1、 編號 *信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文題 目紅外線自動干手器電路設(shè)計學(xué)生姓名*學(xué) 號*院 系電子工程學(xué)院專 業(yè)應(yīng)用電子技術(shù)班 級*指導(dǎo)教師* 顧問教師二一四年六月摘 要隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，人們的生活水平不斷提高，相應(yīng)著交叉感染的疾病也在不斷地發(fā)生，以往人們洗完手進行干手都是利用毛巾擦干手上的水分，這樣就造成了交叉感染的后果。這就引起了我們對人們?nèi)粘Ｉ钪袑ο赐晔?，要進行干手的細節(jié)的關(guān)注。所以人們設(shè)計了干手器。本設(shè)計主要是采用了反射式紅外傳感器，利用了紅外線實現(xiàn)對干手器開關(guān)的自動控制，紅外線自動干手器的控制由紅外發(fā)射（SE303）、紅外接收（PH302）與電壓放大（LM741）、音頻譯碼（LM567

2、）、延時電路（555單穩(wěn)態(tài)電路）、驅(qū)動電路（繼電器）幾部分組成。本設(shè)計符合要求，能實現(xiàn)利用紅外線來控制干手器進行工作。以至于滿足人們?nèi)粘Ｉ钪斜苊饨徊娓腥镜囊蟆?關(guān)鍵詞：紅外線 LM567譯碼電路 555電路 繼電器AbstractWith the development of society and economy, people's living standard continues to improve, the corresponding cross infection diseases are constantly taking place, people used to

3、wash your hands are dry hands are hand use towel dry water, thus causing cross infection of the consequences. This leads us to the daily life of the people of hand washing to dry hands, attention to detail. So people designed hand dryer. This design is mainly a reflection type infrared sensor, the i

4、nfrared ray to realize the automatic control of hand switch, infrared automatic control device of hand by the infrared emission (SE303), infrared (PH302) and voltage amplification (LM741), audio decoding (LM567), time delay and driving circuit (relay) parts composition. The design meets the requirem

5、ents, can realize the infrared control device for drying hands to work. That meet to avoid cross infection in the people daily life requirements.keywords: Infrared LM567decoding circuit 555ciruit magtic valve目 錄摘 要IABSTRACTII第一章 緒論11.1課題研究背景11.2主要研究內(nèi)容1第二章 方案設(shè)計32.1功能及技術(shù)指標32.2方案設(shè)計的組成框圖3第三章 原理設(shè)計53.1紅外線

6、發(fā)射電路的設(shè)計53.2紅外線接收與電壓放大電路的設(shè)計73.3音頻譯碼電路的設(shè)計103.4延時與驅(qū)動電路的設(shè)計123.5電源電路的設(shè)計133.6總體電路的設(shè)計14第四章 電路調(diào)試154.1紅外線發(fā)射電路的調(diào)試154.2紅外線接受與電壓放大電路的調(diào)試154.3音頻譯碼電路的調(diào)試154.4延時與驅(qū)動電路的調(diào)試154.5電源電路的調(diào)試154.6總體電路的調(diào)試15第五章 總結(jié)與展望175.1總結(jié)175.2展望17致 謝19參考文獻21附錄1 整機電路原理圖23附錄2 元件清單25第一章 緒論1.1課題研究背景隨著電子技術(shù)的發(fā)展，當前電子產(chǎn)品的設(shè)計正朝著速度快、容量大、體積小、重量輕的方向發(fā)展。在其推動下

7、，現(xiàn)代電子產(chǎn)品幾乎滲透了社會的各個領(lǐng)域，有力地推動了社會生產(chǎn)力的發(fā)展和社會信息化程度的提高，同時也使現(xiàn)代電子產(chǎn)品性能進一步提高，產(chǎn)品更新?lián)Q代的節(jié)奏也越來越快。干手器是一種衛(wèi)浴間用烘干雙手或者吹干雙手的潔具電器，分為感應(yīng)式自動干手器和手動干手器。它主要運用于賓館、餐館、科研機構(gòu)、醫(yī)院、公共娛樂場和每個家庭的衛(wèi)生間等。當洗手后，將雙手伸在自動干手器的出風(fēng)口下，自動干手器會自動送風(fēng)，迅速使您的雙手去濕變干，而當您把手一離開自動干手器送風(fēng)口時它又自動停風(fēng)關(guān)機?？蛇_到不要毛巾擦干手上水分和防止疾病交叉感染的要求。本課題設(shè)計的是一種以紅外線自動控制的干手器。采用了反射式紅外線傳感器，這種傳感器的發(fā)射與接收

8、是合理化的。當人或事物靠近時，自動產(chǎn)生控制信號使繼電器動作得電吸合從而自動吹風(fēng)。它安裝方便、靈敏度高、抗干擾能力強，使用壽命長，發(fā)出光均勻穩(wěn)定。發(fā)出的二極管光為不可見光，當發(fā)出光被某一信號調(diào)制后，只有專門的解調(diào)電路才能收到。它可在強光下工作，給人們的生活帶來了極大的方便，已成為人們?nèi)粘Ｉ钪斜夭豢缮俚谋匦杵?。因此，研究紅外線自動控制的原理及其應(yīng)用，有著非常重要的意義。本設(shè)計滿足了人們在日常生活中自動化的需求，又提高了科學(xué)性。以適應(yīng)當今品種多、批量小的電子市場的需求，大大提高了產(chǎn)品的市場競爭力。1.2主要研究內(nèi)容本論文設(shè)計一種以紅外線自動控制的干手器。采用了反射式紅外線傳感器，這種傳感器的發(fā)射與

9、接收是合理化的。當人或事物靠近時，自動產(chǎn)生控制信號繼電器動作，使繼電器得電吸合吹風(fēng)的功能。當人手離開后，紅外光又照射到接收頭上，吹風(fēng)機的繼電器自動關(guān)閉。在設(shè)計過程方面，從總體方案、單元電路、元器件選擇和設(shè)計到裝配、調(diào)試、試驗、檢測、應(yīng)用以及注意事項等同樣進行了細致的介紹。第二章 方案設(shè)計2.1功能及技術(shù)指標功能：自動控制當人的手接近干手器時，干手器自動打開，當手遠離時，干手器自動關(guān)閉。技術(shù)指標：干手器在人吹風(fēng)時延時時間為13秒。2.2方案設(shè)計的組成框圖根據(jù)設(shè)計的要求和技術(shù)指標，能實現(xiàn)紅外控制干手器的方案比較多，但考慮到經(jīng)濟等一些方面，方案便確定下來了。如圖2-1所示：紅外發(fā)射（SE303）電壓

10、放大（LM741）音頻譯碼（LM567）延時與驅(qū)動（繼電器）紅外接收(PH302)圖2-1 方案框圖（1）每個部分的功能細化：1）紅外發(fā)射：由振蕩器產(chǎn)生一個40kHz的高頻信號，使紅外發(fā)射管發(fā)光，將電信號轉(zhuǎn)化成光信號。2）紅外接收：接受紅外發(fā)射管發(fā)射的紅外光信號，然后將其轉(zhuǎn)化成電信號。3）電壓放大：將紅外接收轉(zhuǎn)化成的微弱電信號放大，使其變成高電壓。4）音頻譯碼：音頻譯碼器采用LM567鎖相環(huán)電路，鎖相環(huán)內(nèi)側(cè)包含一個電流控制振蕩器（CC0）、一個鑒相器和一個反饋濾波器。此音頻譯器塊包含一個穩(wěn)定的鎖相環(huán)路和一個晶體管開關(guān)，當在此集成塊的輸入端加上所選定的音頻時，即可產(chǎn)生一個接地方波。當輸入信號于通

11、帶內(nèi)時提供飽和晶體管對地開關(guān)，電路由I與Q檢波器構(gòu)成，由電壓控制振蕩器驅(qū)動振蕩器確定譯碼器中心頻率。5）延時與驅(qū)動：接受到音頻譯碼后的電壓，利用555單穩(wěn)態(tài)電路延時使繼電器吸合，繼而是干手器打開工作。（2）根據(jù)框圖，顯然需要紅外發(fā)射，紅外接收，電壓放大，音頻譯碼，延時驅(qū)動等電路組成。其中的每一個功能部件又都有多種選擇的余地，當我們對每一個功能部件進行分析、比較、選擇和確定后，總體方案便確定下來了。這里列舉出各功能可能用到的一些部件：1）多諧振蕩器：74LS04，555電路。2）紅外發(fā)射與接收：SE303，PH302二極管。3）電壓放大：LM741，LM358，LM359等。4）音頻譯碼：LM5

12、67。5）延時電路：555單穩(wěn)態(tài)。6）驅(qū)動電路：固體繼電器，電磁繼電器。7）電源：變壓器，交流電壓，穩(wěn)壓。經(jīng)分析與研究，我們決定使用555多諧振蕩器，SE303，PH302二極管組成紅外發(fā)射與接收，電壓放大用LM741，音頻譯碼用LM567，延時驅(qū)動電路用555單穩(wěn)態(tài)電路與繼電器，電源由變壓器與交流電組成。第三章 原理設(shè)計3.1紅外線發(fā)射電路的設(shè)計紅外線發(fā)射電路是由555多諧振蕩電路是產(chǎn)生一個40kHz的高頻信號，使紅外發(fā)射管(SE303)發(fā)光，將電信號轉(zhuǎn)化成光信號。555電路組成的多諧振蕩器產(chǎn)生40kHz的信號驅(qū)動紅外發(fā)射管（SE303）發(fā)光。如圖3-1所示：圖3-1 紅外線發(fā)射電路（1）紅

13、外線發(fā)射電路的設(shè)計原理1）紅外發(fā)射的功能：555組成的多諧振蕩電路驅(qū)動紅外發(fā)射管向外發(fā)射頻率為40kHz的紅外線。2）紅外線發(fā)射電路的組成：由555多諧振蕩電路，SE303紅外發(fā)光二極管，電阻器R2 ，R3 ，R4，電容器C3，C4組成的電路。接通電源9V，由U1（NE555）及其外圍容阻元件構(gòu)成的多諧振蕩器通電工作，驅(qū)動紅外發(fā)光二極管工作，將紅外信號調(diào)制發(fā)射出去。3）產(chǎn)生頻率為40kHz的多諧振蕩器的參數(shù)計算，包括R2,R4,C3的設(shè)計。根據(jù)方案設(shè)計要求，設(shè)計出如圖3-1所示，頻率為40kHz的多諧振蕩器。振蕩周期計算公式：T0.7 (R2+2R4)C。所以要產(chǎn)生產(chǎn)生頻率為40kHz的多諧振

14、蕩器，即周期為0.025ms,則取R2=9.1k，R4=13k，C3=1000p，所以T0.7（9.1k+2*13k）*1000p0.025ms，f=1/T=40kHz。4）紅外線發(fā)射電路分析圖3-1是電路為紅外線發(fā)射電路，主要組成部分就是555構(gòu)成的多諧振蕩器和紅外線發(fā)射管SE303。SE303發(fā)射的紅外線在可見光范疇之外，故用PH302感應(yīng)接受紅外線。而555作為多諧振蕩器發(fā)射固定頻率的方波脈沖信號，激發(fā)SE303產(chǎn)生頻率為40kHz的紅外線。電流從R2、R4進入，給C3充電，2腳、6腳電壓升高，當6腳電壓超過2/3VCC(6V)時，555復(fù)位，輸出端3腳輸出電壓為低電平。之后C2通過R2

15、對7腳放電，當2腳電壓低于1/3VCC(3V)時，輸出端3腳輸出高電平，SE303向外發(fā)射紅外線。電源又通過R2、R4給C3充電，當2腳電壓大于6V時，觸發(fā)器再次翻轉(zhuǎn)。如此3號腳輸出特定頻率的脈沖方波信號。從555輸出端的電流大概是200mA,而SE303正常工作只需20mA。故連上R3來限流，保護紅外線發(fā)光二極管。（2）555電路的介紹555電路是一種數(shù)字、模擬混合型的中規(guī)模集成電路，應(yīng)用十分廣泛。它是一種產(chǎn)生時間延遲和多種脈沖信號的電路，由于內(nèi)部電壓標準使用了三個5k電阻，故取名555電路。1）555電路的工作原理555電路的內(nèi)部電路原理圖，如圖3-2（a）所示。它含有兩個電壓比較器，一個

16、基本RS觸發(fā)器，一個放電開關(guān)管T，比較器的參考電壓由三只5k電阻器構(gòu)成的分壓器提供。它們分別使高電平比較器A1的同相輸入和低電平比較器A2的反相器、輸入端的參考電平為2/3VCC和1/3VCC。A1與A2的輸出端控制RS觸發(fā)器狀態(tài)和放電管開關(guān)狀態(tài)。555芯片的引腳圖。如圖3-2（b）所示。當輸入信號自6腳，即高電平觸發(fā)輸入并超過參考電平2/3VCC時，觸發(fā)器復(fù)位，555的輸出端3腳輸出低電平，同時放電開關(guān)管導(dǎo)通；當輸入信號自2腳輸入并低于1/3VCC進，觸發(fā)器復(fù)位，555的3腳輸出高電平，同時放電開關(guān)管截止。RD是復(fù)位端（4腳），當RD0，555輸出低電平。平時RD端開路或接VCC。圖3-2

17、555定時器內(nèi)部原理圖及引腳排列VC是控制電壓端（5腳），平時輸出2/3VCC作為比較器A1的參考電平，當5腳外接一個輸入電壓，即改變了比較器的參考電平，從而實現(xiàn)對輸出的另一種控制，在不接外加電壓時，通常接一0.01µF的電容器到地，起濾波作用，以消除外來的干擾，以確保參考電平的穩(wěn)定。T為放電管，當T導(dǎo)通時，將給接于7腳的電容器提供低阻放電通路。555定時器主要是與電阻、電容構(gòu)成充放電電路，并由兩個比較器來檢測電容器上的電壓，以確定輸出電平的高低和放電開關(guān)管的通斷。這就很方便地構(gòu)成從微秒到數(shù)十分鐘的延時電路，可方便地構(gòu)成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，多諧振蕩器，施密特觸發(fā)器等脈沖產(chǎn)生或波形變換電路。

18、2）555構(gòu)成多諧振蕩器圖3-3（a）為由555定時器和外接定時元件R、C構(gòu)成的多諧振蕩器。穩(wěn)態(tài)時555電路輸入端處于電源電平，內(nèi)部放電開關(guān)和T導(dǎo)通，3腳輸出低電平，電路沒有穩(wěn)態(tài)，僅存在兩個暫穩(wěn)態(tài)，電路亦不需要外加觸發(fā)信號，利用電源通過R1、R2向C充電，以及C通過R2向放電端C1放電，使電路產(chǎn)生振蕩。電容C在1/3VCC和2/3VCC之間充電和放電。其波形如圖3-3（b）所示。輸出信號的時間參數(shù)TTw1+Tw2；Tw1=0.7(R1+R2)C；Tw2=0.7R2C555電路要求R1與R2均應(yīng)大于或等于1k,但R1R2應(yīng)小于或等于3.3M。外部元件的穩(wěn)定性決定了多諧振蕩器的穩(wěn)定性，555定時器

19、配以少量的元件即要獲得較高精度的振蕩頻率和具有較強的功率輸出能力。因此這種形式的多諧振蕩器應(yīng)用很廣。 圖3-3 555多諧振蕩器3.2紅外線接收與電壓放大電路的設(shè)計紅外線接收與電壓放大電路的作用是接收紅外發(fā)射管發(fā)射的紅外光信號，然后將其轉(zhuǎn)化成電信號，并由LM741對電壓進行放大。由R5和D3（PH302）組成紅外接收電路，C5作為信號耦合，由R6、R7、LM741組成電壓放大電路。紅外線接收與電壓放大電路，如圖3-4所示： 圖3-4 紅外線接收與電壓放大電路（1）本設(shè)計電路中采用的是紅外發(fā)射管（SE303）和紅外接收管(PH302)，其性能指標如下：1）紅外線的特點：人的眼睛能看到的可見光，若

20、按波長排列，依次（從長到短）為紅、橙、黃、綠、青、藍、紫。2）紅光的波長范圍為0.62m0.76m，比紅光波長還長的光叫紅外線。紅外線遙控器就是利用波長0.76m1.5m之間的近紅外線來傳送控制信號的。3）紅外線的特點是不干擾其他電器設(shè)備工作，也不會影響周邊環(huán)境。電路調(diào)試簡單，若對發(fā)射信號進行編碼，可實現(xiàn)多路紅外遙控功能。紅外發(fā)射管（SE303）就是發(fā)射紅外線的二極管，波長有940nm和850nm兩種。工作電流一般在50mA。主要用于紅外控制系統(tǒng)的發(fā)射源，發(fā)射信號經(jīng)頻率調(diào)制后一般接收距離可超過10米，無干擾時可超過30米。紅外接收管(PH302)是一種光感電流源。光感電流隨光通量的增大而增大，

21、光感電流對電容進行充電，就可以得到隨光通量變化而變化的電信號。無反射物時，光路暢通無阻，光感電流為最大；有反射物通過檢測區(qū)時，光路被擋一部分，輸出電位升高，遮光面積越大，輸出電位就越高。紅外光受到反射，紅外接收管產(chǎn)生TTL高電平信號，通過后續(xù)電路將信號放大后驅(qū)動繼電器送入進行處理執(zhí)行相應(yīng)動作。（2）電壓放大電路的作用是將紅外接收轉(zhuǎn)化成的微弱電信號放大，使其變成較高電壓。本設(shè)計采用的是反向比例放大電路，其原理是將同相輸入端接地，反向輸入端加信號，則輸出信號和輸入信號反相，一般運算放大器的開環(huán)放大倍數(shù)非常高，加入負反饋可限制放大，使其穩(wěn)定，頻率特性得到改善。由于Vo未達飽和前,反向輸入端Vi與同向

22、輸入端的電壓V相等(都是零)，因此I=Vi/R1,再由于流入反向端的電流為零,因此:V2=I*R2 =(Vi*R2)/R1，因此Vo= -V2=-(R2/R1)*Vi。R2如改為可變電阻,可任意調(diào)整電壓放大的倍數(shù)，但輸出波形和輸入反相。反向比例運算放大器電路，如圖3-5所示：圖3-5 反向比例運算放大器原理圖（3）本電路采用放大倍數(shù)為120倍的放大器放大器電壓放大倍數(shù)Au僅由外接電阻Ri、Rf決定：Au=-Rf/Ri。所以只要使圖中R6與R5的比值為120就滿足條件。可以取R7=120k, R6=1k即為放大倍數(shù)為120的放大器Au=-R7/R6=-120k/1k=-120。而此電路的功能是將

23、紅外接收轉(zhuǎn)化成的電信號放大，使其變成高電壓。（4）LM741集成運算放大器的性能與應(yīng)用LM741放大器為運算放大器中最常被使用的一種，擁有反相向與非反相兩輸入端，由輸入端輸入欲被放大的電流或電壓信號，經(jīng)放大后由輸出端輸出。放大器作動時的最大特點為需要一對同樣大小的正負電源，其值由±12VCC至±18VCC不等，而一般使用±15VCC的電壓。LM741是高性能內(nèi)補償運算放大器，功耗低，無需外部頻率補償，具有短路保護和失調(diào)電壓調(diào)零能力，運算放大器屬于使用反饋電路進行運算的高放大倍率型放大器，其放大倍率完全由外界組件所控制，透過外接電路或電阻的搭配，即可決定增益（即放大

24、倍率）大小。LM741的管腳功能是：1腳為調(diào)零端，2腳為反相輸入端，3腳為同相輸入端，4腳為負電源端，5腳為調(diào)零端，6腳為輸出端，7腳為正電源端，8腳為空腳端，LM741引腳圖如圖3-6所示： 圖3-6 LM741引腳圖3.3音頻譯碼電路的設(shè)計音調(diào)譯碼器采用LM567鎖相環(huán)電路，鎖相環(huán)內(nèi)側(cè)包含一個電流控制振蕩器（CC0）、一個鑒相器和一個反饋濾波器。此音調(diào)解碼塊包含一個穩(wěn)定的鎖相環(huán)路和一個晶體管開關(guān)，當在此集成塊的輸入端加上所選定的音頻時，即可產(chǎn)生一個接地方波。當輸入信號于通帶內(nèi)時提供飽和晶體管對地開關(guān)，電路由I與Q檢波器構(gòu)成，由電壓控制振蕩器驅(qū)動振蕩器確定譯碼器中心頻率。用外接元件獨立設(shè)定中

25、心頻率帶寬和輸出延遲。音頻譯碼電路如圖3-7所示：圖3-7 音頻譯碼電路LM567主要用于振蕩、調(diào)制、解調(diào)、和遙控編碼、譯碼電路。 如電力線載波通信，對講機亞音頻譯碼，遙控等。LM567的基本工作狀況有如一個低壓電源開關(guān)，當其接收到一個位于所選定的窄頻帶內(nèi)的輸入信號時，其開關(guān)就接通。通用的LM567還可以用做可變形發(fā)生器或通用鎖相環(huán)電路。當其用作音調(diào)控制開關(guān)時，所檢測的中心頻率可以設(shè)定于0.1至500kHz之間的任意值，檢測帶寬可以設(shè)定在中心頻率14%內(nèi)的任意值。而且輸出開關(guān)延遲可以通過選擇外電阻和電容在一個寬時間范圍內(nèi)任意改變。（1）LM567的管腳功能描述:1腳和2腳通常分別通過一電容器接

26、地，形成輸出濾波網(wǎng)絡(luò)和環(huán)路單級低通濾波網(wǎng)絡(luò)。2腳所接電容決定鎖相環(huán)路的捕捉帶寬：電容值越大，環(huán)路帶寬越窄。 1腳所接電容的容量應(yīng)至少是2腳電容的2倍。3腳是輸入端，要求輸入信號25mV。5腳和6腳外接的電阻和電容決定了內(nèi)部壓控振蕩器的中心頻率f2，且f21/1.1RC。8腳是邏輯輸出端，其內(nèi)部是一個集電極開路的三極管，允許最大灌電流為100mA。根據(jù)管腳功能的描述,，所以LM567外圍電路的元件：C7=2.2µF，C8=1µF。又因為內(nèi)部壓控振蕩器的中心頻率f2=1/1.1RC=40kHz，所以選用的R9=10k，C9=220p。LM567的引腳圖，如圖3-8所示：圖3-8

27、 LM567的引腳圖LM567的工作波形圖，如圖3-9所示：圖3-9 LM567的工作波形圖根據(jù)圖3-9所示，當有人想要吹干手時將紅外光束反射，LM567輸入端3腳有信號輸入，使得LM567輸出端8腳輸出低電平，從而使得555單穩(wěn)態(tài)延時電路輸出高電平，繼而使得干手器的繼電器自動開啟，干手器吹風(fēng)；當人手離開后，紅外光又照射不到接收頭上，LM567輸入端3腳無信號輸入，使得LM567輸出端8腳輸出高電平，從而使得555單穩(wěn)態(tài)電路輸出低電平，繼電器自動關(guān)閉，干手器停止工作。（2）LM567的技術(shù)指標：1）可調(diào)寬帶從0%至14%。2）寬信號輸出與噪聲的高抑制。3）對假信號抗干擾。4）高穩(wěn)定的中心頻率。

28、5）中心頻率調(diào)節(jié)從0.01Hz到500kHz。6）電源電壓5V至15V，推薦使用9V。3.4延時與驅(qū)動電路的設(shè)計延時與驅(qū)動電路，如圖3-10所示：圖3-10 延時與驅(qū)動電路（1）時間延遲電路時間延遲電路是由555芯片組成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器構(gòu)成，R9為上拉電阻，2腳為輸入端，當2腳輸入為低電平時（低于9V*1/3=3V），經(jīng)過555輸出端3腳輸出一個高電平，555進入暫穩(wěn)態(tài)。從而使Q1三極管導(dǎo)通，繼電器（KT）線包通電，產(chǎn)生電磁，使電磁繼電器的1、2端吸合，其交流電壓被接通，從而使電吹風(fēng)自動開啟、吹風(fēng)。因為延時時間Tw(Max)=1.1*R9*C10=13s，所以吹風(fēng)時間為13s。電源通過電阻R11

29、對C10充電，使6腳的電平升高超過9*2/3=6V，此時，555輸出狀態(tài)發(fā)生翻轉(zhuǎn)，3腳輸出低電平。Q1管截止，繼電器的交流輸出斷開，實現(xiàn)自動關(guān)閉電吹風(fēng)。（2）驅(qū)動電路 電動機直接接在220V交流電上，不能直接用數(shù)字電路中的微電來控制，所以要用繼電器來控制。電磁繼電器一般需要大電流，555輸出為高電平，繼電器工作，開關(guān)KT閉合，電動機工作。二極管D5起保護作用，當555輸出低電平時，Q1管截止，繼電器兩端均為低電平，開關(guān)KT處于斷開狀態(tài)，吹風(fēng)機不工作。3.5電源電路的設(shè)計電源電路，如圖3-11所示：圖3-11 電源電路電路直接從220V電網(wǎng)供電，通過T變壓器電路，出來12V左右的交流電壓，經(jīng)過二

30、極管橋式整流電路，輸出9V的直流電流，然后在經(jīng)過C1、C2完成濾波功能，穩(wěn)壓電路采用三端穩(wěn)壓集成電路來實現(xiàn)。它們共同構(gòu)成電源電路，為整個電路提供9V的直流電壓。(1)本設(shè)計中電源的組成：由變壓器，整流橋，濾波器，穩(wěn)壓器組成。變壓器把220V交流電變?yōu)榉€(wěn)壓所需的低壓交流電；整流器把低壓交流電變?yōu)橹绷麟?；整流后的直流電中仍會含有交流成分，可以通過濾波電路將交流成分濾除；經(jīng)濾波后，穩(wěn)壓器再把不穩(wěn)定的直流電壓變?yōu)榉€(wěn)定的直流電壓輸出。(2)電源變壓器變壓器的作用是將220V 50Hz交流電變成整流濾波所需的交流電壓。本設(shè)計需要把220V交流電變?yōu)?2V 交流電，變壓器匝數(shù)比 n=原邊匝數(shù)/副邊匝數(shù)18。

31、(3)整流濾波電路整流電路將交流電壓變換成脈動的直流電壓。再經(jīng)濾波電路濾除較大的波紋成分，輸出波紋較小的直流電壓。整流通常有半波整流和全波整流。常用的整流濾波電路有全波整流濾波、橋式整流濾波等，本設(shè)計采用橋式整流。從以上分析可以看出，輸出不再是交流，輸入對應(yīng)的輸出如圖3-12所示：圖3-12 整流之后的波形此輸出經(jīng)電容C1、C2濾波，C1、C2使通向負載的直流電流變得平滑，在一個周期之內(nèi)，電容C1、C2被兩次充放電，使得輸出的電壓波形更加平滑，減少了脈動成分，起到了濾波的作用。(4)穩(wěn)壓電路對任何穩(wěn)壓電路都應(yīng)從兩個方面考察其穩(wěn)壓特性，一是設(shè)電網(wǎng)電壓波動，研究起輸出電壓是否穩(wěn)定；二是設(shè)負載變化，

32、研究其輸出電壓是否穩(wěn)定。直流穩(wěn)壓電路分為串聯(lián)型穩(wěn)壓電路和開關(guān)型穩(wěn)壓電路，本設(shè)計采用串聯(lián)型穩(wěn)壓電路。穩(wěn)壓器一般包括單管穩(wěn)壓器和集成穩(wěn)壓器。常用的集成穩(wěn)壓器有固定式三端穩(wěn)壓器和可調(diào)式三端穩(wěn)壓器整流濾波后得到的直流電壓通常是不穩(wěn)定的，這是因為交流電網(wǎng)的供電電壓常有波動，使得整流濾波后的直流電壓也相應(yīng)變動，為了得到穩(wěn)定的直流電壓，避免電壓的變化對電路工作狀態(tài)的影響，需要利用穩(wěn)壓器達到穩(wěn)壓的作用。7809是三端集成穩(wěn)壓器中的一種，它是將調(diào)整管、穩(wěn)壓管與取樣放大管等制作在一塊芯片上，它的輸出電流為1A，7809的輸出電壓為9V。它在使用時要與電容連接，電容C1、C2即可以減小整流后電壓的波動。3.6總體電

33、路的設(shè)計（1）電路的組成本設(shè)計電路包含五大部分紅外發(fā)射，紅外接收，電壓放大，音頻譯碼，延時驅(qū)動電路。（2）總電路圖如附錄1所示：（3）電路的工作過程：如附錄1所示為紅外線自動干手器電路。其中發(fā)射電路由555多諧振蕩器和紅外發(fā)射管(SE303)組成；接收譯碼控制電路包括紅外接收管PH302、運算放大器(LM741)、音頻譯碼器(LM567)、555單穩(wěn)態(tài)延時、繼電器、電源等組成。發(fā)射電路由多諧振蕩器(555)和R2、R4、C3等組成，其振蕩周期為T0.7（9.1k+2*13k）*1000p0.025ms，即振蕩頻率f=40kHz。振蕩輸出信號驅(qū)動紅外發(fā)射管SE303工作，從而產(chǎn)生紅外脈沖調(diào)制波。

34、接收電路中紅外管PH302與發(fā)射電路中的發(fā)射管相匹配。紅外脈沖調(diào)制波經(jīng)PH302接收后被轉(zhuǎn)換成電信號，再經(jīng)LM741放大后加至音頻譯碼器(LM567)，使LM567的中心頻率f1=1/1.1RC與紅外調(diào)制頻率40kHz一致，則LM567的8腳輸出低電平，LM567的8腳輸出的低電平輸入單穩(wěn)態(tài)電路555芯片的2腳，使555得3腳輸出高電平。從而使Q1三極管導(dǎo)通，繼電器（KT）吸合，其交流電壓被接通，從而使電吹風(fēng)自動開啟、吹風(fēng)；當人手離開時，紅外發(fā)射管發(fā)射的紅外光就照不到接收頭上，LM567又輸出高電平，使555單穩(wěn)態(tài)電路輸出低電平，Q1管截止，繼電器的交流輸出斷開，實現(xiàn)自動關(guān)閉電吹風(fēng)。第四章 電

35、路調(diào)試4.1紅外線發(fā)射電路的調(diào)試按照振蕩部分中設(shè)計的電路把硬件電路焊接好，接通電源后用示波器檢查集成穩(wěn)壓塊555集成塊的3腳是否有連續(xù)的脈沖信號，如果正確，則接入相應(yīng)的電路中，如果不正確，重新再設(shè)計振蕩電路。4.2紅外線接受與電壓放大電路的調(diào)試將萬用表并接于PH302與地之間，在接收管前用黑紙遮住，此時電壓應(yīng)高于9V。然后去掉反射物，讓一個人站在前方0.5cm左右處，使PH302的電壓降為1V左右，此時說明發(fā)射與接收頻率已調(diào)準。按照放大電路把硬件電路焊接好，仔細檢查無誤就可通電調(diào)試，因為是反相放大，所以當輸入為正電壓時，那么用萬用表測出的電壓時負值，如果是負值，則電路正確，反之電路不正確，則重

36、新設(shè)計電壓放大電路。4.3音頻譯碼電路的調(diào)試放大的信號送入音頻譯碼器電路LM567的3腳，其中心頻率調(diào)至40kHz，以達到和紅外發(fā)射管頻率一致，這樣當接收到信號時就可以使8腳由原來的高電平變?yōu)榈碗娖剑?腳的電平變化送至555單穩(wěn)態(tài)電路。根據(jù)這一原理方法與上一個步驟類似，當輸入為正電壓時，用萬用表測出電壓為負電壓時，則電路正確，反之，重新設(shè)計電路。4.4延時與驅(qū)動電路的調(diào)試當通電的時侯，已經(jīng)確認前幾級電路能正常工作。用萬用表測試555芯片的3腳是否是高電平，是高電平且持續(xù)高電平13s左右則電路正常，繼電器吸合，有風(fēng)自動吹出，這樣證明是好的，當通電時，沒有風(fēng)吹出，說明驅(qū)動電路不通，則需要檢查Q1管

37、和555單穩(wěn)態(tài)延時電路是否正常。要找出哪里沒有好，再重新設(shè)計。4.5電源電路的調(diào)試按照電源部分設(shè)計的電路把硬件電路焊接好，然后用萬用表測量電容C2正極的電壓是否有+9V電壓輸出，如果正確，則接入相應(yīng)的電路中，如果不正確，重新再設(shè)計。4.6總體電路的調(diào)試經(jīng)過紅外發(fā)射電路，紅外接受與放大電路，音頻譯碼電路，延時與驅(qū)動電路的調(diào)試。就可以進行總體電路的調(diào)試了。本設(shè)計的最終目的就是:利用紅外線控制電吹風(fēng)實現(xiàn)電吹風(fēng)的自動開與關(guān)。驗證本課題設(shè)計的的成功與否，只要將手伸進時看電吹風(fēng)能否自動吹風(fēng)，電吹風(fēng)能自動吹風(fēng)則說明本課題設(shè)計成功，否則將要重新設(shè)計。第五章 總結(jié)與展望5.1總結(jié)畢業(yè)設(shè)計是對學(xué)生學(xué)業(yè)水平的綜合檢

38、驗，是學(xué)生運用自己所具備的知識和能力去分析問題，解決問題，進行理論與實際相結(jié)合的訓(xùn)練。此次畢業(yè)設(shè)計我選的是紅外線自動干手器電路設(shè)計，本設(shè)計完成了對紅外發(fā)射電路、紅外接收與電壓放大電路，音頻譯碼控制電路，時間延遲與驅(qū)動電路的設(shè)計。其中發(fā)射電路是由555多諧振蕩器和紅外發(fā)射二極管（SE303）組成，接收與電壓放大電路包括紅外接收管（PH302）和運算放大器（LM741），音頻譯碼控制電路是由音頻譯碼器（LM567）實現(xiàn)，時間延遲與驅(qū)動電路由555單穩(wěn)態(tài)電路、繼電器組成。當有人想要吹干手時將紅外光束反射，LM567有信號輸入，使得LM567輸出低電平，從而使得555單穩(wěn)態(tài)電路輸出高電平，繼而使得干手

39、器的繼電器自動開啟，干手器吹風(fēng)；當人手離開后，紅外光又照射不到紅外接收管上，LM567無信號輸入，使得LM567輸出高電平，從而使得555單穩(wěn)態(tài)電路輸出低電平，繼電器自動斷開，干手器停止工作。5.2展望通過這次對紅外線自動干手器電路的設(shè)計，讓我了解了設(shè)計電路的思路，也讓我了解了關(guān)于自動干手器的原理與設(shè)計理論，通過這次學(xué)習(xí)，讓我對555電路，反相放大電路，音頻譯碼電路等都有了一定的了解，這次的畢業(yè)設(shè)計除了讓我學(xué)會很多的專業(yè)知識外，也讓我增加了自我自學(xué)的能力和對獨立的能力。更為重要的是，我拓展了思路，活躍了思維。由于時間關(guān)系和經(jīng)驗不足，本課題的設(shè)計方案還有許多可以改進的地方，對于設(shè)計方案今后進一步

40、的研究設(shè)想概括如下：（1） 紅外線發(fā)射與接收采用高靈敏度的光電傳感器。（2） 音頻譯碼電路改用更為簡單的CX20106來實現(xiàn)。（3） 干手器可以做成吹出的風(fēng)是暖風(fēng)，且吹出的風(fēng)可以根據(jù)季節(jié)的變化而設(shè)定溫度?？傊?，這次畢業(yè)設(shè)計既是對我們課程知識的考驗，也是對我們思考問題，解決問題能力的考核，更是對我們?nèi)烁衿返碌目简灒屛覀兪芤娣藴\。致 謝 經(jīng)過這一兩個月的忙碌和學(xué)習(xí)，本次畢業(yè)設(shè)計已經(jīng)接近尾聲，作為一個大專生的畢業(yè)設(shè)計，由于經(jīng)驗的缺乏，在當中出現(xiàn)了很多的差錯，如果沒有導(dǎo)師和同學(xué)的幫助，想要完成這次畢業(yè)設(shè)計是相當有難度的。在畢業(yè)設(shè)計過程中，我遇到了很多的困難。在這里我要感謝我的導(dǎo)師李*給我的悉心幫助和耐心細致的指導(dǎo)，我的畢業(yè)設(shè)計比較