厕所冲水器设计报告.docx

电子技术课程设计报告厕所冲水控制器一设计要求 ：1、能识别有无人进出厕所2、供电电源：3、能对进出厕所的人数进行计数。4、进出人次达到6次，电路输出一个脉冲，冲水装置自动冲水一次，同时人次计数值清零。二设计的作用、目的1、给设计能自动感应，智能管理：电路全自动控制，人多多冲，人少少冲，无人不冲；2、采用数码调整：可以按需设定人数，当达到自定的人数后开始冲水；3、高可靠性：电路采用常规技术制成，不易损坏程序；4、适应各类环境：无论春夏秋冬，严寒酷暑，该电路均可正常工作；5、节水保护：该控制器最大的优点就是节水，响应国家环保的号召三设计的具体实现1.系统概述该系统采用红外避障传感器判断是否有人，当有人挡在传感器前方时，传感器会产生一个低电平（正常输出是高电平），与之相连的指示LED灯灭掉，指示厕所有人。当红外避障传感器的输出信号计入74LS161计数器时，74LS161接成六进制计数，采用反馈清零法，其进入复位端的信号同时作为输入信号进入555定时器。555定时器采用1S定时方案，其输出信号进入LED灯，当有6人次进出厕所时LED灯会亮1S达到其模拟冲水的效果。所用的元器件分别有电阻，电容，红外避障传感器，发光二极管，二极管IN4148，同步十六进制计数器（74LS161芯片），与非门（74LS00芯片），555定时器，和冲水电路相应的元器件。2.单元设计与分析（1）、红外检测电路模块：采用红外避障传感器，其收集到的信号转换成脉冲传到74LS161设计的可调进制计数器。a、红外避障传感器基本原理：红外避障传感器具有一对红外信号发射与接收二极管，发射管发射一定的红外信号，接收管接收这种频率的红外信号，当红外的检测方向遇到障碍物时（反射面）时，红外信号反射回来被接收管接收，经处理之后，通过数字传感器接口返回到机器人主机，机器人即可利用红外波的返回来识别周围环境的变化。b、红外避障传感器应用介绍：红外避障传感器是通过发射端发射红外信号，接收端接收有障碍物反射回来的红外信号，来判断是否有障碍物。（2）、可调进制计数模块：74LS161、74LS00芯片的介绍：a、74LS161芯片的介绍：它具有异步清除端与同步清除端，不同的是，它不受时钟脉冲控制，只要来有效电平，就立即清零，无需再等下一个脉冲的有效沿到来。具体功能如下：（i）.异步清零功能：只要（CR）有效电平来，无论有无CP脉冲，输出为“0”。在图形符号中，CR的非的信号为CT=0.如接成六进制计数器，控制清零端的信号不是N-1（5），而是N（6）状态。是由于异步清零端信号一旦出现就立即生效，如刚出现0110，就立即送到（CR的非）端，使状态变为0000。所以，清零信号是短暂的仅是过度状态，不能成为计数的一个状态。清零端是低电平有效。（ii）.同步置数功能：当（LD的非）为有效电平时，计数功能被禁止，在CP脉冲上升沿作用下D0-D3的数据被置入计数器并呈现在Q0-Q3端呈现的数据。若接成六进制计数器，控制置数端的信号是N（7）状态。b、74LS00芯片的介绍：74LS00为四组2输入与非门（正逻辑），引出端符号为1A-4A，1B-4B输入端，1Y-4Y输出端。（3）、延时电路模块：a、555定时器芯片的介绍:它含有两个电压比较器，一个基本RS触发器，一个放电开关T，比较器的参考电压有三只5K的电阻器构成分压，它们分别使高电压比较器C1同相比较短和低电平比较器C2的反相输入端的参考电压为2/3Vcc和1/3Vcc。C1和C2的输出端控制RS触发器状态和放电管开关状态。当输入信号输入并超过2/3Vcc时，触发器复位，555的输出端3脚输出低电平，同时放电，开关管导通；当输入信号自2脚输入并低于1/3Vcc时，触发器置位。555定时器的3脚输出高电平，同时放电，开关管截止。Rd是复位端，当其位0时，555定时器输出低电平。平时该端开路或接Vcc。Vco是控制电压端（5脚），平时输出2/3Vcc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，在不接外电压时，通常接一个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电路。（4）.特殊二极管IN4148的介绍：IN4148是一种小型的高速开关二极管，开关比较迅速，广泛用于信号频率较高的电路进行单向导通隔离，通讯、电脑版、电视机电路及工业控制电路中常用到它。3电路的安装与调试：在一开始做红外模拟时感应出来的信号与预期的有很大差别。进行第一次调试时，由于接触原因造成了可调进制计数器输出的信号不稳定，导致显示灯没有反应。经过仔细检查，重新连接之后，计数电路有了结果，产生了预期的效果。四心得体会、存在问题和进一步的改善意见本次课程设计电路中使用了红外避障器，可调进制计数器，555定时器，74LS00等芯片。通过对芯片的了解，基本掌握对这些芯片的使用。制作实物时，进一步了解了各部分的功能，同时也锻炼了自己的焊接技术。当然，在制作实物时也出现了不少问题，比如，在一开始做红外模拟时感应出来的信号与预期的有很大差别。进行第一次调试时，由于接触原因造成了可调进制计数器输出的信号不稳定，导致显示灯没有反应。我们经过仔细检查，重新连接之后，计数电路终于有了结果，产生了预期的进制输出。课程设计是对学生的一种综合训练，它包括问题分析，总体结构设计，多人合作等等，是与课堂听讲、自学和练习相辅相成的。通常，课程设计的课题比平时的习题复杂的多，也更接近实际问题培养工作所需要的动手能力；另一方面，能使书本上的知识更加具体化，使我们更好地深化理解和灵活掌握教学内容。通过本次课程设计，我学到了很多电路知识及相关软件的知识。我深刻体会到了知识在实际应用中的重要性，将实践与理论密切相结合。此次课程设计，它不仅拓宽了我的知识面，巩固了以前所学的知识，而且还培养了我的动手能力和思考问题的方式，受益匪浅，在以后的学习中会更加努力，争取将所学知识更好地与实际相结合。五附录元器件明细表：名称型号参数数量功能红外避障传感器E18-D80NKDC-151检测障碍计数器74LS1611计数555定时器1定时发光二极管2模拟冲水