紅外感應(yīng)式電子迎賓器的設(shè)計(jì)

福 建 師 范 大 學(xué) 應(yīng) 用 科 技 學(xué) 院學(xué) 生 論 文論文題目： 紅外感應(yīng)式電子迎賓器的設(shè)計(jì) 指導(dǎo)教師： 施文灶 學(xué) 號(hào)： 120352010030 姓 名： 溫 華 年 級(jí)： 2010級(jí) 專 業(yè)： 電子信息工程 二0一四 年 五 月 十五 日紅外感應(yīng)式電子迎賓器的設(shè)計(jì)學(xué)院：應(yīng)用科技學(xué)院 專業(yè)：電子信息工程 學(xué)號(hào)：120352010030 姓名：溫華 指導(dǎo)教師：施文灶【摘要】本設(shè)計(jì)主要由HN911新型熱釋電紅外探測器、雙D觸發(fā)器CD4013控制電路、KD5603語音芯片等設(shè)計(jì)出簡單的紅外感應(yīng)式電子迎賓器。常用于商鋪，能自動(dòng)感應(yīng)到顧客的到來，立即發(fā)出迎賓語。譬如：顧客進(jìn)店時(shí)，能夠發(fā)出“您好，歡迎光臨！”等語音內(nèi)容，起到了禮貌問候，從而做到提醒店員有人進(jìn)店和迎賓的雙重作用，所以本設(shè)計(jì)的出現(xiàn)完全可以替代迎賓小姐24小時(shí)的工作?！娟P(guān)鍵詞】紅外線；熱釋電紅外傳感器；D觸發(fā)器；迎賓器。 目 錄1. 概述31.1課題研究背景、內(nèi)容及意義31.2 研究國內(nèi)外現(xiàn)狀及發(fā)展31.3 課題的具體要求及任務(wù)32. 系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)32.1 總體的設(shè)計(jì)方案32.2 總體的設(shè)計(jì)原理框圖43. 系統(tǒng)基本工作原理43.1 紅外傳感器43.1.1 熱釋電紅外傳感器53.1.2 菲涅爾透鏡53.1.3 HN911熱釋電紅外線傳感器53.2 D觸發(fā)器63.3語音電路64. 系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)模塊74.1 感應(yīng)模塊74.2 控制模塊74.3 語音模塊94.4 供電模塊94.5系統(tǒng)總體電路圖95. 總結(jié)10參考文獻(xiàn)111. 概述1.1課題研究背景、內(nèi)容及意義迎賓器是近些年才有的常用于小型商鋪，超市起迎賓防盜作用的電子產(chǎn)品。迎賓器的前身是電子防盜報(bào)警器，事先人們用它來防盜的，但后來因?yàn)殡娮臃辣I報(bào)警器發(fā)出的聲音是刺耳的報(bào)警聲，對(duì)進(jìn)店的顧客產(chǎn)生消極的影響，后來演變成比較悅耳的聲音，特別是：叮咚聲，您好，歡迎光臨等音效備受用戶的喜愛，顧客一進(jìn)門就報(bào)出歡迎語音，起到了禮貌問候，從而做到提醒店員有人進(jìn)店和迎賓的雙重作用。1.2 研究國內(nèi)外現(xiàn)狀及發(fā)展隨著近幾年科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，現(xiàn)代電子技術(shù)幾乎在各個(gè)領(lǐng)域備受青睞。近年來，西方發(fā)達(dá)國家運(yùn)用電子技術(shù)研制出各類迎賓器，廣泛用于家庭，辦公室和工廠，成為有效的迎賓器件。我國自改革開放以來，由于商品經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展和人民生活日益改善，人們對(duì)于先進(jìn)的電子技術(shù)實(shí)現(xiàn)迎賓的興趣和需求與日俱增，當(dāng)前市場上迫切需要一種適合我國國情，價(jià)格低廉，性能可靠的迎賓裝置，適合在家庭、賓館、商店、倉庫、辦公室及其它機(jī)關(guān)部門等使用的新穎感應(yīng)電子迎賓器?，F(xiàn)代的迎賓器是在針孔效應(yīng)中得到啟發(fā)，利用人體移動(dòng)致使環(huán)境紅外線的微小變化控制語音電路發(fā)出“您好，歡迎光臨！”的聲音，給人帶來親切感。該迎賓器不只小巧精致成本低，并且集成度也是格外的高，制造熱釋電紅外探測元的高熱電材料是一種廣譜材料，它的探測波長范圍為0.22m。為了對(duì)某一波長范圍的紅外輻射有很高的敏感度，該傳感器在窗口上加裝了一塊干涉濾波片，這種濾波片除了準(zhǔn)許某些波長范圍的紅外輻射經(jīng)過外，還能將燈光、陽光和其它紅外輻射拒之門外，它已迅速成為現(xiàn)代迎賓的主流?？偠灾?，未來幾年迎賓器的發(fā)展趨勢(shì)是：產(chǎn)品技術(shù)將在數(shù)字化、無線化、集成化的前提下力求突破。而在應(yīng)用市場上，它將朝更細(xì)化的方向前進(jìn)，針對(duì)不同的市場，推出不同產(chǎn)品。以成長最快的公共場合超市為例，已經(jīng)有專為超市設(shè)計(jì)的定向適合這種場合用的紅外線迎賓系統(tǒng)。而除了商店，家庭，辦公室等，室外應(yīng)用更是具有無限的拓展空間。1.3 課題的具體要求及任務(wù)要根據(jù)現(xiàn)有的已市場化的感應(yīng)迎賓器的制造原理，在掌握感應(yīng)技術(shù)，特別是紅外感應(yīng)技術(shù)的基礎(chǔ)上，采用感應(yīng)模塊加上必要的芯片及元器件，設(shè)計(jì)一個(gè)簡單實(shí)用廉價(jià)的感應(yīng)式電子迎賓器。要求重點(diǎn)在于掌握設(shè)計(jì)原理，并將書本所學(xué)與實(shí)際相結(jié)合，提高實(shí)踐能力，熟悉電路設(shè)計(jì)的基本流程和方法，熟悉常用的電子元件、芯片參數(shù)并能熟練使用它們。通過研究設(shè)計(jì)感應(yīng)式電子迎賓器，熟悉感應(yīng)探測技術(shù)的具體應(yīng)用，為以后的科研和制作積累經(jīng)驗(yàn)。 2. 系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)2.1 總體的設(shè)計(jì)方案本設(shè)計(jì)設(shè)想用于商鋪門口，當(dāng)有顧客進(jìn)入時(shí)，裝置自動(dòng)響起“您好，歡迎光臨！”或者其他音樂的預(yù)置聲音，既起到迎賓作用，也提示店主有顧客進(jìn)入，出門則不提示。 這樣不僅實(shí)現(xiàn)了感應(yīng)式迎賓器的基本要求，而且由于可判別人體行走方向，為以后的拓展功能預(yù)留了空間，以便后續(xù)實(shí)現(xiàn)附加功能。比如：店鋪關(guān)門后可調(diào)整至報(bào)警狀態(tài)等。 紅外感應(yīng)式電子迎賓器的整體框圖本設(shè)計(jì)方案可分為4個(gè)模塊：紅外傳感模塊，控制模塊，語音模塊，供電模塊。如圖2-1所示，其中最關(guān)鍵的就是紅外傳感模塊和控制模塊。前者決定了整個(gè)設(shè)計(jì)方案的成敗，而后者決定了能否實(shí)現(xiàn)預(yù)想的效果。2.2 總體的設(shè)計(jì)原理框圖 感應(yīng)模塊 控制模塊 語音模塊 供電模塊 音頻信號(hào) 圖2-1總體設(shè)計(jì)框圖l 在感應(yīng)模塊，預(yù)選用熱釋電紅外線傳感，只對(duì)人體發(fā)出的特定紅外波長有感應(yīng)效果，屏蔽了其他外界影響引起的誤報(bào)。由于要確定顧客的行走方向，故需要兩個(gè)探測感應(yīng)模塊，根據(jù)信號(hào)產(chǎn)生的先后順序來判別是進(jìn)還是出。l 在控制模塊，使用門電路，觸發(fā)器和獨(dú)立的元器件，通過組合，使控制電路可以根據(jù)感應(yīng)模塊產(chǎn)生的不同信號(hào)來判別顧客的進(jìn)出，從而產(chǎn)生不同的控制信號(hào)，得到不同的響應(yīng)功能。l 在語音模塊，采用內(nèi)置特定音樂的音樂芯片，搭配小功率喇叭，實(shí)現(xiàn)發(fā)聲功能。這里使用的音樂芯片，可以選用動(dòng)聽的樂曲，也可以使用“您好，歡迎光臨！”等語音芯片。l 在供電模塊，采用5V直流電源供電。3. 系統(tǒng)基本工作原理3.1 紅外傳感器紅外傳感器特別是利用遠(yuǎn)紅外線范圍的感度做為人體檢出用，紅外線的波長比可見光長而比電波短。紅外線讓人覺得只由熱的物體放射出來，可是事實(shí)上不是如此，凡是存在于自然界的物體，如人類、火、冰等等全部都會(huì)射出紅外線，只是其波長因其物體的溫度而有差異而已。人體的體溫約為3637C，所放射出峰值為910M的遠(yuǎn)紅外線，另外加熱至400700C的物體，可放射出峰值為35M 的中間紅外線12。紅外線又稱紅外光，它具有反射、折射、散射、干涉、吸收等性質(zhì)。紅外輻射是由于物體（固體、液體、和氣體）內(nèi)部分子的轉(zhuǎn)動(dòng)及振動(dòng)而產(chǎn)生的。這類振動(dòng)過程是物體受熱而引起的，只是在絕對(duì)零度（273.16）時(shí)，一切物體的分子才會(huì)停止運(yùn)動(dòng)。任何物質(zhì)，只要它本身具有一定的溫度，都能輻射紅外線。紅外傳感器利用紅外輻射與物質(zhì)相互作用所呈現(xiàn)的物理效應(yīng)探測紅外輻射的傳感器，多數(shù)情況下是利用這種相互作用所呈現(xiàn)的電學(xué)效應(yīng)3。3.1.1 熱釋電紅外傳感器 因?yàn)榧t外線是不可見光，有很強(qiáng)的隱蔽性和保密性，因此在防盜、戒備等安保裝置中得到了廣泛的使用。此外，在電子防盜、人體探測等領(lǐng)域中，被動(dòng)式熱釋電紅外傳感器也以其價(jià)格低廉、技術(shù)性能穩(wěn)定等特點(diǎn)而受到廣大用戶和專業(yè)人士的青睞4。目前國內(nèi)運(yùn)用的各類防盜、保安報(bào)警器基本都是以超聲波、主動(dòng)式紅外發(fā)射/接收以及微波等技術(shù)為基礎(chǔ)。而這里所設(shè)計(jì)的感應(yīng)式電子迎賓器則采用了傳感元件熱釋電紅外線傳感器5。熱釋電紅外線傳感器能以非接觸形式檢測出人體輻射的紅外線，并將其轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷盒盘?hào)，同時(shí)，它還能辨別出運(yùn)動(dòng)的生物與其它非生物。熱釋電紅外線傳感器既可用于防盜報(bào)警裝置，也可以用于自動(dòng)控制，接近開關(guān)、遙測等范疇。用它制造的防盜報(bào)警器與當(dāng)前市場上銷售的許多防盜報(bào)警器材對(duì)比，具有如下特點(diǎn)：不需要用紅外線或電磁波等發(fā)射源。靈敏度高、控制范圍大。隱蔽性好，可流動(dòng)安裝6。圖3-1 熱釋電紅外傳感器結(jié)構(gòu) 圖3-2 熱釋電紅外傳感器結(jié)構(gòu)及內(nèi)部電路 3.1.2 菲涅爾透鏡菲涅爾透鏡多是由聚烯烴材料注壓而成的薄片，鏡片表面一面是光面，另一面刻錄了由小到大的同心圓。菲涅爾透鏡可依照光學(xué)設(shè)計(jì)或結(jié)構(gòu)進(jìn)行分類。菲涅爾透鏡作用有兩個(gè)：一是聚焦作用;二是將勘探區(qū)域內(nèi)分為若干個(gè)明區(qū)和暗區(qū)，使進(jìn)入勘探區(qū)域的移動(dòng)物體能以溫度改變的方式在PIR上發(fā)生變化熱釋紅外信號(hào)。菲涅爾透鏡在很多時(shí)候相當(dāng)于紅外線及可見光的凸透鏡，效果較好，但成本比一般的凸透鏡低許多。多用于對(duì)精度要求不是很高的場合，如幻燈機(jī)、薄膜放大鏡、紅外探測器等7。3.1.3 HN911熱釋電紅外線傳感器HN911是一款常用的熱釋電紅外線傳感器，采用雙列6腳直插式封裝。內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖如圖3.3所示。該傳感器由于內(nèi)部放大器集成了溫度補(bǔ)償功能，可以將人體輻射信號(hào)從惡劣的環(huán)境輻射信號(hào)中分離出來進(jìn)行處理，保證了傳感器的工作穩(wěn)定性。它具有靈敏度高，抗干擾能力強(qiáng)，耐低溫以及使用方便的特點(diǎn)。因而，HN911可在極寒或極熱等惡劣環(huán)境地區(qū)運(yùn)用8。HN911模塊內(nèi)放大器具有溫度補(bǔ)償功能。傳感器作業(yè)時(shí)，人體輻射和周圍環(huán)境紅外輻射一同進(jìn)入傳感器。當(dāng)氣溫升高時(shí)，背景紅外輻射增強(qiáng)，傳感器本身極化強(qiáng)度即傳感器輸出的熱釋電信號(hào)減小，將顯著影響對(duì)人體的探測。因而，內(nèi)部的溫度補(bǔ)償電路，使放大器的增益隨著環(huán)境溫度的升高而升高，最后確保了該傳感器的溫度穩(wěn)定性。 圖3-3 HN911模塊的內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)3.2 D觸發(fā)器鎖存器是一種基本的記憶器件，它能夠存儲(chǔ)一位元的數(shù)據(jù)。因?yàn)樗且环N時(shí)序性的電路，因此并不需要時(shí)鐘輸入，它會(huì)根據(jù)輸入來改變輸出。 觸發(fā)器不同于鎖存器，它是一種時(shí)鐘控制的記憶器件，觸發(fā)器具有一個(gè)控制輸入信號(hào)（CP）。CP信號(hào)使觸發(fā)器只在特定時(shí)刻才按輸入信號(hào)改變輸出狀態(tài)。若觸發(fā)器只在時(shí)鐘CP由低電平到高電平（或高電平到低電平）的轉(zhuǎn)換時(shí)刻才接收輸入，則稱這種觸發(fā)器是上升沿（或下降沿）觸發(fā)的。 觸發(fā)器可用來儲(chǔ)存一位元的數(shù)據(jù)。通過將若干個(gè)觸發(fā)器連接在一起可儲(chǔ)存多位元的數(shù)據(jù)，它們可用來表示時(shí)序器的狀態(tài)、計(jì)數(shù)器的值、電腦記憶體中的ASCII碼或其他資料。 D觸發(fā)器是最常用的觸發(fā)器之一。對(duì)于上升沿觸發(fā)的D觸發(fā)器來說，其輸出Q只在CP由低電平到高電平的轉(zhuǎn)換時(shí)刻才會(huì)跟從輸入D的狀態(tài)而改變，其他時(shí)分Q則維持不變。當(dāng)前常用的觸發(fā)器主要有三種電路結(jié)構(gòu)：主從觸發(fā)器，維持阻塞觸發(fā)器和利用傳輸延遲的觸發(fā)器。而D觸發(fā)器主要是前兩種結(jié)構(gòu)。3.3語音電路音樂芯片是一種比較簡單的語音電路，它經(jīng)過內(nèi)部的振蕩電路，再外接少數(shù)分立元件，就能發(fā)出各種音樂信號(hào)。音樂芯片是語音集成電路的一個(gè)重要分支，當(dāng)前普遍用于電子鐘、電子門鈴、家用電器、音樂卡、電子玩具等場合。 依據(jù)音樂輸出的特點(diǎn)我們將音樂電路分為以下幾類：唱歌、復(fù)音、單曲、音樂帶閃燈。按封裝方式有COB黑膏軟封裝和三極管封裝形式。4. 系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)模塊4.1 感應(yīng)模塊 紅外傳感模塊實(shí)現(xiàn)的功能是將感應(yīng)到的人體紅外線轉(zhuǎn)換為可用的驅(qū)動(dòng)電信號(hào)。本模塊的紅外感應(yīng)部分采用熱釋電紅外線傳感器。它能以非接觸形式檢測出人體輻射的紅外線能量的變化，并將其轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)輸出。整個(gè)感應(yīng)模塊主要由光學(xué)系統(tǒng)，熱釋電紅外線傳感器，信號(hào)濾波和放大信號(hào)處理構(gòu)成。如果使用獨(dú)立元器件完成信號(hào)處理的各項(xiàng)功能會(huì)比較復(fù)雜。這里采用一種，即HN911。由于HN911將熱釋電紅外傳感器的后續(xù)信號(hào)處理電路全部集成，輸出信號(hào)即為可用信號(hào)，因此對(duì)于本設(shè)計(jì)的紅外傳感模塊可以直接由HN911構(gòu)成，而不需要外接任何電路。這里因?yàn)橐袛喾较?，故采用兩個(gè)HN911。將其分別命名為H1和H2，并排排列在顧客行走的垂直方向，其電路圖如圖4.1所示。因?yàn)橐诡櫩鸵贿M(jìn)門就響，故可以把裝置固定于門的側(cè)面，H1靠門外側(cè)，H2靠門內(nèi)側(cè)。有人進(jìn)入時(shí)，必然先經(jīng)過H1，再經(jīng)過H2；而出門也必然先經(jīng)過H2，再經(jīng)過H1。根據(jù)兩個(gè)HN911的1腳高電平來臨的先后次序，即可判斷顧客是進(jìn)還是出。 由于感應(yīng)范圍較寬，而兩個(gè)紅外傳感器靠的較近，可以知道，它們有一部分重疊的感應(yīng)區(qū)域，即有一定的時(shí)間范圍內(nèi)兩個(gè)傳感器同時(shí)輸出高電平。 圖4-1 紅外傳感模塊電路4.2 控制模塊控制模塊的功能是根據(jù)感應(yīng)模塊傳來的信號(hào)進(jìn)行判斷，若判斷結(jié)果為顧客進(jìn)入，則輸出高電平，使語音模塊工作；若判斷結(jié)果為顧客離開，則輸出為低電平，語音模塊不工作。 因?yàn)檎Z音模塊正常工作需要一定的時(shí)間，而非一個(gè)瞬時(shí)脈沖，故要求控制模塊輸出的高電平能持續(xù)一段時(shí)間。無疑，這里應(yīng)該用到觸發(fā)器，對(duì)輸出可以起到一定時(shí)間的保持作用。本次設(shè)計(jì)選用雙D觸發(fā)器CD4013，與非門選用CD4011四2輸入與非門，D觸發(fā)器選用CD4013雙D觸發(fā)器，電阻使用1M的碳膜電阻器，電容使用3.3uF的瓷介電容器，二極管使用1N41489 。本模塊電路設(shè)計(jì)如下：使用兩個(gè)D觸發(fā)器，感應(yīng)模塊中的H1和H2作為D觸發(fā)器的脈沖控制端使用，假設(shè)D1觸發(fā)器接H1，D2觸發(fā)器接H2，以D2觸發(fā)器的輸出端Q2作為控制模塊總輸出端，接后續(xù)電路模塊；當(dāng)H1和H2輸出低電平（即無人進(jìn)出）時(shí)，應(yīng)使得D2觸發(fā)器的脈沖端被封鎖，防止因干擾觸發(fā)致使Q2跳變?yōu)楦唠娖?；?dāng)H1先輸出高電平時(shí)，表示顧客進(jìn)入，應(yīng)及時(shí)解鎖D2脈沖端CP2，以便H2輸出高電平時(shí)，Q2跳變?yōu)楦唠娖剑拐Z音模塊工作；當(dāng)H2先輸出高電平時(shí)，表示顧客離開，D2脈沖端繼續(xù)封鎖，Q2輸出保持低電平。同時(shí)，再當(dāng)H1輸出高電平時(shí)仍不能解鎖D2脈沖端；當(dāng)顧客進(jìn)入時(shí)，Q2輸出高電平，應(yīng)持續(xù)一定的時(shí)間，使語音模塊正常完整工作后自動(dòng)變?yōu)榈碗娖?。根?jù)這些具體要求，電路設(shè)計(jì)如圖4-2所示。這里用到了CD4013的單穩(wěn)態(tài)工作方式10。圖4-2 控制模塊當(dāng)沒人進(jìn)出時(shí)，感應(yīng)模塊的H1和H2的輸出為低電平，兩個(gè)D觸發(fā)器的復(fù)位端R1和R2為低電平不起作用，Q1和Q2輸出也為低電平，電路處于等待狀態(tài)。此時(shí)，H2的輸出經(jīng)與非門作用在D1上，使得D1保持高電平。由于Q1輸出低電平，H2的輸出無法通過與非門作用在D2脈沖端CP2上，即H2的探測信號(hào)被封鎖，即使H2輸出高電平，后續(xù)電路也無法接收到。 當(dāng)有人進(jìn)門時(shí)，先經(jīng)過H1，H1輸出的高電平作用于CP1端，使得Q1輸出高電平，H2封鎖解除。顧客再經(jīng)過H2時(shí)，H2輸出的高電平經(jīng)兩個(gè)與非門后使CP2出現(xiàn)一個(gè)正脈沖，Q2翻轉(zhuǎn)為高電平，后續(xù)電路開始工作，同時(shí)D1變?yōu)榈碗娖?。Q2輸出的一個(gè)支路開始給C1充電，隨著C1上的電壓不斷升高，D觸發(fā)器的復(fù)位端R工作，Q1和Q2重新變?yōu)榈碗娖?。C1通過二極管向Q2放電，C1兩端電壓降低使R恢復(fù)低電平。顧客完全走出H2的感應(yīng)范圍后，D1回復(fù)高電平。這里面，控制模塊輸出端Q持續(xù)輸出高電平的時(shí)間由R2和C1決定，t0.693 R2C1，大概約為2.2秒，足夠支持揚(yáng)聲器播報(bào)完預(yù)置語音。如果后續(xù)發(fā)生電路需要更長的高電平支持，只需適當(dāng)調(diào)整R2和C1即可。 當(dāng)有人離開時(shí)，先經(jīng)過H2，H2輸出高電平促使D1跳變?yōu)榈碗娖剑矣捎赒1的低電平封鎖與非門，H2信號(hào)無法傳輸?shù)紺P2，Q2狀態(tài)不變，后續(xù)電路無法工作。顧客再經(jīng)過H1時(shí)，因?yàn)榇藭r(shí)仍處于H2的探測范圍，即兩傳感器有重疊感應(yīng)區(qū)域，D1保持低電平。所以盡管CP1出現(xiàn)正脈沖信號(hào)，Q1繼續(xù)保持低電平不變，H2始終處于封鎖狀態(tài)，確保不出現(xiàn)誤報(bào)。顧客走出H2感應(yīng)區(qū)后，D1恢復(fù)高電平，系統(tǒng)重新進(jìn)入等待狀態(tài)。 這里如果不使用H2控制D1，將D1如同D2一樣始終接至高電平，則當(dāng)連續(xù)有顧客出門時(shí)就會(huì)產(chǎn)生誤報(bào)。原理很簡單，當(dāng)?shù)谝晃活櫩碗x開時(shí)，雖然模塊輸出Q保持低電平不變，但他經(jīng)過H1時(shí)會(huì)給一個(gè)正脈沖信號(hào)使Q1輸出高電平，導(dǎo)致H2端的封鎖解除。如果此時(shí)再有一位顧客離開，H2探測到的信號(hào)毫無阻礙的傳輸?shù)紺P2，Q2輸出高電平，電路工作，出現(xiàn)誤報(bào)11。4.3 語音模塊語音模塊的設(shè)計(jì)比較簡單，如圖4-3所示。這里選用KD5603語音芯片，內(nèi)含“歡迎光臨”的預(yù)存語音。三極管選用9013，揚(yáng)聲器采用8，0.25W 12 。 圖4-3 語音模塊平時(shí)，因音樂芯片觸發(fā)端無信號(hào)，電路處于等待狀態(tài)，揚(yáng)聲器不發(fā)聲。一旦控制模塊輸出高電平，KD5603的觸發(fā)端TRIG受高電平觸發(fā)，芯片內(nèi)部輸出儲(chǔ)存的語音信號(hào)，經(jīng)三極管放大后推動(dòng)揚(yáng)聲器發(fā)聲。 4.4 供電模塊根據(jù)前面每個(gè)模塊的元件，芯片要求，采用+5V直流電源供電。4.5系統(tǒng)總體電路圖本設(shè)計(jì)的總體電路圖如圖4-4所示：圖4-4 總體電路圖本設(shè)計(jì)的工作原理：當(dāng)無人進(jìn)出時(shí)，傳感器無感應(yīng)信號(hào)輸出，觸發(fā)器D1輸出低電平使H2的輸出信號(hào)被封鎖，觸發(fā)器D2輸出低電平使揚(yáng)聲器不會(huì)發(fā)聲，整個(gè)電路處于等待狀態(tài)。 若是有人進(jìn)入，H1先輸出正脈沖信號(hào)，Q1輸出高電平，H2解封鎖。隨后H2輸出的正脈沖信號(hào)使觸發(fā)器D2輸出高電平，促使音樂芯片輸出語音信號(hào)，在經(jīng)三極管放大信號(hào)，揚(yáng)聲器工作，同時(shí)電容C1被充電。直到C1上電壓達(dá)到R的工作電壓，Q1、Q2被迫復(fù)位，音樂芯片不再輸出語音信號(hào)，揚(yáng)聲器停止工作。同時(shí)C1經(jīng)二極管向Q2放電，R回復(fù)低電平。 若是有人離開，H2先輸出的正脈沖信號(hào)在與非門處被Q1封鎖，無法傳遞到后續(xù)電路，揚(yáng)聲器不工作。5. 總結(jié)本設(shè)計(jì)根據(jù)現(xiàn)有的芯片及技術(shù)，運(yùn)用數(shù)字電路和模擬電路知識(shí)，設(shè)計(jì)了一個(gè)簡單可用的紅外感應(yīng)式電子迎賓器。在實(shí)現(xiàn)了最基本的感應(yīng)并發(fā)聲的迎賓器功能后，通過改進(jìn)，使得本裝置可以判斷顧客行走方向，為繼續(xù)增加拓展功能預(yù)留空間。從整個(gè)設(shè)計(jì)過程和設(shè)計(jì)方案可以看出，此方案無論是基本原理、使用到的芯片的復(fù)雜度以及各元器件的數(shù)量，到最后的連線布局，都是非常簡單明了的。除了感應(yīng)模塊使用到的HN911芯片，價(jià)格也稍高外，其他的器件都是非常的常見、廉價(jià)的。作為廠家或個(gè)人而言，盡量使用普通工具、低廉成本實(shí)現(xiàn)我們的設(shè)計(jì)目標(biāo)也是實(shí)際操作中應(yīng)考慮的一個(gè)方面。 本文旨在設(shè)計(jì)出一個(gè)紅外感應(yīng)式電子迎賓器，但更多的是展示紅外線感應(yīng)技術(shù)在日常生活中的應(yīng)用。同樣在這里最值得深入研究和掌握的也是紅外線感應(yīng)技術(shù)。真正的紅外線感應(yīng)技術(shù)可以說體現(xiàn)了一個(gè)國家的科技水平，在軍事、工農(nóng)業(yè)上面均有尤為重要的地位，是目前乃至今后一段時(shí)期內(nèi)一個(gè)重點(diǎn)發(fā)展方向，因此非常具有研究價(jià)值。 可以說就熟悉元件、芯片屬性，深入領(lǐng)會(huì)理論知識(shí)，學(xué)會(huì)運(yùn)用常用器件制作實(shí)用小電路，提高個(gè)人動(dòng)手實(shí)踐能力，學(xué)會(huì)實(shí)際電子產(chǎn)品的設(shè)計(jì)流程而言，此迎賓器設(shè)計(jì)已經(jīng)達(dá)到了目標(biāo)。當(dāng)然就實(shí)際應(yīng)用而言，本設(shè)計(jì)還存有一些缺陷。本設(shè)計(jì)方案是考慮在一個(gè)較為良好的外界環(huán)境下使用的，忽略了各種外界干擾因素，并且在電路的安全穩(wěn)定性方面也沒有做過多的研究，省略了一些保護(hù)性的元器件，這些都有可能導(dǎo)致在實(shí)際生活應(yīng)用上存在著誤報(bào)或者無法工作甚至電路損壞的問題。 總體說來，紅外感應(yīng)式電子迎賓器的設(shè)計(jì)對(duì)研究紅外線感應(yīng)技術(shù)具有一定的參考價(jià)值。相信在此基礎(chǔ)上，根據(jù)具體探測環(huán)境，充分考慮影響傳感器的因素，合理修改、優(yōu)化信號(hào)處理電路，增加電路功能，減少誤檢測，提高電路穩(wěn)定性，就可以達(dá)到比較完美的非常實(shí)用的紅外感應(yīng)式電子迎賓器。 參考文獻(xiàn)1 杰哈.紅外技術(shù)應(yīng)用M.化學(xué)工業(yè)出版社，20042 瞿貴榮.熱釋電紅外傳感器的結(jié)構(gòu)原理及特性J.家庭電子，2005，第8期：54.3 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