電路。濾波器是這樣一種裝置，它能使最終需要的頻率信號通過但同時濾掉（或衰減）不需要用到的的頻率信號的電子電路裝置。 濾波是信號處理中的一個重要概念。 負荷不影響有源濾波電路的濾波特性，因此常用于信號處理要求高的場合。為了使最小數(shù)量的外部組件，內(nèi)置的電壓增益是 20。 LM386 引腳圖如下圖所示。 （ 4） 在使用 LM386 的電路中盡量采用雙音頻輸入輸出的電路。 隔斷直流電壓，直流電壓過大有可能會損壞喇叭線圈；耦合音頻的交流信號。 音頻 電能通過 電磁 ，壓電或 靜電效應(yīng) ，使其 紙盆 或膜片振動并與周圍的 空氣 產(chǎn)生共振（共 鳴）而發(fā)出聲音。 圖 電壓放大的輸入輸出特性 （ 2） 載波輸出信號的測試：載波信號的測試可以通過邊改變載波電路中精密可調(diào)變阻器 RP1 的阻值大小邊用示波器觀察電路輸出端的頻率來進行調(diào)試，紅外線語音通信系統(tǒng) 20 務(wù)必要調(diào)到使輸出端輸出的頻率為 38KHz 的載波信號。在細節(jié)電路的測試方面，需要注意的是要檢查一下紅外接收頭的三個管腳的接法是否正確，哪個是接電源的，哪個是接地的，哪個是數(shù)據(jù)輸出的，一定要分清。 使用Multisim，可以 及時的對 具有完整組件庫的電路圖 進行高度仿真 ， 另外一點就是它可以根據(jù) 利用工業(yè)標準 SPICE 模擬器 為 電路行為 進行模擬演示 。 （ 1） 從 工具欄 處查找 紅外線語音通信系統(tǒng) 24 Design 工具欄 amp。元 器件在電路圖中顯示的圖形 的大概樣子 ， 使用者 可以在上面的 Component Browser 中的 Symbol 選項框中預(yù)覽 看到 。 紅外線語音通信系統(tǒng) 25 結(jié) 論 這是一個很考驗人的過程，從上學(xué)期選挑選課題開始，再一步步自己在心中構(gòu)想模型，期間查找了很多的資料。它將作為我們?nèi)松斨械囊淮坞y忘的經(jīng)歷，是我們有能力不斷前行。 Automation,2021. [14] 湯定元 .紅外物理與紅外技術(shù) [J].物理實驗 ,1992. [15] 陳永甫 .紅外探測與控制電路 [M].北京 :人民郵電出版社 ,2021. [16] 邱玉春 ,李文俊 .單片機系統(tǒng)中的紅外通信 接口 [J].電子產(chǎn)品世界 ,2021. [17] QIU Yuchun,LI Wenjun. Infrared munication interface inmicrocontroller system[J]. Electronic amp。林序老師對待我們每一個同學(xué)都很認真負責， 無論是作品上還是思想上，我能感受到他無私的關(guān)懷和嚴謹?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，我跟隨林序老師做畢業(yè)設(shè)計這段時間學(xué)的東西，會激勵我以后不斷的學(xué)習(xí)，創(chuàng)新，其次，我要感謝在大學(xué)當中所有傳授過我課程的老師們，是他們在前期給我們傳授了那么多的專業(yè)知識，使我們有能力，有足夠的知識，去挑戰(zhàn)我們學(xué)習(xí)當中遇到的課程設(shè)計。這次的畢業(yè)設(shè)計鍛煉了我獨立思考的能力，之前老是覺得自己什么都做不出來，很多東西，都是需要用到的時候現(xiàn)學(xué)的，通過不斷地嘗試，不斷的修改，一步步做出最后的成果， 就像之前對于這個課題我首先想到的是遙控器，但是隨著思想的深入，想要實現(xiàn)的功能難度的增大，導(dǎo)致構(gòu)想失敗，原因是什么呢，我想遙控器具有學(xué)習(xí)功能，但是又會用到解碼，這里涉及到的知識我都不懂，問了一些同學(xué)和老師。 要特別注意 在 Multisim 中連線的起點和終點不能懸空。其中包含的字段有 Database name（元器件數(shù)據(jù)庫）， Component Family（元器件類型 列表）， Component Name List（元器件名細表）， Manufacture Names（生產(chǎn)廠家）， Model LevelID（模型層次）等內(nèi)容。 對于 Multisim 這個仿真軟件在