基于51单片机红外感应家用小夜灯的设计(3)

变压器降压可提供较大的功率，在体积与重量要求不高时应用极为广泛。

本毕业设计降压部分主要由变压器组成，由于是为单片机和小灯泡供电，因此要采用的

基于51单片机红外感应家用小夜灯的设计毕业论文(定稿)适合于物电系 电子信息科学与技术专业用

变压器将电网220V的交流电压变换成整流滤波电路所需要的交流电压从而可以得到相位相反的两个5V和12V的交流源，得到整流滤波电路所需要的交流电压，输入到下一级的整流桥，变压器的型号为5V和12V的输出。 二、整流部分

变压器降压后，输出的仍然是交流电，起波形依然是正弦波，还必须进行整流滤波，方能得到直流电压。

整流部分主要由四个二极管组成的整流桥组成，依据二极管的单向导电性，将四个二极管分为两组，根据变压器副边电压的极性分别导通，将变压器副边电压的正极性端与负载电阻的上端相连，负极性端与负载电阻的下端相连，使负载上始终可以得到一个单方向的脉动电压。桥式整流电路的优点是输出电压高，纹波电压较小，管子所承受的最大反向电压较低，同时因电源变压器在正、负半周内都有电流供给负载，电源变压器得到了充分的利用，效率较高。实验表明通过桥式整流可以得到和全波整流相似的结果。

滤波部分

整流电路的输出电压虽然是单一方面的，无论是哪一种整流，都无法完全把“波”的痕迹去除干净。就算是优秀的桥式整流，其输出仍然是一个直流脉动电压（既含直流成分也含交流成分）。脉动较大，含有较大的谐波成分，不能适应大多数电子线路及设备的要求。因此，一般整流后，为了减少这种脉动成分，还需利用滤波电路将脉动的直流电压变为平滑的直流电压，而电容滤波电路是最常见也是最简单的滤波电路。本次设计中，滤波部分主要有两个容量很大的电容构成，利用的是大电容充放电时间较长的原理，将整流后的波形进一步平整化，为后一级的稳压部分提供近似于直流的电源。

稳压部分

对于稳压电路的考察表明：一是设电网电压波动，研究其输出电压是否稳定；二是设负载变化，研究其输出电压是否稳定。而稳压部分主要由稳压芯片组成，在稳压芯片两端各加一个用于频率补偿的电容，防止产生自激，经过稳压芯片稳压后，输出基本为稳定的直流，能够满足设计电路的供电要求。

5V直流电源，稳压芯片选用的是常用的LM7805和LM7905，其中，7805输出的是正的5V，而7905输出的是负的5V。尾端再加的电容主要是用于滤除电路中可能存在的高频影响。

（一）稳压芯片LM7805的主要参数

基于51单片机红外感应家用小夜灯的设计毕业论文(定稿)适合于物电系 电子信息科学与技术专业用

主要参数： 最大输出电流：1A 电压调整率：360mV 电流调整率：360mA 耗散功率：1.2W

输出电压偏差：0.692～0.748V

输出电压：17.3～18.7V（T(j)=25℃）

图4-1引脚图

（二）稳压芯片LM7905的主要参数 主要参数： 最大输出电流：1A 电压调整率：360mV 电流调整率：360mA 耗散功率：1.2W

输出电压偏差：0.692～0.748V

输出电压：-17.3～-18.7V（T(j)=25℃） 原理电路图

电路原理图如图4-2所示，主要由降压部分，整流部分，滤波部分，稳压部分组成。

基于51单片机红外感应家用小夜灯的设计毕业论文(定稿)适合于物电系 电子信息科学与技术专业用

图4-2 稳压电源电路

12V直流电源，稳压芯片选用的是常用的LM7812和LM7912，其中，7812输出的是正的

12V，而7912输出的是负的12V。尾端再加的电容主要是用于滤除电路中可能存在的高频影响。

（一）稳压芯片LM7812的主要参数 主要参数： 最大输出电流：1A 输出电压：12V

可替代型号：L7812, LM340T12

基于51单片机红外感应家用小夜灯的设计毕业论文(定稿)适合于物电系 电子信息科学与技术专业用

图4-3引脚图

（二）稳压芯片LM7912的主要参数 主要参数： 最大输出电流：1A 输出电压：–12V 可替代型号：L7912 原理电路图

电路原理图如图4-4所示，主要由降压部分，整流部分，滤波部分，稳压部分组成。

图4-4 稳压电源电路

基于51单片机红外感应家用小夜灯的设计毕业论文(定稿)适合于物电系 电子信息科学与技术专业用

第五章 红外感应家用小夜灯的具体电路模块

第一节 热释电红外传感器的原理

本设计所用的热释电红外传感器是采用双探测元件的结构。其设计电路如图5-1所示, 工作电路原理是在VCC电源端利用C1和R2来稳定工作电压，同样输出端也多加了稳压元件稳定信号。当检测到人体移动信号时，电荷信号经过FET放大后，经过C2，R1的稳压后使输出变为高电位，再经过NPN的转化，输出OUT为低电平。

图5-1 热释电红外传感器原理图

第二节 小夜灯具体的电路模块的设计

一、 放大电路的设计

如图5-2所示为最基本的放大电路，Vi是输入电压信号，Vo是输出放大的电压信号。

基于51单片机红外感应家用小夜灯的设计毕业论文(定稿)适合于物电系 电子信息科学与技术专业用

图5-2 放大电路图

二、 时钟电路的设计

时钟电路中XTAL1和XTAL2分别为反向放大器的输入和输出。该反向放大器可以配置为片内振荡器。石英晶体振荡和陶瓷振荡均可采用。如采用外部时钟源驱动器件，XTAL2应不接。

因为一个机器周期含有6个状态周期，而每个状态周期为2个振荡周期，所以一个机器周期共有12个振荡周期，如果外接石英晶体振荡器的振荡频率为12MHZ，则一个振荡周期为1/12us，故而一个机器周期为1us。如图5-3所示为时钟电路。

图5-3 时钟电路图

三、 复位电路的设计

复位方法一般有上电自动复位和外部按键手动复位，单片机在时钟电路工作以后, 在RESET端持续给出2个机器周期的高电平时就可以完成复位操作。例如使用晶振频率为12MHz时，则复位信号持续时间应不小于2us。本设计采用的是外部手动按键复位电路。如图5-4