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红外控制台灯设计摘要：随着科技的高速发展，各种各样的科技产品、家用电器走入人们的生活，这一切都大大地提高了人们的工作效率、改善了人们的生活，现在电器的发展趋势是智能化，这样会使人们使用起来更方便。本题设计的主要是以E18-D80NK-N和LM293组成的红外传感控制电路。其特点是当红外感应器感应到有人进入其感应范围后台灯则自动开灯，人离开其感应范围则自动关闭台灯。因而在夜晚的时候对其的使用比较方便而且能起到节能的效果。关键字：红外感应，E18-D80NK-N，LM293，控制器Abstract:Withtherapiddevelopmentoftechnology,variouskindsoftechnologyproducts,householdelectricalappliancesintopeople'slives,allthisgreatlyimprovepeople'sworkingefficiency,improvepeople'slives,nowthedevelopmenttrendofelectricalappliancesisintelligent,thiswillmaketheusemoreconvenient.ThisdesignismainlyconsistingofinfraredsensorbasedonE18-D80NK-NandLM293controlcircuit.Itscharacteristiciswhentheinfraredsensordetectsthatamanintothesensingrangeofbackgroundlampautomaticallyturnonthelights,peoplewillautomaticallyclosethelampoutofthesensingrange.Sointheeveningtousemoreconvenientandcanachievetheeffectofenergysaving.Keywords：Infraredinduction，E18-D80NK-N，LM293controller第1页目录1、前言................................................22、总体方案设计........................................32.1方案比较..........................................................32.2方案论证与选择....................................................43、单元模块设计........................................53.1各单元模块功能介绍及电路设计......................................53.1.1电源电路模块..................................................53.1.2触发感应电路模块..............................................63.1.3灯控制电路模块................................................63.2电路参数的计算及元器件的选择.......................................73.2.1电源模块参数..................................................93.2.2感应模块.....................................................103.2.3比较器LM293的参数...........................................113.3特殊器件的介绍....................................错误!未定义书签。3.3.1稳压电源7805.................................错误!未定义书签。3.3.2反射式红外光电传感器ST168特点...............错误!未定义书签。3.4各单元模块的联接...................................错误!未定义书签。4、系统调试...........................................134.1调试环境.........................................................134.2硬件调试.........................................................134.2.1电源模块调试.................................................134.2.2感应模块调试.................................................145、总结与体会.........................................176、谢辞...............................................187、参考文献...........................................18附录：................................................20附录1、系统电路仿真总图..............................................20第2页1前言随着科技的高速发展，各种各样的科技产品、家用电器走入人们的生活，这一切都大大地提高了人们的工作效率、改善了人们的生活，现在电器的发展趋势是智能化，这样会使人们使用起来更方便。智能化产品在各个领域都有出色的应用，所以我们打算研究的是红外控制台灯。虽然按键式的台灯还是台灯市场的主体。但是，现代电子技术的发展和人们的需求变化，已使传统的台灯感受到产品更新换代的威胁。智能型的电器产品渐渐进入人们的生活中。为完成本次设计，搜集和查阅资料是一个漫长但最重要的过程，获取个模块电路原理，然后经过讨论比较，结合课题要求，确定出一套最适合的方案。小组人员花费几天时间，通过图书馆和上网查阅资料，分别查阅到相应资料。经过商讨，结合现有资料，制定基本框架，并基本定出电路图。在protues软件里进行电路仿真，来验证电路的正确性。在进行电路仿真过程中碰到了很多问题，往往一开始电路仿真不出结果，这就需要找出问题所在，一般是先看电路原理图是否正确，是否画正确了，如果不是这块问题的话，就需要改变元件参数试一试。在这个过程中，还会碰到元件库里找不到自己要用的元件的情况，这个时侯可以找替代元件，通过这种方法来验证实验原理和电路的正确性。过程中，充分发挥主观能动性，将平时所学的理论知识和实际相结合，往往理论可行的东西，实际并不一定能出结果，这就需要解决问题，通过问老师或者查阅资料和分析问题来进行解决。经过以上各步工作，完成了本次设计。第3页2总体方案设计对本设计的实现，可以用不同的方案，下面就介绍以下两种方案对本设计的实现方法。并对两种方案进行选择。2.1方案比较方案一：图2.1方案一系统结构图本方案系统组成如图2.1所示：本方案主要是使用E18-D80NK-N反射式红外光电传感器和LM293比较器及继电器来实现的当人体进入其红外感应范围内就会做出反应并且使台灯亮，反之当人体超过其红外感应范围就会使台灯熄灭的设计。方案二：图2.2方案二系统结构图本方案系统组成如图2.2所示，主要由三部分组成：1)传感器及信号处理部分：检测人体辐射红外信号经过处理后变成可处理的数字信号2)以80C51组成的中央处理单元：处理信号并发出控制命令3)提醒电路及灯光控制电路：给出提醒信号并根据80C51给出的命令控制灯光整个系统是以80C51控制下工作的。其工作过程为：热释电红外传感器1探测比较远的距离，当人体进入到传感器1的控测范围内且光强较弱时，信号检测电路处理信号，并向单片机发送一个中断，80C51启动灯光控制电路，使灯慢慢变亮。当环境光比校弱时，且人体过于靠近桌面，热释电红外传感器2检测到信号，同时在热释电红外传感器1的控测范围内，信号处理电路同时热释电红外传感器1热释电红外传感器2信号处理电路80C51提醒电路灯光控制电路反射式红外光电传感器E18-D80NK-NLM293电压比较器三极管控制台灯亮\灭继电器第4页向80C51发送信号，80C51处理信号根据优先级顺序，屏蔽掉热释电红外传感器1的信号，启动延时电路，若在设定的时间内人未离开桌面，则启动灯光控制电路，使灯慢慢熄灭。当人体离开热释电红外传感器2的控测范围且在热释电红外传感器1的控测范围内时，灯光又慢慢变亮。方案三：本方案是使用TCRT5000红外对管和继电器来实现的对发现感应对象后而控制灯的亮与熄灭，其系统结构图已经工作原理与方案一类似。2.2方案论证与选择方案三是使用TCRT5000红外对管来实现的对发现感应对象后而控制灯的开关。方案二主要是以BISS0001和单片机组成的红外传感控制电路。并利用单片机对出现的不同的情况时编写不同的中断程序实现对灯光亮与灭的控制。方案一主要是使用E18-D80NK-N反射式红外光电传感器和LM293比较器及继电器等器件来实现的人体红外感应控制台灯，但在考虑设计和做实物方便的情况下，我选择的是用方案一来实现本次课题设计。第5页3单元模块设计本节主要介绍系统各单元模块的具体功能、电路结构、工作原理、以及各个单元模块之间的联接关系；同时本节也会对相关电路中的参数计算、元器件选择、以及核心器件进行必要说明。3.1各单元模块功能介绍及电路设计图3.1电路模块图3.1.1电源电路模块电源电路模块主要由降压电路、整流电路和稳压电路三个部分组成。电源电路模块主要功能为产生稳定输出的+5V电压，来作为其他模块的输入电源。在降压电路中，由变压器将220V交流电压转换为8-12V的交流电压，在通过整流电路中整流器的处理，将交流电压变为8-12V的直流电压。再通过由7805集成稳压器和电容组成的稳压电路的处理，产生输出稳定的+5V直流电压。电源电路的电路图如图3.2所示，这是一个输出正5V直流电压的稳压电源电路。C1、C4分别为输入端和输出端滤波电容。当输出电流较大时，7805应配上散热板。开关控制模块灯控制电路模块触发感应电路模块电源电路模块第6页图3.2+5V电源电路图3.1.2触发感应电路模块触发感应模块主要功能在于将人靠近台灯的动作通过红外感应器转化为电信号，进而实现机电转换。触发感应模块是整个红外台灯的控制的核心模块，其关键在于如何接收人靠近台灯动作的信号以及对这一信号的处理。在接收动作信号上，采用反射式红外感应器件作为动作信号的采集器。在实际生活中，通常当人靠近台灯1M范围内时，可以判断为要使用台灯。根据感应范围大小以及灵敏度的需求，选取红外感应器E18-D80NK-N来作为接收人靠台灯的信号的接收器；在对接收器输出信号的处理上，选取电压比较器LM293来作为处理器，当电压比较器LM293接收到红外感应器E18-D80NK-N发出的信号时，对信号进行处理，从而判断是否需要台灯亮灯，当信号达到亮灯要求，即人进入亮灯范围时，电压比较器LM293输出一高电平信号，该信号流入下一模块，驱动后续电路工作，从而台灯亮起。触发感应模块主要由红外感应器E18-D80NK-N和电压比较器LM293组成，当红外感应器探测到人靠近台灯时，立即做出响应，输出电信号至电压比较器，通过电压比较器判断人是否进入需要亮灯的范围，当进入亮灯范围时，电压比较器发出高电平信号