LM567中文资料及LM567

2.4 全自动红外水龙头

2.4.1 水龙头的构成及红外传感器控制

水龙头采用了反射式红外传感器。红外线的发射和接收一般使用红外发光二极管和红外接收管来完成。当有物体靠近时，一部分红外光被发射到接收管。反射式红外传感器如图4所示。

图4 反射式红外传感器

红外水龙头控制过程是，当人或物体接近自动水龙头时，红外发射光电管发出的红外信号经人或物体反射到红外接收光电管。接收光电管接收到的反射光信号自动转换为电信号，经过后续电路进一步放大、整形、译码，最后驱动电路控制电磁阀动作打开水源。当人或物体离开自动水龙头时，接收光电管接收不到反射光信号，驱动电路断开电磁阀电源。

2.4.2 红外感应系统组成方框图

全自动红外线控制水龙头整个过程分5个模块。系统组成方框图如图5所示。

图5 系统组成方框图 多谐振荡器

调幅红外光

电磁阀动作

红外接收

音频译码

（LM567） 电压放大

（LM741） 1 3 红外线控制电路系统的工作原理

由于红外线水龙头控制电路构成较多，原理复杂，所以下面部分着重介绍红外控制水龙头组成及工作原理。

3.1 红外线水龙头控制电路系统的组成

红外线水龙头控制电路包括发射电路和接收译码控制电路。其中发射电路由多谢振荡器和三个TLN104型红外发射二极管；接收电路包括红外接收管VD0和VD1，运算放大器（LM741）、音频译码器（LM567）、继电器K0、电源电路等组成。

3.2 红外线水龙头控制电路原理图（见附录）

3.3 红外线水龙头控制电路工作原理

工作原理：发射电路中，多谐振荡器由IC（555）、R0、R1和C7等组成。其振荡频率为

f=1.43(R0+2R1)C7

附录中所示的参数对应频率为40KHZ，它的震荡输出信号驱动TLN104型的LED1~LED3工作，从而产生红外脉冲调制波。接收电路中红外接收头VD0、VD1与发射中的发射管相匹配，采用TLN104型。红外脉冲调制经VD0、VD1接收管转换成电信号，经C1耦合至LM741，再经C2输入到LM567的第3管脚，经识别译码后，使得中心频率f=11.1R6C3与红外调制频率40KHZ一致，使第8管脚输出为低电平，又经反相后，驱动VT2导通，继电器接收到控制信号后动作，电磁阀电源接通，水源打开。

当有人洗手将红外光束反射时，相应的VD0、VD1因接收到光信号而进行光电转换，从而使LM567因有信号输入而在第8脚输出为低电平，经反相后VT2导通，继电器K0吸合，交流电压被接通，从而使水龙头的电磁阀动作，水源打开。当手离开时，相应的VD0、VD1因接收不到红外光信号，从而使LM567因无信号输入而在第8脚输出为高电平，经反相VT2截止，继电器K0断开，从而使直流电压+12V断开，进而使水龙头的电磁阀动作，关闭水源。

4 单元电路的设计及元件的选取

4.1 +12V稳压电源的设计

该稳压电源设计电路的电压变压器B的二次侧电压为交流低电压，二次侧电路由桥式整流电路、极性滤波电容和普通滤波电容和固定式三端稳压器7812等构成。 2 稳压电源电路如图6所示。

N1 N2 1AC220V

50HZ整流桥2200u2200u20.140.1DC 12V 1.5A GND2Vin1Vout3+LM78123一

图6 稳压电源电路

200V交流电通过电源变压器变换成交流低压，交流低压经过桥式整流电路和滤波电容的整流和滤波，在固定式三端稳压器LM7812的Vin和GND两端形成一个并不十分稳定的直流电压（该电压常常会因为市电电压的波动或负载的变化等原因而发生变化）。此直流电压经过LM7812的稳压和滤波电容的滤波便在LM7812的输出端产生精度高、稳定性好的直流输出电压+12V，此电压可直接作为微型水泵和电磁阀电源电压。

电路中极性电容2200uf的作用是滤去低次谐波，而普通电容0.1f的作用则是滤去高次谐波。通常电路经整流滤波后其电压为变压器二次侧电压的1.1~1.2倍，故可选取变压后二次侧电压为12V的变压器。

4.2 +12V振荡器的设计

振荡电路是一种不需要外界输入信号就能将直流电源转换成具有一定频率、一定幅度和一定波形的交流能量输出的电路。 B 3 TRIG2Q3R4CVolt5THR6DIS7VCC8GND1555100K47K39K0.01ufVo10uf+12V

（a）电路图 （b）工作波形

图7 由定时器构成的多谢振荡器

本课程设计中所使用的多谐振荡器是由555定时器、电阻、电容组成。555定时器是一种中规模集成电路，外形为双列直插8脚结构，体积很小，使用起来方便。只要在外部配上几个适当的阻容元件，就可以构成史密特触发器、单稳态触发器及自激多谐振荡器等脉冲信号产生与变换电路。

555定时器在波形的产生与变换、测量与控制、定时电路、家用电器、电子玩具、电子乐器等方面有广泛的应用。因为施密特触发器的另外一个输出端（3号脚）专门作为多谐振荡器的输出，所以我们可以最大限度地保证多谐振荡器的带负载能力。这个多谐振荡器可以驱动小型继电器！

由555定时器构成的多谐振荡器的电路图及工作波形如图7所示。

555定时器的电气原理图和电路符号如图8所示。 4

图8 555定时器的电气原理图（a）和电路符号（b）

由于555内部比较器灵敏度较高，而且采用差分电路形式，这时振荡频率受电源的温度变化的影响较小。故只需通过调节R1的阻值来改变f来使其为1HZ的脉冲信号，作为闸门信号。

4.3 红外接收控制电路的设计

本电路是用小型一体化红外接收/解调块接收头SFM506-38、锁相环电路LM567、开关放大电路VT9013、固态继电器G2RK-2-12V、电磁阀等构成控制电路。其中SFM506-38是将红外接收管、前臵放大、带通滤波器、解调电路等集成在同一基片上，采用黑色环氧树脂封装。它具有体积小，无需外部元件，抗光电干扰性能好，接收角度宽、功耗低、灵敏度高等优点。SFM506-38内部原理图如图9所示。

图9 SFM506-38内部原理图 输入 控制电路 解

调

器 普通滤波 5 在用小功率红外发射管发射信号的情况下，其接收距离可达10m以上，且能与TTL、COMS器件兼容。使用时用虚框代替即可。SFM506-38的工作电压Vcc为+12V，峰值波长为0.95um，接收角为-55~ +55°，最大接收距离为35m，静态电流Icc为0.5mA，工作中心频率为38HZ。

LM567是1片锁相环音频解码电路，采用8脚双列直插塑封，3脚为信号输入端，其工作频率由5、6脚上的阻容元件决定，8脚为逻辑输出端。LM567由一电阻和电容组成振荡器，LM567内部压控振荡器的中心频率亦由电阻和电容决定，LM567的3脚为信号输入端，8脚为逻辑输出端，该输出是1个集电极开路的晶体管输出，最大灌电流为100mA，LM567的工作电压4.75~9V，工作频率0.1HZ~500KHZ，静态工作电流为8mA。当无人洗手时，VD0、VD1接收不到发射电路的红外脉冲而截至，LM567的8脚就会输出高电平，三极管VT2截止，继电器K断电处于释放状态，电磁阀M0不动作，水龙头无自来水放出。当手放到水龙头下方时，VD0、VD2接收红外线而导通，LM567的3脚有信号输入，8脚就会输出低电平，使得VT1导通，继电器K吸合，使其常开触点闭合，接通电磁阀M0的电源，M0动作，使水龙头放出自来水，同时LED发出绿光，指示水龙头正处于放水状态。洗涤完毕后，手离开水龙头后，继电器断开，切断电磁阀电源，水龙头停止放水。

红外接收/解调块接收头SFM506-38的应用图参见附录。

4.4 电压放大电路的设计

电压放大电路采用LM741集成运算放大器。LM741是高性能内补偿运算放大器，功耗低，无外部频率补偿，具有短路保护和失调电压调零能力。LM741集成运算放大器引脚图如图10所示。

OFFSET NJKLL1INVCRTING INPUT2NCN-INVCRTING INPUT3V_4NC5V+67OFFSET NULL8LM741OUTPUT

图10 LM741引脚图 6 集成运算放大器LM741的管脚功能是：1脚为调零端，2脚为反相输入端，3脚为同相输入端，4脚为接地端，5脚为调零端，6脚为输出端，7脚为正电源端，8脚为空脚端。

LM741是通用型运算放大器电路，他的应用很广泛，可以构成各种功能电路，其调零电路如图11所示。

OUTPUTLM74110KV_

图11 LM741集成运算放大器应用图

4.5 音调译码器的设计

音调译码器采用LM 567锁相环电路，锁相环内侧包含一个电流控制振荡器（CC0）、一个鉴相器和一个反馈滤波器。此音调解码块包含一个稳定的锁相环路和一个晶体管开关，当在此集成块的输入端加上所选定的音频时，即可产生一个接地方波。当输入信号于通带内时提供饱和晶体管对地开关，电路由I与Q检波器构成，由电压控制振荡器驱动振荡器确定译码器中心频率。用外接元件独立设定中心频率带宽和输出延迟。

LM 567主要用于震荡、调制、解调、和遥控编码、译码电路。 如电力线载波通信，对讲机亚音频译码，遥控等。

LM 567的基本工作状况有如一个低压电源开关，当其接收到一个位于所选定的窄频带内的输入音调时，其开关就接通。而且通用的LM567还可以用做可变形发生器或通用锁相环电路。当其用作音调控制开关时，所检测的中心频率可以设定于0.1至500KHZ之间的任意值，检测带宽可以设定在中心频率14%内的任意值。而且，输出开关延迟可以通过选择外电阻和电容在一个宽时间范围内任意改变。

LM567的管脚功能是：1脚为输出滤波，2脚为回路滤波，3脚为输入端，4脚为正电源端（电压值需最小为4.75V，最大为9V），5脚为定时电阻端，6脚为定时电容端，7脚为接地端，8脚为输出端。

LM567的引脚图如图12所示。 7 输出滤波回路滤波输入V定时电阻定时电容地输出相移检波VCO相位检波87654321

图12 LM567的引脚图

LM567的内部原理图如13所示。

IN35620K1047181U24VCC 8V相位检可控电流90" 相移检测器OUTAMP1U振荡器测器AMP

图13 LM567的内部原理图

管脚功能描述:

①、②脚通常分别通过一电容器接地，形成输出滤波网络和环路单级低通滤波网络。②脚所接电容决定锁相环路的捕捉带宽：电容值越大，环路带宽越窄。①脚所接电容的容量应至少是②脚电容的2倍。

③脚是输入端，要求输入信号≥25mV。

⑤、⑥脚外接的电阻和电容决定了内部压控振荡器的中心频率f2，且

f2≈11.1RC

⑧脚是逻辑输出端，其内部是一个集电极开路的三极管，允许最大灌电流为100mA。

+12V 500