1、 doc文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看。红外探测迎宾装置电路设计摘要本装置主要由高灵敏度人体传感电路、任意分段功能的数码话音集成电路1和发声电 路等组成，能自动感应客人的到来，发出迎宾语。例如：来客人时，本装置可以发出“您 好!欢迎光临”，客人走时，它就会说“欢迎您下次光临”等语音内容，所以本装置完全 可以代替迎宾小姐 24 小时的工作。在此语音迎宾装置机箱内置有由红外探测头、定时控 制电路，迎客语音电路、降压整流电路设计出简单的红外探测迎宾装置。具有灵敏度可调， 抗电磁波干 能 ，体 小， 简单等 ，能 分段 音，语音内容可以 要 ，外 音 可
2、本装置控制外 等 载发光 等优 。：红外探测，时电路， 灵敏度，集成电路Infrared detection device circuit design welcomeguestsAbstractThis installment mainly by willfully partitions the function digital voice integrated circuit1, the high sensitivity human body sensing circuit and the sound production electric circuit and so on is com
3、posed, can the auto-induction visitors arrival, send out you to want to say any welcomes the object. For example: When comes the visitor, this equipment may send out “hello! Welcome thepresence”, the visitor is in luck, it will say that “will welcome your next timepresence” and so on pronunciation c
4、ontents, therefore this installment definitely may replace welcoming guests young lady 24 hour work. One kind of pronunciation welcomes guests the installment, it includes the engine case, built-in has the infrared detecting head in the engine case, the timed control electric circuit, receives a gue
5、st the pronunciation electric circuit, the voltage dropping leveling circuit to design the simple infrared detection to welcome guests the installment. Has the sensitivity adjustable, anti-electromagnetic wave disturbance ability, the volume is small, the structure is simple, can carry on the partit
6、ion to record the playback, the pronunciation content may according to need to carry on the change, the easy to operate, the exterior audio frequency input signal may also through and so on this installment control external connection colored string lamp merits and so on load illumination twinkles.K
7、eywords：infrared acquisition, definite-time electric circuit， sensitivity,easy to operate. ：1 currency1 1 1.1 “fi意fl 1 1.2 内外 1 1.3 currency1文的 成fi内容 22 3体设计电路 3 单电路fi工作” 4 3.1 红外探测 HN911 fi 应 4 3.2 时电路 555 5 3.2.1 3.2.2 555 集成定时 简 5 555 定时 的应 73.3 语音集成 HFC5218 9 3.4 降压整流电路 11 3.4.1 3.4.2 4 全整流 11 降
8、压电容 12整体电路工作”fi工作” 14 currency1 16 定fl。 定fl。文 17 设计说 1 1 1.1 “fi意flcurrency1人 的高，人 的 ，和 的迎宾装置 来 到人 的。本“探 电 的 ， 红外探测头、定时控 制电路、迎客语音电路、降压整流电路设计出简单的红外探测迎宾装置。 本红外探测人体体 ，感应灵敏度高， 夜都可使，不 要外来 光。 红外感应迎宾装置无 任何外 连，外形小巧便携式设计，可 在任何地。探测距 探测角度 约 110 度。 红外感应迎宾装置的侧面有一个开， 它有三个档位， 离 3-10 米， 拨到下面“你好，欢迎光临”语音门铃迎宾 ，拨到上面是做叮
9、咚声“，拨到中间位 置闭态。在、超市、个体 、照 馆、眼镜 、玩具 等种 面，客户 登门就欢迎光临，不仅礼貌，给人尊重感，主动打招呼的热情感觉，而且给人以 烈的 好奇心和趣味性， 使客户感 到了 主的热情，有一种 到重视的感觉，瞬间轻松了气 氛。在家庭或办公室作感应门铃使，只要客人光临，就会主动跟您打招呼， 泼有趣。 1.2 内外 传统的迎宾 都是 超声波控制的微波感应，该微波感应 是 微波多 普勒效应”（ 就是雷达本”）制作成的。这种探测式与其它探测式 比具有 如下的优：非 触探测，不 度、湿度、噪声、气流、尘埃、光等影响，适合恶劣 环境，抗射 干 能 ，出功率仅有 5mW，对人体 不成危害
10、，安装fi 简单。这 和市上常见的简易 微波感应控制 比较，因采专的微处”集成 ，不但检测 灵敏度度高2，探测 ，而且工作非常可 ， 率 ，能在 25 45 度的 度 内 定工作。但它 都有电路 ，调 ，制作成本高的 。 的 ， 代电 在个 到 。 来， 发达 家 电 制出 迎宾 ， 家庭，办公室和工，成有效的迎宾 件。 自 开 以来， 由 发currency1和人 “ ，人 对 先 的电 迎宾的fi趣和 fl与“ ，市上 要一种适合 情， ，性能可 的迎宾装置，具有 简单、成本 、调整便等 。 适合在家 设计说 庭、宾馆、 、”、办公室fi其它机 门等使的感应迎宾 3。2 代的迎宾 在 效应
11、中到 发， 人体动环境红外的微小 控制 语音电路发出“欢迎光临”的声音，给人来 感。这种迎宾 不仅小巧 成本 ， 而且集成度 是 的高，制热电红外探测的高热电是一种 ，它的探 测波 0.2 2 m。了对一波 的红外射有较高的敏感度，该传感 在 上 装了一干 波 ，这种 波 了 波 的红外射 外， 能 光、 光和其它红外射 门外，它 成 代迎宾的主流。 ， 来 迎宾 的发currency1 是： 在数、无、集成的 下 fl 。 而在应市上， 它的 对不市， 出不 。 以成 的公 合超市例， 有专超市设计的定适合这种合的无红外 迎宾 统。而 了 ，家庭，办公室等，室外应 是具有 的currency
12、1 间。 1.3 currency1文的 成fi内容 红外探测迎宾装置电路是由红外探测头，定时控制电路，迎宾语音电路和降压整流电 路等组成。本设计 它的“fi意fl， 内外，currency1文 成fi内容， fi其对整体电路等的 ， 分对 了 。 对整体电路， 红外探测 HN911 fi 应，时电路 555，语音集成电路 HFC5218，降压整流电流等个电路 分的 做了 统的。 设计说 2 体设计电路3 本迎宾电路是由红外传感 ，定时控制电路，迎宾语音电路，降压整流电路和电电 源等组成。红外探测头采热 电红外探测 HN9114。在 态下， 无人 时， 无红外射源，HN911 不工作。定时控制
13、电路采时电路 555， 时 位态，在 出 电 的触发下，555 翻转置位施时间控制。语音集成电路采 HFC5218，它内存 有“您好，光临”或“欢迎光临”语句。该芯 采电 触发式。降压整流电流由降压 电容 和全整流 组成。 本设计的”框如 2.1 所示。 2.1 红外迎宾装置的 框 设计说 3 单电路fi工作”3.1 红外探测 HN911 fi 应4 采双列 6 脚直插式封装。 其管脚排列如 3.1 HN911 是一款 热 电红外探测 ， 所示。 3.1 红外探测 HN911该传感 由 内 集成了 度补偿功能5，可以 人体射 从恶劣的环境 射 中分离出来 处”，保证了传感 的工作 定性。HN9
14、11 红外探测内 电 路主要由热 电红外传感 、 、比较 、 处”电路和延时 出电路组成。电路 态工作时，1 脚 出高电 ，2 脚 出 电 。动态时， 有动发热物体 探测 时，传感 收到红外射能量， 出幅度约 lMV、 率 0.3 7Hz的微弱 。该 ，由比较 比较， 处”电路处”， 后由延时 出电路 出做驱 动 。HN911 内 具有 度补偿功能。探测 工作时，人体射和 环境红 外射一 传感 。气 升高时，红外射 ，传感 自身 度 传感 出的热 电 减小， 显影响对人体的探测。因此，内 的 度补偿电路，使 的 环境 度的升高而升高，从而保证了该传感 的 度 定性。因而，HN911 可在严寒或
15、炎热等恶劣环境地区使。附表 HN911 红外探测的性能指标6。 HN911 的 应电路如 3.2 所示。这是一个 8 路自动巡回探测 。探测 电路由 8 个红外探头 成，可以置 要探测的 8 个不位置， 个 HN911 的 出端与 8 路拟开集成电路 CC4051 的 8 个 端 连，CC4051 的 出由地址选 端 A0、A1、 A2 决定。例如，地址码 A0=1、A1=0、A2=l 时， 道 6 和 出端 ， IC6 的 出 传送到 CC4051 的 出端。地址码由四位二 制 法计数 CC4520 。CC4520 成 7 制 法计数 ，时钟端 CP 时钟脉冲时，其 出端 Q0、Ql、Q2
16、连续循环 出 000 111 二 制码，作 CC4051 的地址码。CC4520 的时钟脉冲 由 IC10 。 设计说 5 一探测 探测到有人体 时，该探测 的“l”脚 出高电 ， 应的态指发光二 管发光告警，时在 CC4520 出 应的地址选 后，CC4051 的 3 脚 出高电 ， 由 A741 组成的高电 保持电路驱动 警 警。 3.2 HN911 的 应3.2时电路 555 使 555 时电路的统一 是： 双 CB555， CMOS CB7555。这两种电路个集成 内只有一个时电路， 称单时电路。 此外 有一种双时电路， 在一个集成 内 含有两个完全 、又自独立的时电路。它 的 分是
17、CB556 和CB7556。 3.2.1 555集成定时 简 555 集成定时 是拟功能和数逻辑功能 合的一种双 中规集成 件。 外 电阻、电容可以组成性能 定而 确的多谐振荡 、单 电路7、施密 触发 等， 应十分 。 设计说 6 555 定时 的外排列和内 ”框如 3.3、3.4 所示。它是由上、下两个电 压比较 、三个 5k 电阻、一个 RS 触发 、一个 电三 管 T 以fi功率 出级组成。比 较 C1 的反 端 到由三个 5 k 电阻组成的分压网络的 2/3Vcc 处（ 称控制 电压端） ， 端阈值电压 端。比较 C2 的 端 到分压电阻网络的 1/3Vcc 处，反 端触发电压 端，
18、来 动电路。两个比较 的 出端控制 RS 触发 。RS 触发 设置有 位端 R D ， 位端处干 电 时， 出电 。 控制电压端是比较 C1 的准电压端， 外 件或电压源可 控制端的电压值， 可比较 C1、C2 的 电压。不时可 它与地 间 一个 0.01F 的电容，以防 止干 电压 。555 的电源电压 是+4.5 +18V， 出电流可达 100 200mA，能直 驱动小 电机、继电 和 阻抗扬声 8。 3.3 555 集成电路脚排列 3.4 时电路 555 电路 设计说 表 3.1 HN911 的功能表 DIS 电端 OUT 出端7 TR触发TH 阈值R位1 3 VCC1 3 VCC2 3
19、 VCC 2 R1 时，占 数 似 50。 设计说 9 3.6 多谐振荡 的电路和波形由上分析可 ： (1)电路的振荡 期 T、占 数 D，仅与外 件 R1、R2 和 C 有，不 电源电压 的影响。 (2) R1、R2， 可 占 数，其值可在较 内调 。 (3) C 的值，可单独 期，而不影响占 数。 另外， 位端 可 1 个控制 。 位端 电 时，电路停振。 3、施密 触发 施密 触发 电路和波形如 3.7 所示，其回差电压 1/3Vcc。若在电压控制端 外 可调电压 Vco（1.5 5V） ，可以 回差电压 ?VT,施密 触发 可便的地把三角 波转换成波。 3.7 施密 触发 电路和波形3
20、.3 语音集成 HFC5218 、 HFC5218 是一个五合一语音集成电路，该电路内存储有“您好，欢迎光临”“您好， 设计说 10 光临” 、“欢迎光临”、“光临”和“您好”五段礼貌语，可分 其外设的五个触 发端触发。 触发 可以是高电 ， 可以是正脉冲10。 本电路使其中两段问候语， “您好，欢迎光临”和“您好，光临”，分 触发端 TGl 和 TG4 触发。有人 门时， 门检测电路出的高电 TG1 其触发，使电路发出“您好，欢迎光临” 的问候语。有人出门时，出门检测电路 出的高电 VT1 其触发，使电路发出 “您好，光临”的问候语。语 发 电路的工作电压和触发电压 3V，所以 压 管 VS
21、l、VS2 和 VS3 分 电源电压和触发电压调整 3V，电路使。R6 发声电路 振荡 的外 电阻 ，来调 发声电路发声的度和音调。由语 发声电路直 发出的 声音功率较小，在噪声较的公 所，人有可能 不 。因此 功率 电路 其 ，使扬声 发出 的问候语声。所以可以采 LM386 小功率集成功率 电路，它的 出功率 660mW。 由 出门检测电路具有 的检测功能。 常，人 门时，在 门检测 后 又要出门检测 ，这就有可能使语 发声电路在发出“欢迎光临” 后又会发 出“光临”。 因此必须设置 电路， 以防电路发出的问候语。 电路由 体管 VT1 和 VT2 组成的开电路组成，它 分设置在语 电路
22、HFC5218 的触发端 1 和 TC4o 有人 门时， 出的检测 TGl 语 电路触发，使其发声，这时由功 电路 出端 出的语 一面 声 发出“您好。欢迎光临”的问候语；另一面又 VD1 整流、电容 C1 波 语 直流电压。这一直流电压使 VT1,VT2 导， 两个触发端 TGl、TG4 对地 。对 TG1 来说，这时 完成了它的触发任 ，它的工作 不 影响。但对 TG4 来说， 这时 好处在 人 出门检测电路的时 使 出高电 ， 由 VT2 的导 ，TC4 的高电 对地 路，无法 对语 发声电路的触发。这就使语 发声电路不 会再发出“您好，光临”的声音。语 发声电路 HFC5218 可由两
23、 单独的发声电路来 代替，它 是 KD5603（内储欢迎光临）和 KD5604（内储光临） 。代时， 门电 路 的 出端 KD5603 的触发端， 出门电路的 出端 KD5604 的触发端。 VTl, VT2 分 KD5603 和 KD5604 的触发端。由 该电路工作电压 3v，所以 压管 VS1VS3 是不可 的。 控制电路与 ICl、IC2、IC4 采 流电、全波整流、三端集成 压 压后电，工作电压 12v。 设计说 3.4 降压整流电路 降压整流电路由全整流 和降压电容 组成。 3.4.1 全整流 11 式整流电路如 3.8 所示，其中（a）（b）（c）是它的三种不 法。它是由电 、
24、、 源 压、四只整流二 管 D14 和 载电阻 RL 组成。四只整流二 管 成电形式， 称式整流。式整流电路的工作”如 3.8 所示。在 U2 的正 11，D1、D3 导 ， D2、D4 截止，电流由 TR 次级上端 D1 RL D3 回到 TR 次级下端，在 载 RL 上 到一 波整流电压。在 U2 的 ，D1、D3 截止，D2、D4 导 ，电流由 Tr 次级的下 端 D2 RL D4 回到 Tr 次级上端，在 载 RL 上到另一 波整流电压。这 就在 其电流的计 与全波整流 ， UL = 载 RL 上到一个与全波整流 的电压波形12， 0.9U2 ， IL = 0.9U2 RL，GS071
25、0 流 个二 管的 电流 ID = IL 2 = 0.45 U2 RL 个二 管所 的 高反电压。，小功率式整流电路的四只整流二 管， 成路后封装成一个整流 件，称“ “或“ “，使便，整流电路 常简 3.8 的形式。式整流电路 了全波整流电路要fl 压 次级有中心头和二 管 反压的 ，但多了两只二 管。在 导体 件发currency1 ，成本较 的 ，此 不出，因而式整流电路在中应较 。 3.8 整流电路” 设计说 3.4.2 降压电容 12 定fl 1：电容 ，fl，是currency1装电的容 ，是一种容“电13的 件。文称： capacitor， C 表示。电容是电 设fi中量使的电
26、件 一， 应 fl直， 合，路，波，调谐回路， 能量转换，控制电路等面。 定fl 2：电容 ，任何两个此的导体（ 导）间都 成一个电容 。 在直流电路中，电容 是 路的。这从电容的 上说。 简单的电容是 由两端的 和中间的电 成的。 电后， 电，形成电压（电差） ，但 是中间由 是的物，所以是不导电的。不 ，这 的情是在有超 电容 的临 电压（”电压）的件下的。 道，任何物都是 对的，物两端 的电压 到一定度后，物是都可以导电的， 称这个电压 ”电压14。电容 不例外，电容 ”后，就不是体体了。 但是，在 流电路中，因电流的是 时间成一定的数 的。而电容 充 电的 是有时间的，这个时候，在 间
27、形成 的电，而这个电 是 时间 的数。上，电流是 的形式在电容 间 的。 充电和 电是电容 的本功能。使电容 电（储存电和电能）的 称充电。 这时电容 的两个 是一个 正电，另一个 等量的 电。把电容 的一个 电源（如电 组）的正 ，另一个 电源的 ，两个 就分上了等量12的种电。充电后电容 的两 间就有了电，充电 把从电源的电能储存在电容 中。 使充电后的电容 电（ 电和电能）的 称 电。例如，一 导 把电容 的两 ，两 上的电 中和，电容 就会 出电和电能。 电后电容 的两 间的电，电能转其它形式的能。 在一般的电 电路中，常电容 来 路、 合、 波、振荡、 以fi波形 换等，这 作都是其
28、充电和 电功能的 。 电电容常见的 有，容量减 ，容量、” 路fi 电，其中容量 是因 电电容在使或 置 中其内 的电 干，而”与电一般所 的 电压 高或本身量不佳。 电源电容的好一般采表的电阻档 测量。 具体法： 电容两管脚 路 电，表的 表 电电容的正 ，红表 (对指式表，数式表测量时表 调)，正常时表应先电阻小的 设计说 13 动， 后 回直 无 处。表的动幅度 或 回的度 ，说 电 容的容量 ，反 说 电容的容量 小。如表指在中间处不再 ，说 此电容 电，如电阻指示值 小或 ，表 此电容 ” 路。因表使的电 电压一 般 ，所以在测量 压的电容时比较准确，而电容的 压较高时， 管测量正常
29、， 但 上高压时 有可能发 电或” 。 ，在电 路中，电容来 流而阻fl直流， 来存储和 电以充 波 ， 出脉动 。小容量的电容， 常在高 电路中使，如收音机、发射机 和振荡 中。容量的电容 是作 波和存储电。而且 有一个 ，一般 1F 以 上的电容 电电容，而 1F 以下的电容多 电容， 有其 的，比如独 电 容、 电容、小容量的 电容等。电电容有个 ， 面充 了电， 出两 个电 ，作正（+） 、 （-） ，与其它电容 不，它 在电路中的 性不能 ，而 其 电容 有 性。 电容 的选 fi到 多问。 先是 压的问。 在一个电容 的两端的电压超 了它的定电压， 电容 就会 ”。 一般电电容的
30、压分档 6.3V， 10V， 16V， 25V，50V 等。 设计说 4 整体电路工作”fi工作”14 4.1 红外迎宾装置电路”本迎宾电路是由红外探测头15、 定时控制电路115， 迎客语音电路16、 降压整流电路17 等组成，它的电路如 4.1 所示。 红外探测头采热 红外探测 HN911。在 态下，无人 时，无红外 射源，HN911 不工作，其 2 角 出高电 ，有人走 时，HN911 内的红外探测检测 到来人发出的红外射源， ，处”后，2 角转 电位，该下 触发 IC2 定时控制。IC2 采时电路 555， 时 位态。在 IC1 出 电 的触发下，555 反转置位，3 脚转 高电 。高
31、电 维持的时间， 触发定时时间，其小： TD=1.1R1C1 4.1 数是 后 语句所 的时间决定的，设计 11 。 IC3 采语音集成电路 HFC5218,它内存有“您好，光临”或“欢迎光临”语句。 该芯 采电 触发式， IC2 出高电位时，IC3 电 触发， 发出内存的语音 ， VT1 后驱动扬声 发声。电路中的 R2 语 音调的调 电阻，阻值小， 其芯 内的振荡 振荡 率高，音调高，反 音调 。 降压整流电流由降压电容 和全整流 组成，它的 出的约 9V 直流电压三端 设计说 15 压 压和 波后，作本迎宾电路的电电压。 到 HN911 fi HFC5281 的工作电压 不超 5V，三端
32、 压 选 7805。降压电容 的 压应不 400V, 选 电 容 ；全整流 可选全或四 IN4004 组装；迎客语音集成电路 可选内存 有“欢迎光临”或“光临”的 KD-5603，KD-5604 或 LH5158 列集成电路，但应 意芯 管脚的 法fi外 荡电阻的阻值小。 件选择：IC1、IC2 选 TX05D 功率 红外反射开，它内 采了 功 率 件和抗外干 的电路。 选 HFC5218 五合一语音集成电路； 选 IM386 IC3 IC4 小功率集成功率 电路；IC5 选 IM7812 三端集成 压 VSl 一 VS3 选 3v、0.5w 压二 管，如 2CW51-3V、IN5987或 2
33、CW5225 等 。T 5w 优电源 压 ，要fl 时间 不 热。FUBGXP0.15a 普 管，使机装管。其 件 无 要fl。 设计说 currency116 本设计 电 电路的 ，设计 红外探测头，定时控制电路，迎 客语音电路、降压整流电路， 合”的连 ， 了语音 警、语音示、 合氛 的 功能，电路设计本合”，性较。 这次 设计，使对在“ 上 的电 ”currency1 有了 深 的”，熟悉 了探测 ，传感 的”和使法，熟悉了硬件的使， 会了硬件 统的开发 。 深 的体会到在设计 中， 要反 摸索，其 烦琐，有时花 时间设 计出来的电路 是 要重做，那时心中 免有 灰心，但想 弃，此时 要
34、 下 心，查找因。“设计 了的 fi趣，让认到了的不足，时可以 到 多面的 。 设计说 文17 1X.Wu.M.Pedram and L.Wang .Multi-code state assiment for lowpower designJ.IEE Proc-Circuts Syst,Vol.147.No.5.October 2000. 2鲁 胶.的红外探测防盗 警 J.电 .1994.2:7880 3谭 俊,栾秀珍,房丽萍, 劲玻. 单 机的数视 监控 统盘fi 警控制卡设计 J.电 .2004.7:8081 4鲁 胶.15 路人体遥感无防盗 警J.电 .1995.3:3335 5吴才,林
35、华 .热 红外传感 在防盗 统中的应J.传感 。2002.21(7):4748 6刘辉.智能小区防盗 警 统的可 性设计J.电 时代.2002.7:7475 7蒸燕春.智能住宅小区安防电 统的常手段J. 代电 .2002.9:3941 8K.S.Narendra.IntelligentControl.SystemScienceJ.YaleUniversity.New.Haven.May1990 9郑风,光伟,郭军.一种 探测无 警监控 统J. 代电 .2003.4:8486 10军,张秀珍, , 魁,王辉.多路红外防盗 警 J.传感 .1993 刊:3436 11吴柄胜,王桂梅.8051 单
36、机”与应M.北京:冶工 出版社,2001.9 12张毅刚,彭喜源,谭小昀,曲春波.MCS-51 单 机应设计J.哈尔滨.哈尔滨工 出版 社 1997.8 13张羲,李文,丁润涛. CPLD 防盗 警 统的设计J.电 测量 .2004.3:2021 12任.智能电路 300 例M.北京.机械工 出版社,2002.8 13吴柄胜,王桂梅.8051 单 机”与应M.北京:冶工 出版社,2001.9 14 春.电 合订本M.成都.四川 出版社.2003.12 15康华光.陈钦.拟电 础M.北京.高等教育出版社.2002.6 16康华光.邹寿彬.数电 础M.北京.高等教育出版社.2002.9 17湖南文” 电气 自动教室M.单 机验指导.2004.21
