ST188光电式传感器电路图
[设计]光电传感器电路
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光电传感器电路设计1、设计要求利用光电传感器（光电对管）将机械旋转转化为电脉冲，光电对管实物如图1所示。
图1 光电对管实物图2、电路设计电路原理图如图2所示。
图2 光电传感器电路原理图电路由四部分组成。
光电对管U1、电阻R1、电阻R2构成发射接收电路；比较器U2A、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6构成反相输入的滞回比较器；比较器U2B、电阻R7、电阻R8构成反相器；发光二极管D1、电阻R9构成输出电路。
3、电路测试测试电路如图3所示。
由变频器带动电机工作，将光电对管对准旋转的电机（电机上贴有反光带），处理电路由12V直流电源供电。
图3 测试电路测试波形如图4所示（测试距离为4cm）。
(a)发射接收电路的输出信号(b)滞回比较器比较电压波形(c)滞回比较器输出波形(d)反相器输出波形图4 测试波形4、PCB板绘制（板子大小限定为62mm*18mm）PCB图如图5所示。
其中电阻采用0805封装，LM358采用DIP8封装。
图5 光电传感器电路PCB图5、完成实物图实物图如图6所示。
(a)未焊接的PCB板(b)焊接好的PCB板(c)板子的外加塑料壳图6 实物图6、小结在本次电路设计中，主要的难点有两个。
一是参数的整定，主要是滞回比较器上下门限的选择。
滞回比较器上下门限的选择跟发射接收电路的输出波形有关，而光电对管与旋转面的距离、旋转面的反光度、反光带所在位置、可能遇到的干扰等都会影响输出波形。
二是PCB板的绘制。
本次绘制采用的是Altium Designer Summer 09软件（Protel99SE的升级版）。
首先画好原理图，然后再导入到PCB中，没有的元件和封装要事先画好，画元件要注意引脚，画封装要注意尺寸，必要时需要查看数据资料或者自己用尺子量。
导入到PCB后，下面就要进行元件的布局，布局应合理紧凑。
布局之后，设置自动布线规则，线间距根据实际情况合理设置。
自动布线后，可以自己再进行局部修改，然后布线规则检查，看看有没有不符合要求的地方，直到修改无误。
毕业设计自动循迹小车
目录目录 0摘要： (1)1.任务及要求 (2)1.1任务 (2)2.系统设计方案 (2)2.1小车循迹原理 (2)2.2控制系统总体设计 (2)3.系统方案 (3)3.1 寻迹传感器模块 (3)3.1.1红外传感器ST188简介 (3)3.1.2比较器LM324简介 (4)3.1.3具体电路 (4)3.1.4传感器安装 (5)3.2控制器模块 (5)3.3电源模块 (6)3.4电机及驱动模块 (7)3.4.1电机 (7)3.4.2驱动 (7)3.5自动循迹小车总体设计 (8)3.5.1总体电路图 (8)3.5.2系统总体说明 (10)4.软件设计 (10)4.1 PWM控制 (10)4.2 总体软件流程图 (11)4.3小车循迹流程图 (11)4.4中断程序流程图 (12)4.5单片机测序 (13)5．参考资料 (16)自动循迹小车摘要：本设计是一种基于单片机控制的简易自动寻迹小车系统，包括小车系统构成软硬件设计方法。
小车以AT89C51 为控制核心, 用单片机产生PWM波，控制小车速度。
利用红外光电传感器对路面黑色轨迹进行检测,并将路面检测信号反馈给单片机。
单片机对采集到的信号予以分析判断,及时控制驱动电机以调整小车转向,从而使小车能够沿着黑色轨迹自动行驶,实现小车自动寻迹的目的。
关键词：单片机AT89C51 光电传感器直流电机自动循迹小车Abstract :This design is a Simple Design of a smart auto-tracking vehicle which based on MSC control.The construction of the car ,and methods of hardware and software design are included. The car use AT89C51 as heart of centrol in this system. Then using PWM waves Produced by MCU to control car speed. By using infraraed sensor to detect the information of black track. The smart vehicle acquires the information and sends t hem to the MSC.Then the MSC analyzes the signals and controls the movements of t he motors. Which make the smart vehicle move along the given black line antomaticly.Keywords :infrared sensor ；MSC ；auto-tracking1.任务及要求1.1任务设计一个基于直流电机的自动寻迹小车，使小车能够自动检测地面黑色轨迹，并沿着黑色车轨迹行驶。
ST188光电传感器
今天晚上和陈思、焦黎他们讨论了一下反射式红外光电传感器的一些原理和使用，我想可能有些东西对大家有益，写下这个内容方便大家学习，也为今后其他同学用到ST188提供方便。
刘世生
2010年11月18日一、特点
1．采用高发射功率红外光电二极管和高灵敏度光电晶体管组成。
2．检测距离可调整范围大，4-13mm 可用。
3．采用非接触检测方式。
二、外形尺寸
左图右图
左边是光电二极管的外形图，由发射二极管和接收管组成，如右图的电路示意图。
A、K是红外发射二极管的正负极，C、E是接收管的正负极。
因此只要A极接高电平、K极接低电平，红外发射管就能发出红外线。
可以在传感器加上外围电路来检测接收管的信号，进而确定是否接受到反射回来的红外线。
如下图右下方的器件工作示意图。
三、常用电路
根据反射式红外光电传感器的原理和内部结构，我们可以设计上面的电路，电阻主要起限流作用，电阻值常设置为：R1=510Ω，R2=20kΩ。
这样，如果接收管接收到反射回来的红外线，红外接收头导通，E管脚输出高电平，接近Vcc；如果没有没有接收到反射回来的红外线，红外接收头不导通，E管脚输出低电平，接近GND。
在实际应用中，我们可以通过单片机扫描E管脚（类似按键扫描的方法）以确定接收管的状态。
四、智能车中黑白线应用
白色物质吸收光线少，大部分光波被反射；黑色物质能够吸收大部分光波，只反射部分光波。
利用这一点，我们选取合适的测量距离，如1cm（最佳的测量高度可以根据多次实验结果比较调节）。
结合上面的应用电路，这样可以通过检测E脚的值（0/1）确定传感器下面是白色还是黑色，达到判断的目的。
小车红外循迹模块原理和应用
通信1001 鞠亮
一.感应方案的选用 二.传感器的检测原理 三.电路的焊接 四.软件的设计
二.传感器的检测原理
图3.4 红外对管检测电路
寻线电路采用的是红外对管ST188（光电传感器）， 光电传感器的前端面与被测物体的最佳检测距离为 8±1.5mm。 当检测的物体为黑色物体时，红外光管二极管U1发 射出的光线大部分被检测的黑色物体所吸收，反射 的光线已经很微弱，光敏三极管无法导通。所以 LM311的2脚为高电平，并且与3脚的输出电压同时 送入比较器LM311进行比较。由于U2>U3,使得 LM311的7脚电平输出为高，发光二极管不亮，最后 输出Vout为高。当被检测的物体为白色物体时，红 外光电二极管U1发射的光线会被白纸反射回来，这 时在红外线传感器的接收端会得到很强的光照，这 是光敏三极管就会导通。比较器LM311的2脚就会接 地，为低电平，与3脚的电压比较后再7脚的输出端 输出一个低电平。这时发光二极管就会形成回路， 发出红光，输出端Vout为低。将比较器的输出Vout 送入单片机中进行判断就可以判断出此时被检测的 轨迹是白色还是黑色的。
{
if(speed>=-100 && speed<=100)
{
if(index==1) //电机1的处理
{
m1=abs(speed); //取速度的绝对值
if(speed<0) //速度值为负则反转
{
s1=0;
s2=1;
}
else
//不为负数则正转
{
s1=1;
s2=0;
课程设计--电机转速测量仪设计
中国计量学院电机转速测量仪设计学生姓名：指导老师：学院: 现代科技学院专业班级：电气1112014 年 03 月06 日1.绪论2.1任务（1）采用霍尔或光电传感器设计一能测量电机转速的测量仪器。
（2）电机转速在100-3000转/分之间。
（3）动态实时显示，显示稳定，显示位数3位。
（4）可采用传感器结合单片机电路实现。
2.2要求（1）绘制系统框图及电路原理图各一份a.标明所有集成电路的型号、引脚序号、功能。
b.标明所有集成电路的电源电压。
c.标明所有元器件的数值或取值范围。
（2）叙述整个系统的工作原理。
（3）详细记录实施中所遇到的问题及问题产生的原因，是如何解决的。
（4）设计转速测试方案，记录测量结果，并进行适当的误差分析。
（5）调试合格后写出综合设计报告。
（6）你对本次课程设计有何体会、建议、和意见。
2.3方案的选择与论证方案一：霍尔元件测速法霍尔元件测速法是利用霍尔开关元件测转速的。
霍尔开关元件内含稳压电路、霍尔电势发生器、放大器、施密特触发器和输出电路。
输出电平与TTL电平兼容，在电机转轴上装一个圆盘，圆盘上装若干对小磁钢，小磁钢越多，分辨率越高，霍尔开关固定在小磁钢附近，当电机转动时，每当一个小磁钢转过霍尔开关，霍尔开关便输出一个脉冲，计算出单位时间的脉冲数，即可确定旋转体的转速，但由于现有材料的限制，放弃此方案。
方案二：采用反射式光电传感器在测速一端放置反射式红外传感器，当带有遮挡物的电转轴经过时，利用其对红外线的反射能力，接收端检测到信号。
但是电机的空间较小，传感器不能稳定的放置，对测量产生较强的干扰，故放弃此方案。
方案三：采用槽式光电开关采用槽式红外对射式光电开关，集成度高，体积小，功能齐全，电线引出式，电源内藏式具备继电器大功率输出，具备交直流通用型，电压范围宽，抗震性能好，速度检测非常稳定，精度较高，成本低，经过实验可发现槽式式红外光电开关能比较灵敏地测出电机转动的圈数。
利用测量一秒内转过的圈数可测得电机的转速。
基亏红外传感器ST188的自动循迹小车设计
Ａ Ｔ ８ ９ Ｓ ５ １由 采 集 到 的 信 号 发 出指 令 ， 控 制 小 车 电机 驱 动 电路 以 调 整 行 驶 方 向 ． 从 而 使 小 车 能 够 沿 着 黑 色轨 迹 自动 行
第２ １ 卷 第 ３期
Ｖｏ ｌ ＿ ２１ Ｎｏ ． ３
电 子 设 计 工 程
Ｅｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｎ ｉ ｃ Ｄｅ ｓ ｉ ｇ ｎ Ｅｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ
２ ０ １ ３年 ２月
Ｆｅ ｂ．２ ０１ ３
基亏红外传感器 Ｓ Ｔ １ ８ ８的 自动 循迹小车设计
ｆ ｒ ｏ ｍ ｔ ｈ ｅ ｃ ｏ ｌ ｌ ｅ ｃ ｔ ｅ ｄ ｓ ｉ ｇ ｎ ａ ｌ ｉ ｓ ｓ ｕ ｅ ｓ ａ ｎ ｉ ｎ ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｔ ｏ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ｍ ｏ ｔ ｏ ｒ ｄ ｉ ｒ ｖ ｅ ｃ ｉ ｒ ｃ ｕ ｉ ｔ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｃ ａ ｒ ｔ ｏ ａ ｄ ｊ ｕ ｓ ｔ ｔ ｈ ｅ ｄ ｉ ｒ ｖ ｉ ｎ ｇ ｄ ｉ ｒ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｓ Ｏ ｔ ｈ ａ ｔ ｔ ｈ ｅ
自动 循 迹 小 车 控 制 系 统 。也 就 是 最 简 单 的 轮 式 机 器 人 ， 适 合 在 一 些 特 殊 环 境 中工 作 ， 因其 成 本 低 廉 ， 目前 已在 许 多 工 业 场 合 已获 得 广 泛 应 用 。例 如高 温高 压环 境 、 有 毒 有 害 气
体 环 境 以 及 外 星探 测 等 都 有 机 器 人 的 应 用 ｌ ｌ ＿ ． 所 有 这 些 应 用
光电传感器接线图与原理图详细解析
光电传感器接线图与原理图详细解析光电传感器的接线原理传感器DC二线直流传感器DC二线原理图1、接线电压：10-30VDC（10-65VDC）2、常开触点（NO）或者常闭触点3、不分NPN和PNP4、具备短路保护5、漏电流小于等于0.5mA6、电压降小于5V7、两线直流传感器不能串联或者并联连接传感器DC三线接线图传感器DC三线原理图1、接线电压：10-30VDC（10-65VDC）2、常开触点（NO）或者常闭触点3、电压降小于1.8V4、具备短路保护和极性保护当三、四线传感器串联时，电压降相加，单个传感器准备延时时间相加。
传感器DC四线接线图传感器DC四线原理图1、接线电压：10-30VDC（10-65VDC）2、切换常开触点和常闭触点3、具备短路保护和极性保护4、电压降小于1.8V传感器DC三、四线并联传感器交流两线接线图1、接线电压：20-250V AC2、常开触点或者常闭触点3、漏电电流小于等于1.3mA4、电压降小于6.5V传感器AC两线串联示意图1、常开触点：与逻辑2、常闭触点：或非逻辑3、串联时，传感器上的电压降相加，它减去了负载上可以利用的电压，因此不能低于负载最低工作电压。
请注意电网的电压波动。
机械开关和交流传感器串联当传感器出于断开触点，电源电压被断开，若在传感器衰减期间机械触点闭合会使传感器短时间内出现功能障碍。
传感器准备延时时间小于等于80ms，在这个时间内就产生故障，或者失灵。
补偿办法：在机械触点上并联上一个电阻，并联上的电阻使传感器的电源没有在机械触点上中断，机械触点无论是断开和闭合，传感器都不会出于转杯延时状态。
对于200V AC，电阻阻值大约为82K/1W 电阻的计算方法近似值为400/V传感器AC两线并联1、常开触点：与逻辑常闭触点：或非逻辑2、当传感器常开触点闭合时，另一个并联的传感器被短路，当传感器断开时就需要个准备的延时时间（80ms）补偿办法：在触点上串联一个电阻可以保证传感器的最小工作电压，避免了触点断开之后的准备时间。
ST188光电式传感器的应用
ST188光电式传感器的应用ST188可用于智能小车的循迹检测。
它主要的特点是，对于颜色深注不同的路而，可以产生不同的电压，因此可以区分出ST188正对的路而是深色还是浅色。
它自己集成了一个红外发射管和一个接收管，也就是自己提供了“光源”，自己检测，使用起来比较方便。
以下是光电特性和内部电路<內部电路从内部电路可以看出AK相当于二极管，可以理解为LED灯。
EC相当于三极管的发射极和集电极。
作为“三极管”，这个接收管没有基极，显然是不行的。
接收管的基极有类似于光敏电阻的特性:根据接收到的红外光的强度，来产生不同的电压(电流)。
基极的电压达到一泄的值以后，三极管就会处于放大状态，放大基极的电流，集电极就可以采集到不同的电流，经过特定的电阻，也就是不同的电压了。
原理图如下:VCCGND220R是红外发射管的限流电阻.发射管的电流一般在20ma左右,如果好几路循迹模块一起用的话,总电流还是比较大的，所以可以在满足功能的情况下，尽可能选择大一点的电阻。
这个电阻一般不得小于180R.IN1+是输岀这是一个实际应用的原理图GND接收管C 极有个标号IN1+,是作为比较器的同相输入° IN 「是比较器的反相输入。
Hongwail 是输岀端。
IN1+如果大于IN1-,那么hongwail 就是髙电平了，所以单片机的引脚就可以检 测到髙电平了。
IN1+如果小于IN1-,那么hongwail 就是低电平了，单片机就可以检测到低 电平。
同时，作为指示，把hongwail 接到LED 的负极，那么在比较器输岀低电平的时候， LED 灯会亮起来。
为什么IN ■跟一个电位器一起呢？因为IN •作为比较电压，有的时候需要调节，电位器可以通 过调节自身的电阻，来调VTIN-巧点分担的电压。
我选择了 3.3V 作为髙电平，可以根据实际3 / 4VCC3.3R101 3362JO3INI-honswai2 1hongwasl 23INI- 4IN1+56 IN2+ 7fouTlotm OUT1 OUT4GND INK INW INH IN4- IN2- IN3+ IN2+IN3-14honrwatJw honswaU■ IN4十 IN4- IN3十 IN3・l-GNDR26 R2'1110 E 8情况自行调节。
第一章循迹小车黑线检测
循迹小车黑线检测一、背景自动导引车(Automated Guided Vehicle，AGV)是一种以电池为动力，装有非接触导向装置和独立寻址系统，无人驾驶并能完成一系列预定工作的自动化车辆。
它能在计算机的监控下按指令自主驾驶。
自动沿着规定的导引路径行驶，到达指定地点后完成一系列作业任务。
该产品已经成为柔性生产线、柔性装配线、仓储物流自动化系统的重要设备。
对于线路既定的AGV系统来讲，与CCD传感器相比，采用红外反射式传感器循迹在价格、数据处理方面有较大优势。
本次制作采用红外反射式传感器作为循迹装置(简单化的AGV)完成小车的循迹，并在此基础上实现目标物的识别、信息获取和上传的功能。
二、循迹电路的制作1、循迹常用方案1)分离式光电二极管2)反射式光电传感器3)激光传感器4)摄像头5)电磁导轨2、小车循迹原理该智能小车在画有黑线的白纸“路面”上行驶，由于黑线和白纸对光线的反射系数不同，可根据接收到的反射光的强弱来判断“道路”—黑线。
本次制作利用了简单、应用也比较普遍的检测方法——红外探测法。
图1小车循迹跑道红外探测法，即利用红外线在不同颜色的物理表面具有不同的反射性质的特点。
在小车行驶过程中不断地向地面发射红外光，当红外光遇到白色地面时发生漫发射，反射光被装在小车上的接收管接收；如果遇到黑线则红外光被吸收，则小车上的接收管接收不到信号。
3、传感器选择市场上用于红外探测法的器件较多，可以利用反射式传感器外接简单电路自制探头，也可以使用结构简单、工作性能可靠的集成式红外探头。
ST系列集成红外探头价格便宜、体积小、使用方便、性能可靠、用途广泛，所以该系统中最终选择了ST188反射传感器作为红外光的发射和接收器件，其内部结构和外接电路均较为简单，如图2所示：图2 传感器电路ST188采用高发射功率红外光、电二极管和高灵敏光电晶体管组成，采用非接触式检测方式。
ST188的检测距离很小，一般为8~15毫米，因为8毫米以下是它的检测盲区，而大于15毫米则很容易受干扰。
光电式传感器-光电报警电路
3 内容及要求内容：本课程设计就是用发光电器件发光二极管和光敏二极管组成防盗电路。
发光二极管和光敏二极管组成一类似开关作用，再通过一发光二极管和蜂鸣器发出警告。
调制电路发光管光电管放大电路报警电路要求：根据光电式传感器的工作原理，设计一种防盗电路装置。
利用光敏二极管代替开关，衔接报警电路。
要求正常情况下，三极管不导通；小偷侵入时，光敏二极管接收不到光，不导通，三极管导通驱动报警电路，二极管发光，蜂鸣器鸣叫。
总电路应包括与传感器元件相接的调制电路、放大电路和报警电路。
4 方案设计. 发光电路和接收电路都用同一个调制电路来启动，可以通过延长导线来使延长发光二极管和光敏二极管的距离，可以保证系统在一定器件的条件下作用距离较远。
6.1 发射电路用NE555组成的多谐振荡器作为调制电源组成如下的调制电源电路，再接上发光二极管和限流电阻，组成发射电路，原理图如图a：图a6.2 接收电路接收电路跟发射电路类似，用光敏二极管代替发光二极管并充当开关的作用。
正常情况下，发光二极管和光敏二极管对应，光敏二极管接到光线导通，输出高电平。
当有小偷经过时，光敏管接收不到光，不导通，输出低电平。
6.3 放大电路利用LM386锁相集成电路对光敏管的信号进行放大。
如下图所示：3接信号输入，5是信号输出后接报警电路。
LM386是一种音频集成功放，具有自身功耗低、电压增益可调整、电源电压范围大、外接元件少和总谐波失真小等优点。
LM386内部电路原理图如图所示。
与通用型集成运放相类似，它是一个三级放大电路管；T5和T6组成镜像电流源作为T1和T2的有源负载；T3和T4信号从管的基极输入，从T2管的集电极输出，为双端输入单端输出差分电路。
使用镜像电流源作为差分放大电路有源负载，可使单端输出电路的增益近似等于双端输出电容的增益。
第二级为共射放大电路，T7为放大管，恒流源作有源负载，以增大放大倍数。
第三级中的T8和T9管复合成PNP型管，与NPN型管T10构成准互补输出级。
基于单片机人体脉搏测量仪的设计与实现
目录1 绪论 (3)1.1研究背景及意义 (3)1.2脉搏测量仪的研究现状 (3) (5)2 脉搏测量仪的设计方案 (5)3 硬件电路设计与实现 (7)3.1主控制模块 (7)3.2信号采集与处理模块设计 (8)3.2.1 ST188红外光电传感器 (8)3.2.2 双运算放大器LM358P (8) (9)3.2.4 信号处理电路 (9)3.3显示模块 (9)3.4键盘电路模块 (10)3.5时钟电路 (10)3.6复位电路 (11)3.7报警电路 (11)3.8电源模块 (11)4 系统软件部分设计 (13)4.1主程序设计 (13)4.2中断程序 (15)4.3显示模块 (18)5 脉搏仪测试与结果分析 (22)5.1程序调试 (22)5.2脉搏测量仪原理图调试 (22)5.3脉搏测量仪在P ROTEUS的仿真 (22)5.4PCB排版布线及硬件焊接 (23)5.5测试数据与结果分析 (23)6 总结与分析 (24)参考文献 (26)1 绪论1.1 研究背景及意义脉象诊断已经在我国存在有几千多年历史了，就是我国传统中医必须研究的对象，由于传统医学采用的相关手段，对病人进行的病情诊断，病情的诊断会因为病人或者医者的影响，就会导致测量的准确度问题。
现代科技发展的步步提高，生命学和信息学的联系是越来越紧密了，出现了许多样式各异的脉搏测量仪器，尤其是电子式的脉搏测量仪现世，让平时在测量脉搏时很便捷了。
使诊断更加精确、治疗能够更加完善。
现如今已经有很多人慢慢认识到，在日常中绿色健康的生活方式，以及对相关疾病防治的重要性。
在检测人体脉搏信号的领域里，当今世界上已有许多的先进的知识体系，在当今医学技术里面，人体心血管健康能进行无创检测的方法和仪器不断涌现。
研究一种无害的而且实用的测量仪器，使愈来愈多的人关心自己的心血管健康状态，能够在心血管疾病的还处于轻度状态时，进行快一步的发现，而且还能够平时的生活中进行预防。
自动寻迹小车的传感器模块设计
自动寻迹小车的传感器模块设计作者：王晶翁显耀梁业宗来源：《现代电子技术》2008年第22期摘要：介绍利用反射式红外光电传感器实现小车自动寻迹导航的设计与实现以及小车的一种寻迹算法。
自动寻迹是智能小车(Smart Car)机器人系统的重要组成部分,其用实现小车自动识别路径。
在实验中采用与白色地面色相差很大的黑色线条引导小车按照既定路线前进,系统控制核心采用飞思卡尔的MC9S12DG128B单片机,系统驱动采用控制方式为PWM的直流电机。
实验证明此方案可行并且可靠。
该技术可以应用于无人驾驶机动车、无人生产线、仓库、服务机器人等领域。
关键词：自动寻迹；红外传感器；PWM方式；数据处理中图分类号：TP212文献标识码：B文章编号：1004-373X(2008)22-192-03Design of the Sensor Module in Automatic Track FindingModel CarWANG Jing,WENG Xianyao,LIANG Yezong(College of Automation,Wuhan University of Technology,Wuhan,430070,China)Abstract：This article introduces the design and execution of automatic track finding navigation car realized by reflective infrared photoeletric sensor and its algorithm.The automatic trak fiding is an important function of smart-car robot system,to realize car automatic identification path.In the experiment,taking use of the black guiding wire whose color distinguishes from the white background to guide the car to move along the given line automatically.The MC9S12DG128B from freescale single chip microcomputer is used for the control core in this system,and the PWM direct current electromotor for the motive force or power system.The experiment proves that this project is feasible and credible.This technology could serve to driverless mobile,unmanned producinglines,warehouse,service robot and etc.Keywords：automatic track finding;infrared sensor;PWM;data processing1 引言随着科学技术的发展，机器人的应用已经遍及机械、电子、冶金、交通、宇航、国防等领域。
一种基于光电传感器ST188的非接触式脉搏检测器
(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)实用新型专利(10)授权公告号 (45)授权公告日 (21)申请号 201822244597.0(22)申请日 2018.12.28(73)专利权人 南京信息职业技术学院地址 210046 江苏省南京市栖霞区仙林大学城文澜路99号(72)发明人 季秀霞 (74)专利代理机构 南京天翼专利代理有限责任公司 32112代理人 蒋家华(51)Int.Cl.A61B 5/024(2006.01)(54)实用新型名称一种基于光电传感器ST188的非接触式脉搏检测器(57)摘要本实用新型公开了一种基于光电传感器ST188的非接触式脉搏检测器，包括依次连接的信号采集单元、信号处理单元、单片机和显示单元；所述信号采集单元包括光电传感器ST188，用于将采集的脉搏跳动的红外信号转化成低频电信号；所述信号处理单元，用于将信号采集单元输出的低频电信号进行滤波放大和整形放大输出脉冲信号；所述单片机，用于将信号处理电路输出的脉冲信号进行处理输出心率信号；所述显示单元，用于显示单片机输出的心率信号，完成脉搏的检测。
本实用新型结构简单、测量精度高、成本低、便于携带。
权利要求书1页 说明书3页 附图3页CN 209863808 U 2019.12.31C N 209863808U1.一种基于光电传感器ST188的非接触式脉搏检测器，其特征在于，包括：信号采集单元，用于采集脉搏跳动的红外信号并转化成低频电信号；信号处理单元，用于将信号采集单元输出的低频电信号进行滤波放大和整形放大输出脉冲信号；单片机，用于将信号处理电路输出的脉冲信号进行处理输出心率信号；显示单元，用于显示单片机输出的心率信号；具体的电路连接方式如下所示：所述信号采集单元包括光电传感器ST188,ST188芯片的第1引脚连接电阻R2的一端，电阻R2的另一端连接电源VCC，ST188芯片的第2引脚接地GND，ST188芯片的第3引脚经电阻R3连接至电源VCC，ST188芯片的第4引脚接地GND；所述信号处理单元包括两级运算放大器LM358，分别为U1A和U1B；ST188芯片的第3引脚连接电容C1的正极，电容C1的负极分别连接电阻R6和电阻R7的一端，电阻R7的另一端接地，电阻R6的另一端分别连接电容C2的正极和U1A的第3引脚，电容C2的负极接地；U1A的第2引脚分别连接电阻R4和电阻R8的一端，电阻R4的另一端连接至U1A的第1引脚，电阻R8的另一端接地，U1A的第4引脚接地，U1A的第5引脚接电源VCC，U1A的第4引脚连接电阻R9的一端，电阻R9的另一端分别连接U1B的第3引脚和电阻R1的一端，电阻R1的另一端接电源VCC，U1B的第2引脚与U1A的第1引脚连接，U1B的第1引脚经电阻R5和二极管D1连接至电源VCC；所述单片机采用AT89S51单片机，AT89S51芯片的第18引脚和第19引脚之间连接有晶振Y1，晶振Y1的第1引脚连接电容C4的一端，电容C4的另一端接地并与电容C3的一端连接，电容C3的另一端连接晶振Y1的第2引脚；AT89S51芯片的第9引脚分别连接电阻R11的一端、电容C5的负极和开关S1的一端，电阻R11的另一端接地，电容C5的正极接电源VCC，开关S1的另一端接电源VCC，AT89S51芯片的第31引脚连接电源VCC；U1B的第1引脚连接AT89S51芯片的第14引脚，AT89S51芯片的第20引脚接地GND，AT89S51芯片的第40引脚接电源VCC；所述显示单元采用LCD1602显示屏，LCD1602芯片的第1引脚、第5引脚和第16引脚接地GND，LCD1602芯片的第2引脚接电源VCC，LCD1602芯片的第3引脚连接电阻R10后接地GND，LCD1602芯片第6引脚连接AT89S51芯片的第38引脚，LCD1602芯片第7-14引脚分别对应连接AT89S51芯片的第1-8引脚，LCD1602芯片第15引脚连接电源VCC。
基于光电传感器智能车系统的设计_叶梦君
第33卷湖北师范学院学报（自然科学版）Vol.33第1期Journal of Hubei Normal University（Natural Science）No.1，2013基于光电传感器智能车系统的设计叶梦君，胡长晖，张先鹤，王小威，袁亚军，吕高强(湖北师范学院机电与控制工程学院，湖北黄石435002)摘要：阐述了光电传感器智能车系统传感器的选择、布局和路径信号的获取、处理方法。
智能车的速度控制采用积分分离数字PID算法。
实际测试表明，本智能车具有稳定性好，响应速度快等特点。
关键词：光电传感器;智能车;积分分离数字PID算法;重心法中图分类号：TP212文献标识码：A文章编号：1009-2714（2013）01-0007-04doi：10．3969/j．issn．1009－2714．2013．01．0020引言传感技术与控制技术相结合是构成智能系统的两大支柱，已经被广泛的应用于各个领域，具有重要的研究和应用价值。
光电技术智能车系统行驶的路径为白色KT板，路径中心有宽度为2．5cm的连续的黑色线条。
该黑色线条作为智能车行驶的导航信息源。
智能车采用反射式红外光电传感器检测路径黑线，并沿着黑线快速行驶。
光电管照射到黑色线条和白色路面上，将产生不同反射情况，通过这种不同的反射情况，能找到接收管所在的位置，从而检测智能车相对于路径中心黑色线条的位置，控制智能车的行驶方向和行驶速度。
1智能车系统的整体结构光电技术智能车根据功能可分为七个部分：以MC9S12XS128为主控制器的最小系统模块、光电传感器模块、电源管理模块、速度检测模块、舵机驱动模块、电机驱动模块、辅助调试模块。
如图1所示为智能车系统的整体结构图。
1．1主控制器MC9S12XS128具有128KB的FLASH，12KB的RAM，4KB的EEPROM.片上集成有电压调节、在线调试、时钟产生、定时器、A/D转换、PWM输出等模块，满足智能车对主控制器资源的要求。
ST188
一、特点1．采用高发射功率红外光电二极管和高灵敏度光电晶体管组成。
2．检测距离可调整范围大，4-13mm 可用。
3．采用非接触检测方式。
二、应用范围1．IC 卡电度表脉冲数据采样。
2．集中抄表系统数据采集。
3．传真机纸张检测。
4．与本公司的方向判别电路ST288A 结合使用可判别被测物的运动方向及正反转速测量、行程测量等。
三、极限参数（Ta=25℃）项目符号数值单位输入正向电流IF 50mA 反向电压Vr 6V 耗散功率P 75mW 输出集-射电压V ceo 25V 射-集电压V eco 6V 集电极功耗Pc 50mW 工作温度T opr -20∽65℃储存温度T stg-30∽75℃四、光电特性（Ta=25℃）项目符号测试条件最小典型最大单位输入正向压降V F I F =20mA - 1.25 1.5V 反向电流I R V R =3V --10μA 输出集电极暗电流I ceo Vce=20V--1μA 集电极亮电流ILVce=15VI F =8mAH10.30--mA H20.40--mA H30.50--mA 饱和压降V CEI F =8mA Ic=0.5mA--0.4Vw ww .hs d z 369.c n注：集电极亮电流IL 、饱和压降V CE 、响应时间是在红外光电传感器前端面与亮检测面距离8mm 处测得，其数值受亮检测面的表面光洁度及平整度影响。
传输特性响应时间Tr I F =20mA Vce=10V IRc=100Ω-5-μs Tf-5-μsw w w .h s d z 369.c n。
测控仪器课程设计-小车智能自动避障系统
西安郵電學院测控仪器课程设计报告书系部名称：自动化学院学生姓名：专业名称：测控技术与仪器班级：测控08042011年9月19日至时间：2011 年9月30日小车智能自动避障系统一、设计要求：以红外传感器ST188或ST178作为小车的测距传感器，进行障碍物探测。
当发现障碍物时，给出报警信号，自动适当改变行进方向继续前行。
二、设计方案分析2.1 方案设计：该系统中我们设计一个小车，以STC89C52单片机为主控制芯片，由L298N 芯片控制直流电机转动从而使小车向前跑动；通过一个红外传感器ST188实现小车自动检测障碍物。
系统中主控制器的多个I/O口作为通用I/O口分别连接L298N输出控制信号、ST188输入信号，蜂鸣器报警。
系统硬件总体设计框图如图1所示。
图 1 系统硬件框图2.2背景知识介绍：2.2.1主控制器介绍：80C51单片机是把那些作为控制应用所必需的基本内容都集成在一个尺寸有限的集成电路芯片上。
如果按功能划分，它由如下功能部件组成，即微处理器、数据存储器、程序存储器、并行I/O口、串行口、定时器/计数器、中断系统及特殊功能寄存器。
它们都是通过片内单一总线连接而成，其基本结构依旧是CPU加上外围芯片的传统结构模式。
但对各种功能部件的控制是采用特殊功能寄存器的集中控制方式。
1 .微处理器该单片机中有一个8位的微处理器，与通用的微处理器基本相同，同样包括了运算器和控制器两大部分，只是增加了面向控制的处理功能，不仅可处理数据，还可以进行位变量的处理。
2 .数据存储器片内为128个字节，片外最多可外扩至64k字节，用来存储程序在运行期间的工作变量、运算的中间结果、数据暂存和缓冲、标志位等，所以称为数据存储器。
3. 程序存储器由于受集成度限制，片内只读存储器一般容量较小，如果片内的只读存储器的容量不够，则需用扩展片外的只读存储器，片外最多可外扩至64k字节。
4. 中断系统具有5个中断源，2级中断优先权。
标准格式
1绪论机器人技术的发展，它应该说是一个科学技术发展共同的一个综合性的结果，同时也是为社会经济发展产生了一个重大影响的一门科学技术，它的发展归功于在第二次世界大战中，各国加强了经济的投入，就加强了本国的经济的发展。
近几十年中，大量的高层、地下建筑与大型的石化企业不断涌现。
由于这些建筑的特殊性，发生火灾时，不能快速高效的灭火。
为了解决这一问题，尽快救助火灾中的受害者，最大限度的保证消防人员的安全，消防机器人研究被提到了议事日程。
而机器人技术的发展也为这一要求的实现提供了技术上的保证，使得消防机器人应运而生。
从二十世纪八十年代开始，世界许多国家都进行了消防机器人的研究。
美国和苏联最早进行消防机器人的研究，而后日本、英国、法国等国家都纷纷开展了消防机器人的研究，目前已有多种不同类型的消防机器人用于各种火灾场合。
我国从八十年代末期开始消防机器人的研究，公安部上海消防研究所等单位在消防机器人的研究中取得了大量的成果，"自行式消防炮"已经投入市场，"履带轮式消防灭火侦察机器人"也于2000年6月通过了国家验收。
但是，我国消防机器人的研究还处在初级阶段，还有许多有待研究的问题。
比如，高层建筑发生火灾时，消防人员不可能在短时间内到达高处的火灾发生地点，在地下建筑中，由于环境比较潮湿，烟气不易扩散，消防人员不容易快速的判定火源位置；而在石化企业发生火灾时，将产生大量的毒气，消防人员在灭火时极易中毒。
研制能够用于这些场合的侦察灭火机器人，协助消防人员进行火灾的定位和灭火，将有极大的社会意义。
基于人工智能的不断发展，各项高新技术的不断成熟，在可预见的将来，消防机器人在功能上会更具多样特点，在较多危险区域可以完全代替消防员，避免消防员生命伤亡。
同时也应该看到，我国在研究消防机器人方面较国外同行已落后太多，存在技术差异和代沟，消防机器人的不断研制、生产和装备过程，应坚持自主研制为主，引进为辅，提高我国消防部队消防装备现代化的水平,并及时装备消防部队，提高消防部队打赢大仗、恶仗、硬仗和特殊战役的能力，提高消防部队在处置大型复杂火灾和应急救援的作战效能, 提高消防部队的自我防护能力,减少消防指战员的人身伤亡，更好地保卫我国经济发展。
第六章 移动机器人感知 机器人技术 教学课件
• 红外传感器 ➢HS0038
图6.1 HS0038内部结构图
图6.2 HS0038典型应用电路
图 6.3 HS0038发射电路
图 6.4 HS0038接收电路
• ST188
图6.5 ST188实物图
VCC R1 120R
U1
ST188
VCC
VCC
7
1
2 R2 10K
U2A 8
LM324
• 引脚介绍
图6.15 摄像头与单片机连接电路
• Yn 6——14〔摄像头〕 数据输出；
• VSYNC 16〔摄像头〕 垂直同步信号/复合信号;
• HREF 15〔摄像头〕 水平参考输出/垂直帧同步信号;
• DGND 17〔摄像头〕 信号地;
• DVDD 19〔摄像头〕 +5V电源;
• VSYNC、HREF 分别接S12X的两个中断，S12X首先捕 捉到HREF中断，然后捕捉VSYNC中断，最后读取Yn数 据即为采集图像灰度数据。
相对于CCD，CMOS的功耗较小，但分辨率低。
摄像头
所有CCD芯片都属于模拟元件，但当图像数据进入计 算机时却是数字信号。如果数据是在摄像头、采集卡两局 部完成数字化的，这个摄像头就是模拟摄像头。而数字摄 像头那么是在摄像头内部完成数字化的，这样可以减少图 像的噪音。与模拟摄像头相比，数字摄像头显著提高了摄 像头的信噪比、增加了摄像头的动态范围、最大化图像灰 度范围。科学研究级的绝大多数的CCD/CMOS芯片都是 由Kodak、Sony、SIT制造的。
引导机器人的运动。 ➢ 传感器的原始值被用于更新即时模型，被激发的
机器人的动作成为模型的函数，而不是单个传感 器测量的函数。 • 特征提取：首先从一个或多个传感器数据中提取 信息，产生较高级的感觉，然后用它通知机器人 的模型，也可以 直接通知机器人的动作。该过程 称之为特征提取。
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光电式传感器的应用（ST188）
1.ST188介绍。
如图所示为ST188的实物图。
A-K为红外发射管。
C_E为红外接收管。
内部电路图为：
2.电器特性：实际
实用时不要超过此值：
流过发光二极管的电流（A_K电流）
反向加在A_K间的电压
最大集射电压
最大射集电压
实用的环境温度
3.光电特性。
4.使用方法。
根据光电特性，选取发射管的静态电流为20mA。
典型的压降为1.25v,如果供电电压为5V，那么，此时在发射管上需要串联电阻，电阻大小为R=（5-1.25）/0.02;即：R=187.5欧姆。
取标称电阻，R=200,那么此时的电流小于20mA，但是不影响结果。
C_E端的电阻比较灵活，毕竟他是用来输出高低电平的，在此我们接一个2K的电阻，其实上面电路图中的活动变阻器没有必要，只是为了测试方便，调整阈值电压用的。
5.原理说明：
当没有物体反射红外线时，ce之间截止，无电流流过，输出电压为电源电压，高电平。
当有物体反射红外线时，be饱和导通ce也就导通了，输出端就相当于接地。
输出电压为低电平。
6.辅助电路：
由于此电路在检测过程中会出现较大的死区电压，故我们可以适当的加上电压比较器做辅助电路，于此同时，也可以通过调节比较电压的大小改变ST188的测量灵敏度。
电压比较器应该会搭吧，不会那就是模电没学好。
7.制作实物：
智能循迹小车。
（在物电院510展览窗里面。
可去实验室看）
智能天平小车。
（在物电院510展览窗里面。
可取实验室看）
ST188循
迹模块。
湖北大学
08电一
黄威
2008221105200027。