畢業(yè)設(shè)計(jì)論文基于PLC的電梯控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、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(hào)： 系 部： 自動(dòng)化與信息工程系 專(zhuān) 業(yè)： 應(yīng)用電子技術(shù) 論文題目：紅外線光控水龍頭 專(zhuān) 題： （空） 指導(dǎo)教師： 謝廣坤 職 稱(chēng)： 高級(jí)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(jì)（論文）任務(wù)書(shū)專(zhuān)業(yè)年級(jí) 應(yīng)用電子091 學(xué)生姓名 周通 任務(wù)下達(dá)日期： 2012 年 3 月 10 日設(shè)計(jì)（論文）日期：2012年 3月 10日至 2012年6月15 日設(shè)計(jì)（論文）題目： 紅外線光控水龍頭 設(shè)計(jì)（論文）專(zhuān)題題目： 設(shè)計(jì)（論文）主要內(nèi)容和要求：1 課程設(shè)計(jì)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(hào)并控制電磁閥

2、與電源接通與斷開(kāi)3.實(shí)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(jì)(論文)指導(dǎo)教師評(píng)閱任務(wù)書(shū)指導(dǎo)教師評(píng)語(yǔ)（基礎(chǔ)理論及基本技能的掌握；獨(dú)立解決實(shí)際問(wèn)題的能力；研究?jī)?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(diǎn)；工作態(tài)度及工作量；總體評(píng)價(jià)及建議成績(jī)；存在問(wèn)題；是否同意答辯等）：建議成績(jī)： 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(jì)(論文)答辯及綜合成績(jī)專(zhuān)業(yè)年級(jí) 應(yīng)用電子091 學(xué)生姓名 周通 說(shuō)明書(shū)頁(yè) 圖紙 張 其它材料 答 辯 情 況提 出 問(wèn) 題回 答 問(wèn) 題正 確基本正確有一般性錯(cuò)誤有原則性錯(cuò)誤沒(méi)有回答答辯委員會(huì)評(píng)語(yǔ)及建

3、議成績(jī)：答辯委員會(huì)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(jì)自動(dòng)水龍頭的原理及設(shè)計(jì)方案。電路設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，使用方便，同時(shí)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(lái)不是特別方便，而且很浪費(fèi)水資源。在這個(gè)基礎(chǔ)上，我設(shè)計(jì)了自動(dòng)供水電路。不僅可以節(jié)約用水，而且外形美觀，使用起來(lái)也很方便。紅外線控制自動(dòng)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(shí)，自動(dòng)產(chǎn)生控制信號(hào)，繼電器動(dòng)作，使電磁閥得電吸合從而自動(dòng)打開(kāi)水源；反之則自動(dòng)關(guān)閉水源。關(guān)鍵詞：傳感器；自動(dòng)控制；紅外；38khz方波；洗手器；水龍頭。目 錄1系

4、統(tǒng)框圖、方案論證及選擇11.1總體設(shè)計(jì)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(jì)、參數(shù)計(jì)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(lái)水開(kāi)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(huì)11參考文獻(xiàn)121系統(tǒng)框圖、方案論證及選擇1.1 總體設(shè)計(jì)思路紅外自動(dòng)水龍頭開(kāi)關(guān)控制電路的總體框圖如圖1-1所示：圖1-1 紅外自動(dòng)水龍頭開(kāi)關(guān)控制電路的總體框圖紅外自動(dòng)水龍頭開(kāi)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(dòng)水龍頭開(kāi)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

5、發(fā)光二極管發(fā)射光脈沖，從而實(shí)現(xiàn)電路對(duì)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(lái)的光脈沖，并且將光脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，同時(shí)對(duì)其進(jìn)行放大。自動(dòng)水龍頭開(kāi)關(guān)電路的功能是利用電磁閥作為自動(dòng)水龍頭的開(kāi)關(guān)，從而可以通過(guò)電信號(hào)對(duì)自來(lái)水進(jìn)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(mén)構(gòu)成 圖 1-2 ：四與非門(mén)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(mén)74ls00內(nèi)部的與非門(mén)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(mén)d3、d4組成。

6、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(gè)反向并聯(lián)二極管d1、d2正向電阻的非線性特性來(lái)實(shí)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(guò)調(diào)整電位器rp調(diào)節(jié)負(fù)反饋的強(qiáng)弱，使電路起振，進(jìn)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(shí)器構(gòu)成1-2-3 555定時(shí)器紅外發(fā)射電路由時(shí)基集

7、成電路icol、紅外發(fā)光二極管vl、電源開(kāi)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(shí)振蕩頻率受電源的溫度變化的影響較小。故只需通過(guò)調(diào)節(jié)r1的阻值來(lái)改變f來(lái)使其為1hz的秒脈沖信號(hào)，作為閘門(mén)信號(hào)。方案的選擇：三個(gè)方案都比較簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)。但由于前兩個(gè)方案產(chǎn)生的發(fā)射波與方案三比較起來(lái)，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(jìn)行接收解調(diào)，但由于此元器件較難購(gòu)買(mǎi)，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(shí)驗(yàn)過(guò)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，

8、只產(chǎn)生一個(gè)脈沖，會(huì)變化兩次，不滿足使繼電器及電磁閥持續(xù)打開(kāi)的要求。方案二：用cx20106a集成電路構(gòu)成cx20106a(國(guó)內(nèi)同類(lèi)產(chǎn)品型號(hào)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(hào)接收器ic相同或相似,故可用來(lái)代換多種型號(hào)的遙控信號(hào)接收集成電路。本文擬對(duì)cxzo106a集成塊作一簡(jiǎn)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(hào)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(lái)完成遙控信前里放

9、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(hào)時(shí),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(lái)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(shí)驗(yàn)中接入后發(fā)現(xiàn)，此芯片工作時(shí)，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(hào)放大并輸出驅(qū)動(dòng)繼電器，在試驗(yàn)中獲得成功。由于前兩個(gè)方案都存在些許問(wèn)題，方案三簡(jiǎn)單又滿足需要，故選方案三。1.4 自

10、來(lái)水開(kāi)關(guān)電路方案：接受電路控制繼電器的開(kāi)關(guān)，進(jìn)而控制電磁閥的開(kāi)關(guān)來(lái)控制水龍頭的開(kāi)關(guān)。2單元電路設(shè)計(jì)、參數(shù)計(jì)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(guò)調(diào)節(jié)r1、r2、c1的大小來(lái)調(diào)節(jié)出所需頻率。由多諧振蕩器產(chǎn)生的脈沖信號(hào)由3腳輸出，通過(guò)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(hào)。 多諧振蕩器通過(guò)改變r(jià)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-

11、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(hào)通過(guò)c3耦合到放大電路的第一級(jí)，vt1與r7組成電壓負(fù)反饋放大電器，由vt1放大后的信號(hào)通過(guò)c4耦合到vt2作為進(jìn)一步放大。2.3自來(lái)水開(kāi)關(guān)電路2-3-1自來(lái)水開(kāi)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(jiǎn)述本方案采取555多諧振蕩器產(chǎn)生38khz的方波來(lái)經(jīng)過(guò)放大電路驅(qū)動(dòng)紅外發(fā)射管發(fā)射紅外。接收部分采用兩個(gè)三極管來(lái)對(duì)紅外接受管接收到的信號(hào)進(jìn)行放大，然后驅(qū)動(dòng)繼電器來(lái)控制電磁閥，進(jìn)而控制電磁閥的開(kāi)關(guān)。心得體會(huì) 通過(guò)本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我感

12、受到過(guò)程是艱辛同時(shí)又充滿樂(lè)趣的。時(shí)至今日，幾個(gè)禮拜的畢業(yè)設(shè)計(jì)終于可以畫(huà)上一個(gè)句號(hào)了，但是現(xiàn)在回想起來(lái)做畢業(yè)設(shè)計(jì)的整個(gè)過(guò)程，頗有心得，其中有苦也有甜，不過(guò)樂(lè)趣盡在其中呀！沒(méi)有接受任務(wù)以前覺(jué)得畢業(yè)設(shè)計(jì)只是對(duì)這幾年來(lái)所學(xué)知識(shí)的單純總結(jié)，但是通過(guò)這次做畢業(yè)設(shè)計(jì)發(fā)現(xiàn)自己的看法有點(diǎn)太片面、太偏激了。畢業(yè)設(shè)計(jì)不僅是對(duì)前面所學(xué)知識(shí)的一種檢驗(yàn)，而且也是對(duì)自己能力的一種提高。下面我對(duì)整個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)的過(guò)程做一下簡(jiǎn)單的總結(jié)。 第一，接到任務(wù)以后進(jìn)行選題。選題是畢業(yè)設(shè)計(jì)的開(kāi)端，選擇恰當(dāng)?shù)?、感興趣的題目，這對(duì)于整個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)是否能夠順利進(jìn)行關(guān)系極大。好比走路，這開(kāi)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

13、，就可能走許多彎路、費(fèi)許多周折，甚至南轅北轍，難以到達(dá)目的地；因此選題時(shí)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(jì)的前期準(zhǔn)備工作，好的開(kāi)端就相當(dāng)于成功了一半，到圖書(shū)館、書(shū)店、資料室去雖說(shuō)是比較原始的方式，但也有可取之處的?？傊?，不管通過(guò)哪種方式查的資料都是有利用價(jià)值的，要一一記錄下來(lái)以備后用。 第三，通過(guò)上面的過(guò)程，已經(jīng)積累了不少資料，對(duì)所選的題目也大概有了一些了解，這一步就是在這樣一個(gè)基礎(chǔ)上，綜合已有的資料來(lái)更透徹的分析題目。 第四，有了研究方向，就應(yīng)該動(dòng)手實(shí)現(xiàn)了。其實(shí)以前的三步都是為這一步作的鋪墊。 編寫(xiě)的時(shí)候最好是編寫(xiě)一個(gè)小模塊就進(jìn)行調(diào)試，這樣可以避免設(shè)計(jì)的最后出

14、現(xiàn)太多的錯(cuò)誤而亂成一團(tuán)糟。一步步地做下去之后，你會(huì)發(fā)現(xiàn)要做出來(lái)并不難，只不過(guò)每每做一會(huì)兒會(huì)發(fā)現(xiàn)一處錯(cuò)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(huì)的還是學(xué)不會(huì)的的確覺(jué)得困難比較多，真是萬(wàn)事開(kāi)頭難，不知道如何入手。還得出一個(gè)結(jié)論：知識(shí)必須通過(guò)應(yīng)用才能實(shí)現(xiàn)其價(jià)值！有些東西以為學(xué)會(huì)了，但真正到用的時(shí)候才發(fā)現(xiàn)是兩回事，所以我認(rèn)為只有到真正會(huì)用的時(shí)候才是真的學(xué)會(huì)了。 在此要感謝我的指導(dǎo)老師謝老師對(duì)我悉心的指導(dǎo)，感謝謝老師給我這樣的機(jī)會(huì)鍛煉。在整個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中我懂得了許多東西，也培養(yǎng)了我獨(dú)立工作的能力，樹(shù)立了對(duì)自己工作能力的信心，相信會(huì)對(duì)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

15、了動(dòng)手的能力，使我充分體會(huì)到了在創(chuàng)造過(guò)程中的探索的艱難和成功的喜悅。雖然這個(gè)項(xiàng)目還不是很完善，但是在設(shè)計(jì)過(guò)程中所學(xué)到的東西是這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的最大收獲和財(cái)富，使我終身受益。使我在以后的工作崗位中能自己動(dòng)手和自己去想象，把自己的想法和實(shí)踐結(jié)合在一起，我還是相信沒(méi)有付出就沒(méi)有回報(bào)這句話。參考文獻(xiàn)：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(jì)與制板 protel 99se 入門(mén)與提高. 北京：人民郵電出版社，2007，7 5