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第一章 引言 随着电子技术的发展，当前数字系统的设计正朝着速度快、容量大、体积重量轻的方向发展。
在其推动下，现代电子产品几乎渗透了社会的各个领域，有力地推动了社会生产力的发展和社会信息化程度的提高，同时也使现代电子产品性能进一步提高，产品更新换代的节奏也越来越快。 水资源是不可缺少的，没有水不管人或事物都不能存活。
节约用水是一种美德。普通水龙头当然也是一种选择，但是如果人们有急事却忘了关水会使水一直流，从而会浪费很多水。
要是在干旱的地区水就犹如他们的生命。所以本设计一种可以不会浪费水，专门为那些容易忘记关水的人使用。
本论文设计一种以红外控制水龙头。采用了反射式红外传感器，这种传感器的发射与接收是一体化的。
当人或事物靠近时，自动产生控制信号继电器动作，使电磁阀得电吸合放水的功能。它安装方便、灵敏度高、抗干扰能力强，使用寿命长，发出光均匀稳定。
发出的二极管光为不可见光，当发出光被某一信号调制后，只有专门的解调电路才能收到。可在强光下工作，给人们生活带来了极大的方便，已成为人们日常生活中必不可少的必需品，其广泛用于家庭、车站、工厂、学校、餐厅等场所。
而且大大地扩展了原先水龙头的功能。因此，研究红外自动水龙头及扩大其应用，有着非常现实的意义。
本设计满足了人们对物质的需求，又提高了科学性。以适应当今品种多批量小的电子市场的需求，大大提高了产品的市场竞争力。
湄洲湾职业技术学院 2008 届毕业生论文 第二章 系统的基本组成2.1 水龙头的构成及红外传感器控制 水龙头采用了反射式红外传感器。红外线的发射和接收一般使用红外发光二极管和红外接收管来完成。
当有物体靠近时，一部份红外光被发射到接收管。反射式红外传感器（见图 1-1）。
图 2-1 反射式红外传感器 红外水龙头控制过程是，当人或物体接近自动水龙头时，红外发射光电管发出的红外经人和物体反射到红外接收光电管。接收光电管接收到的反射光信号自动转换为电信号，经过后续电路进一步放大、整形、译码，最后驱动电路控制电磁阀动作打开水源。
当人手或物体离开自动水龙头时，接收光电管接收不到反射光信号。驱动电路断电电磁阀电源。
2.2 系统组成方框图 红外线自动控制水龙头整个控制过程分 5 个模块。系统组成方框图（见图1-2）。
多谐振荡器 电压放大 调幅红外光 红外接收 （LM741） 电磁阀动作 音频译码 （LM567） 图 2-2 系统组成方框图 湄洲湾职业技术学院 2008 届毕业生论文 第三章 系统的工作原理3.1 红外线水龙头控制电路系统的组成 红外线水龙头控制电路包括发射电路和接收译码控制电路。其中发射电路由多谐振荡器和红外发射二极管；接收电路包括红外接收管D1和D2，运算放大器（LM741）.音频译码器（LM567）.继电器K.电源电路等组成。
3.2 红外线水龙头控制电路的原理图（见附录）3.3 红外线水龙头控制电路工作原理 工作原理：发射电路中，多谐振荡器由 IC(555)和 R0.R1 和 C7 等组成。其振荡频率为 f1.44/(R02R1)C7，图中所示的参数对应频率为 40KHZ，振荡输出信号驱动 TLN104 型的 LED1LED3 工作，从而产生红外脉冲调制波。
接收电路中红外接受头 D1.D2 与发射中的发射管相匹配，采用 TLN104 型。红外脉冲调制经 D1.D2 接收管转换成电信号，经 C1 藕合至 LM741，再经 C2 输入到LM567 的第 3 管脚，经识别译码，使得中心频率 f1/1.1R6C3 与红外调制频率40KHZ 一致，使第 8 管脚输出为低电平，又经反相后，驱动 VT2 导通，继电器因控制有信号触发而有交流输出。
当有人洗手将红外光束遮挡时，相应的 D1.D2因接收到光信号而进行光电转换，从而使 LM567 因有信号输入而在第 8 脚输出为低点平，经反相 VT2 导通，继电器吸合，交流电压被接通，从而使水龙头的电池阀动作，水源打开。 第四章 单元电路的设计4.1 5v 的稳压电源的设计 电路为输出电压5V，输出电流1.5A稳压电源。
它的电压变压器B，桥式整流电路D1D4，滤波电容C1.C3，防止自激电路C2、C3和一只固定式三端稳压器 湄洲湾职业技术学院 2008 届毕业生论文（7805）极为简捷方便的搭成。 200v 交流电通过电源变压器变换成交流低压，再经过桥式整流电路 D1D4和滤波电容 C1 的整流和滤波，在固定式三端稳压器 LM7805 的 Vin 和 GND 两端形式一个并不十分稳定的直流电压（该电压常常会因为市电电压的波动或负载的变化等原因而发生变化）。
此直流电压经过 LM7805 的稳压和 C3 的滤波便在稳压电源的输出端产生精度高，稳定性好的直流输出电压。稳压电源电路（见图4-1）。
图4-1 稳压电源电路4.2 振荡器电路的设计 振荡电路是一种不需要外接输入信号就能将直流能源转换成具有一定频率、一定幅度和一定波形的交流能量输出的电路。 湄洲湾职业技术学院 2008 届毕业生论文 （a）电路图 b工作波形 图 4-2 由定时器构成的多谐振荡器 由于 555 内部比较器灵敏度较高，而且采用差分电路形式，这时振荡频率受电源的温度变化的影响较小。
故只需通过调节 R1 的阻值来改变 f 来使其为 1Hz的秒脉冲信号，作为闸门信号。4.3 红外接受控制电路的。
2.红外线控制水龙头
红外线控制水龙头有两个特点，一是当有人走近它时，延时2-3s自动开启，当人离开时水龙头自动关闭；二是在夜间它有灯光控制功能，当有人走近时，它首先打开照明灯，然后开启水龙头，当人离开后照明灯会延时数十秒后自动关闭。它完全符合人工操作程序，使用十分方便。在一些公共场所，
例如医院、厕所、饭店等处所使用可取得卫生、节电和节水的效果。
工作原理
采用CX20106红外线控制水龙头电路由红外发射器、红外接收器、水阀门控制器和照明灯控制器组成，如图所示。
该电路采用红外线反射式传感的控制方式，红外发射器与接收器组装在同一电路内并且安装在同一平面。
红外线发射器是一个由555时基集成电路组成的多谐振荡器，其振荡频率由RPl, R1与C1的数值决定，该电路的振荡频率为38kΩ。由多谐振荡器产生的方波脉冲通过限流电阻器R2驱动红外线发射管向外发送红外线。
外接收电路由红外线接收管VDL和CX20106组成。红外线发射管发出的红外线脉冲信号，经过人体反射被红外线接收二极管VDL接收，然后输人CX20106，经电路内解调处理后由7脚输出低电平。
阀门控制电路由控制门D1、D2、驱动晶体管VT1和继电器K1组成。当IC2的7脚输出低电平时，经反相器D1反相后变为高电平输出。这一高电平经R7向C6充电，待C6充电至其正端电压升高达D2的阂值电压后，D2反相输出变为低电平。这一低电平经R8使VT1导通，继电器K1通电吸合，接通电磁阀YV的电源，水阀门打开。在该电路中，电容器C6起延时作用，防止因干扰造成阀门误开。这里延时时间设定为2一3s。当IC2的7脚恢复高电平后，D1的输出端恢复低电平，C6经VD1放电，使D2的输人端变为低电平，它的输出端变为高电平，VT1截止，继电器K1断电后释放，将水阀门的电源切断，水阀门关闭。
照明灯控制电路由控制门D3、D4、驱动晶体管VT2和继电器K2组成。当IC2的7脚输出低电平时，经D1反相变为高电平。这一高电平通过由R9、RP2与光敏电阻器RL组成的分压器的分压，使D3的输人端变为高电平（在夜间高于D3的阂值电压），D3的输出端变为低电平。这时，电容器C7经VD3放电，使D4的输人端变为低电平，D4的输出端变为高电平。这一高电平通过RT1使VT2导通，继电器K2通电吸合，将照明灯电源接通，照明灯EL点亮。
当IC2的7脚输出高电平时，经D1反相变为低电平，D3的输人端仍为低电平，经D3反相后变为高电平。这一高电平经R10向C7充电，当C7充电使其正端电压上升至D4的阑值电压后，D4反相输出低电平，VT2截止，继电器K2断电释放，将照明灯电源切断，照明灯熄灭。电容器C7的充电需要一定的时间（与R10、C7的时间常数有关），这里设定为2一3min，这就使人离开后延时2-3min电灯才熄灭。
由于照明灯只在夜晚或光线较暗时才使用，因此照明灯控制电路就必须具有在白天停止工作，只在夜间或光线较暗时才工作的控制功能。这种控制功能是通过设在电路中的光敏电阻器班来实现的。由于光敏电阻值在白天的电阻值（亮阻）远小于夜晚时的电阻值（暗阻），通过R9、RP2与RL的分压，使D3的输人端在白天不可能达到D3的阑值电压，它后面的电路一直保持静止状态，继电器K2不会吸合，照明灯也不会亮起来。
元器件选择
发射电路IC1选用NE555或LM555时基集成电路均可；IC2选用CX20106型红外线接收专用集成电路D1一D4选用CD4069型六反相器。
VT1选用9012或3CG12型硅PNP中功率晶体管，要求电流放大系数β>100;
VT2选用9013、3DG12或3DK4型硅NPN中功率晶体管，要求电流放大系数β>100。VL选用SE303型二极管，VDL选用PH302型二极管。
RL要求选用亮阻不大于5ka，暗阻不小于IMn的光敏电阻器，如MG44-03、MG45-13等型号。
K1、K2可用工作电压9一12V的JZC-22F小型中功率电磁继电器。
其他元器件均无特殊要求，可按图所标型号及参数进行选择。
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