迎宾机器人.docx

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迎宾机器人

《电子技术》课程设计报告

课题：

商店迎宾机器人电路

班级电子3082学号3082107205

学生姓名胡大江

专业电子信息工程

系别电子与电气工程学院

指导老师杨玉东

淮阴工学院

电子信息工程系

2010年12月

一．设计目的：

a）培养理论联系实际的正确设计思想，训练综合运用已经学过的理论和生产实际知识去分析和解决工程实际问题的能力。

b）学习较复杂的电子系统设计的一般方法，了解和掌握模拟、数字电路等知识解决电子信息方面常见实际问题的能力，由学生自行设计、自行制作和自行调试。

c）进行基本技术技能训练，如基本仪器仪表的使用，常用元器件的识别、测量、熟练运用的能力，掌握设计资料、手册、标准和规范以及使用仿真软件、实验设备进行调试和数据处理等。

d）培养学生的创新能力。

二．设计要求：

1.能判断顾客进门与出门，在有顾客进门时“欢迎光临”，出门时“谢谢光临”。

2.能实时统计来访人数及当前店内人数，并用数码管显示出来。

3.电路设计要求有抗干扰的措施。

4.统计误差不超过一人。

5.电路设计不能使用MCU，只能应用普通中小规模集成电路芯片。

成本控制在20元内。

三．原理框图

四．原理图

图2机器人光电数字显示电路

原理：

该电路有光电输入电路（VD,3DU12）,脉冲形成电路（IC1A,IC1B组成电压比较器；光电耦合器；晶体管开关电路）和记数与显示电路等组成.当光敏三极管VD接收到红外发光二极管射来的红外光线时，3DU12中VT1导通，比较器IC1-A的反相输入端为低电平，输出高电平，加到比较器IC1-B的反相输入端，使输出低电平，则光电耦合器4N35内的发光管点亮，对应的光敏管导通，三极管也导通，集电极输出低电平。

当有物体通过红外发光二极管VD和接收管VT之间，红外线被挡住，VT截止，IC1-B的1脚输出高电平，4N35截止，VT截止，VT集电极输出高电平，故当有物体通过VT时，便在VT集电极上输出计数脉冲信号，该信号送到十进制计数器，再送到译码显示电路，显示出相应的数据。

缺点：

电路的计数脉冲形成部分比较复杂，焊接起来连线比较复杂

四．单个元器件介绍

（1）LM339集成块内部装有四个独立的电压比较器，该电压比较器的特点是：

1）失调电压小，典型值为2mV；

2）电源电压范围宽，单电源为2-36V，双电源电压为±1V-±18V；

3）对比较信号源的内阻限制较宽；

4）共模范围很大，为0~（Ucc-1.5V）Vo；

5）差动输入电压范围较大，大到可以等于电源电压；

6）输出端电位可灵活方便地选用。

　LM339集成块采用C-14型封装，外型及管脚排列如图。

　LM339类似于增益不可调的运算放大器。

每个比较器有两个输入端和一个输出端。

两个输入端一个称为同相输入端，用“+”表示，另一个称为反相输入端，用“-”表示。

用作比较两个电压时，任意一个输入端加一个固定电压做参考电压（也称为门限电平，它可选择LM339输入共模范围的任何一点），另一端加一个待比较的信号电压。

当“+”端电压高于“-”端时，输出管截止，相当于输出端开路。

当“-”端电压高于“+”端时，输出管饱和，相当于输出端接低电位。

两个输入端电压差别大于10mV就能确保输出能从一种状态可靠地转换到另一种状态，因此，把LM339用在弱信号检测等场合是比较理想的。

LM339的输出端相当于一只不接集电极电阻的晶体三极管，在使用时输出端到正电源一般须接一只电阻（称为上拉电阻，选3-15K）。

选不同阻值的上拉电阻会影响输出端高电位的值。

因为当输出晶体三极管截止时，它的集电极电压基本上取决于上拉电阻与负载的值。

另外，各比较器的输出端允许连接在一起使用。

LM339可构成单限比较器、迟滞比较器、双限比较器（窗口比较器）、振荡器等。

LM339还可以组成高压数字逻辑门电路，并可直接与TTL、CMOS电路接口。

　CD4518是应用最为广泛的计数器之一，也是通用性最强的计数器之一，除具备其他计数器常用功能外，更重要的是，它们在一块芯片内集成了两个相同的计数器，使之成为设计、应用的首选芯片。

CD4851双四位BCD加法器内部电路框图及引脚功能如图所示。

从下图可知其工作原理如下：

R=0、CP=0时，时钟脉冲从EN/脚输入，在其下降沿的作用下计数；

R=0、EN/=1时，时钟脉冲从CP脚输入，在其上升沿的作用下计数；

R=0、CP=1或R=0、EN/=0时，均禁止计数；

R=1,复位，Q4Q3Q2Q1=0

4518引脚排列

光电耦合器如图

（2）光电耦合器（opticalcoupler，英文缩写为OC）亦称光电隔离器或光电耦合器，简称光耦。

它是以光为媒介来传输电信号的器件，通常把发光器（红外线发光二极管LED）与受光器（光敏半导体管）封装在同一管壳内。

当输入端加电信号时发光器发出光线，受光器接受光线之后就产生光电流，从输出端流出，从而实现了“电—光—电”转换。

以光为媒介把输入端信号耦合到输出端的光电耦合器，由于它具有体积小、寿命长、无触点，抗干扰能力强，输出和输入之间绝缘，单向传输信号等优点，在数字电路上获得广泛的应用。

设计总结：

“迎宾机器人”是一个机电结合的制作。

在现实当中，当客人来到门口时，会向客人热情的说一句“欢迎光临”，同时记下进入人数，同样当有客人从门口离去时，它向客人热情的道一句“谢谢光临!

”同时记下输出人数。

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迎宾机器人的商业应用

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这种方式可以大大提高民众的关注度，很容易引来媒体报道，达到花钱做媒体广告的同等效果。

对于高新技术企业来说，机器人做宣传员，可以突显企业的高科技色彩，成为企业的形象代言人。

这方面最成功的例子就是本田公司，该公司的asimo机器人可以说是风靡世界，为本田公司带来了非常不错的宣传效应。

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一款造型独特的智能机器人就是您博取眼球的最佳帮

五．元器件列表

材料表1.迎宾机器人电路

器件

数量

共阴数码管

4

CD4543译码驱动

4

CD4518十进制计数器

2

语音芯片（欢迎光临）

1

蜂鸣器

1

红外发光二极管SE303

1

光敏三极管3DU12

1

电压比较器LM393

1

光耦4N35或TIL117

1

小功率NPN三极管2SC218

1

万用板

1

电容（详见表2）

若干

电阻（详见表2）

若干

材料表2.电阻与电容

器件

规格

数量

器件

规格

数量

R1

2.4K

1

C1

220μ

1

R2

30K

1

C2

470μ

1

R3

62K

1

C3

100μ

1

R4

62K

1

C4

1μ

1

R5

1M

1

R6

10K

1

R7

3.9K

1

R8

10K

1

R11

4K

1

R9

30K

1

R12

30K

1

R10

10K

1

R13~26

1K

14

六．思路拓展

数字计数电路是一种很实用的电路，在平时生活中广泛运用，商场，游乐城等等都用得比较多，而其电路的实现也是多种多样，希望能够在价格上，还有使用灵敏度上，争取能够做出更完美的计数电路。

七．心得体会

这次我们在设计电路的时间，遇到了很多挫折。

通过查阅书籍，还有网上一些资料，遇到很多知识都不理解，通过老师，才懂得一些，但是由于对这方面的了解还很不够。

后来我和我的同伴决定设计数字电路，通过数字电路学到的知识还有自学的一些知识，做起来比较顺利。

通过一段时间完成电路以后，给老师检查，老师给一些意见后经过改进，我们就开始焊接电路了。

先列出原件清单，到电子城买齐原件开始焊接，。

焊接的时候，遇到很多困难，才发现都是对知识的掌握不够牢固的结果。

连接电路时，需要很细心，因为电路中有很多电阻的连接，不然将不能正常计数。

通过设计，焊接电路，还有多次的调试，让我都那些元器件有了多一些的了解，他们的功能和使用等。

通过这次课程设计，把学到的东西真正运用到实践，对于电子仪器的运用也加深了不少，万用表、电源、脉冲输入、示波器等都能够正确的使用帮助检测电路。

八.参考文献

[1].梁廷贵《现代集成电路实用手册》·科学技术文献出版社编著

[2].康华光，陈大钦.电子技术基础数字部分（第五版）.北京:

高等教育出版社，2005年7月第五版

[3].葛汝明.电子线路实验与课程设计.山东大学出版社.

杨元挺《电子技术技能训练》·电子工业出版社

[4康华光，陈大钦.电子技术基础模拟部分（第五版）.北京:

高等教育出版社，2005年7月第五版].

[5].李萧郭明琼《常用数字集成电路原理与应用》·人民邮电出版社

[6].余孟尝《数字电子技术基础简明教程》·高等教育出版社 

[7].李中发 《数字电子技术基础》·中国水利水电出版社

[8].曹国清 《数字电路与逻辑设计》·中国矿业大学出版社

[9].杨绪东 刘景行《实用电子电路精选》·化学工业出版社