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压电供电式红外遥控器的研究

Form: 论文之家作者：朱永华 Publish: 2007-8-6 Hits:-

【中文题名】

压电供电式红外遥控器的研究

【英文题名】

The Research on Infrared Controller Powered by Piezoelectric Generator

【学科专业】

机械设计及理论

【论文级别】

硕士论文

【投稿时间】

2007-8-6

【中关键词】

压电发电,低功耗,红外线遥控,MSP430,PZT,

【英关键词】

Piezoelectric power generation,Infrared remote control,Low power,MSP430,PZT,

【分类导航】

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【论文摘要】

电池对环境的危害已广为人知,研究新型、环保的能源装置来代替传统的电池势在必行。压电发电装置正是这种能源装置之一,它具有结构简单、不发热、无电磁干扰、易于加工制作和实现结构上的小型化、集成化等优点,因而压电发电技术现已成为新的研究领域。本文将压电发电技术与遥控技术相结合,研究一种压电式低功耗红外线遥控器。该遥控器里安装了一个矩形压电片,它能把按下按键时的机械能转化为内部电路所需要的电能。按下按键后,单片机能产生一个编码信号,该信号通过红外发光二极管发射出去。红外线接收器收到已调信号后将其解调、放大后输送给单片机,单片机根据编码信号控制继电器断开或者闭合,从而实现遥控功能。具体研究内容如下: 1.针对遥控器的使用情况,分析单次激励时压电振子的振动情况及其输出电压特征曲线;分析各因素对压电振子振动频率,振幅和振幅衰减速度的影响;提出几种提高压电振子发电能力的方法,如使用冲击,加弧面支撑,反面安装压电振子等;最后,通过几个典型的试验验证前面分析结论。 2.介绍低功耗电子电路的设计原则,以此为指导确定系统方案,选择各种低功耗元件和编写相关程序。 3.设计并制作具有较高转换效率...

【论文题纲】

提要	4-9
第1章绪论	9-15
1.1 前言	9-11
1.2 压电发电技术的应用	11-14
1.2.1 压电点火器	11-12
1.2.2 压电发电鞋	12-13
1.2.3 纳米发电机	13
1.2.4 无线电遥控墙壁开关	13-14
1.3 本文的主要研究内容	14-15
第2章压电发电技术的基础理论	15-24
2.1 压电发电的物理基础	15-20
2.1.1 压电效应	15-16
2.1.2 压电陶瓷	16-18
2.1.3 压电振子	18-19
2.1.4 压电方程	19-20
2.2 压电振子的支撑与激励方式	20-23
2.2.1 压电振子的激励方式	21-22
2.2.2 压电振子的支撑形式	22-23
2.3 本章小结	23-24
第3章单次激励时压电振子的振动分析与测试	24-45
3.1 单次激励时压电振子的振动分析及电压输出	24-31
3.1.1 影响压电振子振动频率的因素	25-26
3.1.2 影响压电振子振幅的因素	26-29
3.1.3 影响压电振子振幅衰减速度的因素	29-31
3.2 提高压电振子发电能力的方法	31-35
3.2.1 用冲击代替手动按压	31-32
3.2.2 加大压电振子的变形,使用等应变设计方法	32-33
3.2.3 提高压电振子的固有频率	33
3.2.4 降低振幅的衰减速度	33-35
3.2.5 反面安装	35
3.3 压电振子发电能力的测试	35-44
3.3.1 压电振子的强度条件	36-38
3.3.2 实验一：圆弧支撑对发电能力的影响	38-40
3.3.3 实验二：不同夹持方式对输出电压的影响	40-42
3.3.4 实验三：激励速度对输出电压的影响	42-43
3.3.5 实验四：反面安装的电压输出曲线	43-44
3.4 本章小结	44-45
第4章系统方案的设计原则与确定	45-57
4.1 低功耗电子电路设计原则	45-50
4.1.1 硬件低功耗设计	46-48
4.1.2 软件低功耗设计	48-50
4.2 系统方案的确定	50-51
4.3 MSP430 单片机的介绍	51-56
4.3.1 MSP430 系列单片机简介	51-54
4.3.2 MSP430 系列单片机的低功耗结构	54-55
4.3.3 MSP430 系列单片机的低功耗应用原则	55-56
4.3.4 MSP430 的时钟模块和低功耗	56
4.4 本章小结	56-57
第5章遥控系统的设计制作与测试	57-76
5.1 电源电路的设计	57-62
5.1.1 整流电路	57-58
5.1.2 滤波稳压电路	58-59
5.1.3 两个电容值的确定	59-62
5.2 MSP430 单片机电路的设计	62-67
5.2.1 电压输入	63-64
5.2.2 复位电路	64-65
5.2.3 JTAG 接口	65
5.2.4 红外发射电路	65-66
5.2.5 按键电路	66
5.2.6 遥控器总电路图	66-67
5.3 遥控器的程序设计	67-70
5.3.1 信号发射原理	67-68
5.3.2 波特率的选择	68-69
5.3.3 信号发射程序	69-70
5.4 接收器的设计	70-72
5.4.1 接收器硬件电路设计	70-71
5.4.2 接收器程序设计	71-72
5.5 遥控系统的制作与测试	72-75
5.5.1 遥控系统的制作	73
5.5.2 可行性测试	73-74
5.5.3 功耗比较	74-75
5.5.4 其它测试	75
5.6 本章小结	75-76
第6章结论	76-78
6.1 结论	76-78
6.1.1 本文的主要研究工作	76-77
6.1.2 本文的主要结论	77-78
参考文献	78-82
附录——单片机发射和接收程序	82-86
摘要	86-89
ABSTRACT	89-94
致谢	94-95
导师及作者简介	95
导师简介	95
作者简介	95

【DOI】

LunWen.ID:2.2008.389580



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