【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 適的外部元件可以組成乘法器、加法器、限幅器、濾波器等。LM339LM339集成塊內(nèi)部裝有四個(gè)獨(dú)立的電壓比較器，該電壓比較器的特點(diǎn)是：1）失調(diào)電壓小，典型值為2mV2）電源電壓范圍寬，單電源為236V，雙電源電壓為177。1V177。18V3）對(duì)比較信號(hào)源的內(nèi)阻限制較寬4）共模范圍很大，為0～（）Vo5）差動(dòng)輸入電壓范圍較大，大到可以等于電源電壓6）輸出端電位可靈活方便地選用兩個(gè)輸入端電壓差別大于10mV就能確保輸出能從一種狀態(tài)可靠地轉(zhuǎn)換到另一種狀態(tài)，因此，把LM339用在弱信號(hào)檢測(cè)等場(chǎng)合是比較理想的。LM339的輸出端相當(dāng)于一只不接集電極電阻的晶體三極管，在使用時(shí)輸出端到正電源一般須接一只電阻（稱(chēng)為上拉電阻，選315K）。選不同阻值的上拉電阻會(huì)影響輸出端高電位的值。因?yàn)楫?dāng)輸出晶體三極管截止時(shí)，它的集電極電壓基本上取決于上拉電阻與負(fù)載的值。另外，各比較器的輸出端允許連接在一起使用。85508550是一種常用的普通三極管。它是一種低電壓,大電流,小信號(hào)的PNP型硅三極管，集電極基極電壓Vcbo：40V 。工作溫度：55℃ ～+150℃ ,和8050（NPN）相對(duì)，主要用途：開(kāi)關(guān)應(yīng)用，射頻放大。整流二極管IN4002組成的電橋整流二極管IN4002的參數(shù)：最高反向峰值電壓（V）100V，平均整流電流（A）1A，最高峰值浪涌電流（A）30A，最大反向漏電流（A）5A，正向壓降（V）1V，外形D041。三端可調(diào)節(jié)輸出正電壓穩(wěn)壓器LM317LM317是可調(diào)節(jié)3端正電壓穩(wěn)壓器，～。此穩(wěn)壓器非常易于適用，只需要兩個(gè)外部電阻來(lái)設(shè)置輸出電壓。此外還是用內(nèi)部限流、熱關(guān)斷和安全工作區(qū)補(bǔ)償使之基本能防止燒斷保險(xiǎn)絲。LM317服務(wù)于多種應(yīng)用場(chǎng)合，包括局部穩(wěn)壓、卡上穩(wěn)壓。該器件還可以用來(lái)制做一種可編程穩(wěn)壓器，或者通過(guò)在調(diào)整點(diǎn)和輸出之間接一個(gè)固定電阻，LM317可用作一種精密穩(wěn)流器?！珒?nèi)部熱過(guò)載保護(hù)不隨溫度變化的內(nèi)部短路電流限制輸出晶體管安全工作區(qū)補(bǔ)償對(duì)高壓應(yīng)用浮空工作表面貼裝形式和標(biāo)準(zhǔn)3引腳晶體管封裝避免置備多種固定電壓數(shù)字元器件的運(yùn)行完全遵守?cái)?shù)字信號(hào)處理原則。在許多情況下，傳感器和變化器產(chǎn)生的信號(hào)在轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)前首先被模擬電路處理。然而，由于制作現(xiàn)代化傳感器及相關(guān)設(shè)備的微技術(shù)和納米技術(shù)發(fā)展迅速，許多純數(shù)字元器件已經(jīng)研發(fā)出來(lái)。比如，現(xiàn)在的基于數(shù)字電子學(xué)的只能傳感器在一片芯片上可以包含完整的信號(hào)處理電路和傳感器本身。因此，許多智能傳感器的輸出可以和其他的數(shù)字設(shè)備直接相連。本設(shè)計(jì)用到的數(shù)字元器件有74LS24CD451共陰極數(shù)碼管。74LS24574LS245是我們常用的芯片，用來(lái)驅(qū)動(dòng)led或者其他的設(shè)備，它是8路同相三態(tài)雙向總線收發(fā)器，可雙向傳輸數(shù)據(jù)。74LS245還具有雙向三態(tài)功能，既可以輸出，也可以輸入數(shù)據(jù)。當(dāng)8051單片機(jī)的P0口總線負(fù)載達(dá)到或超過(guò)P0最大負(fù)載能力時(shí)，必須接入74LS245等總線驅(qū)動(dòng)器。當(dāng)片選端/CE低電平有效時(shí)，DIR=“0”，信號(hào)由 B 向 A 傳輸；（接收）DIR=“1”，信號(hào)由 A 向 B 傳輸；（發(fā)送）當(dāng)/CE為高電平時(shí)，A、B均為高阻態(tài)。由于P2口始終輸出地址的高8位，接口時(shí)74LS245的三態(tài)控制端/1G和/2G接地，P2口與驅(qū)動(dòng)器輸入線對(duì)應(yīng)相連。P0口與74LS245輸入端相連,/E端接地，保證數(shù)據(jù)現(xiàn)暢通。8051的/RD和/PSEN相與后接DIR，使得/RD或/PSEN有效時(shí)，74LS245輸入（←Di），其它時(shí)間處于輸出（→Di）。74LS245引腳圖如下：圖8 74LS245引腳圖CD451共陰極數(shù)碼管在顯示、按鈕電路設(shè)計(jì)中有具體的介紹。由于本設(shè)計(jì)所用的傳感器是用于車(chē)流量的測(cè)量、車(chē)型的分類(lèi)及車(chē)型的分類(lèi)，所以選用紅外收發(fā)器和線圈傳感器即可實(shí)現(xiàn)功能。紅外收發(fā)器用于車(chē)流量的測(cè)量，同時(shí)通過(guò)在道路兩旁的不同位置布置多個(gè)紅外收發(fā)器實(shí)現(xiàn)車(chē)型的分類(lèi)，線圈傳感器用于車(chē)型的分類(lèi)。線圈傳感器多匝數(shù)專(zhuān)用環(huán)形線圈線埋設(shè)于路面，它等效為一個(gè)感性器件，實(shí)際上它也是耦合振蕩電路的一部分，其振蕩信號(hào)通過(guò)信號(hào)整型電路和隔離開(kāi)關(guān)選擇電路送入89S51 的I/O，進(jìn)行計(jì)數(shù)。當(dāng)機(jī)動(dòng)車(chē)經(jīng)過(guò)環(huán)形線圈時(shí)，由于其自身的的鐵質(zhì)使得環(huán)形線圈的電感值減少，從而使耦合振蕩電路的振蕩頻率發(fā)生改變，這樣89S51 就可以通過(guò)單位時(shí)間段的脈沖計(jì)數(shù)值來(lái)判斷有無(wú)機(jī)動(dòng)車(chē)通過(guò)相應(yīng)的環(huán)形線圈了。耦合振蕩電路附圖2 所示，這是一個(gè)電容反饋三點(diǎn)式振蕩電路（對(duì)此電路的詳細(xì)分析這里不再熬述），其振蕩頻率在300KHz 左右, 穩(wěn)壓管使正弦振蕩信號(hào)被抑制在5V至+5V的范圍內(nèi)，耦合變壓器原副邊匝數(shù)比為1：1，P6KE12CA 是一個(gè)瞬間抑制二極管用于抑制由靜電等原因產(chǎn)生的瞬間高壓。正弦振蕩信號(hào)經(jīng)過(guò)比較器LM339 初步整形后（其上升沿時(shí)間較長(zhǎng)）進(jìn)入信號(hào)整形電路。另外，一路環(huán)形地埋線圈對(duì)應(yīng)一個(gè)檢測(cè)通道，共有四路檢測(cè)通道，這里只畫(huà)出了其中一路。瞬態(tài)抑制二極管P6KE12CA是一種限壓型的過(guò)壓保護(hù)器件，它叫TVP、ABD，以ps級(jí)的速度把過(guò)高的電壓限定在一個(gè)安全的范圍之內(nèi)，從而起到保護(hù)后面電路的作用。廣泛應(yīng)用在但導(dǎo)體以及敏感的電子零件過(guò)電壓、ESD保護(hù)上，主要包括：消費(fèi)類(lèi)產(chǎn)品、工業(yè)產(chǎn)品、通訊、計(jì)算機(jī)、汽車(chē)、電源供應(yīng)品、家用電器以及軍事、航天航空導(dǎo)航系統(tǒng)以及控制系統(tǒng)上。它反應(yīng)速度快，電壓抑制能力強(qiáng)。紅外傳感器如附圖采用遠(yuǎn)距離聚積式發(fā)射頭TLN911和接收頭TLP911，安裝方式如附圖3所示，其有效距離大于10m，最大控制距離可達(dá)13m。圖中a為發(fā)射板電路。由時(shí)基555集成電路構(gòu)成頻率約30KHz的振蕩器。此信號(hào)經(jīng)晶體管VT7作電流放大后，驅(qū)動(dòng)發(fā)射頭內(nèi)的紅外發(fā)光二極管向外輻射30KHz的脈沖紅外線。555定時(shí)器555定時(shí)器又稱(chēng)為時(shí)基電路，外部加上少量阻容元件，即能構(gòu)成多種脈沖電路，而且價(jià)格低廉、性能優(yōu)良，在工業(yè)自動(dòng)控制、家用電器和電子玩具等許多領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。555定時(shí)器概述①分類(lèi)`，555定時(shí)器可分為雙極型和單極型（CMOS）。雙極型555主要特點(diǎn)是輸出電流大，達(dá)200mA以上，可直接驅(qū)動(dòng)大電流執(zhí)行器件，如繼電器等。單極型（CMOS）555主要特點(diǎn)是功耗低，輸入阻抗高，輸出電流較?。↖o4mA）。，可分為單定時(shí)器和雙定時(shí)器。雙定時(shí)器即在一塊集成電路內(nèi)部，集成了兩個(gè)獨(dú)立的555定時(shí)器集成電路。表4為555集成定時(shí)器分類(lèi)表，其中556為雙極型雙定時(shí)器集成電路，7556為CMOS雙定時(shí)器集成電路。單電路雙電路雙極型555556單極型75557556表4圖9 555集成定時(shí)器引腳圖②電路組成555電路因其內(nèi)部有3個(gè)5kΩ電阻而得名，圖7為其內(nèi)部邏輯電路及引腳圖，主要由三部分組成：：兩個(gè)電壓比較器AA2。：GG2組成Rs觸發(fā)器。：緩沖驅(qū)動(dòng)門(mén)G3和放電管T。圖10 555定時(shí)器原理電路及引腳圖電路引腳名稱(chēng)和功能如下：TH（6）：高觸發(fā)端ZETR（2）：低觸發(fā)端Ctr（5）：控制電壓端DIS（7）：放電端Out（3）：輸出端`R（4）：清零端Vcc（8）：電源GND（1）：接地端③工作原理555定時(shí)器輸入級(jí)電阻鏈3個(gè)電阻均為5kΩ，將電源電壓分壓為2Vcc/3和Vcc/3，分別接電壓比較器A1的反向輸入端和A2的同相輸入端?？刂齐妷憾薈tr端若輸入控制電壓，可改變電壓比較器的基準(zhǔn)電壓，因此可分為兩種情況分析。Ctr端不輸入控制電壓（經(jīng)一小電容接地）。TH端輸入電壓UTH﹥2Vcc/3，A1輸出端`Rd=0；TR端輸入電壓UTRVcc/3,A2輸出端`Sd=1；觸發(fā)器輸出Q=0，`Q=1，T導(dǎo)通，UOut=1。UTH﹤2Vcc/3，`Rd=1；UTR﹥Vcc/3，`Sd=1；觸發(fā)器輸出保持不變。UTH﹤2Vcc/3，`Rd=1；UTR﹤Vcc/3，`Sd=0；觸發(fā)器輸出Q=1，`Q=0，T截止，UOut=0。綜上所述，555定時(shí)器是將觸發(fā)電壓（分別從高處發(fā)端TH和低觸發(fā)端TR輸入）與2Vcc/3和Vcc/3比較，均大，則輸出低電平，放電管導(dǎo)通；均小，則輸出高電平，放電管截止；介于二者之間，則輸出和放電管狀態(tài)均不變。555定時(shí)器功能如表5所示。表5 555定時(shí)器功能表若Ctr端輸入控制電壓UREF，則TH端與UREF比較，TR端與UREF/2比較，比較方法和結(jié)果與表5相似。設(shè)計(jì)中555定時(shí)器工作過(guò)程：當(dāng)紅外電路上電，電源通過(guò)R3VD4向C7充電，此時(shí)由于C7上的電壓還為0，所以555定時(shí)器的TH、TR端的觸發(fā)電壓都小于Vcc/3，555定時(shí)器輸出為0，三極管VT7沒(méi)有導(dǎo)通：隨著C7的充電，C7上電電壓不斷升高，當(dāng)TH端的觸發(fā)電壓小于Vcc/3，TR端的觸發(fā)電壓大于Vcc/3時(shí)，555定時(shí)器的輸出仍為0，三極管VT7仍沒(méi)有導(dǎo)通；當(dāng)C7上電電壓使TH端的觸發(fā)電壓大于Vcc/3，TR端的觸發(fā)電壓大于Vcc/3時(shí)，555定時(shí)器的輸出由0變?yōu)?，三極管VT7導(dǎo)通，此時(shí)紅外發(fā)射頭向外發(fā)射紅外波。由于555定時(shí)器輸出為1，此時(shí)555中的放電管也導(dǎo)通，則此時(shí)C7通過(guò)R34，接到555定時(shí)器的放電端DIS，進(jìn)行放電，直到C7上的電壓值使加在TH、TR端的觸發(fā)電壓都小于Vcc/3時(shí)，才停止放電，且555定時(shí)器的輸出由1變?yōu)?，這個(gè)過(guò)程中三極管VT7一直是導(dǎo)通的，即紅外發(fā)射頭一直是向外發(fā)射紅外射線的，之后C7上又開(kāi)始充電，工作過(guò)程如上反復(fù)執(zhí)行。由于電磁波的傳播距離是由發(fā)射出的電磁波的波峰決定的，根據(jù)等面積法（即發(fā)射出的電磁波的能量相同）可知，傳播周期相同的電磁波，波峰大的電磁波傳播的距離遠(yuǎn)，所以在設(shè)計(jì)中使充電回路的電阻R35小于放電回路的電阻R34，以實(shí)現(xiàn)紅外發(fā)射頭發(fā)射出的紅外波的峰值盡量高,即充電時(shí)間放電時(shí)間。其波形如下：圖b為接受板電路。工作原理圖中的CX20106可用KA218DBL2020代替。它與外圍元件組成處理電路。CX20106是一種紅外接收專(zhuān)用前置放大集成電路，具有較高的靈敏度。當(dāng)接收頭TLP911收到發(fā)射頭TLN911輻射的脈沖紅外線時(shí)，便在A端產(chǎn)生相應(yīng)的電脈沖，經(jīng)VT9放大后，經(jīng)電容器C2加到CX20106的①腳進(jìn)行放大、整形、帶通比較，由⑦腳輸出低電平，VTVT11截止，VT12導(dǎo)通，光耦隔離器無(wú)輸出。執(zhí)行控制電路由VTVT1VT1VDVDVD7及光電耦合器TIL5214等組成。充放電路在CX20106的7端輸出一系列固定頻率的負(fù)脈沖信號(hào)，經(jīng)三極管倒相放大變成的脈沖信號(hào)。倘若從發(fā)射頭至接收頭的紅外線光束被行駛的車(chē)輛遮擋，VT11導(dǎo)通，VT12截止，、。CX20106是紅外遙控接收集成電路，它由前置放大器，限幅放大器，帶通濾波器，峰值檢波器和整形電路等組成。前置電路將接到的信號(hào)送到CX20106的1腳，CX20106的總放大增益80dB，～5V范圍內(nèi)。總增益大小有2腳外接的電阻R35和電容C14決定，電阻R35越小或電容C14越大，增益越高。但取值過(guò)大時(shí)將造成頻率響應(yīng)變差，電容為1uF。積分電容C13取330pF。經(jīng)CX20106后的脈沖信號(hào)由7腳輸出。前置放大器（CX20106）內(nèi)部原理如圖8所示。圖11 CX20106內(nèi)部原理圖執(zhí)行控制電路TLP521是可控制的光電藕合器件，光電耦合器廣泛作用在電腦終端機(jī)，可控硅系統(tǒng)設(shè)備，測(cè)量?jī)x器，影印機(jī)，自動(dòng)售票，家用電器，如風(fēng)扇，加熱器等電路之間的信號(hào)傳輸，使之前端與負(fù)載完全隔離，目的在于增加安全性，減小電路干擾，減化電路設(shè)計(jì)。TLP521－1，－2和－4組成的砷化鎵紅外發(fā)光二極管耦合到光三極管。TLP521－2提供了兩個(gè)孤立的光耦8引腳塑料封裝，TLP521－4提供了4個(gè)孤立的光耦中16引腳塑料DIP封裝。集電極發(fā)射極電壓： 55Ｖ（最小值）經(jīng)常轉(zhuǎn)移的比例： 50 ％（最?。└綦x電壓： 2500 Vrms （最小）下表為T(mén)LP521－1，－2和－4的特征參數(shù)：表6 TLP521－1，－2和－4的特征參數(shù)參數(shù)符號(hào)數(shù)值單位TLP521?1TLP521?2 TLP521?4LED正向電流IF7050mA正向電流減率ΔIF/℃?(Ta≥50℃)?(Ta≥25℃)mA/℃瞬間正向脈沖電流IFP1 (100μ pulse, 100pps)A反向電壓VR5V結(jié)溫Tj125℃接 收 側(cè)集電極發(fā)射極電壓VCEO55V發(fā)射極集電極電壓VECO7V集電極電流IC50mA集電極功耗PC150100mW(1 circuit Ta ≥ 25℃) 集電極功耗減率ΔPC/℃??mW/℃結(jié)溫Tj125℃儲(chǔ)存溫度范圍Tstg?55~125℃工作溫度范圍Topr?55~100℃無(wú)鉛焊接溫度Tsol260 (10 s)℃整體功耗PT250150mW(Ta≥25℃) 整體功耗減率ΔPT/℃??mW/℃隔離電壓BVS2500(AC,1Min 最小, .≤60%)Vrms注：絕對(duì)最大額定值(Ta = 25℃)二極管（IN4148）（這里高速相對(duì)于4001等整流而言），開(kāi)關(guān)比較迅速，適用于信號(hào)頻率較高的電路進(jìn)行單向?qū)ǜ綦x，如圖所示，是二極管。IN4148（1）IN4148參數(shù)計(jì)算① 反向電壓Vr=75V② 高峰反向電壓Vrm=100V③ 峰值電流Ifrm=300ma④ 正向電流If=100ma（2）IN4148的工作原理① 起到一個(gè)普通二極管的單向?qū)ㄗ饔芒?降壓，③ 是在直流中最常用的元器件三極管（C9014）三極管又稱(chēng)為晶體管，它的種類(lèi)很多。按頻率分，有高頻率，低頻率；按功率分，有小，中，大功率；