《基于单片机红外线自动控制水龙头的设计与实现》

毕业设计（论文）

《基于单片机红外线自动控制水龙头的设计与实

现》

专业（系）电气工程系

班级车辆电子111班

学生姓名钟宇轩

指导老师谢永超

完成日期2013年11月

毕业设计任务书

一、设计课题：红外线控制自动水龙头的设计与制作

设计并制作一个红外线控制自动水龙头，实现对水龙头的自动控制。

二、指导老师：谢永超

三、要求

1．基本要求

（1）用红外线检测，当有人靠近（10CM）水龙头时，自动出水；

（2）人远离水龙头时，停在出水；

（3）水龙头采用电子阀门控制的水龙头；

（4）画出完整的电路原理图并制作实物。

2、设计内容与要求

⑴绘制系统组成框图，确定设计方案；

⑵了解电路所需集成芯片的功能，参数和工作原理；

⑶绘制整机电路图；

⑷制作实物并完成软、硬件调试；

⑸提交毕业设计论文。

四、设计参考书

《模拟电子技术》、《高频电子技术》、《电子设计自动化技术》、《数字电路设计方法》、《电子装置的设计》、《单片机原理及应用》、《传感器与检测技术》五、设计说明书要求

封面：包括设计题目，班级，姓名，指导老师，完成时间

目录：根据说明书的内容决定，一般采用2~3级。

设计任务书：包括课题名称、目的、用途、主要技术性能指标(参照教材目录编排)。

中文题目、摘要、关键词；英文题目、摘要、关键词。

正文：设计方案框图及电路工作原理：包括系统方框图，电气原理图，各单元电路的设计，简述主要部件（包括主要集成电路）的工作原理、工作条件、给定参数、理论公式及详细的计算步骤、计算结果。这是说明书的主要部分。

元件参数表：包括所选用的元器件名称、参数、型号。

调试方案：包括调试的条件、方法、使用仪器设备的型号，并对测试数据进行分析。

设计心得：包括对本课程设计的客观评价、设计特点、存在的问题以及改进意见等。

参考文献：包括作者、署名、出版地、出版年等

六、设计进程安排

第1周：资料准备与借阅，了解课题思路。

第2-3周：设计要求说明及课题内容辅导，完成图纸初稿。

第4-6周：进行毕业设计，完成说明书初稿。

第7周：第二次检查设计完成情况，并作好毕业答辩准备。

第8周：毕业答辩与综合成绩评定。

七、毕业设计答辩及论文要求

1.毕业设计答辩要求

答辩前三天，每个学生应按时将毕业设计说明书或毕业论文、专题报告等必要资料交指导教师审阅，由指导教师写出审阅意见。

学生答辩时对自述部分应写出书面提纲，内容包括课题的任务、目的和意义，所采用的原始资料或参考文献、设计的基本内容和主要方法、成果结论和评价。

答辩小组质询课题的关键问题，质询与课题密切相关的基本理论、知识、设计与计算方法实验方法、测试方法，鉴别学生独立工作能力、创新能力。

2．毕业设计论文要求

文字要求：说明书要求打印(除图纸外)，不能手写。文字通顺，语言流畅，排版合理，无错别字，不允许抄袭。

图纸要求：按工程制图标准制图，图面整洁，布局合理，线条粗细均匀，圆弧连接光滑，尺寸标注规范，文字注释必须使用工程字书写。

曲线图表要求：所有曲线、图表、线路图、程序框图、示意图等不准用徒手画，必须按国家规定的标准或工程要求绘制。

目录

第一章绪论 (1)

1.1 引言 (1)

1.2 国内外发展方向及现状 (1)

1.3 背景及意义 (2)

第二章方案论证与设计 (4)

2.1 传感器 (4)

2.1.1 方案一CCD图像传感器 (4)

2.1.2 方案二电容式传感器 (4)

2.1.3 方案三超声波传感器 (5)

2.1.4 方案四光电传感器 (5)

2.2电源的选择 (6)

2.2.1方案一电池供电 (6)

2.2.2方案二电源变压器供电 (7)

2.3继电器的选择 (7)

2.3.1DC-5V方案一电磁式继电器 (7)

2.3.2DC-12V方案二电磁式继电器 (7)

2.4方案确定 (7)

第三章红外线控制水龙头电路设计 (8)

3.1变压器 (8)

3.1.1简介 (8)

3.1.2基本构成 (9)

3.2串联型直流稳压电源 (10)

3.2.1串联型直流稳压电源电路原理图 (10)

3.3单片机最小系统 (15)

3.3.1概述 (15)

3.3.2主要性能参数 (15)

3.3.3管脚功能说明 (16)

3.3.4单片机外围接口电路 (18)

3.4继电器电路 (19)

3.4.1概述 (19)

3.4.2电磁式继电器的介绍 (19)

3.4.3继电器电路原理图 (20)

3.5光电传感器 (20)

3.6电路硬件框图 (23)

第四章软件设计 (24)

4.1 软件程序 (24)

4.2软件流程图 (25)

第五章硬件电路调试 (26)

5.1使用器材 (26)

5.2调试结果 (26)

5.3误差分析 (26)

第六章使用说明 (27)

6.1实物使用说明 (27)

第七章心得体会 (28)

参考文献 (29)

摘要

本文介绍的全自动感应水龙头基于红外线反射原理，由红外发射电路、红外接收放大电路、控制电路、电磁阀、电源等组成。当人或事物靠近时，自动产生控制信号，继电器动作，使电磁阀得电吸合从而自动打开水源；反之则自动关闭水源。与传统供水设施相比，能够提高水资源的使用效率。使用方便，且由于不需要用手接触水龙头，避免了病菌的传播。系统电路设计简单实用，可以广泛用于商场、学校、办公大楼等人员密集场所。

【关键词】传感器；红外线；自动控制

Abstract

The fully-automatic faucet described in this paper is fabricated based on the application of infrared reflectance technology, it is consist of infrared emission circuit, infrared receiving, amplifier circuit, control circuit, solenoid valve, power supply, etc. When people or things are around, control signal will be generated automatically, then the relay operates, energizing the solenoid valve to pull in and start to supply water; otherwise water will be shut off. It is simple in design and easy to use. Comparing with traditional faucets, it is also water-saving. Fully-automatic tap is more convenient and artistic, and it enables the users to wash their hands directly without touching the tap, avoiding the transmission of germs. It can be widely used into people-intensive sites such as shopping malls, schools and office blocks.

【Key words】 sensor, infrared, automatic control