家庭电路设计原理范文

导语：如何才能写好一篇家庭电路设计原理，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

篇1

【关键词】电磁感应；ANSYS仿真；地热电缆

1.引言

地热电缆采暖是近年来出现在国内外的一种较新型的采暖方式。由于利用蓄热式地热电缆地板辐射采暖具有舒适程度高、使用成本低、环保无污染等优点，更受到大众的青睐。同时，大面积使用地热电缆采暖供暖还可以有效调节冬季夜间闲置电力，减少能源的浪费。我国南方地区也可以家庭或厂房为单位铺设，所以地热电缆采暖的普及已经成为当前采暖方式的重点发展趋势。

但是对于电缆故障的断点检测一直没有方便实用的技术和仪器出现。随着我国地热电缆采暖市场的逐年扩大，地热电缆的损伤修复问题也越来越突出。由于地热电缆铺装时预埋在地面混凝土之下，在施工和后期维护的过程中一旦电缆本身出现故障，维修起来相当困难。目前在国内针对地热电缆故障的定点检测仪尚属空白。业内普遍采用将地面混凝土整体破坏，再把整根电缆取出重新安装新电缆替代的办法进行维护。这种办法耗时长、不利于操作，还要破坏室内地面装修，维修成本高，造成了大量人力、物力的浪费，业主也不易接受。目前对于电缆故障的诊断方法主要有电容比对法、脉冲反射法等方法[1-3]。本文利用电磁感应原理，利用ANSYS软件进行了电磁场的仿真计算，在软件仿真的基础上设计了检测电路，可以在不破坏地面铺设的情况下，检测电缆故障点。

2.电磁感应原理简介

根据法拉第电磁感应定律，感应电动势E＝nΔΦ/Δt，n：感应线圈匝数，ΔΦ/Δt：磁通量的变化率。对载流I，长为L的直导线，其周围磁场为：

，其中，为场点到载流直导线的垂直距离，和分别为导线的电流流入端和流出端电流元与矢径之间的夹角，被测电缆可以看作无限长直线载流导线，则，，所以磁场。该系统的激励信号由1000Uf电容的充放电产生，结合电容充放电公式推导出该系统中励磁信号产生的感应电动势最大为：

，其中，：激励信号电压；：感应线圈的匝数；：感应线圈的面积；：地面或墙面的磁导率；：任一点到电缆轴线的垂直距离；：励磁电路中的充、放电电阻；：励磁电路中的充、放电电容。由此可知，当上述参数确定后，线圈中的感应电动势即可求出。

3.地热电缆电磁场仿真

常用的地热电缆为双芯电缆，以消除正常工作时的电磁辐射影响。一般的室内地热采暖系统整体结构如图1所示。从图中可以看出，从地面位置，即瓷砖之上，检测地热电缆的电磁场的电路设计难点在于磁场强度信号的强度。

利用有限元分析软件ANSYS的电磁场分析模块对图1所示的典型电缆铺设状态进行建模和仿真。根据地热电缆采暖系统布置情况，考虑到混凝土和空气对电磁场的影响方面的性能相像，在仿真模型中只考虑了通电电缆和空气两种材质和模型。施加不同的电压信号，得到的B-H值计算结果如图2、3所示。

从仿真结果图可以发现，在地面检测时，由于混凝土和瓷砖等物体的隔离距离很大，所以电流产生的磁场强度很微弱。而且B-H值跟信号发生器的电压关系比较大。

4.断点诊断电路设计

利用电磁感应原理，给地下电缆上加上一定频率的交流信号产生交变磁场，在地面上移动感应线圈，利用线圈内磁通的变化量产生感应电压信号来寻找故障点，将感应信号通过放大、滤波等处理后，用仪表显示出来或利用耳机听。在故障点，信号最强，当探头从故障点左右前后移动时，信号即减弱或中断，因此，信号最强处即为故障点。电路原理图如图4所示，根据发光二极管的变化可探测地热电缆故障点在地下的位置。由于地面附近的电磁场强度较弱，线圈采集到的信号需经放大后才能显示。这也是电路设计的重点和难点之一。然后经滤波和整流后，以LED灯显示的方式确定故障点位置。

5.实验

选用铜镍铬合金双导线地热电缆，上面依次覆盖聚苯乙烯泡沫保温板、水泥和瓷砖，电感线圈的电感量为0.01H，两端并联4700uF，根据公式，选频频率约为340Hz。实验测得激励信号的波形如图5所示。在距地面最远约为15公分处可以感应到信号，故障点范围半径在10cm以内。

参考文献

[1]姚旻,胡必宸.便携式电缆断点定位仪[J].淮南工业学院学报.2002,23(2):67-71.

[2]张栋国.电缆故障分析与测试[M].北京:中国电力出版社,2005.

[3]孙启飞.电缆检测技术的应用及提高[J].低压电器, 2010(1):49-51．

基金项目：浙江省大学生科技创新活动计划（新苗人才计划）项目（2011R409021）。

作者简介：

篇2

关键词：微波多普勒传感器；人体热释电红外传感器

中图分类号：F293.3 文献标识码：A 文章编号：1674-7712 （2014） 02-0000-01

一、智能报警系统的总体构成

本文介绍的智能住宅安防报警系统开发设计方案是参照国内外相关技术的发展状况。根据系统拟达到的总体功能，将其划分为三个功能模块。其系统组成框图1所示。

单元模块的功能如下：

当夜间有人非法闯入时，由微波多普勒传感器构成的电路将点亮警示灯来提醒住户。而在白天如有人非法入宅，则无线门磁将会发送信号给单片机，再由单片机发出提示信号，并且人体红外热释电传感器将会监视盗贼的移动并发出警报音。这样便可以实现24小时无盲区监控。

自动报警主机的核心器件是单片机，它是整个系统的“心脏”，由它来接收报警信号并控制、协调各功能模块的正常工作，采用的是AT89C51单片机。

拨号电路主要采用MITEL公司的编/译码集成芯片MT8888来完成电话号码的发送、配合单片机完成电话线上各种信号音的监测等工作。

本文将重点介绍微波多普勒和人体热释电传感器的工作过程。

二、微波多普勒效应防盗报警器电路设计

微波防盗报警器的特点是当夜晚有人或物体在警戒区域内移动时，立即发出震耳的强有力报警声音；当人或物体停止运动或退出警戒区域后，报警将持续50-60秒时间后自动停止。可对周围一百平方米的范围进行有效监视，不受一般墙壁及门板的限制且白天自动停止报警。

（一）电路设计

微波防盗报警器由多普勒效应传感器、放大控制器、延时电路、光控电路及音响报警器电路等组成。其设计原理是利用多普勒效应传感器通过外接环形天线向空间发射微波信号，形成一个立体空间的微波警戒区。放大控制器采用共射级放大器，能对接收到的弱信号进行放大。单稳态触发器LE555对信号进行触发控制。延时电路使报警器在没有信号时还可以工作一段时间。光控电路让报警器在白天不工作，夜晚工作。

（二）工作原理

微波防盗报警器电路原理如图2所示。当人或物体在警戒区移动时产生多普勒效应，频移信号经IC1内检测、放大等处理后，由⑥脚输出一个与移动信号相应的波动电平信号，再经VT1放大，VD1整流后，使VT2导通，于是IC2的②脚变为低电平，IC2的③脚输出高电平，报警指示灯VL发光，同时IC3得电，其④脚输出模拟警笛信号，经VF场效应管放大后，使HA发出警笛。当人停止移动或退出警戒区后，报警持续一段时间后停止。

白天有光照VT3导通，IC2④脚为低电平，使单稳电路强行复位，③脚输出低电平，报警电路处于休眠状态。

三、热释电红外传感器工作原理

当盗贼入室后，热释电红外传感器将接受的人体发射的红外信号，转换为微弱交流电压信号。并耦合至第一、二级放大级进行放大。二级放大器的放大倍数分别取决于R6与R4的比值和R10与R7的比值。第三级为电压比较器，无红外信号时其反向端电压大于同相端电压，输出为低电平，LED不亮。当传感器检测到红外信号时，比较器反相端低于同相电压，输出为高电平，LED发光报警，若有人走动时，则输出一串脉冲。图3中放大器为μA741。

四、结束语

经过实验证明，本文介绍的基于微波多普勒传感器和人体热释电红外传感器的家庭报警系统，提高了防盗的性能，使得大众的居住生活更安全，可靠。

参考文献：

[1]张玉莲.传感器与自动检测技术[M].北京：机械工业出版社，2007，09.

篇3

关键词： STM32F405； 平衡车； 控制系统； 自主寻迹

中图分类号： TN911?34； TP273 文献标识码： A 文章编号： 1004?373X（2016）14?0046?03

Design of STM32?based control system for intelligent balanced vehicle

GAO Zhengzhong， GONG Qunying， SONG Sensen

（School of Electrical and Automation Engineering， Shandong University of Science and Technology， Qingdao 266590， China）

Abstract：Design of a STM32?based control system for intelligent balanced vehicle is introduced， which uses the gyroscope and accelerometer to get the dip angle and angular velocity of the balanced vehicle， and adopts photoelectric encoder to acquire the speed of the balanced vehicle. The speed control signal and balance control signal are superimposed and then are loaded to the two motors in rear wheels for realizing the stillness and upright walk of the vehicle. Meanwhile， TSL1401 linear CCD is used to obtain the image information of the track， and the center line of the track is got accurately and the controlled quantity of direction bias of the vehicle is obtained after the recognition processing of the image. The actual operation results show that intelligent balanced vehicle can keep upright walk， implement steering and autonomous tracing on different paths quickly， and has good adaptability and stability.

Keywords： STM32F405； balanced vehicle； control system； autonomous tracing

0 引 言

在科学技术不断取得新突破的今天，机器人走进家庭进入工厂已经成为现实，机器人与人们的联系越来越密切。而两轮移动式机器人因为结构简便、反应灵活、适应性强和操作简单等特点，受到了越来越多的关注[1?3]。本文结合自动控制原理、通信技术和传感器应用等相关知识，完成了一个具有自主识别道路的两轮平衡车的设计。该设计以STM32系列单片机为控制核心，运用陀螺仪、加速度计和光电编码器等传感器采集相关的数据信息，在硬件电路设计基础上辅以软件编程实现了平衡车的直立快速运动和不同路径上的转向和自主寻迹。

1 系统硬件结构设计

系统硬件部分主要由微控制器、稳压电源、角度传感器、电机驱动、测速模块、赛道信息采集、人机交互等模块组成。通过单片机内某些控制算法的处理后输出PWM控制信号控制两后轮电机，以完成系统的加减速、转向和自主寻迹等[4?5]，系统硬件整体框图如图1所示。

1.1 微控制器模块

该系统选用STM32F405单片机为控制器，该控制器是以CortexTM?M4为内核的高性能MCU[6]，工作频率能够达到168 MHz；同时STM32F405微控制器集成了单周期的DSP指令和FPU并行计算功能，运算能力被大大提高，能够完成部分更复杂的系统控制。

1.2 稳压电源模块

稳定的电源对于一个控制系统的正常工作是必不可少且及其重要的。因此在设计平衡车系统时为各个模块配置了合适、稳定的电源，并且在电路设计上避免不同电源和相同电源不同模块之间的干扰，从而保证整个系统的稳定运行。该平衡车系统的大部分电路器件为5 V电压供电，单片机核心控制器则为3.3 V低压供电。图2为系统稳压电源模块原理图。

1.3 角度测量模块

篇4

关键词： 甲烷； 气敏传感器； 浓度监测； 报警装置

中图分类号： TP 212.9 文献标识码： A doi： 10.3969/j.issn.10055630.2012.02.015

引 言

随着生活水平的不断提高，家用可燃性气体的使用得到了普及[1]。在使用可燃性气体的过程中，因泄漏、废气等原因造成的燃气爆炸、中毒等意外时有发生，给人们的生活带来了极大的威胁。因此安全使用燃气，如何有效地预防爆炸和中毒等意外的发生，成为了人们日益关心的话题。要解决这个问题，必须加强对天然气的监测监控。

检测气体的方法有多种，如热导法、红外光谱系数法、超声波测量法、气敏半导体法和热载体催化元件检测法等。目前较为先进的方法是非分光红外法[2]。其原理是：绝大多数双原子分子和多原子分子气体在红外波段均有特征吸收峰，可用红外吸收光谱法进行气体浓度的检测[3，4]。但是其价格昂贵，用于设计小型检测装置成本较高，不适用于一般家庭安装。半导体气敏传感器具有灵敏度高、响应时间快、价格便宜、不需定期标定、寿命长等优点，适合家用报警。

现设计采用气敏传感器，对可燃气体（其主要成分CH4）浓度信号进行监测并将其转变成电压信号，与已设定的电压信号进行比较。当气体浓度超过设定值时，气敏传感器输出的电压值超过设定的电压值，经过三极管放大后，驱动蜂鸣器工作，实现装置的报警功能。

1 电路的组成及工作原理

监测装置的设计主要由电源、气敏传感器电路、比较器、放大电路和报警电路组成。图1即为甲烷浓度监测报警装置设计的具体框图。首先气敏传感器根据所监测到的气体浓度的不同，表现出不同的电压信号，传感器输出的电压信号进入比较器与已设定的电压信号进行比较。如果传感器输出的电压信号小于已设定的电压，就不能驱动后面的报警电路工作，则表示空气中甲烷气体浓度小于报警浓度值，在正常值范围内；如果传感器输出的电压信号大于已设定的电压，则经过后面的放大电路放大，从而驱动报警电路工作，发出报警信号，就表示空气中的浓度已经超过了报警浓度值，这时候人们需要打开门窗或者关闭煤气通道等以减低甲烷在空气的浓度，防止意外事故的发生。

2 气敏传感器的选择

2.1 TGS813的简介

2.2 TGS813 的工作原理

2.2.1

灵敏度特性

4 结 论

利用气敏传感器TGS813及其他元件的特性，使其相辅相成，从而设计出高性价比的燃气报警装置[9]。该家用甲烷浓度监测装置电路简单，还可以根据用户需要和具体情况进一步改进该报警装置。如果向智能家居方向发展，可以加一个GSM模块，即使家里没人或者没有听到报警声音，也能通过发短信的方式及时通知用户，给报警加双保险。此装置推广到普通家庭，作为燃气洗澡装置和厨房可燃气的泄漏报警器，只要将其安装在燃气装置附近即可实现自动泄漏报警，应用前景广阔。

参考文献：

[1] 李庆功，伍 东，谢 飞，等.居民住宅火灾危险及安全防火措施探析[J].消防科学与技术，2009，28（6）：457-460.

[2] 陈乐君，刘玉玲，余飞鸿.光声光谱气体探测器的新发展[J].光学仪器，2006，28（5）：86-87.

[3] 刘中奇，王汝淋.基于红外吸收原理的气体检测[J].煤炭科学技术，2005，33（1）：65-68.

[4] 李 巍，黄世震，陈文哲.甲烷气体传感元件的研究现状与发展趋势[J].福建工程学院学报，2006，4（1）：4-8.

[5] 潘庆谊，董小雯，张剑平，等.溶胶-凝胶法制备纳米级SnO2[J].无机化学学报，1997，12（4）：494-498

[6] 孙群英，鄢志丹，刘 鸣.气敏传感器的电路设计[J].实验科学与技术，2006，4（3）：122-123.

[7] 黄文科.费伽罗.TGS813型气敏器件的特性研讨[J].电子元件与材料，1994，13（3）：35-37.

篇5

关键词：液晶显示器；驱动器；薄膜晶体管

“LCD Driver”是一个范畴相当广的话题，LCD 的驱动类型大体可区分成TN(Twisted Nerrtatic)、STN(Super-TwistedNematic)以及TFT(Thin-Fikn Transistors)等三类，其中TN LCD多使用在仪器仪表等简单的对图像品质要求不高的数字显示屏上，／ffiTFT LCD则适用于小至数码相机的显示屏，大至数十英寸的液晶平板电视。

仪器仪表需要LCD驱动IC，大尺寸液晶显示也需要驱动IC，然而不同类型、不同尺寸的LCD却必须搭配不同的驱动IC，没有一种LCD驱动IC可以满足各种类型、各种尺寸的驱动需求，因此在谈论LCD驱动Ic时必须有更明确、更具体的范畴定义，才能够完整说明与讨论。

如今，有关TN、STN之类的LCD驱动IC其技术已相当成熟，技术发展与市场成长都达到一定程度，国内的IC设计业者逐步跨入此领域，这就迫使日本、韩国、台湾的驱动IC设计业者朝更高技术性的LCD驱动IC发展，从TN、STN转向TFT，从小寸数转向大尺寸。本文侧重介绍LCD TFT驱动技术。

LCD显示原理

TN型液晶显示原理

TN型的液晶显示技术是液晶显示器中最基本的，而之后其它种类的液晶显示器也是在TN型基础上加以改良。其显像原理是将液晶材料置于两片贴附光轴垂直偏光板之透明导电玻璃间，液晶分子会依配向膜的细沟槽方向依序旋转排列，如果电场未形成，光线会顺利的从偏光板射入，依液晶分子旋转其行进方向，然后从另一边射出。如果在两片导电玻璃通电之后，两片玻璃间会造成电场，进而影响其间液晶分子的排列，使其分子棒进行扭转，光线便无法穿透，进而遮住光源。这样所得到光暗对比的现象，叫做扭转式向列场效应，简称TNFE(twisted nematic fieldeffect)。在电子产品中所用的液晶显示器，几乎都是用扭转式向列场效应原理所制成。

STN液晶显示原理

STN型的显示原理与TN相类似，不同的是TN扭转式向列场效应的液晶分子是将入射光旋转90度，而STN超扭转式向列场效应是将入射光旋转180～270度。

在传统单色STN液晶显示器加上一彩色滤光片(color filter)，并将单色显示矩阵之任一像素(pixel)分成三个子像素(sub-pixel)，分别通过彩色滤光片显示红、绿、蓝三原色，再经由三原色比例之调和，也可以显示出全彩模式的色彩。

TFT液晶显示原理

TFT型的液晶显示器较为复杂，主要的构成包括：荧光管、导光板、偏光板、滤光板、玻璃基板、配向膜、液晶材料、薄模式晶体管等等。首先液晶显示器必须先利用背光源，也就是荧光灯管投射出光源，这些光源会先经过一个偏光板然后再经过液晶，这时液晶分子的排列方式进而改变穿透液晶的光线角度。然后这些光线接下来还必须经过前方的彩色的滤光膜与另一块偏光板。因此我们只要改变刺激液晶的电压值就可以控制最后出现的光线强度与色彩，并进而能在液晶面板上变化出有不同深浅的颜色组合了。

LCD驱动芯片的作用与分类

通常在个人电脑等电子设备中都集成了液晶显示器和对应的驱动芯片。液晶面板上的图像显示是通过驱动芯片提供的模拟电压来实现的。LCD驱动芯片通过模拟电压输出直接驱动显示面板，因而它的性能将直接决定LCD器件的显示效果，另外由于它具有大量高电压模拟输出引脚、高速低振幅数字信号输入等特点而成为了当今的技术热点。

目前比较常用的是STN和TFT的LCD显示器件。由于TFT是发展的趋势和主流，后文中我们将主要针对TFT的LCD驱动芯片来谈谈此类IC。驱动TFT的液晶显示器需要使用Gate Driver和Source Driver两种驱动芯片，其中Source Driver负责提供列上各色素点的驱动电压，而GateDriver控制每一行像素的选通状态。另外，从应用的角度来看，工业产品或便携式产品的LCD显示设备的应用主要分为大屏幕(大于9英寸)和小屏幕(小于9英寸)的应用领域。通常情况下，小屏幕应用时通常会选择Source Driver和Gate Driver复合在一起的Controller Driver来驱动，而大屏幕设备通常使用二者分离的驱动方式。

LCD控制驱动器的设计与开发

在多路驱动方式中，像素可分为选择点、半选择点和非选择点。为了提高显示的对比度和降低串扰，应合理选择占空比(duty)和偏压(bias)。施加在LCD上所表示的ON和OFF时的电压有效值与占空比和偏压的关系如下：

Vo：LCD驱动电压

N：占空比(1／N)

a：偏压(1／a)

多路驱动方式可分为点反转驱动和帧反转驱动。点反转驱动适合于低占空比应用，它在各段数据输出时，将数据反转。帧反转驱动适合于高占空比应用，它在各帧输出时，将数据反转。

对于多灰度和彩色显示的控制方法，通常采用帧频控制(FRC)和脉宽调制(PWM)方法。帧频控制是通过减少帧输出次数，控制输出信号的有效值，来实现多灰度和彩色控制。而脉宽调制是通过改变段输出信号脉宽，控制输出信号的有效值，来实现多灰度和彩色控制。

显示方式从简单的段式、点字符式到复杂的点阵式、阶调式的变化。显示颜色从黑白逐步变化到彩色。显示屏从小到大，响应时间逐步缩短，目前STN显示器在成本及消费电流方面有优势。TFT显示器在对比度和动画对应速度方面有优势。作为LCD驱动器标准电路生产厂主要有NEC、EPSON、三星等公司。

LCD驱动器基本构成由以下部分构成：

控制部分：

TopDown(自顶向下)逻辑电路

RAM部分：

手工设计　异步2PortRAIvl

I／O口　输出专用口

模拟部分：

手工设计　DC／DC转换器

D／A转换器　升压放大器

电压跟随器　稳压电路

温度补偿电路　振荡电路

I／O部分：手工设计

LCD驱动设计流程

1．确定LCD驱动电路规格书。根据市场需求及发展趋势，确定LCD驱动电路的规格书。

2．建立完整的设计环境。由于LCD控制驱动电路涉及到数字、模拟和高压电路。SPICE参数的提取和验证是其中重要的一项任务。因此，设计和工艺人员应制作测试用的TEG片，并对TEG片进行测试，提取和验证SPICE参数，建立完整的设计环境。

3．LCD控制驱动电路设计。电路设计包

括确定电路设计方案、逻辑综合、电路仿真和物理实现。

如采用低功耗技术，需选择低功耗电源，内置存储器和降低振荡频率，采用OSO(OneShot Operation)电路技术和MLS(Multi LineSelection多线选择)驱动法。

・电路描述与仿真

数字电路可采用HDL语言描述，HDL仿真。模拟电路可采用原理图输入，SPICE仿真。对于整体电路仿真需采用数模混合仿真技术，还要解决显示图象的验证技术。

・版图物理实现

为了保证设计效率，数字电路部分的版图可利用SE，进行自动布局布线。为获得高性能，对模拟电路版图及I／O部分版图应采用手工布图。由于全芯片采用不同的方法分块制作，因此需利用全芯片合成、布局布线技术和部分电路版图和全芯片版图的DRC技术。

4．LCD控制／驱动电路测试技术。例如，多引脚对应能力；高速数据传送；高精度测试；高电压对应。表1为LCD控制器驱动常见引脚配置情况。

LCD DriVet设计需要考虑的问题

节约能耗

我们先来谈谈小尺寸LCD的发展趋势。手机最初的应用只是单纯的打电话，之后才发展出短信需求。到GPRS的功能开始普及后，手机也成了上网的工具之一，甚至有很多手机拥有了数码相机的功能。近年来GPS功能也渐渐成为手机的必要功能，除此之外还有以游戏、看电视为取向的其他机种。从这些进展我们可以知道手机逐渐走向高画质，高分辨率(由QVGA的128×180到现在WVGA854×480)。目前日本市场上超过50％以上的机种已经升级到WVGA的显示器。但是高分辨率的产品，手机的处理速度必须加快，这将导致能耗的增加。

LCD模块究竟有多耗电呢?我们以2007年的手机市场为例。假设2007年手机销售量约有11亿，其中35％为QVGA以上的显示等级。一般来说QVGA的显示器需要4颗背光，加上LCD驱动约可造成0.6瓦的耗电量。假设每天使用半个小时，这样一来年总耗电量约48.18GWh。这样的耗电量可以供给2700个一般家庭1年的用电，由此我们可以看到LCD模块的耗电情形。

那么，如何省电就成为技术的焦点，背光省电技术进入人们视线。背光省电的技术目前可以分为LABC和CABC两类。

LABC的L指的就是Lightsensor，这个概念衍生自欧美学者的研究。他们发现当人眼长期观看LCD屏幕时由于其背光太亮，导致人眼瞳孔维持缩小状态，使得眼睛容易感到疲劳。而当外在环境变暗时，我们若能调整降低背光亮度，不仅可以保护眼睛，还能达到省电目标。例如说在白天阳光下，由于外在光线很亮，我们可以使用100％的背光。但当到了阴影处，光线减少，我们就可以减少背光至80％。甚至到了晚上，环境光的干扰减少，背光能够进一步减少至70％。这就是LABC的基本概念。

CABC的C指的是content，也就是内容分析。他的概念是在LCD驱动内新增一个内容分析器，假设当把图片资料传输进来时，先将其亮度提高24％(此时图片变亮)，再来我们可以将背光降低24％(此时图片变暗)。由于事先已经将图片经过分析器处理亮度，因此可以得到和原本图片相差无几的显示效果。但是却减少了24％的背光功耗。这就是CABC的技术。LABC和CABC的差异在于：LABC希望跟随环境光的改变，调整背光效果。CABC则是透过内容分析器，随时提供省电功能。

据分析，整个LCD模块中主要耗电部分是LED背光和LCD驱动。LED背光其实花费了90％的电力，因此如何有效节省背光的功耗是未来的驱动技术的重点。但是驱动Ic本身是十分复杂的。它包含了各式各样的模拟电路，例如Gate驱动、Source驱动、存储、计时控制等等。为了导入背光省电技术，应尝试整合画面解析电路、背光调整电路、高画质电路。透过这三个电路的整合，可以达到背光省电技术。

高分辨率．广视角的显示画质

未来消费者对显示屏将追求更大尺寸、更高清晰的品质，因为分辨率越高，画面显示更鲜艳、逼真。这就驱使显示屏的生产商，努力开发更高画质的产品，以满足终端客户的需求。

更快的信息传输速度，提高刷屏速度，避免出现拖影现象

众所周知，LCD与其他的显示技术相比，在响应速度上存在明显缺陷，造成图像拖影现象，但这种不足已随着技术的改良逐步改善。其中驱动技术的改良在其中又将起重要作用。

绿色环保

在过去这几年有许多节能环保的概念被讨论，如何能在LCD模块上达到更进一步的节能环保?目前全球关心的环保话题之一，就是温室效应的问题。温室效应会造成温度上升，进而引发更多方面的问题。当温度上升之后，会造成南北极或格陵兰等地的冰山融化。海岸线上升的结果可能会淹没地球上最肥沃的土地，如欧洲、美国、甚至北京、上海等人口众多之地。那么，LCD产业界如何达到绿色环保是非常重要的。构思更省电、环保的驱动IC是LCD行业可持续发展的关键。

TFT LCD Driver未来发展趋势

篇6

关键词： 单片机；家用监控系统；硬件选择；电路设计

中图分类号：TU855 文献标识码：A 文章编号：1671－7597（2012）0220059－01

近年来，随着科技的进步，社会发展越来越快，人民生活也变得更加便捷舒适。可随着许多高科技产品服务于生活的方方面面，也给家庭带来了一些安全隐患，如煤气泄漏、电器起火、水管漏出等。尽管当前市场上也出现了许多安防产品，但有的功能过于单一，有的价格昂贵，不适合普通家庭的安装使用。为了解决这一问题，我们进行研究并设计基于单片机的家用无线监控系统。

该系统基于AT89S52单片机，利用单片机的嵌入式编程和无线通信技术的思想设计而成的，其中，AT89S52单片机作为各个监控电路的控制中心，利用液晶显示器LCD1602对各种监控模块出现的状态进行显示，通过无线通讯对出现的各种安全隐患进行报警处理。日常，该系统也可以显示室内温度、日期时间，还可以通过薄膜键盘对时间进行调整。

1 系统设计

1.1 设计思路

由于本系统是利用单片机的嵌入式编程思想进行系统总体控制，系统的各个不同模块需要分别安装在不同的位置，如：卫生间，厨房，防盗门等，因此，在硬件电路设计时，采用由主控台整体控制，并与各功能模块之间通过无线发射、接收信息的传输方式，实现整体监测与控制。因此，硬件电路的设计主要包括：总控制台与无线模块之间的连接电路，无线信号发射电路，无线信号接收线路等几个主要部分。

1.2 系统组织模块

从功能模块来划分，该系统包含有温度传感模块、时钟显示模块、液晶模块，及无线编/解码模块等。

但从系统构成上来划分，该系统包含主控台模块，厨房水、电、气监控模块，卫生间水电监测模块，防盗门窗监控模块等。主控台与各组成模块之间需要能过无线信号发射与接收来完成信号的传送，因此，在系统设计时，每个组成模块设计了相应的连接电路，然后，在主控台模块和各组成模块分别设计无线信号发射和接收电路。

2 硬件选择

本系统使用的硬件主要有AT89S52单片机，液晶模块LCD1602，时钟模块DS1302，温度传感器模块DS18B20，无线电路模块以及无线编解码芯片PT2262、PT2272等。

2.1 单片机的选择

本系统选择采用的AT89S52单片机是一个低功耗，高性能CMOS 8位单片机，片内含8k Bytes ISP（In-system programmable）的可反复擦写1000次的Flash只读程序存储器[1]，非常适合我们所设计的系统的需要。此外，AT89S52设计和配置了振荡频率可为0Hz并可通过软件设置的省电模式。空闲模式下，CPU暂停工作，而RAM定时计数器，串行口外中断系统可继续工作，掉电模式下，冻结振荡器而保存RAM的数据，停止芯片的其它功能直至外中断激活或者硬件复位。

2.2 液晶显示器的选择

在液晶显示器的选择上，由于LCD1602是16x2的显示器，足以用于显示日常的时间日期以及温度，而且在报警发生和修改时钟数据时，还可以利用清屏和英文语句来表示，加之LCD1602价格比较低廉，符合并足以满足本系统设计思想，因此，选择了LCD1602作为总控的显示器。

2.3 时钟模块简介

本系统选用的时钟模块为：DS1302，它是美国DALLAS公司推出的一种高性能、低功耗、带RAM的实时时钟电路，可对年、月、日、周、时、分、秒计时，具有闰年补偿功能，工作电压为2.5V～5.5V。

此外，DS1302还有年份寄存器、控制寄存器、充电寄存器、时钟突发寄存器及与RAM相关的寄存器等[1]。时钟突发寄存器可一次性顺序读写除充电寄存器外的所有寄存器内容。DS1302与RAM相关的寄存器分为两类：一类是单个RAM单元，共31个，每个单元组态为一个8位的字节，其命令控制字为C0H～FDH，其中奇数为读操作，偶数为写操作；另一类为突发方式下的RAM寄存器，此方式下可一次性读写所有的RAM的31个字节，命令控制字为FEH（写）、FFH（读）。

2.4 温度传感器的选择

在温度传感器的选择上，最常用的是AD590和DS18B20两种，其中AD590价格相对较高，而DS18B20足满足我们系统设计需要，因此，选择了DS18B20。

对DS18B20的使用，多采用单片机实现数据采集。处理时，将DS18B20信号线与单片机一位口线相连，单片机可挂接多片DS18B20，从而实现多点温度检测系统。

2.5 无线模块以及编解码芯片的选择

无线收发模块中，由于总控台上要区分各个监控点，如果不使用编码/解码芯片，那只能是一个单一功能的遥控电路，功能有限并且很容易受到干扰。必须加上编解码芯片，使用编码/解码芯片来把不同的遥控电路区分开，使一个发射电路的信息只能被一个接收电路来识别，使用编码机制，就像密码一样，只有双方的密码相同才能有效。但编解码芯片价格便宜，相比之下使用也更加方便。因此，我们最终选择了编解码芯片[2] 。

3 系统调试

软件调试利用Keil C51进行软件程序的编译以及hex文件的生成，在生成hex文件后，利用Proteus7的仿真电路进行仿真[3][4]。

硬件调试前，我们利用Proteus7进行了硬件图的设计和连接，在确定基本器件后在电路板上搭建电路。在搭建电路过程中，必须严格按照预先设计好的焊接点进行焊接。S52等多管脚器件最好有座，因为这样更方便单片机的程序的烧写和擦除。另外一定要注意液晶屏以及DS18B20的正负极的接法，以免接反而烧掉元件。

4 总结

该系统的设计以便于普通家庭用户安装使用，价格低廉，方便安装，功能齐全为指导思想，目前主要的功能在软件方面都已实现，但由于无线模块在调试中受到的干扰比较大，使得在硬件方面功能没有完全得到实现，但时间、日期、温度的液晶显示，时间、日期的键盘调节等均已经实现，无线通信模块的电路也已搭建好。另外，本系统还可以进行手机模块功能的扩展，即当有盗情或其它安全隐患出现时，可以通过手机以发送短消息或者拨打主人手机的方式进行远程报警，这一功能的具体实现，还有待于我们进一步研究。

参考文献：

[1]北京航空航天大学，《单片机与嵌入式系统应用》，2008，7：6-8.

[2]杜树春编著，《单片机应用系统开发实例详解》，北京：机械工业出版社，2007，10：55-56.

篇7

关键词：STC12C5A60S2；路径记忆；自动倒车

该项目的研究目的是为了帮助家用车辆安全驶进车库而不受到刮损，节约车辆维护开支。而且现在人们在开车回家后或者开车上班后都要把车停到固定的停车位，但这对本来就惜时如金的人们来说，停车会浪费掉许多时间，于是我们基于电脑鼠的能力之上，设计了一个可以能正确判断环境和记忆路径的能力的智能倒车助手。该系统可以将行驶的路径记忆下来，当需要再次倒车时，只要需要启动开关，车就能自动倒回固定的停车位。

1.研究思路

智能倒车助手以小车为载体，利用一组编码器时时检测小车的速度和角度，并且能够将信息记录下来，从而能够实现记忆曾经走过的路线，从而可以自动按路径停放到固定的位置，可以为人们在固定的地方停车节省出很多时间。考虑到实际情况的复杂性，在实际的自动倒车过程中，我们在小车的两侧各加了两组超声波传感器用来检测障碍物，并与障碍物保持一定的距离保证车体不被划伤；我们还加了两组热释电用于检测前方的人，一旦检测到前方有人，车自动停下，并且打开喇叭，对挡路者进行示警，当人员离开后，小车继续进行自动倒车，直至把车安全地停到固定的停车位，我们也可以及时的得到信息，并且赶到停车位去处理。该智能倒车系统极大地方便了有车族停车的烦恼。

2.硬件设计

2.1 STC12C5A60S2单片机系统设计

单片机最小系统是整个智能倒车助手的核心部分，它是至关重要的，其稳定与否直接影响系统的好坏。所以在设计智能倒车助手最小系统时一定要保证单片机最小系统符合电路设计要求，并且最小系统的设计要尽量减小所占空间，电路板布线密度高，满足电气规则。

2.2 超声波避障模块电路设计

超声波传感器是利用超声波的特性研制而成的传感器。超声波是一种振动频率高于声波的机械波，由换能晶片在电压的激励下发生振动产生的，它具有频率高、波长短、绕射现象小，特别是方向性好、能够成为射线而定向传播等特点。

该项目采用HC-SR04模块做超声波避障的主要模块。该模块采用TRIG引脚做触发引脚。模块接收到单片机给TRIG引脚的至少10微秒的高电平信号后，将自动发出8个40千赫兹的方波，并自动检测是否有信号返回；当有信号返回时，该模块通过IO口ECHO输出一个高电平，高电平持续的时间就是超声波从发射到返回的时间。

2.3 热释电人员检测模块电路设计

热释电模块电路主要由热释电红外传感器D203S、专用芯片BISS0001、菲涅尔透镜组成。D203S功耗极低，电源电压范围为0.3到1.5伏，工作温度范围为零下30摄氏度到70摄氏度，适合在多种环境下工作，可广泛应用于多种传感器和延时控制器。该电路可以检测到以检测车为圆心，半径12米范围内是否有人员存在。

3. 软件设计

3.1 软件的主要功能

1. 使用旋转编码器记忆路径的方式来使车辆自动倒车并进入车库，虽然使用有了部分局限性，但是精确性方面使其大大提高。

2.两侧超声波侧测距微调车体状态。

3. 车体后方采用主动式热释电，检测后方是否有人。

4. 电机PWM输出；车模运行控制：方向控制、速度控制；

5.机械精心设计，精心调校。使得机械结构稳定可靠。

6.模块化结构设计，并且很好地解决了飞线问题，方便维护。

3.2 控制速度

采用自由定时器来控制电机控制I/O口的输出脉宽，只要改变脉冲宽度就可以来调节电机的速度，以达到控制电脑鼠速度的目的。

转弯共有两种方式：一种是在前进中转弯，即一个电机快转，一个电机慢转。另外一种方式是在原地转弯，即车体先停在转弯口，然后一个轮正转，另一个轮反转。前进中转弯节约时间，效率高，原地转弯控制较为简单。由于原地转弯需要减速停下来，转完后再加速，非常浪费时间，故选取连续转弯方法。

3.3 算法设计

单片机将把所有接收到的数据保存到内存中，以波特率9600bps为例，发送一个字符需要1050us左右，每一组对象或变量的监视信息最大长度约100个字节，发送共需要100ms，当收到电机、传感器的状态后，单片机实时演算出车体的位置及动向，如什么地方有墙，什么地方有人。

4.适用范围

本产品适用于各种小型家庭车辆自动进出车库，现在许多人在公司辛苦一天开车回家已是身心疲惫，回到家时什么都不愿意来做，这样我们的倒车助手就可以帮他们缓解一部分压力，免去开车入库的麻烦；还适用于新手司机和对驾车技术不自信的用户，他们的技术没有达到熟练驾驶车辆倒回车库的要求，为了避免在倒车过程中给车辆带来刮损，倒车助手可以很好地解决这一系列难题。

参考文献

[1] 郭天祥，51单片机C语言教程，哈尔滨理工大学出版社，2008.10. 31-42.

[2] 阎石.《数字电子技术基础》（第四版）[M].北京市西城区德外大街4号：高等教育出版社.2006.6. 45-65.

[3] 李友善.自动控制原理[M].第3版.北京：国防工业出版社，2008.09. 55-75.

[4] 刘希民，张勇.控制仪表及系统[M].北京：国防工业出版社，2009.10. 30-45.

篇8

关键词：ATmega 16 压力传感器BP300T 血压测量

中图分类号：TP216.1 文献标识码：A 文章编号：1007-9416(2012)02-0065-01

血压是反映心血管系统状态的重要的生理参数，对血压进行监测临床工作中变得越来越重要[1]。本文采用示波法的测量原理，示波法血压测量就是根脉搏波振幅与气袖压力之间的关系来估计血压的。收缩压和舒张压分别对应脉搏波最大振幅的比例来确定[2]。

本文所设计的腕式血压计主要由压力传感器BP300T、仪用放大器AD620、滤波器LM324、直流气泵、ATmega16单片机和LCD1602显示器构成。压力传感器将袖带内的压力信号转换成电压信号，通过放大滤波后送入单片机，通过单片机来控制整个电路工作。

1、测量原理

本设计根据脉搏波随时间变化规律来进行血压测量，随着袖带的放气，脉搏波在振荡时，两相邻脉搏波之间的时间间隔是先由小变大，再变小规律变化的。

2、硬件电路设计

2.1 整体电路设计

当压力达到最大值时关掉气泵，固定排气阀开始放气，压力传感器开始采集并保存数据，信号数据通过单片机处理后则通过LCD1602液晶屏显示出收缩压，舒张压和脉率。

2.1.1 信号采集

压力传感器BP300把感应到的压力信号转换为相应的电压信号，并且是线性对应的。BP300 的主要参数：300mmHg的压力感受范围；输出电压范围是100+30mv;供电电压为5V。

2.1.2 信号放大和滤波

压力传感器输出电压较弱且易受信号干扰，所以采用AD620仪用放大器来放大采集到的电压信号。

AD620放大倍率和外接电阻值关系如下：

G=49.4kΩ/Rg+1 (1)

Rg=49.4kΩ/(G-1) (2)

其中G为放大倍数，Rg为外接电阻值。从AD620放大后输出的信号实际上是袖内压力信号与脉搏波信号的叠加。

在排气过程中，袖带压信号属于低频率信号，设计中取0.6HZ，使用低通滤波器。采用二阶有源低通滤波器，在采集到的信号中过滤出低频的静压力信号，电路如图1所示：

脉搏信号的频率范围是0.1HZ―30HZ，所以采用带通滤波器滤出脉搏信号，由LM324构成的带通滤波器如图2所示。

3、软件设计模块

在外界袖带气压逐渐下降的过程中，单片机间歇的对静压信号转换通道和脉搏波信号通道进行AD转换。然后进行判断，将采集到脉搏信号的极大值存到结构体数组变量中；同时把所对应的静压信号转换结果存储到结构体数组中。数据采集完后进行数据处理，首先找出最大值，记录其在结构体中的下标为a，在小于a的下标中找到第一个脉搏波信号大于最大值的0.7倍的值得下标，记为b；在大于a的下标中找到第一个脉搏波信号小于最大值的0.85倍的值的下标，记为c。然后把 b、c对应的静压值取出来转换成气压值，最后通过LCD1602显示出来。

4、结语

本装置是使用Mega 16单片机为核心控制处理器，信号通过放大，滤波送入单片机计算处理后在LCD1602上显示出舒张压，收缩压和脉率，测量精准方便。

参考文献

[1]杨国忠.生物医学工程的过去、现在和未来[J].世界医疗器械,1995,l(1)．

[2]钱峰,刘晔.基于示波法的电子血压计的实现[J].仪器仪表学报,2006.

[3]鹏桂力,刘知贵,鲜华,李婧,王彩峰.基于 AVR 单片机的血压、脉搏装置设计[J].计算机工程,2007,1000-3428(2007)12-0247-04.

[4]李明际.汞柱式血压计与电子血压计测量结果异常研究[J].医学计量,2011，32：137-138.

作者简介

谢静：西南科技大学信息工程学院，大学本科。

刘满禄:西南科技大学工程技术中心，硕士研究生，助教。

篇9

关键词：灭火机器人；stm32F103VCT6Mini；设计

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2017.08.210

1 实现功能与设计方案

我们想制作一个可以全自动运作的机器人，它可以在任何地方识别地形，自主完成灭火工作。要想完成这个工作需要考虑很多方面。比如地面摩擦、机器人电机的转速差、各个齿轮间的摩擦等多个因素，我们用一个小屋来模拟现实家庭中机器人处理火警的过程，蜡烛代表家里燃起的火源，机器人必须找到并熄灭它。

针对以上的实现功能，我们打算设计一个一辆两个大轮转动，两的万向轮配合使用的车子，灭火工具在经过讨论之后，我们打算使用风扇这样一个相对难度较低的灭火器件。

2 机器人设计制作原理

灭火机器人主要以stm32为控制核心，他通过红外火焰传感器确定火灾位置，通过红外传感与地面灰度传感器进行地形识别，我们采用双电机驱动来使其运动。通过无线蓝牙模块启动小车后，机器人沿着场地里的右面墙壁行走，当搜寻到有蜡烛的房间时，红外传感器电压会变低，低于设定好的电频值，单片机接受信号，驱动电机，完成灭火。

3 模拟房子介绍

我们用的模拟场地的墙壁33cm高，材质为木头与金属。所有地板为黑色的金属地板。墙壁为白色木质板。为了更加形象，我们在地板、门口铺设地毯，模拟家庭。场地中所有的走廊和门口宽都是46cm，我们采用2.5cm宽的金属标识表示房间入口。

4 系统硬件设计

我们设计的目的是设计一个在规定区域能自主搜索火源并实施灭火的智能机器人小车，本次设计使用的主控芯片使用了stm32单片机，我们有它完整的库，所以程序编写方面不成问题，主要工作是设计驱动跟改善机械结构上。

机器人机械部分安装及改造：我们采用3D打印技术一次性打印出车体的框架。在电路板方面，我们用AD将稳压模块，电机驱动，stm32芯片全都集成到了一个板子上，节省了车体空间。因为是用3D打印的车体，所以车体坚固，重量小，便于其转弯，提速。

传感器的设计安装、系统电路板的固定及连接：我们把五个红外管放在底盘上面，三个大致岔开60度，车体后面安装了两个大致岔开120度的红外对管。这样能够使探测的范围更大，有利于对墙壁的探测。系统电路板用铜柱架空，为了达到灭火的高度，将风扇和火焰传感器也加高。

5 系统软件设计

软件设计方案是以上述硬件电路为基础的，我们采用C语言编写，在将程序分为多个部分，一号房间，二号房间，三号房间，四号房间，一号返回，二号返回，三号返回，四号回家。用结构化程序完成小车的既定任务，方便，简洁，有效。包括电机控制模块、传感器模块的程序设计与实现。

6 灭火机器人行进路线分析

当小车于起点，小车一是可以不通过台阶，绕着1号房间向外搜索。二是直接过台阶，然后开始搜索。结合我们小车的特点和前面分析，我们选择不过台阶。

起跑后，小车处于1号和4号房间中间，由图可知，沿着左走的方案比较好，因此我们采用是左手规则，首先搜索的是1号房间，如图中的绿色箭头。当在1号房间发现火源时，小车进入房间并灭火，灭火后按最左侧路线返回；如没有发现火源，小车继续按左手规则搜索房间，在第2个房间里有火源时，无论在那个角，火焰传感器都能检测得到，如果没有检测到，则直接搜索第3个房间，同理，然后搜索第4号房间，不管有没有搜索到火源，从4号房间出来都绕着4号房间返回起点，因为回家过程中的时间不记入总时间，而绕行比较安全，小车比较好控制。

在选择回家的路径时，因为回家时间不算，所以针对这问题，我们的想法是减慢回家的速度，争取成功率和稳定性。而且路线的选择我们选的是从第一个房间里出来的是绕远路的行驶路线，从第二个房间里出来是直线回家，但是不会再搜索其余的房间，因此我们在回家的程序上进行了很多讨论，最终确立了一个最佳方案。

7 实验心得与结论

本次的全自动循迹灭火机器人的设计对我来说是个非常好的经历，它使我学会了keil这个编译环境。并且我对C语言的理解加深，对stm32芯片的各个模块的运用更加娴熟。使我在学习创造方面有了质的飞跃。再设计制作中我也认识了很多大神朋友，他们教会了我很多东西，我在未来的制作中可以避免很多错误，丰富了知识储备。我体会到硬件设计如果比较好的话，软件编程是比较容易的，所以这才启发我如果想搞好硬件，软件必须要懂，要想编出一个比较漂亮的程序，硬件设计也要必须懂，只有软硬兼顾，这才能开发出一个比较好的系统。

此外，由于地面的摩擦、机器人惯性、机器人电机的转数差、齿轮箱与轮子的摩擦等因素，控制机器人直行和转90度有一定的难度，要经过反复的调试、降低机器人的速度、通过传感器矫正等才能达到比较精确的控制。所以在做的过程中，选择一个好的、稳定的车模是必须的。

参考文献：

[1]国际赛制机器人灭火比赛规则[S].PDF.

[2]公茂法.黄鹤松.杨学蔚.单片机原理与实践[M].北京航空航天大学出版社，2009（03）.

[3]谭浩强.C程序设计（第四版）[M].北京：清华大学出版社，2010（06）.

[4]童诗白，华成英.模拟电子技术基础（第三版）[M].北京：高等教育出版社，2003（12）.

篇10

关键词：红外遥控；延时电路；继电器；开关控制

中图分类号：TM56,TN710 文献标识码：B 文章编号：1004373X(2008)1803503

Principle and Design of a Simple Infrared Remote Control Switch

SHAO Sifei1,YANG Yanning1,2,LIU Genju2,SU Pengfei3,MIAO Xiaofeng2,WANG Haijun2

(1.Xi′an Innovation College,Yan′an University,Xi′an,710100,China;2.Information College,Yan′an University,Yan′an,716000,China;

work Center,Yan′an University,Yan′an,716000,China)

Abstract：An infrared remote control switch is designed with analog components such as relays resistors,capacitors,transistors and so on,its power supply systems using capacitance DC buck regulator auxiliary power supply.Opening and shutting is resolved through the different time with capacitor charging and discharging.It introduces the work that the unit circuit theory in paring with digital remote control switch,it is simple in structure,small size,light weight,as well as the advantages of safe and reliable,can be widely used in electrical equipment shortdistance switch control.It has been applied in the laboratory,and made good use of effects.

Keywords：infrared remote control;delay circuit;relay;switch control

电源开关广泛应用于汽车、通讯、电脑、家用电器、玩具工厂、仓库、家庭居室以及办公室等场所。传统的机械式电源开关存在接触电阻大、易磨损、可靠性低以及寿命短等缺点，而红外遥控开关可以解决这一问题。红外遥控开关是无触点电子开关，不产生电火花，安全、方便、在可燃气体等场所使用尤为安全；用电视机的遥控器就可以实现开关操作，安装和代换都很方便，可以用它代换家居中非常普及的墙壁开关，在小家电领域具有广泛的实用价值；将它用于石油存储、液化气、天然气等化工设备中，大大提高了设备的工作安全性与可靠性。

1 设计总体方案

红外遥控开关电路由红外接收头(实现红外接收、放大、整形)、信号延时形成电路、继电器控制电路和电源电路等组成，原理框图如图1所示。

红外线作为短距离的控制信号有其自身优点：易于编码，信号传输过程不易产生干扰等，所以采用红外线作为控制信号。遥控开关系统由红外接收、信号放大、积分平滑电路、继电控制以及电源部分组成。要想对各种电器实现遥控，那么控制信号一定要稳定、安全。在传输过程中要使信号足够强，就不能衰减太多，这就要求电路的电源能够独立给电路各部分供电。电源供电部分可选择用干电池和直流稳压电源2种方案。方案一：干电池供电。其电流稳定，是纯直流电，调试过程会比较容易，不会因电压不稳或电流波动而出现调试不成功的现象。但考虑到此开关可以广泛应用在家电领域，控制对象多为220 V电压，一般固定安装在某个位置更换电池不方便，且由于控制器件一般耗电较多，经济上也不划算。所以不宜采用。方案二：采用220 V电压供电。由于此开关部件多数采用了耐压值不高的电子元器件，要用220 V，电源部分要经过处理才能给电路供电。这里主要有个高压变低压的问题，采用电容直接降压再加上桥式整流器是不错的选择，然后用7805三端稳压器对整流过的电压进行串联调整式的稳压，可以达到设计所要求的效果。如果可以直接加在220 V电源上工作，此开关就能够得到更加广泛的应用。比较2种方案的利与弊，选用方案二。

2 电路设计

红外发射可以直接采用国内很多电视机的飞利浦遥控器。接收与控制电路如图2所示。

2.1 红外信号接收及放大电路

RI为一体化红外线接收头，其外型如图3所示。1脚信号输出、2脚接地、3脚接电源。在未接收到红外信号时，1脚输出高电平，当RI接收到遥控器发射出的红外线后，经内部放大、整形、滤出载波后从1脚输出不同的编码信号的脉冲串［1］；每按一下发射器，就会产生这样的一组脉冲串，由C1耦合到Q1放大、D1整流后，再去触发后续电路。