畢業(yè)設(shè)計論文_基于PLC的電梯控制系統(tǒng)設(shè)計.doc

安徽礦業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 姓 名： 周通 學(xué) 號： 系 部： 自動化與信息工程系 專 業(yè)： 應(yīng)用電子技術(shù) 論文題目：紅外線光控水龍頭 專 題： （空） 指導(dǎo)教師： 謝廣坤 職 稱： 高級講師 二o一二年 六 月 安徽礦業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書專業(yè)年級 應(yīng)用電子091 學(xué)生姓名 周通 任務(wù)下達日期： 2012 年 3 月 10 日設(shè)計（論文）日期：2012年 3月 10日至 2012年6月15 日設(shè)計（論文）題目： 紅外線光控水龍頭 設(shè)計（論文）專題題目： 設(shè)計（論文）主要內(nèi)容和要求：1 課程設(shè)計任務(wù)及要求1.構(gòu)建紅外反射式感應(yīng)電路2.利用tsop1838解調(diào)紅外信號并控制電磁閥與電源接通與斷開3.實現(xiàn)如下功能：當(dāng)人手接近水龍頭，產(chǎn)生紅外發(fā)射，電磁閥電源接通。指導(dǎo)教師簽字：安徽礦業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(論文)指導(dǎo)教師評閱任務(wù)書指導(dǎo)教師評語（基礎(chǔ)理論及基本技能的掌握；獨立解決實際問題的能力；研究內(nèi)容的理論依據(jù)和技術(shù)方法；取得的主要成果及創(chuàng)新點；工作態(tài)度及工作量；總體評價及建議成績；存在問題；是否同意答辯等）：建議成績： 指導(dǎo)教師簽字： 年 月 日安徽礦業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(論文)答辯及綜合成績專業(yè)年級 應(yīng)用電子091 學(xué)生姓名 周通 說明書頁 圖紙 張 其它材料 答 辯 情 況提 出 問 題回 答 問 題正 確基本正確有一般性錯誤有原則性錯誤沒有回答答辯委員會評語及建議成績：答辯委員會主任簽字： 年 月 日摘 要本論文介紹了利用紅外發(fā)射與接收電路設(shè)計自動水龍頭的原理及設(shè)計方案。電路設(shè)計簡單，使用方便，同時更利于節(jié)能，“節(jié)能降耗”是我們追求的目標(biāo)。傳統(tǒng)的水龍頭、衛(wèi)生間供水等設(shè)施，使用起來不是特別方便，而且很浪費水資源。在這個基礎(chǔ)上，我設(shè)計了自動供水電路。不僅可以節(jié)約用水，而且外形美觀，使用起來也很方便。紅外線控制自動水龍頭由紅外發(fā)射電路、紅外接收放大電路、控制電路、電磁閥、電源等組成。當(dāng)人或事物靠近時，自動產(chǎn)生控制信號，繼電器動作，使電磁閥得電吸合從而自動打開水源；反之則自動關(guān)閉水源。關(guān)鍵詞：傳感器；自動控制；紅外；38khz方波；洗手器；水龍頭。目 錄1系統(tǒng)框圖、方案論證及選擇11.1總體設(shè)計思路11.2紅外線發(fā)射電路選擇11.3 紅外線接收電路選擇31. 4 紅外線接收電路選擇62單元電路設(shè)計、參數(shù)計算及器件選擇62.1 紅外線發(fā)射電路62.2 紅外線接收電路82.3 自來水開關(guān)電路83全局電路圖及工作原理93.1 電路圖93.2 工作原理10心得體會11參考文獻12安徽礦業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院2012屆畢業(yè)設(shè)計（論文）1系統(tǒng)框圖、方案論證及選擇1.1 總體設(shè)計思路紅外自動水龍頭開關(guān)控制電路的總體框圖如圖1-1所示：圖1-1 紅外自動水龍頭開關(guān)控制電路的總體框圖紅外自動水龍頭開關(guān)控制電路是由紅外線發(fā)射電路、紅外線接收電路、自動水龍頭開關(guān)電路和電源電路4部分構(gòu)成的。紅外線發(fā)射電路的功能是利用紅外線發(fā)光二極管發(fā)射光脈沖，從而實現(xiàn)電路對人體或物體的感應(yīng)。紅外線接收電路功能是利用光敏元件接收發(fā)射出來的光脈沖，并且將光脈沖信號轉(zhuǎn)化為電信號，同時對其進行放大。自動水龍頭開關(guān)電路的功能是利用電磁閥作為自動水龍頭的開關(guān)，從而可以通過電信號對自來水進行控制。電源電路的功能是為上述所有電路提供直流電源。1.2 紅外線發(fā)射電路選擇方案一：用四與非門構(gòu)成 圖 1-2 ：四與非門電源電路由電池gb和濾波電容器c3、c4組成。 控制電路由控制按鈕s和電阻器rl、電容器cl組成。38khz載波振蕩器由四與非門74ls00內(nèi)部的與非門dl、d2和電阻器r2、電容器c2組成。緩沖器由ico內(nèi)部的與非門d3、d4組成。紅外發(fā)射電路由晶體管vl、紅外發(fā)光二極管vll和電阻器r3組成。方案二：用lm741rc文氏電橋振蕩電路構(gòu)成 圖 1-3 lm741rc文氏電橋振蕩電路rc文氏電橋振蕩器電路如圖2.2.2所示。其中rc串并聯(lián)電路兼作選頻網(wǎng)絡(luò)和正反饋網(wǎng)絡(luò)，它決定了振蕩頻率f0；r1、rp、r2和二極管d1、d2構(gòu)成負(fù)反饋網(wǎng)絡(luò)，并利用兩個反向并聯(lián)二極管d1、d2正向電阻的非線性特性來實現(xiàn)穩(wěn)幅。調(diào)節(jié)電位器rp，可以改變負(fù)反饋深度，以滿足振蕩的振幅條件和改善波形。通過調(diào)整電位器rp調(diào)節(jié)負(fù)反饋的強弱，使電路起振，進一步調(diào)節(jié)直到得到理想的振蕩波形輸出。方案三：用555定時器構(gòu)成1-2-3 555定時器紅外發(fā)射電路由時基集成電路icol、紅外發(fā)光二極管vl、電源開關(guān)s、電阻器rol-r03和電容器col-c03組成。由于555內(nèi)部比較器靈敏度較高，而且采用差分電路形式，這時振蕩頻率受電源的溫度變化的影響較小。故只需通過調(diào)節(jié)r1的阻值來改變f來使其為1hz的秒脈沖信號，作為閘門信號。方案的選擇：三個方案都比較簡單，易于實現(xiàn)。但由于前兩個方案產(chǎn)生的發(fā)射波與方案三比較起來，穩(wěn)定性不夠，于是選擇方案三。1.3 紅外線接收電路選擇課設(shè)要求用tosp1838進行接收解調(diào)，但由于此元器件較難購買，所以另選方案。方案一：vs1838 圖 1-4紅外線接收電路選擇由于在實驗過程中發(fā)現(xiàn)，此接受管為脈沖型，在持續(xù)收到紅外線的情況下，只產(chǎn)生一個脈沖，會變化兩次，不滿足使繼電器及電磁閥持續(xù)打開的要求。方案二：用cx20106a集成電路構(gòu)成cx20106a(國內(nèi)同類產(chǎn)品型號為i)zolo6a)是1本索尼公司生產(chǎn)的在紅外遙控系統(tǒng)中作接收預(yù)放用的雙極型集成電路。它還可廣泛用于視頻系統(tǒng)、家用電器遙控電路以及通信系統(tǒng)等。這種ic性能優(yōu)越,封裝形式及體積與許多遙控信號接收器ic相同或相似,故可用來代換多種型號的遙控信號接收集成電路。本文擬對cxzo106a集成塊作一簡要介紹,然后另文介紹用其代換其它ic的方法。 cxzolo6a的內(nèi)電路方框圖及信號流向如圖1所示,其典型應(yīng)用電路圖如圖2.3.2所示。cxzolo6a可用來完成遙控信前里放大器限幅放大器鼻烹帶通診波器 b。p。f檢波器和比較器積分器施密特比較器八豐牛止了5v蕊井幾瓜至指令信號時,典型功耗僅gmw);(2)帶通濾波器bpf集成在ic內(nèi)部(頻率范圍為3okh:一6okhz),濾波特性可由ic腳與電源間所接電阻的阻值來決定,避免了調(diào)整l的麻煩。 1-3-2芯片內(nèi)部結(jié)構(gòu)及功能框圖 1-3-3 cx20106a應(yīng)用電路圖 在實驗中接入后發(fā)現(xiàn)，此芯片工作時，輸出不穩(wěn)定，故舍棄。方案三：紅外管基本接收電路1-3-4紅外管基本接收電路此方案采用直接將紅外接受管的信號放大并輸出驅(qū)動繼電器，在試驗中獲得成功。由于前兩個方案都存在些許問題，方案三簡單又滿足需要，故選方案三。1.4 自來水開關(guān)電路方案：接受電路控制繼電器的開關(guān)，進而控制電磁閥的開關(guān)來控制水龍頭的開關(guān)。2單元電路設(shè)計、參數(shù)計算及器件選擇2.1 紅外線發(fā)射電路紅外線發(fā)射器是由lm555電路組成的多諧振蕩器，其震蕩頻率由r1、r2、c1決定，我們可以通過調(diào)節(jié)r1、r2、c1的大小來調(diào)節(jié)出所需頻率。由多諧振蕩器產(chǎn)生的脈沖信號由3腳輸出，通過紅外線發(fā)射管se303向外發(fā)射紅外線，從而產(chǎn)生紅外線信號。 多諧振蕩器通過改變r和c的參數(shù)即可改變震蕩頻率。ttw1+tw2, tw1=0.7(r1+r2)c, tw2=0.7r2c2-1-1紅外線發(fā)射電路仿真電路圖及仿真波形2-2-2仿真電路圖及仿真波形2.2紅外線接收電路2-3-1紅外線接收電路紅外線放大器由紅外線接收器ph302和晶體管vt1、vt2組成的電壓放大器。紅外線接收器將接收到的信號通過c3耦合到放大電路的第一級，vt1與r7組成電壓負(fù)反饋放大電器，由vt1放大后的信號通過c4耦合到vt2作為進一步放大。2.3自來水開關(guān)電路2-3-1自來水開關(guān)電路3全局電路圖及工作原理3.1 全局電路原理圖3-1-1全局電路圖3.2 工作原理簡述本方案采取555多諧振蕩器產(chǎn)生38khz的方波來經(jīng)過放大電路驅(qū)動紅外發(fā)射管發(fā)射紅外。接收部分采用兩個三極管來對紅外接受管接收到的信號進行放大，然后驅(qū)動繼電器來控制電磁閥，進而控制電磁閥的開關(guān)。心得體會 通過本次畢業(yè)設(shè)計，使我感受到過程是艱辛同時又充滿樂趣的。時至今日，幾個禮拜的畢業(yè)設(shè)計終于可以畫上一個句號了，但是現(xiàn)在回想起來做畢業(yè)設(shè)計的整個過程，頗有心得，其中有苦也有甜，不過樂趣盡在其中呀！沒有接受任務(wù)以前覺得畢業(yè)設(shè)計只是對這幾年來所學(xué)知識的單純總結(jié)，但是通過這次做畢業(yè)設(shè)計發(fā)現(xiàn)自己的看法有點太片面、太偏激了。畢業(yè)設(shè)計不僅是對前面所學(xué)知識的一種檢驗，而且也是對自己能力的一種提高。下面我對整個畢業(yè)設(shè)計的過程做一下簡單的總結(jié)。 第一，接到任務(wù)以后進行選題。選題是畢業(yè)設(shè)計的開端，選擇恰當(dāng)?shù)?、感興趣的題目，這對于整個畢業(yè)設(shè)計是否能夠順利進行關(guān)系極大。好比走路，這開始的第一步是具有決定意義的，第一步邁向何方，需要慎重考慮。否則，就可能走許多彎路、費許多周折，甚至南轅北轍，難以到達目的地；因此選題時一定要考慮好了。 第二，題目確定后就是找資料了。查資料是做畢業(yè)設(shè)計的前期準(zhǔn)備工作，好的開端就相當(dāng)于成功了一半，到圖書館、書店、資料室去雖說是比較原始的方式，但也有可取之處的?？傊?，不管通過哪種方式查的資料都是有利用價值的，要一一記錄下來以備后用。 第三，通過上面的過程，已經(jīng)積累了不少資料，對所選的題目也大概有了一些了解，這一步就是在這樣一個基礎(chǔ)上，綜合已有的資料來更透徹的分析題目。 第四，有了研究方向，就應(yīng)該動手實現(xiàn)了。其實以前的三步都是為這一步作的鋪墊。 編寫的時候最好是編寫一個小模塊就進行調(diào)試，這樣可以避免設(shè)計的最后出現(xiàn)太多的錯誤而亂成一團糟。一步步地做下去之后，你會發(fā)現(xiàn)要做出來并不難，只不過每每做一會兒會發(fā)現(xiàn)一處錯誤要修改，就這樣在不斷的修改調(diào)試，再修改再調(diào)試。 總之，不管學(xué)會的還是學(xué)不會的的確覺得困難比較多，真是萬事開頭難，不知道如何入手。還得出一個結(jié)論：知識必須通過應(yīng)用才能實現(xiàn)其價值！有些東西以為學(xué)會了，但真正到用的時候才發(fā)現(xiàn)是兩回事，所以我認(rèn)為只有到真正會用的時候才是真的學(xué)會了。 在此要感謝我的指導(dǎo)老師謝老師對我悉心的指導(dǎo)，感謝謝老師給我這樣的機會鍛煉。在整個畢業(yè)設(shè)計過程中我懂得了許多東西，也培養(yǎng)了我獨立工作的能力，樹立了對自己工作能力的信心，相信會對今后的學(xué)習(xí)工作生活有非常重要的影響。而且大大提高了動手的能力，使我充分體會到了在創(chuàng)造過程中的探索的艱難和成功的喜悅。雖然這個項目還不是很完善，但是在設(shè)計過程中所學(xué)到的東西是這次畢業(yè)設(shè)計的最大收獲和財富，使我終身受益。使我在以后的工作崗位中能自己動手和自己去想象，把自己的想法和實踐結(jié)合在一起，我還是相信沒有付出就沒有回報這句話。參考文獻：1康華光主編.電子技術(shù)基礎(chǔ)（模擬部分）（第五版）.北京.高等教育出版社.1999年。2康華光主編.電子技術(shù)基礎(chǔ)（數(shù)字部分）（第三版）.北京.高等教育出版社.1988年。3周良權(quán)，傅恩錫，李世馨. 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)（第3版）. 北京： 高等教育出版社，2005，6 4 張瑾，張偉，張立寶. 電路設(shè)計與制板 protel 99se 入門與提高. 北京：人民郵電出版社，2007，7 5 孫津