聲光控電路的設(shè)計(jì)

1、題目：聲光控電路的設(shè)計(jì)學(xué)院：班級(jí)：姓名：學(xué)號(hào)： 指導(dǎo)教師：時(shí)間： 2012-3-19 2012-5-13目錄：一：實(shí)訓(xùn)要求 21. 設(shè)計(jì)題目： 32. 設(shè)計(jì)目的： 33. 設(shè)計(jì)任務(wù)： 34. 設(shè)計(jì)思路： 3：論文部分 41. 概述： 41. Summary: 42.關(guān)鍵字 42. The key word 53 軟件簡介 53.1 Protel 的簡介 53.2 Protel99 SE 的劃分 63.3 Protel99 SE 的功能 64 電路中用到的新元器件 64.1 駐極體麥克風(fēng) 64.1.1 組成及工作原理： 64.1.2 駐極體話筒與電路的接法： 74.2 光敏電阻 84.2.1 組

2、成 84.2.2 作用 84.2.3 主要參數(shù)與特性 84.3 51 單片機(jī) 94.3.1 51 單片機(jī)簡介 94.3.2 主要功能 105 聲光控節(jié)能燈電路的組成 105.1 電源電路 105.2 繼電器驅(qū)動(dòng) 115.3 聲控電路 125.4 光控電路 145.5 單片機(jī)控制電路 155.6 原理總圖 156 參數(shù)計(jì)算 166.1 電源電路 166.2 繼電器驅(qū)動(dòng)電路 176.3 聲控電路 176.4 光控電路 188 總結(jié)和展望 199 參考文獻(xiàn) 2010 附件一：實(shí)訓(xùn)要求1. 設(shè)計(jì)題目：聲光控電路的設(shè)計(jì)2. 設(shè)計(jì)目的：通過聲音和光線強(qiáng)度來達(dá)到電路開關(guān)的自由控制， 節(jié)約能量的同時(shí)節(jié)省了人

3、力物力，方便人們?nèi)粘Ｉ睢?. 設(shè)計(jì)任務(wù)：掌 握 protel 軟 件 、 了 解 設(shè) 計(jì) 一 個(gè) 電 路 的 步 驟 更 多 與 專 業(yè)相關(guān)的知識(shí)、 完成聲光控電路的設(shè)計(jì)的所有步驟， 設(shè)計(jì)出完整的可以投入生產(chǎn) 的電路。根據(jù)原理設(shè)計(jì)出相應(yīng)的電路圖，利用 protel 完成電路圖的設(shè)計(jì)和繪制， 并生成網(wǎng)表，最后完成PCB布局布線4. 設(shè)計(jì)思路：在選擇好主要器件包括駐極體麥克風(fēng)、光敏電阻、 51 單片機(jī)的基礎(chǔ)上通過 更多器件的相互作用來實(shí)現(xiàn)聲光控電路的功能。 并利用 protel 軟件實(shí)現(xiàn)電路的繪 制、布局布線、仿真等設(shè)計(jì)要求。：論文部分1. 概述：利用 protel 軟件對(duì)聲光控電路的設(shè)計(jì)進(jìn)行設(shè)

4、計(jì)和 pcb 版圖設(shè)計(jì)同時(shí)進(jìn)行仿 真。在 protel 軟件中需完成的工作有：聲光控電路的繪制、電路的檢錯(cuò)糾錯(cuò)、生 成網(wǎng)表、電路元器件封裝的填寫和繪制、在導(dǎo)入 pcb 前的檢驗(yàn)、 pcb 板的設(shè)計(jì)、 pcb 版的布線、電路的仿真、導(dǎo)出 pcb 版圖和電路圖。在所設(shè)計(jì)的聲光控總電路 分為以下五個(gè)模塊分別為：電源電路，光控電路，聲控電路，單片機(jī)控制電路， 繼電器驅(qū)動(dòng)電路。 而我們根據(jù)在電路的設(shè)計(jì)和 protel 中的實(shí)踐來實(shí)現(xiàn)聲光控電路 的要求。利用的：。在利用 51 單片機(jī)是需導(dǎo)入事先設(shè)計(jì)好的編程程序。 進(jìn)而幫助 電路實(shí)現(xiàn)相應(yīng)功能。1. Summary:Use of the acoustic p

5、rotel software control circuit design of design and PCB layout design and simulation. In the software of protel work to finish are: electric circuit, draw the sound of a review of the circuit fault, and the formation of nets table, error correction circuit components encapsulates the fill in and dra

6、w in the load, the inspection before PCB, PCB design, PCB version of wiring, circuit simulation, export PCB layout and circuit diagram. In the control circuit design sound always divided into the following five modules for: power supply circuit, control circuit, sonic circuits, single-chip microcomp

7、uter control circuit, drive circuit relay. And we in the circuit design and according to the practice of the sound to realize protel electric circuit requirements. The main components of a body in a microphone, photoconductive resistance, 51 SCM. In the use of 51 SCM is need to import designed good

8、programming procedures. Then to help achieve circuit function.2. 關(guān)鍵字protel軟件、pcb版圖設(shè)計(jì)、51單片機(jī)、駐極體麥克風(fēng)、光敏電阻2. The key wordProtel software, PCB layout design, 51 SCM, in a body microphone, photoconductive resistance3 軟件簡介3.1 Protel 的簡介Protel99 SE 是 Protel 公司近幾年來致力于 Windows 平臺(tái)開發(fā)的拳頭產(chǎn)品。 它能實(shí)現(xiàn)電學(xué)概念設(shè)計(jì)到輸出物理生產(chǎn)數(shù)據(jù)，

9、以及這之間的所有分析、 驗(yàn)證和設(shè) 計(jì)數(shù)據(jù)管理。今天的Protel99 SE軟件已不是單純的PCB (印刷電路板)設(shè)計(jì)工 具，而是一個(gè)系統(tǒng)工具。它覆蓋了以 PCB 為核心的全部物理設(shè)計(jì)。新版本的Protel99 SE軟件可以毫無障礙的打開 Oread Pads Accel (PCAD) 等知名 EDA 格式的設(shè)計(jì)文件，以便用戶順利過渡到新的 EDA 平臺(tái)。Protel99 SE E是ProklTechnology公司開發(fā)的基于 Windows環(huán)境下的電路板 設(shè)計(jì)軟件。該軟件功能強(qiáng)大，人機(jī)界面友好，易學(xué)易用，仍然是大中專院校電學(xué) 專業(yè)必學(xué)課程，同時(shí)也是業(yè)界人士首選的電路板設(shè)計(jì)工具。Protel99

10、 SE由兩大部分組成：電路原理圖設(shè)計(jì)( Adva need Schematic) 和多層印刷電路板設(shè)計(jì)(Advaneed PCB)。其中Advaneed Schematic由兩部分組 成：電路圖編輯器(Schematic)和元件庫編輯器(Schematic Library)。雖然 Protel99 SE 本身包含了龐大的元件庫，但在實(shí)際應(yīng)用中總會(huì)遇到找不 到元件的情況，這時(shí)就需要根據(jù)元件資料 自己動(dòng)手在元件庫中制作這個(gè)元件。還有一種情 況是各種元件分散在各個(gè)公司的元件庫中， 不便與使用，所以要把常用元件集中到一個(gè)元件庫 中，這就要自己動(dòng)手制作， 將經(jīng)常用到的元件復(fù)制到這個(gè)元件庫中， 方便以后的

11、 使用。3.2 Protel99 SE 的劃分Protel99 SE共分5個(gè)模塊，分別是原理圖設(shè)計(jì)、PCB設(shè)計(jì)（包含信號(hào)完整 性分析）、自動(dòng)布線器、原理圖混合信號(hào)仿真、 PLD 設(shè)計(jì)。3.3 Protel99 SE 的功能Protel99 SE軟件具有其它 EDA工具軟件（例：multisim）的功能。這些功 能是：（ 1）原理布圖（ 2） PCB 自動(dòng)或人工布線（3）SPICE電路仿真革命性的特點(diǎn)：（ 1）互動(dòng)的電路仿真用戶甚至可以實(shí)時(shí)采用諸如 RAM，ROM，鍵盤，馬達(dá)，LED, LCD，AD/DA， 部分 SPI 器件，部分 IIC 器件。（2）仿真處理器及其外圍電路可以仿真 51 系列

12、、 AVR 、 PIC、 ARM 、等常用主流單片機(jī)。還可以直接在基于原理圖 的虛擬原型4 電路中用到的新元器件4.1 駐極體麥克風(fēng)4.1.1 組成及工作原理：駐極體麥克風(fēng)由聲電轉(zhuǎn)換和阻抗變換兩部分組成。 聲電轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵元件是駐 極體振動(dòng)膜。 它是一片極薄的塑料膜片， 在其中一面蒸發(fā)上一層純金薄膜。 然后 再經(jīng)過高壓電場駐極后， 兩面分別駐有異性電荷。 膜片的蒸金面向外， 與金屬外 殼相連通。 膜片的另一面與金屬極板之間用薄的絕緣襯圈隔離開。 這樣， 蒸金膜 與金屬極板之間就形成一個(gè)電容。 當(dāng)駐極體膜片遇到聲波振動(dòng)時(shí)， 引起電容兩端 的電場發(fā)生變化， 從而產(chǎn)生了隨聲波變化而變化的交變電壓。 駐

13、極體膜片與金屬 極板之間的電容量比較小，一般為幾十 pF。因而它的輸出阻抗值很高(Xc = 1/ 2tfc)，約幾十兆歐以上。這樣高的阻抗是不能直接與音頻放大器相匹配的。所 以在話筒內(nèi)接入一只結(jié)型場效應(yīng)晶體三極管來進(jìn)行阻抗變換。 場效應(yīng)管的特點(diǎn)是 輸入阻抗極高、噪聲系數(shù)低。普通場效應(yīng)管有源極(S)、柵極(G)和漏極(D)三個(gè)極。 這里使用的是在內(nèi)部源極和柵極間再復(fù)合一只二極管的專用場效應(yīng)管。 接二極管 的目的是在場效應(yīng)管受強(qiáng)信號(hào)沖擊時(shí)起保護(hù)作用。場效應(yīng)管的柵極接金屬極板。這樣，駐極體話筒的輸出線便有三根。即源極 S, 般用藍(lán)色塑線，漏極D, 一 般用紅色塑料線和連接金屬外殼的編織屏蔽線。4.1

14、.2 駐極體話筒與電路的接法：駐極體話筒與電路的接法有兩種：源極輸出與漏極輸出。源極輸出類似 晶體三極管的射極輸出。需用三根引出線。漏極 D接電源正極。源極S與地之 間接一電阻Rs來提供源極電壓，信號(hào)由源極經(jīng)電容 C輸出。編織線接地起屏蔽 作用。源極輸出的輸出阻抗小于 2k，電路比較穩(wěn)定，動(dòng)態(tài)范圍大。但輸出信號(hào) 比漏極輸出小。 漏極輸出類似晶體三極管的共發(fā)射極放入。 只需兩根引出線。 漏 極D與電源正極間接一漏極電阻 RD，信號(hào)由漏極D經(jīng)電容C輸出。源極S與 編織線一起接地。 漏極輸出有電壓增益， 因而話筒靈敏度比源極輸出時(shí)要高， 但 電路動(dòng)態(tài)范圍略小。Rs和RD的大小要根據(jù)電源電壓大小來決定

15、。一般可在 2. 25. 1k 間選用。例如電源電壓為6V時(shí)，Rs為4. 7k, RD為2。2k。圖3輸出電路中， 若電源為正極接地時(shí)，只須將 D、S對(duì)換一下，仍可成為源、漏極輸出。一聲控 電路前置放大級(jí)中駐極體話筒的源極輸出和漏極輸出的兩種不同的接法， 最后要 說明一點(diǎn)，不管是源極輸出或漏極輸出， 駐極體話筒必須提供直流電壓才能工作， 因?yàn)樗鼉?nèi)部裝有場效應(yīng)管。4.2光敏電阻421 組成光敏電阻器是利用半導(dǎo)體的光電效應(yīng)制成的一種電阻值隨入射光的強(qiáng)弱而改變的電阻器；入射光強(qiáng)，電阻減小，入射光弱，電阻增大。4.2.2作用光敏電阻器一般用于光的測量、光的控制和光電轉(zhuǎn)換（將光的變化轉(zhuǎn)換為電的變化）。常

16、用的光敏電阻器硫化鎘光敏電阻器， 它是由半導(dǎo)體材料制成的。 光敏電阻器的阻值隨入射光線（可見光）的強(qiáng)弱變化而變化，在黑暗條件下，它 的阻值（暗阻）可達(dá)110M歐，在強(qiáng)光條件（100LX ）下，它阻值（亮阻）僅有 幾百至數(shù)千歐姆。光敏電阻器對(duì)光的敏感性（即光譜特性）與人眼對(duì)可見光（0.40.76）叩的響應(yīng)很接近，只要人眼可感受的光，都會(huì)引起它的阻值變化。 設(shè)計(jì)光控電路時(shí)，都用白熾燈泡（小電珠）光線或自然光線作控制光源，使設(shè)計(jì) 大為簡化。4.2.3主要參數(shù)與特性根據(jù)光敏電阻的光譜特性，可分為三種光敏電阻器：紫外光敏電阻器：對(duì)紫外線較靈敏，包括硫化鎘、硒化鎘光敏電阻器等，用 于探測紫外線。紅外光敏電

17、阻器：主要有硫化鉛、碲化鉛、硒化鉛。銻化銦等光敏電阻器，廣泛用于導(dǎo)彈制導(dǎo)、天文探測、非接觸測量、人體病變探測、紅外光譜， 紅外通信等國防、科學(xué)研究和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中。光敏電阻的主要參數(shù)是：（1）光電流、亮電阻。（2）暗電流、暗電阻。光敏電阻在一定的外加電壓下，當(dāng)沒有光照射的時(shí)候，流過的電流稱為暗電流。外加電壓與暗電流之比稱為暗電阻，常用“0LX表示。3）靈敏度。靈敏度是指光敏電阻不受光照射時(shí)的電阻值（暗電阻）與受光照射時(shí)的電阻值（亮電阻）的相對(duì)變化值。（4）光譜響應(yīng)。光譜響應(yīng)又稱光譜靈敏度，是指光敏電阻在不同波長的單色光照射下的靈敏度。若將不同波長下的靈敏度畫成曲線，就可以得到光譜響應(yīng)的曲線。（5

18、）光照特性。光照特性指光敏電阻輸出的電信號(hào)隨光照度而變化的特性。 從光敏電阻的光照特性曲線可以看出，隨著的光照強(qiáng)度的增加，光敏電阻的阻值 開始迅速下降。若進(jìn)一步增大光照強(qiáng)度，則電阻值變化減小，然后逐漸趨向平緩。 在大多數(shù)情況下，該特性為非線性。（6）伏安特性曲線。伏安特性曲線用來描述光敏電阻的外加電壓與光電流 的關(guān)系，對(duì)于光敏器件來說，其光電流隨外加電壓的增大而增大。（7）溫度系數(shù)。光敏電阻的光電效應(yīng)受溫度影響較大，部分光敏電阻在低 溫下的光電靈敏較高，而在高溫下的靈敏度則較低。（8）額定功率。額定功率是指光敏電阻用于某種線路中所允許消耗的功率， 當(dāng)溫度升高時(shí)，其消耗的功率就降低。4.3 51

19、單片機(jī)4.3.151單片機(jī)簡介51單片機(jī)是對(duì)目前所有兼容In tel 8031指令系統(tǒng)的單片機(jī)的統(tǒng)稱。該系列 單片機(jī)的始祖是In tel的8031單片機(jī)。后來隨著Flash Rom技術(shù)的發(fā)展，8031單 片機(jī)取得了長足的進(jìn)展，成為目前應(yīng)用最廣泛的8位單片機(jī)之一，其代表型號(hào)是 ATMEL公司的AT89系列，它廣泛應(yīng)用于工業(yè)測控系統(tǒng)之中。目前很多公司都 有51系列的兼容機(jī)型推出，在目前乃至今后很長的一段時(shí)間內(nèi)將占有大量市場。 51單片機(jī)即是基礎(chǔ)入門的一個(gè)單片機(jī)，還是應(yīng)用最廣泛的一種。當(dāng)前常用的51系列單片機(jī)主要產(chǎn)品有：*Intel 的：80C31、80C51、87C51，80C32、80C52、8

20、7C52 等；*ATMEL 的：89C51、89C52、89C2051 等；*Philips、華邦、Dallas、Siemens（lnfineon）等公司的許多產(chǎn)品目前，國產(chǎn)宏晶STC單片機(jī)以其低功耗、廉價(jià)、穩(wěn)定性能，占據(jù)著國內(nèi)51單片機(jī)較大市場432主要功能8位CPU4kbytes程序存儲(chǔ)器（ROM） （52為8K） 256bytes 的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（RAM） （52 有 384bytes 的 RAM ）32條I/O 口線111條指令，大部分為單字節(jié)指令 21個(gè)專用寄存器2個(gè)可編程定時(shí)/計(jì)數(shù)器5個(gè)中斷源，2個(gè)優(yōu)先級(jí)（52有6個(gè)） 一個(gè)全雙工串行通信口外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器尋址空間為64kB外部程序存儲(chǔ)

21、器尋址空間為64kB邏輯操作位尋址功能 雙列直插40PinDIP封裝 單一 +5V電源供電CPU:由運(yùn)算和控制邏輯組成，同時(shí)還包括中斷系統(tǒng)和部分外部特殊功 能寄存器；RAM :用以存放可以讀寫的數(shù)據(jù)，如運(yùn)算的中間結(jié)果、最終結(jié)果以及欲 顯示的數(shù)據(jù)；ROM :用以存放程序、一些原始數(shù)據(jù)和表格；I/O 口：四個(gè)8位并行I/O 口，既可用作輸入，也可用作輸出；T/C:兩個(gè)定時(shí)/記數(shù)器，既可以工作在定時(shí)模式，也可以工作在記數(shù)模 式；五個(gè)中斷源的中斷控制系統(tǒng)；一個(gè)全雙工UART （通用異步接收發(fā)送器）的串行I/O 口，用于實(shí)現(xiàn)單 片機(jī)之間或單片機(jī)與微機(jī)之間的串行通信；片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘產(chǎn)生電路，石英晶體和微

22、調(diào)電容需要外接。最高振蕩 頻率為12M。5聲光控節(jié)能燈電路的組成下面將總電路分為以下五個(gè)模塊：電源電路，光控電路，聲控電路，單片機(jī) 控制電路，繼電器驅(qū)動(dòng)電路。5.1電源電路本課程設(shè)計(jì)使用的是 12V雙電源和+5V單電源的兩級(jí)電路。如圖所示1U2 901 22Vou tDNG3Vou tC2DNGTIOuf圖3.1直流電源電路電源電路由變壓，整流，濾波，穩(wěn)壓四部分構(gòu)成。電源電路由變壓，整流，濾波，穩(wěn)壓四部分構(gòu)成。變壓電路由普通的電源變 壓器組成，將220V的交流電轉(zhuǎn)換成低壓交流電；整流電路由一個(gè)橋式整流組成， 將低壓交流電轉(zhuǎn)換成脈動(dòng)直流電；濾波電路由濾波電容C1構(gòu)成，濾除交流成分， 增加直流成分

23、；穩(wěn)壓電路主要由 7912集成穩(wěn)壓器，輸入端和輸出端電容 C3構(gòu) 成,集成穩(wěn)壓器利用負(fù)反饋進(jìn)一步穩(wěn)定經(jīng)過濾波后的電壓，輸出端電容用以改善負(fù)載的瞬態(tài)效應(yīng)，消除電路的高頻噪聲，同時(shí)具有消振的作用；5.2繼電器驅(qū)動(dòng)將開關(guān)電路的負(fù)載改為繼電器，即變成繼電器驅(qū)動(dòng)電路。如圖所示:RLY1DS1 LA MP圖3.5繼電器驅(qū)動(dòng)及照明電路運(yùn)放同相輸入端與單片機(jī)P1.7 口相連，電壓跟隨器將微弱的單片機(jī)10 口輸 出電流放大，提高帶負(fù)載能力，使電流能夠驅(qū)動(dòng)三極管，但為防止電流過大燒壞 三極管，因此加上限流電阻 R13，從而通過三極管的開關(guān)作用來驅(qū)動(dòng)繼電器。當(dāng)開關(guān)的負(fù)載為電動(dòng)機(jī)或者繼電器等感性負(fù)載時(shí)，在截?cái)嗔鬟^負(fù)載

24、的電流時(shí)（晶體管進(jìn)入截止?fàn)顟B(tài)時(shí)），會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢（楞次定律）。這時(shí)產(chǎn)生的電壓非 常大。當(dāng)這種電壓超過晶體管的VCBOVCE。時(shí)，晶體管將會(huì)被擊穿。因此給繼電器 并上一個(gè)二極管，將集電極的電位鉗制在（VCC 0.5）V左右，防止三極管被擊穿。5.3聲控電路光控電路由拾音電路，兩級(jí)放大電路和遲滯比較器構(gòu)成，如圖所示:拾音電路將聲音轉(zhuǎn)換成微弱的電壓信號(hào)。 然后，微弱的電壓信號(hào)經(jīng)過兩級(jí)放大成伏級(jí)的電壓，電壓通過遲滯比較器轉(zhuǎn)變成單片機(jī)識(shí)別的方波信號(hào)，經(jīng)過雙向穩(wěn)壓管變成5V的方波，然后傳給單片機(jī)的外部中斷 P3.4 口。拾音電路由小型麥克和限流電阻組成，自制5V電源向其提供驅(qū)動(dòng)電流；兩級(jí)放大電路由兩級(jí)共

25、射單管放大組成，前級(jí)是NPN管，后級(jí)是PNP管；遲滯比R11R12較器的正向閾值電壓為:Vth負(fù)向閾值電壓為：RoRiiR2R11 R12RoR11 R12VzVthRoRnR2R11 R12R10尺1 R2Vz由圖而知，Vref 0V，故:VthVz（式 3.2）可以通過閾值電壓的設(shè)置來消除兩級(jí)放大的噪聲，防止噪聲對(duì)產(chǎn)生方波信號(hào)的干擾，從而消除噪聲對(duì)單片機(jī)的干擾，增強(qiáng)對(duì)有用信號(hào)的識(shí)別。電阻斶200K ,非常大，延長電容放電時(shí)間。5.4光控電路由光敏電阻，滑動(dòng)變阻器，電阻，NPN三極管及運(yùn)算放大器LM358組成, 如下圖所示：當(dāng)光敏電阻受光照時(shí)，電阻減小，運(yùn)放同向輸入端為低電平；當(dāng)光照較弱時(shí)，

26、 電阻增加，運(yùn)放同向輸入端為高電平。光控電路的輸出信號(hào)經(jīng)過電壓跟隨器后， 將比較微弱的電流信號(hào)放大到單片機(jī)能夠識(shí)別的電流，然后由運(yùn)放輸出端將放大后的信號(hào)傳給單片機(jī)的P1.6 口。電路圖中的集電極電阻 R16作為限流電阻，保護(hù)三極管；調(diào)節(jié)變阻器 R15 能夠改變基極電流ib，從而控制發(fā)射結(jié)和集電極電流，進(jìn)而控制整個(gè)光控電路對(duì) 光信號(hào)的靈敏度。5.5單片機(jī)控制電路單片機(jī)最小系統(tǒng)如下圖所示:圖3.4單片機(jī)最小系統(tǒng)P1.6作為光控信號(hào)的輸入口， P3.4是聲控信號(hào)的輸入端，P1.7是作為輸出 端，與繼電器驅(qū)動(dòng)電路相連。由于沒有外部ROM，所以EA與外部電源相接，置高平，直接讀取內(nèi)部ROM本次課設(shè)通過單

27、片機(jī)來完成延時(shí)電路和與電路的功5.6原理總圖原理圖如下所示:圖3.6原理總圖由圖可知，聲光控節(jié)能燈電路聲控電路（由聲音拾取電路、放大電路、滯回 比較器構(gòu)成），光控電路（電壓跟隨器），單片機(jī)控制電路（由延時(shí)電路和邏輯與 電路構(gòu)成），繼電器驅(qū)動(dòng)電路及電源電路等部分組成。其中聲控電路和光控電路是整個(gè)電路的核心部分，作用是將 MIC輸出的微弱聲音信號(hào)進(jìn)行放大， 并轉(zhuǎn)換成方波信號(hào)。最后通過單片機(jī)的比較輸出來控制繼電器的導(dǎo)通，進(jìn)而控制燈的亮滅。6參數(shù)計(jì)算6.1電源電路由于集成穩(wěn)壓器輸出端為 12V則輸入端至少為12v，因此選擇220V轉(zhuǎn)2V 的變壓器和7912的集成穩(wěn)壓管。因?yàn)楸敬坞娐返碾娏鞫紴楹涟布?jí)別的

28、，選擇最 大輸出電流為1A的集成穩(wěn)壓管，能完全達(dá)到電路要求。濾波電容一般越大越好，一般選取 2200u或1000u,在這里選擇1000u的電容； 輸出端電容一般取一大一小，選取 0.1u和100u的電容。6.2繼電器驅(qū)動(dòng)電路單片機(jī)高電平時(shí)輸出拉電流，大概是0.08-0.16mA,表明52的輸出能力很弱， 因此需要加驅(qū)動(dòng)，本次采用 UA741構(gòu)成電壓跟隨器，提高帶負(fù)載的能力。繼電 器選擇5V電壓供電，觸點(diǎn)電流為1A，吸合電流電流設(shè)為50mA，將基極電流控 制在0.5mA，故選擇三極管的100，基極電流所以三極管的集電極電流（負(fù)載電流）的額點(diǎn)值要大于50mA，三極管的集電極-發(fā)射極和集電極-基極間

29、的最100, Vcbo 5V ,Vceo 5，三極大額定值VcboVce。要大于5V，即Ic 50mA管9013完全滿足要求，參數(shù)為集電極-基極擊穿電壓Vcbo為30 V，集電極-發(fā)射極擊穿電壓Vceo為25 V，集電極電流為500 mA，基極電流為50mA，放大倍數(shù)滿足要求單片機(jī)P1.7輸出信號(hào)為5V高電平時(shí)，三極管導(dǎo)通。繼電器驅(qū)動(dòng)電路的輸入 端為5V，由圖可知，以5V減去基極與發(fā)射極的結(jié)電壓 0.7V，得到限流電阻上 的分壓為4.3V，然后代入R=U/I公式，4.3V/0.5mA=8.6K。所以使用8.6K的限 流電阻就可以了。但8.6K不在四環(huán)電阻的系列值里，可以使用 8.2K代替。此外

30、，UA741的最大輸出電流為40mA，完全可以滿足基極電流的輸出；繼 電器在三極管斷開的瞬間產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢很大，一般為一百伏或幾百伏，因此選擇反向電壓達(dá)1000V的1N4007,能夠達(dá)到要求。6.3聲控電路駐極體話筒將聲音信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，其大小為幾毫伏，話筒使用5V電源驅(qū)動(dòng)，電阻R2為限流電阻。電阻太大，導(dǎo)致驅(qū)動(dòng)電流太??；電阻太小，導(dǎo)致電 流太大，故設(shè)定電阻為2K兩級(jí)直接耦合放大電路放大倍數(shù)氏Av1aA1而A侃/侃1）,TTK（朕200 126mV)Ie（Rl1為二級(jí)的輸入電阻）2尺2rbe212匾200Re226mv1 2-?-)e2(式 4.2)121005,又因基極電流比較小，故取設(shè)

31、定 Av 2000 Ici = Ic2 1mA I b2 3mA Vb &/ R3 & Vcc 取V 0.83V 則 RRaRs 150K,&30K ；& R7VB Vbe /Ie 130 取 R7 100 ；仏 200 11 26口巴=2.8K,巴 rbe2 200 1 2 26mV 1 e2 =1 5K ；在輸入交流信號(hào)時(shí)，電容接通，電阻被短接，此時(shí) & 0 ;代入（式4.2） 得：R|_1 R2 7100K（RL1 &/艮1，尺2 R|_2 /RC2），而取巴 5K，則 RL1 =1K Rl2=7.1K，取 Rc215K。三極管采用互補(bǔ)對(duì)稱的9013與9012完全滿足要求。將其代入電路算

32、得宀2092，仿真為700倍左右，經(jīng)檢驗(yàn)實(shí)際放大倍數(shù)為500左右；因此設(shè)計(jì)遲滯比較器時(shí)，采用實(shí)際值。由于兩級(jí)放大電路存在噪聲，經(jīng)測量大約為5mV左右，需要加遲滯比較器， 設(shè)置合適的閾值電壓，將此段噪聲濾掉。而經(jīng)測量聲音信號(hào)經(jīng)兩級(jí)放大后為 0.5V 左右，因此將閾值電壓設(shè)為0.25VVref 0V，Vz= 5V。因此，在遲滯比較器的輸出端加上 5的穩(wěn)壓管，并加上限流電阻 尺6，取1K。設(shè)電阻R0=1OK，由式 3.2得：則電阻R11=200K，滑動(dòng)變阻器設(shè)為150K，根據(jù)外面聲音信號(hào)的大小來 調(diào)節(jié)閾值電壓的值。6.4光控電路將基極電流設(shè)為0.1mA，當(dāng)有光照射時(shí)，尺6 Vcc Vce Ib,R1

33、6=50K，與光 敏電阻此時(shí)的阻值（約為1K到10K）相比，光敏電阻可以忽略。選擇100K的滑 動(dòng)變阻器來替代50K，讓基極電流可調(diào)，從而控制射級(jí)電流和控制光控電路的靈 敏度。集電極電阻為限流電阻，取值為 22K。7調(diào)試與小結(jié)本次設(shè)計(jì)過程中，遇到了許多冋題，但經(jīng)過調(diào)試解決。在導(dǎo)入pcb的過程中節(jié)點(diǎn)的連線和元器件的封裝型號(hào)等問題都給我們帶來 了很大的麻煩。在pcb的布局布線過程中器件的位置以及連線的繞行方向都使我 們不得不多次返工制作。繼電器驅(qū)動(dòng)部分如果不加負(fù)載時(shí)，單片機(jī)的輸出電壓為標(biāo)準(zhǔn)的方波，但在輸 出端（P1.7）加了繼電器驅(qū)動(dòng)時(shí)，不能帶動(dòng)負(fù)載。因此，后來加上了電壓跟隨器 來驅(qū)動(dòng)負(fù)載。在光控

34、部分也出現(xiàn)了同樣的問題，都加上了電壓跟隨。光控部分： 經(jīng)過兩級(jí)放大的聲音信號(hào)，開始是直接經(jīng)過過零比較器轉(zhuǎn)變?yōu)榉讲ǎ?但由于兩級(jí) 放大存在很大的噪聲，導(dǎo)致輸出端是一條直線，沒有方波出現(xiàn)。后來在過零比較 器的輸出端加了一個(gè)電容，通過改變電容的大小的位置最終實(shí)現(xiàn)正常。 加深了對(duì) 運(yùn)放組成的基本電路的理解，如電壓跟隨器，電壓比較器等。此外，對(duì)一些新型 器件的使用，如繼電器，光敏電阻，駐極體麥克風(fēng)，也拓展了自己的知識(shí)，增加 了以后自己使用器件的范圍。PcbIl lhRI i bir n t * ri ir rr 14 !館 i：P 91 Q1汀.TiiH宵 b|ip lni fb i曲期Hif M-lp4-til口屮 沖口1亠3ElukriifQQ暫卜灰-4 .!: +/.陽El YJEHflkwTRFUSERLY以上為本次實(shí)訓(xùn)中所加的封裝8總結(jié)和展望在本次專業(yè)實(shí)訓(xùn)中我們不僅學(xué)會(huì)了一種對(duì)于電子專業(yè)必不可少的一種軟件Protel99SE，而且由于本次實(shí)訓(xùn)還是我們更加了解到想要成功設(shè)計(jì)出一種可 以實(shí)現(xiàn)并且具有實(shí)用價(jià)值的電路是一件十分困難的事。在實(shí)訓(xùn)當(dāng)中我們了解到了