智能灯光控制系统.doc

华北科技学院课程设计
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卫生间智能灯光控制系统设计报告
目录
第一章设计用途和功能…………………………………………………2
第二章设计的作用、目的………………………………………………2
第三章总体设计…………………………………………………………2
3.1系统概述…………………………………………………………2
3.2各部分电路设计…………………………………………………4
3.2.1电源电路……………………………………………………4
3.2.2红外发射电路………………………………………………5
3.2.3红外接收电路……………………………………………7
3.2.4延时电路…………………………………………………10
3.2.5自断断电电路………………………………………………12
3.2.6电灯控制电路………………………………………………12
3.3PCB版制作电路………………………………………………13
第四章心得体会及建议…………………………………………………16
第五章附录……………………………………………………………17
第六章参考文献…………………………………………………………18

一．设计用途和功能
1.设计一个利用红外进行自动控制卫生间电灯的电路，.要求当人推开门时启动电源工作电路，既而启动红外接收电路和延时电路。当人离开红外探测区域，延时电路停止，逻辑门控制电路停止工作，总电路总开关断开。要求有人的时候自动开启开，没人的时候自动关闭，节省电力资源，更加环保，符合建设低碳社会的精神。
2.设计产生一个30kHz的方波发生信号电路，并接受此方波信号的接收电路。

二、设计的作用、目的
1.该电路设计重在掌握电源稳压，应用555定时器设计电路发生，并接收自动控制开关开关电路。
2．掌握常用电子器件（稳压管，二极管，电容，电阻等器件）的应用，并进行设计和综合分析应用。
3．通过课程设计，能够加深对电路理论知识的理解和掌握，更重要的是学习和掌握科学实验研究方法。学会运用理论和实验两种方法，解决实际问题。
4.熟悉Multisim电路仿真，ProtelPCB制版为以后从事科研和工作打基础
5.锻炼通过自学与自己探索的方式解决问题的能力。
6.通过此次课程设计将单片机软硬件结合起来对程序进行编辑，校验，锻炼实践能力和理论联系实际的能力。
7锻炼团队分工合作与协调能力。

三、总体设计
1.系统概述
(1).系统总体结构：
电灯控制电路
电源电路
自断电电路
门开关电路
红外发射电路
红外接收电路
延时电路

图3-1设计流程图

(2).工作原理
当人推开卫生间门时，装在门沿上的开关通过继电器使电灯接通电源，电灯亮。
当人进去卫生间后关上门，门沿上的开关接通自断电电路，使红外发射、接收电路开始工作。红外发射电路发射一个30Khz的脉冲波。红外接收系统检测到信号时，红外接收系统接通另一个继电器，使电灯继续工作。当红外接收电路检测不到信号时，接收电路会自动启动延时电路延时15s，在这15s内如果一直检测不到有人在卫生间，经过逻辑或运算关系判断则自断电电路会自动切断红外接收和发射电路，直到有人再次推动门而开始新的一次循环。

2.各部分电路设计
(1).电源电路
电源电路压器、整流、滤波和稳压。电网电压一般为交流220V，要把电网的交流电压变换成所需要的直流电压，首先要经过电源变压器降压，然后通过整流电路将交流电变成脉动的直流电，由于整流后的电压还有较大的交流成分，必须通过滤波电路加以滤除，从而得到比较平滑的直流电压。稳压电路可以保持输出直流电压的稳定，使之不随电网电压、负载或温度的变化而变化。本系统中电源电路的作用主要是为红外收发、延时等其它电路提供稳定+5V直流电源，如图3-2所示。

图3-2电源电路

220V50Hz的市电经过变压器降压后输出为有效值约为8.8V的50Hz交流信号，经桥式整流电路和滤波电路后成为小幅波动的直流信号。如图3-3所示，

图3-3变压器和桥式电路的输出

滤波后的信号经集成稳压芯片LM7805处理后，输出为+5±0.03V直流信号，十分稳定。
(2)发射电路
发射电路使用R1、R2、R5及C1、C3和D1、D2与555共同组成无稳态多谐振荡器定时器，这个电路还有另外一个优点是输出电压的幅值，周期比及频率受负载变化的影响极小。该电路产生一个30kHz、点空比约为1/3的方波。如图3-4所示。经西门子SFH415红外发射管（发射波长950nm）进行发射。

图3-4NE555波形发生器
在实际仿真中为了确定555定时器相关的电阻和电容的参数，开始是根据《数字电子技术基础（第五版）》（阎石主编）一书中的多谐振荡公式来计算：
周期T1=0.7*(R1