紅外控制臺(tái)燈課程設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　紅外控制臺(tái)燈設(shè)計(jì)</b></p><p>　　摘要：隨著科技的高速發(fā)展，各種各樣的科技產(chǎn)品、家用電器走入人們的生活，這一切都大大地提高了人們的工作效率、改善了人們的生活，現(xiàn)在電器的發(fā)展趨勢(shì)是智能化，這樣會(huì)使人們使用起來(lái)更方便。本題設(shè)計(jì)的主要是以E18-D80NK-N和LM293組成的紅外傳感控制電路。其特點(diǎn)是當(dāng)紅外感應(yīng)器感應(yīng)到有人進(jìn)入其感應(yīng)范圍后臺(tái)燈則自動(dòng)開(kāi)燈，

2、人離開(kāi)其感應(yīng)范圍則自動(dòng)關(guān)閉臺(tái)燈。因而在夜晚的時(shí)候?qū)ζ涞氖褂帽容^方便而且能起到節(jié)能的效果。</p><p>　　關(guān)鍵字 ：紅外感應(yīng)，E18-D80NK-N，LM293，控制器</p><p>　　Abstract: With the rapid development of technology, various kinds of technology products, household

3、 electrical appliances into people's lives, all this greatly improve people's working efficiency, improve people's lives, now the development trend of electrical appliances is intelligent, this will make the

4、use more convenient. This design is mainly consisting of infrared sensor based on E18-D80NK-N and LM293 control circuit. Its characteristic is when the infrared sensor detects that a man into t</p><p>　　Key

5、words：Infrared induction，E18-D80NK-N，LM293 controller</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　1、前言2</b></p><p>　　2、總體方案設(shè)計(jì)3</p><p>　　2.1 方案比較3</

6、p><p>　　2.2 方案論證與選擇4</p><p>　　3、單元模塊設(shè)計(jì)5</p><p>　　3.1 各單元模塊功能介紹及電路設(shè)計(jì)5</p><p>　　3.1.1電源電路模塊5</p><p>　　3.1.2觸發(fā)感應(yīng)電路模塊6</p><p>　　3.1.3燈控制電路模塊6&l

7、t;/p><p>　　3.2電路參數(shù)的計(jì)算及元器件的選擇7</p><p>　　3.2.1電源模塊參數(shù)9</p><p>　　3.2.2感應(yīng)模塊10</p><p>　　3.2.3比較器LM293的參數(shù)11</p><p>　　3.3 特殊器件的介紹錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。</p><p>　　

8、3.3.1穩(wěn)壓電源7805錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。</p><p>　　3.3.2反射式紅外光電傳感器ST168特點(diǎn)錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。</p><p>　　3.4各單元模塊的聯(lián)接錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。</p><p><b>　　4、系統(tǒng)調(diào)試13</b></p><p>　　4.1 調(diào)試環(huán)境13</p>&

9、lt;p>　　4.2硬件調(diào)試13</p><p>　　4.2.1電源模塊調(diào)試13</p><p>　　4.2.2感應(yīng)模塊調(diào)試14</p><p>　　5、總結(jié)與體會(huì)17</p><p><b>　　6、謝辭18</b></p><p><b>　　7、參考文獻(xiàn)18<

10、;/b></p><p><b>　　附錄：20</b></p><p>　　附錄1、系統(tǒng)電路仿真總圖20</p><p><b>　　1 前言</b></p><p>　　隨著科技的高速發(fā)展，各種各樣的科技產(chǎn)品、家用電器走入人們的生活，這一切都大大地提高了人們的工作效率、改善了人們的生

11、活，現(xiàn)在電器的發(fā)展趨勢(shì)是智能化，這樣會(huì)使人們使用起來(lái)更方便。智能化產(chǎn)品在各個(gè)領(lǐng)域都有出色的應(yīng)用，所以我們打算研究的是紅外控制臺(tái)燈。雖然按鍵式的臺(tái)燈還是臺(tái)燈市場(chǎng)的主體。但是，現(xiàn)代電子技術(shù)的發(fā)展和人們的需求變化，已使傳統(tǒng)的臺(tái)燈感受到產(chǎn)品更新?lián)Q代的威脅。智能型的電器產(chǎn)品漸漸進(jìn)入人們的生活中。</p><p>　　為完成本次設(shè)計(jì)，搜集和查閱資料是一個(gè)漫長(zhǎng)但最重要的過(guò)程，獲取個(gè)模塊電路原理，然后經(jīng)過(guò)討論比較，結(jié)合課題要求，

12、確定出一套最適合的方案。小組人員花費(fèi)幾天時(shí)間，通過(guò)圖書(shū)館和上網(wǎng)查閱資料，分別查閱到相應(yīng)資料。經(jīng)過(guò)商討，結(jié)合現(xiàn)有資料，制定基本框架，并基本定出電路圖。在protues軟件里進(jìn)行電路仿真，來(lái)驗(yàn)證電路的正確性。在進(jìn)行電路仿真過(guò)程中碰到了很多問(wèn)題，往往一開(kāi)始電路仿真不出結(jié)果，這就需要找出問(wèn)題所在，一般是先看電路原理圖是否正確，是否畫(huà)正確了，如果不是這塊問(wèn)題的話，就需要改變?cè)?shù)試一試。在這個(gè)過(guò)程中，還會(huì)碰到元件庫(kù)里找不到自己要用的元件的情況，

13、這個(gè)時(shí)侯可以找替代元件，通過(guò)這種方法來(lái)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)原理和電路的正確性。過(guò)程中，充分發(fā)揮主觀能動(dòng)性，將平時(shí)所學(xué)的理論知識(shí)和實(shí)際相結(jié)合，往往理論可行的東西，實(shí)際并不一定能出結(jié)果，這就需要解決問(wèn)題，通過(guò)問(wèn)老師或者查閱資料和分析問(wèn)題來(lái)進(jìn)行解決。經(jīng)過(guò)以上各步工作，完成了本次設(shè)計(jì)。</p><p><b>　　2 總體方案設(shè)計(jì)</b></p><p>　　對(duì)本設(shè)計(jì)的實(shí)現(xiàn)，可以用不同

14、的方案，下面就介紹以下兩種方案對(duì)本設(shè)計(jì)的實(shí)現(xiàn)方法。并對(duì)兩種方案進(jìn)行選擇。</p><p><b>　　2.1 方案比較</b></p><p><b>　　方案一：</b></p><p>　　圖2.1 方案一系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　本方案系統(tǒng)組成如圖2.1所示：</p>&l

15、t;p>　　本方案主要是使用E18-D80NK-N反射式紅外光電傳感器和LM293比較器及繼電器來(lái)實(shí)現(xiàn)的當(dāng)人體進(jìn)入其紅外感應(yīng)范圍內(nèi)就會(huì)做出反應(yīng)并且使臺(tái)燈亮，反之當(dāng)人體超過(guò)其紅外感應(yīng)范圍就會(huì)使臺(tái)燈熄滅的設(shè)計(jì)。</p><p><b>　　方案二：</b></p><p>　　圖2.2 方案二系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　本方案系統(tǒng)組成如圖

16、2.2所示，主要由三部分組成： </p><p>　　1)  傳感器及信號(hào)處理部分：檢測(cè)人體輻射紅外信號(hào)經(jīng)過(guò)處理后變成可處理的數(shù)字信號(hào) </p><p>　　2)  以80C51組成的中央處理單元：處理信號(hào)并發(fā)出控制命令 </p><p>　　3)  提醒電路及燈光控制電路 ：給出提醒信號(hào)并根據(jù)8

17、0C51給出的命令控制燈光 整個(gè)系統(tǒng)是以80C51控制下工作的。其工作過(guò)程為：熱釋電紅外傳感器1探測(cè)比較遠(yuǎn)的距離，當(dāng)人體進(jìn)入到傳感器1的控測(cè)范圍內(nèi)且光強(qiáng)較弱時(shí)，信號(hào)檢測(cè)電路處理信號(hào)，并向單片機(jī)發(fā)送一個(gè)中斷，80C51啟動(dòng)燈光控制電路，使燈慢慢變亮。當(dāng)環(huán)境光比校弱時(shí)，且人體過(guò)于靠近桌面，熱釋電紅外傳感器2檢測(cè)到信號(hào)，同時(shí)在熱釋電紅外傳感器1的控測(cè)范圍內(nèi)，信號(hào)處理電路同時(shí)向80C51發(fā)送信號(hào)，80C51處理信號(hào)根據(jù)優(yōu)先級(jí)順序，屏蔽

18、掉熱釋電紅外傳感器1的信號(hào)，啟動(dòng)延時(shí)電路，若在設(shè)定的時(shí)間內(nèi)人未離開(kāi)桌面，則啟動(dòng)燈光控制電路，使燈慢慢熄滅。當(dāng)人體離開(kāi)熱釋電紅外傳感器2的控測(cè)范圍且在熱釋電紅外傳感器1的控測(cè)范圍內(nèi)時(shí)，燈光又慢慢變亮。</p><p><b>　　方案三：</b></p><p>　　本方案是使用TCRT5000紅外對(duì)管和繼電器來(lái)實(shí)現(xiàn)的對(duì)發(fā)現(xiàn)感應(yīng)對(duì)象后而控制燈的亮與熄滅，其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖已經(jīng)

19、工作原理與方案一類(lèi)似。</p><p>　　2.2 方案論證與選擇</p><p>　　方案三是使用TCRT5000紅外對(duì)管來(lái)實(shí)現(xiàn)的對(duì)發(fā)現(xiàn)感應(yīng)對(duì)象后而控制燈的開(kāi)關(guān)。方案二主要是以BISS0001和單片機(jī)組成的紅外傳感控制電路。并利用單片機(jī)對(duì)出現(xiàn)的不同的情況時(shí)編寫(xiě)不同的中斷程序?qū)崿F(xiàn)對(duì)燈光亮與滅的控制。方案一主要是使用E18-D80NK-N反射式紅外光電傳感器和LM293比較器及繼電器等器件來(lái)

20、實(shí)現(xiàn)的人體紅外感應(yīng)控制臺(tái)燈，但在考慮設(shè)計(jì)和做實(shí)物方便的情況下，我選擇的是用方案一來(lái)實(shí)現(xiàn)本次課題設(shè)計(jì)。</p><p><b>　　3 單元模塊設(shè)計(jì)</b></p><p>　　本節(jié)主要介紹系統(tǒng)各單元模塊的具體功能、電路結(jié)構(gòu)、工作原理、以及各個(gè)單元模塊之間的聯(lián)接關(guān)系；同時(shí)本節(jié)也會(huì)對(duì)相關(guān)電路中的參數(shù)計(jì)算、元器件選擇、以及核心器件進(jìn)行必要說(shuō)明。</p>&l

21、t;p>　　3.1 各單元模塊功能介紹及電路設(shè)計(jì)</p><p>　　圖3.1 電路模塊圖</p><p>　　3.1.1電源電路模塊</p><p>　　電源電路模塊主要由降壓電路、整流電路和穩(wěn)壓電路三個(gè)部分組成。</p><p>　　電源電路模塊主要功能為產(chǎn)生穩(wěn)定輸出的+5V電壓，來(lái)作為其他模塊的輸入電源。在降壓電路中，由變壓器將2

22、20V交流電壓轉(zhuǎn)換為8-12V的交流電壓，在通過(guò)整流電路中整流器的處理，將交流電壓變?yōu)?-12V的直流電壓。再通過(guò)由7805集成穩(wěn)壓器和電容組成的穩(wěn)壓電路的處理，產(chǎn)生輸出穩(wěn)定的+5V直流電壓。</p><p>　　電源電路的電路圖如圖3.2所示，這是一個(gè)輸出正5V直流電壓的穩(wěn)壓電源電路。C1、C4分別為輸入端和輸出端濾波電容。當(dāng)輸出電流較大時(shí)，7805應(yīng)配上散熱板。</p><p>　　圖

23、3.2 +5V電源電路圖</p><p>　　3.1.2觸發(fā)感應(yīng)電路模塊</p><p>　　觸發(fā)感應(yīng)模塊主要功能在于將人靠近臺(tái)燈的動(dòng)作通過(guò)紅外感應(yīng)器轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)機(jī)電轉(zhuǎn)換。</p><p>　　觸發(fā)感應(yīng)模塊是整個(gè)紅外臺(tái)燈的控制的核心模塊，其關(guān)鍵在于如何接收人靠近臺(tái)燈動(dòng)作的信號(hào)以及對(duì)這一信號(hào)的處理。在接收動(dòng)作信號(hào)上，采用反射式紅外感應(yīng)器件作為動(dòng)作信號(hào)的采集

24、器。在實(shí)際生活中，通常當(dāng)人靠近臺(tái)燈1M范圍內(nèi)時(shí)，可以判斷為要使用臺(tái)燈。根據(jù)感應(yīng)范圍大小以及靈敏度的需求，選取紅外感應(yīng)器E18-D80NK-N來(lái)作為接收人靠臺(tái)燈的信號(hào)的接收器；在對(duì)接收器輸出信號(hào)的處理上，選取電壓比較器LM293來(lái)作為處理器，當(dāng)電壓比較器LM293接收到紅外感應(yīng)器E18-D80NK-N發(fā)出的信號(hào)時(shí)，對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理，從而判斷是否需要臺(tái)燈亮燈，當(dāng)信號(hào)達(dá)到亮燈要求，即人進(jìn)入亮燈范圍時(shí)，電壓比較器LM293輸出一高電平信號(hào)，該信號(hào)

25、流入下一模塊，驅(qū)動(dòng)后續(xù)電路工作，從而臺(tái)燈亮起。</p><p>　　觸發(fā)感應(yīng)模塊主要由紅外感應(yīng)器E18-D80NK-N和電壓比較器LM293組成，當(dāng)紅外感應(yīng)器探測(cè)到人靠近臺(tái)燈時(shí)，立即做出響應(yīng)，輸出電信號(hào)至電壓比較器，通過(guò)電壓比較器判斷人是否進(jìn)入需要亮燈的范圍，當(dāng)進(jìn)入亮燈范圍時(shí)，電壓比較器發(fā)出高電平信號(hào)給后續(xù)電路，從而亮起臺(tái)燈，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制臺(tái)燈亮起。觸發(fā)感應(yīng)模塊設(shè)計(jì)原理框圖如圖3.3所示：</p>&

26、lt;p>　　圖3.3感應(yīng)模塊框圖</p><p>　　觸發(fā)感應(yīng)模塊電路圖如圖3-4所示，因?yàn)樵诜抡孳浖rotues中沒(méi)有紅外感應(yīng)器這一器件，故用一開(kāi)關(guān)來(lái)模擬代替紅外感應(yīng)器E18-D80NK-N探測(cè)到人進(jìn)入亮燈范圍時(shí)發(fā)出的電信號(hào)，由JK觸發(fā)器代替電壓比較器LM293對(duì)紅外感應(yīng)器輸出信號(hào)的判斷和處理。仿真時(shí)，開(kāi)關(guān)按鈕一端接地，一端接一個(gè)JK觸發(fā)器，當(dāng)開(kāi)關(guān)按鈕按下時(shí)輸出為低電平，出現(xiàn)下降沿，時(shí)鐘信號(hào)為下降沿、

27、初始狀態(tài)為0的JK觸發(fā)器工作，Q管腳穩(wěn)定輸出高電平至三極管基極，即B管腳。三極管基極高電平，三極管導(dǎo)通，驅(qū)動(dòng)后續(xù)電路工作，臺(tái)燈亮，繼而實(shí)現(xiàn)由紅外感應(yīng)信號(hào)控制電路工作的要求，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。</p><p>　　圖3.4感應(yīng)模塊電路圖</p><p>　　3.1.3燈控制電路模塊</p><p>　　燈控制模塊主要功能為接收上個(gè)模塊，即觸發(fā)感應(yīng)模塊輸出的開(kāi)關(guān)燈信號(hào)進(jìn)行響應(yīng)

28、，控制臺(tái)燈的亮起與熄滅。</p><p>　　燈控制模塊主要由一個(gè)三極管、一個(gè)繼電器和燈管組成。三極管作為電子開(kāi)關(guān)，控制繼電器的工作狀態(tài)。繼電器的繞線端（兩個(gè)管腳端）串接一個(gè)二極管，同時(shí)一個(gè)管腳接三極管的發(fā)射極端，即C管腳，另一個(gè)管腳接+5V電壓。220V交流電源通入燈，然后連接繼電器的開(kāi)關(guān)端（三個(gè)管腳端）單獨(dú)的一個(gè)腳，另外的兩個(gè)腳一個(gè)腳接與燈相同的交流220V電壓，剩余的一個(gè)管腳接地，三極管基極（B管腳）接上一

29、模塊輸出，即觸發(fā)感應(yīng)模塊。當(dāng)上一模塊高電平輸入三極管B管腳，三極管導(dǎo)通，繼電器繞線端導(dǎo)通，繼電器的開(kāi)關(guān)端工作，燈管電路接通，臺(tái)燈亮。</p><p>　　燈光控制模塊原理框圖如圖3.5所示：</p><p>　　圖3.5 燈控制模塊框圖</p><p>　　圖3.6 燈控制模塊電路圖</p><p>　　3.1.4開(kāi)關(guān)控制模塊</p&g

30、t;<p>　　開(kāi)關(guān)控制模塊主要功能是分為兩個(gè)方面，一是電源開(kāi)關(guān)，控制整個(gè)電路的電源的開(kāi)/關(guān)，是整個(gè)電路的總開(kāi)關(guān)；二是模式切換開(kāi)關(guān)，可以切換臺(tái)燈的使用模式，當(dāng)不需要紅外感應(yīng)功能的時(shí)候，可以切換使用模式，使臺(tái)燈像普通臺(tái)燈般正常使用。</p><p>　　該模塊主要由一個(gè)單刀雙擲開(kāi)關(guān)和單刀單擲開(kāi)關(guān)組成，由單刀單擲開(kāi)關(guān)1控制整個(gè)電路電源輸出，即電源開(kāi)關(guān)，單刀雙擲開(kāi)關(guān)2為模式切換開(kāi)關(guān)，切換使用模式。<

31、/p><p>　　開(kāi)關(guān)控制模塊的核心在于模式切換功能，使用者可以根據(jù)個(gè)人需要，選擇臺(tái)燈的工作模式。開(kāi)關(guān)控制模塊流程框圖如圖3.7所示： </p><p>　　圖3.7 開(kāi)關(guān)控制模塊框圖 </p><p>　　開(kāi)關(guān)控制模塊電路圖如圖3.8（a）、3.8（b）所示：</p><p>　　圖3.8（a）電源開(kāi)關(guān)

32、 圖3.8（b）模式切換開(kāi)關(guān)</p><p>　　3.2電路參數(shù)的計(jì)算及元器件的選擇</p><p>　　3.2.1 電源模塊參數(shù)</p><p>　　表3.1 7805 電參數(shù)</p><p>　　3.2.2 感應(yīng)模塊</p><p>　　1、反射式紅外光電傳感器E18-D80NK-N</p>

33、<p>　　E18-D80NK-N這是一種集發(fā)射與接收于一體的光電傳感器，發(fā)射光經(jīng)過(guò)調(diào)制后發(fā)出，接收頭對(duì)反射光進(jìn)行解調(diào)輸出。有效的避免了可見(jiàn)光的干擾。透鏡的使用，也使得這款傳感器最遠(yuǎn)可以檢測(cè)80厘米距離的問(wèn)題（由于紅外光的特性，不同顏色的物體，能探測(cè)的最大距離也有不同；白色物體最遠(yuǎn)，黑色物體最近）</p><p>　　這是NPN型光電開(kāi)關(guān)；輸出狀態(tài)是0,1，即數(shù)字電路中的高電平和低電平。檢測(cè)到目標(biāo)是低

34、電平輸出，正常狀態(tài)是高電平輸出。</p><p>　　檢測(cè)障礙物的距離可以根據(jù)要求通過(guò)尾部的電位器旋鈕進(jìn)行調(diào)節(jié)。 </p><p>　　該傳感器具有探測(cè)距離遠(yuǎn)、受可見(jiàn)光干擾小、價(jià)格便宜、易于裝配、使用方便等特點(diǎn)，可以廣泛應(yīng)用于機(jī)器人避障、流水線計(jì)件等眾多場(chǎng)合。</p><p><b>　　電氣特性：</b></p>&l

35、t;p>　　紅色：VCC；黑色：GND；黃色：OUT。  </p><p>　　工作電壓：5V DC </p><p>　　工作電流：10—15mA </p><p>　　驅(qū)動(dòng)電流：100mA </p><p>　　感應(yīng)距離：3—80CM </p><p>

36、;　　Output operation: Normally open(O) </p><p>　　Output: DC three-wire system(NPN)</p><p>　　機(jī)械特性：圖3.9（a）傳感器實(shí)物圖</p><p><b>　　顏色：橙黃色 </

37、b></p><p>　　直徑:18mm  長(zhǎng)度:45mm </p><p>　　引線長(zhǎng)度:20cm，帶杜邦頭 </p><p>　　Appearance: Threaded cylindrical </p><p>　　Material: Plastic 

38、</p><p>　　Ambient temperature: -25—70℃ </p><p><b>　　應(yīng)用案例：</b></p><p>　　1、生產(chǎn)線貨物自動(dòng)計(jì)數(shù)設(shè)備 </p><p>　　2、多功能提醒器 

39、 圖3.9（b）傳感器內(nèi)部原理圖</p><p><b>　　3、走迷宮機(jī)器人 </b></p><p>　　注意事項(xiàng)：在接線的時(shí)候，請(qǐng)避免出現(xiàn)電源和地接錯(cuò)的現(xiàn)象，該操作有可能造成傳感器永久性損壞；信號(hào)輸出端請(qǐng)加上拉電阻，阻值1K左右；傳感器雖為耐水結(jié)構(gòu)，若裝上罩使用，勿使水和水容性切削油等淋到，則可更好地提高可靠性及壽命。還請(qǐng)避免在有化學(xué)藥劑，特別是在

40、強(qiáng)堿、酸、硝酸、銘酸、熱濃硫酸等氣候中使用。</p><p>　　3.2.3 比較器LM293 </p><p>　　LM293集成塊內(nèi)部裝有四個(gè)獨(dú)立的電壓比較器，該電壓比較器的特點(diǎn)是：</p><p>　　1）失調(diào)電壓小，典型值為2mV；</p><p>　　2）電源電壓范圍寬，單電源為2—36V，雙電源電壓為±1V—±

41、18V；</p><p>　　3）對(duì)比較信號(hào)源的內(nèi)阻限制較寬；</p><p>　　4）共模范圍很大，為0—（VCC-1.5V）VO；</p><p>　　5）差動(dòng)輸入電壓范圍較大，大到可以等于電源電壓；</p><p>　　6）輸出端電位可靈活方便地選用，集電極開(kāi)路輸出 ，后面要加上拉電阻。LM293類(lèi)似于增益不可調(diào)的運(yùn)算放大器。

42、每個(gè)比較器有兩個(gè)輸入端和一個(gè)輸出端。兩個(gè)輸入端一個(gè)稱(chēng)為同相輸入端，用“+”表示，另一個(gè)稱(chēng)為反相輸入端，用“-”表示。用作比較兩個(gè)電壓時(shí)，任意一個(gè)輸入端加一個(gè)固定電壓做參考電壓（也稱(chēng)為門(mén)限電平，它可選擇LM293輸入共模范圍（不超過(guò)電源電壓的任意一點(diǎn)）的任何一點(diǎn)），另一端加一個(gè)待比較的信號(hào)電壓。當(dāng)“+”端電壓高于“-”端時(shí)，輸出管截止，相當(dāng)于輸出端開(kāi)路（輸出高電平）。當(dāng)“-”端電壓高于“+”端時(shí)，輸出管飽和，相當(dāng)于輸出端接低電位。兩個(gè)輸入

43、端電壓差別大于10mV就能確保輸出能從一種狀態(tài)可靠地轉(zhuǎn)換到另一種狀態(tài)，因此，把LM293用在弱信號(hào)檢測(cè)等場(chǎng)合是比較理想的。LM293的輸出端相當(dāng)于一只不接集電極電阻的晶體三極管，在使用時(shí)輸出端到正電源一般須接一只電阻（稱(chēng)為上拉電阻，選3-15K）。選不同阻值的上拉電阻會(huì)影響輸出端高電位的值。因?yàn)楫?dāng)輸出晶體三極管截止時(shí)，它的集電極電壓基本上取決于上拉電阻與負(fù)載的值。另外，各比較器的輸出端允許連接在一起使用。</p><

44、p>　　表3.2 LM293極限值</p><p>　　表3.3比較器LM293直流和交流電氣特性 </p><p><b>　　4 系統(tǒng)調(diào)試</b></p><p>　　簡(jiǎn)單說(shuō)明對(duì)系統(tǒng)的一些模塊用仿真軟件進(jìn)行了具體的調(diào)試。</p><p><b>　　4.1 調(diào)試環(huán)境</b>&

45、lt;/p><p>　　調(diào)試軟件用Protues，Protues軟件是英國(guó)Labcenter electronics公司出版的EDA工具軟件（該軟件中國(guó)總代理為廣州風(fēng)標(biāo)電子技術(shù)有限公司）。它不僅具有其它EDA工具軟件的仿真功能，還能仿真單片機(jī)及外圍器件。它是目前最好的仿真單片機(jī)及外圍器件的工具。雖然目前國(guó)內(nèi)推廣剛起步，但已受到單片機(jī)愛(ài)好者、從事單片機(jī)教學(xué)的教師、致力于單片機(jī)開(kāi)發(fā)應(yīng)用的科技工作者的青睞。Proteus是

46、世界上著名的EDA工具(仿真軟件)，從原理圖布圖、代碼調(diào)試到單片機(jī)與外圍電路協(xié)同仿真，一鍵切換到PCB設(shè)計(jì)，真正實(shí)現(xiàn)了從概念到產(chǎn)品的完整設(shè)計(jì)。是目前世界上唯一將電路仿真軟件、PCB設(shè)計(jì)軟件和虛擬模型仿真軟件三合一的設(shè)計(jì)平臺(tái)，其處理器模型支持8051、HC11、AVR、ARM、PIC10/12/16/18/24/30/DsPIC33、8086和MSP430等，2010年即將增加Cortex和DSP系列處理器，并持續(xù)增加其他系列處理器模型。

47、在編譯方面，它也支持IAR、Keil和MPLAB等多種編譯器。</p><p><b>　　4.2硬件調(diào)試</b></p><p>　　4.2.1電源模塊調(diào)試</p><p>　　利用proteus仿真軟件，通過(guò)改變各元件參數(shù)設(shè)定，使輸出電壓為5V左右且穩(wěn)定。</p><p>　　電源模塊調(diào)試主要內(nèi)容為調(diào)試集成穩(wěn)壓器78

48、05組成的穩(wěn)壓電路。最大允許電流Icm<Iomax，輸出電壓Vo的范圍為：4.8V ≤Vo≤5.2。</p><p>　　如圖3-2所示7805穩(wěn)壓電源電路中，各個(gè)電容都有各自的作用，其中</p><p>　　C1 為整流濾波電容，它把整流后的脈動(dòng)波形濾波為脈動(dòng)紋波很小的直流電壓，它的容量與負(fù)載有關(guān)，一般說(shuō)，負(fù)載越重，C1的值要求越大。</p><p>　　C

49、2 為7805穩(wěn)壓集成電路所要求的，尤其當(dāng)7805與整流電路的濾波電容（此處為C1)不是緊緊連接的情況更是必不可少的，它用于穩(wěn)定7805內(nèi)部放大器的工作狀態(tài)，它的數(shù)值為生產(chǎn)廠家規(guī)定值，它的連接必須盡可能緊連7805的1腳和2腳。</p><p>　　C3也為7805穩(wěn)壓集成電路所要求的，它用于穩(wěn)定7805內(nèi)部放大器的工作狀態(tài)，同時(shí)改善電壓調(diào)整的過(guò)渡響應(yīng)。它的數(shù)值為生產(chǎn)廠家規(guī)定值，不得小于0.1微法，它的連接必須盡

50、可能緊連7805的2腳和3腳。</p><p>　　C4為負(fù)載電路退耦電容，它對(duì)負(fù)載提供一個(gè)端距離的本地回路，其數(shù)值與負(fù)載工作方式有關(guān)。</p><p>　　通過(guò)計(jì)算，得出各電容數(shù)值大小參考，C1、C4電容大小約為220uf，C2、C3電容大小約為100nf，proteus仿真結(jié)果如圖4.1直流穩(wěn)壓電源仿真圖所示。得到穩(wěn)定的+5V直流電壓。</p><p>&l

51、t;b>　　電源仿真結(jié)果：</b></p><p>　　圖4.1 電源仿真結(jié)果</p><p>　　4.2.2感應(yīng)模塊調(diào)試</p><p>　　主要調(diào)試當(dāng)接收到人靠近的信號(hào)時(shí)，觸發(fā)感應(yīng)電路是否進(jìn)行響應(yīng)，模擬信號(hào)輸入，檢測(cè)觸發(fā)感應(yīng)電路各個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)電位大小，從而判斷觸發(fā)感應(yīng)電路是否工作。</p><p>　　反射式紅外光電傳感器E

52、18-D80NK-N：反射式紅外光電傳感器模塊調(diào)試電源模塊的核心器件為E18-D80NK-N，它是負(fù)責(zé)采集紅外感應(yīng)信號(hào)，并且將信號(hào)傳輸?shù)奖容^器LM293。接收由反射式紅外光電傳感器輸出的信號(hào)，并穩(wěn)定輸出高低電平。當(dāng)手靠近紅外光電傳感器E18-D80NK-N時(shí)LM293輸出高電平使三極管導(dǎo)通，當(dāng)沒(méi)有物體靠近紅外光電傳感器E18-D80NK-N時(shí)LM393輸出低電平三極管未導(dǎo)通。在protues中沒(méi)有紅外光電傳感器和LM293比較器的仿真，

53、故用一個(gè)開(kāi)關(guān)按鈕代替紅外光電傳感器采集信號(hào)，JK觸發(fā)器代替LM293比較器。</p><p>　　未按下開(kāi)關(guān)按鈕是JK觸發(fā)器cp脈沖端為高電平，Q端輸出低電平，三極管未導(dǎo)通。</p><p>　　圖4.2 感應(yīng)模塊仿真圖（未觸發(fā)）</p><p>　　當(dāng)開(kāi)關(guān)按下時(shí)為J K觸發(fā)器輸入上升沿，JK觸發(fā)器開(kāi)始工作由于JK觸發(fā)器J端K端均懸空，故JK觸發(fā)器相當(dāng)于T’觸發(fā)器

54、起翻轉(zhuǎn)功能。由于開(kāi)始Q端輸出低電平故按下時(shí)翻轉(zhuǎn)穩(wěn)定輸出高電平是三極管導(dǎo)通。</p><p>　　圖4.3 感應(yīng)模塊仿真圖（觸發(fā)）</p><p>　　4.2.3燈控制模塊調(diào)試</p><p>　　三極管充當(dāng)電子開(kāi)關(guān)作用，當(dāng)三極管基極低電位時(shí)，三極管集電極與發(fā)射極間處于斷開(kāi)狀態(tài)；當(dāng)三極管基極高電位時(shí)，三極管集電極與發(fā)射極間處于導(dǎo)通狀態(tài)。</p><

55、;p>　　主要調(diào)試當(dāng)三極管基極接收到高電平輸入時(shí)，三極管導(dǎo)通，繼電器線圈端導(dǎo)通，低電壓輸入，繼電器是否工作，從而接通高電壓電路，使燈管工作。調(diào)試方法主要為模擬仿真高電平信號(hào)輸入三極管基極，觀察繼電器工作情況。</p><p>　　當(dāng)三極管基極低電位時(shí)，三極管處于斷開(kāi)狀態(tài)，繼電器沒(méi)有工作，燈管熄滅。如圖4.4所示： </p><p>　　圖 4.4 三極管基極低電位</p>

56、<p>　　當(dāng)三極管基極高電位時(shí)，三極管處于導(dǎo)通狀態(tài)，繼電器工作，燈管亮起。如圖4.5所示：</p><p>　　4.3系統(tǒng)功能、指標(biāo)參數(shù)</p><p>　　紅外控制臺(tái)燈系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)將人靠近臺(tái)燈的動(dòng)作信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)榭刂频呐_(tái)燈點(diǎn)亮和熄滅的電信號(hào)，當(dāng)人靠近臺(tái)燈并進(jìn)去需要開(kāi)燈的范圍時(shí)臺(tái)燈自動(dòng)亮起，當(dāng)人離開(kāi)臺(tái)燈感應(yīng)范圍時(shí)臺(tái)燈自熄滅。做到節(jié)能的功能，實(shí)現(xiàn)了臺(tái)燈的自動(dòng)化、智能化。</p

57、><p>　　對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了一系列的測(cè)試，包括電源電路中電容大小、觸發(fā)感應(yīng)模塊中觸發(fā)相應(yīng)的方式等等。</p><p>　　在對(duì)電源電路中電容大小的測(cè)試中，采用控制變量法，對(duì)各個(gè)電容的大小逐一改變，通過(guò)對(duì)7805輸出電壓的測(cè)量，來(lái)確定適合電路的最佳的電容大小搭配。</p><p>　　以下為仿真各個(gè)電容在不同大小時(shí)輸出電壓的記錄表：</p><p>

58、　　表5.1 輸出電壓記錄表</p><p>　　通過(guò)仿真測(cè)試，與最初設(shè)計(jì)要求進(jìn)行比較，得出上述設(shè)計(jì)基本達(dá)到預(yù)期要求，能實(shí)現(xiàn)通過(guò)感知人靠近或離開(kāi)臺(tái)燈，臺(tái)燈能自動(dòng)亮起或熄滅，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。在觸發(fā)感應(yīng)和燈光控制的方面還可以進(jìn)行改進(jìn)，通過(guò)感知人與臺(tái)燈的距離來(lái)判斷使用者坐姿是否端正，并給出提示音來(lái)提示使用者注意坐姿，這樣可有效的預(yù)防近視。</p><p>　　5 總結(jié)與體會(huì)　　　</p&g

59、t;<p>　　通過(guò)這段時(shí)間的準(zhǔn)備、查找、思考、整理總結(jié)，我完成我的課程設(shè)計(jì)—紅外控制臺(tái)燈設(shè)計(jì)。實(shí)現(xiàn)了當(dāng)紅外感應(yīng)器感應(yīng)到信號(hào)時(shí)就使臺(tái)燈打開(kāi)，當(dāng)紅外信號(hào)消失的時(shí)候則使臺(tái)燈關(guān)閉的功能，實(shí)現(xiàn)了臺(tái)燈的智能控制及節(jié)約了能源。</p><p>　　通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)，加強(qiáng)了我的動(dòng)手、思考和解決實(shí)際問(wèn)題的能力。在整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，經(jīng)常出現(xiàn)這樣那樣的問(wèn)題，但是最后還是都得以解決，這個(gè)過(guò)程是值得我回味的。為了做好課程設(shè)計(jì)

60、，我大量地查閱相關(guān)手冊(cè)和文獻(xiàn)資料，從中我了解了一些常用芯片的功能及使用方法，并且把《數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)》課本來(lái)來(lái)回回翻了很多次，在做課程設(shè)計(jì)同時(shí)對(duì)課本知識(shí)也進(jìn)行了鞏固和加強(qiáng)，由于課本上的知識(shí)太多，講課的進(jìn)度也很快，平時(shí)課后的學(xué)習(xí)并不能很好的理解和運(yùn)用各個(gè)元件的功能，而且考試內(nèi)容有限，通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)，我不僅加深了對(duì)課本知識(shí)的理解及應(yīng)用，并且對(duì)于其在電路中的使用有了更多的認(rèn)識(shí)。平時(shí)看課本時(shí)，有些問(wèn)題總是弄不懂，做完課程設(shè)計(jì)后，那些問(wèn)題就迎刃

61、而解了。而且記住很多東西，比如一些芯片的功能。以前看課本時(shí)，幾乎是這次看了，過(guò)幾天就忘了，通過(guò)這次動(dòng)手實(shí)踐讓我對(duì)各個(gè)元器件有了更深的印象。認(rèn)識(shí)來(lái)源于實(shí)踐，實(shí)踐是認(rèn)識(shí)的動(dòng)力和最終目的，實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)?？傊@個(gè)這次課程設(shè)計(jì)對(duì)我的作用是非常大的。</p><p>　　在此，感謝老師的細(xì)心指導(dǎo)，同時(shí)也對(duì)自己能圓滿完成設(shè)計(jì)任務(wù)并在此次課程設(shè)計(jì)中使自己的能力得到提升感到高興。</p><p&g

62、t;<b>　　6 謝辭</b></p><p>　　在設(shè)計(jì)過(guò)程中，首先，我要感謝的是我們的指導(dǎo)老師，當(dāng)我們小組遇到困難時(shí)他給予了我無(wú)私的幫助，在設(shè)計(jì)過(guò)程中出現(xiàn)錯(cuò)誤時(shí)，給我們耐心地講解，并且對(duì)我們今后的學(xué)習(xí)提供了許多寶貴的建議。在您的指導(dǎo)下我解決了許多問(wèn)題，并且還學(xué)會(huì)了使用Protues仿真軟件，更加熟練的掌握了word的使用，老師您的細(xì)心指導(dǎo)是我們這次課程設(shè)計(jì)得以順利完成的保證，在此，我

63、代表我們班的所有同學(xué)由衷的感謝您為我們付出的心血。</p><p>　　其次，我還要感謝我的同學(xué)，他們給了我很大的幫助和支持，給了我在設(shè)計(jì)過(guò)程中克服困難的動(dòng)力。而且，當(dāng)我們遇到難點(diǎn)時(shí)相互討論，共同解決難題，促進(jìn)了學(xué)習(xí)。并且，在我們的共同努力下，順利設(shè)計(jì)出來(lái)了紅外控制臺(tái)燈設(shè)計(jì)。實(shí)踐操作，讓我學(xué)到了很多書(shū)本上學(xué)不到的東西，讓我的綜合能力得到了很大的提高，更讓我明白沒(méi)有實(shí)踐的理論知識(shí)很無(wú)用的。這次設(shè)計(jì)離不開(kāi)自己的努力，

64、更離不開(kāi)自始至終關(guān)心幫助我的老師和搭檔，在此，我要感謝你們！</p><p>　　最后，我要感謝和我在一組的搭檔們！我們一起查找資料、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題，以及相互的鼓勵(lì)、相互支持，不僅增加了我們之間的友誼，也對(duì)我們的團(tuán)結(jié)協(xié)作能力進(jìn)行了鍛煉，培養(yǎng)了我們的合作精神。這樣的實(shí)踐、討論、學(xué)習(xí)，對(duì)我們以后的工作、生活、學(xué)習(xí)有著不少的用處！在今后的學(xué)習(xí)生活中我一定會(huì)牢記老師的教導(dǎo)，把實(shí)踐與理論結(jié)合，用于學(xué)習(xí)生活中！</

65、p><p>　　在此，我要再次感謝所有幫助過(guò)我并給我鼓勵(lì)的老師、同學(xué)！</p><p><b>　　7 參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 林濤主編、楚巖、田莉娟、林薇編著，數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)，北京.清華大學(xué)出版社，2006 </p><p>　　[2] 周惠潮. 常用電子元件及典型應(yīng)用. 電子工業(yè)出版社，20

66、05.</p><p>　　[3]劉修文主編，新編電子控制電路300例，北京.機(jī)械工業(yè)出版社，2006</p><p>　　[4] 張桂紅主編， 實(shí)用新型電子元器件，福建科學(xué)出版社，2005年</p><p>　　[5] 翟玉文、梁偉、艾學(xué)忠、施云貴編著，電子設(shè)計(jì)與實(shí)踐，北京.中國(guó)電力出版社，2005年</p><p>　　[6] 康華光主編

67、．電子技術(shù)基礎(chǔ)（數(shù)字部分）．第五版.高等教育出版社，2005</p><p>　　[7] 康華光主編.電子技術(shù)基礎(chǔ)（模擬部分）.第五版.高等教育出版出版，.2005</p><p>　　[8] 趙繼文.傳感器與應(yīng)用電路設(shè)計(jì).北京：科學(xué)出版社，2002</p><p>　　[9] 黃繼昌.電子元器件應(yīng)用手冊(cè).北京：人民郵電出版社，2004</p><

68、;p>　　[10] 陳爾紹.傳感器實(shí)用裝置制作集錦[M].北京：人民郵電出版社，1999</p><p><b>　　附錄：</b></p><p>　　附錄1、系統(tǒng)電路仿真總圖</p><p>　　圖8.1系統(tǒng)電路仿真總圖</p><p><b>　　附錄2、實(shí)物圖總圖</b></p&