《電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)踐》課程設(shè)計(jì)--紅外線倒車?yán)走_(dá)

《《電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)踐》課程設(shè)計(jì)--紅外線倒車?yán)走_(dá)》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《《電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)踐》課程設(shè)計(jì)--紅外線倒車?yán)走_(dá)（8頁珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、廣西科技年夜學(xué)之阿布^王創(chuàng)作 時(shí)間：二O二一年七月二十九日 《電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)踐》課程設(shè)計(jì)陳說 題目：紅外線倒車?yán)走_(dá) 學(xué)院：電氣與信息工程學(xué)院 班級(jí)：電子Z141 學(xué)號(hào)： 姓名： 指導(dǎo)教師： 2017年1月5日 一 .設(shè)計(jì)目標(biāo) 1 . 了解紅外線倒車?yán)走_(dá)的工作原理. 2 .學(xué)會(huì)識(shí)讀紅外線倒車?yán)走_(dá)電路原理圖、裝置圖 . 3 .掌握紅外線倒車?yán)走_(dá)電路裝置及焊接. 4 .掌握紅外線倒車?yán)走_(dá)丈量和調(diào)試技能. 5 .學(xué)會(huì)用Multisim 軟件仿真電路. 二 .項(xiàng)目介紹 本紅外線倒車?yán)走_(dá)測距具有電路結(jié)構(gòu)簡單、本錢低、電路工作穩(wěn) 定的特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于各種測距場所.紅外線

2、倒車?yán)走_(dá)電路由多諧 振蕩器電路、紅外線發(fā)射與接收電路、信號(hào)放年夜與電壓比力電 路和發(fā)光管顯示電路組成.電路使用紅外發(fā)射管和紅外接收管作為 傳感器件，電路的核心元件包括NE555和運(yùn)放LM324.NE555構(gòu)成多 諧振振蕩電路發(fā)射紅外波信號(hào),LM324 主要用來放年夜紅外接收信 號(hào)和構(gòu)成電壓比力器電路, 發(fā)光二極管用來指示倒車距離范圍 . 三 . 電路原理簡要分析 NE555 及外圍元件組成多諧振蕩器電路, 發(fā)生驅(qū)動(dòng)紅外線發(fā)射 管工作的震蕩電壓, 驅(qū)動(dòng)發(fā)射管發(fā)射出紅外線信號(hào). 紅外線被物體 反射回來后 , 由紅外線接收管接收并送人LM324 的第 2 腳進(jìn)行放年 夜，放年夜后

3、的信號(hào)經(jīng) U2的第一腳輸出，經(jīng)C3耦合、D1和C2整 流濾波后送至U2 的三個(gè)比力器的反相輸入端, 分別與三個(gè)比力器 的同相輸入真?zhèn)€電壓進(jìn)行比力 , 當(dāng)反相輸入真?zhèn)€電壓高于同相輸入 真?zhèn)€電壓時(shí), 該比力器輸出低電平, 使與其連接的發(fā)光二極管點(diǎn)亮 . 由發(fā)光二極管點(diǎn)亮的個(gè)數(shù)來指示距離的遠(yuǎn)近. 四．項(xiàng)目實(shí)施 1 . 紅外線倒車?yán)走_(dá)電路原理圖 圖 1-1 電路原理圖 2 ．電路核心元件介紹 （ 1 ）紅外發(fā)射和接收管 紅外發(fā)射管也稱紅外線發(fā)射二極管, 屬于二極管類. 它是可以 將電能直接轉(zhuǎn)換成近紅外光（不偏見光）并能輻射出去的發(fā)光器 件 , 主要應(yīng)用于各種光電開關(guān)及遙控發(fā)射電

4、路中 . 紅外線發(fā)射管的 結(jié)構(gòu)、原理與普通發(fā)光二極管相近, 只是使用的半導(dǎo)體資料分歧. 紅外發(fā)光二極管通常使用碎化錢（GaAs）、碑鋁化錢（GaAlAs） 等資料 , 采納全透明或淺藍(lán)色、黑色的樹脂封裝 . 紅外接收管就是將光信號(hào)(不偏見光)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)一般是 接收、放年夜、解調(diào)一體頭 , 紅外信號(hào)經(jīng)接收管解調(diào)后 , 數(shù)據(jù) “ 0 ”和“1 ”的區(qū)別通常體現(xiàn)在高低電平的時(shí)間長短或信號(hào)周期 上 , 單片機(jī)解碼時(shí), 通常將接收頭輸出腳連接到單片機(jī)的外部中斷, 結(jié)合按時(shí)器判斷外部中斷間隔的時(shí)間從而獲取數(shù)據(jù). 重點(diǎn)是找到數(shù) 據(jù)“ 0”與“1”間的波形分歧. ( 2)集成電路NE55

5、5 555 集成電路是一種模擬電路和數(shù)字電路相結(jié)合的中規(guī)模集 成器件 , 它性能優(yōu)良, 適用范圍很廣 , 外部加接少量的阻容元件可以 很方便地組成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器和多諧振蕩器, 以及不需外接元件就可 組成施密特觸發(fā)器. 因此 555 集成塊被廣泛應(yīng)用于脈沖波形的發(fā)生 與變換、丈量與控制等方面. 圖 1-2 555 集成電路引腳排列和實(shí)物圖 (1)接地GND地線，通常被連接到電路共同接地. (2)觸發(fā)TRIGGER這個(gè)腳位是觸發(fā) NE555使其啟動(dòng)它的時(shí)間周 期 . 觸發(fā)信號(hào)上緣電壓須年夜于 2/3Vcc, 下緣須低于 1/3Vcc . (3)輸出OUTPUT那時(shí)間周期開始555

6、的輸出輸出腳位，移至比 電源電壓少1.7伏的高電位.周期的結(jié)束輸出回到O伏左右的低電 位 . 于高電位時(shí)的最年夜輸出電流年夜約 200mA . (4)重置 RESET一個(gè)低邏輯電位送至這個(gè)腳位時(shí)會(huì)重置按時(shí)器 和使輸出回到一個(gè)低電位, 它通常被接到正電源或忽略不用 . (5)控制CONTROL VOLTAG這個(gè)接腳準(zhǔn)許由外部電壓改變觸發(fā) 和閘限電壓. 當(dāng)計(jì)時(shí)器在振蕩的運(yùn)作方式下 , 這輸入能用來改變或 調(diào)整輸出頻率. (6)重置鎖定 THRESHOL謔置鎖定并使輸出呈低態(tài).當(dāng)這個(gè)接 腳的電壓從1/3Vcc 電壓以下移至2/3Vcc 以上時(shí)啟動(dòng)這個(gè)舉措. (7)放電DISCHA

7、RGE和主要的輸出接腳有相同的電流輸出能力 當(dāng)輸出為ON時(shí)為LOW,t地為低阻抗，當(dāng)輸出為OFF時(shí)為HIGH,對(duì) 地為高阻抗. (8)電源 Vcc:?+16. 555 集成電路構(gòu)成的多諧振蕩器, 電路的前半部份由 555 組成的 多揩振蕩器, 具體電路圖如圖所示, 為方便分析電路工作過程, 圖展 示 555 集成塊內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 . 圖 1-3 555 多諧振蕩電路圖 1-4 多諧振蕩波形圖 用 555 按時(shí)器構(gòu)成的多諧振蕩器如圖 6-9-3 所示 , 圖 6-9-4 為 工作波形圖 . 圖 6-9-3 首先將按時(shí)器2、 6 腳相接而構(gòu)成施密特形 式 , 再通過7 腳接入R1、

8、R2、 C1 充放電回路. 充電回路為 R1、 R2、C,放電回路為 C1、R2、放電管 TD (集成塊內(nèi)部，充放電電壓 uc的閥值電平為2/3VCC和1/3VCC,在按時(shí)器的輸出端 3腳獲得矩 形波振蕩周期為：T^ 0.7(R1+2R2)C. ( 3)集成運(yùn)算放年夜器LM324 LM324 系列器件帶有差動(dòng)輸入的四運(yùn)算放年夜器. 與單電源應(yīng) 用場所的標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)算放年夜器相比 , 它們有一些顯著優(yōu)點(diǎn) . 該四放年 夜器可以工作在低到 3.0伏或者高到32伏的電源下，靜態(tài)電流為 MC1741的靜態(tài)電流的五分之一.共模輸入范圍包括負(fù)電源，因而消 除在許多應(yīng)用場所中采納外部偏置元件的需要性.每

9、一組運(yùn)算放年 夜器可用圖1所示的符號(hào)來暗示，它有5個(gè)引出腳，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，暗示運(yùn)放輸 出端Vo的信號(hào)與該輸入真?zhèn)€相位相反；Vi+ (+)為同相輸入端， 暗示運(yùn)放輸出端Vo的信號(hào)與該輸入真?zhèn)€相位相同. LM324具有以下特點(diǎn)：短路呵護(hù)輸出；真差動(dòng)輸入級(jí)；可單 電源工作：3V-32V;低偏置電流：最年夜 100mA每封裝含四個(gè) 運(yùn)算放年夜器；具有內(nèi)部賠償?shù)墓δ埽还材７秶鷶U(kuò)展到負(fù)電源. 圖1-5 LM324內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 3 .元器件清單 元件序列 參數(shù) 元件序

10、列 參數(shù) 元件序列 參數(shù) C1 1uF R4 1kQ R14 200 Q C2 1uF R5 1kQ R15 30k Q C3 10uF R6 1kQ R16 30kQ C4 R7 1kQ R18 1kQ C5 100uF R8 kQ R19 10k Q C6 uF R9 200 Q D5 發(fā)光二極管 C7 20pF R10 1k5 D6 發(fā)光二極管 D1 1N4148 R12 200 Q D7 發(fā)光二極管 D2 1N4148 R13 200 Q U1 LM324N R1 1

11、kQ RP1 50k Q U2 NE555 R2 10kQ RP2 20k Q D3 紅外發(fā)射管 R3 10k Q D4 紅外接收管 4 .電路裝置要求 1)電路裝置、元件焊接前，先認(rèn)真分析原理圖和元器件，找到 相關(guān)元器件在電路板上一一對(duì)應(yīng)的位置. 2 ）元件裝置、焊接請(qǐng)遵照從小到年夜, 從低到高的原則來進(jìn)行. 3 ）電阻插裝焊接, 電阻元件較多 , 要區(qū)別分歧阻值的電阻, 不要 相互混淆 , 色環(huán)朝向堅(jiān)持一致, 緊貼電路板插裝焊接. 4）有極性元件如電解電容, 焊接前請(qǐng)先判斷極性, 確認(rèn)無誤后再焊 接. 5）紅外發(fā)射管、紅外接收管在焊

12、接前請(qǐng)先判斷自身極性, 確認(rèn)無誤 后再焊接 . 6 ）雙列直插式集成塊, 先焊接底座, 再裝置集成塊. 5. 電路調(diào)試 （ 1） . 電路裝置完成后 , 可用萬用表檢測電路是否連通, 有無 虛焊 , 檢查電路裝置無誤后 , 接通 9V 電源 , 觀察電路有無異樣（ 如元 件發(fā)熱等 ）. 如果正常 , 使用調(diào)試工具調(diào)整電路相關(guān)元件. （ 2） .Rp1 調(diào)節(jié)反射距離,Rp2 調(diào)節(jié)靈敏度, 建議通過調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn) 30cm 時(shí)一盞燈亮 ,20cm 時(shí)二盞燈亮 ,10cm 時(shí)三盞燈亮 . 傳感器上方 用白紙遮擋 , 對(duì)紅外波的反射效果最好. （ 3） ） . 最終的效果是當(dāng)傳感器上方遮

13、擋物分歧距離時(shí), 顯示的 LED 數(shù)量分歧 , 距離越近時(shí), 發(fā)光二極管亮的越多 , 無遮擋物時(shí)則不 亮 , 即模擬一簡易倒車?yán)走_(dá)電路. 五 . 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 : 1.一盞燈亮（30cm左右）2.兩盞燈亮（20cm左右） 3.三盞燈亮（10cm左右） 2.仿真結(jié)果及其分析 一盞燈亮兩盞燈亮 三盞燈亮 仿真結(jié)果分析：當(dāng)調(diào)節(jié)信號(hào)發(fā)生器時(shí)，仿真結(jié)果為一盞led燈亮、 兩盞led燈亮、三盞led燈亮.直流電壓通過多諧振蕩器電路、紅 外線發(fā)射與接收電路、信號(hào)放年夜與電壓比力電路和發(fā)光管顯示 電路，然后通過改變電位器的阻值來到達(dá)調(diào)節(jié)反射距離和靈敏度 使電路到達(dá)可以在一定范圍內(nèi)丈量倒車距離范圍，通過仿真結(jié)果可 以看出設(shè)計(jì)的電路基本上是勝利的 ，可是仍有誤差存在，需要進(jìn)一 步的改進(jìn). 七.總結(jié) 經(jīng)過這次的課程設(shè)計(jì)我收獲了很多，也學(xué)習(xí)到了很多有關(guān)專業(yè) 方面的知識(shí).學(xué)會(huì)了識(shí)別元器件和基本的焊接元器件，通過調(diào)試到 達(dá)了本課程設(shè)計(jì)的要求效果.最后我用 Multisim軟件對(duì)電路圖進(jìn) 行了仿真，經(jīng)過對(duì)電路的仿真我掌握了仿真的具體方法.雖然在這 次實(shí)驗(yàn)調(diào)試的過程中也遇到了一些困難，可是通過查閱相關(guān)的資料 而且跟同學(xué)和老師的討論中，基本上解決了所遇到的問題. 時(shí)間：二o二一年七月二十九日