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苏州大学文正学院
本科生毕业论文
p>
论
文
题
目
:
< br>
盲人用电子指南音响
学
p>
生
姓
名
:
< br>学
生
学
号
:
p>
专
业
班
级
:
< br>
学
院
名
称
: p>
指
导
老
师
:
朱
海
成
电子信息科学与技术
文正学院
党兰芬
2012
年 p>
5
月
3
日
目录
绪
论
.........................................
错误!未定义书签。
前
言
.........................................
错误!未定义书签。
第一章
控制电路,
555
定时器及霍尔元件的简介
....
错误!未定义书签。
1.1
控制电路的定义
.
.........................
错误!未定义书签。
1.2
555
定时器
..............................
错误!未定义书签。
1.3
霍尔元件
.
...............................
错误!未定义书签。
第二章
盲人用电子指南音响设计及控制电路
.......
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2.1
设计思路及电路方框图
.
..................
错误!未定义书签。
2.2
霍尔效 应集成传感器
UGN-3501M
和差分放大器
错误!未定义书签。
2.2.1
霍尔效应集成传感器
UGN-3501M .......
错误!未定义书签。
2.2.2
差分放大器
.
........................
错误!未定义书签。
2.3
多谐振荡器
..............................
错误!未定义书签。
2.4
电子指南音响电路
.
.......................
错误!未定义书签。
2.5
电子指南音响的调节及使用
................
错误!未定义书签。
2.6
.......................................
错误!未定义书签。
2.7
.......................................
错误!未定义书签。
第三章
测量数据的处理
..........................
错误!未定义书签。
3.1
.......................................
错误!未定义书签。
3.2
.......................................
错误!未定义书签。
第四章
总结
....................................
错误!未定义书签。
参考文献
.......................................
错误!未定义书签。
致谢
...........................................
错误!未定义书签。
p>
文摘
-
在中国
,
时间控制,光 控制甚至是时间光控制方法常用于控制路灯
,
特别是
在中
小城市。但由于反向照明控制、行政方法、精度是坏的
,
工作的效果也是差
的。通过多种感觉环境传感器的组合变化
,
多传感器展览可以共 同逻辑控制新智
能路灯控制系统。
并且基于亮度控制固定时间的程度 p>
,
在自动基础固定的时间里,
根据多种感应展览的调查数据特
别是组合的变化
,
来控制路灯灵活
;
系统也可以< /p>
实现自动定时控制
,
通过
pre-inst alling
时间的路灯开关来控制并最终控制街
灯时间。同时该系统还
可以实现自动化阳光控制
,
可根据实际阳光的确定程度的
照明和照明的控制标准和自动控制街光的程度。
在此基础上的优点和光学常规的
< br>控制
,
提出了一种新的街头型聪明控制器的设计
,
具有双重功能包括定时控制和
全自动光电控制。
它允许自动点亮街 灯在晚上
,
点燃了道路几小时
(
可调
)
。
0
:
00
后
,
当一些车辆或行人走过
,
它将自动脱落。
和终端控制器有唤醒功能。
街灯自动
转出后
,
当车辆和行人正在经历、路灯被惊醒终端控制器。当车辆或行人走过
,
灯自动脱落。
设计新智能路灯控制系统不仅实现节能力量但也延长寿命的照明设
备。
而且
,
它是可控的
,
易维护。
同时
,
它也有助于突出节日和其他特点
,
最终成为
路灯网络
,
情报、
< p>人文与艺术被报道为最佳配置。最后
,
试验结果
,
得到了
:
当一个
电机关闭到
15
米
,LED
灯在自动。当人们通过
,< /p>
距离是接近
10
米。在磁感应传感
器中,<
/p>
霍尔元件及霍尔传感器的生产量是最大的。
它主要用于无刷直流电机
(霍
尔电机)中,这种电机用于磁带录音机,录像机,
XY
记录仪,打印机,电唱机
及仪器中的通风风扇等。另外,霍尔元件及霍尔传感器还用于
测速、流量、风速
及利用它制成高斯计、电流计、功率计等仪器。
关键字:时间控制、光控制、环境传感器、多种传感器、霍尔元件
Abstract
—
In China, the methods of time-control, optical- control
and time-optical-control are in
common used to control street lamp,
particularly in small and medium-sized
cities. But due to the
backward
lighting control and administrative method, the
precision
is bad, and the result of
work is also poor. Through many kinds of
sensor combination sense environment's
change, the multi-sensor
exhibition can
combinatory logically control the new intelligent
street light controller system. And
based on the degree of
illumination
control fixed time, in the automatic foundation
fixed
time, according to the multi-
sensing exhibition survey data's special
combination change, to control the
street light nimbly; the system
can
also realize the automatic timing control, by pre-
installing time
to control street light
switch and ultimately to control the street light
time. Simultaneously the system can
also realize the automatic
sunshine
control, which may act according to the actual
determination of the sunlight degree of
illumination and the degree
of
illumination control criterion and automatically
control street
light. On the basis of
the merits of the regular control and the optical
control, a new street smart controller
is designed, with dual functions
including timing control and automatic
photoelectric control. It
allows street
lamps automatically lit in the evening, lighting
the road
for a few hours (adjustable
time). After 0:00, when few vehicles or
pedestrians go past, it turn off
automatically. And terminal controller
has wake-up function. After the street
light turn out automatically,
when the
vehicles or pedestrians are going through, street
light will
be waken up by terminal
controller. When the vehicles or
pedestrians go past, the lights are off
automatically. Design of new
intelligent street light control system
does not only achieve
energy-saving
power but also extend the service life of lighting
equipment. Moreover, it is
controllable, ease of maintenance. At the
same time, it is helpful to highlight
the festive and other
characteristics,
and ultimately make street light network,
intelligence, humanity and art. An
optimal configuration is reported.
Finally, the results of experiment are
obtained that: when a motor is
closed
to 15 meters, LED lights are on automatically.
While people
passed, the distance is
proximity 10 meters.
Keywords
:
time-control optical-control
、
sensor combination sense
environment's
change
、
multi-senso
r
前言
在物质生活极
大满足的当下,
盲人朋友也倾向于精神文化生活方面的需求,
无论
是平时有学习习惯的还是没有学习习惯的盲人,
他们都希望有书可以读,
希望能
读到自己喜欢的书,能够有多种多样的渠道和方式能够获取信息和资料。同样,<
/p>
文化水平提高了,
自身素质就会有所提高,
学习的兴趣和就 业渠道就会得到提高
和拓宽,
盲人朋友的生活才能步入一个高的层次!< /p>
声音是盲人朋友了解外界的最
主要媒介,
随着科技的发展,
盲人阅读的方式逐步向电子化方向发展。
应该说电
脑的电
子化阅读确实给盲人增添了一对认识世界的新眼睛。
但是由于电脑价格昂
贵,
电脑操作需要专门培训,
而且移动携带不方便,
远远不能满足 于盲人朋友对
文化阅读的需求,在这种情况下音响类产品应运而生。有的音响类产品体积
小、
容量大、携带方便、功能多,就像是一座可以随身携带的数字图书馆,给盲人朋
p>
友的学习、
工作和生活带来了极大的便利,
所以深受广大盲人 朋友的喜爱。
首先
对于学习方面来说,
音响类产品可以说 是盲人学习的一种革命性工具,
彻底解决
盲文阅读速度慢,
学习效率低的问题,
而且也弥补了盲文书籍种类少,
借阅不方
< br>便的不足和电脑成本高、操作复杂、携带不方便的问题,是现下最高效、最便捷
的
学习辅具;
其次,
精神文化生活方面,
盲人完全可以自主选择自己 喜欢的读物、
书籍、资料,丰富自己的知识,开阔视野,带动各方面能力的提升;打破电
视、
收音机等消息源等只能被动接受、
指定接收的局限,
极大的丰富盲人的精神文化
生活;再次,娱乐方面,多种娱乐功能集一身,收音机、听书
、音乐、录音,多
种选择,让业余生活丰富多彩。
世界各国存在数量庞大的视觉残疾人。
如何提高他们的生活质量,
解决盲人的 出
行,已经成为全世界各国共同关注的问题。目前,盲人仍主要依靠探路棍、简单
的触觉来认识世界。
我国盲人用品用具市场存在两极分化的现状,
低端的生活学
习用品、
用具较为丰富,
而高端的产品却 极为稀缺。
当前市场上的助盲器材成型
产品仅处于障碍物报警的初始水平
,
实用功能极其有限,
不能给盲人提供足以理
解周围环境
的信息,
远远不能满足盲人的生活需求。
世界上有许多国家和科研机
构正在研发盲人导行识别装置。
例如,
盲人双耳语音提示系统,
采用
超声波
对障
碍物、路面纹理变化情况等进行
检测,通过声音信号进行提示;李广强利用
DSP
处理器开发了助盲识别
、语音提示系统
;
陈美銮采用超声测距、语音报警的方法
设计智能盲人导行仪;
谢强将图像信号转换为调频式的音频信号的方法,
设计 p>
电
子
助盲器;
贺菊方采用超声测距
< p>,将超声波转化为声波的方法设计帮助盲人行走、
识别障碍物的电子
装置。
第一章
控制电路,
555
定时器及霍尔元件的简介
p>
随着时代的发展,科研、农业、暖通、纺织、机房、航空航天、电力等工业
< br>部门,
越来越需要采用多种传感器,
对产品质量的要求越来越高,
对环境的控制
以及对各类人群的特殊需求满足都已成为比较普遍的技术条件之一。
控制类电路
现已成为大多集成电路的主流之躯,
已深入人 们的日常生活,
列入楼梯口的声控
电灯,
公路上的光控路 灯,
公共厕所的红外感应风干机等等。
控制电路随处可见,
其中
555
定时器是相对应用普遍的一项控制器。
1.1
控制电路
电子技术是
20
世纪发展最 迅速、应用最广泛的技术,已使工业、农业、
科研、教育、医疗、文化娱乐以及人们的日
常生活发生了根本的变革。特别是
数字电子技术,在近四十多年来,取得了令人瞩目的进
步。
数字技术应用的典型代表是电子计 算机,它是伴随电子技术的发展而发
展的。
数字电子技术的发展衍生出的 计算机的不断发展和完善,
计算机技术的
影响已编辑人类经济生活的各个
领域,掀起了一场“数字革命”
。数字技术被
广泛地应用于广播、电视、
通信、医学诊断、测量、控制、文化娱乐以及家庭
生活等方面。
交通灯控制系统是
1920
年问世,
算得上较早的控制系统。
早期的红黄绿
灯是用
机电定时器控制的。
后来用继电器和开关构成的控制器,
根据道路上的
< p>传感器检测的信号进行控制。
现在的交通灯由计算机控制,
根据检测 的车辆流
量信息送到系统计算机,经计算后来合理的时间分配。
随着微电子技术的发展,将会有跟多的数字电子产品陆续 问世。数字技
术的发展、
计算机的应用正在改变着人类的生产方式、 p>
生活方式以及思维方式,
它使工业自动化、农业自动化、办公自动化和通信网
络称为现实。
1.2
555
定时器
555
定 时器是一种集模拟、数字于一体的中规模集成电路,其应用极为
广泛。它不仅用于信号的
产生和变换,还常用于控制和检测电路中。
定时 器有双极型和
CMOS
两种类型的产品,
它们的结构及工作原理基 本相
同,没有本质的区别。一般说来,双极型定时器的驱动能力较强,电源电压
范围为
5-6V
,最大负载电流可达
200mA< /p>
。而
CMOS
定时器的电源电压范围为
3-
18V
,最大负载电流在
4mA
以下,它具有功耗低、输入阻抗高 等优点。
555
定时器成本低,性能可靠,只需要外接 几个电阻、电容,就可
以实现多谐振荡器、
单稳态
触发器
及施密特触发器等脉冲产生与变换电
路。它也常作为定时器广泛应用于仪
器仪表、家用电器、电子测量及自
动控制等方面。
555
定时器的内部电路框图和外引脚排列图分别如图所
示。
它内部包括两个 电压比较器,
三个等值串联电阻,
一个
RS
触发器,
一个放电管
T
及功率输出级。它提供两个基准电压
V
c
c
3
和< /p>
2
3
V
c
c
。
图
1.1 555
定时器内部结构极其各个引脚
555
定时器的功能主要由两个比较器决定。两个比较器的输出电压
控制
RS
触发器和放电管的状态。在电源与地之间加上电压,当
5
脚
悬空时,则电压比较器
C
1
的同相输入端的 电压为
入端的电压为
V
c
c
3
2
3
3
V
c
c
,
C
2
的反相输
。若触发输入端
TR
的电压 小于
V
c
c
,则比较器
C
2
的
输出为
0
,
可使
RS
触发器置
1
,
使输出端
OUT=1
。
如果阈值输入端
TH
的
电压大于
2
3
V
c
c
,同时
TR
端的电压大于 p>
V
c
c
3
< br>,则
C
1
的输出为
0
,
C
2
的
输出为
1
,可将
RS
触发器置
0
,使输出为
0
电平。
它的各个引脚功能如下:
p>
1
脚:外接电源负端
V
s<
/p>
s
或接地,一般情况下接地。
8
脚:外接电源
V
c
c
< p>,双极型时基电路
V
c
c
的范围是
4.5 ~ 16V
,
CMOS
型时基电路
V
c
c
的范围为
3 ~ 18V
。一般用
5V
。
3
脚:输出端
Vo
2
脚:低触发端
6
脚:
TH
高触发端
< /p>
4
脚:是直接清零端。当端接低电平,则时基电路不工作,此时不
论、
TH
处于何电平,时基电路输出为“0”,该端不用时应接高 电平。
5
脚:
V
c
为控制电压端。若此端外接电压,则可改变内部两个比较
< br>器的基准电压,当该端不用时,应将该端串入一只
0.01
μ
F
电容接地,
以防引入干扰。
7
脚:放电端。该端与放电管集电极相连,用做定时器时电容的放
电。
在
1
脚接地,
5
脚未外接电压,两个比较器
A1
、
A2
基 准电压分别为
的情况下,
555
时基电路的功能表如表所 示:
清零端
高触发端
TH
×
0
1
0
1
低触发端
×
1
0
0
1
Q
放电管
T
功能
0
0
导通
直接清零
1
1
x
x
1
0
保持上一状态
保持上一状态
保持上一状态
保持上一状态
置
1
清零
1
导通截止
555
定时器的应用:
⒈
构成施密特触发器,用于
TTL p>
系统的接口,整形
电路或脉冲鉴幅等。
⒉
构成多谐振荡器,组成信号产生电路。
如图
1.2
所示
图
1.2
由
555
构成的多谐振荡器
振荡周期:
T
?
0.7
(
R
1
?
2
R
2
)
C
< br>
(
1.2.1
)
⒊
构成单稳态触发器,用于定时延时整形及一些定 p>
时开关中。
555
应用电路采用这
3
种方式中的
1
种或多种组合起来可以组成多 p>
种实用的电子电路,如定时器、分频器、
脉冲信号发生器
、元 件参数
和电路检测电路、玩具游戏机电路、音响告警电路、电源交换电路、
频率变换电路、自动控制电路
1.3
霍尔元件
在传感器中,有类是对磁敏感的,称为磁敏传感器,这类传感器有干簧
管,
霍尔传感器,
磁敏二极管等等。
霍尔元件是利用霍尔效应制成的磁敏元 p>
件。
霍尔效应:如图所示的金属或半导体薄片两端
通以电流
I
,并在薄片的
垂直方向上施加磁感应强度为<
/p>
B
的磁场,
那么,
在垂直于电流和磁场的方向
上将产生电势
Uh
(称为霍尔电动势或霍尔电压)。
< p>
图
1.3
霍尔元件
< br>霍尔效应的产生是由于运动电荷受到磁场中洛仑兹力作用的结果。霍尔
电势
Uh
可用下式表示:
U
H
令
K
H
则得到
U
H
?
K
H
?
R
H
IB
d
(V)
(
1.3.1
)
?
p>
R
H
d
(
V
A
W
b
?
1
? p>
1
m
)
2
(
1.3.2
)
IB
(
1.3.3
)
由上可
知,霍尔电势的大小正比于控制电流
I
和磁感应强度
B
< p>。
K
H
称为
-
-
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