電子迎賓機(jī)器人設(shè)計(jì)-畢業(yè)論文

1、<p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　1 緒論1</b></p><p><b>　　2 方案論證2</b></p><p><b>　　3 系統(tǒng)框圖4</b></p><p>　　4 電路的工作原理4<

2、/p><p><b>　　5 模塊介紹6</b></p><p>　　5.1 電源模塊6</p><p>　　5.2 檢測(cè)模塊6</p><p>　　5.2.1 紅外信號(hào)發(fā)射模塊6</p><p>　　5.2.2 紅外信號(hào)接收模塊8</p><p>　　5.3 互鎖控

3、制模塊8</p><p>　　5.3.1 電壓比較器LM3248</p><p>　　5.3.2 雙四位加法計(jì)數(shù)器CD45189</p><p>　　5.4 語(yǔ)音控制模塊9</p><p>　　5.4.1 主要特性10</p><p>　　5.4.2 封裝形式10</p><p>　

4、　5.4.3 引腳描述10</p><p>　　5.4.4 錄放音的操作方式11</p><p>　　5.4.5應(yīng)用線路圖11</p><p>　　5.4.6 TDA2822功放集成電路12</p><p>　　6 模特動(dòng)作控制模塊13</p><p>　　7 整體電路圖13</p><

5、p>　　8 印刷電路板15</p><p><b>　　9 結(jié)束語(yǔ)16</b></p><p><b>　　謝辭16</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)17</b></p><p><b>　　1 緒論</b></p>

6、<p>　　在競(jìng)爭(zhēng)日益激烈的今天,各行各業(yè)為提高競(jìng)爭(zhēng)力，紛紛推出了各種新、奇的事物來(lái)吸引消費(fèi)者。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的市場(chǎng)調(diào)查,發(fā)現(xiàn)各種商場(chǎng)、賓館、舞廳等場(chǎng)所其門口都站有一排或兩排迎賓小姐，這種迎賓方式不但耗費(fèi)了大量的物力資源，而且由于現(xiàn)在人力成本的不斷的增加,這樣就大大增加了企業(yè)的生產(chǎn)成本，此外還會(huì)由于服務(wù)人員長(zhǎng)時(shí)間的從事單調(diào)重復(fù)的工作,造成對(duì)工作的熱情銳減,從而影響服務(wù)質(zhì)量。針對(duì)這一現(xiàn)象我決定開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)一套自動(dòng)電子迎賓機(jī)器人裝置，雖

7、然現(xiàn)在市場(chǎng)上使用的自動(dòng)電子迎賓運(yùn)用了人體感應(yīng)檢測(cè)和語(yǔ)音輸出來(lái)實(shí)現(xiàn)的，但是這種產(chǎn)品沒(méi)有進(jìn)出識(shí)別功能，人性化程度比較低，不能全方位的體現(xiàn)人的服務(wù)特點(diǎn)。市場(chǎng)上至今還未出現(xiàn)這種比較完善的自動(dòng)電子迎賓機(jī)器人產(chǎn)品。相比之下，自動(dòng)電子迎賓機(jī)器人體現(xiàn)出強(qiáng)大的優(yōu)越性，現(xiàn)在所開(kāi)發(fā)的這套電子迎賓機(jī)器人裝置,不但成本低廉,而且工作性能穩(wěn)定,還能為消費(fèi)者提供感官上的人性化服務(wù)。</p><p>　　伴隨微電子技術(shù)與數(shù)字化技術(shù)的發(fā)展，開(kāi)發(fā)出

8、一種服務(wù)質(zhì)量好、智能化程度高、經(jīng)濟(jì)實(shí)用的自動(dòng)控制系統(tǒng)成為諸多工程技術(shù)人員的追求。而電子機(jī)器人不僅便于統(tǒng)一管理，而且能減少人力資源，還對(duì)環(huán)境改善、提高經(jīng)濟(jì)效益都有著顯著的效果。為此我們決定設(shè)計(jì)這種新型的自動(dòng)電子迎賓機(jī)器人來(lái)代替人力。</p><p>　　該電子迎賓機(jī)器人裝置是以紅外線為傳感源，加以語(yǔ)音和動(dòng)作控制電路組裝而成，能在動(dòng)作控制電路的自動(dòng)控制下做出部分人性化的迎賓動(dòng)作，而且還能隨時(shí)任意改變語(yǔ)音電路中的錄音,

9、以滿足不同場(chǎng)所的不同使用效果。該電子迎賓機(jī)器人裝置的開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)，符合社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的必然趨勢(shì)，在投放市場(chǎng)時(shí)一定能得到廣泛的應(yīng)用，并且具有廣闊的市場(chǎng)前景。</p><p><b>　　2 方案論證</b></p><p>　　本設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)是采用紅外線控制的，紅外線控制是個(gè)很廣泛的技術(shù)領(lǐng)域，它是通過(guò)一定的技術(shù)對(duì)被控物體實(shí)施一定距離的控制,普通的紅外探測(cè)器只能探測(cè)人體運(yùn)動(dòng)的紅

10、外光譜產(chǎn)生信號(hào)，它不能分辨人體運(yùn)動(dòng)的方向，不能依據(jù)人體運(yùn)動(dòng)不同的方向產(chǎn)生不同的信號(hào)觸發(fā)相應(yīng)控制電路。因此，它只要見(jiàn)到人便產(chǎn)生信號(hào)，不能滿足某些產(chǎn)品的特殊要求。根據(jù)新近研發(fā)的方向識(shí)別紅外探測(cè)模塊突破了原有的模式，它能識(shí)別人進(jìn)來(lái)（向左運(yùn)動(dòng)）或者出去（向右運(yùn)動(dòng)）而產(chǎn)生不同的通道信號(hào)去觸發(fā)相應(yīng)的控制電路，實(shí)現(xiàn)某些產(chǎn)品的功能要求。</p><p>　　本設(shè)計(jì)中優(yōu)先考慮了以下幾種控制方式：</p><p&

11、gt;　?。?）紅外線接收解調(diào)專用集成電路CX20106的控制：它的電路外圍還需要接一些電阻和電容元件，做成印刷板時(shí)需要把二極管、三極管、電阻、電容、集成塊做在一塊，并且外殼需要金屬封裝，因此體積比較大，抗干擾能力也比較弱，長(zhǎng)期使用會(huì)使它的頻率發(fā)生偏移，現(xiàn)在市場(chǎng)上這種紅外接收已被淘汰。</p><p>　?。?）TX05D反射式紅外控制：實(shí)際上是一種一體化的紅外線發(fā)射，接收器件，它內(nèi)部包含紅外線發(fā)射，接收及信號(hào)放

12、大與處理電路，能夠以非接觸形式檢測(cè)出前方一定范圍內(nèi)的人體或物體，并轉(zhuǎn)換成高電平信號(hào)輸出。由于TX05D內(nèi)部采用了低功耗器件和抗干擾電路，所以工作穩(wěn)定可靠，性能優(yōu)良，可廣泛應(yīng)用于各種自動(dòng)檢測(cè)，本器件屬模塊化產(chǎn)品，全部電路焊裝在一只 46x32x17mm（不包括安裝支架）的塑料盒內(nèi)。盒的側(cè)面設(shè)有狀態(tài)指示和靈敏度調(diào)節(jié)孔，一只紅色發(fā)光管用來(lái)指示開(kāi)關(guān)的工作狀態(tài)，平時(shí)熄滅，有反射物時(shí)發(fā)光。靈敏度調(diào)節(jié)孔用來(lái)調(diào)節(jié)反射檢測(cè)距離，順時(shí)針調(diào)整距離增大，逆時(shí)針

13、調(diào)距離減小。TX05D通過(guò)一條1.5米的雙芯屏蔽線作為輸出引線，其中紅色線為電源正極，白色線為輸出端，銅網(wǎng)接電源負(fù)極。白色線靜態(tài)時(shí)為低電平，有反射物時(shí)輸出高電平。實(shí)際應(yīng)用時(shí)，如需加長(zhǎng)引出線，可選用相同材質(zhì)的雙芯屏蔽線即可。但是它的檢測(cè)距離與工作電壓有關(guān)，電壓越高檢測(cè)距離越遠(yuǎn)。在TX05D的前方或側(cè)面不應(yīng)有大面積的阻擋物或反射物，影響其正常工作。所以根據(jù)本設(shè)計(jì)的要求不宜采用這種控制電路[2]?！?lt;/p><p>　

14、?。?）紅外線二極管控制：使用紅外發(fā)光二極管獲得近紅外光是相當(dāng)簡(jiǎn)便的。紅外發(fā)光二極管是一種由PN結(jié)構(gòu)成的注入電流型發(fā)光器件，在加上合適的正向偏置電壓后，就可以發(fā)出一定波長(zhǎng)的近紅外光。</p><p>　　紅外發(fā)光二極管的特性：紅外線是一種不可見(jiàn)光，人眼是覺(jué)察不到的。電子技術(shù)中是用紅外發(fā)光二極管(又稱紅外發(fā)射二極管)來(lái)產(chǎn)生紅外線。常用的紅外發(fā)光二極管(如SE303、PH303)，其外形和發(fā)光二極管LED相似，紅外發(fā)

15、光管正向?qū)üぷ鲿r(shí)，發(fā)出紅外光(近紅外線約0.93μm)。二極管的管壓降約1.4V，工作電流一般小于20mA。為了適應(yīng)不同的工作電壓，二極管的回路中常串有電阻作為二極管限流電阻。</p><p>　　采用紅外線二極管去控制受控裝置時(shí)，受控裝置中均有相應(yīng)的紅外光電轉(zhuǎn)換元件，如紅外接收二極管，光電三極管等。紅外線發(fā)射與接收的方式有兩種，其一是直射式，其二是反射式。直射式是指發(fā)光管和接收管相對(duì)安放在發(fā)射與受控物的兩端，

16、中間相距一定距離；反射式指發(fā)光管和接收管并列在一起，平時(shí)接收管始終無(wú)光照，只在發(fā)光管發(fā)出的紅外光遇到反射物時(shí)，接收管收到反射回來(lái)的紅外線才工作。雙管紅外發(fā)射電路，可提高發(fā)射功率，增加紅外發(fā)射的作用距離[1]。</p><p>　　在本設(shè)計(jì)中紅外光發(fā)射模塊如圖3所示，555時(shí)基振蕩器產(chǎn)生一定占空比的脈沖信號(hào)，驅(qū)動(dòng)紅外發(fā)光二極管，使其發(fā)射出一系列等幅的紅外光脈沖信號(hào)。</p><p>　　紅外

17、接收模塊如圖4所示。光電探測(cè)器（紅外光電二極管）用來(lái)將接收到的紅外脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電信號(hào)。光電接收管在沒(méi)收到紅外光信號(hào)時(shí)，光電管中流過(guò)的電流很小，即只有很小的“暗電流”，負(fù)載上無(wú)電脈沖信號(hào)輸出；當(dāng)有紅外光脈沖信號(hào)照射時(shí)，光電管的內(nèi)阻急劇減少，電流增大，并在負(fù)載電阻上得到相應(yīng)的電脈沖信號(hào)。由于檢測(cè)出的信號(hào)微弱，需經(jīng)電壓放大器放大后，輸出正極性脈沖信號(hào)，加至觸發(fā)電路，使觸發(fā)器可靠翻轉(zhuǎn)，并輸出規(guī)范的控制信號(hào)，驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作。本裝置由語(yǔ)音

18、電路和電機(jī)正反轉(zhuǎn)電路組成。這種方案設(shè)計(jì)比較合理。因紅外遙控方式用量大，所以其紅外發(fā)射、接收電路均有完整的配套器件，這些器件不僅售價(jià)低而且可靠，電路簡(jiǎn)單。依據(jù)本課題的要求使用這種控制方式最為經(jīng)濟(jì)。</p><p><b>　　3 系統(tǒng)框圖</b></p><p>　　本設(shè)計(jì)是由多個(gè)模塊組成的控制電路，整個(gè)電路主要有紅外線發(fā)射模塊、紅外線接收模塊、互鎖控制模塊、語(yǔ)音控制模

19、塊、模特動(dòng)作控制模塊等5大模塊組成。系統(tǒng)各模塊之間的關(guān)系示意圖如圖1所示。</p><p><b>　　圖1 系統(tǒng)總體框圖</b></p><p><b>　　4 電路的工作原理</b></p><p>　　該電子迎賓機(jī)器人控制電路有紅外信號(hào)發(fā)射模塊、紅外信號(hào)接收模塊、互鎖控制模塊、語(yǔ)音控制模塊、模特動(dòng)作控制模塊等組成。&

20、lt;/p><p>　　紅外信號(hào)發(fā)射模塊是由555時(shí)基集成電路組成的多諧振蕩器和紅外線發(fā)光二極管Ds1、Ds2組成的。其振蕩頻率為：f=1.443/[( 2R11+R9)C1]</p><p>　　由555型時(shí)基集成電路組成的多諧振蕩器，其振蕩脈沖由555的3腳輸出。輸出的脈沖信號(hào)經(jīng)R12后可直接驅(qū)動(dòng)紅外發(fā)光二極管Ds1、Ds2向外發(fā)射控制信號(hào)。由于一個(gè)發(fā)射器要同時(shí)為進(jìn)、出兩個(gè)接收器發(fā)送控制信

21、號(hào)。因此采用兩只紅外發(fā)射二極管串聯(lián)并分開(kāi)安裝。</p><p>　　紅外接收器有兩個(gè)：一個(gè)為進(jìn)門接收器，另一個(gè)為出門接收器。兩個(gè)接收器均采用紅外光電二極管。這樣，當(dāng)電路通電后，其發(fā)、收的中心頻率一致，在紅外光路傳輸正常（無(wú)人遮擋）時(shí)，Ds1、Ds2發(fā)出的紅外光脈沖信號(hào)直射在光電接收管U5、 U6的窗口上，U5、U6將該紅外光脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電信號(hào)，經(jīng)LM324放大，D3、D4整流，R5、C2和R6、C3限幅、

22、濾波后，在其4518的輸出端14腳和8腳輸出低電平信號(hào)。該低電平信號(hào)對(duì)后級(jí)電路不發(fā)生作用，即語(yǔ)音電路和機(jī)械裝置不工作。</p><p>　　當(dāng)有客人從大門走進(jìn)時(shí)，其紅外光路被人體遮擋住，進(jìn)門接收器U5接收不到Ds1發(fā)來(lái)的紅外光信號(hào)，U5輸出便轉(zhuǎn)呈高電平。該上跳變脈沖經(jīng)U12A、U12D門電路兩次反向后，加至CD4518的1腳，經(jīng)CD4518的3腳輸出，觸發(fā)語(yǔ)音電路發(fā)出“歡迎光臨河南科技學(xué)院“的禮貌問(wèn)候語(yǔ)，同時(shí)門外

23、的模特做出彎腰和伸手的動(dòng)作。并且LM324的14腳輸出高電平加至CD4518的9腳復(fù)位端，將另一發(fā)聲電路和機(jī)械裝置封死，使之不會(huì)發(fā)出“歡迎下次再來(lái)”的出門歡送語(yǔ)音信號(hào)和機(jī)械動(dòng)作。</p><p>　　在另一條“出”紅外光路中，“出”紅外光路的電路工作原理與上述“進(jìn)”紅外光路類同。當(dāng)“出”紅外光路傳輸正常（不受遮擋）時(shí)，U6輸出低電平，該低電平信號(hào)對(duì)后級(jí)的電路沒(méi)有影響 。當(dāng)“出”紅外光路中有人出門時(shí)，光路被遮擋，出

24、門接收器U6接收不到Ds2發(fā)來(lái)的紅外光信號(hào)，U6輸出便轉(zhuǎn)呈高電平。該上跳變脈沖經(jīng)U12B、U12C門電路兩次反向后，加至機(jī)械裝置電路的9腳 ，經(jīng)CD4518的11腳輸出，觸發(fā)語(yǔ)音電路發(fā)出“歡迎下次再來(lái)”的歡送聲，同時(shí)門內(nèi)的模特做出彎腰和伸手的動(dòng)作。并且，LM324的8腳輸出高電平加至CD4518的1腳復(fù)位端，將另一發(fā)聲電路和機(jī)械裝置封死，使之不會(huì)發(fā)出“歡迎光臨河南科技學(xué)院”的進(jìn)門問(wèn)候語(yǔ)和機(jī)械動(dòng)作。</p><p>

25、;　　互鎖電路的作用是，在客人進(jìn)門時(shí)，使電路在發(fā)出“歡迎光臨河南科技學(xué)院”的同時(shí)將“歡迎下次再來(lái)”的觸發(fā)電路和機(jī)械裝置封鎖，使其不能發(fā)聲和動(dòng)作；在客人出門時(shí)，使電路在發(fā)出“歡迎下次再來(lái)”的同時(shí)將“歡迎光臨河南科技學(xué)院”的觸發(fā)電路和機(jī)械裝置封鎖，使其不能發(fā)聲和動(dòng)作。</p><p>　　互鎖電路是有兩個(gè)T觸發(fā)器組成的單穩(wěn)態(tài)電路，它的作用是觸發(fā)、互鎖和延時(shí)?；ユi電路的關(guān)系是這樣形成的：首先在電路連接上，將單穩(wěn)態(tài)電路U

26、12A的脈沖端接到單穩(wěn)態(tài)電路U12B的復(fù)位端，將U12B的脈沖端接到單穩(wěn)態(tài)電路U12A的復(fù)位端。這就使U12B的輸出狀態(tài)受U12A輸出狀態(tài)的控制，而U12A的輸出狀態(tài)又受U12B輸出狀態(tài)的控制。這樣，當(dāng)有客人進(jìn)門時(shí)，U1D輸出的正向脈沖首先將U12A觸發(fā)，Q1端輸出高電平又將發(fā)聲電路觸發(fā)，使發(fā)聲電路發(fā)出一聲“歡迎光臨河南科技學(xué)院”，同時(shí)模特做出彎腰和伸手的動(dòng)作。</p><p>　　在U12A輸出高電平時(shí)，U12

27、A的復(fù)位端必然為低電平，這一低電平加至U12B的脈沖端，將U12B封鎖，使其不能翻轉(zhuǎn)。這時(shí)，即使U1C輸出觸發(fā)脈沖，U12B也不會(huì)翻轉(zhuǎn)，發(fā)聲電路不會(huì)發(fā)聲[3]。</p><p>　　同理，當(dāng)有客人出門時(shí)，U1C輸出正向脈沖首先將U12B觸發(fā)，Q2端輸出高電平，將另一路發(fā)聲電路觸發(fā)，使發(fā)聲電路發(fā)出“歡迎下次再來(lái)”的歡送語(yǔ)，同時(shí)模特做出彎腰和伸手的動(dòng)作。</p><p>　　在Q2端輸出高電平

28、時(shí)，U12B的復(fù)位端必然為低電平，這一低電平加至U12A的脈沖端，將U12A封鎖，使其不能翻轉(zhuǎn)。這時(shí)，即使U1D輸出觸發(fā)脈沖，U12A也不會(huì)翻轉(zhuǎn)，發(fā)聲電路不會(huì)發(fā)聲，機(jī)械裝置不會(huì)動(dòng)作。</p><p>　　這兩個(gè)語(yǔ)音電路是以語(yǔ)音集成電路ISD1820為核心而組成的。兩塊ISD1820分別儲(chǔ)有“歡迎光臨河南科技學(xué)院”和“歡迎下次再來(lái)”語(yǔ)言信號(hào)，采用電平、保持觸發(fā)方式，一經(jīng)觸發(fā)，便迅即發(fā)出內(nèi)存的語(yǔ)言信號(hào)，時(shí)長(zhǎng)約為1.5

29、s。兩塊語(yǔ)音電路分別安裝在兩個(gè)模特身上。門外模特身上裝有存儲(chǔ)“歡迎光臨河南科技學(xué)院” 語(yǔ)言信號(hào)，門內(nèi)模特身上裝有存儲(chǔ)“歡迎下次再來(lái)”語(yǔ)言信號(hào)。這樣就能完成自動(dòng)電子迎賓的目的。</p><p><b>　　5 模塊介紹</b></p><p><b>　　5.1 電源模塊 </b></p><p>　　電源電路如圖2所示。系

30、統(tǒng)采用220V供電，220V市電經(jīng)過(guò)T降壓、D1～D4整流、C1濾波后產(chǎn)生12V直流電，作為繼電器的驅(qū)動(dòng)電壓。12V電壓經(jīng)過(guò)7805穩(wěn)壓后產(chǎn)生5V電壓，作為控制器的主電源。電容C2作為高頻旁路電容，將高頻信號(hào)旁路到地。同樣電容C3為濾波電容，C4為高頻旁路電容。R1為限流電阻，在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，濾波電容要盡量選擇的大，因?yàn)樵陔娐分幸箅妷罕容^穩(wěn)定。</p><p><b>　　圖2 電源電路</b&

31、gt;</p><p><b>　　5.2 檢測(cè)模塊 </b></p><p>　　5.2.1 紅外信號(hào)發(fā)射模塊</p><p>　　紅外信號(hào)發(fā)射模塊是以時(shí)基NE555集成電路為核心，由R11、R9、C1等組成無(wú)穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器和紅外光電發(fā)射管組成，電路如下圖3所示。</p><p>　　NE555集成塊各引腳的功能介紹如

32、下：</p><p>　　1腳： 電源負(fù)端(VSS) </p><p><b>　　2腳：低觸發(fā)端</b></p><p><b>　　3腳：輸出端</b></p><p><b>　　4腳：強(qiáng)制復(fù)位端</b></p><p><b>　　5腳

33、：控制端</b></p><p><b>　　6腳：高觸發(fā)端</b></p><p><b>　　7腳：放電端</b></p><p>　　8腳：電源正極(VDD)</p><p>　　工作原理分析如下：當(dāng)接通電源后，電源+VCC通過(guò)R9、R11給C1充電，隨著C1充電的進(jìn)行，它的電壓逐

34、漸上升。當(dāng)上升到（2/3）+VCC時(shí)，第一個(gè)比較器輸出低電平，RS觸發(fā)翻轉(zhuǎn)到Q=0,電路輸出為Vo=0,因而在此期間C1通過(guò)R11放電，隨C1放電的進(jìn)行，它上面的電壓下降，當(dāng)下降到（1/3）+VCC時(shí)，第二個(gè)比較器輸出為低電平，使觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)為Q=1，電路輸出再次變?yōu)閂o=1，電容C1再次充電，如此周而復(fù)始，電路輸出得到周期性矩形脈沖信號(hào),以驅(qū)動(dòng)所接的紅外發(fā)光二極管發(fā)出脈動(dòng)的紅外光信號(hào)。</p><p>　　電路參

35、數(shù)計(jì)算。當(dāng)電容器C1上電壓由（1/3）+VCC充到（2/3）+VCC時(shí)所需時(shí)間為t1,則</p><p>　　t1=（R9+ R11）C1㏑2=0.7(R9+ R11)C1 （5.2.1）</p><p>　　當(dāng)電容器C1上電壓由（2/3）+VCC下降到（1/3）+VCC時(shí)所需時(shí)間為t2，則</p><p>　　t2= R11C1㏑2=0.7R11C1

36、 （5.2.2）</p><p>　　從而可求出圖3所示電路的震蕩頻率f</p><p>　　f= （5.2.3）</p><p>　　由于NE555內(nèi)部的比較器靈敏度較高，而且采用差分電路形式，它的震蕩頻率受電源電壓和溫度變化的影響很小。</p><p>　　時(shí)基N

37、E555電路產(chǎn)生周期性振蕩頻率就是由上面的計(jì)算公式5.2.3計(jì)算出來(lái)的，其周期性的振蕩頻率以驅(qū)動(dòng)紅外線發(fā)射二極管向外發(fā)射紅外線光束作為傳感信號(hào)。</p><p>　　圖3 紅外線發(fā)射電路</p><p>　　5.2.2 紅外信號(hào)接收模塊</p><p>　　紅外信號(hào)接收模塊是由紅外光電二極管U5、U6組成的，當(dāng)紅外光電二極管接收到紅外線信號(hào)時(shí)便將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)并

38、送至運(yùn)算放大器U1A和U1B，經(jīng)放大后，再經(jīng)D3、D4、R5、R6送至運(yùn)算放大器U1D、U1C，以作進(jìn)一步放大，以提高輸入信號(hào)增益。最后輸出驅(qū)動(dòng)后級(jí)負(fù)載。電路如圖4所示。</p><p>　　圖4 紅外線接收電路</p><p>　　5.3 互鎖控制模塊 </p><p>　　5.3.1 電壓比較器LM324</p><p>　　LM324是

39、四運(yùn)放集成電路。它的內(nèi)部包含四組形式完全相同的運(yùn)算放大器，除電源共用外，四組運(yùn)放相互獨(dú)立。每一組運(yùn)算放大有5個(gè)引出端，其中“+”、“-”為兩個(gè)信號(hào)輸入端，“V+”、“V-”為正、負(fù)電源端，“Vo”為輸出端。兩個(gè)信號(hào)輸入端中，Vi-（-）為反相輸入端，表示運(yùn)放輸出端Vo的信號(hào)與該輸入端的位相反；Vi+（+）為同相輸入端，表示運(yùn)放輸出端Vo的信號(hào)與該輸入端的相位相同。LM324的管腳排列見(jiàn)下圖5所示。</p><p>

40、;　　電壓比較器的工作原理：當(dāng)紅外線光照射時(shí)，電壓比較器U12A、U12B（-）端電位升高，當(dāng)V-＞V+時(shí)，輸出低電平，當(dāng)紅外光線被擋住時(shí)，光敏二極管的電阻值升高，電流減小，電壓比較器U12A、U12B的（-）端電位降低，當(dāng)V-﹤V+時(shí)，輸出高電平。</p><p>　　由于LM324四位運(yùn)放電路具有電源電壓范圍寬，靜態(tài)功耗小，可單電源使用，</p><p>　　價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)，因此被廣泛

41、應(yīng)用在各種電路中。</p><p>　　圖5 LM324引腳排列</p><p>　　5.3.2 雙四位加法計(jì)數(shù)器CD4518</p><p>　　CD4518是應(yīng)用最為廣泛的計(jì)數(shù)器之一，也是通用性最強(qiáng)的計(jì)數(shù)器之一，除具備其他計(jì)數(shù)器常用功能外，更重要的是，它們?cè)谝粔K芯片內(nèi)集成了兩個(gè)相同的計(jì)數(shù)器，使之成為設(shè)計(jì)、應(yīng)用的首選芯片。</p><p>

42、　　CD4851雙四位BCD加法計(jì)數(shù)器內(nèi)部電路框圖及引腳功能如圖6所示。從下圖可知其工作原理如下：</p><p>　　R=0、CP=0時(shí)，時(shí)鐘脈沖從EN／腳輸入，在其下降沿的作用下計(jì)數(shù)；</p><p>　　R=0、EN／=1時(shí)，時(shí)鐘脈沖從CP腳輸入，在其上升沿的作用下計(jì)數(shù)；</p><p>　　R=0、CP=1或R=0、EN／=0時(shí)，均禁止計(jì)數(shù)；</p&g

43、t;<p>　　R=1，復(fù)位，Q4Q3Q2Q1=0</p><p>　　圖6 4518引腳排列</p><p>　　5.4 語(yǔ)音控制模塊</p><p>　　本電路中的語(yǔ)音電路采用的是最新推出的一種單片(8~20)秒單段語(yǔ)音錄放電路ISD1820，它采用CMOS技術(shù)，內(nèi)含振蕩器，話筒前置放大，自動(dòng)增益控制，防混淆濾波器，揚(yáng)聲器驅(qū)動(dòng)及FLASH陣列。該語(yǔ)

44、音片的描述如下：</p><p>　　5.4.1 主要特性</p><p>　　表一 ISD1820的特性</p><p>　　5.4.2 封裝形式</p><p>　　圖7 ISD1820封裝圖</p><p>　　5.4.3 引腳描述</p><p>　?、烹娫?VCC) ：芯片內(nèi)部的模擬

45、電路和數(shù)字電路使用的不同電源總線在此引腳匯合，這樣使得噪聲最小。去耦電容應(yīng)盡量靠近芯片。</p><p>　　⑵地線(VSSA, VSSD)： 芯片內(nèi)部的模擬電路和數(shù)字電路的不同地線匯合在這個(gè)引腳。</p><p>　　⑶錄音 (REC)： 高電平有效。只要REC變高(不管芯片處在節(jié)電狀態(tài)還是正在放音)，芯片即開(kāi)始錄音。錄音期間，REC必須保持為高。REC變低或內(nèi)存錄滿后，錄音周期結(jié)束，芯

46、片自動(dòng)寫(xiě)入一個(gè)信息結(jié)束標(biāo)志(EOM)，使以后的重放操作可以及時(shí)停止,然后芯片自動(dòng)進(jìn)入節(jié)電狀態(tài)。(注：REC的上升沿有84毫秒防顫，防止按鍵誤觸發(fā))。</p><p>　?、冗呇赜|發(fā)放音(PLAYE) ：此端出現(xiàn)上升沿時(shí)，芯片開(kāi)始放音。放音持續(xù)到EOM標(biāo)志或內(nèi)存結(jié)束，之后芯片自動(dòng)進(jìn)入節(jié)電狀態(tài)。開(kāi)始放音后，可以釋放PLAYE。</p><p>　?、呻娖接|發(fā)放音(PLAYL) 此端從低變高時(shí)，

47、芯片開(kāi)始放音。放音持續(xù)至此端返回到低電平，或遇到EOM標(biāo)志，或內(nèi)存結(jié)束。放音結(jié)束后芯片自動(dòng)進(jìn)入節(jié)電狀態(tài)。</p><p>　?、输浺糁甘?/RECLED)：處于錄音狀態(tài)時(shí)，此端為低，可驅(qū)動(dòng)LED。此外，放音遇到EOM標(biāo)志時(shí)，此端輸出一個(gè)低電平脈沖，此脈沖可用來(lái)觸發(fā)PLAYE，實(shí)現(xiàn)循環(huán)放音。</p><p>　?、嗽捦草斎?MIC) ：此端連至片內(nèi)前置放大器。片內(nèi)自動(dòng)增益控制電路(AGC)

48、控制前置放大器的增益。外接話筒應(yīng)通過(guò)串聯(lián)電容耦合到此端。耦合電容值和此端的10KΩ輸入阻抗決定了芯片頻帶的低頻截止點(diǎn)。</p><p>　?、淘捦矃⒖?MIC REF) ：此端是前置放大器的反向輸入端。當(dāng)以差分形式連接話筒時(shí)，可減小噪聲，提高共模抑制比。</p><p>　　⑼自動(dòng)增益控制(AGC)AGC動(dòng)態(tài)調(diào)整前置增益以補(bǔ)償話筒輸入電平的寬幅變化，使得錄制變化很大的音量(從耳語(yǔ)到喧囂聲)

49、時(shí)失真都能保持最小。通常4.7uF的電容器在多數(shù)場(chǎng)合下可獲得滿意的效果。</p><p>　　⑽喇叭輸出(SP+,SP-)：這一對(duì)輸出端可直接驅(qū)動(dòng)8Ω以上的喇叭。單端使用時(shí)必須在輸出端和喇叭之間接耦合電容，而雙端輸出既不用電容又能將功率提高至4倍。SP+和SP-之間通過(guò)內(nèi)部的50KΩ的電阻連接，不放音時(shí)為懸空狀態(tài)。外部時(shí)鐘(XCLK)：此端內(nèi)部有下拉元件，只為測(cè)試用，不用連接。</p><p&

50、gt;　?、险袷庪娮?ROSC)：此端接振蕩電阻至VSS，由振蕩電阻的阻值決定錄放音的時(shí)間。</p><p>　?、兄蓖Ｊ?FT) 此端允許接在MIC輸入端的外部語(yǔ)音信號(hào)經(jīng)過(guò)芯片內(nèi)部的AGC電路、濾波器和喇叭驅(qū)動(dòng)器而直接到達(dá)喇叭輸出端。平時(shí)FT端為低，要實(shí)現(xiàn)直通功能，需將FT端接高電平，同時(shí)REC、PLAYE和PLAYL保持低。</p><p>　　5.4.4 錄放音的操作方式</

51、p><p>　　電源電壓3-5V，在錄放模式下，按住REC錄音按鍵不放即錄音，RECLED燈會(huì)亮起，錄音在松開(kāi)按鍵時(shí)停止，放音有三種情況：</p><p>　　1、邊沿觸發(fā)放音，按PE鍵一下即將全段語(yǔ)音放出，除非斷電或語(yǔ)音結(jié)束不能停止放音；</p><p>　　2、電平觸發(fā)放音，按住PL鍵時(shí)即放音，松開(kāi)按鍵即停止；</p><p>　　3、循環(huán)放

52、音，置循環(huán)放音開(kāi)關(guān)閉合，按動(dòng)PE鍵即開(kāi)始循環(huán)放音，只能斷電才能停止。</p><p>　　5.4.5應(yīng)用線路圖</p><p><b>　　圖8 語(yǔ)音電路</b></p><p>　　5.4.6 TDA2822功放集成電路</p><p>　　一般的集成功放電路外圍元件較多且需要較大的散熱器。本文介紹的功放電路簡(jiǎn)單，自制

53、方便。TDA2822集成功放電路常用在隨身聽(tīng)、便攜式的DVD等音頻放音用；功率不是很大但以可以滿足您的聽(tīng)覺(jué)要求了，且有電路簡(jiǎn)單、音質(zhì)好、電壓范圍寬等特點(diǎn)，是業(yè)余制作小功放的較佳選擇，因此本設(shè)計(jì)中選用這種功放。</p><p>　　集成電路TDA2822M為8腳雙列直插式封裝，如果買不到可用TDA2822代替，TDA2822的封裝與TDA2822M相同，它們區(qū)別在于:TDA2822M從3V到15V均可工作，而TDA

54、2822的最高工作電壓只有8V。使用TDA2822必須把電壓降到8V以下。R1的數(shù)值要求不拘，一般選用10k的碳膜電阻。C1可選用0.1uF的滌綸電容，C2為100uF/16V的電解電容。</p><p>　　使用時(shí)應(yīng)注意：由于本功放為直接耦合，所以輸入信號(hào)不能帶直流成分。如果輸入信號(hào)有直流成分則必須在輸入端串接一只4.7-10uF左右的電容隔開(kāi)，否則將有很大的直流電流流過(guò)揚(yáng)聲器，使之發(fā)熱燒毀。在使用中發(fā)現(xiàn)，音量

55、開(kāi)得最大時(shí)TDA2822M發(fā)熱燙手，可以給TDA2822M制作了散熱器。散熱器可以用厚lmm，長(zhǎng)38mm，寬25mm的鋁片制成。并在散熱片上開(kāi)5～6個(gè)長(zhǎng)10mm，寬lmm的槽，再把做熱片沿虛線折成“口”形。裝散熱器時(shí)先在TDA2822M上放點(diǎn)硅脂（硅脂可剖開(kāi)3AX31或3AX81管殼中?。?yīng)注意的是把TDA2822M的引腳數(shù)寫(xiě)在散熱片的側(cè)面，以免焊接時(shí)出錯(cuò)。加散熱器后，音量開(kāi)至最大散熱器只暖一點(diǎn)，散熱效果不錯(cuò)。此法也可用于其它小集成電

56、路的散熱。用兩個(gè)功放電路做成立體聲功率接續(xù)器，來(lái)推動(dòng)兩個(gè)小音箱，效果很好。</p><p>　　電路如圖9所示。用一塊TDA2822M功放集成電路接成BTL方式，（單聲道使用，立體聲時(shí)要兩片）外圍元件只有一只電阻和兩只電容，不用裝散熱器，放音效果也令人滿意。</p><p>　　TDA2822M為8腳雙列直插芯片。</p><p><b>　　7、6腳--

57、輸入</b></p><p><b>　　2腳--電源+ </b></p><p><b>　　4腳--地（-）</b></p><p><b>　　5、8腳跨接在一起</b></p><p>　　1、3腳跨接0. 1uf電容輸出</p><p&

58、gt;<b>　　圖9 功放電路</b></p><p>　　6 模特動(dòng)作控制模塊</p><p>　　該電路是靠直流電機(jī)的正反轉(zhuǎn)來(lái)控制模特的彎腰和伸手的動(dòng)作的，當(dāng)有客人進(jìn)來(lái)或出去時(shí)，有CD4518的3腳輸出的高電平觸發(fā)三極管T1正向?qū)?，繼電器的線圈K得電，T1的集電極電壓降低，對(duì)電容C4進(jìn)行充電，充電結(jié)束時(shí)T1截止，T2開(kāi)始正向?qū)ǎ^電器的線圈K失電，電容C4開(kāi)

59、始放電，當(dāng)放電結(jié)束時(shí)T1又正向?qū)?，T1、T2就是這樣如此循環(huán)導(dǎo)通。</p><p>　　電動(dòng)機(jī)是在繼電器線圈K得電時(shí)開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)的，當(dāng)有客人進(jìn)門或出門時(shí)，繼電器K吸合以驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)，使模特開(kāi)始做出彎腰伸手的動(dòng)作。延時(shí)3秒左右后，動(dòng)作完成以后迅速使繼電器K斷開(kāi)，這時(shí)電動(dòng)機(jī)將反轉(zhuǎn)，驅(qū)使模特恢復(fù)原來(lái)的站立狀態(tài)。</p><p><b>　　圖10 機(jī)械裝置</b></

60、p><p><b>　　7 整體電路圖</b></p><p><b>　　圖11 整體電路圖</b></p><p>　　本整體電路圖由于比較大只畫(huà)出了一個(gè)模特身上裝的一塊語(yǔ)音電路和機(jī)械裝置電路。另一個(gè)模特身上的語(yǔ)音電路和機(jī)械裝置電路與圖上同樣，只是觸發(fā)信號(hào)是從CD4518輸出的。</p><p>　

61、　元器件選擇：IC1選用NE555﹑ｕA555或SL555等時(shí)機(jī)基集成電路; LM324選用數(shù)字集成電路; IC2選用ISD1820語(yǔ)音集成電路;紅外發(fā)光二極管;專用的紅外接收二極管;T1﹑T2選用9012或3CG12型硅NPN中功率晶體管,要求電流放大系數(shù)β>100;T用220V/12V﹑2W優(yōu)質(zhì)電源變壓器,并且系統(tǒng)要求這些元件長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行不過(guò)熱。</p><p>　　其他元器件均無(wú)特殊要求,可按圖所標(biāo)型號(hào)

62、及參數(shù)進(jìn)行選擇。沒(méi)有特殊要求的不能用其他元件替代。</p><p>　　安裝方法：Ds1、Ds2沿水平方向安裝在大門一側(cè)，兩者距離1~1.5m，距地面1.2m，Ds1靠近門口。U5、U6正對(duì)Ds1、Ds2安裝在大門另一側(cè)，U5、U6接收窗口裝上紅色濾光片，防止雜散光干擾。限流電阻R12不宜取值過(guò)小，Ds1、Ds2否則壽命短。</p><p><b>　　8 印刷電路板</b

63、></p><p>　　本次畢業(yè)設(shè)計(jì)經(jīng)過(guò)不懈的努力已經(jīng)做出實(shí)物并通過(guò)了調(diào)試，達(dá)到了預(yù)想的效果。圖12為語(yǔ)音電路印刷板，與原理圖8相對(duì)應(yīng)，本語(yǔ)音電路可以單獨(dú)使用。圖13為整體電路圖印刷板，包含進(jìn)出檢測(cè)、兩塊語(yǔ)音、機(jī)械裝置電路印刷板。注意：焊接時(shí)一定要看清集成塊的管腳排序。</p><p>　　圖12 語(yǔ)音電路印刷板</p><p>　　圖13 系統(tǒng)印刷電路板&l

64、t;/p><p><b>　　9 結(jié)束語(yǔ)</b></p><p>　　關(guān)于電子迎賓機(jī)器人在各個(gè)服務(wù)部門中的應(yīng)用還未在市場(chǎng)上開(kāi)始推廣，我選擇這個(gè)題目，主要是發(fā)現(xiàn)有很多部門正在以高薪聘請(qǐng)迎賓小姐，與其長(zhǎng)期的向迎賓小姐付薪水，不如想法做出一種自動(dòng)電子迎賓機(jī)器人來(lái)替代人力，這個(gè)目的在畢業(yè)論文完成過(guò)程中得到了實(shí)現(xiàn)。</p><p>　　進(jìn)出門檢測(cè)控制電路經(jīng)改

65、造后,提高了電路的可靠性，降低了誤檢測(cè)率。實(shí)現(xiàn)了無(wú)人值守的自動(dòng)迎賓禮儀小姐。語(yǔ)音電路設(shè)置為專用的問(wèn)候語(yǔ)，“歡迎光臨河南科技學(xué)院”，歡送用語(yǔ)“歡迎下次再來(lái)”。這種電子迎賓機(jī)器人不但經(jīng)濟(jì)而且十分的有趣。但是，在我的設(shè)計(jì)中由于還是缺乏一些實(shí)踐的經(jīng)驗(yàn)，考慮問(wèn)題也不太全面，使得控制系統(tǒng)有一些的小漏洞。比如說(shuō)模特做的動(dòng)作不太靈活，對(duì)于這個(gè)問(wèn)題的解決，還需要我在以后的工作過(guò)程中繼續(xù)學(xué)習(xí)和增加實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)來(lái)完成。</p><p>&

66、lt;b>　　謝辭</b></p><p>　　經(jīng)過(guò)三個(gè)月的艱苦奮戰(zhàn)，我的畢業(yè)設(shè)計(jì)已接近尾聲。在這幾個(gè)月的時(shí)間里，我衷心感謝我的指導(dǎo)老師田澤正教授，在課題選定、理論指導(dǎo)和方案的論證上，田老師對(duì)我精心的指導(dǎo)和耐心的鼓勵(lì)，使我能夠堅(jiān)持到底，畢業(yè)設(shè)計(jì)有了圓滿的結(jié)果。他淵博的知識(shí)，深邃的思想，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)風(fēng)格、平易近人的處事態(tài)度和幽默風(fēng)趣的話語(yǔ)，讓我在學(xué)習(xí)知識(shí)和解決問(wèn)題時(shí)感到無(wú)比的輕松和愉快。至此論文定稿

67、之際，對(duì)田老師表示衷心的感謝! 感謝老師能在繁忙之中抽出時(shí)間為我提供耐心的指導(dǎo)，幫我們解決在設(shè)計(jì)過(guò)程中遇到的種種問(wèn)題。</p><p>　　在做畢業(yè)設(shè)計(jì)期間，我還有幸得到其它老師的熱心指導(dǎo)和同學(xué)們的大力幫助，有了他們，我才能克服各種困難，順利完成畢業(yè)設(shè)計(jì)和論文。在這里一并向他們表示感謝！最后，再次向各位領(lǐng)導(dǎo)、各位老師致以崇高的敬意和最衷心的感謝！</p><p><b>　　參考

68、文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1]楊幫文.使用電子小制作精選[M].北京：人民郵電出版社，2006</p><p>　　[2]陳永甫.紅外探測(cè)與控制電路[M].北京：人民郵電出版社，2006</p><p>　　[3]劉修文.新編電子控制電路300例[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005</p><p>　　[4]陸先海.復(fù)

69、合材料的數(shù)字化射線照相檢測(cè)[J]. 航空制造技術(shù)，2006(01) </p><p>　　[5]吳康.計(jì)算機(jī)檢測(cè)技術(shù)和RFID在倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)貨位虛實(shí)識(shí)別中的應(yīng)用軟件，2006(04) </p><p>　　[6]南玉剛.遙控電腦[J]. 電腦愛(ài)好者，2006(08) </p><p>　　[7]趙巖，王哈力，蔣貴龍，王東輝. 一種新型紅外線汽車雨水傳感器的設(shè)計(jì)[J].傳

70、感器世界，2005(6) </p><p>　　[8]趙冰潔，黃天戍.電磁層析成像系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集與處理[J].儀表技術(shù)，2006 (05)</p><p>　　[9] ]張志.基于PLC的鍛壓機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì).儀器儀表用戶 ,2006(03)</p><p>　　[10]王文峰，高健編.ISO/IEC JTC1/SC31自動(dòng)識(shí)別與數(shù)據(jù)采集標(biāo)準(zhǔn)化(上)[J].信息技術(shù)

71、與標(biāo)準(zhǔn)化，2006(09) </p><p>　　[11]吳雄偉.紅外線溫度傳感器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J]. 儀器儀表用戶,2006(01) </p><p>　　[12]湯榮江.紅外遙控技術(shù)在智能浴缸控制中的應(yīng)用[J]. 微計(jì)算機(jī)信息，2006(28)</p><p>　　[13]瞿貴榮.自動(dòng)電子迎賓電路[J].家庭電子，2005（16）</p><

72、p>　　[14]閻石.數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)[M].北京:高等教育出版社，1998</p><p>　　一周的實(shí)習(xí)很快就結(jié)束了，在這當(dāng)中有我們辛苦制作出來(lái)的LED燈、電路組裝的報(bào)警器。在實(shí)習(xí)當(dāng)中感觸最深的便是實(shí)踐聯(lián)系理論的重要性，當(dāng)遇到實(shí)際問(wèn)題時(shí)，只要認(rèn)真思考，用所學(xué)的知識(shí)，一步步做。這次的內(nèi)容包括安全用電知識(shí)、常用工具的使用(一)、照明電路的組裝、一般室內(nèi)電氣線路的安裝、常用電子儀器使用、常用電子元器件的認(rèn)識(shí)與

73、檢測(cè)、常用工具的使用(二)、焊接工藝焊接訓(xùn)練、電子整機(jī)產(chǎn)品裝配、印刷電路板（PCB）的制作、電路組裝及調(diào)試。本次實(shí)習(xí)的目的主要是對(duì)電子、電器的了解，對(duì)電子元件認(rèn)識(shí)及電子元件的組裝，對(duì)電子信息技術(shù)等方面的專業(yè)知識(shí)做進(jìn)一步的理解；培養(yǎng)和鍛煉我們的實(shí)際動(dòng)手能力，使我們的理論知識(shí)與實(shí)踐充分地結(jié)合，作到不僅具有專業(yè)知識(shí)，而且還具有較強(qiáng)的實(shí)踐動(dòng)手能力，能分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的高素質(zhì)人才，為以后更好的學(xué)習(xí)。 在這次實(shí)驗(yàn)中更多的是要我們?nèi)プ觯行〇|西看起