1、本科毕业设计（20届）遥控LED指示灯设计所在学院专业班级电气工程及其自动化学生姓名学号指导教师职称完成日期年月I摘要【摘要】基于野外狩猎动物的应用需求，本文设计制作了一款遥控LED指示灯。本设计主要应用无线遥控、太阳能充电和LED照明等技术。在学习主要芯片SC2262/SC2272、HT7044A1、PT4105、HT7536的基础上，完成了整个装置的设计和调试。本装置的主要功能单元有无线数据收发模块、太阳能电源模块、定时模块和LED驱动模块。实验结果验证了设计的有效性和实用性。【关键词】无线数据收发；太阳能电源；定时；LED驱动。IIABSTRACT【ABSTRACT】BASEDONTHE
2、APPLICATIONREQUIREMENTSFORHUNTINGWILDANIMALS,THISPAPERPROPOSESAREMOTELEDLIGHT,WHICHISBASEDONWIRELESSREMOTECONTROLTECHNOLOGY,SOLARCHARGINGTECHNOLOGYANDLEDLIGHTINGTECHNOLOGYFIRSTLY,THEMAINCHIPSSC2262/SC2272,HT7044A1,PT4105ANDHT7536AREANALYZEDDETAILEDNEXT,THENEWDEVICEISDEVELOPEDTHEMAINFUNCTIONALUNITSOF
3、THEDEVICEINCLUDEWIRELESSDATARECEIVERMODULE,SOLARPOWERMODULE,TIMINGMODULEANDLEDDRIVERMODULETHEEXPERIMENTALRESULTSDEMONSTRATETHEVALIDITYANDPRACTICALITYOFTHEDESIGN【KEYWORDS】WIRELESSDATARECEIVER；SOLARPOWER；TIMING；LEDDRIVER。III目录摘要IABSTRACTII目录III1绪论111无线遥控的特点与发展112LED光源的特点与发展113太阳能的特点与发展214本文研究的意义215本文的
4、主要研究内容32无线数据收发原理421概述422SC2262/SC2272性能简介423SC2262介绍4231SC2262的引脚及引脚说明4232SC2262的特点524SC2272介绍6241SC2272的引脚及引脚说明6242SC2272的特点73遥控LED指示灯系统设计831整体设计方案832硬件电路设计9321无线数据收发模块9322太阳能电源模块11323定时模块15324LED灯驱动模块17325遥控功能的设计LED指示灯214实验结果与分析2341实验结果2342实验中出现的问题及分析255全文总结26参考文献27致谢错误未定义书签。11绪论11无线遥控的特点与发展随着科学技术
5、的发展，简单、方便、实用的东西越来越受到人们的喜爱。无线遥控技术的发展为人们的生活、生产带来了极大的改变，节省了大量的人力、物力资源。现在，无线遥控技术已经应用到生活的方方面面。在一些不利于人们工作的场所，无线遥控技术更是起到了不可替代的作用。无线遥控器有很多种类，简单的来说，常见的有两种一种是家电常用的红外遥控模式（IRREMOTECONTROL）；另一种是防盗报警设备、门窗遥控、汽车遥控等常用的无线电遥控模式（RFREMOTECONTROL）。两者各有不同的优势，应用的领域也有所区别。红外遥控的特点是不影响周边环境、不干扰其它电器设备。由于其无法穿透墙壁，故不同房间的家用电器可使用通用的遥
6、控器而不会产生相互干扰；电路调试简单，只要按给定电路连接无误，一般不需任何调试即可投入工作；编解码容易，可进行多路遥控。无线电遥控与红外遥控比，工业遥控器制作简单，遥控距离远，由于采用ASK调制方式发送，无方向性，穿透能力强，误码率低，更加安全可靠。到底是谁发明出第一个遥控器已不可考。但最早的遥控器之一，是一个叫尼古拉特斯拉（NIKOLATESLA）（18561943）的发明家在1898年时开发出来的（美国专利613809号），叫做“METHODOFANDAPPARATUSFORCONTROLLINGMECHANISMOFMOVINGVEHICLEORVEHICLES。”十九世纪80年代，发送
7、和接收红外线的半导体装置开发出来时，就慢慢取代了超声波控制装置。即使其他的无线传输方式（如蓝牙）持续被开发出来，这种科技直到现在还持续广泛应用。12LED光源的特点与发展随着超高亮度白光LED光源的出现，在照明领域的应用已经成为可能。据国际权威机构预测，二十一世纪将进入以LED为代表的新型照明光源时代，被称为第四代新光源。目前，照明消耗约占整个电力消耗的20，大大降低照明用电是节省能源的重要途径，为实现这一目标，业界已研究开发出许多种节能照明器具，并达到了一定的成效。但是，距离“绿色照明”的要求还远远不够，开发和应用更高效、可靠、安全、耐用的新型光源势在必行。LED以其固有的优越性正吸引着世界
8、的目光。据美国能源部预测，2010年前后，美国将有55的白炽灯和荧光灯被LED替代，每年节电价值可达350亿美元，可能形成一个500亿美元的大产业。日本提出，LED将在2006年大规模替代传统白炽灯。LED发展历史已经几十年，但在照明领域的应用还是新技术，但随着LED技术的迅猛发展，其发光效率的逐步提高，LED的应用市场将更加广泛，特别在全球能源短缺的再度升高的背景下，LED在照明市场的2前景更备受全球瞩目，被业界认为在未来10年成为最被看好的市场以及最大的市场将是取代白炽灯、钨丝灯和荧光灯的最大潜力商品。1LED灯作为第四代半导体照明光源，与传统光源比，这种产品具有很多压倒性优势（1）光效率
9、高光谱几乎全部集中于可见光频率，效率可以达到8090。而光效差不多的白炽灯可见光效率仅为1020；（2）光线质量高由于光谱中没有紫外线和红外线，故没有热量，没有辐射，属于典型的绿色照明光源；（3）寿命长光通量衰减到70的标准寿命是5万小时。一个半导体灯正常情况下可以使用5年；（4）可靠耐用没有钨丝、玻壳等容易损坏的部件，非正常报废率很小，维护费用极为低廉；（5）应用灵活体积小，可以平面封装，易开发成轻薄短小的产品，做成点、线、面各种形式的具体应用产品；（6）绿色环保废弃物可回收，没有污染，不像荧光灯一样含有汞成分；（7）响应时间短适应频繁开关以及高频运作的场合。LED光源代替传统光源的趋势不可
10、更改，因此对于LED光源的认识、研究和开发势在必行。13太阳能的特点与发展能源是现代社会存在和发展的基石。随着全球经济社会的不断发展，能源消费也相应的持续增长。随着时间的推移，化石能源的稀缺性越来越突显，且这种稀缺性也逐渐在能源商品的价格上反应出来。在化石能源供应日趋紧张的背景下，大规模的开发和利用可再生能源已成为未来各国能源战略中的重要组成部分。太阳能是人类取之不尽用之不竭的可再生能源，具有充分的清洁性、绝对的安全性、相对的广泛性、确实的长寿命和免维护性、资源的充足性及潜在的经济性等优点，在长期的能源战略中具有重要地位。据专家预测，到2040年，全球的光伏发电量将占世界总发电量的26，205
11、0年后将成为世界能源的支柱。214本文研究的意义本文研究的遥控LED指示灯，是一款诱捕野猪用的指示灯。这款指示灯的LED灯有一个特殊的灯罩，发出的光能引诱野猪，捕猎者在远处通过控制这款野猪灯，就可以引诱野猪出现。这款指示灯包括无线数据收发模块、LED光源的驱动、太阳能充电等项目的研究和设计。此外，太阳能充电系统还有一个安全检测电路，使得蓄电池不会过充，保护了蓄电池，延长了蓄电池的使用寿命。随着科技的发展，无线数据传输技术得到长足的发展，给人们的生产和生活带来了极大的便利，3尤其是在无线遥控方面的应用，更是锦上添花。无线遥控更进一步的解放了人们的劳动力，节省了物力人力，不仅使人们的生产和生活更加
12、便利，而且更加安全。例如，无线数据传输芯片SC2262/SC2272以其低廉的价格、稳定的性能和方便的操作，得到生产者和使用者的青睐。SC2262和SC2272都是采用CMOS工艺制造的功耗芯片，最大拥有12位的三态地址引脚，可以最多支持312个地址的编码。因此极大的减少了编码的冲突和非法对编码进行扫描以使之匹配的可能性。该设计不仅可以用在打猎，而且略做改变之后可以用作航海指示灯，也可以庭院照明用。15本文的主要研究内容本文研究的主要内容是在了解分析LED灯、太阳能充电以及无线遥控器的工作原理的基础上，设计基于RF射频无线遥控LED指示灯，并完成调试，验证实验的有效性和可行性。无线遥控LED指
13、示灯系统主要包括无线数据收发模块、太阳能电源模块、LED灯驱动模块和定时模块四大部分。（1）无线数据收发模块设计主要包括无线数据发送模块（即遥控器）设计和无线数据接收模块设计。无线数据发送模块是基于SC2262芯片的设计，实现控制信号编码、发送。无线数据接收模块是基于SC2272T4芯片的设计，实现控制信号的接收、解码。（2）太阳能电源模块主要包括电压检测电路、太阳能充电电路、降压电路。电压检测电路是用HT7044实现蓄电池电压的检测，防止蓄电池的过充。顾名思义，太阳能充电电路就是实现太阳能到电能的转换的电路。由于设计中需要36V的电压，而电源电压是12V，故用基于7536芯片的降压电路实现降
14、压功能。（3）LED驱动模块设计是用LED驱动降压转换器PT4105来实现的，用来驱动3个1W的LED灯。（4）定时模块是一个以NE555为核心的单稳态触发电路，通过控制R、C值来实现定时控制。42无线数据收发原理21概述无线数据收发包括数据发射模块和接收模块，其工作频率一般为315MHZ，采用声表谐振器稳频，频率稳定度极高，特别适合多发一收无线遥控及数据传输系统。数据收发模块采用ASK方式调制，以降低功耗，当数据信号停止时发射电流降为零，数据信号与发射模块输入端可以用电阻或者直接连接。数据电平应接近数据收发模块的实际工作电压，以获得较高的调制效果。数据模块具有较宽的工作电压范围3V12V，当
15、电压变化时发射频率基本不变，只是收发距离有所影响和发射模块配套的接收模块无需任何调整就能稳定地接收。当发射电压为12V时，为最佳工作电压，具有较好的发射效果，这套模块的特点是发射功率比较大，传输距离比较远，比较适合恶劣条件下进行通讯。322SC2262/SC2272性能简介为了识别多路发出的信号，必须在发送端对信号进行编码，接收端对信号实现解调，采用的是最常用的SC2262/SC2272芯片组进行调制和解调的。这种芯片在日常民用和工业应用中非常多。编码芯片SC2262发出的编码信号由地址码、数据码、同步码组成一个完整的码字，解码芯片SC2272接收到信号后，其地址码经过2次比较核对后，VT脚才
16、输出高电平，与此同时相应的数据脚也输出高电平，如果发送端一直按住按键，编码芯片也会连续发射。当发射机没有按键按下时，SC2262不接通电源，其17脚为低电平，所以315MHZ的高频发射电路不工作，当有按键按下时，SC2262得电工作，其第17脚输出经调制的串行数据信号，当17脚为高电平期间315MHZ的高频发射电路起振并发射等幅高频信号，当17脚为低平期间315MHZ的高频发射电路停止振荡，所以高频发射电路完全受控于SC2262的17脚输出的数字信号，从而对高频电路完成幅度键控ASK调制相当于调制度为100的调幅。23SC2262介绍SC2262是CMOS工艺制造的低功耗通用编码电路，它和SC
17、2272T4配对使用，最多有12位三态编码。电路具有省电模式，可用于无线电和红外遥控发射等应用。231SC2262的引脚及引脚说明5图21SC2262引脚图表21SC2262引脚说明引脚名称引脚标号输入/输出说明A0AX18，1013输入地址引脚，用于进行地址编码，可置“0”，“1”，“F”（悬空）D0DX78，1013输入数据输入端，有一个为“1”既有编码发出VCC18输入电源正端（）输入端VSS9输入电源负端（）输入端TE14输入编码启动端，低电平有效OSC116输入双端电阻振荡器输入端，与OSC2所接电阻决定振荡频率OSC215输出双端电阻振荡器输出端DOUT17输出编码输出端（常低）S
18、C2262完成发射，送出SC2262当前的地址编码和数据位数据。当前SC2272的当前地址与SC2262地址相匹配时，SC2272开始接受SC2262发送的数据。232SC2262的特点CMOS工艺制造，低功耗外部应用线路元器件少工作电压范围宽2V15V地址A和数据D位通用数据A最多可达6位红外遥控和无线电遥控应用624SC2272介绍SC2272T4是与SC2262配对使用的一款通用解码集成电路，采用CMOS工艺制造，它最大拥有12位的三态地址引脚，可支持多大212个地址的编码。因此极大的减少了码的冲突和非法对编码进行扫描以使之匹配的可能性。241SC2272的引脚及引脚说明图22SC227
19、2引脚图表22SC2272引脚说明引脚名称引脚标号I/O功能说明A0A1116IA0A11码地址引脚。可置“0”，“1”或“F”（悬空）D0D578，1013I/O数据输出引脚DIN14I数据输入引脚，接收到的编码信号由此脚串行输入OSC215O振荡器第一外接点OSC116I振荡器第二外接点VT17O有效传输确认，高电平有效VCC18电源正端VSS9电源负端SC2272T4对从DIN端输入的信号进行解码。所输入的编码波形以字码为单位被解码。字码含有地址位、数据位、和同部位。经解码出来的地址码与SC2272T4所设置地址码输入进行比较。如果所设置的地址码与连续2个由字码解码出来的地址码相匹配，则
20、SC2272T4做以下动作解码得到有“1”数据时，驱动相应的数据输出端输出信号反转；驱动VT输出高电平。7242SC2272的特点工作电压范围宽（VCC4V15V）低功耗较强的噪声抑制能力最大设置为12位三态地址引脚或6位数据引脚外接双端电阻的振荡器数据端反转输出25无线数据收发模块的应用无线数据收发模块的最简单应用电路框图如图23和图24所示，无线数据发送框图中信号源是4位二进制数，编码器即SC2262，发射模块一般采用工作频率为315MHZ的数据发射模块，无线数据接收框图中接收模块为同频率的接收器，解码器是SC2272，信号输出为4位二进制数。图23无线数据发射模块应用框图图24无线数据接
21、收模块应用框图无线数据收发模块的应用范围家庭汽车安全系统车库控制遥控玩具其他工业遥控信号源编码器发射模块接收模块解码器信号输出83遥控LED指示灯系统设计31整体设计方案整个设计的系统框图如图31所示，包括无线数据发送和接收模块、LED灯驱动、太阳能充电模块、电压转换电路和定时器6个主要部分。按键发送模块干电池接收模块定时模块LED驱动模块太阳能充电模块电压转换电路蓄电池图31遥控LED指示灯系统框图（1）太阳能充电模块为了方便使用者在野外使用，也为了节约能源和保护环境，本设计没有使用传统的电池作为电源，而是设计了一个太阳能充电装置作为整个系统的能源供应设备。太阳能充电模块包括一个基于电压检测
22、器HT7044A1的充电保护电路，防止充电过程中对蓄电池进行过充以及电池电压过低时保护蓄电池。HT7044A1能构成一个滞限环，当电源电压低于滞环下限时，充电电路接通。随着充电的不断进行，电源电压不断升高，当电源电压高于滞环上限时，充电电路就断开，停止对蓄电池的充电。（2）电压转换电路本设计中应用的电源是蓄电池，蓄电池提供的电压是12V，为了减少能耗，本设计中SC2272、NE555等元件用的36V电压，故需要一个电压转换电路。如果只是用简单的串联电阻进行分压，则分压后的电压不稳定，而且随着负载的加减，电压会发生变化，无法达到本设计的要求。所以，为了分压后的电路有更好的带负载的能力，本设计中引
23、进了稳压降压元件HT7536，最高输入电压是24V，输出电压恒为36V。（3）无线数据发送模块9主要是控制信号编码电路和发送电路。当按键按下时，对控制信号进行编码，然后发送至接收端。（4）无线数据接收模块接收电路分为红外接收电路和射频接收电路。虽然红外接收电路的结构简单，但接收距离比较短，由于红外收发模式是直线式的，而且不能穿透障碍物，因此容易受到障碍物的影响。也由于使用场所的限制，所以我们在此处选择射频收发模式。无线数据收发模块主要是数据接收电路和解码电路，对发送端传来的控制信号进行接收和解码，然后输出，进行后面的控制动作。（5）定时模块基于NE555的定时器常见的有单稳态触发器和自激多谐振
24、荡器。本设计的要求是有输入触发，并且要定时4S，而自激多谐振荡器只要上电就开始工作，而且输出是方形波，不符合本设计需要。在本设计里，应用的是单稳态触发电路，通过控制R、C的值，来实现4S定时。用定时器的目的主要是为了防止使用过程中忘记关掉开关，造成能源的浪费。（6）LED灯驱动模块LED灯的正常工作需要一个恒流源的驱动电路，如果电流不稳定，就会造成LED灯不能正常发光，而且容易损坏，使用寿命缩短。这个恒流源的驱动电路就是为了保证LED灯的正常工作。32硬件电路设计321无线数据收发模块无线数据收发模块有两部分组成一部分是无线数据发送模块，一部分是无线数据接收模块。无线数据发送模块包括无线控制信
25、号编码电路和发送电路，主要负责控制信号的编码和发送；无线数据接收模块包括无线控制信号接收电路、解码电路和信号输出电路，主要负责接收发送端发送来的控制信号，并进行解码，最后输出。无线数据收发模式常见的有两种红外收发模式、射频收发模式。由于红外遥控装置具有体积小、功耗低、功能强、价格低，不影响其他电气设备工作，不影响周边环境等特点，因而在人们日常的生活和生产中被广泛的应用。但是红外收发模式也有其局限性，比如控制距离比较近，仅有10M左右，对于一些需要远距离控制的情况，红外收发模式就不能很好的满足其要求。而且红外收发模式容易被障碍物阻隔，一旦在红外线传输路径上有障碍物，控制器就失去作用。对于以上两点
26、，射频收发模式能很好的弥补。由于应用环境的限制，本设计中选用射频收发模式。（1）无线数据发送模块10S11A02A13A24A35A46A57A6/D58A7/D49VSS10A8/D311A9/D212A10/D113A11/D014TE15SOC216OSC117DOUT18VCCS1SC2262R1R3RES1R2RES1RR447K12VD1Q1NPN1D2C1L2L110MHC2图310无线数据发送电路该模块采用SC2262，无线8位地址，2位数据发射应用。电路原理图如上所示。A0A718引脚地址悬空，D0D1（13、12引脚）做数据输入端。当按键摁下时，按键所在支路导通，相对应的二
27、极管导通，D0端变为高电平，VCC（18脚）接电源正端输入端，SC2262启动，DOUT（17脚）即编码输出端输出电流并编码，三极管导通，LED灯通电发光。此时数据通过天线发射出去。SC2262完成发射，送出SC2262当前的地址编码和数据位数据。当按键松开后，状态恢复原始水平。当按键一按下时，原理亦然，此处不再赘述。SC2262内置震荡回路，通过在OSC1和OSC2端外接一个电阻构成振荡器。当SC2272的当前地址与SC2262地址一致时，并接收到2帧以上SC2262发出的串行码，SC2272才开始接收SC2262发送来的数据。为保证SC2272接收到SC2262两帧以上的串行码，SC227
28、2的振荡频率要与SC2262的振荡频率匹配。最佳的匹配振荡频率是SC2272是SC2262的36倍。振荡频率可以通过电阻ROSC的调整做出改变。（2）无线数据接收模块SC2272对从DIN端子输入的信号进行解码。所输入的编码波形以字码为单位被解码字码含有地址位，数据位和同步位经解码出来的地址码与SC2272所设置地址码输入进行比较。如果所设置的地址码与连续2个由字码解码出来的地址码相匹配，则SC2272做以下动作当解码得到有“1”数据时，驱动相应的数据输出端输出信号反转；11驱动VT输出高电平。当SC2272接收到有效编码，并且解码得到有“1”数据时，驱动相应的数据端输出反转一次，并将输出状态
29、保持，直到下一个有效的“1”数据。请见下图311图311SC2262与SC2272的数据关系射频接收电路见下图311所示。图312射频接收模式电路图322太阳能电源模块太阳能电源模块由两部分组成含有基于HT7044A1的太阳能充电系统和基于HT7536的电压转换电路。（1）含有基于HT7044A1的太阳能充电系统太阳能充电电路1A02A13A24A35A46A57A6/D58A7/D49VCC10A8/D311A9/D212A10/D113A11/D014DIN15OSC216OSC117VT18VCCY1SC2272R1RECEIVERNPNR236V12图313基于HT7044A1的太阳能
30、充电电路在图312中，虚线左边是基于HT70441的电压安全检测电路，虚线右边是太阳能充电电路。三极管Q1起开关作用，负责连通和断开充电电路。电容C1和C2起滤波作用，是电路保护电容。由于电池电压远高于HT7044A1的滞环电压上限，所以需要用两个电阻R1、R2和一个稳压管来进行分压和稳压，R1取10K，R2取69K，D1取85V稳压管。当蓄电池电压低于131V（46V85V）时，HT7044A1输出低电平，三极管Q1导通，太阳能板对蓄电池进行充电；随着电压的升高，当蓄电池电压高于131V时，HT7044A1输出高电平，三极管Q1断开，停止对蓄电池充电，防止对蓄电池过充。待电压降到129V（4
31、4V85V）时，恢复充电。HT7044A1介绍HT7044A1是采用CMOS技术实现的三端口高精度低压检测器，可检测电压（VDET）是44V，滞后度是005VDET，最大工作电压可达24V，HT7044A1的电器参数见下表32表32HT7044A1的电气参数HT7044A1的极限参数电源03V到26V电源03V到13V13输出电压VSS03V到VDD03V输出电流50MA存储温度50到125功耗200MW运行温度0到70注这是极限参数，超出这些范围可导致设备内部损坏。在极限条件长时间运行会影响设备的可靠性。输入输出关系如下图32所示图32HT7044A1输入输出关系由图32可以看出，HT704
32、4A1的输入电压VIN逐渐上升，当经过检测电压VDET时，输出电压依然保持低压不变，当输入电压上升到105VDET时，输出电压VOUT突变为高电平，并且随着VIN的增大，输出电压VOUT始终为高电平。当输入电压VIN由高电平向低电平变化时，下降到105VDET，输出电压VOUT并没有产生突降，VIN继续下降到VDET时，输出电压VOUT突然下降为低电平。这样就产生了一个滞限环，称VDET为滞环下限（VDET），105VDET（VDET）为滞环上限，滞后度就是VHYSVDETVDET005VDET。在本文所研究的设计中太阳能充电电路的保护装置就是利用了HT7044A1的这个滞限环构成了一个充电范
33、围，以保护电池不被过充。（2）电压转换电路基于HT7536的36V电源电路VHYSVINVOUTVDET105VDET虚线VIN低高实线VIN高低VHYS为滞后度14图314基于HT7536的降压稳压电路在本设计中，PT4105需要12V电压，NE555和SC2272需要36V电压，但是蓄电池仅能提供12V电压，因此为了实现一个电源能满足整个设计被控部分的电源需求，需要一个降压稳压电路，实现12V到36V的转换。HT7536就是实现这个转换的主要元件。D2是一个二极管，主要是为了防止电池反接对电路造成损害。电容C3、C4是对输入进行滤波，电容C5、C6是对输出进行滤波。HT7536简介由于系统
34、是蓄电池供电，所以要尽可能的降低系统的功耗，因此采用36V的控系统电压。HT7536是采用CMOS技术的低功耗三端口高电流低电压稳压器。允许输入的最大电压是24V，能输出36V的稳定电压，HT7536的电气参数见下表33表33HT7536的电气参数HT7536的极限参数电源电压03V到26V15存储温度50到125度功耗250MW运行温度0到70度注这些是极限参数，超出这些范围可导致器件内部损坏。器件在推荐参数以外的条件下运行时，其工作性能将得不到保证。在极限条件长时间运行会影响器件的可靠性。HT7536的基础电路图33HT7536基础电路323定时模块（1）定时电路图315定时电路图314是
35、单稳态触发器，也就是本设计中用到的定时电路。图中引脚2是输入端，脉冲下降沿触发。引脚3是输出端。C8是001UF电容，起滤波作用。R4和C7是单稳态触发器的定时元件，它们的连接点与定时器的阈值输入端（引脚6）和阈值输出端（引脚7）相连。输出的脉冲宽度TW11RC。16在本设计中，要实现的是定时4S，选用的电容是220UF，由TW11RC得R大约是165K。因此，R4取165K，C7取220UF。（2）NE555简介NE555是一个能产生精确定时脉冲的高稳度定时器，其输入定时电流可达200MA。在多谐振荡工作方式时，其输出的脉冲占空比由两个外接电阻和一个外接电容确定；在单稳态工作方式时，其延迟时
36、间由一个外接电阻和一个外接电容确定，可延时数微秒到数小时。NE555的内部结构图37NE555内部结构NE555的引脚功能表36NE555引脚功能定时器典型电路17图38单稳态触发电路及其工作波形图39多谐振荡器及其工作波形324LED灯驱动模块（1）LED灯驱动电路图316LED灯驱动电路18C10是PT4105的输入电容，保证PT4105的正常工作。由于输入电压是12V，开关的瞬间可能会产生高频尖峰脉冲，对PT4105造成损伤，为此，在输入端加入了一个R5C9旁路，以提供保护。一般地，对于电池供电的电路不需要这个旁路。C11是输出电容，确保低纹波和高效率，C11取值10UF最佳，其他的也可
37、以，但对效率和纹波有影响。L1在取值时，应保证纹波电流尽量小，而最大输出电流接近功率开关限流值，在此处，L1取47MH。注意片选端CE不能悬空，CE是高电平有效。PT4105的输出电流由反馈电阻R6确定。正常工作时，PT4105的FB端电压恒定为VFB值200MV，且输入电流为0。因此，流过LED的电流与流过R6的电流相等ILEDIR6VFB/R6200/R6MA。下表为各输出电流所对应的反馈电阻R6取值，以及R6上的功率ILEDVFB。表37为了得到准确的输出电流，建议选用1精度的电阻。所选电阻的额定功率须大于表中的功率值。（2）PT4105简介PT4105是一款大功率LED驱动用18V降压
38、转换器。它包含PWM控制器、高精度的能带隙参考源、误差放大器、相位补偿电路、软启动电路、保护电路、IC使能电路、输入电压检测电路、逻辑控制电路和功率MOS管。PT4105采用固定频率的电压模式来调节LED电流，其200MV的低反馈电压可降低功耗和提高效率。此外，PT4105还含有限流功能以及过热保护功能，以避免在输出过载时对器件造成损害。PT4105是518V输入电压下驱动白光LED的理想选择。PT4105可驱动单颗1W（350MA）或3W（700MA）白光或其他颜色的LED。PT4105有较宽的输入电压范围和较高的输出电流能力，也可以用来驱动3颗串联1W或1颗3W白光LED，或者串并组合驱动
39、3X3颗1W白光LED。ILED（MA）R6（）PR6（MW）35005770700028614019表34PT4105电气参数PT4105引脚描述图34PT4105引脚图表35PT4105引脚描述PT4105工作原理PT4105是一款固定频率、电压模式的降压开关稳压电路，内含1A输出电流能力的功率MOS管。通过外接的感应电阻，PT4105科用作高精度恒流源，尤其适合于大功率LED的驱动。要理解其工作20原理，必须先介绍一下PWM开关稳压器的工作机理。降压PWM稳压器的功率输出部分可视为输入电压斩波电流加LC滤波器。不同于工作在功率晶体管线性模式的线性稳压器，PWM稳压器使功率管仅工作在饱和区
40、或截止区。由于功率晶体管在此两种模式下的电压电流乘积值是很低的，所以能获得高效率。输入直流电压首先被斩成幅度与输入电压相等、占空比由开关稳压器控制的方波，再经过后面的LC滤波器，便得到无纹波的直流电压输出，其值等于输入电压与占空比的乘积。通过负反馈回路感应输出反馈电压以及控制占空比，输出电压得以稳定。输出电流可随输入电压和输出负载而变化。当PT4105用作大功率LED驱动器时，通过在负载通路中串接反馈电阻，在负反馈回路中监控反馈电阻上的电压降并控制占空比，就能得到恒流输出的电路。PT4105典型电路图35驱动单颗LED灯电路图36驱动3颗LED灯电路21325遥控功能的设计图317太阳能电源部
41、分（控制系统电源）图318无线遥控电路图317是本设计被控部分的电源，图中VCC是12V电源，36V是36V电源，这两种电源都是给图318中的电路提供电源的。如图318中标有VCC的位置，都是与图317中的VCC相连，标有36V或者36V的位置，都是与图317中的36V相连。在图318中，J1是无线数据发送端，即遥控器，由于J1的电路比较复杂，且与前面图310的电路一样，所以在此处只是画了一个象征性的图，其中的12V电源接的是12V干电池。J2是无线数据接收端，与J1的情况一样，前面图312中的电路一样，所以此处也是一个象征性的图。PT4105的片选电压是高电平12V左右，NE555的输出电压
42、最大仅有36V，如果直接把NE555的输出接PT4105的片选，那么PT4105不能被选通，其也就不能工作。这就需要一个上拉电压的电路，使得NE555的输出经过这个电路，电压上升到12V，达到PT4105选通电压的要求。22当按键按下后，无线数据发送端J1的编码电路对这个控制信号进行编码，然后通过天线发送出去。无线数据接收端J2接收到这个信号，然后SC2272对信号进行解码，其地址码进行2次比较核对后，VT脚输出瞬时高电平（本设计中用的是VT脚），即图318中J2的1脚。此时Q2导通，NE555的触发端（2脚）由高电平变为低电平，NE555被触发，进行4S定时，也就是输出端（3脚）4S内输出高
43、电平。PT4105的片选信号也有4S的有效时间，LED开始发光。当4S时间达到后，NE555的输出端变为低电平，PT4105的片选端关闭，LED灯熄灭，4S定时结束。234实验结果与分析41实验结果本文进行了实验研究，图41是本设计的实物图。遥控器用的是12V的干电池作为电源，被控系统用的是蓄电池，蓄电池的额定电压是12V，可以达到的最大电压是132V，最低电压是108V。图41遥控LED指示灯实物图本设计是一个纯硬件设计，涉及到的电路比较复杂，包括几个可以单独构成模块的电路，如果全部焊接好再进行调试，一旦调试不成功，检查工作就会很复杂，所以在调试过程中，分成几个模块进行检查，这几个模块全部调
44、试通过后再进行整体设计电路的测试。这样，检查过程就相对简单了很多。（1）太阳能电源模块调试用万用表测一下VCC处和36V处的电压，VCC处是13V左右，36V处是36V左右，是设计中要求的电压，说电源电路是正确的。太阳能电源模块调试成功。（2）无线数据收发模块调试无线数据发送模块接12V干电池，接收模块接36V电源。由于设计中只用到了VT脚，所以只需要测试VT脚有没有输出就可以了。把万用表调到20V档，黑表笔接电源的副端，红表笔接VT脚，按住发送模块的按键，万用表显示36V，放开按键，万用表显示0。下图42是用示波器测的VT端输出波形。蓄电池太阳能板遥控器LED灯接收模块定时模块LED驱动太阳
45、能充电模块24图42VT端输出波形当按键按下时（没有松开按键），VT端由低电平（0V）变为高电平（36V）；松开按键，VT端由高电平恢复到低电平。调试结果正确，调试成功。（3）定时器调试NE555的输入端（2脚）接脉冲，输出端（3端）接示波器。下图43是定时器的输出波形图43定时器的输出波形给定时器的输入端一个下降沿脉冲，触发定时器，输出端输出高电平的时间是45S（有一定的误差，但不影响实验），调试结果正确，调试成功。（4）LED灯驱动模块调试25PT4105的片选CE（1端）接入高电平（此处接36V），3颗LED灯都发光。LED灯驱动模块调试成功。（5）整体电路测试各个模块的调试都成功，按图
46、318把各个模块连接起来，组成本设计的整体电路。按下发送端的按键，LED灯开始发光，4S后LED灯熄灭。如果在LED灯亮的过程中再次按下按键，对电路的定时没有什么影响。42实验中出现的问题及分析在这次设计过程中，出现了很多问题，下面是出现的问题及当时的解决办法（1）电路设计。纯硬件设计最大的难题就是前期的电路设计。在电路设计时，可以查找芯片的典型电路，根据这些典型电路确定设计中需要的电路和元件的参数。电阻主要作用是限流，可以根据电路中允许通过的电流的大小确定需要的电阻的大小。电容的作用主要是滤波，一般地，大电容滤低频波，小电容滤高频波。（2）定时器电路正确但没有输出。这可能有以下几方面的原因触
47、发脉冲是上升沿；触发端被悬空；接错了电压，芯片被烧坏；芯片贴反，引脚弄错。（3）LED灯太亮、太暗或者不亮。可能是电阻R6的阻值选择不准确，R6的值应该由公式ILEDIR6VFB/R6200/R6和LED灯的额定电流ILED来确定。R6阻值太小、太大就会造成这种情况。（4）定时器的输出是瞬时的，没有4S的定时。单稳态触发电路的定时功能是由电解电容C9充放电实现的，定时器的瞬时输出可能是没有这个电解电容造成。（5）NE555与PT4105连接后，NE555正常输出，但PT4105不工作。原因可能是PT4105没有被选通。由于NE555的输出电压是36V，而PT4105的片选电压是12V左右，NE
48、555与PT4105相连必须要有一个上拉电压的电路，使NE555的输出电压上拉到PT4105片选电压的要求。265全文总结本文研究的是无线遥控LED指示灯系统的设计，是一个纯硬件的系统设计。本文对这个系统分成4个模块进行研究无线数据收发模块（无线数据发送模块和接收模块）、太阳能电源模块、定时器模块、LED灯驱动模块。文中对遥控LED指示灯系统的电路组成进行了分析，分别对4个模块的结构和功能进行了详细的介绍。芯片主要介绍了无线数据发送模块中的SC2262，无线数据接收模块中的SC2272，太阳能电源模块中的HT7044和HT7536，定时器模块中的NE555，LED灯驱动模块中的PT4105。对
49、这些芯片的了解，对整个系统的设计和研究起着决定性的作用。本设计遥控LED指示灯主要用在狩猎野猪。给LED灯加一个特殊的灯罩，其发出的光可以引诱野猪；无线遥控装置保证了在诱捕野猪的过程中，有足够的安全距离；太阳能充电装置便于使用者在野外使用。如果把这个设计略作修改就可以用在其他的方面，例如把定时器时间延长，可以在庭院里使用，晚上开车进入院子，驾驶员不必下车就可以控制照明灯；如果把定时器改为多谐振荡器，让LED灯一闪一闪的亮，可以作为安全警示灯，等等。27参考文献1佚名LED可行性分析报告J中国照明电器，2009（2）30352卢琳,殳国华,张仕文基于MPPT的智能太阳能充电系统研究JOFWEEK电子工程网，2010133周少平，杜洪林PT2262/PT2272无线数据收发模块应用的改进方法J江西科学，2009，27（4）5976074陈传虞LED恒流驱动芯片介绍（上）J中国照明电器,2010（4）17225陈传虞LED恒流驱动芯片介绍（下）J中国照明电器，2010（5）20256刘兵PC机无线数据收发装置J集成电路应用，1996（3）33347周国雄，夏国荣，周凯，蒋辉平，雷琪基于无线数据收发原理的自动报站系统J微计算机信息，2008，24（11）1791818杨振萍太阳能LED灯J太阳能技术
