红外探测迎宾装置电路设计方案

本文由prettystony贡献

doc文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看。

红外探测迎宾装置电路设计

摘

要

本装置主要由高灵敏度人体传感电路、任意分段功能的数码话音集成电路[1]和发声电路等组成，能自动感应客人的到来，发出迎宾语。例如：来客人时，本装置可以发出“您好!欢迎光临”，客人走时，它就会说“欢迎您下次光临”等语音内容，所以本装置完全可以代替迎宾小姐 24 小时的工作。在此语音迎宾装置机箱内置有由红外探测头、定时控制电路，迎客语音电路、降压整流电路设计出简单的红外探测迎宾装置。具有灵敏度可调，抗电磁波干扰能力强，体积小，结构简单等特点，能够进行分段录放音，语音内容可以根据需要进行改变，外部音频输入信号可通过本装置控制外接彩色串灯等负载发光闪烁等优点。

关键字：红外探测，时基电路，灵敏度，集成电路

Infrared detection device circuit design welcomeguests

Abstract

This installment mainly by willfully partitions the function digital voice integrated circuit[1], the high sensitivity human body sensing circuit and the sound production electric circuit and so on is composed, can the auto-induction visitor's arrival, send out you to want to say any welcomes the object. For example: When comes the visitor, this equipment may send out “hello! Welcome the presence”, the visitor is in luck, it will say that “will welcome your next time presence”and so on pronunciation contents, therefore this installment definitely may replace welcoming guests young lady 24 hour work. One kind of pronunciation welcomes guests the installment, it includes the engine case, built-in has the infrared detecting head in the engine case, the timed control electric circuit, receives a guest the pronunciation electric circuit, the voltage dropping leveling circuit to design the simple infrared detection to welcome guests the installment. Has the sensitivity adjustable, anti-electromagnetic wave disturbance ability, the volume is small, the structure is simple, can carry on the partition to record the playback, the pronunciation content may according to need to carry on the change, the easy to operate, the exterior audio frequency input signal may also through and so on this installment control external connection colored string lamp merits and so on load illumination twinkles.

Keywords：infrared acquisition, definite-time electric circuit， sensitivity, easy to operate. ：

目

1 绪

录

论...... 1 1.1 课题背景及意义...... 1 1.2 国内外研究状况...... 1 1.3 论文的构成及研究内容 (2)

2 3

总体设计电路方案...... 3 单元电路及工作原理...... 4 3.1 红外探测模块 HN911 及典型应用...... 4 3.2 时基电路 555 ...... 5 3.2.1 3.2.2 555 集成定时器简介 (5)

555 定时器的应用 (7)

3.3 语音集成模块 HFC5218 ...... 9 3.4 降压整流电路...... 11 3.4.1 3.4.2 4 结致全桥整流器...... 11 降压电容器 (12)

整体电路工作原理图及工作原理…… 14 论…… 16 谢……错误！未定义书签。错误！未定义书签。

参考文献 (17)

黄河科技学院毕业设计说明书

第 1 页

1 绪

1.1 课题背景及意义

论

随着人们生活水平的提高，人们的精神生活逐渐丰富，各大商场和酒店的迎宾装置也越来越受到人们的关注。本课题探讨利用电子技术的相关知识，利用红外探测头、定时控制电路、迎客语音电路、降压整流电路设计出简单的红外探测迎宾装置。本品为红外线探测人体体温，感应灵敏度高，白天黑夜都可使用，不需要外来灯光。红外感应迎宾装置无需任何外部连线，外形为小巧便携式设计，可放在任何地方。探测距探测角度水平约 110 度。红外感应迎宾装置的侧面有一个开关，它有三个档位，离 3-10 M，拨到下面为“你好，欢迎光临！”语音门铃迎宾器，拨到上面是做'叮咚声"用，拨到中间位置为关闭状态。在商场、超市、个体精品店、照相馆、眼镜店、玩具店等各种店面，客户登门就致欢迎光临，不仅礼貌，给人尊重感，主动打招呼的热情感觉，而且给人以强烈的好奇心和趣味性，也使客户感受到了店主的热情，有一种受到重视的感觉，瞬间轻松了气氛。在家庭或办公室作为感应门铃使用，只要客人光临，就会主动跟您打招呼，活泼有趣。 1.2 国内外研究状况传统的迎宾器都是利用超声波控制的微波感应模块，该微波感应器模块是根据微波多普勒效应原理<也就是雷达基本原理）制作成的。这种探测方式与其它探测方式相比具有如下的优点：非接触探测，不受温度、湿度、噪声、气流、尘埃、光线等影响，适合恶劣环境，抗射频干扰能力强，输出功率仅有 5mW，对人体构不成危害，安装及接线简单。这和市场上常见的简易型微波感应控制器相比较，因为采用专用的微处理集成器，不但检测灵敏度度高[2]，探测范围宽，而且工作非常可靠，误报率极低，能在－25～＋45 度的温度范围内稳定工作。但它们都有电路复杂，调试困难，制作成本高的缺点。随着科学技术的进步，现代电子技术几乎在各个领域受到青睐。近年来，西方发达国家运用电子技术研制出各类迎宾器，广泛用于家庭，办公室和工厂，成为有效的迎宾器件。我国自改革开放以来，由于商品经济迅速发展和人民生活日益改善，人们对于先进的电子技术实现迎宾的兴趣和需求与日俱增，当前市场上迫切需要一种适合我国国情，价格低廉，性能可靠的迎宾装置，具有结构简单、成本低廉、调整方便等特点。适合在家

黄河科技学院毕业设计说明书

庭、宾馆、商店、仓库、办公室及其它机关部门等使用的新颖感应迎宾器[3]。

第 2 页

现代的迎宾器在针孔效应中得到启发，利用人体移动引起环境红外线的微小变化控制语音电路发出“欢迎光临！”的声音，给人带来亲切感。这种迎宾器不仅小巧精致成本低，而且集成度也是特别的高，制造热释电红外探测元的高热电材料是一种广谱材料，它的探测波长范围为 0.2～2 m。为了对某一波长范围的红外辐射有较高的敏感度，该传感器在窗口上加装了一块干涉滤波片，这种滤波片除了允许某些波长范围的红外辐射通过外，还能

将灯光、阳光和其它红外辐射拒之门外，它已迅速成为现代迎宾的主流。总之，未来几年迎宾器的发展趋势是：产品技术将在数字化、无线化、集成化的前提下力求突破。而在应用市场上，它将朝更细化的方向前进──针对不同市场，推出不同产品。以成长最快的公共场合超市为例，已经有专为超市设计的定向适合这种场合用的无线红外迎宾系统。而除了商店，家庭，办公室等，室外应用更是具有广阔的拓展空间。 1.3 论文的构成及研究内容红外探测迎宾装置电路是由红外探测头，定时控制电路，迎宾语音电路和降压整流电路等组成。本设计通过介绍它的课题背景及意义，国内外研究状况，论文构成及研究内容，及其对整体电路等的讲述，分别对细节进行了介绍。对整体电路，包括红外探测模块HN911 及典型应用，时基电路 555，语音集成电路 HFC5218，降压整流电流等每个电路部分的研究方向也做了系统的叙述。

黄河科技学院毕业设计说明书 2 总体设计电路方案

第 3 页

本迎宾电路是由红外传感器，定时控制电路，迎宾语音电路，降压整流电路和供电电源等组成。红外探测头采用热释电红外探测模块 HN911[4]。在静态下，即无人接近时，周围无红外辐射源，HN911 不工作。定时控制电路采用时基电路 555，平时呈复位状态，在输出低电平的触发下，555 翻转置位实施时间控制。语音集成电路采用 HFC5218，它内存有“您好，谢谢光临”或“欢迎光临”语句。该芯片采用电平触发方式。降压整流电流由降压电容器和全桥整流器组成。本设计的原理框图如图 2.1 所示。

图 2.1 红外迎宾装置的结构框图

黄河科技学院毕业设计说明书 3 单元电路及工作原理

3.1 红外探测模块 HN911 及典型应用

第 4 页

采用双列 6 脚直插式封装。其管脚排列如图 3.1 HN911 是一款新型热释电红外探测器，所示。

图 3.1 红外探测模块 HN911

该传感器由于内部放大器集成了温度补偿功能[5]，可以将人体辐射信号从恶劣的环境辐射信号中分离出来进行处理，保证了传感器的工作稳定性。HN911 红外探测模块内部电路主要由热释电红外传感器、放大器、比较器、信号处理电路和延时输出电路组成。电路静态工作时，1 脚输出高电平，2 脚输出低电平。动态时，即有移动发热物体进入探测范围时，传感器接收到红外辐射能量，输出幅度约 lMV、频率 0.3～7Hz 的微弱信号。该信号经放大器放大，由比较器比较，经信号处理电路处理，最后由延时输出电路输出用做驱动信号。HN911 模块内放大器具有温度补偿功能。探测器工作时，人体辐射和周围环境红外辐射一起进入传感器。当气温升高时，背景红外辐射增强，传感器自身极化强度即传感器输出的热释电信号减小，将明显影响对人体的探测。因此，内部的温度补偿电路，使放大器的增益随环境温度的升高而升高，从而保证了该传感器的温度稳定性。因而，HN911 可在严寒或炎热等恶劣环境地区使用。附表为 HN911 红外探测模块的性能指标[6]。 HN911 的典型应用电路如图 3.2 所示。这是一个 8 路自动巡回探测器。探测器电路由 8 个红外探头模块构成，可以置于需要探测的 8 个不同位置，将各个 HN911 的输出端与 8 路模拟开关集成电路 CC4051 的 8 个输入端相连，CC4051 的输出由地址选通端 A0、A1、 A2 决定。例如，地址码 A0=1、A1=0、A2=l 时，输入通道 6 和输出端接通，将 IC6 的输出信号传送到 CC4051 的输出端。地址码由四位二进制加法计数器 CC4520 产生。CC4520 接成7 进制加法计数器，当时钟端加入 CP 时钟脉冲时，其输出端 Q0、Ql、Q2 连续循环输出000～111 二进制码，作为 CC4051 的地址码。CC4520 的时钟脉冲信号由 IC10 产生。

黄河科技学院毕业设计说明书

第 5 页

当某一探测器探测到有人体靠近时，该探测器的“l”脚输出高电平，相应的状态指发光二极管发光告警，同时在 CC4520 输出相应的地址选通后，CC4051 的 3 脚输出高电平，通过由 A741 组成的高电平保持电路驱动报警器报警。

图 3.2 HN911 的典型应用图

3.2

时基电路 555 我国目前广泛使用 555 时基电路的统一型号是：双极型为 CB555，CMOS 型为 CB7555。

这两种电路每个集成片内只有一个时基电路，称为单时基电路。此外还有一种双时基电路，在一个集成片内包含有两个完全相同、又各自独立的时基电路。它们的型号分别是CB556 和CB7556。 3.2.1 555 集成定时器简介 555 集成定时器是模拟功能和数字逻辑功能相结合的一种双极型中规模集成器件。外加电阻、电容可以组成性能稳定而精确的多谐振荡器、单稳电路[7]、施密特触发器等，应用十分广泛。

黄河科技学院毕业设计说明书

第 6 页

555 定时器的外引线排列图和内部原理框图如图 3.3、3.4 所示。它是由上、下两个电压比较器、三个 5k 电阻、一个 RS 触发器、一个放电三极管 T 以及功率输出级组成。比较器 C1 的反相输入端⑤接到由三个 5 k 电阻组成的分压网络的 2/3Vcc 处<⑤也称控制电压端），同相输入端⑥为阈值电压输入端。比较器 C2 的同相输入端接到分压电阻网络的 1/3Vcc 处，反相输入端②为触发电压输入端，用来启动电路。两个比较器的输出端控制RS 触发器。RS 触发器设置有复位端 R D ④，当复位端处干低电平时，输出③为低电平。控制电压端⑤是比较器 C1 的基准电压端，通过外接元件或电压源可改变控制端的电压值，即可改变比较器 C1、C2 的参考电压。不用时可将它与地之间接一个 0.01μF 的电容，以防止干扰电压引入。555 的电源电压范围是+4.5～+18V，输出电流可达 100～200mA，能直接驱动小型电机、继电器和低阻抗扬声器[8]。

图 3.3 555 集成电路引脚排列图

图 3.4 时基电路 555 电路结构图

黄河科技学院毕业设计说明书

表 3.1 HN911 的功能表 DIS 放电端 OUT 输出端

第 7 页

TR

触发

TH 阈值

R

复位

1 > 3 VCC

1 > 3 VCC

2 >

3 VCC 2 < 3 VCC

H

导通

L

H

原状态

1 < 3 VCC

X

X X

H L

截止导通

H L

3.2.2

555 定时器的应用 1、单稳态电路

单稳态电路的组成和波形如图 3.5 所示。当电源接通后，Vcc 通过电阻 R 向电容 C 充电，待电容上电压 Vc 上升到 2/3Vcc 时，RS 触发器置 0，即输出 Vo 为低电平，同时电容 C 通过三极管 T 放电。当触发端②的外接输入信号电压 Vi＜1/3Vcc 时，RS 触发器置 1, 即输出 Vo 为高电平，同时，三极管 T 截止。电源 Vcc 再次通过 R 向 C 充电。输出电压维持高电平的时间取决于 RC 的充电时间，当 t=tW 时，电容上的充电电压为；

t ? ? w RC vC = VCC ?1 ? e ? ?

2 ? = VCC ?

3 ?

所以输出电压的脉宽

tW=RCln3≈1.1RC

一般 R 取 1k ～10M ，C＞1000pF。值得注意的是：t 的重复周期必须大于 tW，才能保证放一个正倒置脉冲起作用。由上式可知，单稳态电路的暂态时间与 VCC 无关。因此用555 定时器组成的单稳电路可以作为精密定时器[9]。

黄河科技学院毕业设计说明书

第 8 页

图 3.5 单稳态电路的电路图和波形图

2、多谐振荡器多谐振荡器的电路图和波形图如图 3.6 所示。电源接通后，Vcc 通过电阻 R1、R2 向电容 C 充电。当电容上电 VC=2/3Vcc 时，阀值输入端⑥受到触发，比较器 C1 翻转，输出电压 Vo=0，同时放电管 T 导通，电容 C 通过 R2 放电；当电容上电压Vc=1/3Vcc，比较器 C2 工作，输出电压 VO 变为高电平。C 放电终止、又重新开始充电，周而复始，形成振荡。其振荡周期与充放电的时间有关：

2 ? ? VCC ? VCC

3 = ( R1 + R2 >C ? ln? 1 ? ? VCC ? VCC 3 ? 2 ? ? VCC ? VCC 3 = R2 C ln? 1 ? ? VCC ? VCC 3 ? ? ? ? ≈ 0.7( R1 + R2 >C ? ? ?

t PH

充电时间：

t PL

放电时间：

? ? ≈ 0 .7 R 2 C ? ? ?

振荡周期：T=tPH+tPL≈0.7(R1+2R2>C 振荡频率：f=1/T= t PH

1 1.44 ≈ + t PL ( R1 +

2 R2 >C

D=

占空系数：

t PH R + R2 = 1 T R1 + 2R2

当 R2>>R1 时，占空系数近似为 50％。

黄河科技学院毕业设计说明书

第 9 页

图 3.6 多谐振荡器的电路图和波形图

由上分析可知： (1>电路的振荡周期 T、占空系数 D，仅与外接元件 R1、R2 和 C 有

关，不受电源电压变化的影响。 (2>改变 R1、R2，即可改变占空系数，其值可在较大范围内调节。 (3> 改变 C 的值，可单独改变周期，而不影响占空系数。另外，复位端④也可输入 1 个控制信号。复位端④为低电平时，电路停振。 3、施密特触发器施密特触发器电路图和波形图如图 3.7 所示，其回差电压为 1/3Vcc。若在电压控制端⑤外接可调电压Vco<1.5～5V），可以改变回差电压 ?VT,施密特触发器可方便的地把三角波转换成方波。

图 3.7 施密特触发器电路图和波形图

3.3 语音集成模块 HFC5218 、 HFC5218 是一个五合一语音集成电路，该电路内存储有“您好，欢迎光临”“您好，

黄河科技学院毕业设计说明书

第 10 页

谢谢光临”、“欢迎光临”、“谢谢光临”和“您好”五段礼貌用语，可分别通过其外设的五个触发端进行触发。触发信号可以是高电平，也可以是正脉冲[10]。本电路使用其中两段问候语，即“您好，欢迎光临”和“您好，谢谢光临”，分别通过触发端 TGl 和 TG4 进行触发。当有人进门时，进门检测电路输出的高电平通过 TG1 将其触发，使电路发出“您好，欢迎光临”的问候语。当有人出门时，出门检测电路输出的高电平通过VT1 井将其触发，使电路发出“您好，谢谢光临”的问候语。语言发生电路的工作电压和触发电压均为 3V，所以通过稳压管 VSl、VS2 和 VS3 分别将电源电压和触发电压调整为3V，供电路使用。R6 为发声电路振荡器的外接电阻器，用来调节发声电路发声的速度和音调。由语言发声电路直接发出的声音功率较小，在噪声较大的公共场所，人有可能听不清楚。因此需通过功率放大电路将其放大，使扬声器发出洪亮清晰的问候语声。所以可以采用 LM386 小功率集成功率放大电路，它的最大输出功率为 660mW。由于进出门检测电路具有相同的检测功能。通常，当人们进门时，在通过进门检测器后紧接着又要通过出门检测器，这就有可能使语言发声电路在发出“欢迎光临”之后又会发出“谢谢光临”。因此必须设置互锁电路，以防电路发出误的问候语。互锁电路由晶体管 VT1 和 VT2 组成的开关电路组成，它们分别设置在语言电路 HFC5218 的触发端元 1 和 TC4o 当有人进门时，输出的检测信号通过 TGl 将语言电路触发，使其发声，这时由功放电路输出端输出的语言信号一方面通过杨声器发出“您好。欢迎光临”的问候语；另一方面又通过 VD1 整流、电容器 C1 滤波将语言信号变为直流电压。这一直流电压使 VT1,VT2 导通，将两个触发端TGl、TG4 对地短接。对于 TG1 来说，这时已完成了它的触发任务，它的工作已不受影响。但对于 TG4 来说，这时恰好处在行人通过出门检测电路的时刻并使输出高电平，由于VT2 的导通，将加至 TC4 的高电平对地短路，无法实现对语言发声电路的触发。这就使语言发声电路不会再发出“您好，谢谢光临”的声音。语言发声电路 HFC5218 也可由两片单独的发声电路来代替，它们是 KD5603<内储欢迎光临）和 KD5604<内储谢谢光临）。代用时，将进门电路信号的输出端接 KD5603 的触发端，将出门电路的输出端接 KD5604 的触发端。 VTl, VT2 分别接 KD5603 和 KD5604 的触发端。由于该电路工作电压为 3v，所以稳压管 VS1—VS3 是不可少的。互锁控制电路与 ICl、IC2、IC4 采用交流供电、全波整流、三端集成稳压器稳压后供电，工作电压为 12v。

黄河科技学院毕业设计说明书

3.4 降压整流电路降压整流电路由全桥整流器和降压电容器组成。 3.

4.1 全桥整流器

第 11 页

桥式整流电路如图 3.8 所示，其中图

在负载 RL 上得到一半波整流电压。在 U2 的负半周，D1、D3 截止，D2、D4 导通，电流由 Tr 次级的下端经 D2→ RL →D4 回到 Tr 次级上端，在负载 RL 上得到另一半波整流电压。这样就在负其电流的计算与全波整流相同， UL = 即载 RL 上得到一个与全波整流相同的电压波形[12]， 0.9U2 ， IL = 0.9U2／RL，GS0710 流过每个二极管的平均电流为ID = IL／2 = 0.45 U2 ／RL 每个二极管所承受的最高反向电压。目前，小功率桥式整流电路的四只整流二极管，被接成桥路后封装成一个整流器件，称"硅桥"或"桥堆"，使用方便，整流电路也常简化为图 3.8 的形式。桥式整流电路克服了全波整流电路要求变压器次级有中心抽头和二极管承受反压大的缺点，但多用了两只二极管。在半导体器件发展快，成本较低的今天，此缺点并不突出，因而桥式整流电路在实际中应用较为广泛。

图 3.8 整流电路原理图

黄河科技学院毕业设计说明书

3.4.2 降压电容器

第 12 页

定义 1：电容器，顾名思义，是‘装电的容器’，是一种容纳电荷[13]的器件。英文名称： capacitor，用字母 C 表示。电容是电子设备中大量使用的电子元件之一，广泛应用于隔直，耦合，旁路，滤波，调谐回路，能量转换，控制电路等方面。定义 2：电容器，任何两个彼此绝缘的导体<包括导线）间都构成一个电容器。在直流电路中，电容器是相当于断路的。这得从电容的结构上说起。最简单的电容是由两端的极板和中间的绝缘电介质构成的。通电后，极板带电，形成电压<电势差），但是中间由于是绝缘的物质，所以是不导电的。不过，这样的情况是在没有超过电容器的临界电压<击穿电压）的前提条件下的。我们知道，任何物质都是相对绝缘的，当物质两端的电压加大到一定程度后，物质是都可以导电的，我们称这个电压叫击穿电压[14]。电容也不例外，电容被击穿后，就不是绝缘体体了。但是，在交流电路中，因为电流的方向是随时间成一定的函数关系变化的。而电容器充放电的过程是有时间的，这个时候，在极板间形成变化的电场，而这个电场也是随时间变化的函数。实际上，电流是通过场的形式在电容器间通过的。充电和放电是电容器的基本功能。使电容器带电<储存电荷和电能）的过程称为充电。这时电容器的两个极板总是一个极板带正电，另一个极板带等量的负电。把电容器的一个极板接电源<如电池组）的正极，另一个极板接电源的负极，两个极板就分别带上了等量

[12]

的异种电荷。充电后电容器的两极板之间就有了电场，充电过程把从电源获得的电能储存在电容器中。使充电后的电容器失去电荷<释放电荷和电能）的过程称为放电。例如，用一根导线把电容器的两极接通，两极上的电荷互相中和，电容器就会放出电荷和电能。放电后电容器的两极板之间的电场消失，电能转化为其它形式的能。在一般的电子电路中，常用电容器来实现旁路、耦合、滤波、振荡、相移以及波形变换等，这些作用都是其充电和放电功能的演变。电解电容常见的故障有，容量减少，容量消失、击穿短路及漏电，其中容量变化是因电解电容在使用或放置过程中其内部的电解液逐渐干涸引起，而击穿与漏电一般为所加的电压过高或本身质量不佳引起。判断电源电容的好坏一般采用万用表的电阻档进行测量。具体方法为：将电容两管脚短路进行放电，用万用表的黑表笔接电解电容的正极，红表笔接负极(对指针式万用表，用数字式万用表测量时表笔互调>，正常时表针应先向电阻小的

黄河科技学院毕业设计说明书

第 13 页

方向摆动，然后逐渐返回直至无穷大处。表针的摆动幅度越大或返回的速度越慢，说明电容的容量越大，反之则说明电容的容量越小。如表针指在中间某处不再变化，说明此电

容漏电，如电阻指示值很小或为零，则表明此电容已击穿短路。因万用表使用的电池电压一般很低，所以在测量低耐压的电容时比较准确，而当电容的耐压较高时，尽管测量正常，但加上高压时则有可能发生漏电或击穿现象。总之，在电子线路中，电容用来通过交流而阻隔直流，也用来存储和释放电荷以充当滤波器，平滑输出脉动信号。小容量的电容，通常在高频电路中使用，如收音机、发射机和振荡器中。大容量的电容往往是作滤波和存储电荷用。而且还有一个特点，一般 1μF 以上的电容均为电解电容，而 1μF 以下的电容多为瓷片电容，当然也有其他的，比如独石电容、涤纶电容、小容量的云母电容等。电解电容有个铝壳，里面充满了电解质，并引出两个电极，作为正<+）、负<-）极，与其它电容器不同，它们在电路中的极性不能接错，而其他电容则没有极性。电容器的选用涉及到很多问题。首先是耐压的问题。加在一个电容器的两端的电压超过了它的额定电压，电容器就会被击穿损坏。一般电解电容的耐压分档为 6.3V， 10V， 16V， 25V，50V 等。

黄河科技学院毕业设计说明书 4 整体电路工作原理图及工作原理

第 14 页

图 4.1 红外迎宾装置电路原理图

本迎宾电路是由红外探测头[15]、定时控制电路[115]，迎客语音电路[16]、降压整流电路[17] 等组成，它的电路如图 4.1 所示。红外探测头采用热释红外探测模块HN911。在静态下，既无人接近时，周围无红外辐射源，HN911 不工作，其 2 角输出为高电平，当有人走近时，HN911 内的红外探测元检测到来人发出的红外辐射源，经放大，处理后，2 角转呈低电位，该下跳变平触发 IC2 进行定时控制。IC2 采用时基电路 555，平时呈复位状态。在 IC1 输出低电平的触发下，555 呈反转置位，3 脚转呈高电平。高电平维持的时间，即触发定时时间，其大小为： TD=1.1R1C1 图 4.1 参数是按后缀语句所需的时间决定的，设计为 11 秒。 IC3 采用语音集成电路 HFC5218,它内存有“您好，谢谢光临！”或“欢迎光临！”语句。该芯片采用电平触发方式，当 IC2 输出高电位时，IC3 得电并触发，随即发出内存的语音信号，经 VT1 放大后驱动扬声器发声。电路中的 R2 为改变语言音调的调节电阻，阻值小，其芯片内的振荡器振荡频率高，音调高，反之音调低。降压整流电流由降压电容器和全桥整流器组成，它的输出的约 9V 直流电压经三端稳黄河科技学院毕业设计说明书

第 15 页

压器稳压和滤波后，作为本迎宾电路的供电电压。考虑到 HN911 及 HFC5281 的工作电压不超过 5V，三端稳压器选用 7805。降压电容器的耐压应不低于 400V,宜选用金属化纸介电容器；全桥整流器可选用全桥模块或四支 IN4004 组装；迎客语音集成电路也可选用内存有“欢迎光临！”或“谢谢光临！”的 KD-5603，KD-5604 或 LH5158 系列集成电路，但应注意芯片管脚的接法及外接震荡电阻的阻值大小。元器件选择：IC1、IC2 选用TX05D 低功率消耗红外线反射开关，它内部采用了低功率消耗器件和抗外界干扰的电路。选用 HFC5218 五合一语音集成电路；选用 IM386 IC3 IC4 小功率集成功率放大电路；IC5 选用 IM7812 三端集成稳压器 VSl 一 VS3 选用 3v、0.5w 稳压二极管，如 2CW51-3V、IN5987 或 2CW5225 等型号。T 用 5w 优质电源变压器，要求长时间运行不过热。FUBGXP —0.15a 型普通熔丝管，并配套使用机装管座。其他元器件均无特殊要求。

黄河科技学院毕业设计说明书结论

第 16 页

本设计通过利用电子电路的相关知识，设计模块包括红外探测头，定时控制电路，迎客语音电路、降压整流电路，通过合理的连接，实现了语音报警、语音提示、融合氛围的功能，电路设计基本合理，实用性较强。经过这次毕业设计，使我对在课堂上学习的电子

理论知识有了各加深入的理解，熟悉了探测器，传感器的原理和使用方法，熟悉了硬件的使用，学会了硬件系统的开发过程。我深刻的体会到在设计过程中，需要反复摸索，其过程相当烦琐，有时花很长时间设计出来的电路还是需要重做，那时心中未免有点灰心，但我没想放弃，此时更加需要静下心，查找原因。课题设计增加了我的学习兴趣，让我认识到了我的不足，同时也可以学到多方面的知识。

黄河科技学院毕业设计说明书参考文献

第 17 页

[1]X.Wu.M.Pedram and L.Wang .Multi-code state assiment for lowpower design[J].IEE Proc-Circuts Syst,Vol.147.No.5.October 2000. [2]鲁青胶.新颖实用的红外探测防盗报警器[J].电子技术.1994.2:78~80 [3]谭克俊,栾秀珍,房丽萍,范劲玻.基于单片机的数字视频监控系统键盘及报警控制卡设计 [J].电子技术.2004.7:80~81 [4]鲁青胶.15 路人体遥感无线防盗报警器[J].电子技术.1995.3:33~35 [5]吴英才,林华清.热释红外传感器在防盗系统中的应用[J].传感技术。2002.21(7>:47~48 [6]刘辉.智能小区防盗报警系统的可靠性设计[J].电器时代.2002.7:74~75 [7]蒸燕春.智能化住宅小区安防电子系统的常用手段[J].现代电子技术.2002.9:39~41 [8]K.S.Narendra.IntelligentControl.SystemScience[J].YaleUniversity.New.Haven.May 1990 [9]郑长风,程光伟,郭军.一种基于探测无线报警监控系统[J].现代电子技术.2003.4:84~86 [10]于长军,张秀珍,杨向明,杨魁,王辉.多路红外防盗报警器[J].传感技术.1993 年增刊:34~36 [11]吴柄胜,王桂梅.8051 单片机原理与应用[M].北京:冶金工业出版社,2001.9 [12]张毅刚,彭喜源,谭小昀,曲春波.MCS-51 单片机应用设计[J].哈尔滨.哈尔滨工业大学出版社 1997.8 [13]张羲,李文元,丁润涛.基于 CPLD 防盗报警系统的设计[J].电子测量技术.2004.3:20~21 [12]任致程.智能经典电路 300 例[M].北京.机械工业出版社,2002.8 [13]吴柄胜,王桂梅.8051 单片机原理与应用[M].北京:冶金工业出版社,2001.9 [14]杨长春.电子报合订本[M].成都.四川科学技术出版社.2003.12 [15]康华光.陈大钦.模拟电子技术基础[M].北京.高等教育出版社.2002.6 [16]康华光.邹寿彬.数字电子技术基础[]M.北京.高等教育出版社.2002.9 [17]湖南文理学院电气系自动化教研室[M].单片机实验指导书.2004.2

1

温度检测电路

第１章绪论 1.1 引言 温度检测在自动控制系统电路设计中的使用是相当广泛的，系统往往需要针对控制系统内部以及外部环境的温度进行检测，并根据温度条件的变化进行必要的处理，如：补偿某些参数、实现某种控制和处理、进行超温告警等。因此，对所监控环境温度进行精确检测是非常必要的，尤其是一些对温度检测精度要求很高的控制系统更是如此。良好的设计可以准确的提取系统的真实温度，为系统的其他控制提供参考；而相对不完善的电路设计将给系统留下极大的安全隐患，对系统的正常工作产生非常不利的影响。本文结合实践经验给出两种在实际应用中验证过的设计方案。 1.2 设计要求 1.确定设计方案画出电路图 2.完成所要求的参数计算 3.对电路进行焊接与组装 4.对电路进行调试 5.写出使用说明书 1.2.1 设计题目和设计指标 设计题目：温度检测电路 技术指标：1. 量程：0-30摄氏度 2. 两位数码管显示 1.2.2 设计功能 1. 温度检测

2. 信号调理 3. 数码显示 1.2.3 硬件设计 1.传感器可选择LM35（因为热敏电阻的精度不高）。 2.模数转换，译码可选择集成芯片ICL7107芯片。 3.显示电路可以选择数码管三位显示室温。 1.3 需要做的工作 1.器件选型 2.原理图绘制 3.各个流程设计 4.仿真之后做出实物

第２章电路的方框图 2.1 数字温度计电路原理系统方框图 数字温度计电路原理系统方框图，如图1-1所示。 图1-1 电路原理方框图 2.2 方框图工作流程介绍 通过温度传感器采集到温度信号，经过放大电路送到A/D 转换器，然后通过译码器驱动数码管显示温度。在温度采集过程中我们选择多种传感器进行比较，但我们最终选择LM35温度传感器，因为它校准方式简单，使用温度范围适中。在A/D转换和译码的过程中，我们选择了ICL7107芯片，因为他集模数转换与译码器于一体，使得外围电路简单，易于焊接，而且抗干扰能力强。

红外探测器高性能读出电路的研究

收稿日期：2009-03-30；修订日期：2009-05-08 基金项目：国家自然科学基金资助项目（60806010） 作者简介：姜俊伟（1986-），男，安徽阜阳人，硕士生，主要研究方向为光电探测器集成电路设计。Email:lxjjw2003@https://www.wendangku.net/doc/b111985248.html, 导师简介：赵毅强(1964-)，男，河北辛集人，教授，博士，主要从事集成电路设计和红外系统方面的研究。Email:yq_zhao@https://www.wendangku.net/doc/b111985248.html, 第38卷第5期 红外与激光工程2009年10月 Vol.38No.5 Infrared and Laser Engineering Oct.2009 红外探测器高性能读出电路的研究 姜俊伟，赵毅强，孟范忠，郭 莹 （天津大学电子信息工程学院专用集成电路设计中心，天津300072） 摘 要：设计了一种高性能电容反馈跨阻放大器（CTIA ）与相关双采样电路（CDS ）相结合的红外 探测器读出电路。该电路采用CTIA 电路实现对微弱电流信号的高精度读出，并通过CDS 电路抑制 CTIA 引入的固定模式噪声（FPN ），最后采用失调校正技术减小CDS 引入的失调，从而减小了噪声对电路的影响，提高了读出电路的精度。采用特许半导体(Chartered)0.35μm 标准CMOS 工艺对电路进行流片，测试结果表明：在20pA ～10nA 范围内该电路功能良好，读出精度可达10bit 以上，线性度达 97%，达到了设计要求。该读出电路可用于长线列及面阵结构红外探测系统。 关键词：电容反馈跨阻放大器；相关双采样电路； 固定模式噪声； 失调校正技术 中图分类号：TN215 文献标识码：A 文章编号：1007-2276(2009)05-0787-05 High performance readout integrated circuit for IR detectors JIANG Jun 蛳wei,ZHAO Yi 蛳qiang,MENG Fan 蛳zhong,GUO Ying (ASIC Design Center,School of Electronic and Information Engineering,Tianjin University ，Tianjin 300072，China) Abstract:A kind of readout integrated circuit (ROIC)for long linear IR detectors,composed of capacitor feedback trans 蛳impedance amplifier (CTIA)and correlated double sample (CDS)circuit,was proposed.The readout accuracy of weak current signal was obviously improved by the CTIA circuit.Besides,in order to reduce the fixed patten noise (FPN)induced by CTIA,CDS circuit with offset calibration technique was utilized.By employing the above techniques,the influence of noise on this circuit was greatly reduced.Meanwhile the precision of the ROIC was improved.The final ROIC chip was fabricated with Chartered 0.35μm standard CMOS processing.Test results show that the readout accuracy could reach up to 10bit during the current varied from 20pA to 10nA,and the linearity could reach up to 97%,which was in perfect accordance with the specification.The ROIC could be applied in long linear and staring array IR detectors systems. Key words:CTIA; CDS; FPN; Offset calibration technique 0引言 近年来，红外探测系统被广泛地应用于工业控制、医疗诊断、环境监测、资源探测、军事侦察和航空 航天等领域[1]，集成化、微型化红外探测系统正成为发展趋势。由于红外探测器输出信号十分微弱，读出电路的性能优劣直接影响系统的灵敏度和动态范围，因此，宽探测范围下微弱信号的高精度读出是红外探

吸顶式红外探测器接线说明

485型吸顶式 红外探测器 1. 简介 1.1 概述 RS-HW-N01为高稳定性被动红外探测器。采用先进的信号分析处理技术，具有超高的探测和防误报性能。当有入侵者通过探测区域时，探测器将自动探测区域内人体的活动。如有动态移动现象，则会产生报警，设备为485输出，标准的Modbus-RTU协议，可二次开发。适合家庭住宅区、楼盘别墅、厂房、仓库、商场、写字楼等场所的安全防范。 1.2 参数指标 ■供电电源：10~30V DC ■功耗：0.4W ■技术话电：156.2895.6186 ■传感器类型：双元热释红外传感器 ■报警延时：30s、10s、5s输出可选 ■安装方式：吸顶 ■安装高度：2.5~6m ■探测范围：直径6m(安装高度3.6m时) ■探测角度：全方位360° ■信号输出：RS485 ■通信协议：Modbus-RTU ■工作环境：-10℃~50℃，≤95%，无凝露 1.3 功能特点 ■采用8-bit低功耗CMOS处理器 ■具有自动温度补偿功能 ■抗RFI干扰：20~1000MHZ（如移动通信） ■三种报警延时输出可选

1.4 系统框架图 系统方案框图 2. 外形尺寸 1号设备 2号设备 3号设备 n 号设备 485总线 USB 转485或232转485 10~30V DC UPS 电源（选配） AC220V 市电 监控电脑

3. 安装与使用说明 3.1 设备安装前检查 设备清单： ■红外设备1台 ■合格证、保修卡、售后服务卡等 ■12V/2A防水电源1台（选配） ■USB转485（选配） 3.2 接线说明 宽电压电源输入10~30V均可。485信号线接线时注意A\B两条线不能接反，总线上多台设备间地址不能冲突。 线色说明备注 棕色电源正10~30V DC 黑色电源负 黄色485-A 蓝色485-B 3.3 安装说明 1）选定合适的位置，用螺钉将安装底板固定在天花板上，再将探测器挂上 2）建议安装高度为2.5~6m 3）安装位置应避免靠近空调、电风扇、电冰箱、烤箱及可引起温度迅速变化的物体，同时应避免太阳光直射在探测器 4）探测器透镜前面避免有物体遮挡，以免影响探测效果 3.4 使用说明 1）按说明接好线，然后盖上探测器盖盒 2）接通电源，指示灯闪烁，探测器进入自检状态 3）60s后指示灯熄灭，探测器进入正常检测状态，此刻如果有人在探测器覆盖区域内走动，LED指示灯亮，同时RS485报警输出 4）LED ON跳帧控制LED指示灯是否有提示，不影响探测器正常工作

基于单片机的温度检测与控制系统的设计(论文)开题报告

河南中医学院 本科生毕业设计（论文）开题报告 题目：基于单片机温度检测与控制系统设计 院系：信息技术学院 专业：计算机科学与技术 班级：2010级计科班 学号：2010180042 学生姓名：郭文珠 指导教师：谢志豪 2013年11月13日 一、立题依据（包括研究的目的与意义及国内外现状）： 研究的目的与意义 这次毕业设计选题的目的主要是让我们将所学的知识应用与生活当中，掌握系统总体设计的流程，方案的论证，选择，实施与完善。通过对温度控制系统的设计、制作、控制、测试的全过程，提高对单片机的认识和实际操作的能力，初步培养在完成工程项目中所应具备的基本素质和要求，培养自己的研发能力，提高自己的查阅资料，语言表达和理论联系实际的能力。 温度控制无论在日常生活还是工业生产中都有分厂重要的作用，随着社会经济的高速发展，更多方面对温度控制的可靠性和稳定性有了更高的要求，而单片机进行温度的调节就具备很高的可靠性[1]。 国内外现状 国外对温度控制技术研究较早，始于20世纪70年代。先是采用模拟式的组合仪表，采集现场信息并行指进示、记录和控制。80年代末出现了分布式控制系统[2]。目前正开发和研制计算机数据采集控制系统的多因子综合控制系统。现在世界各国的温度测控技术发展很快，一些国家在实现自动化的基础上正向着完全自动化、无人化的方向发展[3]。我国对于温度测控技术的研究较晚，始于20世纪80年代。我国工程技术人员在吸收发达国家温度测控技术的基础上，才掌握了温度室内微机控制技术，该技术仅限于对温度的单项环境因子的控制。我国温度测控设施计算机应用，在总体上正从消化吸收、简单应用阶段向实用化、综合性应用阶段过渡和发展[4]。在技术上，以单片机控制的单参数单回路系统居多，尚无真正意义上的多参数综合控制系统，与发达国家相比，存在较大差距。我国温度测量控制现状还远远没有达到工厂化的程度，生产实际中仍然有许多问题困扰着我们，存在着装备配套能力差，产业化程度低，环境控制水平落后，软硬件资源不能共享可靠性差等缺点[5]。在今后的温控系统的研究中会趋于智能化，集成化，系统的各项性能指标更准确，更加稳定可靠。 二、研究主要内容（包括计划解决的具体问题或实现的基本功能，研究中的重难点分析、实用性及创新性分析，预期达到的成果等。不得低于800字）： 计划实现的基本功能 温度控制系统主要是完成温度信号采集、处理、显示等功能[6]。设 计叙述了基于单片机的温度检测与控制系统的设计，包括硬件的设计以 及软件的设计，该系统在硬件设计上主要是通过温度传感器对温度进行 采集，把温度转成变化的电压，然后由放大器将信号放大，通过转化器

芯片红外焦探测器

芯片红外焦探测器 根据红外焦平面阵列芯片的组成方式红外焦平面探测器的渎出电路和信号处理电路通常集成在同一硅片上，要求读出电路具有高电荷容量、高转移效率、低噪声和低功耗。读出电路最常用的KEMET有CCD和CMOS两种工艺。CCD工艺的优点是响应均匀、噪声低；CMOS工艺的优点是转移注入效率高、抑制红外(直流）背景能力强、响应动态范围大、功耗小（工作电压低）、漏电流小、速度快、集成度更高、外引线更少，成品率高、成本更低，易于与红外探测器芯片工艺集成等，因此CCD与CMOS T艺成为红外焦平面探测器读出电路的主要工艺方法。信号处理电路功能包括增益控制、背景抑制、抗光晕等。而红外焦平面探测器应用中还要进行的非均匀校正、盲元填充等功能要由其他外围电路去完成。 一：红外焦平面探测器的介绍： 将红外辐射能转换为电能或其他物理量的器件称为红外探测器。红外探测器 分为红外光量子探测（光电伏特效应，光伏型）和热探测（热电效应，最常见光导型）二类，当前高性能红外焦平面探测器主要是量子效率较高的光伏型探测器。根 据大气对红外辐射透射率窗口，TDK电感红外探测器覆盖的红外波段为短波、中波、长波和超长波。 从1956年开始，以美国生产非制冷的硫化铅红外探测器（工作波段1～3μm）为导引的“响尾蛇”空空导弹为标志，红外探测器的军事应用进入了飞速发展阶段。首先是对化铅探测器进行制冷，大大提高了探测灵敏度；相继又出现了锑化铟、碲 镉汞等多种新材料、多响应元及不同排列方式（线列、面阵）等构成多品种的实用 均红外探测器，冉加适当的光机电扫描获得红外图像信息，实现了全天时昼夜红外 成像，于红外成像侦察、成像制导等武器装备，可实时获取战场情报、对来袭目标 告警，并大大提高武器打击精度，是带动现代战争模式变革的主要技术因素之一。 随着探测器像元规模的断扩大，需要的信号放大和处理电路（一般在非制冷环境） 数量也越来越多，其引线数、体积、重量、耗电量、参数一敛性和可靠性等因素使 得探测器像元不得不控制在一定的围内（一般在200元以下），严重制约了红外探

温度检测与控制实验报告材料

实验三十二温度传感器温度控制实验 一、实验目的 1.了解温度传感器电路的工作原理 2.了解温度控制的基本原理 3.掌握一线总线接口的使用 二、实验说明 这是一个综合硬件实验，分两大功能：温度的测量和温度的控制。 1.DALLAS最新单线数字温度传感器DS18B20简介 Dallas 半导体公司的数字化温度传感器DS1820是世界上第一片支持“一线总线”接口的温度传感器。现场温度直接以“一线总线”的数字方式传输，大大提高了系统的抗干扰性。适合于恶劣环境的现场温度测量，如：环境控制、设备或过程控制、测温类消费电子产品等。与前一代产品不同，新的产品支持3V～5.5V的电压围，使系统设计更灵活、方便。 DS18B20测量温度围为 -55°C～+125°C，在-10～+85°C围,精度为±0.5°C。DS18B20可以程序设定9～12位的分辨率，及用户设定的报警温度存储在EEPROM中，掉电后依然保存。 DS18B20部结构 DS18B20部结构主要由四部分组成：64位光刻ROM、温度传感器、非挥发的温度报警触发器TH和TL、配置寄存器。DS18B20的管脚排列如下: DQ为数字信号输入/输出端；GND为电源地；VDD为外接供电电源输入端（在寄生电源接线方式时接地）。 光刻ROM中的64位序列号是出厂前被光刻好的，它可以看作是该DS18B20的地址序列码。64位光刻ROM的排列是：开始8位（28H）是产品类型标号，接 着的48位是该DS18B20自身的序列号，最后8位是前面56位的循环冗余校验 码（CRC=X8+X5+X4+1）。光刻ROM的作用是使每一个DS18B20都各不相同，这样 就可以实现一根总线上挂接多个DS18B20的目的。 DS18B20中的温度传感器可完成对温度的测量，以12位转化为例:用16位符号扩展的二进制补码读数形式提供，以0.0625℃/LSB形式表达，其中S为符号位。 Bit7 Bit6 Bit5 Bit4 Bit3 Bit2 Bit1 Bit0 232221202-12-22-32-4 Bit15 Bit14 Bit13 Bit12 Bit11 Bit10 Bit9 Bit8 S S S S S 262524这是12位转化后得到的12位数据，存储在18B20的两个8比特的RAM中，二进制中的

温度传感器论文..

温度传感器设计论文题目：基于DS18B20温度传感器的智能测温仪 学院：物理与电子工程学院 专业： 姓名： 学号：

目录 目录------------------------------------------------------------------------------1 摘要------------------------------------------------------------------------------2 一、传感器概诉-------------------------------------------------------------3 1、传感器及温度传感器发展现状-------------------------------------3 2、主要元器件介绍-------------------------------------------------------3 二、课程设计主要内容----------------------------------------------------6 1、课程设计名称----------------------------------------------------------6 2、设计要求、目的及意义----------------------------------------------6 三、设计达到的指标-------------------------------------------------------7 四、传感器设计原理-------------------------------------------------------7 1、三个重要组成部分----------------------------------------------------7 2、DS1802工作原理------------------------------------------------------7 3、DS1802内部结构图---------------------------------------------------8 4、程序流程图--------------------------------------------------------------9 5、proteus仿真原理图----------------------------------------------------9 五、实验过程-----------------------------------------------------------------10 1、前期准备-----------------------------------------------------------------10 2、课程设计过程-----------------------------------------------------------10 3、个人主要工作及遇到问题--------------------------------------------11 六、数据分析与结论--------------------------------------------------------11 七、课程设计总结、思考与致谢-----------------------------------------12 八、参考文献-----------------------------------------------------------------14 九、附录-----------------------------------------------------------------------15

NTC温度监测及控制电路

大庆石油学院课程设计 2009年 6 月29 日

石油学院课程设计任务书 课程电子技术课程设计 题目NTC温度监测及控制电路 专业自动化连会学号 5 主要容： 运用双臂电桥、差动集成运放、滞回比较器设计温度监测及控制电路。 基本要求： （1）、检测电路采用热敏电阻Rt（NTC）作为测温元件。 （2）、用100Ω/2W的电阻元件作为加热装置。 （3）、设计温度检测电路和温度控制电路。 （4）、具有自动指示“加热”与“停止”功能。 （5）、写出完整的设计及实验调试总结报告。 参考资料： [1] 淑燕，青.电子技术教学实践指导书[M].：中国电力，2005.10. [2] 润华,立山.模拟电子技术[M].:石油大学,2003. [3] 廖先芸，郝军.电子技术实践教程[M].:石油工业,1998.5. [4] 汪学典.电子技术基础实验[M].:华中科技大学,2006.8. [5] 介华.电子技术课程设计指导[J].:高等教育,1997. 完成期限2009.6.29至2009.7.3 指导教师 专业负责人 2009年 6 月27 日

目录 1 设计要求 (1) 2方案设计 (1) 2.1设计思路 (1) 2.2总体方案方框图 (1) 2.3基本原理 (2) 3总体方案的选择和设计 (2) 3.1 PTC温度控制电路 (2) 3.2 NTC温度监测及控制电路 (3) 4单元电路的设计 (3) 4.1含有热敏电阻的桥式放大电路 (3) 1、测温电桥 (3) 2、差动放大电路 (4) 4.2 滞回比较器 (5) 4.3 输出警报和控制电路 (6) 4.4元件参数的计算及选择 (6) 1、差分放大电路 (6) 2、桥式测温放大电路 (7) 3、滞回比较器 (7) 5总电路图 (8) 6总结 (8) 参考文献 (9) 附录 (10)

基于单片机的智能温度检测器设计论文

目录 第1章绪论................................................................... - 1 - 1.1课题研究的背景及意义 ................................................ - 1 - 1.2单片机的意义和本设计特点............................................ - 1 - 第2章硬件设计............................................................... - 2 - 2.1系统总设计结构图 ..................................................... - 2 - 2.2蜂鸣器、LED和按键简介............................................... - 2 - 2.3主控芯片AT89C51单片机的简介........................................ - 3 - 2.4LCD1602液晶简介 ..................................................... - 4 - 2.5DS18B20温度传感器简介............................................... - 5 - 2.6系统电路设计.......................................................... - 5 - 2.7总电路设计........................................................... - 12 - 第3章软件设计 ............................................................. - 12 - 3.1系统软件设计整体思路................................................ - 12 - 3.2系统软件设计流程图.................................................. - 18 - 第4章程序仿真调试......................................................... - 19 - 4.1程序调试用到的软件及工具........................................... - 19 - 4.2 KEIL C51简介........................................................ - 19 - 4.3软件开发环境的搭建.................................................. - 19 - 4.4Proteus介绍......................................................... - 20 - 4.5仿真结果 ............................................................. - 21 - 第5章总结.................................................................. - 24 -

温度测量与控制电路

《电子技术》课程设计报告 题目温度测量与控制电路 学院（部）电子与控制工程学院 专业电子科学与技术 班级 学生姓名郭鹏 学号 13 指导教师（签字） 前言 随着数字时代的到来，人们对于温度的测量与控制的要求越来越高，用传统的水银或酒精温度计来测量温度,不仅测量时间长、读数不方便、精度不够高而且功能单一,已经不能满足人们在数字化时代的要求。于是我们提出，测温电路利用温度传感器监测外界温度的变化,通过放大器将温度传感器接收到的信号进行放大，放大到比较有利于我们测量的温度范围,然后利用A/D转换器实现模拟信号到数字信号的转换,最后通过编程让FPGA实现8位二进制数与BCD码之间的转化,实现温度的显示；并利用比较器来实现对放大电压信号的控制，从而实现对温度的控制；再者还加载了报警装置，使它的功能更加完善，使用更加方便。

本设计是采用了温度的测量、信号放大、A/D转换、温度的显示、温度的控制、报警装置六部分来具体实现上述目的。 目录 摘要与设计要求 (4) 第一章：系统概述 (5) 第二章：单元电路设计与分析 (5) 1) 方案选择 (5) 2)设计原理与参考电路 (6) 1 放大电路 (6) 2 低通滤波电路 (7) 3 温度控制电路 (8) 4 报警电路 (9) 5 A/D转换器 (10)

6 译码电路 (11) 第三章：系统综述、总体电路图 (14) 第四章：结束语 (15) 参考文献 (15) 元器件明细表 (15) 收获与体会，存在的问题等 (16) 温度测量与控制电路 摘要： 利用传感器对于外界的温度信号进行收集，收集到的信号通过集成运算放大器进行信号放大，放大后的信号经过A/D转换器实现模拟信号与数字信号间的转换，再通过FPGA编程所实现的功能将转换后的数字信号在数码管上显示出来，实现温度测量过程。放大的信号可以与所预定的温度范围进行比较，如果超出预定范围，则自动实现声光报警功能，实现温度控制过程。 关键字：温度测量温度控制信号放大 A/D转换声光报警 设计要求： 1. 测量温度范围为200C～1650C，精度 0.50C； 2. 被测量温度与控制温度均可数字显示； 3. 控制温度连续可调； 4. 温度超过设定值时，产生声光报警。

温湿度检测设计毕业论文

第1章绪论 1、1研究的目的和意义 随着社会的进步和生产需要，利用无线传感进行温度数据采集的方式应用已经渗透到生活各个方面。 在工业现场，由于生产环境恶劣，工作人员不能长时间停留在现场观察设备是否运行正常，因此需要采集数据并传输数据到一个环境相对较好的操控室内，这样就会产生数据传输问题。由于厂房过大、需要传输数据过多，使用传统的有线数据传输方式就需要铺设很多很长的通讯线。这样浪费资源，占用空间，可操作性差，出现错误换线困难。而且，当数据采集点处于运动状态、所处的环境不允许或时，数据甚至无法传输，此时便需要利用无线传输的方式进行数据收集。 在农业生产上，不论是温室大棚的温湿度监测，还是粮仓的管理，传统上都是采取分区取样的人工方法。这样工作量大，可靠性差，而且大棚和粮仓占地面积大，检测目标分散，测点较多。传统的方法已经不能满足当前农业发展的需要。在当前的科技水平下，无线通信技术的发展使得温度采集测量更加精确，简便易行。在日常生活中，随着人们生活水平不断的提高，居住条件也逐渐变得智能化。如今很多家庭都会安装室内温湿度采集控制系统，其原理就是利用无线通信技术采集室内温湿度数据，并根据室内温度情况进行遥控通风等操作。通过自动调节室内温度湿度，可以更好地改善人们的居住环境。以上只是简单列举几个现实的例子，在现实生活中，这种无线温度采集系统已经被成功应用于工农业、军事国防、环境监测、机器人控制等许多重要领域。而且类似于这种温湿度采集系统的无线通信网络已经被广泛的应用到民用和军事领域。凡是布线繁杂或不允许布线的场合都希望能通过无线方案来解决。为此，需要设计相应的接口系统，控制这些射频芯片工作，完成可靠稳定的无线数据传输，这样的研究也变得更加有意义了[1]。 1、2 国内外研究现状 在温湿度采集设备出现以前，人们都是分别使用温度计和湿度计进行

红外探测器简介

红外探测器 设计研发部-平 一、红外探测器市场以及应用领域 红外探测技术目前主要分为近红外、中红外和远红外三种研究领域。其中，中红外探测技术由于中红外线的高强度和高穿透性，应用最为广泛，研究也最为成熟；远红外的主要优点就是其穿透性，可用于探测、加热等，应用也比较广泛。近红外，由于其包含氢氧键、碳氢键、碳氧键等功能键的特征吸收线。大气中的水气、二氧化碳、大气辉光等也集中在这个波段。特有的光谱特性使得短波红外探测器可以在全球气候监测、国土资源监测、天文观测、空间遥感和国防等领域发挥重大作用。红外探测器广泛应用于军事、科学、工农业生产和医疗卫生等各个领域，尤其在军事领域，红外探测器在精确制导、瞄准系统、侦察夜视等方面具有不可替代的作用。随着红外探测技术的飞速发展，红外探测器在军事、民用等诸多领域都有着日益广泛的应用。作为高新技术的红外探测技术在未来的应用将更加广泛，地位更加重要。 小型红外探测器是受价格驱动的商品市场，而中型和大型阵列探测器则是受成本和性能驱动的市场，并且为新产品提供了差异化的空间。但是在每种红外探测器技术（如热电/热电偶/微测辐射热计）之间存在着巨大的障碍。由于这些技术都是基于不同的制造工艺，如果没有企业合并或收购，很难从一种技术转换到另外一种技术。 红外探测器已进入居民日常安防中，其中主动式红外探测器遇到

树叶、雨、小动物、雪、沙尘、雾遮挡则不应报警，人或相当体积的物品遮挡将发生报警。主动红外探测器技术主要采用一发一收，属于线形防，现在已经从最初的单光束发展到多光束，而且还可以双发双收，最大限度地降低误报率，从而增强该产品的稳定性，可靠性。据美国相关公司市场调研分析师预测，全球军用红外探测器需求额有望在2020年达到163. 5亿美元，复合年均增长率为7. 71%。 红外探测器按探测机理可分为热探测器和光子探测器，按其工作中载流子类型可以分为多数载流子器件和少数载流子器件两大类，按照探测器是否需要致冷，分为致冷型探测器和非致冷型探测器。非致冷探测器目前主要是非晶硅、氧化钒和InGaAs等探测器，致冷型探测器主要包括碲镉汞三元化合物、量子阱红外光探测器Ⅱ类超晶格等。在过去的几十年里，大量的新型材料、新颖器件不断涌现，红外光电探测器完成了第一代的单元、多元光导器件向第二代红外焦平面器件的跨越，目前正朝着以大规模、高分辨力、多波段、高集成、轻型化和低成本为特征的第三代红外焦平面技术的方向发展。 二、焦平面红外探测器应用现状 热探测器的应用早于光子探测器。热探测器包括热释电探测器、温差电偶探测器、电阻测辐射热计等。热探测器具有宽谱响应、室温工作的优点，但是它响应时间较慢、高频时探测率低，目前主要应用于民用领域。光子探测器是基于光电效应制备的探测器，通过配备致冷系统，具有高量子效率、高灵敏度、低噪声等效温差、快速响应等优点。在军事领域，光子探测器占据主导地位。常用的光子探测器有

NTC温度监测及控制电路

大庆石油学院课程设计 2009年 6 月 29 日

石油学院课程设计任务书 课程电子技术课程设计 题目 NTC温度监测及控制电路 专业自动化连会学号070601140215 主要容： 运用双臂电桥、差动集成运放、滞回比较器设计温度监测及控制电路。 基本要求： （1）、检测电路采用热敏电阻Rt（NTC）作为测温元件。 （2）、用100Ω/2W的电阻元件作为加热装置。 （3）、设计温度检测电路和温度控制电路。 （4）、具有自动指示“加热”与“停止”功能。 （5）、写出完整的设计及实验调试总结报告。 参考资料： [1] 淑燕，青.电子技术教学实践指导书[M].：中国电力，2005.10. [2] 润华,立山.模拟电子技术[M].:石油大学,2003. [3] 廖先芸，郝军.电子技术实践教程[M].:石油工业,1998.5. [4] 汪学典.电子技术基础实验[M].:华中科技大学,2006.8. [5] 介华.电子技术课程设计指导[J].:高等教育,1997. 完成期限 2009.6.29至2009.7.3 指导教师 专业负责人

2009年 6 月 27 日 目录 1 设计要求 (1) 2方案设计 (1) 2.1设计思路 (1) 2.2总体方案方框图 (1) 2.3基本原理 (2) 3总体方案的选择和设计 (2) 3.1 PTC温度控制电路 (2) 3.2 NTC温度监测及控制电路 (3) 4单元电路的设计 (3) 4.1含有热敏电阻的桥式放大电路 (3) 1、测温电桥 (3) 2、差动放大电路 (4) 4.2 滞回比较器 (5) 4.3 输出警报和控制电路 (6) 4.4元件参数的计算及选择 (6) 1、差分放大电路 (6) 2、桥式测温放大电路 (7) 3、滞回比较器 (7) 5总电路图 (8) 6总结 (8) 参考文献 (10) 附录 (11)

毕业设计论文 基于单片机的温度测量系统

毕业论文 基于单片机的温度测量系统 学生姓名：xxx 学号：0xxxxxxxxx 所在系部：电气信息工程系 专业班级：0x电子信息工程技术gz二班指导教师：xx 讲师 日期：二○○x年x月

毕业设计（论文）任务书 系部xxxxxxx 指导教师xx 职称讲师 学生姓名xxx 专业班级xxxxx 学号xxxxxxxxxx 设计题目基于单片机的温度测量系统 设计内容目标和要求（设计内容目标和要求、设计进度等） 毕业设计的目标： 本设计包括确定控制任务、系统总体方案设计、硬件系统设计的设计等，使学生进一步学习与理解基于单片机温度测量系统的原理，巩固与综合专业基础知识和相关专业课程知识，提高学生运用理论知识解决实际问题的实践技能。 毕业设计的要求: 设计基于单片机的温度测量系统，针对温室智能化控制存在的诸多因子，将智能传感器监测和单片机控制相结合，提出了基于单片机的温度检测系统设计方案。 毕业设计的设计进度： 1.根据题目要求的指标，通过查阅有关资料，确定系统设计方案，并设计其硬件电路图； 2.画出电路原理图，分析主要模块的功能及他们之间的数据传输和控制关系； 3.完成毕业设计。 指导教师签名： 年月日 系部 审核 此表由指导教师填写由所在系部审核

1 毕业设计（论文）学生开题报告 课题名称基于单片机的温度测量系统 课题来源老师指定课题类型EX 指导教师xx 学生姓名xxx 学号xxxxxxxxxx 专业班级xxxxxx 开题报告内容 一、本课题的目的及研究意义： 1. 课题的研究现状及趋势 在人类的生活环境中，温度扮演着极其重要的角色。无论你生活在哪里，从事什么工作，无时无刻不在与温度打着交道。自18世纪工业革命以来，工业发展与是否能掌握温度有着密切的联系。在冶金、钢铁、石化、水泥、玻璃、医药等行业，可以说几乎80%的工业部门都不得不考虑着温度的因素。温度不但对于工业如此重要，在农业生产中温度的监测与控制也有着十分重要的意义。本课题围绕应用于温室大棚的基于单片机的温度测控系统展开应用研究工作。 2. 课题的研究意义 这种设计方案实现了温度实时测量、显示和控制。该系统抗干扰能力强，具有较高的测量精度，不需要任何固定网络的支持，安装简单方便，性价比高，可维护性好。这种温度测控系统可应用于农业生产的温室大棚，实现对温度的实时控制，是一种比较智能、经济的方案，适于大力推广，以便促进农作物的生长，从而提高温室大棚的亩产量，以带来很好的经济效益和社会效益。 课题类型： （1）A—工程实践型；B—理论研究型；C—科研装置研制型；D—计算机软件型； E—综合应用型 （2）X—真实课题；Y—模拟课题； （1）、（2）均要填，如AY、BX等。

NTC温度监测及控制电路

大庆石油学院课程设计 2009年6 月29 日

大庆石油学院课程设计任务书 课程电子技术课程设计 题目NTC温度监测及控制电路 专业自动化姓名李连会学号 5 主要内容： 运用双臂电桥、差动集成运放、滞回比较器设计温度监测及控制电路。 基本要求： （1）、检测电路采用热敏电阻Rt（NTC）作为测温元件。 （2）、用100Ω/2W的电阻元件作为加热装置。 （3）、设计温度检测电路和温度控制电路。 （4）、具有自动指示“加热”与“停止”功能。 （5）、写出完整的设计及实验调试总结报告。 参考资料： [1] 孙淑燕，张青.电子技术教学实践指导书[M].北京：中国电力出版社，2005.10. [2] 刘润华,刘立山.模拟电子技术[M].山东:石油大学出版社,2003. [3] 廖先芸，郝军.电子技术实践教程[M].北京:石油工业出版社,1998.5. [4] 汪学典.电子技术基础实验[M].武汉:华中科技大学出版社,2006.8. [5] 彭介华.电子技术课程设计指导[J].北京:高等教育出版社,1997. 完成期限2009.6.29至2009.7.3 指导教师 专业负责人 2009年6 月27 日

目录 1 设计要求 (1) 2方案设计 (1) 2.1设计思路 (1) 2.2总体方案方框图 (1) 2.3基本原理 (2) 3总体方案的选择和设计 (2) 3.1 PTC温度控制电路 (2) 3.2 NTC温度监测及控制电路 (3) 4单元电路的设计 (3) 4.1含有热敏电阻的桥式放大电路 (3) 1、测温电桥 (3) 2、差动放大电路 (4) 4.2 滞回比较器 (5) 4.3 输出警报和控制电路 (6) 4.4元件参数的计算及选择 (6) 1、差分放大电路 (6) 2、桥式测温放大电路 (7) 3、滞回比较器 (7) 5总电路图 (8) 6总结 (8) 参考文献 (9) 附录 (10)

温度检测及控制电路

课程设计 课程名称测控电路课程设计_____ 题目名称温度检测及控制电路_ 学生学院信息工程学院_______ 专业班级 学号 学生姓名 指导教师 2014年1 月1日

广东工业大学课程设计任务书 题目名称温度检测及控制电路 学院信息工程学院 专业班级 测控技术与仪器专业 光机电一体化方向11（1-2） 姓名关汉记 学号3111002392 一、课程设计的内容 1、设计内容 （1）详细分析集成运算放大器构成的差动放大器工作原理及调零过程； （2）把测量得到的数据输入Matlab，用Matlab画出测温放大电路温度－电压关系曲线及比较器电压传输特性曲线； （3）详细分析电路中滞回比较器的电压传输特性对温控电路的作用和影响； （4）计算差动放大电路的电压放大倍数，计算所实现电路的滞回门限宽度； （5）详细分析测温电桥的工作原理； （6）分析如何设定温度控制点。 2、电路仿真 根据温度检测及控制电路工作原理，选用相应软件实现电路的仿真，并画出电路各点的信号波形，观察电桥输出、差动放大器输出及比较器输出信号随温度的变化趋势。 3、使用Protel绘制电路原理图，布局PCB板，使用热转印或者曝光方法制作电路板，根据系统原理图及所选择的元件及参数，购买相应元器件，完成电路焊接、调试。 二、课程设计的要求与数据 1、完成温度检测及控制电路的设计与制作； 2、讨论与分析，制作与调试，演示与答辩，提交设计报告。

三、课程设计应完成的工作 1、电路原理图设计； 2、电路工作原理分析； 3、电路参数计算与分析； 4、电路原理仿真； 5、电路制作、调试； 6、撰写设计报告； 7、实物演示与答辩。 四、课程设计进程安排 序号课程设计各阶段内容地点起止日期 1 布置设计安排；讲授设计内容；说明设计要求待定13．12．23 上午 2 方案设计、分析与比较实验楼 1-412 13．12．23 下午 3 确定方案和电路参数，理论计算、分析与仿真实验楼 1-412 13．12．24 4 绘制电路原理图；电路制作、调试；实验楼 1-412 13．12．25 5 撰写设计报告；实验楼 1-412 13．12．26 6 实物演示、答辩、成绩评定实验楼 1-412 13．12．27 五、应收集的资料及主要参考文献 1.张国雄等编。测控电路，机械工业出版社，2001.8. 2.赵负图主编，现代传感器集成电路，人民邮电出版社，2000.1. 3.刘征宇主编，线性放大器应用手册，福建科学技术出版社，2005.1. 4.蔡锦福等编，运算放大器原理与应用，科学出版社，200 5.7. 5.自编，测控电路设计型实验任务书. 发出任务书日期：2013年12月20日指导教师签名：计划完成日期： 2013年12月20日系主任签名：主管院长签名：

温度测控仪设计-毕业设计

温度测控仪设计 学生：XXX 指导教师：XXX 内容摘要：本文主要介绍了智能温度测量仪的设计，包括硬件和软件的设计。先对该测量仪进行概括性介绍，然后介绍该测量仪在硬件设计上的主要器件：“Pt100热电阻”、AT89C51单片机和LCD显示器以及描述测量仪的总体结构原理。在本设计中，是以铂电阻PT100作为温度传感器，采用恒流测温的方法，通过单片机进行控制，用放大器、A/D 转换器进行温度信号的采集。总体来说，该设计是切实可行的。 关键词：温度 Pt100热电阻 AT89C51单片机 LCD显示器

Design of and control instrument Abstract: This paper describes the design of the intelligent temperature measuring instrument, including hardware and software design. Be the first general description of the measuring instrument, and then describes the hardware design of the measuring instrument's main device: "Pt100 thermal resistance", AT89C51 microcontroller and LCD display, and describe the principle of measuring the overall structure. In this design, as is the PT100 platinum resistance temperature sensor, temperature measurement using constant current method, through the microcontroller to control, amplifier, A/D converter for temperature signal acquisition. Overall, the design is feasible. Keywords:temperature Pt100 thermal resistance AT89C51 microcontroller LCD monitor .