红外倒车防撞报警器(共11页).doc

精选优质文档-倾情为你奉上电子技术课程设计报告 课题：红外倒车防撞报警器班级 物联网1101 学号 学生姓名 陈爽爽 专业 物联网工程 系别 计算机工程学院 指导教师 王马华 淮阴工学院 电子与电气工程学院2012年12月目录 一、设计目的1)培养理论联系实际的正确设计思想，训练综合运用已经学过的理论和生产实际知识去分析和解决工程实际问题的能力。2)学习较复杂的电子系统设计的一般方法，了解和掌握模拟、数字电路等知识解决电子信息方面常见实际问题，由学生自行设计、自行制作和自行调试。3)进行基本技术技能训练，如基本仪器仪表的使用，常用元器件的识别、测量、熟练运用的能力，掌握设计资料、手册、标准和规范以及使用仿真软件、实验设备进行调试和数据处理等。4)培养学生的创新能力。二、设计要求 利用红外光反射，为汽车倒车时提供防撞报警信号。 1技术指标（1） 防撞距离1米左右；（2） 提供声光报警。 2设计要求（3） 按照任务书要求，进行电路设计，给出原理框图；（4） 根据原理框图，进行整体电路设计；（5） 选择主要单元器件、单元电路，给出选择方法与选 择理由；（6） 安装、设计电路，实现预期功能；（7） 提交格式符合要求、内容完整的设计报告。三、总体设计 1电路图 红外线倒车防撞电路安装在车辆尾部保险杠上，当车辆遇到障碍物时，防撞报警器发出声光报警信号，可防止倒车时发生碰撞事故。红外线反射式倒车防撞报警器电路组成如图1所示。 图1 电路图 2.电路工作原理分析 红外线反射式倒车防撞报警器电路由红外信号发射器，红外信号接收及信号处理电路和声光警示电路组成。锁相环音频译码器LM567 与红外发射管LED1 、LED2 组成红外信号发射电路。在同一电路内由光敏三极管组成红外反射信号接收器。LM567 为红外发射信号的调制器兼接收信号的接收与解调器，经接收解调后的信号由8脚输出，其输出控制信号的形式为低电平。时基集成电路NE555 与R6 、R7 及C7 组成一个多谐振荡器，发光二极管LED3 、蜂鸣器及VT3 、指示灯等元器件组成了声光警示电路。车辆倒车时，本电路的电源被接通， LM567脚输出的频率为20kHz 的脉冲信号，经VT1 放大后驱动LED1 ， LED2 发出经调制的红外信号，当红外接收管VT2 没有接收到红外信号时， LM567 的8脚输出高电平，使得NE555 的复位端脚也为高电平，由NE555等元器件组成的多谐振荡器起振，发光二极管LED3 闪烁发光，蜂鸣器随着LED3 同步间断发声。当车辆的尾部距离障碍物过近时(小于1m) ， LED1 、LED2 发出的红外信号经障碍物的反射被红外接收管接收到并转换成电信号， 20kHz 的电信号送入LM567 的信号输入端脚， LM567 的8脚输出低电平， NE555 的复位端脚受到低电平控制，振荡器停止工作，其脚输出低电平， LED3 由闪烁发光变为常亮，蜂鸣器由间断发声变为常鸣，小灯泡熄灭，提醒司机立即停止倒车。 图2 555定时器引脚功能555电路的内部电路方框图如图2所示。它含有两个电压比较器，一个是基本RS触发器，一个放电开关管T，比较器的参考电压由三只5K的电阻器构成的分压器提供。它们分别是高电平比较器C1的同向输入端和低电平比较器C2的反向输入端的参考电平为2/3 Vcc和1/3Vcc。C1与C2的输入端控制RS触发器状态和放电管开关状态。当输入信号自6脚，即高电平触发输入并超过参考电平2/3Vcc时，触发器复位，555的输出端3脚输出低电平，同时放电开关管导通；当输入信号自2脚输入并低于1/3Vcc时，触发器置位，555的3脚输出高电平，同时放电开关管截止。RD是复位端（4脚），当RD=0，555输出低电平。平时RD端开路或接Vcc。Vc是控制电压端（5脚），平时输出2/3 Vcc作为比较器A1的参考电平，当5脚外接一个输入电压，即改变了比较器的参考电平，从而实现对输出的另一种控制，在不接外加电压时，通常接一个0.01uf的电容到地，起滤波作用，以消除外来的干扰，以确保参考电平的稳定。TD为放电管，当TD导通时，将给接于脚7的电容器提供低阻放电通路。555定时器主要是与电阻、电容构成充放电电路，并由两个比较器来检测电容器上的电压，以确定输出电平的高低和放电开关管的通断。这就很方便地构成从微秒到数十分钟的延时电路，可方便地构成单稳态触发产生器，多谐振荡器，施密特触发器等脉冲或波形变换电路。555 定时器的功能主要由两个比较器决定。两个比较器的输出电压控制 RS 触发器和放电管的状态。在电源与地之间加上电压，当 5 脚悬空时，则电压比较器 A1 的反相输入端的电压为 2VCC /3，A2 的同相输入端的电压为VCC /3。若触发输入端 TR 的电压小于VCC /3，则比较器 A2 的输出为 1，可使 RS 触发器置 1，使输出端 OUT=1。如果阈值输入端 TH 的电压大于 2VCC/3，同时 TR 端的电压大于VCC /3，则 A1 的输出为 1，A2 的输出为 0，可将 RS 触发器置 0，使输出为 0 电平。图3 555定时器外引脚排列图 图4 LM567内部结构如图及其功能3.管脚功能描述:、脚通常分别通过一电容器接地，形成输出滤波网络和环路单级低通滤波网络。脚所接电容决定锁相环路的捕捉带宽：电容值越大，环路带宽越窄。脚所接电容的容量应至少是脚电容的2倍。脚是输入端，要求输入信号25mV。、脚外接的电阻和电容决定了内部压控振荡器的中心频率f2，f21/1.1RC。脚是逻辑输出端，其内部是一个集电极开路的三极管，允许最大灌电流为100mA。图5 LM567管脚图及内部框图5、6脚外接定时电阻及电容决定锁相环内部压控振荡器的中心频率(fo=1/1.1RC)。第2脚对地接电容C2为相位比较器输出的低通滤波器。第2脚所接电容C2对锁相环的捕捉带宽Bw有影响。图6 LM567选频电路第1脚对地接一电容C1为正交相位检波器的输出滤波，其电容值应不小于2脚所接电容约两倍，即Cl大于等于2C2。第3脚为信号输入端，要求输入信号的幅度大于25mV，最佳值为200mV左右。当LM567的输入信号的频率落在其内部压控振荡器中心频率fo附近时，逻辑输出端（8脚）将由原高电平变为低电平，输出一个负脉冲。8脚不仅可以实现选频，而且还有负脉冲形成功能。改变Rp可改变选频频率。由于8脚为集电极开路输出，故实际应用时，其8脚应接一上拉电阻至电源正极Vdd。四、电路测试及测试结果安装之前要运用大二时的电工知识对所要用的元件逐个检查，以确保焊接上的元器件都是管用的，焊接过程中，可把接地和接电源的接线用适当的脱皮金属细丝直接连接在焊接板的两条边缘的铜线上，这样既节省了导线，又美观而且易于后期的调试和检查。采用6节1.5V的干电池接成9V直流电源，焊接完NE555多谐振荡电路和发射电路后，在保证电路连接正确的基础上，检查电路的焊接情况，仔细检查有无虚焊或漏焊的点。再用示波器分别测量原理图，由于555触发器输出的波形是方波，可根据这一点来检查电路的连接正确与否。在示波器上看其是否分别产生稳定频率的方波，若不能达到预期效果，及时纠正错误。所有电路焊完后，接通电源，首先观察有无异常现象，包括有无冒烟，是否闻到异常气味，手摸元件是否发烫。须特别注意接收二极管的正负极连接情况，因为元器件发热有可能是接收二极管接反了而没有起到作用，从而造成电路中电流过大。若有异常现象应立即断开电源，用万用表检查各个器件，直至发现错误。还有一点需要注意的：在电源线密集的地方可以接个电容，起到滤波作用。如果没有无异常现象，但发光二极管不能正常发光，则可能是接触不良，可检查各接点是否接触良好。当发光二极管正常发光后，按下开关，此时发光二极管熄灭。用一较厚的纸片挡住接收二极管（一定要用厚一点的纸片，因为红外线可能穿过薄的纸片），此时可以看到报警电路的发光二极管亮了，而且拿走纸片后仍闪烁。在调试过程中我们可把电路分为三个部分逐部分调试，这样以便于快速查找出错的地方，可采用先断开其中两部分电源来测其中一部分，当然也可以先在实验箱上模拟完成。五、设计总结此次电子课程设计时间为一周，在完成此次设计时参考了许多资料，也从网上借鉴了一些。但由于实验器材不齐全，最终没有没有做出实物来验证此设计。但通过此次设计让我更加熟悉了电子一些器件的使用，也深刻的体会到了作为我们工科学生应具有一定的自学能力和动手能力。六、参考文献1 康华光，陈大钦.电子技术基础数字部分（第五版）M. 北京：高等教育出版社，2006年1月第五版 2 秦曾煌，姜三勇.电工学（电子技术)M.2版.高等教育出版社，2009年6月第7版七、附录所需元器件表：发光二极管*2 LED*1光敏三极管*1NE555*1 LM567*1 蜂鸣器*1 三极管8550*1 100电阻*1 220电阻*12.2K电阻*310K电阻*122K电阻*1220K电阻*11M 电阻*1 0.01微法电解电容*2 0.1微法电解电容*20.047微法电解电容*12.2微法电解电容*14.7微法电解电容*1 100微法电解电容*110微法电解电容*1 1000微法电解电容*1专心-专注-专业