内蒙古科技大学毕业设计说明书（毕业论文）
敏感区域挡风玻璃红外接收管红外发射管测量控制电路图2.3雨滴传感器原理图
内蒙古科技大学毕业设计说明书（毕业论文）
第三章 雨刮器的硬件组成及其芯片介绍
该雨刮器的雨滴传感器部分主要由发射模块和接收模块两大模块组成。而电机部分的主要芯片是四总线缓冲门74LS125。
3.1 发射模块
发射模块的主要功能是为接收模块提供足够的光辐射通量，本设计中光源定为红外线，所以发射模块由八个红外发射器、一个555定时器和电阻电容元件组成。八个红外发射管采用4个为一组，两组并联的方式，由555定时器驱动。 3.1.1 发射管
发射管采用西门子公司出产的SFH421作为光源，实物图如图2-10所示。峰值波长λ为880 nm，带宽?<80 nm。它具有高线性度、高可靠性、高脉冲处理能力等特点。采用4个一组，两组并联的方式，由555定时器驱动，发出频率为38 kHz的红外光。工作在38 kHz的频率下，采用这种方式可以减少发射电路的功耗。 3.1.2 由555定时器构成的多谐振荡器
发射器的核心是振荡器,多谐振荡器是一种自激振荡电路，该电路在接通电源后无需外接触发信号就能产生一定频率和幅值的矩形脉冲或方波。可由集成电路反相器、与非门、无稳态电路, 555定时器等组成. 其中555定时器组成的振荡发射系统容易起振,本身的输出功率较大,常用其组成发射系统,其芯片图如图3.1所示，原理图如图3.2所示：
C1、C2的比较电压分别为Vcc和Vcc。接通电源后，电容C被充电，vc上
3321升，当vc上升到
23vcc时，触发器被复位，同时放电BJT T导通，此时v0为低
13电平，电容C通过R2和T放电，使vc下降。当vc降到vcc时，触发器又被置位，
v0翻转为高电平。电容器C放电所需的时间为：
tPL?(R2Cln2)?0.7R2C
式(3.1)
内蒙古科技大学毕业设计说明书（毕业论文）
当C放电结束时，T截止，vcc将通过R1、R2向电容器C充电，vc由vcc上升
31到
23vcc所需的时间为：
tPH?(R1?R2)Cln2?0.7(R1?R2)C
式(3.2)
当vc上升到vcc时，触发器又发生翻转，如此周而复始，在输出端就得
32到一个周期性的方波，其频率为[2]：
f?1tPL?tPH?1.43(R1?2R2)C
式(3.3)
图3.1 多谢振荡器电路图
本文设计的发射模块就是由555定时器构成的多谐振荡器，通过式(3.1)、(3.2)、(3.3)计算出R1、R2和C的值，使555电路发出频率为38 kHz的脉冲波，从而驱动红外发射管工作在38 kHz的频率下。
由于555内部的比较器灵敏度较高，而且采用差分电路形式，它的振荡频率受电压和温度变化的影响很小。所以电源电压的变化,对发射频率的影响可忽略.但对红外光发射强度的影响不容忽略,须采取提高稳定发射强度的措施,方法是采取恒流源技术或窄脉冲发射的措施,能使红外辐射强度保持不变[3]。本设计中采用的是恒流源技术。
内蒙古科技大学毕业设计说明书（毕业论文）
图3.2 555定时器原理图
3.2 接收模块
接收模块是由一个红外接收管、带通滤波器、分频器及51单片机组成。 3.2.1 红外接收管
红外接收管SFH320是西门子公司生产的，外形图如图3.2所示。它将接收到的红外光脉冲信号变成电脉冲信号后送入带通滤波器。SFH320是NPN型硅光电三极管。峰值波长λ为880 nm，具有高线性度、高可靠性等特点。
图3.2 SFH320外形图
内蒙古科技大学毕业设计说明书（毕业论文）
3.2.2 带通滤波器
带通滤波器的作用是只允许某一段频带内的信号通过，而将此频带以外的信号阻断。这种滤波器经常用于抗干扰的设备中，以便接收某一频带范围内的有效信号，而消除高频段及低频段的干扰和噪声。将低通滤波器和高通滤波器串联起来，即可获得带通滤波电路。其原理示意图如图3.3所示。
在图2.3中，低通滤波器的通带截止频率为f2，即该低通滤波器只允许f
图3.3 带通滤波器原理示意图
百度搜索“77cn”或“免费范文网”即可找到本站免费阅读全部范文。收藏本站方便下次阅读，免费范文网，提供经典小说综合文库基于单片机汽车雨刮(3)在线全文阅读。
相关推荐：