基于plc的电梯控制新版专业系统设计范文.doc

安徽矿业职业技术学院
毕业论文

姓 名： 周通 学 号：
系 部： 自动化和信息工程系
专 业： 应用电子技术
论文题目：红外线光控水龙头
专 题： （空）
指导老师： 谢广坤 职 称： 高级讲师

二O一二年 六 月

安徽矿业职业技术学院
毕业设计（论文）任务书

专业年级 应用电子091 学生姓名 周通

任务下达日期： 年 3 月 10 日

设计（论文）日期： 3月 10日至 6月15 日

设计（论文）题目： 红外线光控水龙头
设计（论文）专题题目：

设计（论文）关键内容和要求：
1 课程设计任务及要求
1.构建红外反射式感应电路
2.利用TSOP1838解调红外信号并控制电磁阀和电源接通和断开
3.实现以下功效：当人手靠近水龙头，产生红外发射，电磁阀电源接通。
。

指导老师签字：

安徽矿业职业技术学院
毕业设计(论文)指导老师评阅任务书

指导老师评语（①基础理论及基础技能掌握；②独立处理实际问题能力；③研究内容理论依据和技术方法；④取得关键结果及创新点；⑤工作态度及工作量；⑥总体评价及提议成绩；⑦存在问题；⑧是否同意答辩等）：

提议成绩：

指导老师签字：
年 月 日
安徽矿业职业技术学院
毕业设计(论文)答辩及综合成绩
专业年级 应用电子091 学生姓名 周通
说明书页 图纸 张 其它材料
答 辩 情 况
提 出 问 题
回 答 问 题
正 确
基础
正确
有通常性错误
有标准性错误
没有
回复

答辩委员会评语及提议成绩：

答辩委员会主任签字：
年 月 日

摘 要

本论文介绍了利用红外发射和接收电路设计自动水龙头原理及设计方案。电路设计简单，使用方便，同时更利于节能，“节能降耗”是我们追求目标。传统水龙头、卫生间供水等设施，使用起来不是尤其方便，而且很浪费水资源。在这个基础上，我设计了自动供水电路。不仅能够节省用水，而且外形美观，使用起来也很方便。红外线控制自动水龙头由红外发射电路、红外接收放大电路、控制电路、电磁阀、电源等组成。当人或事物靠近时，自动产生控制信号，继电器动作，使电磁阀得电吸合从而自动打开水源；反之则自动关闭水源。

关键词：传感器；自动控制；红外；38KHZ方波；洗手器；水龙头。

目 录

1系统框图、方案论证及选择 1
1.1总体设计思绪 1
1.2红外线发射电路选择 1
1.3 红外线接收电路选择 3
1. 4 红外线接收电路选择 6
2单元电路设计、参数计算及器件选择 6
2.1 红外线发射电路 6
2.2 红外线接收电路 8
2.3 自来水开关电路 8
3全局电路图及工作原理 9
3.1 电路图 9
3.2 工作原理 10
心得体会 11
参考文件 12

1系统框图、方案论证及选择
1.1 总体设计思绪
红外自动水龙头开关控制电路总体框图图1-1所表示：

图1-1 红外自动水龙头开关控制电路总体框图

红外自动水龙头开关控制电路是由红外线发射电路、红外线接收电路、自动水龙头开关电路和电源电路4部分组成。
红外线发射电路功效是利用红外线发光二极管发射光脉冲，从而实现电路对人体或物体感应。红外线接收电路功效是利用光敏元件接收发射出来光脉冲，而且将光脉冲信号转化为电信号，同时对其进行放大。自动水龙头开关电路功效是利用电磁阀作为自动水龙头开关，从而能够经过电信号对自来水进行控制。电源电路功效是为上述全部电路提供直流电源。

1.2 红外线发射电路选择
方案一：用四和非门组成

　 图 1-2 ：四和非门

电源电路由电池GB和滤波电容器C3、C4组成。
控制电路由控制按钮S和电阻器Rl、电容器Cl组成。

38kHz载波振荡器由四和非门74LS00内部和非门Dl、D2和电阻器R2、电容器C2组成。
缓冲器由ICO内部和非门D3、D4组成。红外发射电路由晶体管Vl、红外发光二极管VLl和电阻器R3组成。

方案二：用LM741RC文氏电桥振荡电路组成

图 1-3 LM741RC文氏电桥振荡电路

RC文氏电桥振荡器电路图2.2.2所表示。其中RC串并联电路兼作选频网络和正反馈网络，它决定了振荡频率f0；R1、RP、R2和二极管D1、D2组成负反馈网络，并利用两个反向并联二极管D1、D2正向电阻非线性特征来实现稳幅。调整电位器RP，能够改变负反馈深度，以满足振荡振幅条件和改善波形。
经过调整电位器RP调整负反馈强弱，使电路起振，深入调整直到得到理想振荡波形输出。

方案三：用555定时器组成

1-2-3 555定时器

红外发射电路由时基集成电路ICOl、红外发光二极管VL、电源开关S、电阻器ROl-R03和电容器COl-C03组成。

因为555内部比较器灵敏度较高，而且采取差分电路形式，这时振荡频率受电源温度改变影响较小。故只需经过调整R1阻值来改变f来使其为1Hz秒脉冲信号，作为闸门信号。

方案选择：三个方案全部比较简单，易于实现。但因为前两个方案产生发射波和方案三比较起来，稳定性不够，于是选择方案三。

1.3 红外线接收电路选择
课设要求用TOSP1838进行接收解调，但因为此元器件较难购置，所以另选方案。
方案一：VS1838

图 1-4红外线接收电路选择
因为在试验过程中发觉，此接收管为脉冲型，在连续收到红外线情况下，只产生一个脉冲，会改变两次，不满足使继电器及电磁阀连续打开要求。

方案二：用CX6A集成电路组成

CX6A(中国同类产品型号为I)Zolo6A)是[1本索尼企业生产在红外遥控系统中作接收预放用双极型集成电路。它还可广泛用于视频系统、家用电器遥控电路和通信系统等。这种IC性能优越,封装形式及体积和很多遥控信号接收器IC相同或相同,故可用来代换多个型号遥控信号接搜集成电路。本文拟对CXZO106A集成块作一简明介绍,然后另文介绍用其代换其它IC方法。 CXZOlo6A内电路方框图及信号流向图1所表示,其经典应用电路图图2.3.2所表示。CXZolo6A可用来完成遥控信前里放大器限幅放大器鼻烹带通诊波器 B。P。F检波器和比较器积分器施密特比较器八丰牛止了5V蕊井几瓜至}指令信号①时,经典功耗仅gmw);(2)带通滤波器BPF集成在IC内部(频率范围为3okH:一6okHz),滤波特征可由IC⑤脚和电源间所接电阻阻值来决定,避免了调整L麻烦。

1-3-2芯片内部结构及功效框图

1-3-3 CX6A应用电路图

在试验中接入后发觉，此芯片工作时，输出不稳定，故舍弃。

方案三：红外管基础接收电路

1-3-4红外管基础接收电路
此方案采取直接将红外接收管信号放大并输出驱动继电器，在试验中取得成功。

因为前两个方案全部存在些许问题，方案三简单又满足需要，故选方案三。
1.4 自来水开关电路
方案：接收电路控制继电器开关，进而控制电磁阀开关来控制水龙头开关。

2单元电路设计、参数计算及器件选择
2.1 红外线发射电路
红外线发射器是由LM555电路组成多谐振荡器，其震荡频率由R1、R2、C1决定，我们能够经过调整R1、R2、C1大小来调整出所需频率。由多谐振荡器产生脉冲信号由3脚输出，经过红外线发射管SE303向外发射红外线，从而产生红外线信号。
多谐振荡器经过改变R和C参数即可改变震荡频率。
T＝tw1+tw2, tw1=0.7(R1+R2)C, tw2=0.7R2C

2-1-1红外线发射电路
仿真电路图及仿真波形

2-2-2仿真电路图及仿真波形
2.2红外线接收电路

2-3-1红外线接收电路

红外线放大器由红外线接收器PH302和晶体管VT1、VT2组成电压放大器。红外线接收器将接收到信号经过C3耦合到放大电路第一级，VT1和R7组成电压负反馈放大电器，由VT1放大后信号经过C4耦合到VT2作为深入放大。

2.3自来水开关电路

2-3-1自来水开关电路

3全局电路图及工作原理

3.1 全局电路原理图

3-1-1全局电路图
3.2 工作原理简述
本方案采取555多谐振荡器产生38KHZ方波来经过放大电路驱动红外发射管发射红外。
接收部分采取两个三极管来对红外接收管接收到信号进行放大，然后驱动继电器来控制电磁阀，进而控制电磁阀开关。

心得体会

经过此次毕业设计，使我感受到过程是艰辛同时又充满乐趣。时至今日，多个礼拜毕业设计最终能够画上一个句号了，不过现在回想起来做毕业设计整个过程，颇有心得，其中有苦也有甜，不过乐趣尽在其中呀！没有接收任务以前认为毕业设计只是对这几年来所学知识单纯总结，不过经过这次做毕业设计发觉自己见解有点太片面、太偏激了。毕业设计不仅是对前面所学知识一个检验，而且也是对自己能力一个提升。下面我对整个毕业设计过程做一下简单总结。
第一，接到任务以后进行选题。选题是毕业设计开端，选择合适、感爱好题目，这对于整个毕业设计是否能够顺利进行关系极大。好比走路，这开始第一步是含有决定意义，第一步迈向何方，需要慎重考虑。不然，就可能走很多弯路、费很多周折，甚至南辕北辙，难以抵达目标地；所以选题时一定要考虑好了。
第二，题目确定后就是找资料了。查资料是做毕业设计前期准备工作，好开端就相当于成功了二分之一，到图书馆、书店、资料室去虽说是比较原始方法，但也有可取之处。总而言之，不管经过哪种方法查资料全部是有利用价值，要一一统计下来以备后用。
第三，经过上面过程，已经积累了不少资料，对所选题目也大约有了部分了解，这一步就是在这么一个基础上，综合已经有资料来更透彻分析题目。
第四，有了研究方向，就应该动手实现了。其实以前三步全部是为这一步作铺垫。 编写时候最好是编写一个小模块就进行调试，这么能够避免设计最终出现太多错误而乱成一团糟。一步步地做下去以后，你会发觉要做出来并不难，只不过通常做一会儿会发觉一处错误要修改，就这么在不停修改调试，再修改再调试。
总而言之，不管学会还是学不会确实认为困难比较多，真是万事开头难，不知道怎样入手。还得出一个结论：知识必需经过应用才能实现其价值！有些东西认为学会了，但真正到用时候才发觉是两回事，所以我认为只有到真正会用时候才是真学会了。
在此要感谢我指导老师谢老师对我悉心指导，感谢谢老师给我这么机会锻炼。在整个毕业设计过程中我知道了很多东西，也培养了我独立工作能力，树立了对自己工作能力信心，相信会对以后学习工作生活有很关键影响。而且大大提升了动手能力，使我充足体会到了在发明过程中探索艰苦和成功喜悦。即使这个项目还不是很完善，不过在设计过程中所学到东西是这次毕业设计最大收获和财富，使我终生受益。使我在以后工作岗位中能自己动手和自己去想象，把自己想法和实践结合在一起，我还是相信没有付出就没有回报这句话。

参考文件：

[1]康华光主编.电子技术基础（模拟部分）（第五版）.北京.高等教育出版社.1999年。
[2]康华光主编.电子技术基础（数字部分）（第三版）.北京.高等教育出版社.1988年。
[3]周良权，傅恩锡，李世馨. 模拟电子技术基础（第3版）. 北京： 高等教育出版社，，6
[4] 张瑾，张伟，张立宝. 电路设计和制板 Protel 99SE 入门和提升. 北京：人民邮电出版社，，7 [5] 孙津平. 数字电子技术（第二版）. 西安：西安电子科技大学出版社，，7
[5] 全国大学生电子设计竞赛组委会. 全国大学生电子设计竞赛获奖作品选编第1版. 北京：北京理工大学出版社，，3
[6]傅劲松．《电子制作实例集锦》[M]．福建科技技术出版社，．
[7]、廖先芸 ．《电子技术实践和训练》[M]．高等教育出版社，．
[8]、孙梅升 ．《电子技术基础课程设计》[M]．高等教育出版社，．
[9]沈任元，吴勇 ．《数字电子技术基础》[M]．机械工业出版社，．
[10]刘南平，白明 ．《电路分析》[M]．人民邮电出版社，．