基于單片機(jī)紅外線自動控制水龍頭的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）</b></p><p>　　《基于單片機(jī)紅外線自動控制水龍頭的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)》</p><p><b>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書</b></p><p>　　一、設(shè)計(jì)課題：紅外線控制自動水龍頭的設(shè)計(jì)與制作</p><p>　　設(shè)計(jì)并制作一個紅外線控制自動水龍頭，

2、實(shí)現(xiàn)對水龍頭的自動控制。</p><p>　　二、指導(dǎo)老師：謝永超</p><p><b>　　三、要求</b></p><p><b>　　1． 基本要求</b></p><p>　　（1）用紅外線檢測，當(dāng)有人靠近（10CM）水龍頭時(shí)，自動出水；</p><p>　?。?）

3、人遠(yuǎn)離水龍頭時(shí)，停在出水；</p><p>　?。?）水龍頭采用電子閥門控制的水龍頭；</p><p>　?。?）畫出完整的電路原理圖并制作實(shí)物。</p><p><b>　　2、設(shè)計(jì)內(nèi)容與要求</b></p><p>　?、?繪制系統(tǒng)組成框圖，確定設(shè)計(jì)方案；</p><p>　?、?了解電路

4、所需集成芯片的功能，參數(shù)和工作原理；</p><p>　?、?繪制整機(jī)電路圖；</p><p>　?、?制作實(shí)物并完成軟、硬件調(diào)試；</p><p>　　⑸ 提交畢業(yè)設(shè)計(jì)論文。</p><p><b>　　四、設(shè)計(jì)參考書</b></p><p>　　《模擬電子技術(shù)》、《高頻電子技術(shù)》、《電子

5、設(shè)計(jì)自動化技術(shù)》、《數(shù)字電路設(shè)計(jì)方法》、《電子裝置的設(shè)計(jì)》、《單片機(jī)原理及應(yīng)用》、《傳感器與檢測技術(shù)》</p><p><b>　　五、設(shè)計(jì)說明書要求</b></p><p>　　封面：包括設(shè)計(jì)題目，班級，姓名，指導(dǎo)老師，完成時(shí)間</p><p>　　目錄：根據(jù)說明書的內(nèi)容決定，一般采用2~3級。</p><p>　　設(shè)

6、計(jì)任務(wù)書：包括課題名稱、目的、用途、主要技術(shù)性能指標(biāo)(參照教材目錄編排)。</p><p>　　中文題目、摘要、關(guān)鍵詞；英文題目、摘要、關(guān)鍵詞。</p><p>　　正文：設(shè)計(jì)方案框圖及電路工作原理：包括系統(tǒng)方框圖，電氣原理圖，各單元電路的設(shè)計(jì)，簡述主要部件（包括主要集成電路）的工作原理、工作條件、給定參數(shù)、理論公式及詳細(xì)的計(jì)算步驟、計(jì)算結(jié)果。這是說明書的主要部分。</p>

7、<p>　　元件參數(shù)表：包括所選用的元器件名稱、參數(shù)、型號。</p><p>　　調(diào)試方案：包括調(diào)試的條件、方法、使用儀器設(shè)備的型號，并對測試數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。</p><p>　　設(shè)計(jì)心得：包括對本課程設(shè)計(jì)的客觀評價(jià)、設(shè)計(jì)特點(diǎn)、存在的問題以及改進(jìn)意見等。</p><p>　　參考文獻(xiàn)：包括作者、署名、出版地、出版年等</p><p>

8、<b>　　六、設(shè)計(jì)進(jìn)程安排</b></p><p>　　第1周： 資料準(zhǔn)備與借閱，了解課題思路。</p><p>　　第2-3周：設(shè)計(jì)要求說明及課題內(nèi)容輔導(dǎo)，完成圖紙初稿。</p><p>　　第4-6周：進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)，完成說明書初稿。</p><p>　　第7周： 第二次檢查設(shè)計(jì)完成情況，并作好畢業(yè)答辯準(zhǔn)備。&l

9、t;/p><p>　　第8周： 畢業(yè)答辯與綜合成績評定。</p><p>　　七、畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯及論文要求</p><p>　　1.畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯要求</p><p>　　答辯前三天，每個學(xué)生應(yīng)按時(shí)將畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書或畢業(yè)論文、專題報(bào)告等必要資料交指導(dǎo)教師審閱，由指導(dǎo)教師寫出審閱意見。</p><p>　　學(xué)生答辯時(shí)對自述部分

10、應(yīng)寫出書面提綱，內(nèi)容包括課題的任務(wù)、目的和意義，所采用的原始資料或參考文獻(xiàn)、設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容和主要方法、成果結(jié)論和評價(jià)。</p><p>　　答辯小組質(zhì)詢課題的關(guān)鍵問題，質(zhì)詢與課題密切相關(guān)的基本理論、知識、設(shè)計(jì)與計(jì)算方法實(shí)驗(yàn)方法、測試方法，鑒別學(xué)生獨(dú)立工作能力、創(chuàng)新能力。</p><p>　　2．畢業(yè)設(shè)計(jì)論文要求</p><p>　　文字要求：說明書要求打印(除圖紙外

11、)，不能手寫。文字通順，語言流暢，排版合理，無錯別字，不允許抄襲。</p><p>　　圖紙要求：按工程制圖標(biāo)準(zhǔn)制圖，圖面整潔，布局合理，線條粗細(xì)均勻，圓弧連接光滑，尺寸標(biāo)注規(guī)范，文字注釋必須使用工程字書寫。</p><p>　　曲線圖表要求：所有曲線、圖表、線路圖、程序框圖、示意圖等不準(zhǔn)用徒手畫，必須按國家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)或工程要求繪制。</p><p><b&g

12、t;　　目 錄</b></p><p><b>　　第一章 緒論1</b></p><p><b>　　1.1 引言1</b></p><p>　　1.2 國內(nèi)外發(fā)展方向及現(xiàn)狀1</p><p>　　1.3 背景及意義2</p><p>　　第二章

13、方案論證與設(shè)計(jì)4</p><p><b>　　2.1 傳感器4</b></p><p>　　2.1.1 方案一CCD圖像傳感器4</p><p>　　2.1.2 方案二電容式傳感器4</p><p>　　2.1.3 方案三超聲波傳感器5</p><p>　　2.1.4 方案四光電傳感器

14、5</p><p>　　2.2電源的選擇6</p><p>　　2.2.1方案一電池供電6</p><p>　　2.2.2方案二電源變壓器供電7</p><p>　　2.3繼電器的選擇7</p><p>　　2.3.1DC-5V方案一電磁式繼電器7</p><p>　　2.3.2DC-

15、12V方案二電磁式繼電器7</p><p><b>　　2.4方案確定7</b></p><p>　　第三章 紅外線控制水龍頭電路設(shè)計(jì)8</p><p><b>　　3.1變壓器8</b></p><p><b>　　3.1.1簡介8</b></p>&

16、lt;p>　　3.1.2基本構(gòu)成9</p><p>　　3.2串聯(lián)型直流穩(wěn)壓電源10</p><p>　　3.2.1串聯(lián)型直流穩(wěn)壓電源電路原理圖10</p><p>　　3.3單片機(jī)最小系統(tǒng)15</p><p>　　3.3.1概述15</p><p>　　3.3.2主要性能參數(shù)15</p>

17、<p>　　3.3.3管腳功能說明16</p><p>　　3.3.4單片機(jī)外圍接口電路18</p><p>　　3.4繼電器電路19</p><p>　　3.4.1概述19</p><p>　　3.4.2電磁式繼電器的介紹19</p><p>　　3.4.3繼電器電路原理圖20</p&

18、gt;<p>　　3.5光電傳感器20</p><p>　　3.6電路硬件框圖23</p><p>　　第四章 軟件設(shè)計(jì)24</p><p>　　4.1 軟件程序24</p><p>　　4.2軟件流程圖25</p><p>　　第五章 硬件電路調(diào)試26</p><p&g

19、t;　　5.1使用器材26</p><p>　　5.2調(diào)試結(jié)果26</p><p>　　5.3誤差分析26</p><p>　　第六章 使用說明27</p><p>　　6.1實(shí)物使用說明27</p><p>　　第七章 心得體會28</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)

20、29</b></p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　本文介紹的全自動感應(yīng)水龍頭基于紅外線反射原理，由紅外發(fā)射電路、紅外接收放大電路、控制電路、電磁閥、電源等組成。當(dāng)人或事物靠近時(shí)，自動產(chǎn)生控制信號，繼電器動作，使電磁閥得電吸合從而自動打開水源；反之則自動關(guān)閉水源。與傳統(tǒng)供水設(shè)施相比，能夠提高水資源的使用效率。使用方便，且由于不需要

21、用手接觸水龍頭，避免了病菌的傳播。系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)簡單實(shí)用，可以廣泛用于商場、學(xué)校、辦公大樓等人員密集場所。</p><p>　　【關(guān)鍵詞】傳感器；紅外線；自動控制</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　The fully-automatic faucet described in this paper is f

22、abricated based on the application of infrared reflectance technology, it is consist of infrared emission circuit, infrared receiving, amplifier circuit, control circuit, solenoid valve, power supply, etc. When people or

23、 things are around, control signal will be generated automatically, then the relay operates, energizing the solenoid valve to pull in and start to supply water; otherwise water will be shut off. It is simple in design a

24、nd ea</p><p>　　【Key words】 sensor, infrared, automatic control</p><p><b>　　第一章 緒論</b></p><p><b>　　1.1 引言</b></p><p>　　我們知道21世紀(jì)電子技術(shù)發(fā)展的非常迅猛，尤其是數(shù)字系

25、統(tǒng)正朝著速度快、容量大、體積重量輕的方向發(fā)展。在數(shù)字系統(tǒng)的推動下，現(xiàn)代電子產(chǎn)品幾乎滲透了社會的各個領(lǐng)域，在生活中也是隨處可見。比如手機(jī)、電腦、和攝像機(jī)等，實(shí)在是太多了。電子產(chǎn)品提高我們的生活節(jié)奏，提高工作效率，給我們帶來了很多娛樂活動，給我們帶來了歡笑，也給我們帶來了快樂。</p><p>　　其不但使用非常的方便，而且測試非常精準(zhǔn)。又有較強(qiáng)的抗干擾性和使用壽命。它也可在強(qiáng)光下工作，給人們的生活帶來了極大的方便，

26、已成為人們?nèi)粘Ｉ钪斜夭豢缮俚谋匦杵?，其廣泛用于家庭、商場、工廠、學(xué)校、餐廳等場所。而且大大地?cái)U(kuò)展了原先水龍頭的功能。因此，研究紅外線控制自動水龍頭及其應(yīng)用，有著非常重要的意義。</p><p>　　本論文設(shè)計(jì)為《紅外線自動控制水龍頭》。采用的是漫反射紅外傳感器，這種傳感器的發(fā)射與接收是一體化的。當(dāng)人或事物靠近時(shí)，自動產(chǎn)生控制信號繼電器動作，使電磁閥得電吸合從而自動放水。</p><p>

27、　　本設(shè)計(jì)滿足了人們對物質(zhì)的需求，又提高了科學(xué)性。以適應(yīng)當(dāng)今品種多批量小的電子市場的需求，大大提高了產(chǎn)品的市場競爭力。</p><p>　　1.2 國內(nèi)外發(fā)展方向及現(xiàn)狀</p><p>　　紅外技術(shù)已廣泛應(yīng)用于陸、海、空各軍兵種，其中紅外成像精確制導(dǎo)是各國紅外技術(shù)應(yīng)用的主流方向之一。紅外成像制導(dǎo)技術(shù)是由美國人從60年代初開始研創(chuàng)。有資料統(tǒng)計(jì)，在過去的20年里，世界范圍內(nèi)多次的局部戰(zhàn)爭和有限

28、軍事沖突中，被導(dǎo)彈擊中的飛機(jī)中有90%是被紅外制導(dǎo)導(dǎo)彈擊落的, 有85%的地面和海上目標(biāo)是被有紅外制導(dǎo)能力的武器系統(tǒng)所擊中。</p><p>　　紅外制導(dǎo)技術(shù)的擴(kuò)展應(yīng)用領(lǐng)域相當(dāng)寬廣，大量裝備的還有陣地型、機(jī)載型、艦載型和星載型制導(dǎo)火控系統(tǒng)和預(yù)告警系統(tǒng)。這些地面系統(tǒng)由于基本不受體積、重量、造型和時(shí)效性的嚴(yán)格限制，又有人工參與進(jìn)行維護(hù)和參數(shù)的現(xiàn)場設(shè)置。 </p><p>　　在歐、美發(fā)達(dá)國家，

29、非消耗性紅外成像制導(dǎo)（指揮、預(yù)警和火控）系統(tǒng)的列裝率較高，幾乎軍用（警用）艦船上、飛機(jī)上、戰(zhàn)車上和重要的地面陣地都裝備了大量的紅外成像設(shè)備，并發(fā)揮了相當(dāng)重要的作用。</p><p>　　單兵武器更是一個廣大的市場，目前全球軍隊(duì)數(shù)量約為2000萬人，如果10%的軍隊(duì)按每個士兵配備具紅外熱像儀，每具紅外熱像儀按2000美元（目前售價(jià)約為1萬美元）計(jì)算，全球單兵軍用紅外熱像儀市場需求總量即可達(dá)40億美元。</p&

30、gt;<p>　　根據(jù)國際光學(xué)學(xué)會（SPIE）估計(jì)，目前全球軍用紅外熱像儀的實(shí)際年需求至少為30 億美元。 </p><p>　　根據(jù)美國Maxtech International 發(fā)布的紅外市場報(bào)告， 2006年全球民用紅外熱像儀的銷售額為16.3億美元，幾年來，全球民用紅外熱像儀市場需求年均增長率已超過了15%，預(yù)計(jì)2010 年全球民用紅外熱像儀市場供給將達(dá)到28億美元。</p>

31、<p>　　全球民用紅外熱像儀市場的供給和需求趨勢</p><p>　　由于紅外技術(shù)具有很高的軍用和民用價(jià)值，近年來國外主要廠家紛紛在核心器件及系統(tǒng)產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程中加大投入和研發(fā)的力度。</p><p>　　FLIR 公司、L-3 公司、FLUKE 公司、SOFRADIR/ULIS 公司、NEC 公司是民用熱像儀領(lǐng)域較強(qiáng)的競爭者。</p><p>　　F

32、LIR 公司是民用領(lǐng)域競爭實(shí)力最強(qiáng)的紅外熱像儀公司，2006年，F(xiàn)ILR公司取得了寶馬汽車公司為其新款7系列轎車配備的紅外熱像儀訂單，并獲得了美國政府35萬臺的出口許可申請，該公司的vo2非制冷紅外成像器在國內(nèi)市場占有很大份額。</p><p><b>　　1.3 背景及意義</b></p><p>　　許多人把地球想象為一個蔚藍(lán)色的星球，其72%的表面積覆蓋水。其實(shí)

33、，地球上97.5%的水是咸水，只有2.5%是淡水。而在淡水中，將近70%凍結(jié)在南極和格陵蘭的冰蓋中，其余的大部分是土壤中的水分或是深層地下水，難以供人類開采使用。江河、湖泊、水庫及淺層地下水等來源的水較易于開采供人類直接使用，但其數(shù)量不足世界淡水的1%，約占地球上全部水的0.007%。全球每年水資源降落在大陸上的降水量約為110萬億立方米，扣除大氣蒸發(fā)和被植物吸收的水量，世界上江河徑流量約為42.7萬億立方米，按1995年的世界人口計(jì)算

34、，每人每年可獲得的平均水量為7300立方米。由于世界人口不斷增加，這一平均數(shù)已較1970年下降了37%。 80年代后期全球淡水實(shí)際利用的數(shù)量大約每年3000億立方米，占可利用總量的1-3%，但是隨著人口的增長及人均收入的增加，人們對水資源的消耗量也以億合計(jì)數(shù)增長。我們要加強(qiáng)保護(hù)水資源意識，不要讓最后一滴水成為我們的眼淚！</p><p>　　可見節(jié)約用水是多么的重要，本設(shè)計(jì)在一定的意義上就可以起到節(jié)約用水的作用。

35、當(dāng)然它也為我們的生活帶來了更大的方便。 </p><p>　　第二章 方案論證與設(shè)計(jì)</p><p><b>　　2.1 傳感器</b></p><p>　　根據(jù)我的所學(xué)以及對從網(wǎng)上查閱的資料，對于紅外線傳感器主要分為有以下4種方案：</p><p>　　方案一、CCD圖像傳感器。</p><p&

36、gt;　　方案二、電容式傳感器。</p><p>　　方案三、超聲波傳感器。</p><p>　　方案四、光電傳感器。</p><p>　　2.1.1 方案一CCD圖像傳感器</p><p>　　這種傳感器可直接將光學(xué)信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字電信號，實(shí)現(xiàn)圖像的獲取、存儲、傳輸、處理和復(fù)現(xiàn)。其顯著特點(diǎn)是：1.體積小重量輕；2.功耗小，工作電壓低，抗沖擊與

37、震動，性能穩(wěn)定，壽命長；3.靈敏度高，噪聲低，動態(tài)范圍大；4.響應(yīng)速度快，有自掃描功能，圖像畸變小，無殘像；5.應(yīng)用超大規(guī)模集成電路工藝技術(shù)生產(chǎn)，像素集成度高，尺寸精確，商品化生產(chǎn)成本低。因此，許多采用光學(xué)方法測量外徑的儀器，把CCD器件作為光電接收器。</p><p>　　CCD從功能上可分為線陣CCD和面陣CCD兩大類。線陣CCD通常將CCD內(nèi)部電極分成數(shù)組，每組稱為一相，并施加同樣的時(shí)鐘脈沖。所需相數(shù)由CC

38、D芯片內(nèi)部結(jié)構(gòu)決定，結(jié)構(gòu)相異的CCD可滿足不同場合的使用要求。線陣CCD有單溝道和雙溝道之分，其光敏區(qū)是MOS電容或光敏二極管結(jié)構(gòu)，生產(chǎn)工藝相對較簡單。它由光敏區(qū)陣列與移位寄存器掃描電路組成，特點(diǎn)是處理信息速度快，外圍電路簡單，易實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)控制，但獲取信息量小，不能處理復(fù)雜的圖像。面陣CCD的結(jié)構(gòu)要復(fù)雜得多，它由很多光敏區(qū)排列成一個方陣，并以一定的形式連接成一個器件，獲取信息量大，能處理復(fù)雜的圖像。</p><p>

39、;　　2.1.2 方案二電容式傳感器</p><p>　　它是一種把被測的機(jī)械量，如位移、壓力等轉(zhuǎn)換為電容量變化的傳感器。它的敏感部分就是具有可變參數(shù)的電容器。其最常用的形式是由兩個平行電極組成、極間以空氣為介質(zhì)的電容器。若忽略邊緣效應(yīng)，平板電容器的電容為εA／δ，式中ε為極間介質(zhì)的介電常數(shù)，A為兩電極互相覆蓋的有效面積,δ為兩電極之間的距離。δ、A、ε 三個參數(shù)中任一個的變化都將引起電容量變化，并可用于測量。因

40、此電容式傳感器可分為極距變化型、面積變化型、介質(zhì)變化型三類。極距變化型一般用來測量微小的線位移或由于力、壓力、振動等引起的極距變化。面積變化型一般用于測量角位移或較大的線位移。介質(zhì)變化型常用于物位測量和各種介質(zhì)的溫度、密度、濕度的測定。電容器傳感器的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單,價(jià)格便宜，靈敏度高,過載能力強(qiáng)，動態(tài)響應(yīng)特性好和對高溫、輻射、強(qiáng)振等惡劣條件的適應(yīng)性強(qiáng)等。缺點(diǎn)是輸出有非線性，寄生電容和分布電容對靈敏度和測量精度的影響較大，以及聯(lián)接電路較復(fù)

41、雜等。70年代末以來,隨著集成電路技術(shù)的發(fā)展,出現(xiàn)了與微型測量儀表封裝在一起的電容式傳感器。這種新型的傳感器能使分布電容的影響大為減小，使其固有的缺點(diǎn)得到克服。電容式傳感器是一種用途極廣，很有發(fā)展?jié)摿Φ?lt;/p><p>　　2.1.3 方案三超聲波傳感器</p><p>　　超聲波傳感器是利用超聲波的特性研制而成的傳感器。超聲波是一種振動頻率高于聲波的機(jī)械波，由換能晶片在電壓的激勵下發(fā)生振

42、動產(chǎn)生的，它具有頻率高、波長短、繞射現(xiàn)象小，特別是方向性好、能夠成為射線而定向傳播等特點(diǎn)。超聲波對液體、固體的穿透本領(lǐng)很大，尤其是在陽光不透明的固體中，它可穿透幾十米的深度。超聲波碰到雜質(zhì)或分界面會產(chǎn)生顯著反射形成反射成回波，碰到活動物體能產(chǎn)生多普勒效應(yīng)。因此超聲波檢測廣泛應(yīng)用在工業(yè)、國防、生物醫(yī)學(xué)等方面。超聲波距離傳感器可以廣泛應(yīng)用在物位（液位）監(jiān)測，機(jī)器人防撞，各種超聲波接近開關(guān)，以及防盜報(bào)警等相關(guān)領(lǐng)域，工作可靠，安裝方便， 防水型

43、，發(fā)射夾角較小，靈敏度高，方便與工業(yè)顯示儀表連接，也提供發(fā)射夾角較大的探頭。</p><p>　　2.1.4 方案四光電傳感器</p><p>　　光電傳感器是各種光電檢測系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵元件，它是把光信號（紅外、可見及紫外光輻射）轉(zhuǎn)變成為電信號的器件。它包括一個可以發(fā)射紅外光的固態(tài)發(fā)光二極管和一個用作接收器的固態(tài)光敏二極管（或光敏三極管）。</p><p>

44、;　　標(biāo)準(zhǔn)的光電傳感器可以分為漫反射型、反射型、對射型、槽型、光纖傳感器、色標(biāo)傳感器、光通訊、激光測距、光柵、防爆/隔爆型等十種。它的特長有以下七點(diǎn)：</p><p><b>　?。?）檢測距離長</b></p><p>　　如果在對射型中保留10m以上的檢測距離等，便能實(shí)現(xiàn)其他檢測手段（磁性、超聲波等） 無法離檢測。</p><p>　?。?

45、）對檢測物體的限制少 </p><p>　　由于以檢測物體引起的遮光和反射為檢測原理，所以不象接近傳感器等將檢測物體限定 在金屬，它可對玻璃.塑料.木材.液體等幾乎所有物體進(jìn)行檢測。</p><p><b>　?。?）響應(yīng)時(shí)間短</b></p><p>　　光本身為高速，并且傳感器的電路都由電子零件構(gòu)成，所以不包含機(jī)械性工作時(shí)間，響應(yīng)時(shí)間非常短

46、。 </p><p><b>　?。?）分辨率高 </b></p><p>　　能通過高級設(shè)計(jì)技術(shù)使投光光束集中在小光點(diǎn)，或通過構(gòu)成特殊的受光光學(xué)系統(tǒng)，來實(shí)現(xiàn)高分辨率。也可進(jìn)行微小物體的檢測和高精度的位置檢測。 </p><p>　?。?）可實(shí)現(xiàn)非接觸的檢測</p><p>　　可以無須機(jī)械性地接觸檢測物體實(shí)現(xiàn)檢測，因此

47、不會對檢測物體和傳感器造成損傷。因此，傳感器能長期使用。 </p><p>　?。?）可實(shí)現(xiàn)顏色判別 </p><p>　　通過檢測物體形成的光的反射率和吸收率根據(jù)被投光的光線波長和檢測物體的顏色組合 而有所差異。利用這種性質(zhì)，可對檢測物體的顏色進(jìn)行檢測。 </p><p><b>　?。?）便于調(diào)整 </b></p><p

48、>　　在投射可視光的類型中，投光光束是眼睛可見的，便于對檢測物體的位置進(jìn)行調(diào)整。</p><p><b>　　2.2電源的選擇</b></p><p>　　方案一：采用電池供電。</p><p>　　方案二：電源變壓器供電。</p><p>　　2.2.1方案一電池供電</p><p>　　

49、本設(shè)計(jì)為《基于單片機(jī)紅外線自動控制水龍頭的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)》。根據(jù)實(shí)物設(shè)計(jì)要提供兩個電源，一個5V直流電源和一個12V的直流電源。5V提供給單片機(jī)供電，12V提供給光電開關(guān)供電。如果我們選用電池供電，也就是說要選用兩個電源。5V的電池我們還好解決，但是12V的電池就比較難找到了，除非提供一個12V的直流移動電源。這樣的話經(jīng)濟(jì)上面就不劃算了。并且用電池供電還要考慮電池的電量，當(dāng)電量過低時(shí)，就要及時(shí)更換。當(dāng)然它也有方便攜帶的優(yōu)點(diǎn)。</p&g

50、t;<p>　　2.2.2方案二電源變壓器供電</p><p>　　采用電源變壓器供電，無疑對于我們的設(shè)計(jì)是非常有好處的。前面就提到過本設(shè)計(jì)需要兩個電源，我們只需要接一個12V交流變壓器，將220V的電壓降低到12V。然后再接一個串聯(lián)型直流穩(wěn)壓電路，就可以得到一個12V的直流電。最后再接一個7805穩(wěn)壓管就可以得到5V的直流電，這樣我們就解決了需要兩個電源供電的問題。</p><

51、p><b>　　2.3繼電器的選擇</b></p><p>　　方案一DC-5V電磁式繼電器</p><p>　　方案二DC-12V電磁式繼電器</p><p>　　2.3.1DC-5V方案一電磁式繼電器</p><p>　　DC-5V電磁式繼電器，可以直接連接在單片機(jī)上。因?yàn)橹恍枰粋€5V的直流電壓就可以使其工作

52、，并且可以用單片機(jī)控制。</p><p>　　2.3.2DC-12V方案二電磁式繼電器</p><p>　　根據(jù)我們的實(shí)物設(shè)計(jì)我們擁有兩個電源，一個為12V的直流電源，還有一個是5V的直流電源。當(dāng)然我們可以用12V的直流電源給DC-12V電磁式繼電器供電，但是卻不能被單片機(jī)控制。并且價(jià)格比DC-5V電磁式繼電器昂貴，耗能也高。所以我們選擇的是DC-5V的電磁式繼電器。</p>

53、<p><b>　　2.4方案確定</b></p><p>　　在傳感器的方面由上可知,光電式傳感器在檢測和控制中得到廣泛的應(yīng)用。通過幾種傳感器的辯證比較，我選擇了第四種方案——光電傳感器，并采用其中的反射式光電傳感器來作為我設(shè)計(jì)的核心元件。在電源電路的選擇上，比較以上兩個方案可以明顯看到方案二的優(yōu)點(diǎn)，所以我選擇了第二種方案。在電磁式繼電器的選擇上，因?yàn)榻?jīng)濟(jì)和耗能因素，所以我選擇

54、第一種方案。</p><p>　　第三章 紅外線控制水龍頭電路設(shè)計(jì)</p><p>　　本設(shè)計(jì)為《紅外線自動控制水龍頭的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)》。我們主要運(yùn)用到五個方面：（1）、變壓器。（2）、串聯(lián)型直流穩(wěn)壓電源。（3）、單片機(jī)最小系統(tǒng)。（4）、繼電器電路。（5）、漫反射紅外線傳感器。</p><p><b>　　3.1變壓器</b></p>

55、<p><b>　　3.1.1簡介</b></p><p>　　變壓器在電器設(shè)備和無線電路中，變壓器常用作升降電壓、匹配阻抗，安全隔離等。在發(fā)電機(jī)中，不管是線圈運(yùn)動通過磁場或磁場運(yùn)動通過固定線圈，均能在線圈中感應(yīng)電勢，此兩種情況，磁通的值均不變，但與線圈相交鏈的磁通數(shù)量卻有變動，這是互感應(yīng)的原理。變壓器就是一種利用電磁互感應(yīng)，變換電壓，電流和阻抗的器件。變壓器的最基本形式，包括兩

56、組繞有導(dǎo)線之線圈，并且彼此以電感方式稱合一起。隨著變壓器行業(yè)的不斷發(fā)展，越來越多的企業(yè)進(jìn)入變壓器行業(yè)，也有很多企業(yè)脫穎而出，例如鳴遠(yuǎn)變壓器始創(chuàng)于21世紀(jì)初由合資股份組建一家專業(yè)致力變壓器、電抗器、濾波器等研發(fā)、生產(chǎn)廠家，經(jīng)過近十年發(fā)展現(xiàn)已成為行業(yè)為數(shù)不多先進(jìn)技術(shù)引領(lǐng)者和開拓者。主要產(chǎn)品有：變壓器系列（單相、三相電源變壓器、單相及三相自耦變壓器，機(jī)床控制變壓器，啟動自耦變壓器，節(jié)能變壓器，斯考特變壓器，三相變單相，單相變?nèi)?，UPS變壓器

57、等非標(biāo)變壓器）、電抗器系列（變頻器用輸入、輸出電抗器、直流平波電抗器、串并聯(lián)電抗器，濾波電抗器，空心電抗器等）、 濾波器系列（變頻器專用輸入濾波器、輸出濾波器，正弦波濾波器） 產(chǎn)品廣泛用電力，冶金，紡織，機(jī)械，風(fēng)電，鋼鐵等行業(yè)，深受客戶好評。</p><p><b>　　3.1.2基本構(gòu)成</b></p><p>　　一個變壓器通常包括：兩組或以上的線圈：以輸入交流電

58、電流與輸出感應(yīng)電流。一圈金屬芯：它把互感的磁場與線圈耦合在一起。</p><p>　　變壓器一般運(yùn)行在低頻、導(dǎo)線圍繞鐵芯纏繞成繞組。雖然鐵芯會造成一部分能量的損失，但這有助于將磁場限定在變壓器內(nèi)部，并提高效率。 電力變壓器按照鐵芯和繞組的結(jié)構(gòu)分為芯式結(jié)構(gòu)和殼式結(jié)構(gòu)，以及按照磁通的分支數(shù)目（三相變壓器有3，4或5個分支）分類。它們的性能各不相同。</p><p>　　變壓器通常采用硅鋼材料的

59、鐵芯作為主磁路。這樣可以使線圈中磁場更加集中，變壓器更加緊湊。 電力變壓器的鐵芯在設(shè)計(jì)的時(shí)候必須保防止達(dá)到磁路飽和，有時(shí)需要在磁路中設(shè)計(jì)一些氣隙減少飽和。 實(shí)際使用的變壓器鐵芯采用非常薄，電阻較大的硅鋼片疊壓而成。 這樣可以減少每層渦流帶來的損耗和產(chǎn)生的熱量。 電力變壓器和音頻電路有相似之處。典型分層鐵芯一般為E和I字母的形狀，稱作“EI變壓器”。 這種鐵芯的一個問題就是當(dāng)斷電之后鐵芯中會保持剩磁。 當(dāng)再次加電后，剩磁會造成鐵芯暫時(shí)飽和

60、。 對于一些容量超過數(shù)百瓦的變壓器會造成的嚴(yán)重后果，如果沒有采用限流電路，涌流可造成主熔斷器熔斷。 更嚴(yán)重的是，對于大型電力變壓器，涌流可造成主繞組變形、損害。</p><p>　　在如開關(guān)電源之類的高頻電路中，有時(shí)使用具有較高的磁導(dǎo)率和電阻率的鐵磁材料粉末鐵芯。 在更高的頻率下，需要使用絕緣體導(dǎo)磁材料，常見的有各種稱作鐵素體的陶瓷材料。 在一些調(diào)頻無線電電路中的一些變壓器鐵芯采用可調(diào)鐵芯，來配合耦合電路達(dá)到諧振

61、。</p><p>　　線圈線圈由電磁線所構(gòu)成，用于環(huán)繞鐵蕊，藉以通電產(chǎn)生磁場，或是經(jīng)由磁場產(chǎn)生感應(yīng)電流。</p><p>　　3.2串聯(lián)型直流穩(wěn)壓電源</p><p>　　3.2.1串聯(lián)型直流穩(wěn)壓電源電路原理圖</p><p>　　圖3.2.1串聯(lián)型直流穩(wěn)壓電源電路原理圖</p><p><b>　　1.整

62、體框架圖</b></p><p>　　直流穩(wěn)壓電源由變壓器、整流、濾波、和穩(wěn)壓電路四部份組成，其原理框圖如圖1所示。電網(wǎng)供給的電壓經(jīng)電源變壓器降壓后，得到符合電路需要的交流電壓，然后由整流電路轉(zhuǎn)換成方向不變，大小隨時(shí)間變化的脈動電壓，再用濾波器濾其分量，得到比較平直的直流電壓。但這樣的直流輸出電壓，還會隨交流電網(wǎng)電壓的波動或負(fù)載的變動而變化。在對直流供電要求較高的場合，還需要使用穩(wěn)壓電路，以保證輸出直

63、流電壓更加穩(wěn)定。</p><p>　　3.2.2整體框架圖</p><p>　　電源變壓器：將交流電網(wǎng)電壓u1 變?yōu)楹线m的交流電壓u2</p><p>　　整流電路：將交流電壓u2變?yōu)槊}動的直流電壓u3</p><p>　　濾波電路：將脈動直流電壓u3轉(zhuǎn)變?yōu)槠交闹绷麟妷簎4</p><p>　　穩(wěn)壓電路：清除電網(wǎng)波動

64、及負(fù)載變化的影響,保持輸出電壓u0的穩(wěn)定</p><p>　　2.方案比較及單元電路設(shè)計(jì)</p><p><b>　?。?）變壓器</b></p><p>　　變壓器降壓電路是利用電源變壓器一、二次繞組匝數(shù)比的不同來實(shí)現(xiàn)電壓變換的。電源變壓器一次繞組的線徑較細(xì)，匝數(shù)較多，二次繞組的線徑較粗，匝數(shù)較少，可以有多個繞組。當(dāng)變壓器的一次繞組接在220

65、V交流電壓上時(shí)，二次繞組上就會感應(yīng)出一定值的交流電壓。</p><p><b>　　（2）整流電路</b></p><p>　　直接在交流電路中串接一個合適的二極管，如圖3.2.3所示，利用二極管的單相導(dǎo)電性，把交流電轉(zhuǎn)換為直流電，產(chǎn)生圖3.2.3所示的電壓波形。</p><p>　　圖3.2.3直流電路圖

66、

67、</p><p><b>　　圖3.2.3波形圖</b></p><p>　　單相半波整流電路的優(yōu)點(diǎn)是使用元器件少，電路簡單：缺點(diǎn)是效率低，輸出電壓脈動系數(shù)大。這種電路僅適用于電流較小，對電流脈動程度要求不高的場合。 </p><p>　　而橋式整流電路，對二極管的參數(shù)要求與半波整流一樣，但有輸出電壓高、變壓器利用率高、脈動小等優(yōu)點(diǎn)，因此得到了

68、廣泛的應(yīng)用；但它所需要二極管的數(shù)量多，由于實(shí)際二極管的正向電阻不為零，必然會使整流電路的內(nèi)阻增大，從而使損耗較大。故本設(shè)計(jì)選擇單相橋式整流電路。</p><p><b>　?。?）濾波電路</b></p><p>　　電容濾波電路是最常見也是最簡單的濾波電路，在整流電路的輸出端并聯(lián)一個電容（區(qū)分正負(fù)極）即構(gòu)成電容濾波電路，電容在電路中也有儲能的作用，并聯(lián)的電容器在電源

69、供給的電壓升高時(shí)，能把部分能量存儲起來，而當(dāng)電源電壓降低時(shí)，就把能量釋放出來，使負(fù)載電壓比較平滑。電路如圖3.2.4所示。其輸出電壓波形如圖3.2.5。</p><p>　　圖3.2.4電容濾波電路</p><p><b>　　圖3.2.5波形圖</b></p><p>　　電容濾波電路簡單易行，輸出電壓平均值高，但它僅適用于負(fù)載電流較小且其變

70、化也較小的場合。本次設(shè)計(jì)使用電容濾波電路。</p><p><b>　　（4）穩(wěn)壓電路</b></p><p>　　圖3.2.6穩(wěn)壓電路圖</p><p>　　圖3.2.6是串聯(lián)負(fù)反饋穩(wěn)壓電路電路圖，其中T1是調(diào)整管，D1和R2組成基準(zhǔn)電壓，T2為比較放大器，R3～R5組成取樣電路，R6是負(fù)載。</p><p>　　假設(shè)

71、由于某種原因引起輸出電壓UO降低時(shí)，通過R3～R5的取樣電路，引起T2基極電壓（UT2）O成比例下降，由于T2發(fā)射極電壓（UT2）E受穩(wěn)壓管D1的穩(wěn)壓值控制保持不變，所以T2發(fā)射結(jié)電壓（UT2）BE將減小，于是T2基極電流（IT2）B減小，T2發(fā)射極電流（IT2）E跟隨減小，T2管壓降（UT2）CE增加，導(dǎo)致其發(fā)射極電壓（UT2）C上升，即調(diào)整管T1基極電壓（UT1）B將上升，T1管壓降（UT1）CE減小，使輸入電壓UI更多的加到負(fù)載上

72、，這樣輸出電壓UO就上升。這個調(diào)整過程可以使用下面的變化關(guān)系圖表示：</p><p>　　UO↓→（UT2）O↓→UD1恒定→（UT2）BE↓→（IT2）B↓→（IT2）E↓→（UT2）CE↑→（UT2）C↑→（UT1）B↑→（UT1）CE↓→UO↑</p><p>　　當(dāng)輸出電壓升高時(shí)整個變化過程與上面完全相反，這里就不再贅述，簡單的用下圖表示：</p><p>

73、　　UO↑→（UT2）O↑→UD1恒定→（UT2）BE↑→（IT2）B↑→（IT2）E↑→（UT2）CE↓→（UT2）C↓→（UT1）B↓→（UT1）CE↑→UO↓</p><p>　　前面說到R3～R5是取樣電路，由于取樣電路并聯(lián)在穩(wěn)壓電路的輸出端，而取樣電壓實(shí)際上是通過這三個電阻分壓后得到。在選取R3～R5的阻值時(shí)，可以通過選擇適當(dāng)?shù)碾娮柚祦硎沽鬟^分壓電阻的電流遠(yuǎn)大于流過T2基極的電流。也就是說可以忽略T2基

74、極電流的分流作用，這樣就可以用電阻分壓的計(jì)算方法來確定T2基極電壓（UT2）B。</p><p>　　當(dāng)R4滑動到最上端時(shí)T2基極電壓（UT2）B為：</p><p><b>　　此時(shí)輸出電壓為：</b></p><p>　　這時(shí)的輸出電壓是最小值。</p><p>　　當(dāng)R4滑動到最下端時(shí)T2基極電壓（UT2）B為：&

75、lt;/p><p><b>　　此時(shí)輸出電壓為：</b></p><p>　　這時(shí)的輸出電壓是最大值。</p><p>　　以上計(jì)算中，當(dāng)（UT2）BE<<UD1時(shí)可以忽略（UT2）BE的值。</p><p>　　通過上面的計(jì)算我們可以看出，只要合適選擇R3～R5的阻值就可以控制輸出電壓UO的范圍，改變R3和R5

76、的阻值就可以改變輸出電壓UO的邊界值。</p><p><b>　?。?）增加輸出電流</b></p><p>　　當(dāng)輸出電流不能達(dá)到要求時(shí)，可以通過采用復(fù)合調(diào)整管的方法來增加輸出電流。</p><p>　　圖3.2.7復(fù)合管電路圖</p><p>　　圖3.2.7中的復(fù)合管是由一個小功率三極管T2和一個大功率三極管T1

77、連接而成。復(fù)合管就可以看作是一個放大倍數(shù)為βT1βT2，極性和T2一致，功率為（PT1）PCM的大功率管，而其驅(qū)動電流只要求（IT2）B。</p><p>　　圖3.2.8是一個實(shí)用串聯(lián)負(fù)反饋穩(wěn)壓電源電路圖。此電路采用圖9中的復(fù)合管連接方法來增加輸出電流大小。另外還增加了一個電容C2，它的主要作用是防止產(chǎn)生自激振蕩，一旦發(fā)生自激振蕩可由C2將其旁路掉。</p><p>　　圖3.2.8串聯(lián)

78、負(fù)反饋穩(wěn)壓電源電路圖</p><p>　　3.3單片機(jī)最小系統(tǒng)</p><p><b>　　3.3.1概述</b></p><p>　　單片微型計(jì)算機(jī)簡稱單片機(jī)，是典型的嵌入式微控制器（Microcontroller Unit），單片機(jī)芯片常用英文字母的縮寫MCU表示單片機(jī)，單片機(jī)又稱單片微控制器，它不是完成某一個邏輯功能的芯片，而是把一個計(jì)算

79、機(jī)系統(tǒng)集成到一個芯片上。單片機(jī)由運(yùn)算器、控制器、存儲器、輸入輸出設(shè)備構(gòu)成，相當(dāng)于一個微型的計(jì)算機(jī)（最小系統(tǒng)），和計(jì)算機(jī)相比，單片機(jī)缺少了外圍設(shè)備等。概括的講：一塊芯片就成了一臺計(jì)算機(jī)。它的體積小、質(zhì)量輕、價(jià)格便宜、為學(xué)習(xí)、應(yīng)用和開發(fā)提供了便利條件。同時(shí)，學(xué)習(xí)使用單片機(jī)是了解計(jì)算機(jī)原理與結(jié)構(gòu)的最佳選擇。它最早是被用在工業(yè)控制領(lǐng)域。我們這里運(yùn)用到的是AT89S52單片機(jī)。</p><p>　　AT89S52是一種低功

80、耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K 在系統(tǒng)可編程Flash存儲器。使用Atmel 公司高密度非易失性存儲器技術(shù)制造，與工業(yè)80C51 產(chǎn)品指令和引腳完全兼容。片上Flash允許程序存儲器在系統(tǒng)可編程，亦適于常規(guī)編程器。在單芯片上，擁有靈巧的8 位CPU 和在系統(tǒng)可編程Flash，使得AT89S52在眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用。</p><p>　　3.3.2主要性能參數(shù)</p>&l

81、t;p>　　1、與MCS-51單片機(jī)產(chǎn)品兼容；</p><p>　　2、8K字節(jié)在系統(tǒng)可編程Flash存儲器；</p><p>　　3、1000次擦寫周期；</p><p>　　4、全靜態(tài)操作：0Hz-33MHz；</p><p>　　5、三級加密程序存儲器；</p><p>　　6、32個可編程I/O口線；&l

82、t;/p><p>　　7、三個16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器；</p><p><b>　　8、8個中斷源；</b></p><p>　　9、全雙工UART串行通道；</p><p>　　10、低功耗空閑和掉電模式；</p><p>　　11、掉電后中斷可喚醒；</p><p>　　12

83、、看門狗定時(shí)器；</p><p><b>　　13、雙數(shù)據(jù)指針；</b></p><p><b>　　14、掉電標(biāo)識符。</b></p><p>　　3.3.3管腳功能說明</p><p><b>　　引腳說明</b></p><p>　　圖3.3.3

84、AT89S52引腳說明</p><p><b>　　引腳功能說明如下：</b></p><p><b>　　VCC：電源電壓。</b></p><p><b>　　GND：地。</b></p><p>　　P0口：P0口是一組8位漏極開路型雙向I/O口，也即地址/數(shù)據(jù)線復(fù)用口。

85、作為輸出口時(shí)，每位能吸收電流的方式驅(qū)動8個TTL邏輯門電路，對端口寫“1”可作為高阻抗輸入端。</p><p>　　在訪問外部數(shù)據(jù)儲存器或程序儲存器時(shí)，這組口線分時(shí)轉(zhuǎn)換地址（低8位）和數(shù)據(jù)總線復(fù)用，在訪問期間激活內(nèi)部上拉電阻。FLASH編程時(shí)，P0口接收指令字節(jié)，而在程序校驗(yàn)時(shí)，輸出指令字節(jié)，校驗(yàn)時(shí)，要求外接上拉電阻。</p><p>　　P1口：P1是一個帶內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口

86、，P1的輸出緩沖級可驅(qū)動（吸收或輸出電流）4個TTL邏輯門電路。對端口寫“1”，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時(shí)可作為輸入口。作為輸入口使用時(shí)，因?yàn)閮?nèi)部存在上拉電阻，某個引腳被外部信號拉低時(shí)會輸出一個電流。FLASH編程和程序校驗(yàn)期間，P1接收低8位地址。</p><p>　　P2口：P2是一個帶內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2的輸出緩沖級可驅(qū)動（吸收或輸出電流）4個TTL邏輯門電路。對端口寫“1”，

87、通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時(shí)可作為輸入口。作為輸入口使用時(shí)，因?yàn)閮?nèi)部存在上拉電阻，某個引腳被外部信號拉低時(shí)會輸出一個電流。在訪問外部程序儲存器或16位地址的外部數(shù)據(jù)儲存器（例如執(zhí)行MOVX@DPTR指令）時(shí)，P2口送出高8位地址數(shù)據(jù)。在訪問8位地址的外部數(shù)據(jù)儲存器（例如執(zhí)行MOVX@RI指令）時(shí)，P2口線上的內(nèi)容（也即特殊功能寄存器（SFR）區(qū)中R2寄存器的內(nèi)容），在整個訪問期間不改變。FLASH編程或校驗(yàn)時(shí)，P2亦接收高位

88、地址和其他控制信號。</p><p>　　P3口：P3是一個帶內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P3的輸出緩沖級可驅(qū)動（吸收或輸出電流）4個TTL邏輯門電路。對端口寫“1”，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時(shí)可作為輸入口。作為輸入口使用時(shí)，因?yàn)閮?nèi)部存在上拉電阻，某個引腳被外部信號拉低時(shí)會輸出一個電流。</p><p>　　P3除了作為一般的I/O口線外，更重要的用途是它的第二功能，具體

89、功能說明如表2-1。</p><p>　　P3口還接收一些用于FLASH閃速存儲器編程和程序校的控制信號。</p><p>　　RST:復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器工作時(shí)，RST引腳出現(xiàn)兩個機(jī)器周期以上高電平將使單片機(jī)復(fù)位。</p><p>　　ALE/PROG：當(dāng)訪問外部程序存儲器或數(shù)據(jù)存儲器時(shí)，ALE（地址鎖存允許）輸出脈沖用于鎖存地址的低8位字節(jié)。</p>

90、<p>　　表3.3.4 P3口的第二功能表</p><p>　　即使不訪問外部存儲器，ALE仍以是時(shí)鐘振蕩頻率的1/6輸出固定的正脈沖信號，因此他可對外輸出時(shí)鐘或用于定時(shí)目的。要注意的是：每當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時(shí)將跳過一個ALE脈沖。對FLASH存儲器編程期間，該引腳還用于輸入編程脈沖（PROG）。</p><p>　　如有必要，可通過對特殊功能寄存器（SFR）區(qū)中的8EH單

91、元的D0位置位，可禁止ALE操作。該位置位后，只有一條MOVX和MOVC指令A(yù)LE才會被激活。此外，該引腳會被微弱拉高，單片機(jī)執(zhí)行外部程序時(shí)，應(yīng)設(shè)置ALE無效。</p><p>　　PSEN：程序儲存允許（PSEN）輸出是外部程序存儲器的讀選通信號，當(dāng)AT80C51由外部程序存儲器取指令（或數(shù)據(jù)）時(shí)，每個機(jī)器周期兩次PSEN有效，即輸出兩個脈沖。在此期間，當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲器，這兩次有效的PSEN信號不出現(xiàn)。&l

92、t;/p><p>　　EA/VPP：外部訪問允許。欲使CPU僅訪問外部程序儲存器（地址為0000H-FFFFH），EA端必須保持低電平（接地）。需要注意的是：如果加密位LB1被編程，復(fù)位時(shí)內(nèi)部會鎖存EA端狀態(tài)。如EA端為高電平（Vcc端），CPU則執(zhí)行內(nèi)部程序儲存器中的指令。</p><p>　　FLASH儲存器編程時(shí)，該引腳加上+12V的編程允許電源Vpp，當(dāng)然這必須是該器件是使用12v編程

93、電壓。</p><p>　　XTAL1：振蕩器反相放大器的及內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生器的輸入端。</p><p>　　XTAL2：振蕩器反相放大器的輸出端</p><p>　　3.3.4單片機(jī)外圍接口電路</p><p>　　圖3.3.5 單片機(jī)外圍接口電路</p><p>　　AT89S52單片機(jī)外圍接口電路如圖3.6所示，主

94、要包括：</p><p>　　1.晶振電路：內(nèi)部時(shí)鐘電路的晶振頻率一般選擇在4MHZ~12MHZ之間（該設(shè)計(jì)選用6MHZ），外接兩個諧振電容。該電容的典型值為30pF,該設(shè)計(jì)選用33pF。</p><p>　　2.復(fù)位電路：單片機(jī)復(fù)位采用按鍵高電平復(fù)位，而單片機(jī)在平時(shí)則復(fù)位端為低電平0。</p><p><b>　　3.電源模塊</b><

95、/p><p><b>　　3.4繼電器電路</b></p><p><b>　　3.4.1概述</b></p><p>　　繼電器（英文名稱：relay）是一種電控制器件，是當(dāng)輸入量（激勵量）的變化達(dá)到規(guī)定要求時(shí)，在電氣輸出電路中使被控量發(fā)生預(yù)定的階躍變化的一種電器。它具有控制系統(tǒng)（又稱輸入回路）和被控制系統(tǒng)（又稱輸出回路）之

96、間的互動關(guān)系。通常應(yīng)用于自動化的控制電路中，它實(shí)際上是用小電流去控制大電流運(yùn)作的一種“自動開關(guān)”。故在電路中起著自動調(diào)節(jié)、安全保護(hù)、轉(zhuǎn)換電路等作用。</p><p>　　我們這里運(yùn)用到的繼電器為DC-5V電磁式繼電器。</p><p>　　3.4.2電磁式繼電器的介紹</p><p>　　本次設(shè)計(jì)我們才用的是電磁式繼電器下面對它進(jìn)行簡單介紹：電磁繼電器一般由鐵芯、線

97、圈、銜鐵、觸點(diǎn)簧片等組成的。 </p><p>　　3.4.2電磁繼電器工作原理圖</p><p>　　只要在線圈兩端加上一定的電壓，線圈中就會流過一定的電流，從而產(chǎn)生電磁效應(yīng)，銜鐵就會在電磁力吸引的作用下克服返回彈簧的拉力吸向鐵芯，從而帶動銜鐵的動觸點(diǎn)與靜觸點(diǎn)（常開觸點(diǎn)）吸合。當(dāng)線圈斷電后，電磁的吸力也隨之消失，銜鐵就會在彈簧的反作用力返回原來的位置，使動觸點(diǎn)與原來的靜觸點(diǎn)（常閉觸點(diǎn)）釋

98、放。這樣吸合、釋放，從而達(dá)到了在電路中的導(dǎo)通、切斷的目的。對于繼電器的“常開、常閉”觸點(diǎn)，可以這樣來區(qū)分：繼電器線圈未通電時(shí)處于斷開狀態(tài)的靜觸點(diǎn)，稱為“常開觸點(diǎn)”；處于接通狀態(tài)的靜觸點(diǎn)稱為“常閉觸點(diǎn)”。繼電器一般有兩股電路，為低壓控制電路和高壓工作電路。</p><p>　　3.4.3繼電器電路原理圖</p><p>　　3.4.3繼電器電路原理圖</p><p>

99、<b>　　3.5光電傳感器</b></p><p><b>　　概述</b></p><p>　　光電檢測方法具有精度高、反應(yīng)快、非接觸等優(yōu)點(diǎn)，而且可測參數(shù)多，傳感器的結(jié)構(gòu)簡單，形式靈活多樣，因此,光電式傳感器在檢測和控制中應(yīng)用非常廣泛。</p><p><b>　　原理</b></p>

100、<p>　　光電感測器(感應(yīng)器)是由兩個元件即投光器及受光器所組成，利用投光器將光線由透鏡將之聚焦，經(jīng)傳輸而至受光器之透鏡，再至接 收感測器，感測器將收到之光線訊號轉(zhuǎn)變成電器信號，此電信訊號更可進(jìn)一步作各種不同的開關(guān)及控制動作，其基本原理即對投光器受光器間之光線做遮蔽之動作所獲得的信號加以運(yùn)用以完成各種自動化控制。</p><p>　　投光器之光源因各種需要之不同有一般燈泡、紅光LED、綠光LED及

101、IR紅外光LED等。受光器為接收投光器送來之光波信號，並將它轉(zhuǎn)換成電器信號，其主要元件為矽晶體電子元件，依其性質(zhì)可分為光電晶體，光二極體及光敏電阻，如今現(xiàn)代化之光電產(chǎn)品普遍已採用光電晶體，其優(yōu)點(diǎn)為高速度的開關(guān)功能及非常靈敏之敏感度。</p><p>　　3.5.1光電傳感器</p><p>　　光電傳感器工作原理（紅外線光電傳感器原理） </p><p>　　光電傳

102、感器是通過把光強(qiáng)度的變化轉(zhuǎn)換成電信號的變化來實(shí)現(xiàn)控制的。光電傳感器在一般情況下，有三部分構(gòu)成，它們分為：發(fā)送器、接收器和檢測電路。</p><p>　　3.5.2光電傳感器</p><p>　　發(fā)送器對準(zhǔn)目標(biāo)發(fā)射光束，發(fā)射的光束一般來源于半導(dǎo)體光源，發(fā)光二極管(LED)、激光二極管及紅外發(fā)射二極管。光束不間斷地發(fā)射，或者改變脈沖寬度。接收器有光電二極管、光電三極管、光電池組成。在接收器的

103、前面，裝有光學(xué)元件如透鏡和光圈等。在其后面是檢測電路，它能濾出有效信號和應(yīng)用該信號。</p><p>　　此外，光電開關(guān)的結(jié)構(gòu)元件中還有發(fā)射板和光導(dǎo)纖維。</p><p>　　三角反射板是結(jié)構(gòu)牢固的發(fā)射裝置。它由很小的三角錐體反射材料組成，能夠使光束準(zhǔn)確地從反射板中返回，具有實(shí)用意義。它可以在與光軸0到25的范圍改變發(fā)射角，使光束幾乎是從一根發(fā)射線，經(jīng)過反射后，還是從這根反射線返回。<

104、;/p><p><b>　　分類和工作方式</b></p><p>　?、挪坌凸怆妭鞲衅?</p><p>　　把一個光發(fā)射器和一個接收器面對面地裝在一個槽的兩側(cè)的是槽形光電。發(fā)光器能發(fā)出紅外光或可見光，在無阻情況下光接收器能收到光。但當(dāng)被檢測物體從槽中通過時(shí)，光被遮擋，光電開關(guān)便動作。輸出一個開關(guān)控制信號，切斷或接通負(fù)載電流，從而完成一次控制動

105、作。槽形開關(guān)的檢測距離因?yàn)槭苷w結(jié)構(gòu)的限制一般只有幾厘米。</p><p>　　⑵對射型光電傳感器</p><p>　　若把發(fā)光器和收光器分離開，就可使檢測距離加大。由一個發(fā)光器和一個收光器組成的光電開關(guān)就稱為對射分離式光電開關(guān)，簡稱對射式光電開關(guān)。它的檢測距離可達(dá)幾米乃至幾十米。使用時(shí)把發(fā)光器和收光器分別裝在檢測物通過路徑的兩側(cè)，檢測物通過時(shí)阻擋光路，收光器就動作輸出一個開關(guān)控制信號。

106、</p><p>　?、欠垂獍逍凸怆婇_關(guān)</p><p>　　把發(fā)光器和收光器裝入同一個裝置內(nèi)，在它的前方裝一塊反光板，利用反射原理完成光電控制作用的稱為反光板反射式(或反射鏡反射式)光電開關(guān)。正常情況下，發(fā)光器發(fā)出的光被反光板反射回來被收光器收到；一旦光路被檢測物擋住，收光器收不到光時(shí)，光電開關(guān)就動作，輸出一個開關(guān)控制信號。</p><p>　?、葦U(kuò)散反射型光電

107、開關(guān)</p><p>　　它的檢測頭里也裝有一個發(fā)光器和一個收光器，但前方?jīng)]有反光板。正常情況下發(fā)光器發(fā)出的光收光器是找不到的。當(dāng)檢測物通過時(shí)擋住了光，并把光部分反射回來，收光器就收到光信號，輸出一個開關(guān)信號。</p><p><b>　　3.6電路硬件框圖</b></p><p><b>　　第四章 軟件設(shè)計(jì)</b>

108、</p><p><b>　　4.1 軟件程序</b></p><p>　　#include <reg51.H> </p><p>　　#include "intrins.h"</p><p>　　#define uint unsigned int</p><p>

109、　　#define uchar unsigned char</p><p>　　//sbit opt=P1^1;</p><p>　　sbit relay=P1^0;</p><p><b>　　bit flag;</b></p><p>　　void delay(uint t) </p><p&g

110、t;<b>　　{</b></p><p><b>　　uint a,b;</b></p><p>　　for(a=0;a<t;a++)</p><p>　　for(b=0;b<112;b++);</p><p><b>　　}</b></p><

111、;p>　　void main()</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　relay=1;</b></p><p><b>　　EA=1;</b></p><p><b>　　EX0=1;</b></p>&

112、lt;p><b>　　IT0=1;</b></p><p><b>　　while(1)</b></p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　relay=1; </b></p><p><b>　　}</b&g

113、t;</p><p><b>　　}</b></p><p>　　void init() interrupt 0</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　relay=0;</b></p><p>　　delay(5000);&

114、lt;/p><p><b>　　relay=1;</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　4.2軟件流程圖</b></p><p>　　第五章 硬件電路調(diào)試</p><p>　　正確的調(diào)試系統(tǒng)才能使各模塊電路正常工作，實(shí)

115、現(xiàn)高穩(wěn)定性的顯示。</p><p><b>　　5.1使用器材</b></p><p><b>　　5.2調(diào)試結(jié)果</b></p><p><b>　　5.3誤差分析</b></p><p>　　220V AC – 12V 在理想情況下它的U2輸出電壓應(yīng)該是12V但是實(shí)際情況下

116、卻有14V，電壓比理想的情況下高了2V。我們知道在任何情況下都是存在誤差的，這個2V的誤差應(yīng)該是變壓器自身的原因，U2的線圈匝數(shù)比實(shí)際的情況要多一些所以才會導(dǎo)致U2輸出的電壓比理想情況下要高2V。只要正確的調(diào)整電壓匝數(shù)就可以得到更加理想的值。當(dāng)然后來經(jīng)過我們整流交流變直流電路，它的電壓也只有了12V。</p><p><b>　　第六章 使用說明</b></p><p&g