红外自动水龙头设计方案.docVIP

目录 前言 1 1.总体方案设计 1 1.1 设计任务和要求 1 1.1.1 设计任务 1 1.1.2 设计要求 1 1.2 系统组成框图 1 2.设计原理分析 2 2.1 电路主要芯片介绍 2 2.1.1 NE555时基电路简介 2 2.1.2 MC78L12CP简介 3 2.2 电路原理图 3 2.3 主要单元电路设计 3 2.3.1 红外线发射电路 3 2.3.2 红外线接收电路 4 2.3.3 时间延迟电路 5 2.3.4 自动水龙头开关电路 6 2.3.5 电源电路 7 3.用Multisim仿真 7 3.1 Multisim仿真软件简介 7 3.1.1 Multisim仿真软件概述 7 3.1.2 Multisim软件的特点和结构 7 3.1.3 Multisim的仿真特点 8 3.2 用Multisim软件仿真的结果 9 结论 12 参考文献 13 致谢 14 用Multisim仿真红外自动水龙头 前言 红外自动水龙头电路依靠红外线控制水龙头自动瞬时来水，自动延时断水，既使用方便，又节约用水。红外自动水龙头采用非接触的红外感应方式自动开关，使用时手不接触水龙头，从而杜绝了细菌病毒的交叉感染，有效地预防了各种疾病的传播。在医院、宾馆、饭店、学校、超市等公共场所及家庭中都得到了广泛的应用。 1.总体方案设计 1.1 设计任务和要求 1.1.1 设计任务 设计一个红外自动水龙头开关控制电路。该电路能够在人们需要用水的时候，通过感应装置自动打开自来水开关，并且在打开开关一段时间后，自动关断开关，从而起到节约用水的目的。 1.1.2 设计要求 1.要求电路通过感应装置，在人们需要用水的时候，自动打开水龙头开关。 2.要求电路在打开水龙头开关一段时间后，自动关断开关。 3.要求电路能够调节自动水龙头开关打开的时间。 1.2 系统组成框图 红外自动水龙头开关控制电路的总体框图如图1所示： 图1 红外自动水龙头开关控制电路的总体框图 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、时间延迟电路、自动水龙头开关电路和电源电路5部分构成的。 红外线发射电路的功能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的感应。红外线接收电路功能是利用光敏元件接收发射出来的光脉冲，并且将光脉冲信号转化为电信号，同时对其进行放大。时间延迟电路的功能是利用单稳态电路的特性，实现对自动水龙头开关打开时间的控制。自动水龙头开关电路的功能是利用电磁阀作为自动水龙头的开关，从而可以通过电信号对自来水进行控制。电源电路的功能是为上述所有电路提供直流电源。 2.设计原理分析 2.1 电路主要芯片介绍 2.1.1 NE555时基电路简介 NE555的内部电路结构图如图2所示： 图2 NE555内部电路结构图 NE555时基电路是一种多用途的数字—模拟混合集成电路，它由比较器和、基本RS触发器和集电极开路的放电三极管三部分组成。 其内部电路结构：是比较器的输入端（也称阈值端，用标注），是比较器的输入端（也称触发端，用）标注。和的参考电压（电压比较的基准）和由经三个5kΩ电阻分压给出。在控制电压输入端悬空时，=(2/3), =(1/3)。如果外接固定电压，则=，=(1/2)。是置零输入端。只要在端加上低电平，输出端便立即被置成低电平，不受其他输入端状态的影响。正常工作时必须使处于高电平。图中的数码1～8为器件引脚的编号。 2.1.2 MC78L12CP简介 MC78L12CP是一种三端小电流正稳压电源最大输出电流100mA。 2.2 电路原理图 红外自动水龙头开关控制电路的总电路图如图3所示： 图3 红外自动水龙头开关控制电路的总电路图 该电路由红外线发射电路、红外线接收电路、时间延迟电路、自动水龙头开关电路和电源电路5部分构成。 2.3 主要单元电路设计 2.3.1 红外线发射电路 该电路的核心器件是红外线发光二极管SE303。红外线发光二极管由GaAs(砷化镓)的PN结构成，其发光波段处于可见光波段之外，因此不能在显示中使用，一般仅作为光信号传输之用。本电路的感应装置一般要求不可见，因此只能采用红外线发光二极管作为感应装置。 红外线发射电路如图4所示： 图4 红外线发射电路 红外线发光二极管正向电流不能超出其最大额定值，而作为感应装置则要求其具有较大的光输出。一般利用其响应速度快的特性，通过脉冲信号驱动来增大光输出。因此电路前端需要一个脉冲信号电路，本电路采用的是由NE555集成电路构成的多谐振荡器组成。其电路运行包括两个过程：一是利用直流电源经电阻和对电容的充电过程；二是电容经电阻从NE555集成电路的DIS端的放电过程。通过这两个过程的交替运行，就可以在NE55