课程设计报告实训课题： 红外倒车雷达的设计姓 名: 孟晓冬马超李名申专 业： 电子信息工程班 级: 电子信息工程 2 班一、 设计目标 3二、项目介绍 3三、电路原理简要分析 4四、项目实施（系统电路总图及原理） 4五、元器件清单 10六、电路安装要求 10七、电路调试 11八、实验现象 12九、 总结 14红外倒车雷达的设计一、 设计目标1. 了解红外线倒车雷达的工作原理2. 学会识读红外线倒车雷达电路原理图、安装图3. 掌握红外线倒车雷达电路安装及焊接4. 掌握红外线倒车雷达测量和调试技能5. 学会用 Multisim 软件仿真电路二、 项目介绍本红外线倒车雷达测距具有电路结构简单、成本低、电路工作稳 定的特点，广泛应用于各种测距场合红外线倒车雷达电路由多 谐振荡器电路、红外线发射与接收电路、信号放大与电压比较电 路和发光管显示电路组成电路使用红外发射管和红外接收管作 为传感器件，电路的核心元件包括NE555和运放LM324NE555 构成多谐振振荡电路发射红外波信号，LM324主要用来放大红外 接收信号和构成电压比较器电路，发光二极管用来指示倒车距离 范围。
电路原理简要分析NE555 及外围元件组成多谐振荡器电路，产生驱动红外线发射管 工作的震荡电压，驱动发射管发射出红外线信号红外线被物体 反射回来后，由红外线接收管接收并送人 LK324 的第 2 脚进行放 大，放大后的信号经U2的第一脚输出，经C3耦合、D1和C2整 流滤波后送至 U2 的三个比较器的反相输入端，分别与三个比较 器的同相输入端的电压进行比较，当反相输入端的电压高于同相 输入端的电压时，该比较器输出低电平，使与其连接的发光二极 管点亮由发光二极管点亮的个数来指示距离的远近四、 项目实施（系统电路总图及原理）1. 系统电路总图CvoliOPout3NE555D5 D6LED1 LED2LM324200R12R15 "=■ pOk GNDvccPl2°5府zztc4Q3dis iTRIG1THR1 RisrR14200200ICLALM324IC1BD7 LED3LM3242. 电路核心元件介绍•红外发射和接收管红外发射管也称红外线发射二极管，属于二极管类它是可 以将电能直接转换成近红外光 (不可见光)并範福射出去的发光 器件，主要应用于各种光电开关及遥控发射电路中红外线发射 管的结构、原理与普通发光二极管相近，只是使用的半导体材料 不同。
红外发光二极管通常使用砷化镓(GaAs)、砷铝化镓(GaAIAs) 等材料，采用全透明或浅蓝色、黑色的树脂封装红外接收管就是将光信号(不可见光)转换成电信号一般是 接收、放大、解调一体头，红外信号经接收管解调后，救据“0”和 “1”的区别通常体现在高低电平的时间长短或信号周期上，单片 机解码时，通常将接收头输出脚连接到单片机的外部中断，结合 定时器判断外部中断间隔的时间从而获取数据，重点是找到数据 “0 与“1”间的波形差别• 集成电路 NE555555 集成电路是一种模拟电路和数字电路相结合的中规模集 成器件，它性能优良，适用范围很广，外部加接少量的阻容元 件可以很方便地组成单稳态触发器和多谐振荡器，以及不需 外接元件就可组成施密特触发器因此 555 集成块被广泛应 用于脉冲波形的产生与变换、测量与控制等方面TRIGGERTbfiFSHOlDCOftiniOl VOLTAGEompurg "J g RESET司 邑團1-2 55右集咸电路引脚排列和实物團•接地GND:地线，通常被连接到电路共同接地•触发TRIGCER：这个脚位是触发NE555使其启动它的时间周期触发信号上缘电压须大于2/3VCC，下缘须低于1/3 Vcc。
•输出OUTPUT：当时间周期开始555的输出输出脚位，移至比电源电压少1.7伏的高电位周期的结束输出回到伏左右的低电位于高电位时的最大输出电流大约 200mA•重置RESET： 一个低逻辑电位送至这个脚位时会重置定时器和使输出回到一个低电位，它通常被接到正电源或忽略不用•控制CONTROL VOLTAGE：这个接脚准许由外部电压改变触发和闸限电压当计时器在振荡的运作方式下，这输入能用来改变或调整输出频率•重置锁定THRESHOLD:重置锁定并使输出呈低态当这个接脚的电压从 1/3Vcc 电压以下移至 2/3Vcc 以上时启动这个动 作放电DISCHARGE：和主要的输出接脚有相同的电流输出能力, 当输出为0H时为L0，对地为低阻抗，当输出为OFF时为 HIGH，对地为高阻抗电源VCC：这是555个计时器IC的正电源电压端供应电压 的范围是+4.5〜+16555集成电路构成的多谐振荡器，电路 的前半部分由 555 组成的多振荡器，具体电路图如图所示， 为方便分析电路工作过程，图展示555集成块内部结构图图1-3 55b务谐振荡电路 图1-4多谐振荡渡形图用555定时器构成的多谐振荡器如图6-9-3所示，图6-9-4为 工作波形图。
图6-9-3首先将定时器2、6脚相接而构成施密 特形式，再通过7脚接入R1、R2、C1充放电回路充电回路 为R1、R2、C，放电回路为C1、R2、放电管TD （集成块内部， 充放电电压uc的阀值电平为2/3VCC和1/3VCC，在定时器的 输出端3脚得到矩形波振荡周期为：T~0.7(R1+2R2)C 集成运算放大器 LM324LM324 系列器件带有差动输入的四运算放大器与单电 源应用场合的标准运算放大器相比，它们有一些显著优点该 四放大器可以工作在低到 3.0 伏或者高到 32 伏的电源下，静 态电流为 WC1741 的静态电流的五分之一共模输入范围包 括负电源，因而消除了在许多应用场合中采用外部偏置元件 的必要性每一组运算放大器可用图1 所示的符号来表示， 它有 5个引出脚，其中“+”、“_”为两个信号输入端， “V+”、“V-” 为正、负电源端，“0〃为输出端两个信号输入端中，Vi-(-) 为反相输入端，表示运放输出端 Vo 的信号与该输入端的相位 相反；Vi+(+)为同相输入端，表示运放输出端Vo的信号与该输 入端的相位相同LM324 具有以下特点：短路保护输出，真差动输入级； 可单电源工作：3V-32V；低偏置电流：最大100mA；每封装含 四个运算放大器；具有内部补偿的功能；共模范围扩展到负电 源。
2 入T一 区内邱篙构團團1-5 LH3243. 工作原理本电路主要由两部分组成：一部分是红外发射电路，NE555与 Rl、R4、Cl、C4共同组成振荡器，NE555第三管脚输出的脉冲 信号，经D3 （HF）转换为红外脉冲；另一部分是红外接收处 理电路，D3发射的脉冲如被D4（HJ）接收，则接收到的信号经 过C6由LM324第2管脚输入（第3管脚以电源电压的1/2作 为基准电压，目的是保证第1管脚输出不失真），经过运算放 大器进行放大，再由 C3 滤除直流，交流部分，经过 D1 二极 管整流，C2滤波得到一个稳定的直流电平，这个电平同时输 入LM324的6、9、13管脚，LM324的B、C、D部分是实现的 比较器功能，既定的基准电压由 5、10、12 管脚正输入端输 入，与负输入端的直流电平比较，如果这个直流电平电压足够 高，则相应的LED会点亮发光RP1可以调整基准电压，作用 是调节反射距离，RP2可以改变前级IC1A的放大倍数，用于 调节灵敏度五、元器件清单序号符号名称规格数量备注1g R4-R7. R10. E1Rlk7ga ep 4j±?4j±?2R2, R3. R19色环电阻10k3棕墨黑红棕3尺9、RI2. RM. RI4色环电啊2004■“ ■ ■ w j*gwn jvn v4RS色环电阻1. 5k1棕绿红金5R1530k1楷黑楷希6R16色环电阻47k1黄紫橙金7Cl> C2电解电容luF2板卜阳影为负极8C3电解电容10uF1扳上阴影为负极9C5电解电容lOOuF1板上阴影为负极10C6电解电容47uF1板上阴影为负极1 1（：4独石电容0. luF110412C7独石电容20p1200^201 3I〕I -IJ21H4I432黑色圈是旬板14RP1精密可调电位器20k12031 bRP2桔密可调电位蓋50k15031GLED1（D5）5jiud£I1乩管聊为正1 7LED2（D6）发光菅5nm黃1长菅脚为正ISLED3（D7）发光管5】個总录1长管擲为正19HK红外安期二板管binm1白邑20IIJ红外接收二极管5jiuii1黑色21IC1集成电路LM3241运算放大器22IC2集成电路NE5551时基电路T5IC114P IC 座DIP 14P1集成电路插到丄匚崖24IC28P 座DIF 8P1巩座焊接到线路板2bLK^012PCB板M3*54inin1-― 一六、电路安装要求•电路安装、元件焊接前，先认真分析原理图和元器件，找到相 关元器件在电路板上一一对应的位置。
•元件安装、焊接请遵照从小到大，从低到高的原则来进行•电阻插装焊接，电阻元件较多，要区别不同阻值的电阻，不要 相互混淆，色环朝向保持一致，紧贴电路板插装焊接•有极性元件如电解电容，焊接前请先判断极性，确认无误后再 焊接•红外发射管、红外接收管在焊接前请先判断自身极性，确认无 误后再焊接• 双列直插式集成块，先焊接底座，再安装集成块七、 电路调试1. 电路安装完成后，可用万用表检测电路是否连通，有无 虚焊，检查电路安装无误后，接通 9 电源，观察电路有 无异样（如元件发热等）如果正常，使用调试工具调整 电路相关元件2. Rp1 调节反射距离， Rp2 调节灵敏度，建议通过调节实现30cm时一盏灯亮,20cm时二盏灯亮,10cn时三盏灯亮 传感器上方用白纸遮挡 对红外波的反射效果最好3. 最终的效果是当传感器上方遮挡物不同距离时,显示的LED 数量不同,距离越近时,发光二极管亮的越多,无遮 挡物时则不亮,即模拟 简易倒车雷达电路八、 实验现象1.第一盏灯亮 30cm 左右二盏灯亮 20cm 左右三盏灯亮 10cm 左右九、 总结经过这次的课程设计我收获了很多，也学习到了很多有关专业方 面的知识。
学会了辨认元器件和基本的焊接元器件，通过调试达 到了本课程设计的要求效果最后我用Multisim软件对电路图进 行了仿真，经。