微波感應(yīng)開關(guān)電路設(shè)計.doc

數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計題目：微波感應(yīng)開關(guān)電路設(shè)計學(xué)院： 機電學(xué)院 班級： 10自動化（2）班 學(xué)號： 1222222 姓名： 1111111 指導(dǎo)老師： 曹456 景德鎮(zhèn)陶瓷學(xué)院數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計任務(wù)書班級： 10自動化（2）班 姓名： 12 指導(dǎo)教師：12 2013年01月01日設(shè)計題目：感應(yīng)開關(guān)電路的設(shè)計設(shè)計任務(wù)和要求用途：可用在走廊或樓梯的路燈，以及家用的燈具上。功能要求：做到人來等就自動亮，人一離開，經(jīng)過一定的時間延遲，燈才熄滅。設(shè)計成果設(shè)計說明書一份電路圖一份參考資料1 李萬臣.模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)實驗與課程設(shè)計M. 哈爾濱工程大學(xué)出版社，2010. 2 黃繼昌.實驗單元電路及其應(yīng)用M.人民郵電出版社，2008. 3 楊邦文.新型實用電路制作200例M.人民郵電出版社，2010. 4 閻石.數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ) M.第五版.北京：高等教育出版社，2009. 5 童詩白.模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)M.第四版. 高等教育出版社，2009.6 實用電子電路200例/張慶雙等編著.-北京：機械工業(yè)出版社，2003教研室主任簽字： 年 月 日目 錄1引言32 元件芯片選擇及整體電路工作原理分析32.1 方案論證32.1.1 電源32.1.2 檢測器32.1.3 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器42.1.4 自鎖器43元電路設(shè)計：元器件選擇及電路圖53.1電源電路53.2檢測電路53.3光控電路63.4單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器電路63.5自鎖電路73.6電路整體電路圖與工作原理介紹7小結(jié)9參考文獻9附錄.10引言隨著電子技術(shù)的飛速發(fā)展，電子新技術(shù)、新產(chǎn)品不斷的涌現(xiàn)。電子技術(shù)的廣泛應(yīng)用，促進了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，也豐富了人們的物質(zhì)生活。現(xiàn)代社會生活數(shù)字化越開越顯著，促使了數(shù)字電子技術(shù)的飛躍發(fā)展。對數(shù)字電子技術(shù)的學(xué)習(xí)與認知的需求也開始明顯，為了鞏固對課本數(shù)字電子技術(shù)知識到生活實踐應(yīng)用。本文選取數(shù)字電子技術(shù)一個生活中常用且比較簡單的數(shù)字電子技術(shù)應(yīng)用原理與電路元件進行簡略的講解。2 元件芯片選擇及整體電路工作原理分析2.1 方案論證根據(jù)微波感應(yīng)自動燈的原理，該設(shè)計電路由電源電路、檢測電路、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器電路、自鎖電路和雙向晶閘管VT，其流程圖如圖1所示。 電源電路檢測電路 光控電路單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)自鎖電路輸出控制電燈 圖 1 該電路由電源、檢測、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器、自鎖電路和雙向晶閘管VT的組成其具體選擇如下文。2.1.1 電源因為我們?nèi)粘Ｉ钫５碾妷菏?20V的交流電壓，所以要經(jīng)過壓降電容C1、電阻器R1、整流二極管VD、穩(wěn)壓二極管VS和濾波電容器C2整流整壓處理（圖見于下文電源電路 圖2）。2.1.2 檢測器檢測器由環(huán)形天線W、微波檢測專用集成電路TX982A IC組成。之所以選擇環(huán)形天線與TX982A IC芯片，因為檢測控制器使用直徑9厘米的微型環(huán)形天線作微波探測，其天線在軸線方向產(chǎn)生一個橢圓形半徑05（可調(diào)）空間微波戒備區(qū)，當(dāng)人體活動時其反應(yīng)的回波和微波感應(yīng)控制出發(fā)的原微波場（或頻率）相互干涉而發(fā)生變化，這一變化量經(jīng)TX982A進行檢測、放大、整形、多重比較以及延時處理后由導(dǎo)線輸出電壓控制信號。微波專用微處理器TX892A首先去除幅度大小的干擾信號只將一定強度的探測頻移信號轉(zhuǎn)化成寬度不同的等幅脈沖，電路指識別脈沖足夠?qū)挼膯误w信號，如人體、車輛其鑒別電路才被觸發(fā)，或者兩秒內(nèi)23，鑒寬電路也被觸發(fā)。人體微波感應(yīng)器，微波感應(yīng)器是以微波多普勒原理為基礎(chǔ)，平面型天線作感應(yīng)系統(tǒng)，以微處理器作控制的一種感應(yīng)器。TX982A微波探測器是以10.525GHz微波頻率發(fā)射、接收，整機關(guān)鍵元器件均為進口器件，方案設(shè)計、選擇器件均確保了產(chǎn)品可靠性。微波感應(yīng)器，人體微波感應(yīng)器產(chǎn)品功能特點：1.非接觸探測。2.傳感器不受溫度、濕度、噪聲、氣流、塵埃、光線等影響,適合惡劣環(huán)境。3.抗射頻干擾能力強。4.探測范圍10mm8m，可根據(jù)客戶要求調(diào)節(jié)。5.TX982A微波人體傳感器性能穩(wěn)定、壽命長。6.上電燈常亮10S延時，10S后正式進入工作狀態(tài)。7.調(diào)指示燈下的電位器，逆時針旋轉(zhuǎn)時靈敏度減弱，距離縮小，扭到底為關(guān)掉。順時針旋轉(zhuǎn)時靈敏度增加，距離增大，扭到底為桎機，靈敏度高。8.調(diào)板面上的撥動開關(guān)，可調(diào)正輸出脈沖的長度。（檢測電路圖見下文 圖3）2.1.3 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器由晶體管V1和時基集成電路NE555 IC芯片組成。因為時基集成電路能準確快速的對TX982A 檢測IC芯片的傳來的信號進行觸發(fā)。其特點上文檢測器中簡略說明（圖見于下文圖4）。2.1.4 自鎖器 自鎖器由晶體管V2及其外圍元件組成（其圖見于下文圖5）。3 單元電路設(shè)計：元器件選擇及電路圖3.1 電源電路電源電路由壓降電容器C1、電阻器R1、整流二極管VD、穩(wěn)壓二極管VS和濾波電容器C2等組成。電路連接見下圖2所示。圖23.2 檢測電路檢測電路選用環(huán)形天線W與IC芯片TWH9248，如圖3所示。檢測控制器使用直徑9厘米的微型環(huán)形天線作微波探測，其天線在軸線方向產(chǎn)生一個橢圓形半徑05（可調(diào)）空間微波戒備區(qū)，當(dāng)人體活動時其反應(yīng)的回波和微波感應(yīng)控制出發(fā)的原微波場（或頻率）相互干涉而發(fā)生變化，這一變化量經(jīng)TX982A進行檢測、放大、整形、多重比較以及延時處理后由導(dǎo)線輸出電壓控制信號。圖 3微波感應(yīng)控制器內(nèi)部環(huán)形天線和TX982A IC芯片組成一個工作頻率10.525GHz的微波振蕩器，環(huán)形天線既做發(fā)射天線也可接收有人體移動而反射的回波。內(nèi)部微波三極管的半導(dǎo)體PN結(jié)混頻后差拍檢出微弱的頻移信號（既檢測到人體的移動信號），微波專用微處理器TX892A首先去除幅度大小的干擾信號只將一定強度的探測頻移信號轉(zhuǎn)化成寬度不同的等幅脈沖，電路指識別脈沖足夠?qū)挼膯误w信號，如人體、車輛其鑒別電路才被觸發(fā)，或者兩秒內(nèi)23，鑒寬電路也被觸發(fā)。人體微波感應(yīng)器，微波感應(yīng)器是以微波多普勒原理為基礎(chǔ)，環(huán)形型天線作感應(yīng)系統(tǒng)，以微處理器作控制的一種感應(yīng)器。TX982A微波探測器是以10.525GHz微波頻率發(fā)射、接收，整機關(guān)鍵元器件均為進口器件，方案設(shè)計、選擇器件均確保了產(chǎn)品可靠性。3.3 光控電路光控電路由光敏電阻RG、分壓電阻器R4及IC1內(nèi)電路組成如圖4所示。圖43.4單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器電路單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器電路由晶體管V1和時基集成電路NE555 IC芯片組成，如圖5所示。 微波通過天線發(fā)射與接收信號經(jīng)過微波處理器TX982A 芯片處理過的脈沖信號在經(jīng)過三級管放大后傳達個NE555基時芯片觸發(fā)。圖 5NE555 IC2芯片的內(nèi)部結(jié)構(gòu)簡單介紹（圖6所示 網(wǎng)絡(luò)截圖），集成電路的框圖及工作原理NE555 集成電路開始是作定時器應(yīng)用的，所以叫做NE555 定時器。但后來經(jīng)過開發(fā)，它除了作定時延時控制外，還可用于調(diào)光、調(diào)溫、調(diào)壓、調(diào)速等多種控制及計量檢測。此外，還可以組成脈沖振蕩、單穩(wěn)、雙穩(wěn)和脈沖調(diào)制電路，用于交流信號源、電源變換、頻率變換、脈沖調(diào)制等。由于它工作可靠、使用方便、價格低廉，目前被廣泛用于各種電子產(chǎn)品中，555 集成電路內(nèi)部有幾十個元器件，有分壓器、比較器、基本R-S 觸發(fā)器、放電管以及緩沖器等，電路比較復(fù)雜，是模擬電路和數(shù)字電路的混合體，如圖3所示。 圖 63.5 自鎖電路自鎖電路有晶體管V2及其外圍元件組成，如圖7所示。 圖 7在夜晚，若有人進入微波傳感監(jiān)控范圍內(nèi)時，則環(huán)形天線W講將接收到微波反射信號，該信號經(jīng)IC1處理后，使V1截止，IC2的四輸出高電平，其內(nèi)部的單穩(wěn)態(tài)電路受觸發(fā)而翻轉(zhuǎn)，有由穩(wěn)態(tài)變暫穩(wěn)態(tài)，IC2的3變?yōu)楦唠娖?，使VT導(dǎo)通，照明燈EL點亮。同時V2葉導(dǎo)通，使IC2的2腳為低電平。當(dāng)人離開監(jiān)控范圍后，V1導(dǎo)通，IC2由暫穩(wěn)態(tài)恢復(fù)為穩(wěn)態(tài)，其3腳輸出低電平，使V2和VT均截止，照明燈EL熄滅。3.6電路整體電路圖與工作原理介紹 電路的工作原理：該微波傳感自動燈由電源電路、檢測電路、光控電路單穩(wěn)態(tài)電路、自鎖電路和雙向晶閘管VT等組成，如圖8所示。 圖 8電源電路由壓降電容C1、電阻器R1、整流二極管VD、穩(wěn)壓二極管VS和濾波電容C2等組成。檢測電路由環(huán)形天線W、微波檢測專用集成IC1組成。光控電路由光敏電阻RG、分壓電阻R4及IC1內(nèi)電路組成。單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器由V1和時基集成電路IC2組成。自鎖電路由晶體管V2及其外圍元件組成。220V交流電壓經(jīng)C1降壓、VS穩(wěn)壓、VD整流及C2濾波后，產(chǎn)生12V左右的直流電壓，供給IC1、IC2和V1等。在無人進走廊或門廳額微波監(jiān)控范圍內(nèi)時，環(huán)形天線W向外發(fā)射微波信號，此時V1因基極有高電平輸入而導(dǎo)通，使IC2的4腳變?yōu)榈碗娖剑琁C2內(nèi)部的單穩(wěn)態(tài)電路為穩(wěn)態(tài)，其3腳輸出低電平，V2和VT均截止，照明燈EL不亮。，在夜晚，若有人進入微波傳感監(jiān)控范圍內(nèi)時，則環(huán)形天線W講將接收到微波反射信號，該信號經(jīng)IC1處理后，使V1截止，IC2的四輸出高電平，其內(nèi)部的單穩(wěn)態(tài)電路受觸發(fā)而翻轉(zhuǎn)，有由穩(wěn)態(tài)變暫穩(wěn)態(tài)，IC2的3變?yōu)楦唠娖?，使VT導(dǎo)通，照明燈EL點亮。同時V2葉導(dǎo)通，使IC2的2腳為低電平。當(dāng)人離開監(jiān)控范圍后，V1導(dǎo)通，IC2由暫穩(wěn)態(tài)恢復(fù)為穩(wěn)態(tài)，其3腳輸出低電平，使V2和VT均截止，照明燈EL熄滅。在白天，光敏電阻器RG的阻值變小，使IC2的2腳為高電平（高于閾值VCC/3），IC2處于恒穩(wěn)態(tài)。此時不管V1是否導(dǎo)通，IC2的3腳均輸出恒定的低電平。元器件選擇IC1選用TX982A微波檢測專用集成電路；IC2選用NE555時基集成電路。V1、V2均選用S9018硅NPN型晶體管。VT選用BCR97A6雙向晶閘管。VD選用1N4007硅整流二極管；VS選用1W、12V穩(wěn)壓二極管，例如N4742等型號。R1選用耐壓值1/2W碳膜電阻器R2R6選用1W、碳膜電阻器。C1選用耐壓值400V的滌綸電容器；C2選用耐壓值為50V的電解電容器；C3選用耐壓值為16V的電解電容器。心得小結(jié)：通過這次對微波自動燈設(shè)計，了解設(shè)計電路的程序。在運用的過程中讓我深度的了解到了自己的很多的不足，對課本知識的掌握與應(yīng)用很是勉強，有些甚至“一塌糊涂”來形容也不為過。當(dāng)然收獲也頗多讓自己對元器件如何更合理的運用到實踐中，更能節(jié)省能源與經(jīng)濟。課本的知識有很多的不足，因為每個作者都有自己不足的地方，多查找相關(guān)的資料找出更合理適合的簡單設(shè)計。雖然自己的不一定很好但是一定適合自己，在設(shè)計與找資料與設(shè)計課題的過程中我不得不對那些造出元器件的發(fā)明家崇敬，當(dāng)然巧妙的運用元器件的人同樣令人敬佩，比如二級管，晶體管BJT等，一個小小器件有令人贊嘆用途，我們生活已與它們分不開了。在查找資料的過程中整流，濾波的電路連接不斷的改進，讓我深刻明白的沒有最好的只更好。由于本人的知識很大不足，設(shè)計課題簡單可能有好多的疏漏謝謝觀看，謝謝諒解。也讓我了解了關(guān)于微波自動燈設(shè)計的原理及設(shè)計理念。通過這次學(xué)習(xí)，讓我對各種電路都有了大概的了解。通過大量的翻閱資料及廣泛的調(diào)查研究， 廣開思路，反復(fù)思考，作出了合理的設(shè)計并在此次設(shè)計過程中，對課本相關(guān)知識進行了復(fù)習(xí)做到了學(xué)以致用，通過團體合作，加深了我們同學(xué)間的友誼，共同提高了我們發(fā)現(xiàn)提出分析解決問題的能力，并通過對實驗數(shù)據(jù)的計算作了合理的推理論證，在設(shè)計過程中我們綜合利用所學(xué)理論知識，不斷的完善提高了我們主動學(xué)習(xí)，主動發(fā)現(xiàn)，探索分析解決問題的能力，為進行良好的獨立工作習(xí)慣，科學(xué)素質(zhì)的培養(yǎng)，以及以后參加科學(xué)研究工作打下了良好的基礎(chǔ)。研究工作打下了良好的基礎(chǔ)。參考文獻1 李萬臣.模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)實驗與課程設(shè)計M. 哈爾濱工程大學(xué)出版社，2010. 2 黃繼昌.實驗單元電路及其應(yīng)用M.人民郵電出版社，2008. 3 楊邦文.新型實用電路制作200例M.人民郵電出版社，2010. 4 閻石.數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ) M.第五版.北京：高等教