专利名称：一种高抗干扰低功耗的红外检测电路的制作方法
技术领域：
本实用新型属于嵌入式控制领域，特别涉及一种高抗干扰低功耗的红外检测电路。
背景技术：
目前，在室内自动感知障碍的设备中，常常使用红外线探测在探测方向障碍物的存在与否。红外线探测障碍物的基本原理是在测量的范围内，主动向探测方向发射红外信号，如果探测方向存在障碍物，就会把发射的信号反射回发送端。在发送端的接收电路里，如果收到反射回来的信号，就确认探测方向有障碍物的存在，继而进一步执行设备相应处理的动作。如果没有收到反射信号，继续等待接收反射回来的信号。在自动感知障碍的设备中，反射式红外检测电路一般采用以下技术 I、在室内设备中，往往大多采用集成一体化的红外接收头，内部已经集成运放电路，带通滤波电路。在单片机电路设计中，连接电路比较简单，如图1，红外线的接收头I脚和2脚分别连接VCC和地，3脚连接单片机IO引脚，判断其IO引脚的状态。由于这种集成化红外线接收头在功耗方面未做进一步的处理，往往耗能比较大。在电池供电的设备中，这种集成一体化的红外接收头就不适合了，4节新的5号电池，往往只能维持2至3个月的正常工作。这需要寻求功耗更低的反射式红外检测电路。2、在红外检测电路中，也有采用分立元件进行设计接收电路，如图2。利用分立元件能合理地自由控制功耗的大小。但在实际应用中，环境中的红外线干扰源较多，由于在接收电路中未处理好反射信号的问题，导致其红外线感应距离太近，或者在比较暗环境中，设备可以正常工作，但在强光的环境中，设备工作不正常了，容易受到干扰，判断失误，产生误动作。这就需求在接收电路方面改进，只接收自身发射的红外线信号，而对环境的红外线干扰源不进行处理，有效地提高接收电路的抗干扰能力，适应各种环境因素。综上所述，对于反射式红外线检测电路来讲，需要一种高抗干扰，低功耗的红外线检测电路来解决以上的问题。
发明内容本实用新型的目的在于为了解决上述所提出的问题，提供了一种高抗干扰低功耗的红外检测电路。为实现上述目的，本实用新型的的技术方案为一种高抗干扰低功耗的红外检测电路，包括接收电路、滤波电路、红外发射电路和微控制器电路，所述接收电路的输出端与滤波电路的输入端连接，滤波电路的输出端和红外发射电路的输出端分别与微控制器电路连接，微控制器的输出端分别与接收电路、滤波电路、红外发射电路的输入端连接。更进一步的，所述接收电路包括红外线接收管Dl和电阻Rl，所述红外线接收管Dl的正极与电阻Rl的一端连接，电阻Rl的另一端接地；其中电阻Rl为分压电阻。[0010]更进一步的，所述滤波电路包括电容(1飞4、运算放大器仍八、U1B、电阻R2 R10和三极管Ql，所述红外线接收端Dl的正极与滤波电容Cl的一端连接，滤波电容Cl的另一端分别与电阻R2的一端、运算放大器UlB的正输入端连接；电阻R2的另一端接地；电容C2与电阻R4并联连接的一端分别与电阻R3的一端、运算放大器UlB的负输入端连接，电容C2与电阻R4并联连接的另一端与运算放大器UlB的输出端连接，电阻R3的另一端接地，运算放大器UlB的输出端与滤波电容C3的一端 连接；滤波电容C3的另一端分别与电阻R5的一端、运算放大器UlA的正输入端连接，电阻R5的另一端接地；电容C4与电阻R7并联连接的另一端与运算放大器UlA的输出端连接，电阻R6的另一端接地，运算放大器UlA的输出端分别与电阻R8的一端、电阻R9的一端连接；电阻R8的另一端接地，电阻R9的另一端与三极管Ql的基极连接；三极管Ql的发射极接地，三极管Ql的发射极通过电阻RlO与微控制器电路连接，三极管Ql的发射极与微控制器电路连接；运算放大器U1A、U1B的正电源与微控制器电路连接，运算放大器U1A、UlB的负电源接地。其中电容Cl、C3为滤波电容，电容C2、C4为补偿电容，电阻R8为下拉电阻，电阻R9为上拉电阻。所述红外发射电路包括电阻R11、电位器PR1、三极管Q2和红外线发射管D2，所述微控制器电路(4)与电阻Rll的一端连接，电阻Rll的另一端通过电位器PRl与三极管Q2的基极连接，三极管Q2的发射极接地；三极管Q2的集电极与红外线发射管D2的负极连接；红外线发射管D2的正极接电源VCC。所述微控制器电路包括微控制器U2，电阻R12和电容C5，微控制器U2的复位脚通过电容C5接地并通过电阻Rl 2接电源VCC。所述微控制器U2为单片机。本实用新型的有益效果是本实用新型在使用分立元器件的接收电路进行改进，添加了滤波电路。由于环境中的红外线干扰源往往变化缓慢，频率低，干扰信号比较稳定。在经过滤波电路后，排除了环境中的红外线干扰源的信号。通过运算放大器多次连续检测到反射回来的红外脉冲信号，直到某一门限值时才判断障碍物的存在，增强了检测电路的抗干扰能力。利用单片机IO引脚对接收电路和红外发射电路的电源控制，当红外发射电路和接收电路处于休眠期间，切断红外发射电路和接收电路的电源，单片机进入休眠，这样能有效地控制红外检测电路的功耗问题。该红外线检测电路性能稳定、高抗干扰，适用性强并且功耗低，可应用于各种反射式红外线检测电路中。
图I为现有技术中集成一体化的红外接收头检测电路原理图；图2为现有技术中分立元件红外检测电路原理图；图3为本实用新型的结构示意图；图4为本实用新型的电路原理图。
具体实施方式
如图3，一种高抗干扰低功耗的红外检测电路，包括接收电路I、滤波电路2、红外发射电路3和微控制器电路4，接收电路I的输出端与滤波电路2的输入端连接，滤波电路2的输出端和红外发射电路3的输出端分别与微控制器电路4连接，微控制器4的输出端分别与接收电路I、滤波电路2、红外发射电路3的输入端连接。如图4，本实施例中，接收电路I包括红外线接收管Dl和电阻Rl，红外线接收管Dl的正极与电阻Rl的一端连接，电阻Rl的另一端接地。滤波电路2包括电容Cl C4、运算放大器U1A、U1B、电阻R2 RlO和三极管Q1，红外线接收端Dl的正极与滤波电容Cl的一端连接，滤波电容Cl的另一端分别与电阻R2的一端、运算放大器UlB的正输入端连接；电阻R2的另一端接地；电容C2与电阻R4并联连接的一端分别与电阻R3的一端、运算放大器UlB的负输入端连接，电容C2与电阻R4并联连接的另一端与运算放大器UlB的输出端连接，电阻R3的另一端接地，运算放大器UlB的输出端与滤波电容C3的一端连接；滤波电容C3的另一端分别与电阻R5的一端、运算放大器UlA的正输入端连接，电阻R5的另一端接地；电容C4与电阻R7并联连接的另一端与运算放大器UlA的输出端连接，电阻R6的另一端接地，运算放大器UlA的输出端分别与电阻R8的一端、电阻R9的一端连接；电阻R8的另一端接地，电阻R9的另一端与三极管Ql的基极连接；三极管Ql的发射极接地，三极管Ql的发射极通过电阻RlO与微控制器电路4连接，·三极管Ql的发射极与微控制器电路4连接；运算放大器U1A、U1B的正电源与微控制器电路4连接,运算放大器U1A、UlB的负电源接地。红外发射电路3包括电阻R11、电位器PR1、三极管Q2和红外线发射管D2，微控制器电路4与电阻Rll的一端连接，电阻Rll的另一端通过电位器PRl与三极管Q2的基极连接，三极管Q2的发射极接地；三极管Q2的集电极与红外线发射管D2的负极连接；红外线发射管D2的正极接电源VCC。微控制器电路4包括微控制器U2，电阻R12和电容C5，其中微控制器U2为单片机，微控制器U2的10脚复位脚通过电容C5接地并通过电阻R12接电源VCC。微控制器U2的I脚与电源VCC相连；微控制器U2的14脚接地；微控制器U2的4脚与电阻Rll的一端相连；微控制器的5脚分别与运算放大器的正电源端、红外线接收管Dl的负极、电阻RlO的一端相连；微控制器的6脚与电阻RlO的另一端相连。本实施例的工作原理如图4，主电源向微控制器电路4供电，电路工作时，微控制器U2的5脚输出高电平，提供接收电路I和滤波电路2的电源。然后微控制器U2的4脚输出IOOus左右的脉冲信号，信号在高电平期间，三极管Q2导通，红外发射管D2发射红外线。在接收电路I中，红外线接收管Dl接收到反射回来的信号后，在红外线接收管Dl的正极形成一个高频脉冲信号，经过电容Cl滤波后，将环境中低频的红外线干扰源信号除去掉，只有反射回来的高频信号通过。此信号时微弱的，需要运算放大器UlB将信号放大，在运算放大器UlB的输出端形成一个高频的信号，经过电容C3滤波后，再通过运算放大器UlA将信号进一步的放大，高频信号经过电阻R9后输入三极管Ql的基极，三极管Ql的集电极和发射极形成一个短暂的导通，在三极管Ql的集电极产生一个负脉冲信号，微控制器U2的6脚检测三极管Ql的集电极的下降沿触发信号。当有反射信号接收时，微控制器U2的6脚检测到下降沿信号，接收到的脉冲数量自加一。接收到下降沿信号后或等待短暂时间没有下降沿信号后，微控制器U2切断红外发射电路3和接收滤波电路2的电源，微控制器U2也进入休眠模式，以降低电路系统的功耗。在休眠一段时间后，微控制器U2自动唤醒，周期性重复开始时的动作，微控制器U2提供接收电路I和滤波电路2电源，微控制器U2的4脚输出IOOus左右的脉冲信号，在接收滤波电路2接收红外线反射回来的信号，然后进入休眠。如果接收到的连续的红外脉冲数量超过某一门限值时，就判断障碍存在。电容C2、C4起相位补偿作用，提高了电路的稳定性。以上对本实用新型所提供的一种高抗干扰低功耗的红外检测电路进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型，在具体实施方式
及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。
权利要求1.一种高抗干扰低功耗的红外检测电路，其特征在于包括接收电路(I)、滤波电路(2)、红外发射电路(3)和微控制器电路(4)，所述接收电路(I)的输出端与滤波电路(2)的输入端连接，滤波电路(2)的输出端和红外发射电路(3)的输出端分别与微控制器电路(4)连接，微控制器(4)的输出端分别与接收电路(I)、滤波电路(2)、红外发射电路(3)的输入端连接。
2.根据权利要求I所述高抗干扰低功耗的红外检测电路，其特征在于所述接收电路(1)包括红外线接收管Dl和电阻R1，所述红外线接收管Dl的正极与电阻Rl的一端连接，电阻Rl的另一端接地。
3.根据权利要求I所述高抗干扰低功耗的红外检测电路，其特征在于所述滤波电路(2)包括电容Cl C4、运算放大器U1A、U1B、电阻R2 R10和三极管Ql，所述红外线接收端Dl的正极与滤波电容Cl的一端连接，滤波电容Cl的另一端分别与电阻R2的一端、运算放大器UlB的正输入端连接；电阻R2的另一端接地；电容C2与电阻R4并联连接的一端分别与电阻R3的一端、运算放大器UlB的负输入端连接，电容C2与电阻R4并联连接的另一端与运算放大器UlB的输出端连接，电阻R3的另一端接地，运算放大器UlB的输出端与滤波电容C3的一端连接；滤波电容C3的另一端分别与电阻R5的一端、运算放大器UlA的正输入端连接，电阻R5的另一端接地；电容C4与电阻R7并联连接的另一端与运算放大器UlA的输出端连接，电阻R6的另一端接地，运算放大器UlA的输出端分别与电阻R8的一端、电阻R9的一端连接；电阻R8的另一端接地，电阻R9的另一端与三极管Ql的基极连接；三极管Ql的发射极接地，三极管Ql的发射极通过电阻RlO与微控制器电路(4)连接，三极管Ql的发射极与微控制器电路(4)连接；运算放大器U1A、U1B的正电源与微控制器电路(4)连接，运算放大器U1A、UlB的负电源接地。
4.根据权利要求I所述高抗干扰低功耗的红外检测电路，其特征在于所述红外发射电路(3)包括电阻R11、电位器PR1、三极管Q2和红外线发射管D2，所述微控制器电路(4)与电阻Rll的一端连接，电阻Rll的另一端通过电位器PRl与三极管Q2的基极连接，三极管Q2的发射极接地；三极管Q2的集电极与红外线发射管D2的负极连接；红外线发射管D2的正极接电源VCC。
5.根据权利要求I所述高抗干扰低功耗的红外检测电路，其特征在于所述微控制器电路(4)包括微控制器U2，电阻R12和电容C5，微控制器U2的复位脚通过电容C5接地并通过电阻R12接电源VCC。
6.根据权利要求5所述高抗干扰低功耗的红外检测电路，其特征在于所述微控制器U2为单片机。
专利摘要本实用新型公开一种高抗干扰低功耗的红外检测电路，包括接收电路、滤波电路、红外发射电路和微控制器电路，所述接收电路的输出端与滤波电路的输入端连接，滤波电路的输出端和红外发射电路的输出端分别与微控制器电路连接，微控制器的输出端分别与接收电路、滤波电路、红外发射电路的输入端连接。本实用新型的红外线检测电路性能稳定、高抗干扰，适用性强并且功耗低，可应用于各种反射式红外线检测电路中。
文档编号G01V8/12GK202710758SQ201220354148
公开日2013年1月30日 申请日期2012年7月20日 优先权日2012年7月20日
发明者姚长标, 谭伟澎 申请人:佛山市顺德区瑞德电子实业有限公司
专业数控铣床产品供应商
20年生产经验，实力工厂，精工品质，质量有保障
