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2017-12-1 05:01 上傳

項目介紹

本紅外倒車雷達具有電路結構簡單、成本低、電路工作穩定的特點，廣泛應用于各種測距場合。電路使用紅外發射管和紅外接收管作為傳感器件，電路的核心元件包括NE555和運放LM324。NE555構成多諧振振蕩電路發射紅外波信號，LM324主要用來放大紅外接收信號和構成電壓比較器電路，發光二極管用來指示倒車距離范圍。

項目目標

1．了解紅外倒車雷達的工作原理。

2．學會識讀紅外倒車雷達電路原理圖、安裝圖。

3．掌握紅外倒車雷達電路安裝工藝。

4．掌握紅外倒車雷達測量和調試技能。

項目實施

（一）紅外倒車雷達電路

1．紅外倒車雷達原理圖

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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）紅外發射和接收管            

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

紅外接收管就是將光信號（不可見光）轉換成電信號一般是接收、放大、解調一體頭，紅外信號經接收管解調后，數據 “0”和“1”的區別通常體現在高低電平的時間長短或信號周期上，單片機解碼時，通常將接收頭輸出腳連接到單片機的外部中斷，結合定時器判斷外部中斷間隔的時間從而獲取數據。重點是找到數據“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字電路相結合的中規模集成器件，它性能優良，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態觸發器和多諧振蕩器，以及不需外接元件就可組成施密特觸發器。因此555集成塊被廣泛應用于脈沖波形的產生與變換、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物圖

（1）接地GND：地線，通常被連接到電路共同接地。

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

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

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

　（5）控制CONTROL VOLTAGE：這個接腳準許由外部電壓改變觸發和閘限電壓。當計時器在振蕩的運作方式下,這輸入能用來改變或調整輸出頻率。

　（6）重置鎖定THRESHOLD：重置鎖定并使輸出呈低態。當這個接腳的電壓從1/3Vcc電壓以下移至2/3Vcc以上時啟動這個動作。

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

　（8）電源Vcc:這是555個計時器IC的正電源電壓端。供應電壓的范圍是+4.5～+16。

555集成電路構成的多諧振蕩器 ，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集成塊內部結構圖。

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2017-12-1 04:51 上傳

圖1-3 555多諧振蕩電路         圖1-4  多諧振蕩波形圖

用555定時器構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首先將定時器2、6腳相接而構成施密特形式，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（集成塊內部，充放電電壓uc的閥值電平為2/3VCC和1/3VCC,在定時器的輸出端3腳得到矩形波振蕩周期為：T≈0.7(R1+2R2)C。

（3）集成運算放大器LM324

LM324系列器件帶有差動輸入的四運算放大器。與單電源應用場合的標準運算放大器相比，它們有一些顯著優點。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，靜態電流為MC1741的靜態電流的五分之一。共模輸入范圍包括負電源，因而消除了在許多應用場合中采用外部偏置元件的必要性。每一組運算放大器可用圖1所示的符號來表示，它有5個引出腳，其中“+”、“-”為兩個信號輸入端，“V+”、“V-”為正、負電源端，“Vo”為輸出端。兩個信號輸入端中，Vi-（-）為反相輸入端，表示運放輸出端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：短路保護輸出；真差動輸入級；可單電源工作：3V-32V；低偏置電流：最大100mA；每封裝含四個運算放大器；具有內部補償的功能；共模范圍擴展到負電源。

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2017-12-1 04:52 上傳

圖1-5  LM324內部結構圖                    圖1-6  元器件裝配圖

（二）紅外倒車雷達電路安裝

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行。

3）、電阻插裝焊接，電阻元件較多，要區別不同阻值的電阻，不要相互混淆，色環朝向保持一致，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，確認無誤后再焊接。

5）、紅外發射管、紅外接收管在焊接前請先判斷自身極性，確認無誤后再焊接。

6）、雙列直插式集成塊，先焊接底座，再安裝集成塊。

（三）電路調試測量

1．電路調試

  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(如元件發熱等)。如果正常,使用調試工具調整電路相關元件。

最終的效果是當傳感器上方遮擋物不同距離時，顯示的LED數量不同，距離越近時，發光二極管亮的越多，無遮擋物時則不亮，即模擬一簡易倒車雷達電路。

2．電路測量

1）電位測量

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