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红外线自动水龙头电路实训报告(一)红外线自动水龙头电路实训报告简介•本报告旨在对红外线自动水龙头电路实训进行总结和分析。
实训背景•红外线自动感应技术在日常生活中的应用越来越广泛，其中包括自动水龙头。
本实训以红外线感应技术为基础，设计和制作了一套红外线自动水龙头电路。
实训目标•实现红外线感应水龙头，实现自动感应出水和停止出水的功能。
实训过程•第一步：材料准备–准备红外线感应模块、水龙头开关模块、水泵、杜邦线等实验所需材料。
•第二步：电路连接–使用杜邦线将红外线感应模块、水龙头开关模块和水泵连接起来。
•第三步：程序设计–设计一个适配红外线感应信号的程序，通过接收红外线感应模块的信号来控制水泵的开关。
•第四步：测试与调试–将电路连接好后，进行测试，根据实际情况调试程序，确保红外线感应水龙头能够正常工作。
•第五步：封装与调整–使用合适的外壳将电路封装起来，进行外观和功能的调整，使得系统更加稳定和美观。
实训结果•经过实训的努力，我们成功实现了一套红外线自动水龙头电路。
•该系统能够准确感应到人体接近并自动开启水龙头出水，人体离开后自动关闭水龙头，实现了节约水资源的目的。
实训收获•通过这次实训，我们学习了红外线感应技术的原理和应用，了解了电路连接和程序设计的方法。
•我们锻炼了实操能力，培养了团队合作意识，也提高了解决问题的能力。
总结•本次红外线自动水龙头电路实训为我们提供了一个实践学习的机会，让我们更加深入地了解了红外线感应技术的应用。
•通过实训，我们掌握了相关的电路连接和程序设计知识，并成功制作了一套能够自动感应水龙头的系统。
•我们在实训中不仅学到了知识，还提高了动手实践的能力，培养了合作精神和解决问题的能力。
•本次实训对我们的学习和职业发展都有着积极的影响。
•通过参与这次实训，我们进一步了解了电子电路的原理和设计，学会了如何将红外线感应模块、开关模块和水泵进行连接，并通过程序来控制水泵的开启和关闭。
•我们也更加熟悉了红外线感应技术的原理，了解到红外线感应模块能够接收到人体发出的红外线信号，并将其转化为电信号，从而实现对水泵的控制。
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，I C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。
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。
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。
红外线控制自动水龙头课程设计(总7页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--红外线控制自动水龙头设计报告学生姓名：笑嘻嘻专业班级：电子信息工程本1502学生学号：12017年12月12日一、红外线传感器介绍红外线传感器利用红外线的物理性质来进行测量的传感器，也称红外探测器。
红外线即红光，它具有反射、折射、散射、干涉、吸收等性质。
任何物质，只有它本身具有一定的温度（高于绝对零度），都能辐射红外线。
红外线传感器测量时不与被测物体直接接触，因而不存在摩擦，并且有灵敏度高，反应快等优点。
红外线对射管的驱动分为电平型和脉冲型两种驱动方式。
由红外线对射管阵列组成分离型光电传感器。
该传感器的创新点在于能够抵抗外界的强光干扰。
太阳光中含有对红外线接收管产生干扰的红外线，该光线能够将红外线接收二极管导通，使系统产生误判，甚至导致整个系统瘫痪。
本传感器的优点在于能够设置多点采集，对射管阵列的间距和阵列数量可根据需求选取。
反射式光电传感器的光源有多种，常用的有红外发光二极管，普通发光二极管，以及激光发光二极管，前两种光源容易受到外界光源的干扰，而激光二极管发出的光的频率比较集中，传感器只结合搜很窄的频率范围信号，不容易被干扰，但价格较贵。
理论上光电传感器只要位于被测区域反射表面可受到光源照射，同时又能被接收管接收到的范围进行检测，然而这是一种理想的结果。
因为光的反射受到多种因素的影响，如反射表面的形状、颜色、光洁度、日光灯照射等不确定因素。
如果直接用发射和接收管进行测量，将会因为干扰而产生错误信号。
采用对反射光强进行测量的方法可以提高系统的可靠性和准确性。
红外反射光强法的测量原理是将发射信号经调制后送给红外管发射，光敏管接收调制的红外信号（如图1-1所示）反射光强度的输出信号电压（Vout）是反射面与传感器之间的距离（X）的函数，设反射面物质为同种物质时，X与Vout的响应曲线是非线性的（如图1-2所示）。
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。
课程设计任务书
课程名称：电子技术课程设计
题目：红外线自动控制水龙头开关设计
学院：系：
专业班级：
学号：
学生姓名：
起讫日期：
指导教师：职称：
学院审核（签名）：
审核日期：
1
说明
1.课程设计任务书由指导教师填写，并经专业学科组审定，下达到学生。
2.学生根据指导教师下达的任务书独立完成课程设计。
3.本任务书在课程设计完成后，与论文一起交指导教师，作为论文评阅和课程
设计答辩的主要档案资料。
目录
摘要与方案论证 (3)
设计原理 (3)
电源部分 (4)
红外发射电路 (4)
接收放大电路 (6)
控制电路 (10)
电磁阀 (11)
红外线水龙头原理图 (12)
原理图 (13)
布局布线前的PCB板图 (13)
布局后PCB板图 (14)
最终布线后PCB板图 (15)
元件清单 (16)
参考文献 (18)
Vc 是控制电压端（5脚），平时输出2/3V CC 作为比较器A1的参考电平，当5脚外接一个输
入电压，即改变了比较器的参考电平，从而实现对输出的另一种控制，在不接外加电压时，通常接一0.01uF 的电容器到地，起滤波作用，以消除外来的干扰，以确保参考电平的稳定。
T 为放电管，当T 导通时，将给接于脚7的电容器提供低阻放电通路。
555定时器主要是与电阻、电容构成充放电电路，并由两个比较器来检测电容器上的电压，以确定输出电平的高低和放电开关管的通断。
这就很方便地构成从微秒到数十分钟的延时电路，可方便地构成单稳态触发器，多谐振荡器，施密特触发器等脉冲产生或波形变换电路。
（1）构成单稳态触发器
图14－2（a ）为由555定时器和外接定时元件R 、C 构成的单稳态触发器。
触发电路由C 1、R 1、D 构成，其中D 为钳位二极管，稳态时555电路输入端处于电源电平，内部放电开关和T 导
通，输出端F 输出低电平，当有一个外部2与脚5与6直接相连。
电路没有稳态，仅存在两个暂稳态，电路亦不需要外加触发信号，利用电源通过R 1、R 2向C 充电，以及C 通过R 2向放电端C 1放电，使电路产生振荡。
电容C 在1/3V CC t 和2/3V cc 之间充电和放电。
其波形如图14－3（b ）
所示。
输出信号的时间参数是
T ＝t w1+t w2, t w1=0.7(R 1+R 2)C, t w2=0.7R 2C
555电路要求R 1与R 2均应大于或等于1K,但R 1＋R 2应小于或等于3.3M 欧。
外部元件的稳定性决定了多谐振荡器的稳定性，555定时器配以少量的元件即要获得较高精度的振 荡频率和具有较强的功率输出能力。
因此这种形式的多谐振荡器应用很广。
三．接收和放大电路
红外接收，放大的功能：红外调制信号被红外接收光敏二极管接收并转换为电信号，在经U1A、U2B、U3C型运算放大集成电路运算放大，放大后的信号送入Q2中红外接收，放大的组成是由接收光敏二极管，U1A、U2B、U3C型运算放大集成电路组成。
红外接收放大电路
光电元件特点是其高精度、高分辨率、大动态范围，利用光敏元件上的光电流随光强变动而变化这一现象实现几何增量，光电传感器可广泛地应用于静态测量、动态测量及自动化控制等领域。
本设计中接收部分就采用了光敏二极管。
1、光电传感器工作原理
光电传感器的基本转换原理是将被测量参数转换成光信号的变化，然后将光信号作用于光电元件转换成电信号的输出。
常用的光电传感器是采用发光二极管作为光源，光源经过透镜聚焦于空间某一点。
如果在该点有障碍物，光就照不到光敏二极管上，电路处于偏置状态，PN结截止，反向电流很小。
当没有障碍物遮挡时，光照到光敏二极管上时，PN
结附近产生电子——空穴对，并在外.电场和内电场的共同作用下，漂移过PN结，产生光电流。
此时，光电流与光照强度成正比，光敏二极管处于导通状态。
具体方法是在光源侧使用发光二极管，在受光侧使用光敏二极管，并将信号处理电路集成制作在一块芯片上。
它的特点是体积小，可靠性高，工作电源电压范围宽，接口电路的复杂程度大幅度减少，可直接与TTL，LSTTL和CMLS电路芯片连接。
2．运算放大器主要由输入级、中间放大级、输出级和偏置电路等四部分组成，如图1所示。
运算放大器的偏置电路与分立放大电路的偏置电路设计有很大不同，主要由各种形式的恒流源电路实现，熟悉各种形式的恒流源电路是阅读运放电路的基础。
运算放大器的输入级通常是差分放大电路，其主要功能是抑制共模干扰和温漂，双极型运放中差分管通常采用CC-CB复合管，以便拓展通频带；
运算放大器的中间级采用共射或共源电路，并采用恒流源负载和复合管以增加电压放大倍数。
双极型运算放大器的输出级采用互补输出形式，其主要功能是提高负载能力并增大输出电压和电流的动态范围。
二只输出管轮流导通，每管工作在乙类状态。
为消除交越失真，通常会给输出管提供适当的偏置电流，让其工作在甲乙类状态。
由于集成电路工艺的限制，各级之间采用直接耦合。
为保证输入短路时，输出直流电平为零，有时还需要在级间加入电平移动电路。
图2是uA741运算放大电路的等效电路图，对其基本工作原理的分析。
图2
（1）运放电路的结构分解
输入级是一个差动放大电路，主要由、（共集-共基组合）和、组成。
中间放大级由、、组成共集—共射电路；输出级由、组成互补输出电路。
（2）基准电流分析
、、组成运放的基准电流源，中得到的基准电流为
（3）静态偏置分析
与构成微镜像电流源，一方面给、的基极提供偏置，另一方面由、构成的镜像电流源给、、、的集电极提供恒流偏置，同时作为、的恒流负载。
是多集电极管，它与构成镜像电流源。
一方面给提供偏置电流，同时作为的有源负载。
则是给提供偏置电流，同时作为的有源负载。
将电路中的镜像直流电流源用等效恒流源代替，得到等效直流通路如图3所示。
图3
（4）交流分析
差分输入级中的、、管构成高精度交流镜像电流源，，因而提供给的电流为，使单端输出的差分电路达到双端输出的效果。
、同时分别作为、的有源负载。
电容C的作用是进行相位补偿，用于防止该运放可能产生的自激振荡。
输出级中的，，给互补输出管，提供静态偏置，以消除交越越失真。
、是输出限流保护用取样电阻，当输出电流过大时，或导通，通过、
组成的镜像电流源，将该电流镜像至的另一个基极，通过负反馈抑制输出电流的增大。
四．控制电路
1．控制电路主要由时基基成电路NE555，LM567型音频琐相环译码器基成电路，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。
传输来的外来频率信号被LM567接收，比较判断输出的信号来驱动晶体管VT，，当加在LM567 3脚的外来信号频率与LM567相同时，IC2的8脚输出低电平，使VL截止，IC3的2脚为高电平，3脚输出低电平，继电器K不工作，电磁阀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VT导通，IC3的2脚电位降低，3脚输出高电平，继电器K吸合，常开触点接触，电磁阀YV通电将水龙头打开。
当遮挡物离开后，电
磁阀P1延时工作一段时间后自动关闭。
其电路图下图所示。
控制电路
NE555D功能和原理如上（略），控制水龙头能够出水
五．电磁阀
追朔电磁阀的发展史，到目前为止，国内外的电磁阀从原理上分为三大类(即直动式、分步童先导式)，而从阀瓣结构和材料上的不同与原理上的区别又分为六个分支小类(直动膜片结构、分步重片结构、先导膜式结构、直动活塞结构、分步直动活塞结构、先导活塞结构)。
直动式电磁阀：
原理：通电时，电磁线圈产生电磁力把关闭件从阀座上提起，阀门打开；断电时，电磁力消失，弹簧把关闭件压在阀座上，阀门关闭。
特点：在真空、负压、零压时能正常工作，但通径一般不超过25mm。
分布直动式电磁阀：
原理：它是一种直动和先导式相结合的原理，当入口与出口没有压差时，通电后，电磁力直接把先导小阀和主阀关闭件依次向上提起，阀门打开。
当入口与出口达到启动压差时，通电后，电磁力先导小阀，主阀下腔压力上升，上腔压力下降，从而利用压差把主阀向上推开；断
电时，先导阀利用弹簧力或介质压力推动关闭件，向下移动，使阀门关闭。
特点：在零压差或真空、高压时亦能可靠动作，但功率较大，要求必须水平安装。
先导式电磁阀：
原理：通电时，电磁力把先导孔打开，上腔室压力迅速下降，在关闭件周围形成上低下高的压差，流体压力推动关闭件向上移动，阀门打开；断电时，弹簧力把先导孔关闭，入口压力通过旁通孔迅速腔室在关阀件周围形成下低上高的压差，流体压力推
六．红外线水龙头原理图
红外线控制水龙头由路由红外线发射电路，红外线接受与信号放大电路，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：
（a）
二、课程设计图纸内容及张数
原理图
布局布线前的PCB板图
布局后PCB板图
最终布线后PCB板图。
