红外线自动干手器毕业设计论文.doc

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1、 编号 *信息信息职业职业技技术术学院学院 毕毕业业论论文文 题 目红外线自动干手器电路设计 学生姓名* 学 号* 院 系电子工程学院 专 业应用电子技术 班 级* 指导教师* 顾问教师 二一四年六月 摘 要 摘摘 要要 随着社会经济的发展，人们的生活水平不断提高，相应着交叉感染的疾病 也在不断地发生，以往人们洗完手进行干手都是利用毛巾擦干手上的水分，这 样就造成了交叉感染的后果。这就引起了我们对人们日常生活中对洗完手，要 进行干手的细节的关注。所以人们设计了干手器。本设计主要是采用了反射式 红外传感器，利用了红外线实现对干手器开关的自动控制，红外线自动干手器 的控制由红外发射（SE303）

2、、红外接收（PH302）与电压放大（LM741） 、音频 译码（LM567） 、延时电路（555 单稳态电路） 、驱动电路（继电器）几部分组成。 本设计符合要求，能实现利用红外线来控制干手器进行工作。以至于满足人们 日常生活中避免交叉感染的要求。 关键词关键词：红外线 LM567 译码电路 555 电路 继电器 Abstract A Abstractbstract With the development of society and economy, peoples living standard continues to improve, the corresponding cross i

3、nfection diseases are constantly taking place, people used to 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.

4、This design is mainly a reflection type infrared sensor, the infrared 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 ci

5、rcuit (relay) parts composition. The design meets the requirements, 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 录 I 目目 录录 摘摘 要要I ABSTRACT

6、II 第一章第一章 绪论绪论.1 1.1 课题研究背景1 1.2 主要研究内容1 第二章第二章 方案设计方案设计.3 2.1 功能及技术指标3 2.2 方案设计的组成框图3 第三章第三章 原理设计原理设计.5 3.1 红外线发射电路的设计5 3.2 红外线接收与电压放大电路的设计7 3.3 音频译码电路的设计10 3.4 延时与驱动电路的设计12 3.5 电源电路的设计13 3.6 总体电路的设计14 第四章第四章 电路调试电路调试.15 4.1 红外线发射电路的调试15 4.2 红外线接受与电压放大电路的调试15 4.3 音频译码电路的调试15 4.4 延时与驱动电路的调试15 4.5 电源

7、电路的调试15 4.6 总体电路的调试15 第五章第五章 总结与展望总结与展望.17 5.1 总结17 5.2 展望17 致致 谢谢.19 参考文献参考文献.21 附录附录 1 整机电路原理图整机电路原理图23 附录附录 2 元件清单元件清单25 淮安信息职业技术学院毕业设计论文 II *信息职业技术学院毕业设计论文 0 第一章第一章 绪论绪论 1.1 课题课题研究背景研究背景 随着电子技术的发展，当前电子产品的设计正朝着速度快、容量大、体积 小、重量轻的方向发展。在其推动下，现代电子产品几乎渗透了社会的各个领 域，有力地推动了社会生产力的发展和社会信息化程度的提高，同时也使现代 电子产品性能

8、进一步提高，产品更新换代的节奏也越来越快。 干手器是一种卫浴间用烘干双手或者吹干双手的洁具电器，分为感应式自 动干手器和手动干手器。它主要运用于宾馆、餐馆、科研机构、医院、公共娱 乐场和每个家庭的卫生间等。当洗手后，将双手伸在自动干手器的出风口下， 自动干手器会自动送风，迅速使您的双手去湿变干，而当您把手一离开自动干 手器送风口时它又自动停风关机。可达到不要毛巾擦干手上水分和防止疾病交 叉感染的要求。 本课题设计的是一种以红外线自动控制的干手器。采用了反射式红外线传 感器，这种传感器的发射与接收是合理化的。当人或事物靠近时，自动产生控 制信号使继电器动作得电吸合从而自动吹风。 它安装方便、灵敏

9、度高、抗干扰能力强，使用寿命长，发出光均匀稳定。 发出的二极管光为不可见光，当发出光被某一信号调制后，只有专门的解调电 路才能收到。它可在强光下工作，给人们的生活带来了极大的方便，已成为人 们日常生活中必不可少的必需品。因此，研究红外线自动控制的原理及其应用， 有着非常重要的意义。 本设计满足了人们在日常生活中自动化的需求，又提高了科学性。以适应 当今品种多、批量小的电子市场的需求，大大提高了产品的市场竞争力。 1.2 主要研究内容主要研究内容 本论文设计一种以红外线自动控制的干手器。采用了反射式红外线传感器， 这种传感器的发射与接收是合理化的。当人或事物靠近时，自动产生控制信号 继电器动作，

10、使继电器得电吸合吹风的功能。当人手离开后，红外光又照射到 接收头上，吹风机的继电器自动关闭。在设计过程方面，从总体方案、单元电 路、元器件选择和设计到装配、调试、试验、检测、应用以及注意事项等同样 进行了细致的介绍。 *信息职业技术学院毕业设计论文 0 第二章 方案设计 1 第二章第二章 方案设计方案设计 2.1 功能及技功能及技术术指指标标 功能：自动控制当人的手接近干手器时，干手器自动打开，当手远离时， 干手器自动关闭。 技术指标：干手器在人吹风时延时时间为 13 秒。 2.2 方案方案设计设计的的组组成框成框图图 根据设计的要求和技术指标，能实现红外控制干手器的方案比较多，但考 虑到经济

11、等一些方面，方案便确定下来了。如图 2-1 所示： 图 2-1 方案框图 （1）每个部分的功能细化： 1）红外发射：由振荡器产生一个 40kHz 的高频信号，使红外发射管发光， 将电信号转化成光信号。 2）红外接收：接受红外发射管发射的红外光信号，然后将其转化成电信号。 3）电压放大：将红外接收转化成的微弱电信号放大，使其变成高电压。 4）音频译码：音频译码器采用 LM567 锁相环电路，锁相环内侧包含一个 电流控制振荡器（CC0） 、一个鉴相器和一个反馈滤波器。此音频译器块包含一 个稳定的锁相环路和一个晶体管开关，当在此集成块的输入端加上所选定的音 频时，即可产生一个接地方波。当输入信号于通

12、带内时提供饱和晶体管对地开 关，电路由 I 与 Q 检波器构成，由电压控制振荡器驱动振荡器确定译码器中心 频率。 5）延时与驱动：接受到音频译码后的电压，利用 555 单稳态电路延时使继 电器吸合，继而是干手器打开工作。 （2）根据框图，显然需要红外发射，红外接收，电压放大，音频译码，延 时驱动等电路组成。其中的每一个功能部件又都有多种选择的余地，当我们对 每一个功能部件进行分析、比较、选择和确定后，总体方案便确定下来了。 这里列举出各功能可能用到的一些部件： 红外发射 （SE303） 电压放大 （LM741） 音频译码 （LM567） 延时与驱动 （继电器） 红外接收 (PH302) *信息

13、职业技术学院毕业设计论文 2 1）多谐振荡器：74LS04，555 电路。 2）红外发射与接收：SE303，PH302 二极管。 3）电压放大：LM741，LM358，LM359 等。 4）音频译码：LM567。 5）延时电路：555 单稳态。 6）驱动电路：固体继电器，电磁继电器。 7）电源：变压器，交流电压，稳压。 经分析与研究，我们决定使用 555 多谐振荡器，SE303，PH302 二极管组成 红外发射与接收，电压放大用 LM741，音频译码用 LM567，延时驱动电路用 555 单稳态电路与继电器，电源由变压器与交流电组成。 第三章 原理设计 3 第三章第三章 原理设计原理设计 3.

14、1 红红外外线发线发射射电电路的路的设计设计 红外线发射电路是由 555 多谐振荡电路是产生一个 40kHz 的高频信号，使 红外发射管(SE303)发光，将电信号转化成光信号。 555 电路组成的多谐振荡器产生 40kHz 的信号驱动红外发射管（SE303）发 光。如图 3-1 所示： 图 3-1 红外线发射电路 （1）红外线发射电路的设计原理 1）红外发射的功能：555 组成的多谐振荡电路驱动红外发射管向外发射频 率为 40kHz 的红外线。 2）红外线发射电路的组成：由555 多谐振荡电路，SE303 红外发光二 极管，电阻器 R2 ，R3 ，R4，电容器 C3，C4 组成的电路。接通电

15、源 9V，由 U1（NE555）及其外围容阻元件构成的多谐振荡器通电工作，驱动红外 发光二极管工作，将红外信号调制发射出去。 3）产生频率为 40kHz 的多谐振荡器的参数计算，包括 R2,R4,C3 的设计。 根据方案设计要求，设计出如图 3-1 所示，频率为 40kHz 的多谐振荡器。 振荡周期计算公式：T0.7 (R2+2R4)C。 所以要产生产生频率为 40kHz 的多谐振荡器，即周期为 0.025ms,则取 R2=9.1k，R4=13k，C3=1000p，所以 T0.7（9.1k+2*13k） *1000p0.025ms，f=1/T=40kHz。 4）红外线发射电路分析 图 3-1

16、是电路为红外线发射电路，主要组成部分就是 555 构成的多谐振荡器 和红外线发射管 SE303。SE303 发射的红外线在可见光范畴之外，故用 PH302 感应接受红外线。而 555 作为多谐振荡器发射固定频率的方波脉冲信号，激发 *信息职业技术学院毕业设计论文 4 SE303 产生频率为 40kHz 的红外线。 电流从 R2、R4 进入，给 C3 充电，2 脚、6 脚电压升高，当 6 脚电压超过 2/3VCC(6V)时，555 复位，输出端 3 脚输出电压为低电平。之后 C2 通过 R2 对 7 脚放电，当 2 脚电压低于 1/3VCC(3V)时，输出端 3 脚输出高电平，SE303 向 外

17、发射红外线。电源又通过 R2、R4 给 C3 充电，当 2 脚电压大于 6V 时，触发 器再次翻转。如此 3 号脚输出特定频率的脉冲方波信号。 从 555 输出端的电流大概是 200mA,而 SE303 正常工作只需 20mA。故连上 R3 来限流，保护红外线发光二极管。 （2）555 电路的介绍 555 电路是一种数字、模拟混合型的中规模集成电路，应用十分广泛。它是 一种产生时间延迟和多种脉冲信号的电路，由于内部电压标准使用了三个 5k 电 阻，故取名 555 电路。 1）555 电路的工作原理 555 电路的内部电路原理图，如图 3-2（a）所示。它含有两个电压比较器， 一个基本 RS 触

18、发器，一个放电开关管 T，比较器的参考电压由三只 5k 电阻器 构成的分压器提供。它们分别使高电平比较器 A1 的同相输入和低电平比较器 A2 的反相器、输入端的参考电平为 2/3VCC 和 1/3VCC。A1 与 A2 的输出端控 制 RS 触发器状态和放电管开关状态。555 芯片的引脚图。如图 3-2（b）所示。 当输入信号自 6 脚，即高电平触发输入并超过参考电平 2/3VCC 时，触发器复位， 555 的输出端 3 脚输出低电平，同时放电开关管导通；当输入信号自 2 脚输入并 低于 1/3VCC 进，触发器复位，555 的 3 脚输出高电平，同时放电开关管截止。 RD 是复位端（4 脚

19、） ，当 RD0，555 输出低电平。平时 RD 端开路或接 VCC。 图 3-2 555 定时器内部原理图及引脚排列 VC 是控制电压端（5 脚） ，平时输出 2/3VCC 作为比较器 A1 的参考电平， 第三章 原理设计 5 当 5 脚外接一个输入电压，即改变了比较器的参考电平，从而实现对输出的另 一种控制，在不接外加电压时，通常接一 0.01F 的电容器到地，起滤波作用， 以消除外来的干扰，以确保参考电平的稳定。T 为放电管，当 T 导通时，将给 接于 7 脚的电容器提供低阻放电通路。 555 定时器主要是与电阻、电容构成充放电电路，并由两个比较器来检测电 容器上的电压，以确定输出电平的

20、高低和放电开关管的通断。这就很方便地构 成从微秒到数十分钟的延时电路，可方便地构成单稳态触发器，多谐振荡器， 施密特触发器等脉冲产生或波形变换电路。 2）555 构成多谐振荡器 图 3-3（a）为由 555 定时器和外接定时元件 R、C 构成的多谐振荡器。稳 态时 555 电路输入端处于电源电平，内部放电开关和 T 导通，3 脚输出低电平， 电路没有稳态，仅存在两个暂稳态，电路亦不需要外加触发信号，利用电源通 过 R1、R2 向 C 充电，以及 C 通过 R2 向放电端 C1 放电，使电路产生振荡。电 容 C 在 1/3VCC 和 2/3VCC 之间充电和放电。其波形如图 3-3（b）所示。输

21、出 信号的时间参数 TTw1+Tw2；Tw1=0.7(R1+R2)C；Tw2=0.7R2C 555 电路要求 R1 与 R2 均应大于或等于 1k,但 R1R2 应小于或等于 3.3M。外部元件的稳定性决定了多谐振荡器的稳定性，555 定时器配以少量的元 件即要获得较高精度的振荡频率和具有较强的功率输出能力。因此这种形式的 多谐振荡器应用很广。 图 3-3 555 多谐振荡器 *信息职业技术学院毕业设计论文 6 3.2 红红外外线线接收与接收与电压电压放大放大电电路的路的设计设计 红外线接收与电压放大电路的作用是接收红外发射管发射的红外光信号， 然后将其转化成电信号，并由 LM741 对电压进

22、行放大。由 R5 和 D3（PH302） 组成红外接收电路，C5 作为信号耦合，由 R6、R7、LM741 组成电压放大电路。 红外线接收与电压放大电路，如图 3-4 所示： 图 3-4 红外线接收与电压放大电路 （1）本设计电路中采用的是红外发射管（SE303）和红外接收管(PH302)， 其性能指标如下： 1）红外线的特点：人的眼睛能看到的可见光，若按波长排列，依次（从长 到短）为红、橙、黄、绿、青、蓝、紫。 2）红光的波长范围为 0.62m0.76m，比红光波长还长的光叫红外线。红 外线遥控器就是利用波长 0.76m1.5m 之间的近红外线来传送控制信号的。 3）红外线的特点是不干扰其他

23、电器设备工作，也不会影响周边环境。电路 调试简单，若对发射信号进行编码，可实现多路红外遥控功能。 红外发射管（SE303）就是发射红外线的二极管，波长有 940nm 和 850nm 两种。工作电流一般在 50mA。主要用于红外控制系统的发射源，发射信号经频 率调制后一般接收距离可超过 10 米，无干扰时可超过 30 米。 红外接收管(PH302)是一种光感电流源。光感电流随光通量的增大而增大， 光感电流对电容进行充电，就可以得到随光通量变化而变化的电信号。无反射 物时，光路畅通无阻，光感电流为最大；有反射物通过检测区时，光路被挡一 部分，输出电位升高，遮光面积越大，输出电位就越高。红外光受到反

24、射，红 外接收管产生 TTL 高电平信号，通过后续电路将信号放大后驱动继电器送入进 行处理执行相应动作。 第三章 原理设计 7 （2）电压放大电路的作用是将红外接收转化成的微弱电信号放大，使其变 成较高电压。本设计采用的是反向比例放大电路，其原理是将同相输入端接地， 反向输入端加信号，则输出信号和输入信号反相，一般运算放大器的开环放大 倍数非常高，加入负反馈可限制放大，使其稳定，频率特性得到改善。 由于 Vo 未达饱和前,反向输入端 Vi 与同向输入端的电压 V 相等(都是零)， 因此 I=Vi/R1,再由于流入反向端的电流为零,因此:V2=I*R2 =(Vi*R2)/R1，因此 Vo= -V

25、2=-(R2/R1)*Vi。R2 如改为可变电阻,可任意调整电压放大的倍数，但输 出波形和输入反相。反向比例运算放大器电路，如图 3-5 所示： 图 3-5 反向比例运算放大器原理图 （3）本电路采用放大倍数为 120 倍的放大器 放大器电压放大倍数 Au 仅由外接电阻 Ri、Rf 决定：Au=-Rf/Ri。所以只要 使图中 R6 与 R5 的比值为 120 就满足条件。可以取 R7=120k, R6=1k 即为放大 倍数为 120 的放大器 Au=-R7/R6=-120k/1k=-120。而此电路的功能是将红外接 收转化成的电信号放大，使其变成高电压。 （4）LM741 集成运算放大器的性能

26、与应用 LM741 放大器为运算放大器中最常被使用的一种，拥有反相向与非反相两 输入端，由输入端输入欲被放大的电流或电压信号，经放大后由输出端输出。 放大器作动时的最大特点为需要一对同样大小的正负电源，其值由12VCC 至 18VCC 不等，而一般使用15VCC 的电压。 LM741 是高性能内补偿运算放大器，功耗低，无需外部频率补偿，具有短 路保护和失调电压调零能力，运算放大器属于使用反馈电路进行运算的高放大 倍率型放大器，其放大倍率完全由外界组件所控制，透过外接电路或电阻的搭 配，即可决定增益（即放大倍率）大小。LM741 的管脚功能是：1 脚为调零端， 2 脚为反相输入端，3 脚为同相输

27、入端，4 脚为负电源端，5 脚为调零端，6 脚为 输出端，7 脚为正电源端，8 脚为空脚端，LM741 引脚图如图 3-6 所示： *信息职业技术学院毕业设计论文 8 图 3-6 LM741 引脚图 3.3 音音频译码电频译码电路的路的设计设计 音调译码器采用 LM567 锁相环电路，锁相环内侧包含一个电流控制振荡器 （CC0） 、一个鉴相器和一个反馈滤波器。此音调解码块包含一个稳定的锁相环 路和一个晶体管开关，当在此集成块的输入端加上所选定的音频时，即可产生 一个接地方波。当输入信号于通带内时提供饱和晶体管对地开关，电路由 I 与 Q 检波器构成，由电压控制振荡器驱动振荡器确定译码器中心频率

28、。用外接元 件独立设定中心频率带宽和输出延迟。音频译码电路如图 3-7 所示： 图 3-7 音频译码电路 LM567 主要用于振荡、调制、解调、和遥控编码、译码电路。 如电力线载 波通信，对讲机亚音频译码，遥控等。 LM567 的基本工作状况有如一个低压电源开关，当其接收到一个位于所选 定的窄频带内的输入信号时，其开关就接通。通用的 LM567 还可以用做可变形 发生器或通用锁相环电路。当其用作音调控制开关时，所检测的中心频率可以 第三章 原理设计 9 设定于 0.1 至 500kHz 之间的任意值，检测带宽可以设定在中心频率 14%内的任 意值。而且输出开关延迟可以通过选择外电阻和电容在一个

29、宽时间范围内任意 改变。 （1）LM567 的管脚功能描述: 1 脚和 2 脚通常分别通过一电容器接地，形成输出滤波网络和环路单级低通 滤波网络。2 脚所接电容决定锁相环路的捕捉带宽：电容值越大，环路带宽越窄。 1 脚所接电容的容量应至少是 2 脚电容的 2 倍。3 脚是输入端，要求输入 信号25mV。5 脚和 6 脚外接的电阻和电容决定了内部压控振荡器的中心频率 f2，且 f21/1.1RC。8 脚是逻辑输出端，其内部是一个集电极开路的三极管，允 许最大灌电流为 100mA。根据管脚功能的描述,，所以 LM567 外围电路的元件： C7=2.2F，C8=1F。又因为内部压控振荡器的中心频率

30、f2=1/1.1RC=40kHz，所 以选用的 R9=10k，C9=220p。 LM567 的引脚图，如图 3-8 所示： 位 位 位 位 位 位 位 位 位 位 V位 位 位 位 位 位 位 位 位 位 位 位 位 位 位 VCO 位 位 位 位 8 7 6 54 3 2 1 图 3-8 LM567 的引脚图 LM567 的工作波形图，如图 3-9 所示： *信息职业技术学院毕业设计论文 10 图 3-9 LM567 的工作波形图 根据图 3-9 所示，当有人想要吹干手时将红外光束反射，LM567 输入端 3 脚有信号输入，使得 LM567 输出端 8 脚输出低电平，从而使得 555 单稳态

31、延时 电路输出高电平，继而使得干手器的继电器自动开启，干手器吹风；当人手离 开后，红外光又照射不到接收头上，LM567 输入端 3 脚无信号输入，使得 LM567 输出端 8 脚输出高电平，从而使得 555 单稳态电路输出低电平，继电器 自动关闭，干手器停止工作。 （2）LM567 的技术指标： 1）可调宽带从 0%至 14%。 2）宽信号输出与噪声的高抑制。 3）对假信号抗干扰。 4）高稳定的中心频率。 5）中心频率调节从 0.01Hz 到 500kHz。 6）电源电压 5V 至 15V，推荐使用 9V。 3.4 延延时时与与驱动电驱动电路的路的设计设计 延时与驱动电路，如图 3-10 所示

32、： 第三章 原理设计 11 图 3-10 延时与驱动电路 （1）时间延迟电路 时间延迟电路是由 555 芯片组成的单稳态触发器构成，R9 为上拉电阻，2 脚为输入端，当 2 脚输入为低电平时（低于 9V*1/3=3V） ，经过 555 输出端 3 脚 输出一个高电平，555 进入暂稳态。从而使 Q1 三极管导通，继电器（KT）线包 通电，产生电磁，使电磁继电器的 1、2 端吸合，其交流电压被接通，从而使电 吹风自动开启、吹风。因为延时时间 Tw(Max)=1.1*R9*C10=13s，所以吹风时间 为 13s。电源通过电阻 R11 对 C10 充电，使 6 脚的电平升高超过 9*2/3=6V，

33、此 时，555 输出状态发生翻转，3 脚输出低电平。Q1 管截止，继电器的交流输出 断开，实现自动关闭电吹风。 （2）驱动电路 电动机直接接在 220V 交流电上，不能直接用数字电路中的微电来控制，所 以要用继电器来控制。电磁继电器一般需要大电流，555 输出为高电平，继电器 工作，开关 KT 闭合，电动机工作。二极管 D5 起保护作用，当 555 输出低电平 时，Q1 管截止，继电器两端均为低电平，开关 KT 处于断开状态，吹风机不工 作。 3.5 电电源源电电路的路的设计设计 电源电路，如图 3-11 所示： *信息职业技术学院毕业设计论文 12 图 3-11 电源电路 电路直接从 220

34、V 电网供电，通过 T 变压器电路，出来 12V 左右的交流电 压，经过二极管桥式整流电路，输出 9V 的直流电流，然后在经过 C1、C2 完成 滤波功能，稳压电路采用三端稳压集成电路来实现。它们共同构成电源电路， 为整个电路提供 9V 的直流电压。 (1)本设计中电源的组成：由变压器，整流桥，滤波器，稳压器组成。变压 器把 220V 交流电变为稳压所需的低压交流电；整流器把低压交流电变为直流电； 整流后的直流电中仍会含有交流成分，可以通过滤波电路将交流成分滤除；经 滤波后，稳压器再把不稳定的直流电压变为稳定的直流电压输出。 (2)电源变压器 变压器的作用是将 220V 50Hz 交流电变成整

35、流滤波所需的交流电压。本设 计需要把 220V 交流电变为 12V 交流电，变压器匝数比 n=原边匝数/副边匝数 18。 (3)整流滤波电路 整流电路将交流电压变换成脉动的直流电压。再经滤波电路滤除较大的波 纹成分，输出波纹较小的直流电压。整流通常有半波整流和全波整流。常用的 整流滤波电路有全波整流滤波、桥式整流滤波等，本设计采用桥式整流。 从以上分析可以看出，输出不再是交流，输入对应的输出如图 3-12 所示： 图 3-12 整流之后的波形 此输出经电容 C1、C2 滤波，C1、C2 使通向负载的直流电流变得平滑，在 第三章 原理设计 13 一个周期之内，电容 C1、C2 被两次充放电，使得

36、输出的电压波形更加平滑，减 少了脉动成分，起到了滤波的作用。 (4)稳压电路 对任何稳压电路都应从两个方面考察其稳压特性，一是设电网电压波动， 研究起输出电压是否稳定；二是设负载变化，研究其输出电压是否稳定。直流 稳压电路分为串联型稳压电路和开关型稳压电路，本设计采用串联型稳压电路。 稳压器一般包括单管稳压器和集成稳压器。常用的集成稳压器有固定式三端稳 压器和可调式三端稳压器 整流滤波后得到的直流电压通常是不稳定的，这是因为交流电网的供电电 压常有波动，使得整流滤波后的直流电压也相应变动，为了得到稳定的直流电 压，避免电压的变化对电路工作状态的影响，需要利用稳压器达到稳压的作用。 7809 是

37、三端集成稳压器中的一种，它是将调整管、稳压管与取样放大管等制作 在一块芯片上，它的输出电流为 1A，7809 的输出电压为 9V。它在使用时要与 电容连接，电容 C1、C2 即可以减小整流后电压的波动。 3.6 总总体体电电路的路的设计设计 （1）电路的组成 本设计电路包含五大部分红外发射，红外接收，电压放大，音频译码，延 时驱动电路。 （2）总电路图如附录 1 所示： （3）电路的工作过程： 如附录 1 所示为红外线自动干手器电路。其中发射电路由 555 多谐振荡器 和红外发射管(SE303)组成；接收译码控制电路包括红外接收管 PH302、运算放 大器(LM741)、音频译码器(LM567

38、)、555 单稳态延时、继电器、电源等组成。 发射电路由多谐振荡器(555)和 R2、R4、C3 等组成，其振荡周期为 T0.7（9.1k+2*13k）*1000p0.025ms，即振荡频率 f=40kHz。振荡输出信号驱 动红外发射管 SE303 工作，从而产生红外脉冲调制波。接收电路中红外管 PH302 与发射电路中的发射管相匹配。红外脉冲调制波经 PH302 接收后被转换 成电信号，再经 LM741 放大后加至音频译码器(LM567)，使 LM567 的中心频 率 f1=1/1.1RC 与红外调制频率 40kHz 一致，则 LM567 的 8 脚输出低电平， LM567 的 8 脚输出的

39、低电平输入单稳态电路 555 芯片的 2 脚，使 555 得 3 脚输 出高电平。从而使 Q1 三极管导通，继电器（KT）吸合，其交流电压被接通， 从而使电吹风自动开启、吹风；当人手离开时，红外发射管发射的红外光就照 不到接收头上，LM567 又输出高电平，使 555 单稳态电路输出低电平，Q1 管截 止，继电器的交流输出断开，实现自动关闭电吹风。 淮安信息职业技术学院毕业设计论文 14 第四章第四章 电路调试电路调试 4.1 红红外外线发线发射射电电路的路的调试调试 按照振荡部分中设计的电路把硬件电路焊接好，接通电源后用示波器检查 集成稳压块 555 集成块的 3 脚是否有连续的脉冲信号，如

40、果正确，则接入相应 的电路中，如果不正确，重新再设计振荡电路。 4.2 红红外外线线接受与接受与电压电压放大放大电电路的路的调试调试 将万用表并接于 PH302 与地之间，在接收管前用黑纸遮住，此时电压应高 于 9V。然后去掉反射物，让一个人站在前方 0.5cm 左右处，使 PH302 的电压降 为 1V 左右，此时说明发射与接收频率已调准。 按照放大电路把硬件电路焊接好，仔细检查无误就可通电调试，因为是反 相放大，所以当输入为正电压时，那么用万用表测出的电压时负值，如果是负 值，则电路正确，反之电路不正确，则重新设计电压放大电路。 4.3 音音频译码电频译码电路的路的调试调试 放大的信号送入

41、音频译码器电路 LM567 的 3 脚，其中心频率调至 40kHz， 以达到和红外发射管频率一致，这样当接收到信号时就可以使 8 脚由原来的高 电平变为低电平，8 脚的电平变化送至 555 单稳态电路。根据这一原理方法与上 一个步骤类似，当输入为正电压时，用万用表测出电压为负电压时，则电路正 确，反之，重新设计电路。 4.4 延延时时与与驱动电驱动电路的路的调试调试 当通电的时侯，已经确认前几级电路能正常工作。用万用表测试 555 芯片 的 3 脚是否是高电平，是高电平且持续高电平 13s 左右则电路正常，继电器吸合， 有风自动吹出，这样证明是好的，当通电时，没有风吹出，说明驱动电路不通， 则

42、需要检查 Q1 管和 555 单稳态延时电路是否正常。要找出哪里没有好，再重新 设计。 4.5 电电源源电电路的路的调试调试 按照电源部分设计的电路把硬件电路焊接好，然后用万用表测量电容 C2 正 极的电压是否有+9V 电压输出，如果正确，则接入相应的电路中，如果不正确， 重新再设计。 4.6 总总体体电电路的路的调试调试 经过红外发射电路，红外接受与放大电路，音频译码电路，延时与驱动电 路的调试。就可以进行总体电路的调试了。本设计的最终目的就是:利用红外线 控制电吹风实现电吹风的自动开与关。验证本课题设计的的成功与否，只要将 手伸进时看电吹风能否自动吹风，电吹风能自动吹风则说明本课题设计成功

43、， 否则将要重新设计。 第五章 总结与展望 15 *信息职业技术学院毕业设计论文 16 第五章第五章 总结与总结与展望展望 5.1 总结总结 毕业设计是对学生学业水平的综合检验，是学生运用自己所具备的知识和 能力去分析问题，解决问题，进行理论与实际相结合的训练。 此次毕业设计我选的是红外线自动干手器电路设计，本设计完成了对红外 发射电路、红外接收与电压放大电路，音频译码控制电路，时间延迟与驱动电 路的设计。其中发射电路是由 555 多谐振荡器和红外发射二极管（SE303）组成， 接收与电压放大电路包括红外接收管（PH302）和运算放大器（LM741），音频 译码控制电路是由音频译码器（LM56

44、7）实现，时间延迟与驱动电路由 555 单 稳态电路、继电器组成。当有人想要吹干手时将红外光束反射，LM567 有信号 输入，使得 LM567 输出低电平，从而使得 555 单稳态电路输出高电平，继而使 得干手器的继电器自动开启，干手器吹风；当人手离开后，红外光又照射不到 红外接收管上，LM567 无信号输入，使得 LM567 输出高电平，从而使得 555 单 稳态电路输出低电平，继电器自动断开，干手器停止工作。 5.2 展望展望 通过这次对红外线自动干手器电路的设计，让我了解了设计电路的思路， 也让我了解了关于自动干手器的原理与设计理论，通过这次学习，让我对 555 电路，反相放大电路，音频

45、译码电路等都有了一定的了解，这次的毕业设计除 了让我学会很多的专业知识外，也让我增加了自我自学的能力和对独立的能力。 更为重要的是，我拓展了思路，活跃了思维。 由于时间关系和经验不足，本课题的设计方案还有许多可以改进的地方， 对于设计方案今后进一步的研究设想概括如下： （1）红外线发射与接收采用高灵敏度的光电传感器。 （2）音频译码电路改用更为简单的 CX20106 来实现。 （3）干手器可以做成吹出的风是暖风，且吹出的风可以根据季节的变化而 设定温度。 总之，这次毕业设计既是对我们课程知识的考验，也是对我们思考问题， 解决问题能力的考核，更是对我们人格品德的考验，让我们受益匪浅。 致 谢 1

46、7 *信息职业技术学院毕业设计论文 18 致致 谢谢 经过这一两个月的忙碌和学习，本次毕业设计已经接近尾声，作为一个大 专生的毕业设计，由于经验的缺乏，在当中出现了很多的差错，如果没有导师 和同学的帮助，想要完成这次毕业设计是相当有难度的。 在毕业设计过程中，我遇到了很多的困难。在这里我要感谢我的导师李* 给我的悉心帮助和耐心细致的指导，我的毕业设计比较复杂，但是由于李老师 的细心指导，我才会顺利的完成。在这里除了敬佩李老师专业知识的丰富外， 她治学严谨和科学研究的精神也是我永远要学习的，而且影响我以后的学习和 工作，让我对以后的学习和工作充满了无限的希望。同时也要感谢系里的领导 对我们的教导

47、和关注；感谢大学三年的老师，还要感谢我的同窗朋友，是他们 给了我无数的关心和鼓励，也让我在大学生活中充满了温暖和欢笑。我非常珍 视和他们的友谊，如果没有他们的帮助，此次毕业设计也就不会这么顺利的完 成，最后也要感谢我的父母，是他们给了我无私的爱，是他们供我上大学，而 我至今仍无以为报。祝福他们身体健康，永远快乐。 在我即将完成学业之际，我深深地感谢我的家人给予我的全力支持！ 最后，衷心地感谢评阅论文和参加答辩的各位老师! 参考文献 19 *信息职业技术学院毕业设计论文 20 参考文献参考文献 1.康华光.电子技术基础M.北京:高等教育出版社,2009 2.华成英.模拟电子技术基础M.北京:高等

48、教育出版社,2010 3.李新平.实用电子技术与仿真M.北京:机械工业出版社,2011 4.关健.电子 CAD 技术M.北京:电子工业出版社,2006 5.陈大钦.电子技术基础M.北京:高等教育出版社,2008 6.叶树江.模拟电子技术基础M.北京:机械工业出版社,2009 7.江晓安,董秀峰.模拟电子技术M.西安:西安电子科技大学出版社,2007 8.孙肖子.模拟电子电路及技术基础M.西安:西安电子科技大学出版社,2008 9.潘永雄.电子线路 CAD 实用教程M.西安:西安电子科技大学出版社,2007 10.陈大钦.电子技术基础实验M.北京:高等教育出版社,2010 11.马建国.电子系统

49、设计M.北京:高等教育出版社,2006 12.蔡明生.电子设计M.北京:高等教育出版社,2008 13.郭勇.EDA 技术基础M.北京:机械工业出版社,2009 14.李思政.电子技术实训M.西安:西安电子科技大学出版社,2007 15.冯成龙.传感器应用技术项目化教程M.北京:清华大学出版社,2009 16.使劲松.电子制作实例集锦M.福建:福建科技技术出版社,2006 17.康万新.毕业设计指导及案例剖析M.北京:清华大学出版社,2007 18.马建国.电子系统设计M,北京:高等教育出版社,2010 19.黄继昌.电子元器件应用手册M.北京:人民邮电出版社,2004 20.林连魁.青少年数字电路制作指南M.北京:科学技术出版社,2005 参考文献 21 *信息职业技术学院毕业设计论文 22 附录附录 1 1 整机电路原理图整机电路原理图 整机电路原理图，如图附录 1 所示： 图附录 1 整机电路原理图 附 录 23 *