NE555紅外倒車?yán)走_(dá)電路制作與調(diào)試方法

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2017-12-1 05:01 上傳

項(xiàng)目介紹

本紅外倒車?yán)走_(dá)具有電路結(jié)構(gòu)簡單、成本低、電路工作穩(wěn)定的特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于各種測距場合。電路使用紅外發(fā)射管和紅外接收管作為傳感器件，電路的核心元件包括NE555和運(yùn)放LM324。NE555構(gòu)成多諧振振蕩電路發(fā)射紅外波信號，LM324主要用來放大紅外接收信號和構(gòu)成電壓比較器電路，發(fā)光二極管用來指示倒車距離范圍。

項(xiàng)目目標(biāo)

1．了解紅外倒車?yán)走_(dá)的工作原理。

2．學(xué)會識讀紅外倒車?yán)走_(dá)電路原理圖、安裝圖。

3．掌握紅外倒車?yán)走_(dá)電路安裝工藝。

4．掌握紅外倒車?yán)走_(dá)測量和調(diào)試技能。

項(xiàng)目實(shí)施

（一）紅外倒車?yán)走_(dá)電路

1．紅外倒車?yán)走_(dá)原理圖

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2017-12-1 04:50 上傳

圖1-1  電路原理圖

2．電路核心元件介紹

（1）紅外發(fā)射和接收管            

紅外發(fā)射管也稱紅外線發(fā)射二極管，屬于二極管類。它是可以將電能直接轉(zhuǎn)換成近紅外光（不可見光）并能輻射出去的發(fā)光器件，主要應(yīng)用于各種光電開關(guān)及遙控發(fā)射電路中。紅外線發(fā)射管的結(jié)構(gòu)、原理與普通發(fā)光二極管相近，只是使用的半導(dǎo)體材料不同。紅外發(fā)光二極管通常使用砷化鎵（GaAs）、砷鋁化鎵（GaAlAs）等材料，采用全透明或淺藍(lán)色、黑色的樹脂封裝。

紅外接收管就是將光信號（不可見光）轉(zhuǎn)換成電信號一般是接收、放大、解調(diào)一體頭，紅外信號經(jīng)接收管解調(diào)后，數(shù)據(jù) “0”和“1”的區(qū)別通常體現(xiàn)在高低電平的時(shí)間長短或信號周期上，單片機(jī)解碼時(shí)，通常將接收頭輸出腳連接到單片機(jī)的外部中斷，結(jié)合定時(shí)器判斷外部中斷間隔的時(shí)間從而獲取數(shù)據(jù)。重點(diǎn)是找到數(shù)據(jù)“0”與“1”間的波形差別。

（2）集成電路NE555            

555集成電路是一種模擬電路和數(shù)字電路相結(jié)合的中規(guī)模集成器件，它性能優(yōu)良，適用范圍很廣，外部加接少量的阻容元件可以很方便地組成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器和多諧振蕩器，以及不需外接元件就可組成施密特觸發(fā)器。因此555集成塊被廣泛應(yīng)用于脈沖波形的產(chǎn)生與變換、測量與控制等方面。

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2017-12-1 04:51 上傳

      
圖1-2  555集成電路引腳排列和實(shí)物圖

（1）接地GND：地線，通常被連接到電路共同接地。

�。�2）觸發(fā)TRIGGER：這個(gè)腳位是觸發(fā)NE555使其啟動它的時(shí)間周期。觸發(fā)信號上緣電壓須大于2/3 Vcc，下緣須低于1/3 Vcc 。

　（3）輸出OUTPUT：當(dāng)時(shí)間周期開始555的輸出輸出腳位，移至比電源電壓少1.7伏的高電位。周期的結(jié)束輸出回到O伏左右的低電位。于高電位時(shí)的最大輸出電流大約200mA 。

　（4）重置RESET：一個(gè)低邏輯電位送至這個(gè)腳位時(shí)會重置定時(shí)器和使輸出回到一個(gè)低電位，它通常被接到正電源或忽略不用。

�。�5）控制CONTROL VOLTAGE：這個(gè)接腳準(zhǔn)許由外部電壓改變觸發(fā)和閘限電壓。當(dāng)計(jì)時(shí)器在振蕩的運(yùn)作方式下,這輸入能用來改變或調(diào)整輸出頻率。

�。�6）重置鎖定THRESHOLD：重置鎖定并使輸出呈低態(tài)。當(dāng)這個(gè)接腳的電壓從1/3Vcc電壓以下移至2/3Vcc以上時(shí)啟動這個(gè)動作。

　（7）放電DISCHARGE：和主要的輸出接腳有相同的電流輸出能力，當(dāng)輸出為ON時(shí)為LOW，對地為低阻抗，當(dāng)輸出為OFF時(shí)為HIGH，對地為高阻抗。

　（8）電源Vcc:這是555個(gè)計(jì)時(shí)器IC的正電源電壓端。供應(yīng)電壓的范圍是+4.5～+16。

555集成電路構(gòu)成的多諧振蕩器 ，電路的前半部分由555組成的多揩振蕩器，具體電路圖如圖所示，為方便分析電路工作過程，圖展示555集成塊內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖。

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圖1-3 555多諧振蕩電路         圖1-4  多諧振蕩波形圖

用555定時(shí)器構(gòu)成的多諧振蕩器如圖6-9-3所示，圖6-9-4為工作波形圖。圖6-9-3首先將定時(shí)器2、6腳相接而構(gòu)成施密特形式，再通過7腳接入R1、R2、C1充放電回路。充電回路為R1、R2、C,放電回路為C1、R2、放電管TD（集成塊內(nèi)部，充放電電壓uc的閥值電平為2/3VCC和1/3VCC,在定時(shí)器的輸出端3腳得到矩形波振蕩周期為：T≈0.7(R1+2R2)C。

（3）集成運(yùn)算放大器LM324

LM324系列器件帶有差動輸入的四運(yùn)算放大器。與單電源應(yīng)用場合的標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)算放大器相比，它們有一些顯著優(yōu)點(diǎn)。該四放大器可以工作在低到3.0伏或者高到32伏的電源下，靜態(tài)電流為MC1741的靜態(tài)電流的五分之一。共模輸入范圍包括負(fù)電源，因而消除了在許多應(yīng)用場合中采用外部偏置元件的必要性。每一組運(yùn)算放大器可用圖1所示的符號來表示，它有5個(gè)引出腳，其中“+”、“-”為兩個(gè)信號輸入端，“V+”、“V-”為正、負(fù)電源端，“Vo”為輸出端。兩個(gè)信號輸入端中，Vi-（-）為反相輸入端，表示運(yùn)放輸出端Vo的信號與該輸入端的相位相反；Vi+（+）為同相輸入端，表示運(yùn)放輸出端Vo的信號與該輸入端的相位相同。

LM324具有以下特點(diǎn)：短路保護(hù)輸出；真差動輸入級；可單電源工作：3V-32V；低偏置電流：最大100mA；每封裝含四個(gè)運(yùn)算放大器；具有內(nèi)部補(bǔ)償?shù)墓δ埽还材７秶鷶U(kuò)展到負(fù)電源。

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2017-12-1 04:52 上傳

圖1-5  LM324內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖                    圖1-6  元器件裝配圖

（二）紅外倒車?yán)走_(dá)電路安裝

1．元器件檢測

2．元器件安裝圖

元器件安裝參照圖1-6

3．元器件清單

4．電路安裝工藝要求

1）、電路安裝、元件焊接請嚴(yán)格按照元件清單表

2）、元件安裝、焊接請遵照從小到大，從低到高的原則來進(jìn)行。

3）、電阻插裝焊接，電阻元件較多，要區(qū)別不同阻值的電阻，不要相互混淆，色環(huán)朝向保持一致，緊貼電路板插裝焊接。

4）、有極性元件如電解電容，焊接前請先判斷極性，確認(rèn)無誤后再焊接。

5）、紅外發(fā)射管、紅外接收管在焊接前請先判斷自身極性，確認(rèn)無誤后再焊接。

6）、雙列直插式集成塊，先焊接底座，再安裝集成塊。

（三）電路調(diào)試測量

1．電路調(diào)試

  電路安裝完成后,檢查電路安裝無誤后,接通9V電源,觀察電路有無異樣(如元件發(fā)熱等)。如果正常,使用調(diào)試工具調(diào)整電路相關(guān)元件。

最終的效果是當(dāng)傳感器上方遮擋物不同距離時(shí)，顯示的LED數(shù)量不同，距離越近時(shí)，發(fā)光二極管亮的越多，無遮擋物時(shí)則不亮，即模擬一簡易倒車?yán)走_(dá)電路。

2．電路測量

1）電位測量

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