红外线自动干手器毕业设计论文

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
（Hale Waihona Puke Baidu）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。
第二章 方案设计
2.1功能及技术指标
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方案设计的组成框图
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，但考虑到经济等一些方面，方案便确定下来了。如图2-1所示：
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），当RD＝0，555输出低电平。平时RD端开路或接VCC。
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。
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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。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进一步提高，产品更新换代的节奏也越来越快。
这里列举出各功能可能用到的一些部件：
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。
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
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。
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
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，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。
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
3.1红外线发射电路的设计
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。
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。
4）红外线发射电路分析
图3-1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。
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：T≈0.7(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T≈0.7（9.1k+2*13k）*1000p≈0.025ms，f=1/T=40kHz。
555电路要求R1与R2均应大于或等于1k,但R1＋R2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3-2555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，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，通常接一0.01µF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。
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。
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。输出信号的时间参数T＝Tw1+Tw2；Tw1=0.7(R1+R2)C；Tw2=0.7R2C
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
关键词：红外线LM567译码电路555电路 继电器
A
With 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.