红外倒车雷达模块电路原理图讲解

CHANBAEK 2023-10-26 12135

描述

本红外倒车雷达具有电路结构简单、成本低、电路工作稳定的特点，广泛应用于各种测距场合。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LM324。NE555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。

Ⅱ．元器件清单。

序号	名称、型号、参数	封装	数量	元件符号
1	5MM 红外发射二极管（红外对管）直插透明	直插	1	LF
2	5MM 红外接收二极管（红外对管）直插黑头	直插	1	LJ
3	瓷片电容 0.1UF/104	直插	1	C1
4	直插电解电容50V 1UF 5*11mm规格	直插	2	C2，C6
5	瓷片电容 20PF	直插	1	C4
6	直插电解电容25V 47UF 5*11mm规格	直插	1	C5
7	直插电解电容50V 10UF 5*11mm规格	直插	1	C3
8	直插电解电容35V 100UF 6*11mm规格	直插	1	C7
9	直插 NE555 时基电路芯片 DIP-8	直插	1	U1
10	直插 LM324N 芯片运算放大器四路 DIP-14	直插	1	U2
11	直插电阻 1K（1/4W,五环，精度1%）	直插	7	R1,R2,R6,R7,R12,R13,R14
12	直插电阻 30K（1/4W,五环，精度1%）	直插	1	R10
13	直插电阻 10K（1/4W,五环，精度1%）	直插	3	R4,R5,R9
14	直插电阻 47K（1/4W,五环，精度1%）	直插	1	R8
15	直插电阻 1.5K（1/4W,五环，精度1%）	直插	1	R11
16	直插电阻 200Ω（1/4W,五环，精度1%）	直插	4	R3,R15,R16,R17
17	直插蓝白可调电阻 204（200K）	直插	2	RX1,RX2
18	直插开关二极管 1N4148 IN4148 DO-35	直插	2	D1,D2
19	直插发光二极管 5mm 高亮 F5 LED灯红发红	直插	1	L1
20	直插发光二极管 5mm 高亮 F5 LED灯黄发黄	直插	1	L2
21	直插发光二极管 5mm 高亮 F5 LED灯绿发绿	直插	1	L3
22	2.54mm间距直插单排针 2P	直插	1	DC9-12V
23	电路板HU-M11	/	1	PCB

Ⅲ．电路核心元件介绍

1.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）并能辐射出去的发光器件，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（GaAlAs）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，数据 “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。

2.集成电路NE555

555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。

电路原理图

图1-1 555集成电路引脚排列和实物图

（1）接地GND：地线，通常被连接到电路共同接地。

（2）触发TRIGGER：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2/3 Vcc，下缘须低于1/3 Vcc 。

（3）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O伏左右的低电位。于高电位时的最大输出电流大约200mA 。

（4）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。

（5）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。

（6）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。

（7）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ON时为LOW，对地为低阻抗，当输出为OFF时为HIGH，对地为高阻抗。

（8）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～+16。

555集成电路构成的多谐振荡器，电路的前半部分由555组成的多揩振荡器，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。

电路原理图

图1-2 555多谐振荡电路

电路原理图

图1-3 多谐振荡波形图

用555定时器构成的多谐振荡器如图1-2所示，图1-3为工作波形图。图1-2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。

3.集成运算放大器LM324

LM324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MC1741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，“Vo”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。

电路原理图