【文章內(nèi)容簡介】 　 177。0176。28m 177。30176。22m 177。45176。15m通過下表可以看出當(dāng)LRT15CTM4S紅外遙控接收模塊的供電電壓為5V時，其靈敏度最高；供電電壓和電流是成正比關(guān)系，即供電電壓越大電源電流越大，反之越小；距離和輸出脈沖寬度近似成反比例關(guān)系，即距離越遠輸出脈沖寬度越窄，反之越寬。測試條件如表39所示。表35靈敏度與供電電壓 表36電源電流與電壓表37輸出脈沖寬度與距離 表38方向性（水平/垂直）表39測試條件參數(shù)試驗條件備注高溫Ta=+75,Vcc= t=500h①，②低溫Ta=25, Vcc= t=500h①，②高氣溫/高濕度Ta=+80℃ 90%RH, Vcc= t=500h①，②熱循環(huán)Ta=30℃()+85℃() 20圈②，③屬性測試高度=75cm 3次④①負載測試的供電電壓是5V②光電學(xué)特性正常條件下應(yīng)在停止2小時后恢復(fù)正常 ③加熱周期測試應(yīng)在無負載條件下重復(fù)20次 ④測試裝置應(yīng)從高度75厘米的硬木版上下降3次 外部特征（1）在不會造成其變型或變質(zhì)的地方儲存和使用。 （2）在非很濕的地方儲存和使用。 （3）為了防止靜電的損害，在使用前確保人體和烙鐵間接地。 （4）電源和地線之間接入解耦冷凝器（47μf470μf）以減少供電線路噪音影響。（5）遠程控制系統(tǒng)的表現(xiàn)取決于環(huán)境條件和周邊元件的能力。因此，這里強烈推薦該接收模塊與周邊元件如電阻器，冷凝器，繼電器等共同使用。 材料配置表310 LRT15CTM4S系列材料配置規(guī)格配置備注集成電路硅(99%)光電二極管硅(99%)引線框架鐵（%），銀（%）環(huán)氧樹脂樹脂（%），固化劑（%）銀環(huán)銀（80%）樹脂（10%），固化劑（10%）導(dǎo)線金（%）盾狀盒鐵（99%），錫（1%）內(nèi)部 外部尺寸（單位：mm）圖310 LRT15CTM4S系列外部尺寸 無線收發(fā)模塊設(shè)計本設(shè)計無線接收模塊的設(shè)計如圖310所示，LRT15CTM4S紅外接收遠程控制系統(tǒng)模塊的Vcc腳接+5V電壓，GND腳接地，Vout腳接AT89C51單片機的P00口。當(dāng)LRT15CTM4S紅外接收頭收到彩色電視遙控器的脈沖信號后，完成無線收發(fā)模塊的工作環(huán)節(jié)。圖310 無線收發(fā)模塊 本章小結(jié) 本章介紹了作為本設(shè)計無線收發(fā)模塊的LRT15CTM4S系列電子元件的一般特性、引腳特征、光電特性、極限參數(shù)、材料配置，外部尺寸等物理特性，并根據(jù)其特性設(shè)計出無線收發(fā)模塊。4 音樂集成電路模塊設(shè)計音樂集成電路報警模塊是該設(shè)計的信號觸發(fā)模塊和報警電路模塊的組合模塊，將彈簧開關(guān)作為信號觸發(fā)模塊，音樂集成電路作為報警電路模塊。下面將對該部分的設(shè)計做詳細的介紹。 音樂集成電路音樂集成電路是一種樂曲發(fā)生器，它可以向外發(fā)送固定存儲的樂曲。它具有聲音悅耳、外接元件少、價格低、功能全面及使用方便等特點，因而音樂集成電路在家用電器，時鐘，玩具等方面得到了廣泛的應(yīng)用。 音樂集成電路內(nèi)部結(jié)構(gòu)及其工作原理音樂集成電路的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如下圖41所示，它由振蕩電路、音調(diào)發(fā)生器、包絡(luò)發(fā)生器、驅(qū)動電路、速度控制、節(jié)奏發(fā)生器、存儲器（ROM）和前置放大器等組成。圖41 音樂集成電路的內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖下面將圖中各電路的功能作以簡要介紹。（1）振蕩電路振蕩電路與外接電阻R構(gòu)成完整的振蕩器，其振蕩頻率與R阻值的大小有關(guān)，一般振蕩頻率為5OkHz或10OkHz，振蕩頻率是音調(diào)發(fā)生器和節(jié)奏發(fā)生器的時間基準，該頻率用作音調(diào)、節(jié)奏、速度的時間基礎(chǔ)，它直接影響樂曲的質(zhì)量。（2）音調(diào)發(fā)生器音調(diào)發(fā)生器按存儲器（ROM）的數(shù)據(jù)分配產(chǎn)生不同音調(diào)的代碼。音調(diào)頻率范圍一般包括兩個八度音音階。（3）包絡(luò)發(fā)生器包絡(luò)發(fā)生器的功能是產(chǎn)生包絡(luò)信號，包絡(luò)信號的形狀決定著樂曲的音色。音調(diào)信號和節(jié)奏信號經(jīng)包絡(luò)發(fā)生器形成合成音樂信號后輸送給驅(qū)動電路。（4）驅(qū)動電路不同的集成電路驅(qū)動電路各不相同，有的在輸出端輸出電流，可直接驅(qū)動壓電蜂鳴器，有的集成電路內(nèi)還設(shè)置有前置放大器。（5）速度控制速度控制可提供與放音速度相匹配的速度，這種速度已按編好的程序固化在集成電路內(nèi)，不能由外部選擇。（6）節(jié)奏發(fā)生器節(jié)奏發(fā)生器按存儲器（ROM）的數(shù)據(jù)分配，可提供八種節(jié)拍去控制ROM地址時鐘，如1/1/3/3/4拍?！　。?）存儲器存儲器(ROM)的存儲容量有64字七位的，也有512字七位的不等，其中四位用于控制音調(diào)發(fā)生器，三位用于控制節(jié)奏發(fā)生器，同時也提供自停信號。 音樂集成電路使用過程中應(yīng)注意的問題（1）音樂集成電路種類很多，每一個系列的集成電路的外形和接線方式一樣，但樂曲不同。因此選購時最好臨時搭接外圍元件視聽一下曲調(diào)是否滿意。（2）不同系列的音樂集成電路，它們的工作電壓差異較大，若大于這個電壓音調(diào)就會失真，～5V。使用時應(yīng)注意正確選擇工作電壓，才能保證集成電路的正確工作。（3）外接電阻阻值大小與輸出樂曲的音調(diào)有關(guān)，阻值小時音調(diào)高，阻值大時音調(diào)低，調(diào)試時應(yīng)注意阻值的選取。（4）有的系列電路雖能驅(qū)動壓電蜂鳴器，但輸出的電流極小，對于這類集成電路在外接功放時要注意。（5）音樂集成電路由CMOS電路構(gòu)成，因此焊接時應(yīng)將電烙鐵外殼可靠接地，或待電烙鐵燒熱后切斷電源用余熱進行焊接。 音樂集成電路報警模塊設(shè)計該模塊用到了整流二極管[7]、晶體三極管、直流繼電器及音樂集成電路等電器元件，下面將對各個元件的工作原理及型號的選用做詳細的介紹。 晶體二極管為一個由p型半導(dǎo)體和n型半導(dǎo)體形成的pn結(jié)，在其界面處兩側(cè)形成空間電荷層，并建有自建電場。當(dāng)不存在外加電壓時，由于pn 結(jié)兩邊載流子濃度差引起的擴散電流和自建電場引起的漂移電流相等而處于電平衡狀態(tài)。 當(dāng)外界有正向電壓偏置時，外界電場和自建電場的互相抑制作用使載流子的擴散電流增加引起了正向電流。當(dāng)外界有反向電壓偏置時，外界電場和自建電場進一步加強，形成在一定反向電壓范圍內(nèi)與反向偏置電壓值無關(guān)的反向飽和電流I0。 當(dāng)外加的反向電壓高到一定程度時，pn結(jié)空間電荷層中的電場強度達到臨界值產(chǎn)生載流子的倍增過程，產(chǎn)生大量電子空穴對，產(chǎn)生了數(shù)值很大的反向擊穿電流，稱為整流二極管的擊穿現(xiàn)象。二極管最重要的特性就是單向?qū)щ娦?。在電路中，電流只能從二極管的正極流入，負極流出。下面通過簡單的實驗說明二極管的正向特性和反向特性。（1）正向特性 在電子電路中，將整流二極管的正極接在高電位端，負極接在低電位端，二極管就會導(dǎo)通，這種連接方式稱為正向偏置。當(dāng)加在二極管兩端的正向電壓很小時，整流二極管仍然不能導(dǎo)通，流過二極管的正向電流十分微弱。只有當(dāng)正向電壓達到某一數(shù)值（這一數(shù)值稱為“門檻電壓”，）以后，整流二極管才能直正導(dǎo)通。導(dǎo)通后二極管兩端的電壓基本上保持不變（，），稱為二極管的“正向壓降”。 （2）反向特性 在電子電路中，二極管的正極接在低電位端，負極接在高電位端，此時二極管中幾乎沒有電流流過，此時二極管處于截止狀態(tài)，這種連接方式，稱為反向偏置。整流二極管處于反向偏置時，仍然會有微弱的反向電流流過二極管，稱為漏電流。當(dāng)整流二極管兩端的反向電壓增大到某一數(shù)值，反向電流會急劇增大，二極管將失去單向?qū)щ娞匦?，這種狀態(tài)稱為二極管的擊穿。在本設(shè)計中對整流二極管并沒有太多的性能要求，只要具備了二極管的單向?qū)щ娦跃涂梢粤?，在電路中起到保護電子元件的作用。所以本設(shè)計將采用IN4007型鍺二極管。 晶體三極管的選用晶體三極管[8]是一種電流放大器件，有集電極C，基極B，發(fā)射極E三個極。晶體三極管按材料分常見的有兩種：鍺管和硅管。而每一種又有NPN和PNP兩種結(jié)構(gòu)形式，使用最多的是硅NPN和PNP兩種，兩者除了電源極性不同外，其工作原理都是相同的。我們僅以NPN型硅三極管的共發(fā)射極放大電路為例來說明一下三極管放大電路的基本原理。圖42 NPN型硅三極管引腳圖如上圖42所示，我們把從基極B流至發(fā)射極E的電流叫做基極電流Ib；把從集電極C流至發(fā)射極E的電流叫做集電極電流Ic。這兩個電流的方向都是流出發(fā)射極的，所以發(fā)射極E上就用了一個箭頭來表示電流的方向。三極管的放大作用就是：集電極電流Ic受基極電流Ib的控制，并且基極電流Ib很小的變化，會引起集電極電流Ic很大的變化，Ic 的變化量與Ib變化量之比稱作三極管的放大倍數(shù)β。如果我們將一個變化的小信號加到基極跟發(fā)射極之間，這就會引起基極電流Ib的變化，Ib的變化被放大后，導(dǎo)致了Ic很大的變化。如果集電極電流Ic是流過一個電阻R的，那么根據(jù)電壓計算公式可以算得，這電阻上電壓就會發(fā)生很大的變化。我們將這個電阻上的電壓取出來，就得到了放大后的電壓信號了。 三極管在實際的放大電路中使用時，還需要加合適的偏置電路。首先是由于三極管BE結(jié)的非線性（相當(dāng)于一個二極管），基極電流必須在輸入電壓大到一定程度后才能產(chǎn)生（對于硅管，）。，基極電流Ib就可以認為是0。，如果不加偏置的話，這么小的信號就不足以引起基極電流Ib的改變（，基極電流都是0）。如果我們事先在三極管的基極上加上一個合適的電流（叫做偏置電流，上圖中那個電阻Rb就是用來提供這個電流的，所以它被叫做基極偏置電阻），那么當(dāng)一個小信號跟這個偏置電流疊加在一起時，小信號就會導(dǎo)致基極電流Ib的變化，而基極電流Ib的變化，就會被放大并在集電極上輸出。另一個原因就是輸出信號范圍的要求，如果沒有加偏置，那么只有對那些增加的信號放大，而對減小的信號無效（因為沒有偏置時集電極電流為0，不能再減小了）。而加上偏置，事先讓集電極有一定的電流，當(dāng)輸入的基極電流Ib變小時，集電極電流Ic就可以減小；當(dāng)輸入的基極電流Ib增大時，集電極電流Ic就增大。這樣減小的信號和增大的信號都可以被放大了。 對于PNP型三極管，分析方法類似，不同的地方就是電流方向跟NPN的剛好相反。三極管的工作狀態(tài)可以分為三個區(qū)域：截止區(qū)、放大區(qū)和飽和區(qū)，根據(jù)三極管發(fā)射極和集電極偏置情況，可以判別其工作狀態(tài)：（1）對于NPN三極管來說，當(dāng)Ube≤0時，三極管發(fā)射極處于反向偏置，Ib≈0，三極管工作在截止區(qū)；（2）當(dāng)晶體三極管發(fā)射極處于正向偏置而集電極處于反向偏置時，三極管工作在放大區(qū)，Ic隨Ib近似作線性變化；（3）當(dāng)發(fā)射極和集電極均處于正向偏置狀態(tài)時，三極管工作在飽和區(qū)，Ic基本上不隨Ib而變化，失去了放大功能。在本設(shè)計中三極管選用型號為S9014 NPN型硅三極管。 電磁繼電器的選用繼電器是一種電子控制器件，它具有控制系統(tǒng)（又稱輸入回路）和被控制系統(tǒng)（又稱輸出回路），通常應(yīng)用于自動控制電路中，它實際上是用較小的電流去控制較大電流的一種“自動開關(guān)”，在電路中起著自動調(diào)節(jié)、安全保護、轉(zhuǎn)換電路等作用。 電磁式繼電器一般由鐵芯、線圈、銜鐵、觸點簧片等組成的。只要在線圈兩端加上一定的電壓，線圈中就會流過一定的電流，從而產(chǎn)生電磁效應(yīng)，銜鐵就會在電磁力吸引的作用下克服返回彈簧的拉力吸向鐵芯，從而帶動銜鐵的動觸點與靜觸點（常開觸點）吸合。當(dāng)線圈斷電后，電磁的吸力也隨之消失，銜鐵就會在彈簧的反作用力返回原來的位置，使動觸點與原來的靜觸點（常閉觸點）吸合。這樣吸合、釋放，從而達到了在電路中的導(dǎo)通、切斷的目的。對于繼電器的“常開、常閉”觸點，可以這樣來區(qū)分：繼電器線圈未通電時處于斷開狀態(tài)的靜觸點，稱為“常開觸點”；處于接通狀態(tài)的靜觸點稱為“常閉觸點”。在本設(shè)計中為了安全保護須在音樂集成電路中接入電磁繼電器，而繼電器的選用為了達到供電電壓的一致從而選用5V直流繼電器。本設(shè)計中音樂集成電路的設(shè)計如圖43所示。當(dāng)無線接收模塊（LRT15CTM4S紅外接收遠程控制系統(tǒng)模塊）收到無線發(fā)射模塊（彩色電視遙控器）的脈沖信號后，單片機接收到該脈沖信號后讓P27口上電，當(dāng)P27口有高電平輸出時，通過基極偏置電阻R1給三極管加一偏置電流，三極管Q1正向偏置，直流繼電器KA吸合，音樂集成電路發(fā)出報警信號，播放一遍音樂后便處在預(yù)警狀態(tài)，當(dāng)彈簧開關(guān)KM1受到外界振動信號觸發(fā)后將會再次接通音樂集成電路，達到電動車防盜報警的目的。圖43 音樂集成電路報警模塊 本章小結(jié)本章對音樂集成電路報警模塊所采用的整流二極管、晶體三極管、直流繼電器及音樂集成電路等電器元件的工作原理進行了詳細的介紹，并設(shè)計了適合本設(shè)計所需的音樂集成電路報警模塊，講解了該模塊的工作原理。5 安裝與調(diào)試安裝是產(chǎn)品開發(fā)結(jié)構(gòu)化的表現(xiàn)，合理的安裝可以節(jié)約空間，使產(chǎn)品結(jié)構(gòu)緊湊。調(diào)試對產(chǎn)品開發(fā)來說是必須的，也是產(chǎn)品開發(fā)過程中非常重要的一部分，主要分為硬件調(diào)試和軟件調(diào)試。硬件調(diào)試是指在硬件全部焊接好以后,檢查是否有焊錯、漏焊、虛焊、元件有沒有接錯、接反的過程。軟件調(diào)試是指在軟件開發(fā)過程中及時改正測試時發(fā)現(xiàn)的軟件錯誤。下面將介紹本設(shè)計中有關(guān)硬件和軟件部分的安裝與調(diào)試。 硬件安裝本設(shè)計采用AT89C51單片機作為本設(shè)計的核心，下面將介紹AT89C51單片機的相關(guān)特性及參數(shù)。 AT89C51單片機相關(guān)特性及參數(shù)介紹AT89C51是美國ATMEL公司生產(chǎn)的低電壓，高性能CMOS8位單片機，片內(nèi)含4K字節(jié)的可反復(fù)擦寫Flash只讀存儲器和128字節(jié)的隨機存儲器，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲技術(shù)生產(chǎn)，兼容標準MCS51指令系