電子迎賓機(jī)器人設(shè)計(jì)-畢業(yè)論(編輯修改稿)
2025-07-13 00:22 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 圖 2 電源電路 7 檢測模塊 紅外信號發(fā)射模塊 紅外信號發(fā)射模塊是以時(shí)基 NE555集成電路為核心，由 R1 RC1等組成無穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器和紅外光電發(fā)射管組成，電路如下圖 3所示。 NE555集成塊各引腳的功能介紹如下： 1腳： 電源負(fù)端 (VSS) 2腳：低觸發(fā)端 3腳：輸出端 4腳：強(qiáng)制復(fù)位端 5腳：控制端 6腳：高觸發(fā)端 7腳：放電端 8腳：電源正極 (VDD) 工作原理分析如下：當(dāng)接通電源后，電源 +VCC通過 R R11給C1充電，隨著 C1充電的進(jìn)行，它的電壓逐漸上升。當(dāng)上升到 （ 2/3）+VCC時(shí)，第一個(gè)比較器輸出低電平， RS觸發(fā)翻轉(zhuǎn)到 Q=0,電路輸出為Vo=0,因而在此期間 C1通過 R11放電，隨 C1放電的進(jìn)行，它上面的電壓下降，當(dāng)下降到 （ 1/3） +VCC時(shí)，第二個(gè)比較器輸出為低電平，使觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)為 Q=1，電路輸出再次 變?yōu)?Vo=1，電容 C1再次充電，如此周而復(fù)始，電路輸出得到周期性矩形脈沖信號 ,以驅(qū)動所接的紅外發(fā)光二極管發(fā)出脈動的紅外光信號。 電路參數(shù)計(jì)算。當(dāng)電容器 C1上電壓由 （ 1/3） +VCC充到 （ 2/3）+VCC時(shí)所需時(shí)間為 t1,則 t1=（ R9+ R11） C1㏑ 2=(R9+ R11)C1 （ ） 當(dāng)電容器 C1上電壓由 （ 2/3） +VCC下降到 （ 1/3） +VCC時(shí)所需時(shí)間為 t2，則 t2= R11C1㏑ 2= （ ） 從而可求出圖 3所示電路的震蕩頻率 f f=1)9112( 1 CRRtt ??? （ ） 由于 NE555內(nèi)部的比較器靈敏度較高，而且采用差分電路形式，它的震蕩頻率受電源電壓和溫度變化的影響很小。 8 時(shí)基 NE555電路產(chǎn)生周期性振蕩頻率就是由上面的計(jì)算公式，其周期性的振蕩頻率以驅(qū)動紅外線發(fā)射二極管向外發(fā)射紅外線光束作為傳感信號。 C10 .01 uT R IG2Q3R4C V o lt5T H R6D IS7VCC8GND1D S 1D S 2D14 14 8D24 14 8R91kR 102 00 KR 116 .8KR 121 205V 圖 3 紅外線發(fā)射電路 紅外信號接收模塊 紅外信號接收模塊是由紅外光電二極管 U U6組成的，當(dāng)紅外光電二極 管接收到紅外線信號時(shí)便將光信號轉(zhuǎn)換為電信號并送至運(yùn)算放大器 U1A和 U1B，經(jīng)放大后，再經(jīng) D D R R6送至運(yùn)算放大器 U1D、 U1C，以作進(jìn)一步放大，以提高輸入信號增益。最后輸出驅(qū)動后級負(fù)載。電路如圖 4所示。 C21 0 3D34 1 4 8C31 0 3D44 1 4 8321U 1 AL M 3 2 4567U 1 BL M 3 2 41098U 1 CL M 3 2 4121314U 1 DL M 3 2 41 2 V5V1 2 V1 2 VR7 R8R51 5 0 KR61 5 0 KR41K5VR31 1 KU5L E D AU6L E D AR21 0 KR11 0 KC L K1EN2R7Q03Q14Q25Q36U 1 2 A4 5 1 8C L K9EN10R15Q011Q112Q213Q314U 1 2 B4 5 1 8觸發(fā)信號輸出觸發(fā)信號輸出 圖 4 紅外線接收電路 互鎖控制模塊 電壓比較 器 LM324 LM324是四運(yùn)放集成電路。它的內(nèi)部包含四組形式完全相同的運(yùn) 9 算放大器，除電源共用外，四組運(yùn)放相互獨(dú)立。每一組運(yùn)算放大有 5個(gè)引出端，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的管腳排列見下圖 5所示。 電壓比較器的工作原理：當(dāng)紅外線光照射時(shí)，電壓比較器 U12A、U12B（ ）端電位升高，當(dāng) V＞ V+時(shí)，輸出低電平，當(dāng)紅外光線被擋住時(shí)，光敏二極管的電阻值升高，電流減小，電壓比較器 U12A、 U12B的（ ）端電位降低，當(dāng) V﹤ V+時(shí)，輸出高電平。 由于 LM324四位運(yùn)放電路具有電源電壓范圍寬，靜態(tài)功耗小，可單電 源使用， 價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)，因此被廣泛應(yīng)用在各種電路中。 圖 5 LM324引腳排列 雙四位加法計(jì)數(shù)器 CD4518 CD4518是應(yīng)用最為廣泛的計(jì)數(shù)器之一，也是通用性最強(qiáng)的計(jì)數(shù)器之一，除具備其他計(jì)數(shù)器常用功能外，更重要的是，它們在一塊芯片內(nèi)集成了兩個(gè)相同的計(jì)數(shù)器，使之成為設(shè)計(jì)、應(yīng)用的首選芯片。 CD4851雙四位 BCD加法計(jì)數(shù)器內(nèi)部電路框圖及引腳功能如圖 6所示。從下圖可知其工作原理如下： R=0、 CP=0 時(shí)，時(shí)鐘脈沖從 EN／ 腳輸入，在其下降沿的作用下計(jì)數(shù)； R=0、 EN／ =1 時(shí)，時(shí)鐘脈沖從 CP 腳輸 入，在其上升沿的作用下計(jì)數(shù)； R=0、 CP=1 或 R=0、 EN／ =0 時(shí)，均禁止計(jì)數(shù)； R=1， 復(fù)位， Q4Q3Q2Q1=0 VV+VoVoVV+VoV+VV+VVo1 2 3 4 5 6 789101113 1214L M 3 2 4V C CV S S_+_+_+_+ 10 15 14R1213 11CP1686 347 5R21R2 Q4 Q3 Q2 Q1 EN C P 2C P 1 E N 1R1 Q4 Q3 Q2 Q1計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器CPV S S10 9CD 4 5 1 8 圖 6 4518引腳排列 語音控制模塊 本電路中的語音電路采用的是最新推出的一種單片 (8~20)秒單段語音錄放電路 ISD1820，它采用 CMOS技術(shù)，內(nèi)含振蕩器，話筒前置放大，自動增益控制，防混淆濾波器，揚(yáng)聲器驅(qū)動及 FLASH陣列。該語音片的描述如下： 主要特性 表一 ISD1820 的特性 使用方便的單片 8至 20秒語音錄放 外接電阻調(diào)整錄音時(shí)間 高質(zhì)量，自然的語音還 原技術(shù) 內(nèi)置喇叭驅(qū)動放大電路 邊沿電平觸發(fā)放音 10， 000次錄音周期（典型） 自動節(jié)電，維持電流 A 35V單電源工作 不耗電信息保存 100年（典型值） 借助專用設(shè)備可以批量拷貝 11 封裝形式 圖 7 ISD1820 封裝圖 引腳描述 ⑴ 電源 (VCC) ：芯片內(nèi)部的模擬電路和數(shù)字電路使用的不同電源總線在此引腳匯合，這樣使得噪聲最小。去耦電容應(yīng)盡量靠近芯片。 ⑵ 地 線 (VSSA, VSSD)： 芯片內(nèi)部的模擬電路和數(shù)字電路的不同地線匯合在這個(gè)引腳。 ⑶ 錄音 (REC)： 高電平有效。只要 REC變高 (不管芯片處在節(jié)電狀態(tài)還是正在放音 )，芯片即開始錄音。錄音期間， REC必須保持為高。 REC變低或內(nèi)存錄滿后，錄音周期結(jié)束，芯片自動寫入一個(gè)信息結(jié)束標(biāo)志 (EOM)，使以后的重放操作可以及時(shí)停止 ,然后芯片自動進(jìn)入節(jié)電狀態(tài)。 (注： REC的上升沿有 84毫秒防顫，防止按鍵誤觸發(fā) )。 ⑷ 邊沿觸發(fā)放音 (PLAYE) ：此端出現(xiàn)上升沿時(shí)，芯片開始放音。放音持續(xù)到 EOM標(biāo)志或內(nèi)存結(jié)束，之后芯片自動進(jìn)入節(jié)電狀態(tài)。開始放音后，可以釋放 PLAYE。 ⑸ 電平觸發(fā)放音 (PLAYL) 此端從低變高時(shí)，芯片開始 放音。放音持續(xù)至此端返回到低電平，或遇到 EOM標(biāo)志，或內(nèi)存結(jié)束。放音結(jié)束后芯片自動進(jìn)入節(jié)電狀態(tài)。 ⑹ 錄音指示 (/RECLED)：處于錄音狀態(tài)時(shí)，此端為低，可驅(qū)動LED。此外，放音遇到 EOM標(biāo)志時(shí)，此端輸出一個(gè)低電平脈沖，此脈沖可用來觸發(fā) PLAYE，實(shí)現(xiàn)循環(huán)放音。 12 ⑺ 話筒輸入 (MIC) ：此端連至片內(nèi)前置放大器。片內(nèi)自動增益控制電路 (AGC) 控制前置放大器的增益。
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