热释电红外自动节能灯设计.doc

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1、河南城建学院《电子线路设计》课程设计说明书设计题目：热释电红外自动节能灯设计专业：计算机科学与技术指导教师：杜小杰，蔡照鹏，娄鑫坡班级：0814142学号：081414223姓名：李赛赛同组人：何金龙计算机科学与工程学院2016年6月3日目录目录2第一章设计目的及要求1第二章设计原理图的总体功能框架1第三章详细模块2第四章各种报表的生产结果截图以及电子档7第五章PCB设计及3D想过图14第六章设计总结15附录16第一章设计目的及要求1、人在灯亮，人走后延时灯灭；2、采用热释电红外传感器，进行人员检测；

2、3、光源负载为白炽灯。。第二章设计原理图的总体功能框架•红外传感器模块——检测是否有人经过，如果条件满足则输出高电平•光电传感器模块——利用光敏电阻检测是环境是白天还是晚上，如果是晚上则输出高电平•延时模块——利用555定时器构成单稳态触发器实现延时功能•单稳态触发器，实现电灯延时1分钟后关闭的功能•电磁继电器模块——实现用弱电控制220V电灯的开启与关闭•与门模块——实现必须满足“晚上”和“有人经过”两个条件才能点亮电灯第三章详细模块芯片引脚图和功能介绍1、555定时器 555定时器的功能主要由两个

3、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3-1555引脚图555的内部结构可等效成23个晶体三极管.17个电阻.

4、两个二极管.组成了比较器.RS触发器.等多组单元电路.特别是由三只精度较高5k电阻构成了一个电阻分压器.为上.下比较器提供基准电压.所以称之为555.555属于cmos工艺制造.555引脚图介绍如下:1地GND2触发3输出4复位5控制电压6门限(阈值）7放电8电源Vcc2、光敏电阻产品名称：CdS（硫化镉）光敏电阻；产品型号：LXD4526产品规格(mm)：4mm详细参数：LXD4526最大电压(VDC)：150最大功耗(MW)：50环境温度：-30～+70光谱峰值(nm)：540亮电阻（10LUX光

5、源下）：8-20KΩ暗电阻（MIN）/MΩ：0.5性能特点：图3-2光敏电阻规格图示环氧树脂封装 体积小 反应速度快 可靠性好 灵敏度高 光谱特性好 应用范围：照相机自动测光 室内光线控制 工业控制 光控灯 光控音乐I.C 光电控制 报警器 3、热释红外传感器特点：1.低噪声，高响应度 2.优异的共模平衡-双单元类型 l TO-39，TO-5封装 3.各种滤波器窗口供宽带或者窄带应用4.单通道或者双通道器件 5.双元或者四元器件6.应用于防盗产品 7.单元器件带热补偿 典型应用： 1.被动红外防盗报警

6、 1.人体移动探测 2.天花板安装人体探测3.气体分析 4.非接触红外测量 图3-474LS08管脚图4、74LS08芯片四2输入与门简要说明08为四组2输入端与门(正逻辑)图3-574LS08功能表74LS08功能表图2-1图3-5LM324引脚图通用型低功耗集成四运放LM324。   LM324内含4个独立的高增益、频率补偿的运算放大器，既可接单电源使用(3～30V)，也可接双电源使用(±1.5～±15V)，驱动功耗低，可与TTL逻辑电路相容。   在本设计中，LM324被用于构成电压比较器，检测

7、光敏电阻上的电压是否超过临界值，进而决定是否能够点亮电灯。分立电路的设计1、光电传感器模块图3-6光电传感器模块仿真图关于该模块电阻阻值的选择由于查阅资料后发现平常大家走路需要的光照强度大约是20勒克斯，所以本实验就以20勒克斯作为触发光电传感器模块的阈值，由于该模块中的光敏电阻LDR在20勒克斯的光照下的阻值大概是10KΩ（资料显示变化范围是8~20KΩ，所以就为它搭配了1个10K的分压电阻和2个10K的电阻构造出用于进行比较的标准电压，右侧运算放大器与R4组成了一个电压比较器，运放2端电压低于3端

8、电压时，1端输出高电平，至于R4的阻值则是根据仿真模拟的结果选择的，当R4阻值是10K的时候，由于与R5和R6的阻值没有差别导致运放3端的电压严重偏离预定值，估计是反馈过大，改成1M后则不存在这个问题。2、延时模块——单稳态触发器图3-7延时模块仿真图该模块完全按照单稳态触发器的构成方法构成，其中延迟时间T=1.1RC，R即为图中的R1，C即为图中的C2，本次仿真由于为了方便仿真模拟演示，取T≈6s，而1.1*10K*545≈6，做电路板时应将R1阻值改