红外线自动控制水龙头毕业设计(论文) 下载本文

内容发布更新时间 : 2024/12/23 12:41:32星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

LM567 是一片锁相环电路,采用8 脚双列直插塑封。其⑤、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,f2≈1/1.1RC。其①、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。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。LM567 的工作电压为4.75~9V,工作频率从直流到500kHz,静态工作电流约8mA。LM567 的内部电路及详细工作过程非常复杂,这里仅将其基本功能概述如下:当LM567 的③脚输入幅度≥25mV、频率在其带宽内的信号时,⑧脚由高电平变成低电平,②脚输出经频率/电压变换的调制信号;如果在器件的②脚输入音频信号,则在⑤脚输出受②脚输入调制信号调制的调频方波信号。其工作波形,见图13

图13 LM567工作波形

LM567主用外接电阻20比1范围,逻辑兼容输出具有吸收100mA电流吸收能力。他的技术指标:1.可调带宽从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—15V。

LM567设计译码器的工作原理:A2为锁相环音频译码器 LM567,A2与R3、C6组成振荡器,R3、C6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。

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。当人手放到水龙头下时,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A2内部处理后使A2的8脚输出低电平。LM567的8脚信号给NE555的2脚进行进一步处理。 4.3.2延时电路设计——555元器件

当人在水龙头出洗手时,不可能一下子就能洗好的,总会有一段时间。为了在人手偶尔偏离了红外线的探测范围时,能保证水龙头的正常出水。因此我们还需要设计一个具有一定延时的电路。

NE555只需简单的电阻器、电容器,即可完成特定的振荡延时作用。其延时

范围极广,可由几微秒至几小时之久。它的操作电源电压范围极大,可与TTL,COMS等逻辑电路配合。也就是它的输出准位及输出触发准位,均能与这些逻辑系列的高、低态组合。其输出端的供给电流大,可直接推动多种自动控制的负载。它的计时精确度高、温度稳定度佳,且价格便宜。静态电流最大值VCC=5V,RL=∞=6mA VCC=15V,RL=∞=15mA。

参数功能特性:

1、供应电压4.5~18V 2、供应电 3~6mA

3、输出电 225mA(max) 4、上升/下 时间100ns

图14是NE555的引脚分布图,图15是它的内部功能原理框图。

8765RDC0VCCDIS555GNDOUTTRTH 123图14 NE555引脚分布图

8

图15 NE555内部功能原理框图

外引脚的功能分别如下所述: 1端为接地端。 8端为电源端。 3端为输出端。

4端为复位端。此端输入低电平可使输出端为低电平。正常工作时应接高电平。

5端为电压控制端。此端外接一个参考电源时,可以改变上、下两个比较器的参考电平的值,无端输入时,UCO=2/3VCC。

2端为低触发端。当CO端不外接参考电源时,此端电平低于VCC/3,电压比较器C1输出低电平,反之输出高电平。

6端为高出发端。当CO不外接参考电源时,此端电平高于2/3VCC,电压比较器C1输出低电平,反之输出高电平。

7端为放电端。当V导通时,外电路电容上的的电荷可以通过它释放,7端也可以作为集电极开路输出端,见表4-2 输入 UTH x UTR x RD 0 1 OUT 0 0 输出 V 导通 导通 1 保持不变 保持不变 1 1 截止 表4-2 555定时器的逻辑功能表

555单稳态触发器延时电路:单稳态触发器只有一个稳态状态。在未加触发信号之前,触发器处于稳定状态,经触发后,触发器由稳定状态翻转为暂稳状态,暂稳状态保持一段时间后,又会自动翻转回原来的稳定状态。单稳态触发器一般用于延时和脉冲整形电路。单稳态触发器电路的构成形式很多。图3-11所示为用555定时器构成的单稳态触发器,R、C为外接元件,触发脉冲u1由2端输入。5端不用时一般通过0.01uF电容接地,以防干扰。下面对照图16进行分析。

图16 单稳态触发器与波形图

输出脉冲宽度是等于暂稳态时间的,也就是定时电容C的充电时间得公式: Tw=RCln【(Vcc-0)/1/3Vcc】=RCln3=1.1RC 由上式可知:

改变R、C的值,可改变输出脉冲宽度,从而可以用于定时控制。在R、C的值一定时,输出脉冲的幅度和宽度是一定的,利用这一特性可对边沿不陡、幅度不齐的波形进行整形。

图17 555单稳态触发器延时电路

当LM567的8脚输出低电平的时候,定时器电路中555的3脚输出高电平,发光二极管正向导通,发出绿光,此时三极管导通,继电器吸合,会驱动水龙头出水。电源通过R5对电容C7充电,使555的6脚电压升高,当6脚电压大于2/3Vcc时,3脚输出低电平,三极管截止,水龙头不出水。这样就起到了延时作用。延时时间由R5和C7来调整。本设计的电路中延时时间为 tw=1.1RC=1.1*470000*0.00005=5.17s,见图17