红外感应烘手器的设计与制作
红外线自动干手器毕业设计论文
红外线自动干手器毕业设计论文编号****信息职业技术学院毕业论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******顾问教师二〇一四年六月摘要摘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）、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：红外线 LM567译码电路 555电路继电器AbstractAbstractWith 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 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 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 circuit (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目录摘要.............................................................. ABSTRACT ............................................................ 第一章绪论.. 01.1课题研究背景 01.2主要研究内容 0第二章方案设计 (1)2.1功能及技术指标 (1)2.2方案设计的组成框图 (1)第三章原理设计 (3)3.1红外线发射电路的设计 (3)3.2红外线接收与电压放大电路的设计 (6)3.3音频译码电路的设计 (8)3.4延时与驱动电路的设计 (10)3.5电源电路的设计 (11)3.6总体电路的设计 (13)第四章电路调试 (14)4.1红外线发射电路的调试 (14)4.2红外线接受与电压放大电路的调试 (14)4.3音频译码电路的调试 (14)4.4延时与驱动电路的调试 (14)4.5电源电路的调试 (14)4.6总体电路的调试 (14)第五章总结与展望 (17)5.1总结 (17)5.2展望 (17)致谢 (19)参考文献 (21)附录1 整机电路原理图 (23)附录2 元件清单 (26)第一章绪论1.1课题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。
基于单片机控制的红外烘手器毕业论文
红外干手器制作-PPT文档资料
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三、元器件说明 1、NE555 管脚排列如下图，底座用14脚代替。
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2、4069芯片 管脚图及内部结构图
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3、红外线发射和接收对管
常用的红外发光二极管（如SE303白色与 PH303），其外形和发光二极管LED相似，发出 红外光（近红外线约0.93μm ）。管压降约1.4V ， 工作电流一般小于20mA。为了适应不同的工作电 压，回路中常串有限流电阻。 发射红外线去控制相应的受控装置时，其控制的 距离与发射功率成正比。
8 4 R3 73
R2 IC1 2 6 15
VD1
C1
C2
R11
R4
VD4
+ C3 R5
1
14
2 13
4069
R6
3 4
12 11
R7 5 10
VD2
6
9
7
8
+ C7 R9 R10C4 Nhomakorabea84
2
R8
IC2 6
3
E
7
15
+ C5
VD3 C6
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3. 主要单元电路 1）555多谐振荡电路
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（2）红外检测电路 。采用脉冲式主动红外 线检测电路，由红外发射二极管VDl和红外接 收二极管VD2等组成。
（3）反相器构成的施密特触发器。为保证单 稳态触发器可靠触发，必须对电压放大器输 出的信号进行整形。
（4）微分电路。C4和R9组成微分电路，其 作用是将整形电路输出的方波信号微分为触 发脉冲去触发单稳态触发器。
自动烘手器毕业设计[1]
![自动烘手器毕业设计[1]](https://img.taocdn.com/s3/m/68c8d679a26925c52cc5bf7e.png)
摘要本设计从现代化计算机控制技术入手，利用单片机的强大智能功能，通过完整的软件与硬件的结合，模拟了自动烘手器控制系统。
本作品是由红外感应模块、单片机模块和数码管显示模块三部分组成，采用一体化反射型光电探测器RPR220作为感应，并将此信号引入单片机，通过单片机控制从而触发继电器，启动烘手器，由DS18B20来测量环境的温度，来控制单片机，吹出的是热风还是冷风。
本报告详细阐述了此项目的基本设计思路和原理，以及在整个制作过程中出现的问题，作品的调试和改变，并相应附有必要的原理图和模块电路。
整个工作过程的控制思想有软件编程来实现，从而完成对整个工作过程的控制。
通过系统模拟实验与下载调试表明：该系统设计合理，自动化程度高，实验过程时间短，工作稳定可靠，基本满足了设计的相关要求。
关键词：单片机；温度传感器；驱动芯片；红外感应；AbstractThis design from the computer control technology of modernization of the microcontroller powerful intelligent function, through fully the combination of hardware and software, simulates the automatic hand dryer control system.This work is by infrared sensor modules, a single chip microcomputer module and digital tube display module three components, adopts integration reflective photodetector RPR220 as induction, and the signal into a single-chip microcomputer, through the single-chip microcomputer control relay, which triggers start-up hand dryer, by DS18B20 to measure the environmental temperature, to control the microcontroller, blow out is hot or cold. This report explains in detail the objective basic design method and principle, and the entire production process to the problems, and works of debugging and change, and corresponding with the necessary principle chart and module circuit. The whole process control thought have software programming realize, thus completing the whole process control. Through the system simulation and download debugging shows that the system design is reasonable, a high degree of automation, experimental process time is short, stable and reliable, basic to satisfy the design requirements.Keywords: SCM, Temperature sensors; Drive chip; Inductive;目录1系统总体设计 (1)1.1引言 (1)1.2系统的硬件选择及功能设计 (1)2 硬件电路的设计 (3)2.1控制电路硬件简述 (3)2.2单片机的简介 (3)2.3电机驱动电路 (8)2.4温度传感器控制电路 (10)2.5感应模块 (18)2.6检测放大电路 (19)2.7显示电路和继电器电路 (21)2.8电源电路 (24)3系统软件设计 (25)3.1温度传感器的读写控制程序 (25)3.2人体检测程序 (28)3.3显示函数 (29)3.4延时函数 (30)3.5软件抗干扰技术 (30)3.6“看门狗”技术 (32)3.7可编程逻辑器件 (33)3.8本章小结 (34)4 系统模拟仿真 (35)4.1功能测试 (35)4.2测试数据、测试结果分析及结论 (35)4.3结论 (35)参考文献 (36)附录 (37)1电路图 (37)2流程图 (38)2.1 整体程序流程图： (38)2.2 人体检测控制流程图 (39)2.3 温度传感器流程 (40)3.设计整体程序代码： (41)致谢 (46)1系统总体设计1.1 引言自动干手器是一种高档卫生洁具，广泛应用于宾馆酒店、机场车站、体育场馆等公共场所的洗手间。
红外感应烘手器
学习的目的全在于运用。
只有同实践相结合，才能把理论学深学透
红外感应烘手器套件制作说明
一、目的及要求：
1、通过对本制作的安装、焊接、调试，了解电子产品的内部构造，训练动手能力，掌握元器件的识别、简易测试以及整机调试工艺。
2、熟练使用电烙铁、剪钳、万用电表等电子工具。
3、对照电路原理图，了解工作原理，图上符号，并与实物对照。
4、认真仔细的安装焊接，排除安装焊接过程中出现的故障。
二、电路原理及原理图：
三、装配说明
1.为了方便，应从最低元件安装起。
如有短路跳线，请先安装短路跳线，接着再安装电阻、三极管、电容、电位器。
(电位器属于易损元件，建议最后安装)。
对于手工安装，元件必须分批安装：即先插入3-8个元件，焊好这几个元件后，剪掉元件引脚，再插入下批元件进入下一批安装过程，直到装完全部元件。
2.有些不能完全插入的不要强型用力按下去，这样可能会损坏元件。
正确做法是事先用工具加工元件的引脚形状，确保元件能顺利无阻碍的插装在线路板。
3.元件插在线路板上后，焊接时会翻过线路板，为了防止元件因重力而掉落，可以在焊接面的元件根部弯折成120度左右的角度。
角度过小，起不到防止元件脱落的作用，角度过大，会给焊接后剪元件脚带来不便，还会影响美观。
4.电烙铁焊接时间应控制在2-3秒，烙铁温度高时焊接时间短，温度低时焊接时间长，但烙铁温度太高和太低时都不适合进行焊接，否则易损坏元件或线路板。
5.电解电容分正、负极，长引脚的那边为正极。
6.仔细检查一下各个部分，看有没有连锡或虚焊，漏焊的，连锡的焊开，虚焊漏焊的就补焊好。
红外感应烘手器材料配套清单。
红外线自动干手器电路设计
摘要摘要自动干手机是一种高档卫生洁具，广泛应用于宾馆酒店、机场车站、体育场馆等公共场所的洗手间。
其工作原理是采用一种红外线控制的电子开关，当有人手伸过来时，红外线开关将电热吹风机自动打开，人离开时又自动将吹风机关闭。
自动干手电路是由红外线发射电路，红外线接收电路，时间延迟电路，吹风机开关电路和电源电路五部分构成的。
在红外线发射电路中，输出电路端Q产生脉冲信号来控制红外线发光二极管起保护红外发光二极管的作用。
发射光脉冲，二极管D1在时间延迟和吹风机开关电路中，当输出端Q输出低电平时，三极管截止，无电流通过。
继电器与三极管集电极相连，当有电流驱动时，开关吸合，电磁阀通电，电路闭合，吹风机吹出热风；当无电流驱动时，开关断开，电磁阀不通电，电路断开，吹风机不吹出热风。
同时在继电器两端并联一个二极管实现保护，在作为显示电路，显示吹风机是否启动。
电路中加入发光二极管D3关键字: 红外线发射电路红外线接收放大电路吹风机开关控制电路时间延迟电路电源电路ABSTRACTABSTRACTAutomatic dry cell phone is a kind of high-grade sanitary ware, widely used in hotels, airport station, sports stadiums and other public places of the bathroom. The working principle of adopting a infrared control of electronic switch, when a hand stretch to come over, infrared switch will electric blower automatically open, the man left and automatic will blower closed.Automatic circuit is dry hands by infrared emission circuit, infrared receiver circuits, time delay circuit, hair dryer switch circuit and power circuit composed of five parts.In the infrared emission circuit, the output power LuDuan Q produce the pulse signal to control the infrared emitting diode launch a light pulse, diode D1 infrared leds on protection of the role.In the time delay and hair dryer switch circuit, when the output low electricity output Q at ordinary times, the transistor, no current through the. Relay and triode connected to the collector, when a current drivers, switch suck close, electromagnetic valve electricity, closed circuit, blower, the hot air; When no current drivers, switch, solenoid valves no electricity, circuit disconnect, hair dryer don't blow hot air out. At the same time in the relay ends a diode in parallel to realize protection, in a circuit to join leds D3 as show circuit, show hair dryer is activeKey word: infrared emission circuit Infrared receiver amplifier circuit Hair dryer switch control circuits Time delay circuit Power supplycircuit目录i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)第二章方案设计 (3)2.1 方案论证 (3)2.1.1 干手器的构成及传感器控制 (3)2.1.2工作原理 (3)2.2.3 工作方案设计 (4)第三章原理设计 (7)3.1 主要单元电路设计 (7)3.1.1 红外线发射电路 (7)3.1.2 红外接收电路 (10)3.1.3 时间延迟电路 (13)3.1.4 电源电路 (15)3.1.5 整体电路实现 (19)3.2 电路工作原理 (20)第四章电路仿真及Multisim软件介绍 (21)4.1 Multisim 2001 程序概论 (21)4.1.1简介 (21)4.1.2功能及特色 (21)4.2 multiSIM 2001仿真电路创建 (22)4.2.1 电路创建 (22)4.2.2 原理图创建与绘制 (23)4.3 设置元器件参数及仿真要求 (27)4.3.1 元器件参数设置参考附件-元件清单 (27)4.3.2 仿真要求 (27)4.3.3 仿真实现 (27)ii 目录第五章 PCB板设计及protel介绍 (31)5.1 印刷电路板(PCB)简介 (31)5.1.1 PCB简介 (31)5.1.2Protel DXP简介 (32)5.2 Protel DXP原理图的设计 (33)5.2.1 印制电路板设计的一般步骤 (33)5.2.2启动Protel DXP原理图编辑器 (34)5.2.3装载元器件库及放置元器件 (35)5.2.4元器件的位置调整和布线 (37)5.2.5元器件属性设置及原理图编译 (38)5.3 Protel DXP电路板的设计 (39)5.3.1 PCB的层 (39)5.3.2 利用向导创建PCB (40)5.3.3 PCB板布局 (41)5.3.4 PCB板布线 (42)第六章总结与体会 (43)致谢 (45)参考文献 (47)附录一元件清单 (49)第一章绪论1第一章绪论1.1 引言随着电子技术的发展，当前数字系统的设计正朝着速度快、容量大、体积重量轻的方向发展。
红外线自动干手器课程设计
实用文档综述自动干手机具有风量大、噪音小、灵敏度高、使用方便、迅速和安生等的性能特点，在当今，它是一个先进和理想的卫生清洁器具和设备。
广泛应用于宾馆酒店、机场车站、体育场馆等公共场所的洗手间[1]。
当您洗手后，将双手伸在自动干手机的出风口下，自动干手机会自动送出舒适的暖风，迅速使您的双手去湿变干，而当您把手一离开自动干手机风口时它又自动停风关机，因而真正达到防止疾病交叉感染的要求。
其工作原理只是采用一种红外线控制的电子开关，当有人手伸过来时，红外线开关将电热吹风机自动打开，人离开时又自动将吹风机关闭。
成品的自动干手器将红外线控制开关和电热吹风机制作为一体，根据这个基本原理，用一只普通的电热吹风机，加装一个红外控制开关，就可组成一个自动千手器，其效果与成品自动干手机是一样的。
在手置于干手器下部时，由于手对红外线的反射作用，接收电路中的光敏二极管将接收到的红外线变成电信号，经选频放大器，其输出信号经放大、整形、滤波变成直流信号进人比较器。
比较器的门限电压设置较高，其目的是提高电路的抗干扰能力。
当比较器的输人电平超过门限电压时，其输出变为低电平，触发555定时器开始定时，同时该定时器的3脚变为高电平，继电器触点吸合，接通电阻丝和风机。
继电器进入暂稳态，当设定的延时时间结束后定时器的3脚变成低电平，继电器触电放开，切断电阻丝和风机，工作结束[2]。
１方案设计与分析1.1方案设计一本设计方案的红外线发射部分由光敏二极管，555定时器构成的多谐振荡器与红外线发射管组成，实现对由从多谐振荡器获得的电信号进行发射的功能；红外线的接收部分由集成运算放大电路和红外线接收管构成，实现对由光敏二极管发射的电信号进行接收，放大，选频的功能；由555定时器构成的单稳态电路和交流固态继电器作为该设计的延时电路，实现控制电吹风的工作与停止。
图1-1方案设计一框图1.2方案设计二采用BISS0001型红外传感信号专用处理集成电路与红外线热释传感器构成红外线触发电路，它可以接收到人身体发射出的红外线并通过专用的集成电路产生触发脉冲，用来触发555定时器构成的单稳态电路，单稳态电路可以提供延时功能，使干手器实现工作一定时间后自动停止的功能。
红外线干手器控制电路设计
课程设计班级：通信07—3班姓名：蒲连华学号：0706030316成绩：电子与信息工程学院通信工程教研室高频电子线路课程设计说明书1、设计题目名称红外线干手器控制电路设计2、概述（系统功能说明、原理框图、流程图等）一、引言本次设计是对于红外线干手器控制电路设计的一种猜想与简单设计，主要讨论了红外线干手机的整体设计电路、各部分的电路功能以及各部分电路的性能参数，着重介绍了相关电路的基本知识和电路原理。
文章力求简单，全面，基础而富有创新，重点是应用模拟电子技术和高频电子线路等相关知识解决问题，并且初步了解射频振荡电路的特点和无线电信号的发射技术。
近年来，随着公共设施的不断完善，红外线干手器已经进入到社会的各个角落。
红外线干手器是一种高档卫生洁具，广泛应用于学校、机场车站、宾馆酒店、体育场馆等公共场所的洗手间。
红外线控制自动干手器与红外线控制自动水龙头是基于同一控制原理组成的。
只是红外线控制自动干手器是用来控制电热吹风机的开与关，而红外线控制自动水龙头是用来控制电磁阀门的开与关的。
其工作原理是采用一种红外线控制的电子开关，当有人手伸过来时，红外线开关将电热吹风机自动打开，人离开时又自动将吹风机关闭。
成品的自动干手器将红外线控制开关和电热吹风机制作为一体，根据这个基本原理，用一只普通的电热吹风机，加装一个红外控制开关，就可组成一个自动千手器。
二、干手器整体设计本次设计的红外线干手器电路主要由LM567锁相环电路、红外线发射器、红外线接收器、运算放大器和开关控制器组成。
由LM567锁相环电路产生40KHZ的信号，用此信号调制红外线，驱动红外发射管。
红外线经人手反射，产生反射的红外信号，反射信号由红外接收管转变为2uV的电信号，电信号经运算放大器放大至50mV。
锁相环LM567接收到信号后转为锁定状态，由锁定状态输出指示脚控制开关，此开关控制电吹风，达到红外线控制的目的。
系统框图如下：3、硬件设计（包括电路原理图、电路说明、参数计算等）一、LM567锁相环电路1、LM567锁相环电路基本原理集成锁相环路解码器LM567是美国国家半导体公司生产的56系列集成锁相环路中的一种。
《红外干手器的制作》课件
需要准备的工具包括螺丝 刀、电烙铁、焊锡、万用 表等。
制作过程详解
01
02
03
电路设计
根据干手器的功能需求， 设计合适的电路，包括电 源电路、控制电路和执行 电路。
组装
按照电路设计，将各个元 件组装到干手器的外壳中 ，包括红外线接收管、微 型电机等。
调试
在组装完成后，进行调试 ，确保干手器能够正常工 作。
调整风速
根据个人喜好和手部干燥程度，通过调节按 钮选择合适的风速。
关闭电源
使用完毕后，请关闭电源开关，避免能源浪 费或造成安全隐患。
日常维护保养
清洁风口
定期使用柔软的布擦拭干 手器的风口，去除灰尘和 污垢。
检查电源线
定期检查电源线是否破损 或松动，如有异常及时处 理。
定期保养
根据使用频率和情况，进 行定期的保养，如更换过 滤网等。
总结词
总结词
定期清洁干手器外壳和内部部件
定期检查并更换易损件，如电机 、控制电路板等
总结词
遵循制造商的使用说明，正确使 用和维护干手器
总结词
避免在潮湿或高温环境中使用干 手器
Part
06
红外干手器的使用与维护
使用方法说明
开启电源
首先打开红外干手器的电源开关，确保电源 灯亮起。
保持距离
使用时，确保手部距离干手器风口约10-15 厘米，避免过近或过远影响效果。
现代家庭中，许多家庭都安装了 红外干手器，方便家庭成员使用 。
学校
学校中的洗手间也是红外干手器 的常见应用场景，为学生提供快 速、卫生的干手方式。
Part
02
红外干手器的工作原理
红外线原理介绍
01
红外线控制烘手机电路
红外线控制烘手机一．项目功能 (1)二．总体设计构思 (1)三．电路图 (2)四．单元电路的设计 (2)五．制作调试中遇到的问题 (6)六．心得体会 (7)七．元器件明细 (8)一．项目功能通过红外发射接收控制吹风机电路，实现自动烘干手机的功能。
当手靠近吹风机时，吹风机工作；当手离开吹风机时，吹风机停止工作。
二．总体设计构思红外线控制烘手机电路可以分为四个部分，分别为多谐振荡器、红外线发射与接收、信号处理以及吹风机电路。
如图：整个电路以红外发射接收为核心，考虑自然环境红外线对电路本身的影响，发射级主要通过NE555产生多谐振荡发出脉冲驱动发射管，接收管接收反射过来的红外线，产生一个交流电，拉低T1基极电压，使三极管T2基极电压大于它的正向导通电压，T2导通，继电器通电，吹风机工作。
三．电路图四．单元电路的设计1.多谐振荡器（1）555集成电路引脚排列方式和引脚说明（2）555电路逻辑功能表（3）555电路工作原理接通V CC 后，开始时TH = TR = uC 0，u O 为高电平，放电管截止，V CC 经R1、R2 向C 充电，uC上升，这时电路处于暂稳态Ⅰ。
当uC 上升到TH = TR = uC≥2/3 V CC 时，u O 跃变为低电平，同时放电管V 导通，C 经R2 和V 放电，uC下降，电路进入暂稳态Ⅱ。
当uC下降到TH = TR = uC≤1/3 V CC 时，u O 重新跃变为高电平，同时放电管V 截止，C 又被充电，uC上升，电路又返回到暂稳态Ⅰ。
电容 C 如此循环充电和放电，使电路产生振荡，输出矩形脉冲。
而本电路R1=20K,R2=62K,C1=0.01u,C2=0.1u。
故输出的信号周期为T = tWH + tWL ≈ 0.7 (R1 + 2R2)C=0.7（20K+2*62K）*0.01u≈1ms。
所以频率q=1Khz2．红外线发射与接收单元电路此部分比较简单，通过上级555由第三管脚输出方波信号，再经过电阻R3传输到红外线发射管D1；红外线接收管D2会接收到两种信号，一个是发射管的方波信号，另一个是太阳光的红外线，阳光的红外线照到接收管时产生直流电，为了不影响后级电路正常工作，所以这里我们采用一个电容阻断直流电通过，电容C3=4.7u。
红外线干手器
课程设计班级：通信工程07-3班姓名：刘乃徽学号：0706030314指导教师：杨会玉成绩：电子与信息工程学院通信工程系1、引言红外线自动干手器是一种高档卫生洁具，广泛应用于宾馆酒店、机场车站、体育场馆等公共场所的洗手间。
其工作原理只是采用一种红外线控制的电子开关，当有人手伸过来时，红外线开关将电热吹风机自动打开，人离开时又自动将吹风机关闭。
根据这个基本原理，使用LM567锁相环电路产生40KHz信号，用此信号调制红外线，驱动红外线，驱动红外发射管。
随着自动干手器广泛推广和自动控制应用的普及，红外线自动干手器设计课题有着更深远的意义。
2、综述由LM567锁相环电路产生40KHZ的信号，用此信号调制红外线，驱动红外发射管。
红外线经人手反射，产生反射的红外信号，反射信号由红外接收管转变为2uV的电信号，电信号经运算放大器放大至50mV。
锁相环LM567接收到信号后转为锁定状态，由锁定状态输出指示脚控制开关，此开关控制电吹风，达到红外线控制的目的。
3、原理分解3.1红外线控制工作原理红外智能开关是基于红外线技术的自动控制产品，当手进入感应范围时，专用传感器探测到人体红外光谱的变化，自动接通负载，手不离开感应范围，将持续接通；手离开后，延时自动关闭负载。
手到工作，手离休息。
亲切方便，更显示出人性化关怀。
红外智能开关由于触发的时候不需要人发出任何声音，因为不同于声控开关，不需要声音和开关控制，从而避免了声控噪音的侵扰，同时因为它是感应人体热量控制开关，所以避免了人走容易忘关电源的弊端。
干手器大部分是利用红外线的发射和接收做的，里面有红外线发射管，当手伸到下面时，会反射部分红外线，到接收装置，使电路工作。
3.2红外发射电路的工作原理发射器主要采用NE555定时器，用来产生40KhHz的振荡信号载波。
如图所示电路由NE555和少量阻容元件组成。
IC1（555）和W1、R1、C1组成无稳态多谐振荡器震荡周期T=0.7（R1+W1）C1振荡频率约在30~50HZ范围，可通过调节W1来改变。
烘手器
哈尔滨学院本科毕业论文（设计）题目：_______________院（系）工学院专业年级姓名学号指导教师孙博玲职称副教授2013年10 月22日目录第一章绪论 (3)1.1引言 (3)1.1.1 烘手器简介 (3)1.1.2 红外感应烘手器简介 (4)1.2红外线的控制原理 (5)1.2.1红外接收原理 (6)1.3红外线控制的应用 (8)1.4本课题的目的和任务 (9)第二章红外感应烘手器设计方案的选择 (10)2.1系统设计 (10)2.2.1 感应模块 (10)2.2.2 控制模块 (10)2.2.3显示模块 (11)第三章红外感应烘手器的设计内容 (11)3.1热风电路的设计 (12)3.2芯片介绍 (12)3.2.1 AT89S52 (13)3.2.2集成电路 LM324 (16)3.2.3集成电路 74LS245 (17)3.2.4集成电路 7406 (17)3.2.5固态继电器(SSR) (18)3.2.6热释放传感器 (18)3.3红外线感应烘手器的整体电路设计及原理图 (19)3.4开关流程图设计 (21)第四章系统的调试 (22)4.1软件系统调试 (22)4.2硬件系统的调试 (22)第五章总结 (23)致谢 (25)参考文献. (25)附录一红外感应烘手器电路元件清单 (26)附录二红外感应烘手器的原理图 (28)附录三电路源程序 (29)第一章绪论1.1引言随着电子工业的发展，我们的日常生活与电子信息工业息息相关。
电子工业的发展带动整个人类前进的步伐。
本课题设计的红外线模拟烘手器的设计与制作，主要利用单片机AT89S52实现电路的整体功能。
红外线因为其发射接收装置简单造价低廉因而被广泛应用生产、生活、医疗、军事等领域。
本文介绍的红外线控制的模拟烘手器，非常适应于公共洗手间卫生等场所，使用方面、卫生，而且制作、安装极为简单。
该自动装置是极红外执行线发射、接收及执行电路为一体的电路设计。
任务7 自动干手器的制作
10－1
阳 10－3
极 10－5 与直线最大
电
偏离是3%
流 10－7
/ A 10－9
10－10
在 45mA 处饱和
光电 倍增 管的 光照 特性
10－13 10－14 10－10
10－6
10－2 光通量/1m
24
任务7 自动干手器的光制敏作电阻
光敏电阻又称光导管，为纯电阻元件，其工 作原理是基于光电导效应，其阻值随光照增强而 减小。
出逸出功A0 ，超过部分的能量，表现为逸出电子 的动能。即(爱因斯坦光电效应方程)
h
1 2
mu02
A0
式 中 ：m - 电 子 质 量
u0 -电子逸出速度。
8
任务7 自动干手器的制作
二、内光电效应
受光照的物体导电率发生变化，或产生光生电动 势的效应叫内光电效应。内光电效应又可分为以下两 大类。
传感器原理与应用
任务7 自动干手器的制作
——光电检测
重庆科创职业学院
任务7 自动干手器的制作
任务要求
自动干手器 的制作
1.用红外线传感器设计 自动干手器，能自动 识别人手的伸进与离 开，在人手伸进干手 可工作范围内，干手 器工作，手离开则立 刻停止工作。 2.一次工作设定时间为 15秒。此时间可以通 过硬件改变，最大30 秒。
光电阴极
光窗 光
阳极
光电管的1结3 构示意图
任务7 自动干手器的制作
普通光电管
在一个真空泡内装有两个 电极：光电阴极和光电阳极。
光电阴极通常是用逸出功 小的光敏材料徐敷在玻璃泡内 壁上做成，其感光面对准光的 照射孔。
当光线照射到光敏材料上 ，便有电子逸出，这些电子被 具有正电位的阳极所吸引，在 光电管内形成空间电子流，在 外电路就产生电流。
自制红外线感应自动洗手器电路
自制红外线感应自动洗手器电路自制红外线感应自动洗手器电路电路工作原理自动洗手器的电路原理如图1所示。
220V交流电路经变压器T降压，变为9V交流电，再由～桥式整流，C1滤波，三端稳压集成电路7806稳压，得到6V直流电供给控制电路工作。
LED1为红色发光二极管，用作洗手器的电源指示。
A1为红外接收电路SFH506-38，A2为锁相环音频译码器LM567(点击查看:LM567中文资料)，A2与R3、C6组成振荡器，R3、R6决定A2内部压控振荡器的中心频率，LM567的3脚为信号输入端，8脚为逻辑输出端，该输出是一个集电极开路的晶体管输出，最大灌电流为100mA，LM567的工作电压为4.75V～9V，工作频率可从零点几赫兹到500kHz，，静态工作电流为8Ma。
A3为NE555定时器，它与外围元件组成单稳态定时电路，其目的是在人手偶尔偏离了红外线的探测范围时，能保证洗手器的正常出水。
LM567芯片5脚输出的振荡信号经三极管功率放大后，推动红外发射二极管VD向外发射红外线。
没有人洗手时，红外接收电路A1接收不到VD向外发射的红外线，A2的3脚无信号输入，8脚为高电平，A3的3脚为低电平，三极管截止，继电器K断电处于释放状态，电磁阀Y不动作，洗手器无自来水放出。
当人手放到洗手器下时，A1接收到人手反射的红外线并经A1放大后，输入到A2的3脚，由A3内部处理后使A3的8脚输出低电平，从而使A3的低触发端2脚变为低电位，导致A3的3脚输出高电平，三极管导通，继电器K吸合，使其常开触点闭合，接通电磁阀Y的220V交流电源，Y开始动作，使洗手器放出自来水，供人们洗涤之用，同时发光二极管LED2发出绿光，指示洗手器正工作于放水状态。
洗涤完毕，人手离开洗手器后，A3延时几秒钟后复位，使洗手器停止放水。
图1中，变压器T采用220V/9V、5V小型交流变压器，VD为PH303红外发射二极管，为8050三极管，为9013三极管，K采用JRX-13F、6V小型直流继电器，Y采用市售的220V交流电磁阀，其余元件型号与数据见图1中所标参数。
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红外线感应烘手器的设计与制作摘要：此设计主要由发射电路、红外接收电路、译码电路、触发和继电器控制风机电路组成。
由多谐振荡器及红外发射二极管SE303 组成红外光脉冲信号发射电路。
红外接收二极管PH302 及反相器CD4069 和单稳态触发器组成红外光脉冲的接受、放大、整形及开关电路。
当我们把手放在红外发射管上时，红外发射二极管SE303 发射出的红光脉冲信号经人手反射后，被红外接收管PH302 拾取，通过电容的耦合，并通过CD4069 进行放大，整形，然后输出高电频，通过单稳态触发器使继电器线圈通电，其常开触点闭合，控制负载工作，同时指示灯也发亮。
关键词：红外发射管、接收管；反相器CD4069；NE555目录摘要 (1)1绪论 (2)2 方案论证 (3)3 电路设计 (4)3.1 红外线的简介 (4)3.2 红外辐射及近红外光波谱 (5)3.3 红外光发射方式及红外发收系统的基本组成 (5)3.4 555 电路 (7)3.5 电路分析 (10)4 系统测试 (12)结论 (13)谢辞 (13)参考文献 (13)附录A 整机原理图 (14)附录B 元件清单 (15)附录C 硬件实物图（4 张） (16)1绪论烘手器电路是由发射电路、红外接收电路、译码电路、触发和继电器控制风机电路组成。
该产品可用于医院、食堂、公厕等公共场合。
当有人洗手后，把手放在红外发射管前，发射出的红外脉冲信号通过人手反射，信号被红外接收管接收，该电路会自动开启。
当然人手在红外发射管前离开后，电路会自动关闭。
该设计使用安全可靠、清洁卫生。
烘手器主要的组成部分就是555 定时器电路。
根据555 强大的功能可以制造出多种产品，烘手器只是其中的一种。
在《数字电子技术基础》之中我们已经学习了555 定时器，但是只是限于理论知识，没有把它应用到实际之中，通过这次对烘手器的设计让我对555 定时器又有了更新的认识，同时我也对红外线有了新的了解，知道了红外线遥控的大体内容和原理。
在许多场所自动烘手器已经非常的常见，它的类型也有很多种，但是我们必须设计出最优的产品种使它的原理清晰，结构简单，所用器件最少，性价比最高。
2 方案论证此设计要求红外控制因此提出以下三个方案进行比较论证并选定设计方案。
方案一：用单片机进行设计该方案用单片机设计，能自动识别人手的伸进与离开，可自动计数，人手与烘手器间隔距离及烘干时间均可调节。
当人手伸至烘手器下方可工作的范围内，烘手器工作，手离开，则立即停止工作。
烘手机最多工作时间为15S；烘手最长时间为15 秒，可调节；人手与烘手器间隔距离小于30cm。
方案二：运用CA432 运放进行设计该方案是运用于远红外线发射与接收原理，将发射具有固定频率的红外线通过手反射到红外线接收管，经放大控制电路控制加热丝加热，由风机将热风吹出。
该电路用一块CA342 运放完成信号的放大、选频、比较等功能，用定时器控制加热、风机。
方案三：用红外控制电路和555 电路设计该方案是全自动烘手器，由红外光控制电路、555 电路、电吹风机等几部分组成。
红外光控制电路是其关键部件，只需花十几元钱便可做成。
由于红外线遥控装置具有体积小、功耗低、功能强、成本低等特点，因而，继彩电、录像机之后，在录音机、音响设备、空调机以及玩具等其它小型电器装置上也纷纷采用红外线遥控。
555 电路是一种将数字电路和模拟电路巧妙的结合在一起的集成电路。
可用作振荡器、脉冲发生器、延时发生器、定时器、方波发生器。
图 2.1 方案三框图方案选定:本设计要求红外线控制电路进行设计。
方案一是用单片机进行设计，没有用红外线进行设计。
方案二中虽然有红外线控制电路，但没有方案三中用555 电路进行设计简单方便。
所以最后选定方案三为本次设计方案。
3 电路设计3.1 红外线的简介红外线遥控是目前使用最广泛的一种通信和遥控手段。
由于红外线遥控装置具有体积小、功耗低、功能强、成本低等特点，因而，继彩电、录像机之后，在录音机、音响设备、空调以及玩具等其它小型电器装置上也纷纷采用红外线遥控。
工业设备中，在高压、辐射、有毒气体、粉尘等环境下，采用红外线遥控不仅完全可靠而且能有效地隔离电气干扰。
本节重点在于对红外线的基本特征和其在应用电路中发射与接收的基本原理进行分析和介绍，掌握其发射方式和接收系统的基本组成，了解各个组成部分的功能，为以后在分析其他电路打下良好的基础。
3.2 红外辐射及近红外光波谱红外辐射又称红外线或者红外光，它是一种人的眼睛根本看不见的光，属于电磁波的一种。
红外光是波长比红色光的波长（0.76μm）还长的光波。
通常，将电磁波波谱中间为0.76～1000μm 的波谱段成为红外光谱区。
一般把红外光谱分为四个区域，即近红外（0.76～3.0μm）、中红外（3.0～6.0μm）、中远红外（6.0～20μm）、和远红外（20～1000μm）区。
实际上，目前在工业或居民用的红外光探测/遥控中所使用的红外光主要集中在0.76～1.60μm 的近红外区。
采用近红外光作为红外探测/遥控的光源，主要基于如下理由：一般的接收用的光电二极管，光敏三极管大都采用硅（Si）半导体材料制作而成，这类管的接收峰值波长为780～1550nm，即管子对波长为780～1550nm 的红外光的探测灵敏度最高。
红外光发射器件，尤其是采用GaAs、AlGaAs 或GaInAsP 等半导体材料制作的红外发光二极管，其发射波长在880～1700nm 范围内，这与硅光电接收器件（包括发光二极管、光敏三极管）的响应波长相匹配，使得探测灵敏度高，工作效率高。
3.3 红外光发射方式及红外发收系统的基本组成使用红外发光二极管获得近红外光是相当简便的。
红外发光二极管是一种由PN 结构成的注入电流型发光器件，在加上合适的正向偏置电压后，就可以发出一定波长的近红外光。
除直流驱动外，发光二极管（LED）还有交流电流驱动方式和脉动电流驱动方式等。
交流电流驱动方式主要用于红外测量、检测及较简单的红外通信等电路中。
对红外光通信来势说，调制频率、调制带宽是重要的通信指标。
在红外探测/遥控系统中，对红外发光二极管采用脉动直流驱动方式，即脉冲式红外光发射方式，如图1-1 所示。
图3-1 红外光平均发射和脉冲式发射示意图平均发射方式是指通过启动直流供电电源直接驱动发光二极管发出恒定的红外光。
红外发光二极管的功率一般都比较小，而平均发射方式的功耗较大，而且抗干扰能力较差。
为了提高红外探测/遥控系统的作用距离，而又不使红外发射管过载，一般不采用平均发射方式，而采用脉冲发射方式或调制载波脉冲发射方式。
红外探测/遥控系统的有效作用距离取决于发射二极管辐射的峰值功率，而峰值功率是由发光二极管的电流峰值功率所决定的。
峰值功率越大，驱动电流的平均值越小则发光效率就越高。
脉冲发射方式或调制载波脉冲发射方式可使红外发射管的平均功率减小，提高系统的有效作用距离，而且大大提高了红外探测或遥控系统的抗干扰能力。
图1-2 是红外光探测/遥控系统的基本组合框图。
图3-2 红外光探测/遥控系统的基本组成在图1-2（a）中所示的红外光反射电路中，编码波形发生器产生一定占空的脉冲信号，经驱动级放大后驱动红外发光二极管，使其发射出一系列等幅的红外光脉冲信号。
发射脉冲编码信号可降低功耗，提高发射效率。
图1-2（b）所示电路为红外接收电路。
光电探测器用来将接收到的红外脉冲信号转换成相应的电信号。
接收光电管在没收到红外光信号时，光电管中流过的电流很小，即只有很小的“暗电流”，负载上无电脉冲信号输出；当有红外脉冲信号照射时，光电管的内阻急剧减小，电流增大，并在负载电阻上得到相应的电脉冲信号。
由于检测出的信号微弱，粗要经过高增益电压放大器放大，然后经整流滤波电路后输出正极性脉冲信号，加至触发电路，使触发器可靠翻转，并输出规范的控制信号，驱动执行机件动作。
3.4 555 电路555 电路是一种将数字电路和模拟电路巧妙的结合在一起的集成电路。
555大量应用于电子控制、电子检测、仪器仪表、家用电器、音响报警、电子玩具等诸多方面。
可用作振荡器、脉冲发生器、延时发生器、定时器、方波发生器等等。
本章将简单的介绍一下555 的结构和基本原理，掌握555 电路的一些基本知识，了解555 的一些参数特性和特点。
555 定时器中的“555” ，不是普通的数字，它是有具体内涵的，这是因为在该集成片上的基准电压电路是由三个误差极小的5KΩ电阻组成的，分压精度极高。
图2-1 是555 定时器的基本结构。
图3-3 555 等效功能电路图TR C1 TH 是比较器C1 的输入端，是比较器C2 的输入端。
和C2 的参考电压VR1和VR2 由VCC 经三个5KΩ电阻分压给出。
在控制电压输入端VCO（CO 端）悬空时，2 1 1VR1 VCC ，VR 2 VCC 。
如果VCO 外接固定电压，则VR1 VCO ，VR 2 VCO 。
3 3 2 RD 是置零输入端。
只要在RD 端加上低电平，输出端OUT 便立即被置成低电平，不受其他输入端状态的影响。
正常工作时RD 处于高电平。
由图2-1 可知，当VTHgtVR1，VTRgtVR2 时，比较器C1 的输出VC10比较器C2 的输出电压VC21，SR 锁存器被置0，TD 导通，同时OUT 为低电平。
当VTHltVR1，VTRgtVR2 时，VC11，VC21，锁存器的状态保持不变，因而TD 和输出的状态也不改变。
当VTHltVR1，VTRltVR2 时，VC11，VC20，故锁存器被置1，OUT 为高电平，同时TD截止。
当VTHgtVR1，VTRltVR2 时VC10VC20锁存器处于QQˊ1 的状态，OUT 处于高电平，同时TD 截止。
表2-1 555 的功能表输入输出RD VTH VTR OUT TD 状态0 × ×低导通1 2 1 低导通gt VCC gt VCC 3 3 1 2 1 不变不变lt VCC gt VCC 3 3 1 2 1 高截止lt VCC lt VCC 3 3 1 2 1 高截止gt VCC lt VCC 3 3 根据上面的功能表可以把555 应用于各种的器件中去，使得器件简单、方便。
555 的功能非常强大可以和不同的元件组成多种电路。
下面我们就简单的了解一下我们在后面将要用到的多谐振荡器和单稳态触发器，也为后面的工作打好基础。
如图2-2 所示，将555 与两个电阻和一个电容如图连接起来就可以组成一个多谐振荡器。
图3-4 用555 定时器接成的多谐振荡器2 1 经过推证可知，电容上的电压VC 将在VCC 和VCC 之间往复振动，又经计算3 3可知：1 VCC VCC T1 R1 R2 C ln 3 2 VCC VCC 3 R1 R2 C ln 2 2 0 VCC T2 R2 C ln 3 1 0 VCC 3 R2 C ln 2∴振荡周期为：T T1 T2 R1 2 R2 C ln 2∴振荡频率为：1 1 f T R1 2 R2 C ln 2 如图2-3 所示，将555 与一个电阻和电容如图连接起来就可以组成一个单稳态触发器。