簡易電話照明燈的設計畢業(yè)設計說明書

1、信息職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設計說明書（論文）設計（論文）題目:簡易電話照明燈的設計 專 業(yè): 通信技術(shù) 班 級: 學 號: 姓 名: 指導教師: 二八年十二月三十日四川信息職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設計（論文）任務書學 生姓 名學號班級通技06-2專業(yè)通信技術(shù)設計（或論文）題目簡易電話照明燈的設計指導教師姓名職 稱工作單位及所從事專業(yè)聯(lián)系方式備 注助教高級工程師設計（論文）內(nèi)容：夜間接聽固定電話或使用固定電話撥打電話時，往往需要先打開照明燈，這對于熟睡初醒的人來說非常不便。本設計所實現(xiàn)的電話燈能給夜間使用電話的人帶來方便，它能在電話鈴聲響起或主人摘機撥號時，自動點亮照明小燈，掛機后延遲1分鐘左右，燈又能自行熄

2、滅。此外，還可以通過按鍵開關，在需要照明時打開照明小燈，照明1分鐘后自動熄滅。學生需完成系統(tǒng)方案制定的工作原理分析、硬件設計、電路仿真或?qū)嵨镏谱?、設計報告撰寫等工作。設計可按如下步驟進行：1. 收集有關資料并消化吸收；2. 制定設計方案；3. 系統(tǒng)仿真測試或硬件制作；4.pcb板的制作；5. 撰寫設計報告（不少于4000字）。進度安排：1.收集有關資料并消化吸收-第67周； 2.制定設計方案-第89周；3.系統(tǒng)仿真測試-第1011周；4.pcb板制作-第12周；5.撰寫設計報告-第1314周；6.準備畢業(yè)答辯-第15周。主要參考文獻、資料(寫清楚參考文獻名稱、作者、出版單位)：1楊振江，雷光純

3、.新穎實用電子設計與制作.西安:西安電子科技大學出版社,20002熊建云，protel99se eda技術(shù)及應用.北京:機械工業(yè)出版社,20073邱寄帆，唐程山.數(shù)字電子技術(shù).人民郵電出版社，2005年審批意見教研室負責人：年 月 日備注：任務書由指導教師填寫，一式二份。其中學生一份，指導教師一份。目錄摘要1第1章緒論2第2章方案設計3第3章硬件設計43.1鈴流檢測模塊53.2負脈沖產(chǎn)生電路63.3單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器63.4開關驅(qū)動電路73.512v直流電源模塊73.6按鍵控制電路8第4章系統(tǒng)仿真測試9結(jié)論10致謝11參考文獻12附錄1總電路原理圖13附錄2pcb板底圖14摘要夜間接聽固定電話或使用

4、固定電話撥打電話時，往往需要先打開照明燈，這對于熟睡初醒的人來說非常不便。本設計所實現(xiàn)的電話燈能給夜間使用電話的人帶來不少方便，它能在電話鈴聲響起或主人摘機撥號時，自動點亮照明小燈，掛機后延遲1分鐘左右，燈又能自行熄滅。該過程主要是通過使單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器工作在穩(wěn)態(tài)和暫穩(wěn)態(tài)來控制定時的。此外，還可以通過按鍵開關，在需要照明時打開照明小燈，照明1分鐘后又自動熄滅。關鍵詞電話照明燈；555定時器；負脈沖產(chǎn)生器第1章緒論在信息技術(shù)高度發(fā)達的今天，通信是我們必不可少的交流工具?，F(xiàn)在幾乎家家戶戶都有固定電話，但是固定電話在夜間使用時非常不方便，特別是對于熟睡初醒的人來說，往往需要先打開照明燈，才能接聽或撥打電

5、話。本設計介紹的電話照明燈就解決了以上的問題。它能在電話鈴聲響起或主人摘機撥號時，自動點亮照明小燈，掛機后延遲1分鐘左右，燈又能自動熄滅。此外，還可以通過按鍵開關，在需要照明時打開照明小燈，照明1分鐘后自動熄滅。整個課題主要由以下六部分組成：鈴流檢測模塊，負脈沖產(chǎn)生電路，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，開關驅(qū)動電路，電源模塊，按鍵定時驅(qū)動電路構(gòu)成。本課題的內(nèi)容主要包含模擬電子技術(shù)，數(shù)字電子技術(shù)等。俗話說“溫故而知新”，通過對本課題的設計，使得我們對以前所學的知識有一個很好的回顧，能夠更好的掌握所學的知識，達到了學以致用的目的。第2章方案設計本設計主要由鈴流檢測模塊、負脈沖產(chǎn)生器、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器、開關驅(qū)動電路、按鍵

6、控制電路及12v直流電源電路等幾部分組成。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如圖2-1所示。12v直流電源模塊負脈沖產(chǎn)生電路按鍵控制開關驅(qū)動電路單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器220v ac鈴流檢測模塊燈圖2-1實用電話照明燈系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖各模塊的功能如下：鈴流檢測模塊：其功能是檢測電路中有無電話打進，當有電話打進時，輸出一個高電平；沒有電話打進則輸出為低電平。 負脈沖產(chǎn)生電路：其功能是當電路中有電流流過時，可產(chǎn)生一個負脈沖，促使單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器工作。單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器：其作用是當輸入端輸入一個低電平時，觸發(fā)器通過自身的充放電過程來定時一分鐘，使輸出端輸出高電平驅(qū)動燈亮。開關驅(qū)動電路：其功能是單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器輸出一個高電平時，可控硅開關因獲得觸發(fā)電流

7、而導通，則驅(qū)動燈亮。按鍵控制電路：其功能是當電路中無電流通過時，只要通過按鍵就可人為的給單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器輸入端輸入一個低電平，迫使觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)進入暫態(tài)，故能使燈點亮。12v直流電源模塊：其功能是將220v的交流電轉(zhuǎn)換成12v的直流電，該模塊通過電容降壓半波整流穩(wěn)壓電路，為整機提供12v的直流工作電壓。第3章硬件設計實用電話照明燈電路圖如圖3-1所示。該電路主要由鈴流檢測模塊，反相放大電路，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，開關驅(qū)動電路，電源模塊，按鍵控制電路構(gòu)成。圖3-1實用電話照明燈電路原理圖電路的基本工作原理如下：接線柱x1、x2串聯(lián)在電話線路之中，平時電話線路無電流通過，光電耦合器a1的內(nèi)藏發(fā)光二極管不發(fā)光，對應

8、的光敏管截止，即a1的4腳輸出低電平。負脈沖產(chǎn)生管vt處于截止狀態(tài)，其集電極為高電平，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器a2處于穩(wěn)定態(tài)，輸出端3腳輸出低電平，可控硅vs關斷，照明燈h不亮。當外線有電話打進或主人摘機撥號，電話線路有電流通過，a1的內(nèi)藏發(fā)光管點亮發(fā)光，對應光敏管導通，即a1的4腳輸出高電平，vt因獲得基流而導通，其集電極輸出低電平，即向單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器a2的2腳輸入一負脈沖，a2被觸發(fā)翻轉(zhuǎn)置位進入暫態(tài)，輸出端3腳即輸出高電平，vs因門極獲得觸發(fā)電流而開通，燈h即被點亮。如電話鈴響畢無人摘機或打完電話后掛機，a1的1、2腳因失去話音電流，內(nèi)藏發(fā)光管熄滅，對應光敏管恢復截止態(tài)，vt也隨之截止，此時正電流就可通

9、過r3向c1充電，經(jīng)約1分鐘后，使a2的6腳電平上升到2/3vdd，暫態(tài)結(jié)束觸發(fā)器翻回穩(wěn)定態(tài)，3腳輸出低電平，vs失去觸發(fā)電流當交流電過零時即斷開，燈h熄滅。sb為開燈按鈕，平時需要開燈照明時，只要按一下sb，人為給a2的2腳輸入一低電平，迫使a2翻轉(zhuǎn)進入暫態(tài)，故能使燈h點亮1分鐘。rg與rp構(gòu)成光控電路，白天因rg受室內(nèi)自然光線照射而呈低電阻，所以在白天即使有電話打進，雖然a1的內(nèi)藏光敏管導通，因rp阻值遠大于rg，故a1的4腳仍能保持低電平，vt維持截止態(tài)不變，所以電路不會被觸發(fā)工作。只有在夜幕降臨時，且室內(nèi)又沒有開電燈的條件下，因rg無光照射而呈高電阻，且阻值遠大于rp，當有電話打進時，

10、a1內(nèi)藏光敏管導通時就能使a1的4腳輸出高電平，促使電路翻轉(zhuǎn)工作。但手控按鍵開關sb不受光線控制，在任何情況下，只要按sb都能點亮電燈。二極管vd1vd4接成橋式電路，其目的是使接線柱x1、x2與電話線連接時不必區(qū)分正負極方便接線。vd5、vd6，c4與c5組成簡單的電容降壓半波整流穩(wěn)壓線路，為整機提供12v直流工作電壓。3.1鈴流檢測模塊鈴流檢測模塊電路如圖3-2所示。x1、x2為串接在電路中的兩個接線柱。vd1vd4是由四個1n4001型硅整流二極管構(gòu)成的橋式整流電路，其目的是接線柱x1、x2與電話線連接時不必區(qū)分正負極方便接線。a1為4n25型光電耦合器。rg和rp構(gòu)成光控電路。rg為m

11、g45型光敏電阻。rp為wsw型有機實芯微調(diào)可變電阻器，阻值為470k。圖3-2鈴流檢測模塊電路原理圖該模塊主要是檢測有無電話打進。當有電話打進時，光電耦合器輸出一個正脈沖；當沒有電話打進時，則輸出一負脈沖。同時，rg為一光敏電阻，所以在白天即使有電話打進，光電耦合器輸出也為負脈沖。只有在夜幕降臨時，且室內(nèi)又沒有開電燈的條件下，當有電話打進時，光電耦合器輸出才為正脈沖。3.2負脈沖產(chǎn)生電路負脈沖產(chǎn)生電路如圖3-3所示。r1、r2為rtx-1/8w型碳膜電阻器，r1阻值為2.7m，r2阻值為3k。vt為9013型晶體管。當鈴流檢測端輸出為一正脈沖，通過該電路可將正脈沖反相放大成負脈沖至單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)

12、器；當鈴流檢測端輸出為一負脈沖，可將負脈沖反相放大成正脈沖。圖3-3負脈沖產(chǎn)生電路原理圖3.3單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器電路圖如圖3-4所示。當前端負脈沖產(chǎn)生管vt處于截止狀態(tài)，集電極輸出為高電平時，a2的2腳輸入一個高電平，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器a2處于穩(wěn)定態(tài)。當前端負脈沖產(chǎn)生管vt導通時，其集電極輸出低電平，即向單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器a2的2腳輸入一負脈沖，a2被觸發(fā)翻轉(zhuǎn)置位進入暫態(tài)，輸出端3腳即輸出高電平，此時正電源就通過r3向c1充電，燈自動照明1分鐘后，由ne555定時器定時1分鐘，a2的6腳電平上升到2/3vdd，暫態(tài)結(jié)束觸發(fā)器翻回穩(wěn)定態(tài)，3腳輸出低電平。由于要定時1分鐘，由公式t=1.1r3c1=1分

13、鐘，可得r3=1m，c1=47uf。r3、r4為rtx-1/8w型碳膜電阻器，r3阻值為1m，r4阻值為1k。a2為ne555單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器。c1為cd11-25型電解電容器電容值為47uf。c2、c3為ct1型瓷介電容器，c2電容值為0.01uf，c3電容值為0.01uf。sb為開燈按鈕，平時需要開燈照明時，只要按一下sb，人為給a2的2腳輸入一低電平，迫使a2翻轉(zhuǎn)進入暫態(tài)，故能使燈h點亮1分鐘。圖3-4單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器電路原理圖3.4開關驅(qū)動電路當觸發(fā)器輸出端3腳輸出低電平時，可控硅vs關斷，照明燈h不亮。當觸發(fā)器輸出端3腳即輸出高電平時，vs因門極獲得觸發(fā)電流而開通，燈h即被點亮。vs為mcr

14、100-8型1a/600v小型塑封單向可控硅。h為25w小型磨砂白熾燈泡。3.512v直流電源模塊電源模塊電路如圖3-5所示。該模塊主要是將220v的交流電通過阻容降壓作用轉(zhuǎn)換成12v的直流電，在通過整流，通過電容c4濾波，濾除多余的交流信號，最后通過穩(wěn)壓，使其為整機提供12v的直流工作電壓。圖3-512v直流電源電路原理圖c4為cd11-25v型電解電容，電容值為470uf。c5為cbb-400v型聚丙烯電容器，電容值為0.68u。r5為rtx-1/8w型碳膜電阻器，阻值為1m。vd5為1n4001型硅整流二極管。vd6為2cw60型12v，1/2w穩(wěn)壓二極管。3.6按鍵控制電路當電路中無電

15、流通過時，只要通過按鍵就可人為的給單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器輸入端輸入一個低電平，迫使觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)進入暫態(tài)，故能使燈點亮。第4章系統(tǒng)仿真測試該仿真結(jié)果是單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器輸出端的波形。理想情況下仿真波形應該是一個方波，但由于下降脈沖太快，導致仿真結(jié)果和理想的結(jié)果有一定的差異。仿真電路圖如圖4-1所示；單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器輸出的仿真波形圖如圖4-2所示。圖4-1簡易電話照明燈仿真電路圖圖4-2單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器輸出波形結(jié)論畢業(yè)設計是大學學習階段一次非常難得的理論與實際相結(jié)合的機會，通過這次比較完整的簡易電話照明燈的設計，我擺脫了單純的理論知識學習狀態(tài)，和實際設計的結(jié)合鍛煉了我的綜合運用所學的專業(yè)基礎知識，解決實際問題的能力，同時也

16、提高我查閱文獻資料、設計手冊、設計規(guī)范以及電腦制圖等其他專業(yè)能力水平，而且通過對整體的掌控，對局部的取舍，以及對細節(jié)的斟酌處理，都使我的能力得到了鍛煉，經(jīng)驗得到了豐富，并且意志力和抗壓能力及耐力也都得到了不同程度的提升。在這次設計過程中，我遇到了很多的困難，特別是電路參數(shù)計算和系統(tǒng)仿真，但這些都在老師和同學的幫助下一一被解決了。我覺得此次的畢業(yè)設計主要體現(xiàn)出了同學們的自學和鉆研的精神。本設計的主要目的是解決夜間需要照明所用，這對于夜間熟睡的人初醒時十分方便。本設計主要是由鈴流檢測模塊；反相放大器；單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器；半波整流穩(wěn)壓電路構(gòu)成。它的成本不高，非常適合廣大人民使用。通過本次設計，使我對以前所學的知識有了更深的掌握，同時也達到了學以致用的目的。致謝感謝我的導師曾老師，他嚴謹細致、一絲不茍的作風一直是我工作、學習中的榜樣，他循循善誘的教導和不拘一格的思路給予我無盡的啟迪。 感謝老師，這片論文的每個實驗細節(jié)和每個數(shù)據(jù)，都離不開你的細心指導。而你開朗的個性和寬容的態(tài)度，加上你耐心的教導的幫助，使我能夠很快的完成了本次的畢業(yè)設計，在論文即將完成之際，我的心情無法平靜，從開始進入課題到論文的順利完成，有多少可敬的師長、同學、朋友給了我無言的幫助，在這里請接受我誠摯的謝意！參考文獻1楊振江，雷光純新穎實用電子設計與制作西安：西安電子科技大學出版社，20002熊建