红外感应门铃电路设计_毕业论文.

1、红外感应门铃电路设计摘要:本设计主要研究l红外感应技术在日常生活中地典型应用设计中运用模拟电路知识,利用热释电红外传感器LM324四运放集成电路和NE555时基集成电路等器件设计l一款红外感应式门铃电路该电路工作时可根据客人地走动作出反响,当有客人进入时,门铃自动响起悦耳地音乐,提醒主人有客来访该电路结构简单,原理易懂,容易制作,并有一定地功能拓展性,具有相当地社会实用性通过对它地研究,掌握l红外传感器地根本原理,电路设计制作流程以及常用元器件地应用情况,进一步深化l理论知识;同时也熟悉lmultisim11和protel99两种软件在电路设计中地应用关键词:热释电红外传感器; 集成电路; 模

2、拟电路 目 录 TOC o 1-3 h z u 一引言1 HYPERLINK l _Toc359609259 (一) 课题研究地背景及意义 PAGEREF _Toc359609259 h 1 HYPERLINK l _Toc359609260 (二) 国内外研究现状 PAGEREF _Toc359609260 h 1 HYPERLINK l _Toc359609261 (三) 课题研究地主要内容 PAGEREF _Toc359609261 h 2 HYPERLINK l _Toc359609262 二总体方案设计与论证 PAGEREF _Toc359609262 h 3 HYPERLINK l

3、 _Toc359609263 (一)方案选择 PAGEREF _Toc359609263 h 3 HYPERLINK l _Toc359609264 (二)方案论证 PAGEREF _Toc359609264 h 4 HYPERLINK l _Toc359609265 三单元电路设计与实现 PAGEREF _Toc359609265 h 5 HYPERLINK l _Toc359609266 (一)前置放大电路设计 PAGEREF _Toc359609266 h 5 HYPERLINK l _Toc359609267 1热释电感应器 PAGEREF _Toc359609267 h 5 HYPE

4、RLINK l _Toc359609268 2菲涅尔透镜 PAGEREF _Toc359609268 h 6 HYPERLINK l _Toc359609269 3四运放集成电路 PAGEREF _Toc359609269 h 8 HYPERLINK l _Toc359609270 4运放电路设计 PAGEREF _Toc359609270 h 9 HYPERLINK l _Toc359609271 (二)比拟电路和开关电路设计 PAGEREF _Toc359609271 h 10 HYPERLINK l _Toc359609272 (三)延时电路 PAGEREF _Toc359609272

5、h 11 HYPERLINK l _Toc359609273 1NE555内部结构及工作原理 PAGEREF _Toc359609273 h 11 HYPERLINK l _Toc359609274 2延时电路 PAGEREF _Toc359609274 h 12 HYPERLINK l _Toc359609275 四发声(音乐芯片)和发光电路设计 PAGEREF _Toc359609275 h 15 HYPERLINK l _Toc359609276 五整机电路工作原理 PAGEREF _Toc359609276 h 16 HYPERLINK l _Toc359609277 六电路仿真与调试

6、 PAGEREF _Toc359609277 h 17 HYPERLINK l _Toc359609278 (一)软件介绍 PAGEREF _Toc359609278 h 17 HYPERLINK l _Toc359609279 1仿真软件Multisim PAGEREF _Toc359609279 h 17 HYPERLINK l _Toc359609280 2印制电路板制作软件protel 99 PAGEREF _Toc359609280 h 17 HYPERLINK l _Toc359609281 (二)电路仿真与调试 PAGEREF _Toc359609281 h 17 HYPERLI

7、NK l _Toc359609282 1PIR输出信号及运算放大电路仿真 PAGEREF _Toc359609282 h 17 HYPERLINK l _Toc359609283 2比拟器和开关电路仿真 PAGEREF _Toc359609283 h 18 HYPERLINK l _Toc359609284 3延时电路 PAGEREF _Toc359609284 h 19 HYPERLINK l _Toc359609286 结 论 PAGEREF _Toc359609286 h 20 HYPERLINK l _Toc359609287 致 谢 PAGEREF _Toc359609287 h 2

8、1 HYPERLINK l _Toc359609288 参 考 文 献 PAGEREF _Toc359609288 h 22附录1 热释电感应门铃电路原理图23 HYPERLINK l _Toc359609289 附录2 元器件明细表 PAGEREF _Toc359609289 h 24一 引 言(一) 课题研究地背景及意义门铃历史悠久,现代社会最常见地是电子门铃早期门铃地作用就是单纯地提醒主人有宾客来访,随着经济地开展,门铃地类型开始多样化,功能作用也开始转变门铃地类型由有线门铃开展为无线门铃,由单纯地音乐门铃开展到对讲门铃,遥控门铃,可视门铃等门铃地作用也由单向地提示主人开展为双向地既可提

9、醒主人又可欢送客人(即宾客也可以听到悦耳地音乐或欢送语音),既可迎宾又可防盗报警多功能红外感应式门铃就是在这种探索研究中产生地感应式门铃又称迎宾器,是近年才有地常用于商铺,写字楼,工厂起迎宾防盗作用地电子产品感应式门铃地前身是电子防盗报警器,事先人们用它来防盗地,但后来因为电子防盗报警器发出地声音是刺耳地报警声,对进店地顾客产生消极地影响,后来演变成比拟悦耳地声音,特别是叮咚声,您好,欢送光临等音效备受用户地青睐,顾客一进门就报出欢送语音,起到l礼貌问候地作用,从而做到提醒店员有人进店和迎宾地双重作用感应式门铃地研究主要是集中在如何使其感应更灵敏,感应更准确,功能更完善,价格更低廉等方面,目地

10、就是让感应式门铃在各种应用场合中完美地起到迎宾醒主和防盗报警作用(二) 国内外研究现状 目前感应式门铃主要分光感应式和红外感应式光感门铃是利用人体反射光线,光敏电阻得到足够大变化地光线,电路产生变化电流触发电路,灵敏度跟物体反射率有关但光感门铃受环境光照度地影响,黑暗情况下不能正常使用常见红外感应式门铃使用热释电红外传感器,本身不发射任何信号,当接收到人体辐射地特定红外线中心波长信号时,才会触发电路 光感应式地价格廉价,但是误报率高,因为它地传感核心是光敏电阻,光敏电阻对可见光大局部波长都反响变化,故光线变化可能会触发门铃反响红外感应式地相比价格较高,但优点是误报极少,加上前面地菲涅尔透镜窗口

11、,从而将误报率降至最低红外式采用先进微电脑制造技术,无论白天黑夜都可正常使用,即可做门铃使用,也可做独立报警器使用红外感应式门铃性能卓越,节能易用,灵敏度强,更适合市场地需要,更贴近消费者地生活内容,办公写字楼家居商店工厂等各种场合均可使用,带来方便之余,更带来意想不到地快乐和平安感 总地来说,感应式门铃目前地技术比拟成熟,功能也较为完善,本钱不高,并且由于通常市面上地感应式门铃都兼迎宾及报警两用,因此应用场合也较为广泛(三) 课题研究地主要内容本次课题研究内容就是要根据现有地已市场化地感应门铃地制造原理,在掌握感应技术,特别是红外感应技术地根底上,采用红外探测模块加上必要地芯片及元器件,设计

12、一个简易实用廉价地感应式门铃要求重点在于掌握设计原理,并将书本所学与实际结合起来,提高实践能力,熟悉电路设计地根本流程与方法,熟悉常用电子元器件芯片地参数并能熟练使用它们通过研究设计感应式门铃,熟悉感应探测技术地具体应用,为以后地科研和制作积累经验总体方案设计与论证红外传感器可分为两类:主动式红外传感器和被动式红外传感器下面对这两种传感器地根本情况分别加以介绍,再结合本课题地设计要求,选择一种最适宜地红外传感器类型进行课题研究(一)方案选择方案一:设计方案框图 方案一设计方案框图如图2-1所示红外光调制发射电路红外光解调放大处理延时电路发声和发光电路图2-1 方案一电路方框图 该电路采用主动式

13、红外感应,本电路工作时,来人只需站在门口前电路就可自动发声,多谐振荡(NE555)等元件组成红外发射电路,振荡频率在40kHZ左右,输出电流为100-200mA,可驱动红外发光二极管发出40kHZ调制红外脉冲信号红外接收管D2接收到40kHZ频率地红外脉冲信号后,转为电信号送入芯片(uPC1373H)地(7)脚,经放大和调谐以及芯片(uPC1373H)内部检波整形后,由(1)输出脉冲波信号单稳态触发器(NE555)地(3)输出为高电平,三极管放大后送给扬声器发声和灯泡发光此电路缺点:(1)必须要有发射源,在安装时占地方 (2)cpu1373H集成芯片贵 (3)抗同频干扰力差 (4)接收和发射频

14、率不好配调此电路优点:原理结构简单方案二:设计方案框图 方案二设计方案框图如图2-2所示热释电感应器和运放电路电压比拟器双限比拟延时电路和开关管电路发光和发声局部 图2-2 方案二电路根本构成图该电路采用被动式感应它是利用热释电感应探头作为接收局部,来人后,只要经过门口热释电感应探头(单光束双光束四光束),热释电感应探头便输出1-10mV和频率为6-10HZ和信号送给运放进行处理后,再进行双限比拟,送给单稳态电路(NE555)地(2)脚低电平输入端进行处理,时延后由NE555(3)脚输出高平最后三极管放大送给扬声器发声和灯泡发光此电路地优点:(1)只有接收局部安装占地方小 (2)大局部是常用集

15、成块,价格廉价 (3)只需要人地温度(37)就可以接收信号以上两个方案中方案二实用于现实生活本设计选用第二种方案,以性能好价格较低应用较方便地集成运放LM324为核心设计相关硬件(二)方案论证根据方案规划及任务指标设计根本组成框图, 以上两个方案,方案一,虽然原理结构简单,但是由于天气和温度地变化,电感和电容地值会产生变化(主要是电容变化大),这样就会造成接收失调,不能频率,导致uPC1373H(1)脚输出,使得该电路在有人来时,也不发声方案二就没有对频率这方面要求那么高,只要有人来就有输出因为方案二都是用地常用集成块,而且本钱要低点所以两者比拟选用第二种方案三单元电路设计与实现(一)前置放大

16、电路设计 前置放大电路地作用是对接收到地正弦波信号进行放大,因此,前置放大电路中地两个重要器件是热释电感应器和放大器1热释电感应器被动式红外传感器主要由光学系统热传感器(或称为红外传感器)等局部组成其核心是红外探测器件,通过关学系统地配合作用可以探测到某个立体防范空间内地热辐射地变化红外传感器地探测波长范围是814m,人体辐射地红外峰值波长约为10m,正好在范围以内被动式红外传感器(PIR)根据其结构不同警戒范围及探测距离也有所不同,大致可以分为单波束型和多波束型两种单波束PIR采用反射聚焦式光学系统,利用曲面反射镜将来自目标地红外辐射会聚在红外传感器上这种方式地传感器境界视场角较窄,一般在5

17、以下,但作用距离较远,可长达百米因此又称为直线远距离控制型被动红外传感器,适合保护狭长地走廊通道以及封锁门窗和围墙多波束型采用透镜聚焦式光学系统,目前大都采用红外塑料透镜多层光束结构地菲涅尔透镜这种透镜是用特殊塑料一次成型,假设干个小透镜排列在一个弧面上警戒范围在不同方向呈多个单波束状态,组成立体扇形感热区域,构成立体警戒菲涅尔透镜自上而下分为几排,上面透镜较多,下边较少因为人脸部膝部手臂红外辐射较强,正好对着上边地透镜下边透镜较少,一是因为人体下部红外辐射较弱,二是为防止地面小动物红外辐射干扰多波束型PIR地警戒视场角比单波束型大得多,水平可以大于90,垂直视场角最大也可以到达90,但作用距

18、离较近所有透镜都向内部设置地热释电器件聚焦,因此灵敏度较高,只要有人在透镜视场内走动就会输出有效信号热释电红外传感器地输出信号特性及优缺点热释电红外传感器输出电信号地幅度和频率主要决定于:目标人体地温度探测区域背景人体离传感器地距离人体移动地速度光学透镜系统地焦距和设计样式人体温度和探测区域背景地温差越大,离传感器越近,输出电信号地幅值将越大双敏感元热释电传感器配合菲涅尔光学透镜使用时,输出信号波形电压峰峰值约为1mV,频率可由以下公式2-1计算: (2-1)其中:f是输出信号频率(Hz),Vb是人体移动速度(m/s),fb是光学系统焦距(mm),s是传感器敏感元地面积(mm2),L是人体离传

19、感器距离(m)对于双敏感元传感器,标准尺寸为2(mm)*1(mm),人体移动速度范围为0.5(m/s)5(m/s),常用探测器上使用地菲涅尔透镜焦距为25(mm),我们可计算出传感器输出信号地频率范围为0.088Hz 由于传感器输出地信号非常微弱,因此需要外接放大电路,也有些传感器生产厂家直接将后续信号处理电路内置在传感器中,用户直接就可以使用 热释电红外传感器其优点是本身不发出各种类型地辐射,该器件地功耗小隐蔽性好价格低其缺点是容易受各种热源光源及射频辐射地干扰;被动红外穿透力差,人体地红外辐射容易被遮挡,不易被探头接收;当环境温度和人体温度接近时,探测和灵敏度下降,有时还会短时失灵2菲涅尔

20、透镜 热释电红外传感器不加光学透镜(也称菲涅尔透镜),其检测距离通常不大于2m,而加上菲涅尔透镜后,其检测距离可大于7m因此在实际应用中,热释电红外传感器通常与菲涅尔透镜配合使用 菲涅尔透镜(Fresnel Lense)是一种微细结构地光学元件,从正面看其象一个飞镖盘,由一环一环地同心园组成,是依托菲涅尔理论由平凸透镜演变而来地,是平凸透镜地一种异化它具有短焦距大孔径及厚度小地特点,用菲涅尔透镜可以获得更为柔和均匀地光分布照明状态菲涅尔透镜有两种形式,即折射式和反射式其工作原理十分简单,它有两种理解方式:(1)假设一个透镜地折射能量仅仅发生在光学外表(如:透镜外表),拿掉尽可能多地光学材料,而

21、保存外表地弯曲度如图2-3所示 图2-3 菲涅尔透镜1另外一种理解就是,透镜连续外表局部“坍陷到一个平面上从剖面看,其外表由一系列锯齿型凹槽组成,中心局部是椭圆型弧线每个凹槽都与相邻凹槽之间角度不同,但都将光线集中一处,形成中心焦点,也就是透镜地焦点每个凹槽都可以看做一个独立地小透镜,把光线调整成平行光或聚光这种透镜还能够消除局部球形像差如图2-4所示图2-4 菲涅尔透镜2菲涅尔透镜,简单地说就是在透镜地一侧有等距地齿纹,通过这些齿纹,可以到达对指定光谱范围地光带通(反射或者折射)地作用传统地打磨光学器材地带通光学滤镜造价昂贵,菲涅尔透镜可以极大地降低本钱,典型地例子就是PIRPIR广泛地用在

22、门铃警报器上如果你拿一个看看,你会发现在每个PIR上都有个塑料地小帽子,这就是菲涅尔透镜小帽子地内部都刻上l齿纹这种菲涅尔透镜可以将入射光地频率峰值限制到10m左右(人体红外线辐射地峰值),本钱相当地低因此,菲涅尔透镜作用有两个:一是聚焦作用,即将热释红外信号折射(反射)在PIR(热释电红外传感器)上,第二个作用是将探测区域内分为假设干个明区和暗区,使进入探测区域地移动物体能以温度变化地形式在PIR上产生变化地信号,继而传感器就能产生控制信号在热释电红外传感器应用中,菲涅尔透镜地主要作用是聚焦作用其工作示意图如图2-5所示热释电红外传感器地安装要求 热释电红外传感器地误报率与安装位置和方式有很

23、大关系,一般应注意以下几点:(1)传感器应离地面22.5m,远离空调器冰箱火炉射灯等空气温度变化敏感地地方; 图2-5 菲涅尔透镜聚焦作用示意图(2)不要正对着窗户门灶台,否那么室外地热气和人员地频繁流动会引起传感器误报;(3)传感器探测范围不能有隔板大型家具屏风等遮挡物此外,热释电红外传感器对人体敏感程度还和人地运动方向有关,它对于径向移动反响最不敏感,而对于切向方向(即与半径垂直地方向)移动最为敏感如图2-6所示 图2-6 热释电红外传感器灵敏度示意图3四运放集成电路 LM324是四运放集成电路,它采用14脚双列直插塑料封装,外形如下图它地内部包含四组形式完全相同地HYPERLINK :/

24、 dz-z /subject/s716.html运算放大器, 除电源共用外,四组运放相互独立每一组运算放大器可用图1所示地符号来表示,它有5个引出脚,其中“+“-为两个信号输入端,“V+“V-为正负电源端,“Vo为输出端两个信号输入端中,Vi-(-)为反相输入端,表示运放输出端Vo地信号与该输入端地位相反;Vi+(+)为同相输入端,表示运放输出端Vo地信号与该输入端地相位相同LM324地引脚排列见图2-7 图2-7LM324外形图和内部结构图 由于LM324四运放电路具有电源电压范围宽,静态功耗小,可单电源使用,价格低廉等优点,因此被广泛应用在各种电路中4运放电路设计 利用LM324运放,设计

25、地前置放大电路图如图2-8所示图2-8 前置放大电路图此放大器可代替晶体管进行交流放大,可用于扩音机前置放大等电路无需调试放大器U1A由R3R4组成1/2Vcc偏置,C2是消振电容U1A放大器电压放大倍数Av仅由外接电阻R2R5决定:Av1=-R5/R2=200K/10K=-20放大器U2B由R7R8组成1/2Vcc偏置,C5是消振电容U2B电压放大倍数Av由外接电阻R6R9决定:Av2=-R9/R6=1M/10K=-100Avo=Av1*Av2=20*100=66db按图中所给数值, Av1=-20和Av2=-100负号表示输出信号与输入信号相位相反此两级放大电路输入电阻分别为R1R6,C1

26、和C4为耦合电容(二)比拟电路和开关电路设计利用LM324设计地比拟开关电路图如图2-9所示图2-9(a)比拟电路 图2-9(b)电压传输特性 其中 U1 为上限电压,U2 为下限电压,Ui 为输入电压;当 UiU1 或UiU2 时,运算放大器 A1 或 A2 输出高电平,输出 VoU+om,三极管Q1导通,Uo输出为低电平当 U1Ui2/3VCC,VI21/3VCC时,比拟器C1输出低电平,比拟器C2输出高电平,根本RS触发器置0,G3输出高电平,放电三极管TD导通,定时器输出低电平 当VI11/3VCC时,比拟器C1输出高电平,比拟器C2输出高电平,根本RS触发器保持原状态不变,555定时

27、器输出状态保持不来 当VI12/3VCC,VI21/3VCC时,比拟器C1输出低电平,比拟器C2输出低电平,根本RS触发器两端都被置1,G3输出低电平,放电三极管TD截止,定时器输出高电平当VI12/3VCC,VI21/3VCC时,比拟器C1输出高电平,比拟器C2输出低电平,根本RS触发器置1,G3输出低电平,放电三极管TD截止,定时器输出高电平2延时电路利用555设计地延时电路如图2-11所示图2-11单稳态触发器组成地延时电路由555定时器和外接定时元件R2C2构成地单稳态触发器稳态时555电路输入端处于电源电平,输出到Q1输入端为低电平,三极管截止,负载RL电流为0,当有一个外部负脉冲触

28、发信号加到Vi端并使2端电位瞬时低于1/3VCC,低电平比拟器动作,单稳态电路即开始一个稳态过程,电容C2开始充电,Vc按指数规律增长当Vc充电到2/3VCC时,高电平比拟器动作,输出Vo从高电平返回低电平波形图如图2-12所示图2-12 单稳态触发器波形图暂稳态地持续时间Tw(即为延时时间)决定于外接元件R2C2地大小2C2通过改变R2C2地大小,可使处时时间在几个微秒和几十分钟之间变化当这种单稳态电路作为计时器时,可直接驱动小型继电器,并可采用复位端接地地方法来终止暂态,重新计时通过改变R2C2地大小,可使延时时间在几个微秒和几十分钟之间变化当这种单稳态电路作为计时器时,可直接驱动小型继电

29、器,并可采用复位端接地地方法来终止暂态,重新计时四发声(音乐芯片)和发光电路设计音乐芯片是一种比拟简单地语音电路,它通过内部地振荡电路,再外接少量分立元件,就能产生各种音乐信号音乐芯片是语音集成电路地一个重要分支,目前广泛用于音乐卡电子玩具电子钟电子门铃家用电器等场合根据音乐输出地特点我们将音乐电路分为以下几类:单曲复音音乐带闪灯唱歌按封装形式有COB黑膏软封装和三极管封装形式根本外形如图4-1所示图4-1 音乐芯片音乐芯片地外部引脚根据厂家型号功能地不同各有不同,但主要引脚没有区别,图4-1给出地是一种根本形式芯片各引脚地功能分别为:(1)VDD和VSS分别是电源正端和负端,一般工作电压范围

30、是2.45.5V;(2)ebc三焊孔用来焊接外接功放三极管;(3)OSC是外接振荡电阻端,振荡电阻应接于OSC和VDD端间值得注意地是,有些芯片地OSC是振荡阻容端,是外接振荡电阻和振荡电容地公共端,而有些芯片那么不需要外接电容电阻;(4)TRIG为触发端,高电平触发有效五整机电路工作原理根据以上各单元电路可以得到热释电感应门铃整机电路原理图,如附录1所示X1AX2BX3CX4D组成廉价地通用四运放LM324 ,用其中X1AX2B两个运放组成高低通放大器第一级放大器增益为:AV1= R6/ R4= 20 ,第二级放大器增益为:AV2= R10/ R9=100,总增益为 AV=20 100 =2

31、 000 =66 dB电压比拟器局部LM324 另外X3CX4D两个运放组成电压比拟检测窗口,由 R3R5和 R7R8将高低通放大器地(3)脚和(5)脚均设置为1/2Vcc,即3V当红外传感器检测到人体地活动,其产生地微弱电压信号经过放大,传送到LM324地 (10)(13)脚时,可以检测到峰值约为5 V 地正弦波,那么无论是信号地正半周还是负半周,两个比拟器中必有一个输出为低电平,使NE555地 (2)脚由高电平跳成低电平,以便控制延时电路工作而当红外传感器没有检测到人活动时,由静态电路可知,该3 V 直流信号同时加到LM324 地(10)(13)脚 ,又知道R11R12R13将窗口电压上下

32、限设置为3.4 V 和 2.6 V ,即(9)脚偏置为3.4V ,(12)脚偏置为2.6V静态时 ,电压比拟器输出端 (8)(14)均为低电平,开关管截止, NE555地(2)脚仍为高电平,延时电路不工作当红外传感器检测到人地活动 ,在输入信号地正半周时,(13)脚地电平高于(12)脚所加地2. 6 V 比拟电压,下比拟器由(14)脚输出低电平,VD2 截止;此时由于(10)脚电平高于(9)脚,上比拟器输出高电平,VD1导通,其高电平使得开关管饱和导通 ,将 NE555 地(2)脚拉成低电平,致使延时电路工作在信号负半周时,上下比拟器输出电平刚好相反 ,即 (8)脚输出低电平,(14)脚输出高

33、电平 , VD2导通可见,只要传感器检测到人体活动 ,无论是信号地正半周还是负半周,两个比拟器中必有一个输出为高电平,通过开关三极管从而控制延时电路工作延时电路U1使用单时基电路 NE555,延时时间 t = 1. 1 R16C960 s其作用有二:一是为自己离开检测区时提供一段非报警延迟时间;二是在自己进入检测区后提供关断检测器所需地时间延时电路工作时,输出地高电平使得三极管导通使得扬声器发声和灯发光六电路仿真与调试(一)软件介绍本设计使用l仿真软件multisim和印制电路板制作软件protel99,下面分别对这两种软件进行介绍1仿真软件Multisim Multisim是Interact

34、ive Image Technologies (Electronics Workbench)公司推出地以Windows为根底地仿真工具,适用于板级地模拟/数字电路板地设计工作它包含l电路原理图地图形输入电路硬件描述语言输入方式,具有丰富地仿真分析能力 工程师们可以使用Multisim交互式地搭建电路原理图,并对电路进行仿真Multisim提炼lSPICE仿真地复杂内容,这样工程师无需懂得深入地SPICE技术就可以很快地进行捕获仿真和分析新地设计,这也使其更适合电子学教育通过Multisim和HYPERLINK :/baike.baidu /view/126603.htm虚拟仪器技术,PCB设计

35、工程师和电子学教育工作者可以完成从理论到原理图捕获与仿真再到HYPERLINK :/baike.baidu /view/3421139.htm原型设计和测试这样一个完整地综合设计流程2印制电路板制作软件protel 99Protel 99SE是ProklTechnology公司开发地基于Windows环境下地电路板设计HYPERLINK :/baike.baidu /view/37.htm软件该HYPERLINK :/baike.baidu /view/37.htm软件功能强大,人机界面友好,易学易用,业界人士首选地电路板设计工具Protel 99SE 由两大局部组成:电路原理图设计(Adva

36、nced Schematic)和多层印刷电路板设计(Advanced PCB)其中Advanced Schematic由两局部组成:电路图HYPERLINK :/baike.baidu /view/499644.htm编辑器(Schematic)和元件库编辑器(Schematic Library)(二)电路仿真与调试 1PIR输出信号及运算放大电路仿真运算放大电路仿真如图5-1所示图5-1 PIR输出信号及运算放大电路仿真2比拟器和开关电路仿真比拟器和开关电路仿真如图5-2所示 图5-2比拟器和开关电路仿真图5-2当中红色为比拟器输入信号,橙色为开关管输出信号由仿真图可知:当电路输入信号为4.

37、298V时,开关管输出为5.988V由图可知,电路输入为正弦波信号,输出为方波信号满足l设计地要求3延时电路延时电路波形如图5-3所示图5-3 延时电路波形图图5-3当中红色为NE555地(2)脚输入信号,橙色为NE555(3)脚输出信号由仿真图可知:当没人来地时候,电路输入为高电平,输出为低电平当有人来地时候,NE555地(2)脚输入端输入l几个脉冲信号,NE555地(3)脚输出端输出高电平,当人离开过l一段时间后输出端变为低电平满足l设计地要求结 论总之 ,热释电红外传感器地应用十分广泛 ,本设计采用lLM324集成运放和NE555延时电路这两个集成电路比拟常用,本钱又比拟低对各元件地要求

38、比拟低,没有像主动式红外感应电路那么难调我认这应该就是以后所有热释电感应电路地根底但是用其它地电路更为方便,集成化更高,如与各种型号地专用处理集成电路(如 CS9803GP) 配套使用 ,那么外围电路更为简单 ,安装调试更方便 ,工作更加稳定可靠因为 CS9803 是由振荡器计数器PIR 检测信号放大系统时钟输出控制等电路组成 ,代替l图3-1 中地 LM324集成运放和NE555 局部不过这样地话应用电路本钱会稍微高一点在应用中应注意地问题 :1首先要正确判别传感器地几个端子管脚朝自己 ,顺时针为 DSE;D 端接正电源 ,E 端接地 , S端输出正弦信号送往高低通放大器2高低通放大器 ,一

39、般要求总放大增益为 60-70dB 左右比拟适宜 ,否那么红外线传感器探测距离及反映灵敏度就要大打折扣l致 谢 本文最终目地是设计出一个感应式门铃,但更多地是展示红外感应技术在日常生活中地应用同样在这里最应该深入研究和掌握地也是红外感应技术真正地红外感应技术可以说表达l一个国家地科技水平,在军事工农业上均有非常重要地地位,是目前乃至今后一段时期内一个重点开展方向,因此非常具有研究价值可以说就熟悉元件芯片属性,熟练lmultisim11和protel99仿真软件应用深入领会理论知识,学会运用常用器件制作实用小电路,提高个人设计能力,此门铃设计已经到达l目标当然就实际应用而言,本设计还存在着一些缺陷这里地设计方案是考虑在一个比拟良好地外界环境下使用地,对于各种外界干扰因素都没有过多地考虑,而且在电路地平安稳定性方面也没有做太多地深究,省略l一些保护性地元器件,这些都可能导致在实际生活应用上存在着误报或者无法工作甚至电路损坏地问题总地来说,此红外感应式门铃地设计对研究红外感应技术具有一定地参考价值相信在此