电子设计仿真与虚拟实验课程设计--- 红外自动洗手器的设计

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1、电子设计仿真与虚拟实验课程设计题目名称学院名称信息技术与科技学院所属专业软件工程13/13一、设计的题目及其要求（1）设计题目红外自动洗手器的设计（2）课程设计的目标、基本要求及其功能：1、设计一个用于控制水龙头自动出水的装置；2、当有人洗手时，装置能自动出水，若手稍微偏离水龙头时（偏离时间2S以内），水龙头也能自动出水；3、工作电源为交流220V；4、灵敏度可调；二、设计方案根据设计要求，其可分为四部分：第一部分：电源，电源有变压器，桥式整流器，稳压器，滤波电容组成；第二部分：红外发射与接收电路；第三部分：由LM567组成的锁相环音频译码器；第四部分：单稳态延时

2、NE555。系统总框图：三、各功能模块设计1、电源辅助材料的设计1）工作原理图13/132）功能描述及工作原理220V交流电路经变压器T降压，变为10V交流电，再由D1-D4桥式整流，电解电容C1滤波，三端稳压集成电路7805稳压，得到5V直流电供给控制电路工作，LED1为电源指示灯。其波形图如下：3）集成电路的封装二极管的封装：DIODE0.3A电解电容的封装：RB.2/.4电容的封装：CAP0.2A电阻的封装：AXIAL0.37805的封装：78XXLED的封装：LED2、红外发射与接收电路的设计13/131）工作原理图2）功能描述（1）、LM358内部结构及

3、特性LM358内部包括有两个独立的、高增益、内部频率补偿的双运算放大器，适合于电源电压范围很宽的单电源使用，也适用于双电源工作模式，在推荐的工作条件下，电源电流与电源电压无关。它的使用范围包括传感放大器、直流增益模块和其他所有可用单电源供电的使用运算放大器的场合。LM358的封装形式有塑封8引线双列直插式和贴片式。特性(Features):内部频率补偿直流电压增益高(约100dB)单位增益频带宽(约1MHz)电源电压范围宽：单电源(3—30V)；双电源(±1.5一±15V)低功耗电流，适合于电池供电13/13低输入偏流低输入失调电压和失调电流共模输入电压范围宽，包

4、括接地差模输入电压范围宽，等于电源电压范围输出电压摆幅大(0至Vcc-1.5V)（2）、LM358的内部结构及引角功能如图所示3）工作原理红外线发射电路，由三极管VT1、红外线发射管LDE2及电位器RW1及R2组成，锁相电路LM567的振荡信号经电阻R2耦合到三极管VT1放大，推动红外线控射管发出方波信号。红外线接收电路由集成电路LM358、红外线接受管LED以及其外围元件组成，红外线接收管把接收到的红外线信号转变为本身阻值的变化。引起在电阻10K上分压的变化经电阻10K和电容0.01uf耦合到放大器进行放大，为降低电源交流波纹的影响，接收电路中加入一级R、C滤波

5、电路。4）集成电路的封装LM358芯片的封装：DIP8电容的封装：CAP0.2ALED的封装：LED电阻的封装：AXIAL0.3NPN三极管的封装：9013B13/13电解电容的封装：RB.1/.2电位器的封装：VR3、由LM567组成的锁相环音频译码器的设计1）工作原理图2）功能描述（1）、LM567的结构1脚输出滤波,2脚环路滤波(②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。①脚所接电容的容量应至少是②脚电容的2倍。)③脚是输入端，要求输入信号≥25mV;4脚接Vcc,7脚接地;⑤、⑥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，f2

6、≈1/1.1RC;⑧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。LM567的工作电压为4.75～9V，工作频率从直流到500kHz，静态工作电流约8mA。13/13（2）、LM567的原理与应用①、逻辑输出具有高达100mA的吸收电流；②、、锁定带宽范围从0%③、到14%中心频率；④、噪声抑制能力强；⑤、抗假信号干扰能力强；⑥、中心频率稳定度高；⑦、中心频率从0.01Hz到500KHz可调。（3）、LM567的内部结构及引脚3）工作原理（1）、电路工作时，输入信号与压控振荡器VCO的振荡信号在鉴相器Ｑ（双平衡模拟乘法器）中鉴相，相差

7、信号经环路低通滤波后，形成与相差成一定比例的电压信号，用于控制VCO输入频率跟踪输入信号的相位变化，若输入信号频率落在锁相环路的捕捉范围内，则环路锁定，VCO的频率与输入信号的频率一致。（2）、鉴相器Ｉ（双平衡模拟乘法器）与鉴相器Ｑ工作方式略有不同，它是利用压控振荡器的输出信号经90度移相后与输入信号鉴相，因而鉴相器Ｉ的输出电压达到输出范围的最大值，经运放后反相输出，其输出是集电极开路方式，采用该方式方便输出信号与TTL或CMOS电路匹配，且可直接驱动继电器等小功率负载。（3）、中心频率为f=1/1.1RC；捕捉的带宽为BW=1070sqrt(Vin/fC2)其中

8、25mV<