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湖南文理学院课程设计报告课程名称：红外线控制自动水龙头系统设计院部：电气与信息工程学院专业班级：自动化 11102班学生姓名：指导老师：侯青莲达成时间：2013年5月XX日报成功绩：评阅建议：评阅教师日期摘要水是生命之源，但是地球上能够直接供人们使用的淡水资源却很困穷，并且散布不均，特别是跟着经济的发展，不论是在农业仍是在工业方面对淡水的需求愈来愈大，所以我们应当鼎力倡导节俭用水，追求可连续发展。
为此设计用红外线自动控制电路控制水龙头，从我们平时生活中减少水资源的浪费。
学致使用，针对节俭用水的问题，联合自己所学的知识，开发一种既能节俭用水，又操作简单方便、有适用性的水龙头。
本设计要求水龙头拥有红外线自动控制功能，当有人凑近或盛水容器凑近时，水龙头能自动翻开，以必定流速放水；走开时水龙头自动封闭。
这样不单使用起来就很方便，并且能够防备因粗心忘掉关水龙头造成水资源的白白浪费，同时又防止各样传得病的扩散和流传，能够宽泛应用在公共场所（如学校、医院）的餐厅、食堂、洗手间等，既节俭用水，又方便、安全卫生。
本次设计的是一种以红外线自动控制的水龙头。
采纳了反射式红外传感器，这类传感器的发射与接收是一体化的。
当人或事物凑近时，自动产生控制信号继电器动作，使电磁阀得电吸合进而自动放水。
本设计知足了人们对物质的需求，又提升了科学性。
以适应现在品种多批量小的电子市场的需求，大大提升了产品的市场竞争力。
目录第 1 章概述 (4)前言 (4)设计目的 (4)设计内容及要求 (4)设计内容 (4)设计要求 (4)第 2 章红外线控制自动水龙头系统设计 (5)水龙头的构成及传感器控制 (5)系统构成方框图 (5)红外反射式光电传感器特征与工作原理 (6)红外线控制自动水龙头的工作原理 (7)红外线水龙头控制电路系统的构成 (7)红外线水龙头控制电路工作原理 (7)第 3 章单元电路的设计 (8)+5V 的稳压电源的设计 (8)振荡器电路的设计 (8)红外接受控制电路的设计 (9)电压放大电路的设计 (10)音调译码器的设计 (11)三端稳压器 (13)LM567 调制传感器 (14)元器件清单 (16)心得领会 (17)附录总电路图 (18)参照文件 (19)致谢 (20)第 1 章概述1.1 前言水是生命之源，但是地球上能够直接供人们使用的淡水资源却很困穷，并且分布不均，特别是跟着经济的发展，不论是在农业仍是在工业方面对淡水的需求越来越大，所以我们应当鼎力倡导节俭用水，追求可连续发展。
目录前言 (1)1、总体方案设计 (1)1、1 设计任务与要求 (1)1、1、1 设计任务 (1)1、1、2 设计要求 (1)1、2 系统组成框图 (1)2、设计原理分析 (2)2、1 电路主要芯片介绍 (2)2、1、1 NE555时基电路简介 (2)2、1、2 MC78L12CP简介 (3)2、2 电路原理图 (3)2、3 主要单元电路设计 (3)2、3、1 红外线发射电路 (3)2、3、2 红外线接收电路 (4)2、3、3 时间延迟电路 (5)2、3、4 自动水龙头开关电路 (6)2、3、5 电源电路 (7)3、用Multisim仿真 (7)3、1 Multisim仿真软件简介 (7)3、1、1 Multisim仿真软件概述 (7)3、1、2 Multisim软件的特点与结构 (7)3、1、3 Multisim的仿真特点 (8)3、2 用Multisim软件仿真的结果 (9)结论 (12)参考文献 (12)致谢 (13)用Multisim仿真红外自动水龙头前言红外自动水龙头电路依靠红外线控制水龙头自动瞬时来水,自动延时断水,既使用方便,又节约用水。
红外自动水龙头采用非接触的红外感应方式自动开关,使用时手不接触水龙头,从而杜绝了细菌病毒的交叉感染,有效地预防了各种疾病的传播。
在医院、宾馆、饭店、学校、超市等公共场所及家庭中都得到了广泛的应用。
1、总体方案设计1、1 设计任务与要求1、1、1 设计任务设计一个红外自动水龙头开关控制电路。
该电路能够在人们需要用水的时候,通过感应装置自动打开自来水开关,并且在打开开关一段时间后,自动关断开关,从而起到节约用水的目的。
1、1、2 设计要求1、要求电路通过感应装置,在人们需要用水的时候,自动打开水龙头开关。
2、要求电路在打开水龙头开关一段时间后,自动关断开关。
3、要求电路能够调节自动水龙头开关打开的时间。
1、2 系统组成框图红外自动水龙头开关控制电路的总体框图如图1所示:图1 红外自动水龙头开关控制电路的总体框图红外自动水龙头开关控制电路就是由红外线发射电路、红外线接收电路、时间延迟电路、自动水龙头开关电路与电源电路5部分构成的。
遥控遥测课程论文红外自动水龙头学生姓名薛安敏学号***********院系电子与信息工程学院专业电子信息工程指导教师朱艳萍二Ｏ一Ｏ年六月一日红外自动水龙头【摘要】红外自动水龙头采用锁相环单音检测电路LM567构成自发射自接收的闭环控制形式。
就是说，把LM567产生的方波电信号调制在红外线光信号上并发射出去，红外线光敏二极管接收该信号，并把其变为电信号，经放大，又被该LM567自身检测。
这样，LM567自身的振荡频率与要接收的信号频率永远相同，即使由于某种原因使LM567的振荡频率发生了变化。
在一定的频带宽度内，由于LM567只对与自身振荡频率非常接近的信号产生响应，而对其他频率的干扰信号不响应，所以，该装置具有可靠性高、抗干扰性强、安装调试简单的特点。
这种水龙头只需将手或其他物品放入水龙头下，水龙头就会自动放出自来水供使用者洗手或洗涤其它物品。
这种水龙头特别适合酒店、宾馆、医院等公共场所使用，能有效防止手上细菌的交叉传染，如果这种水龙头用于家庭，可使家庭的卫生设施实现自动化，省去了洗手时要拧开水龙头的麻。
水龙头正工作于放水状态。
洗涤完毕，手离开水龙头后，停止放水。
【关键词】红外线遥控、水龙头、工作原理【正文】1 红外水龙头简单介绍红外线控制自动水龙头，是通过红外线来控制磁水阀门的开与关。
用红外线的发生装置和接收装置实现对是否有人要用水龙头的判断，通过放大电路及其电磁水阀门的控制电路实现智能控制。
2 红外水龙头系统设计通过放大电路及其电磁水阀门的控制电路（由音频译码器LM567组成）实现智能控制。
3 系统流程图555多谐振荡器红外线发射管是否有人等待红外接收管LM567解调继电器控制水阀门方案中是通过手来反射红外线，让红外线接收器感应到信号的变化而控制水阀门。
电路中用555组成的震荡电路驱动红外线发光二极管发出一定频率的红外线，经手反射，被红外线接收管接收，接收的信号经音频解码器LM567解调通过三极管来驱动继电器，继电器控制水阀门打开，当人离开了，红外线接收管没信号接收，音频解码器输出低电平，继电器释放，水阀门关闭。
目录摘要 (2)ABSTRACT (2)第一章需求分析 (3)第二章红外线控制自动水龙头系统设计 (4)2.1 水龙头的构成及传感器控制 (4)2.2 系统组成方框图 (4)2.3 红外反射式光电传感器特性与工作原理 (5)2.4 红外线控制自动水龙头的工作原理 (6)第三章单元电路的设计 (7)3.1 稳压电源的设计 (7)3.2 振荡器电路的设计 (7)3.3 红外接受控制电路的设计 (9)3.4电压放大电路的设计 (10)3.5音调译码器的设计 (11)3.6 三端稳压器 (13)3.7 LM567调制传感器 (13)总结 (16)参考文献 (17)致谢 (18)附录 (19)元件列表 (20)摘要本文介绍的全自动感应水龙头基于红外线反射原理，由红外发射电路、红外接收放大电路、控制电路、电磁阀、电源等组成。
当人或事物靠近时，自动产生控制信号，继电器动作，使电磁阀得电吸合从而自动打开水源；反之则自动关闭水源。
与传统供水设施相比，能够提高水资源的使用效率。
使用方便，且由于不需要用手接触水龙头，避免了病菌的传播。
系统电路设计简单实用，可以广泛用于商场、学校、办公大楼等人员密集场所。
【关键词】传感器；红外线；自动控制ABSTRACTThe fully-automatic faucet described in this paper is fabricated based on the application of infrared reflectance technology, it is consist of infrared emission circuit, infrared receiving, amplifier circuit, control circuit, solenoid valve, power supply, etc. When people or things are around, control signal will be generated automatically, then the relay operates, energizing the solenoid valve to pull in and start to supply water; otherwise water will be shut off. It is simple in design and easy to use. Comparing with traditional faucets, it is also water-saving. Fully-automatic tap is more convenient and artistic, and it enables the users to wash their hands directly without touching the tap, avoiding the transmission of germs. It can be widely used into people-intensive sites such as shopping malls, schools and office blocks.【Key words】 sensor, infrared, automatic control第一章需求分析随着经济的不断发展，人们对淡水的需求不断增加，不久的将来，淡水资源紧缺将成为世界各国普遍面临的严峻问题。
红外线自动水龙头控制器的设计学生姓名指导教师学院专业班级完成时间第一章引言▪ 1. 水资源是不可缺少的，没有水不管人或事物都不能存活。
普通水龙头当然也是一种选择，但是如果人们有急事却忘了关水会使水一直流，这样的话就会浪费很多水。
节约用水是一种美德，人人都有责任和义务节约用水，保护水资源。
所以本设计本着一种以“节本降耗”的精神为原则，用红外线控制水龙头以达到节水的目的。
2. 随着电子技术的发展，当前数字系统的设计正朝着速度快、容量大、体积重量轻的方向发展。
在其推动下，现代电子产品几乎渗透了社会的各个领域，有力地推动了社会生产力的发展和社会信息化程度的提高。
本设计采用的芯片有定时器555，集成放大器UA741 ，时基集成电路NE555 ，锁相环译码器NE567 。
第二章系统的总体组成▪ 2.1 红外线自动水龙头控制器主要由以下几部分组成◆电源◆红外发射电路◆红外接收和放大电路◆控制电路◆电磁阀◆ 2.2 系统组成框图第三章系统各个模块的设计▪ 3.1 电源1.电源由变压器，整流桥，滤波器，稳压器组成。
变压器把220V交流电（市电）变为稳压所需的低压交流电；整流器把低压交流电变为直流电；经滤波器滤波，稳压器再把不稳定的直流电压变为稳定的直流电压输出，以提供各电路正常工作所需要的电压。
2. 组成电路图▪ 3.2 红外发射电路▪ 1.组成: 主要由定时器555，红外发光二极管SE303A管，电源开关S，电阻器R01—R03和电容器CO1—CO3等组成。
▪ 2.功能: 定时器555组成的多谐振荡电路驱动红外发射管向外发射红外线。
▪ 3.工作过程: 接通SA，由定时器555及其外围容阻元件构成的多谐振荡器通电工作，驱动红外发光二极管工作，将红外信号调制发射出去。
▪ 4.简单介绍555定时器的工作过程▪ 3.3 红外接收和放大电路▪ 1. 组成: 接收光敏二极管VD1，型运算放大集成电路UA741 ，电阻和电容等。
河南理工大学电子技术课程设计报告红外线水龙头控制电路所在学院：电气工程与自动化学院*名：***学号：************专业班级：自动化06-6班指导老师：2009年1月8日摘要水是生命之源，然而地球上能够直接供人们使用的淡水资源却很贫乏，而且分布不均，特别是随着经济的发展，无论是在农业还是在工业方面对淡水的需求越来越大，所以我们应该大力提倡节约用水，寻求可持续发展。
为此设计用红外线自动控制电路控制水龙头，从我们日常生活中减少水资源的浪费。
学以致用，针对节约用水的问题，结合自己所学的知识，开发一种既能节约用水，又操作简单方便、有实用性的水龙头。
本设计要求水龙头具有红外线自动控制功能，当有人接近或盛水容器靠近时，水龙头能自动打开，以一定流速放水；离开时水龙头自动关闭。
这样不仅使用起来就很方便，而且可以防止因疏忽忘记关水龙头造成水资源的白白浪费，同时又避免各种传染病的扩散和传播，可以广泛应用在公共场所（如学校、医院）的餐厅、食堂、卫生间等，既节约用水，又方便、安全卫生。
该红外线水龙头控制电路由滤波整流电路、灵敏度调节电路、红外发射电路、红外接收电路以及电磁阀控制电路等组成。
用到的元器件有光电传感器（红外发射器、红外接收器、）开关放大电路、光电耦合器、电磁阀、555集成芯片以及电阻、电容若干，由220伏交流电供电，经变压器从次级输出9伏交流电压，该电压经整流、滤波、稳压，得到5伏电压提供给控制电路。
整个电路的核心是基于555定时器的红外传感器，由红外发射电路和红外接收电路构成，一块555集成芯片用于控制红外线信号的产生，另一块用于红外接收，其中在第二块集成芯片中1、2管脚还设有一级自动偏置限制电路，其作用主要是用来防止强光的冲击干扰和提高对弱信号的放大能力。
当有人洗手或接水时接近水龙头的手或容器将红外线反射回一部分，由红外接收电路接收并转化为电信号传递给后继电路，继而引发电磁阀的控制活动。
目录1 概述 (3)1.1引言 (3)1.2设计目的 (3)1.3设计内容及要求 (3)2 红外线水龙头自动控制电路原理方框图 (4)2.1红外线水龙头自动控制电路的组成 (4)2.2原理方框图 (4)3 各部分功能模块设计 (5)3．1变压器及整流滤波稳压电路 (5)3.2灵敏度调节电路 (5)3.3红外发射电路 (6)3.4红外接收电路 (7)3.5电磁阀控制电路 (8)4 电路元器件介绍 (9)4.1电路元件 (9)5 遇到的问题及解决方法 (11)6 心得体会 (12)参考文献： (12)附录 (13)1 概述1.1引言水是生命之源，然而地球上能够直接供人们使用的淡水资源却很贫乏，而且分布不均，特别是随着经济的发展，无论是在农业还是在工业方面对淡水的需求越来越大，所以我们应该大力提倡节约用水，寻求可持续发展。
河南工业职业技术学院Henan Polytechnic Institute 毕业设计（论文）题目：红外线自动水龙头班级：姓名：指导教师：设计任务书一、设计题目红外线控制自动水龙头二、设计的目的1）掌握光电传感器的原理及使用方法。
2）掌握用51单片机开发数据采集系统的流程及方法。
三、设计要求红外线控制水龙头在生活中应用广泛，主要应用光电传感器对水龙头的开关进行自动控制。
其设计要求如下：1)采用光电传感器采集数据；2)用51系列单片机进行数据处理；3)用电磁阀控制水龙头的开关；4)当水龙头长时间开启，进行声音报警；5)根据需要控制水流的大小。
四、设计任务要求在规定时间内独立完成下列工作量：说明详细，字迹工整，原理正确，元件选择有理。
图纸规范，图形清晰，符号标准，线条均匀。
1)撰写总体设计方案（设计说明书，15000以上）；2)电路原理图设计、绘制；3)元器件的选型依据及计算;4)元器件明细表；5）撰写程序设计说明书6）编写程序五、参考文献红外线控制自动水龙头摘要水龙头是室内水源的开关,负责控制和调节水的流量大小,是每个家庭必备的材料。
本文所介绍的是一种新型红外线控制自动水龙头, 红外式自动水龙头由红外发射电路、红外接收放大电路、控制电路，电磁阀，电源组成。
用51系列单片机进行数据处理，电路简单，既防止了其它光源的干扰，又简化电路，降低成本，使用和安装都很方便。
成本低，体积小，安装简单。
自动水龙头接通电源，当手伸到水龙头下时，使水龙头放自来水，根据需要调节水流大小，手离开水龙头后，停止放水。
关键词：红外线控制，自动水龙头，51系列，电磁阀ABSTRACTTap water is used indoor and responsible for the switch control and just the flow of water, is required materials in each family . This paper introduces a new kind of infrared control which is automatic infrared automatic system is made up of infrared transmission circuit, faucet infrared receiving amplifier circuit, control circuit, solenoid valves and power supply. With simple circuit of 51 series microcontroller, which prevent the other light circuit is simplify,cheap and very convenient and is easy for installation. Low cost, small volume, simple installation. Automatic faucet switch on the power, when the hand, make to tap water faucets, need adjustment according to put hands off the tap water, water, stop.Keywords: infrared control, automatic faucet, 51 series, solenoid valves目录第一章绪论 (1) (1) (2)第二章设计方案 (5) (5)单片机控制方案 (7)第三章硬件设计 (9) (9) (16) (23)第四章软件设计 (27) (27) (29) (30)结束语 (32)参考文献 (35)附录 (36)致谢 (41)一、绪论设计的目的与意义水龙头，自从它发明的那天起，就成为人类的朋友，但随着时间的推移，科学技术的不断发展，人们对生活要求越来越高，追求自动化，智能化。
目录第一章引言 (2)第二章系统的基本组成 (3)2.1 水龙头的构成及红外传感器控制 (3)2.2 系统组成方框图 (3)第三章系统的工作原理 (4)3.1 红外线水龙头控制电路系统的组成 (4)3.2 红外线水龙头控制电路的原理图（见附录） (4)3.3 红外线水龙头控制电路工作原理 (4)第四章单元电路的设计 (4)4.1 +5v的稳压电源的设计 (4)4.2 振荡器电路的设计 (5)4.3 红外接受控制电路的设计： (6)4.4 电压放大电路的设计 (7)4.5 音调译码器的设计 (9)4.6 三端稳压器 (10)4.7 LM567芯片使用 (11)4.8 元件选取 (12)第五章结论 (13)致谢语 (14)参考文献 (15)附录： (16)第一章引言随着电子技术的发展，当前数字系统的设计正朝着速度快、容量大、体积重量轻的方向发展。
在其推动下，现代电子产品几乎渗透了社会的各个领域，有力地推动了社会生产力的发展和社会信息化程度的提高，同时也使现代电子产品性能进一步提高，产品更新换代的节奏也越来越快。
水资源是不可缺少的，没有水不管人或事物都不能存活。
节约用水是一种美德。
普通水龙头当然也是一种选择，但是如果人们有急事却忘了关水会使水一直流，从而会浪费很多水。
要是在干旱的地区水就犹如他们的生命。
所以本设计一种可以不会浪费水，专门为那些容易忘记关水的人使用。
本论文设计一种以红外控制水龙头。
采用了反射式红外传感器，这种传感器的发射与接收是一体化的。
当人或事物靠近时，自动产生控制信号继电器动作，使电磁阀得电吸合放水的功能。
它安装方便、灵敏度高、抗干扰能力强，使用寿命长，发出光均匀稳定。
发出的二极管光为不可见光，当发出光被某一信号调制后，只有专门的解调电路才能收到。
可在强光下工作，给人们生活带来了极大的方便，已成为人们日常生活中必不可少的必需品，其广泛用于家庭、车站、工厂、学校、餐厅等场所。
而且大大地扩展了原先水龙头的功能。
本例介绍的自动水龙头采用了红外控制开关及电磁水阀，其特点是制作简单、灵敏可靠、安装方便、节水效果好。
电路工作原理红外自动水龙头电路由红外线反射开关A、功率开关集成电路「、电磁水阀YV及电源变换电路等组成，如图3-182所示。
接通电源后，交流220V电压经电源变压器T降压、二极管VD2-VD5桥式整流及电容器C滤波后，产生约+l2V电压供给水龙头控制电路。
平时，由于A内部红外发光二极管向外发射的调制红外线 (频率约为4OkHz)遇不到反射物体，所以，与其同向并排安装的光敏晶体管接收不到红外信号而处于截止状态，使A的输出端 (OUT)处于低电平，IC 的5脚无合适的控制电压输入，因而其内部电子开关 "断开"被控电磁水阀不工作。
当有人洗手或用水时，接近水龙头的手或盛水容器将红外线反射回去一部分，被光敏晶体管接收并转换成相同频率的电信号，经A内部电路一系列放大、解调、整形、比较后，由A的OUT端输出高电平信号，从而使IC第5脚通过分压电阻器Rl、R2得到合适的控制电压 (1.6V阀值电压)，控制IC内部电子开关《闭合"，使电磁水阀通电自动开阀放水。
当手或盛水容器离开水龙头时，A内部光敏晶体管失去红外脉冲信号，电路又恢复到平时的待机状态。
Rl和R2均选用1/8W碳膜电阻器。
C选用耐压值为16V的铝电解电容器。
VDl-VD5均选用1N4001型硅整流二极管。
FU选用带管座的250V、O.l5A熔断器。
IC选用TWH8778型功率开关集成电路。
T选用3W、二次电压为l2V的电源变压器。
电磁水阀可选用D-l2型电磁水阀或全自动洗衣机专用的l2V电磁水阀。
A选用TXO5D型低功耗红外反射开关 (该器件是模块化产品)，它内部采用了低功耗器件和抗外界干扰电路，全部电路焊装在尺寸为46.5mmx32mmxI7mm的塑料小盒内。
盒侧面设有一个红色发光二极管，用来指示开关工作状态 (平时熄灭，有反射物时发光);另有一调节孔，顺时针调节反射监测距离增大，逆时针调节反射监测距离缩小，调节范围一般在5-12Ocm。
整个水龙头控制电路与电磁水阀一起焊装在体积相当的绝缘材料盒内，可直接替代传统的水龙头。
安装时要注意做好防水工作，以免电路元件被水损坏。
A的红外线发射方向应指向水龙头下方。
电磁水阀的进水口可直接拧在原来接水龙头的螺纹口处。
反复调节A上的灵敏度调节旋钮，使人手接近水龙头lOcm出水即可。
抽于电磁阀工作时只有开或关两种状态，所以出水时水流量是固定不变的。
可以通过在出水口包一一层或两层纱布来调节水流量。
本例介绍一种红外自动水龙头开关电路。
当有人用手遮档住红外线时，水龙头自动打开，手离开后，延迟儿秒钟可自动关闭，使用非常方便。
电路工作原理该红外自动水龙头电路由红外线发射电路、红外接收与信号放大电路、锁相环频率解码电路、单稳态延时控制电路和电源电路等组成，如图3-183所示。
红外发射电路由时基集成电路ICOl、红外发光二极管VL、电源开关S、电阻器ROl-R03和电容器COl-C03组成。
红外接收与信号放大电路由红外接收光敏二极管VDl、运算放大器rCl和有关外围元件组成。
锁相环频率解码电路由IC2和外围阻容元件组成。
单稳态延时控制电路由时基集成电路IC3、开关晶体管V、延时电容器C6、继电器K、二极管VD2、电磁阀YV及有关外围元件组成。
电源电路由电源变压器T、整流桥堆UR，三端集成稳压器IC4和滤波电容器C8、Cg等组成。
接通开关S，由ICOl及其外围阻容元件构成的多谐振荡器通电工作，驱动VL工作，将14kHz左右的红外调制信号发射出去。
该红外调制信号被VDl接收并转换为电信号，再经ICl运算放大，放大后的信号送人IC2进行选频。
当加在IC2第3脚的外来信号频率与IC2的振荡频率相同时，IC2的8脚输出低电平，使V截止，IC3的2脚为高电位，3脚输出低电平，继电器K不工作，电磁水阀YV关闭。
当洗手或用器皿取水，手或物体将VL发出的红外线遮挡住时，IC2的8脚将由低电平变为高电平，使晶体管V导通，lC3的2脚电位降低，3脚输出高电平，继电器K吸合，常开触头接通，电磁水阀YV通电将水龙头打开。
当遮档物离开后，电磁水阀YV延时工作一段时司后自动关羽。
元器件选择ROl-R03、Rl-RlO均选用1/4W碳膜电阻器。
RP选用密封式可变电阻器。
COl、CO2、C3和C7选用涤纶电容器或独石电容器;C03、Cl、C2、C4-C6、C8和C9均选用耐压值为16V 的铝电解电容器。
VDl选用与VL配套的红外接收光敏二极管;VD2选用1N4007型硅整流二极管。
VL选用SE303A型红外线发光二极管。
V选用Sg013型硅NPN晶体管。
ICOl和IC3选用NE555型时基集成电路;ICl选用PA741型运算放大集成电路;IC2选用NE567型音频锁相环译码器集成电路。
K选用6V直流继电器。
T选用3W、二次电压为gV的电源变压器。
YV选用220V交流电磁水阀。
基于EM78P156E的自动红外控制水龙头系统设计摘自：中国水龙头网作者：佚名添加日期： 2008-7-3 阅读次数： 305摘要：EM78P156E是台湾仪隆电子公司生产的CMOS型8位单片微控制器。
它功耗低,速度快,资源丰富,且价格低廉。
可用于多种控制领域。
文中介绍在EM78P156E控制下的红外水龙头的实际电路和设计思想,同时还给出了该自动红外控制水龙头的控制程序框图。
关键词：单片机低功耗控制水龙头 EM78P156E1 概述EM78P156E是台湾义降电子公司采用CMOS技术制造的8位单片机,它具有低功耗、高速度等特点,其内部含有看门狗、RAM、ROM、可编程计时/计数器、内外部中断、SLEEP模式及双向三态I/O口,其丰富的应用资源和低廉的价格已使其在各个应用领域取得了重大成功,如充电器,遥控器,语言复读机,汽车防盗报警器,无绳电话等。
笔者依据EM78P156E的特点设计了一个可应用于红外自动水龙头产品的实用电路,并在试用后取得了良好效果。
2 EM78P156E的特点图1是EM78P156E的管脚图,它的主要参数和特点如下：●工作电压：2.5V～5.5V。
●工作频率范围：采用晶振时为：DC～36MHz;采用RC振荡器时为DC～4MHz（5V）：●低功耗：在5V/4MHz条件下的电流消耗为2mA,在SLEEP时为1μA;●具有OTP型,其程序存储器为1k×13;●具有多种振荡形式,带有SLEEP省电模式;●内含14个特殊功能寄存器,含48×8bit内部RAM;●可由软件控制双向I/O口,以构成上拉电阻、下拉电阻或集电极开路输出。
3 红外水龙头的工作原理及特点图2为红外水龙头的工作原理图。
它是利用红外发射电路和接收电路配合单片机来工作的。
发射电路定时间歇发射发外脉冲,当人要洗手时对红外产生反射,从而使接收电路接收到红外信号,再由单睡机控制电磁阀打开水龙头出水,当人手离开时,接收电路无法收到反射信号,单片机则控制电磁关闭水龙头。
为使这种家用或公共场合用的产品具有更高的安全性和可靠性,设计者普遍使用电池作为工作电源,因而对电路整机的功耗要求应足够的小,一般来讲应该从以下几个方面来减少功耗：（1）为了便于电磁阀的驱动,采用4节1.5V电池供电,CPU工作使用HT1033稳压输出的3.3V电压,以降低CPU的工作功耗。
为防止在电池电压降低后红外水龙判断的工作可靠性下降,该电路设计有电池电压检测电路,当电池电压降低到一定程序时,电路具有通过指示灯闪烁提醒用户更换电池的功能。
（2）图3所示为电磁阀的控制电路,它通过两个I/O控制脚电平的翻转来对电磁阀进行开/关控制。
电磁阀开关动作的控制脉冲宽度可选为30ms,随着该脉冲宽度的增加,电路的功耗将会加大,但如果该脉冲太窄的话,一方面无法驱动电磁阀工作,另一方面还会使电池电压下降从而电磁阀失控。
因而应采用软件进行判断补偿：当计数电磁阀开关次数达到一定数值时,应适当增加电磁阀控制脉冲宽度,也可以根据使用次数逐级增加脉宽。
这样既能稳定控制电磁阀又能合理分配使用能量。
（3）图4所示是该红外水龙头的发射/接收电路。
发射电路中的稳压二极管起着稳定发射距离的作用,它能保证电池电压下降后发射距离保持稳定。
该发射电路以间歇方式工作,它每隔0.5秒发射一次脉宽为50μs的窄脉冲。
接收电路也采用间歇供电方式,在CPU做发射脉冲的时候打开接收电路的工作电源,然后检测是否收到反射脉冲。
检测完毕后再关闭接收电源。
（4）在设计CPU软件时,由于EM78P156程序存储器的容量为1k,因而可以将多种冲水功能程序放大同一片OTP芯片中,工作时再从I/O口管理判断应执行的功能段。
这样可以减少产品库存,并提高利用率。
WDT看门狗的打开信号可作为SLEEP工作模式的唤醒源,如果WDT 的基本定时周期为18ms,那么,WDT看门狗应在大约每隔0.56s时产生一次看门狗复位动作。
另外,该红外水龙头还设计有连续出水一分钟自动关闭电磁阀的功能。
这是为在异物阻挡使单片机误判断时,不致于水流不停而设计的。
图5所示是该红外水龙头的软件工作程序方框图。
红外水龙头该电路由以下几部分组成: (1)红外发射器它是一个由555电路组成的多谐振荡器,其振荡频率由RP1,R1,C1的数值决定,该电路的振荡频率为38kHz. (2)红外接收电路该电路由红外接收管VD2和CX20106组成. (3)水阀门控制电路该电路由控制门F1,F2,驱动管VT1和继电器K1组成. (4)电灯控制电路该电路由控制门F3,F4,驱动管VT2和继电器K2组成红外线自动水龙头控制器红外线自动水龙头控制器由发射器和接收、译码、控制几部分组成。
555和R1、R2、C1等组成无稳态多谐振荡器，其振荡频率约40kHz，它驱动三支TLN104型红外发射二极管，产生红外脉冲调制波。
红外接收头采用两支与TLNl04配套的TLP104接收管，将红外光转换为电信号，经过IC2 放大后，加至IC3，IC3是锁相环音频译码器，调节RP1，使IC3的中心频率与发射的调制频率40KHz一致。
当有信号来时，LM567的8脚输出低电平，VT1截止，交流固态继电器IC4(SP110)因无控制信号触发，交流输出处于断开状态。
而当有人洗手将红外光束遮挡时，LM567无信号输入，8脚因R7的高电平偏置作用而呈高电平，VT1导通，IC4因控制端有一跳变的脉冲信号，使SP110的交流电压接通，使得水龙头的电磁阀自动开启、放水，人手离开后，红外光又照射到接收头上，LM567输出又恢复低电平，VT1截止，IC4的交流输出也断开。
摘自《新编555集成电路应用800例》这是一个遮断式的电路，反射式的只需在原电路的基础上稍微改动就可以啦。
