樓道聲光控燈

數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計論文樓道聲光控制照明燈設(shè)計學生姓名： 指導教師： 專業(yè)：班級： 學號： 設(shè)計時間： 實驗地點： 摘要我們利用一塊時基電路及少數(shù)外圍元件可組成聲光控制照明燈。白天，由于光線照射，該燈始終處于關(guān)閉狀態(tài)，一到晚上，該燈只要收到一個猝發(fā)的聲響（如：掌聲、跺腳聲、擊掌聲、咳嗽聲等等）就會使燈自然點亮，而后，延遲一段時間就會自行熄滅（此處為了實現(xiàn)模擬的效果，該電路設(shè)計中只延時了5秒），達到節(jié)電的目的。在該電路中還采用了光敏電阻，以此來辨別是白天還是黑天。通過74LS122帶濾波的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，來實現(xiàn)每次的清空作用。根據(jù)課題要求，先擬定電路的原理圖。而在此之前，首先要了解電路的結(jié)構(gòu)及其原理，然后才能將電路圖設(shè)計出來。本電路大可分為：聲控部分、光控部分和單穩(wěn)態(tài)延時部分。該電路具有結(jié)構(gòu)簡單、耗電量小、性能穩(wěn)定、靈敏度高、通用性強的特點。目錄TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"第一章緒論 1\o"CurrentDocument"1課題的意義和目的 1\o"CurrentDocument"2電路的功能 1\o"CurrentDocument"第二章電路原理圖的設(shè)計 2\o"CurrentDocument"1電路圖方案的研究與確定 2\o"CurrentDocument"2電路的元件及參數(shù) 5\o"CurrentDocument"第三章電路的組裝與調(diào)試 8\o"CurrentDocument"1電路的組裝 8\o"CurrentDocument"2電路的調(diào)試 8\o"CurrentDocument"第四章總結(jié) 9參考文獻 1\o"CurrentDocument"附錄: 1\o"CurrentDocument"電路原理圖 1吉林工程技術(shù)師范學院課程設(shè)計論文第一章緒論1-1課題的意義和目的21世紀是一個注重環(huán)保的時代，也是一個高科技時代，而節(jié)能減排的，也逐漸被人們所重視，人們開始思考怎樣能減少能源的消耗。而此次的課題，正適應了如今的主題。聲光控樓道燈能節(jié)約大量的電能，而且，該電路具有結(jié)構(gòu)簡單、耗電量小、性能穩(wěn)定、靈敏度高、通用性強的特點，在日常生活中可廣泛推廣。（如今的建筑中大多采用的都是這種聲光控燈，當然，它的造型各異，在節(jié)能的同時，還具有賞析的效果。此次課題的目的：了解聲光雙控樓道燈的電路結(jié)構(gòu)和工作原理通過對聲光控樓道燈的組裝、調(diào)試、檢測，進一步掌握電子電路的裝配技巧。熟悉光敏三極管、555時基電路、帶濾波單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器在電路中的具體應用。1-2電路的功能根據(jù)要求，電路實現(xiàn)在白天時，電燈不會亮；在夜里，當有聲響（如：掌聲、腳步聲…….）時，小燈泡才會亮起，并以此來達到節(jié)能的作用。吉林工程技術(shù)師范學院課程設(shè)計論文第二章電路原理圖的設(shè)計2-1電路圖方案的研究與確定根據(jù)課題要求，先擬定電路的原理圖。而在此之前，首先要了解電路的結(jié)構(gòu)及其原理，然后才能將電路圖設(shè)計出來。本電路大可分為：聲控部分、光控部分和單穩(wěn)態(tài)延時部分。2-1-1聲控部分的原理本部分通過R2、R3、R5、C3、C4、LM358運算放大器、麥克組成。此部分電路屬于放大電路，并且，此部分也相當于一個觸發(fā)器。它采用麥克，將聲響信號轉(zhuǎn)換成電信號后，通過C4直接送給運算放大器進行放大。該放大器由R2、R3提供偏流。R5為直流負反饋電阻，用來穩(wěn)定工作點。C3為交流旁路電容，用以補償放大器的交流增益。R6為放大器的輸出直流負載電阻，放大后的負脈沖信號去觸發(fā)由555集成塊組成的單穩(wěn)態(tài)延時電路，達到控制負載的目的。由運算放大器的1腳接入NE555的2腳和6腳并聯(lián)處，達到提供一個輸入的聲音信號的目的。（以上的代號依照如下2-1圖中的所示）2-1-2光控部分的原理本部分通過R1、R4、R7、R8、R9、LM358運算放大器組成。它通過R4光敏電阻來判別是白天還是黑天。在白天，由于光照度較強，電路呈低阻態(tài)，為運放提供了一個較大的偏置電流，使其飽和導通。此時，運放使接入555集成塊強制復位端4腳被強制為低電平，555集成塊處于復位狀態(tài)，是輸入端3腳恒為低電平，雙向晶閘管無觸發(fā)電流而關(guān)斷，燈泡不亮。因此，白天不管聲控信號如何增強，燈都不亮。555集成塊的3腳始終為低電平。相對的，到了黑天，電路呈高阻態(tài)，555集成塊始終為高電平，在聲控部分的配合下，燈亮起。通過改變R9的值，可以控制光控的靈敏度（以上的代號依照圖2-2中的原理圖所示）。而R8、R7提供一個參考電壓，決定了6腳的電位。R1、R4決定了5腳電位。當5腳電位高于6腳電位時，輸出高電平，反之，輸出低電平。而因為光的強度不同，R4的阻值也就不同，因此，R4在此處起到了決定性作用。當然，具體的數(shù)據(jù)要通過分壓公式進行推算。例如：在實驗的過程中，因為陰天的緣故，測得R4兩端電阻值為3.6V，輸入電壓為6V，根據(jù)分壓公式得出：R4 x6V=―36—x6Vr2.604V公式2-1R1+R4 4.7+3.6公式2-1R7 x6V=4.7 x6Vr1.918VR7+R8 4.7+10由此，5腳電位高于6腳電位，所以，此時燈將亮起。該部分由運放的7腳接入4腳，當輸出為低電平時，R端復位555，定時器不再接收聲音信號。此時，R端為低電平。555的3腳OUT端輸出低電平，無法觸發(fā)74LS122.反之，當輸出為高電平時，555此時接收聲音信號，R端為高電平。555的輸出端輸出高電平，觸發(fā)74LS122，達到聲光控的目的。

2-1-3單穩(wěn)態(tài)延時部分的原理.2-1-3單穩(wěn)態(tài)延時部分的原理.本部分通過:R10、Ci、74LS122、NE555實現(xiàn)其功能。首先，NE55功能如表2-1所示：：：："：""："."""「；「「--「「「--「表2-1NE555功能表THTRROUTDIS<2/3VCC<1/3VCCH11<2/3VCC>1/3VCCH00>2/3VCC<1/3VCCH00>2/3VCC>1/3VCCH00R10、C1接入74LS122中，將555的輸出端3腳與74LS122的1腳、2腳并聯(lián)，實現(xiàn)電路的延時作用，根據(jù)延時的時間不同，所選用的電阻和電容也不同，本次課題設(shè)計要求延時5秒，因此，阻值和容值較小，如用到日常生活中，則仍需要進行數(shù)值的估算。最后，將發(fā)光二極管接入74LS122的輸出端Q端，串聯(lián)一個電阻，以確保電燈的穩(wěn)定性。此電路中采用的74LS122模塊，又稱帶濾波的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，也具有穩(wěn)定電路的作用，但這里主要用來達到延時的效果。（以上的代號依照圖2-3中的原理圖所示）

2-3單穩(wěn)態(tài)延時部分原理圖綜上所述，我們就可以來確定電路方案了，并以此來確定電路了。2-2電路的元件及參數(shù)電路元件及參數(shù)如表2-2所示：表2-2電路元件及參數(shù)名稱代號型號、規(guī)格電阻R14.7KR21KR31KR4光敏電阻；4.7KR54.7KR6150KR74.7KR810KR94.7K

R10150K電阻R11300R電容C147UFC347UFC447UF麥克二極管LED發(fā)光二極管單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器U374LS122555時基電路U2NE555運算放大器U1A、U2BHA17358其中，74LS122、NE555、HA17358三個模塊的管腳圖如下:圖2-474LS122管腳圖：

圖2-5NE555管腳圖圖2-6HA17358管腳圖值得注意的是：在進行參數(shù)確定時，要根據(jù)實際情況進行計算，要將誤差分析清楚，避免電路無法正常工作。（本次設(shè)計已將參數(shù)直接給出，所以，直接采用即可）吉林工程技術(shù)師范學院課程設(shè)計論文第三章電路的組裝與調(diào)試3-1電路的組裝在組裝電路之前，首先要查看電路電路圖，確定好所需元件，并對元件進行檢測，看是否符合規(guī)格。之后，再進行插件。插件時，最好依照電路圖，一部分一部分進行，這樣，層次清晰，不會混亂。在插件工作完成后，先不要進行焊接，首先將電路連接，看電路在連接過程中，有些插件會不會影響到線路的連接，之后進行調(diào)整，最后，在進行焊接。在焊接的過程中，電源和地要分別引出來，這樣在測試時更方便，而且，結(jié)構(gòu)清晰。同時，也要注意：在焊接集成塊底座時，宜將電烙鐵的插頭拔掉，利用余熱焊接。本次設(shè)計中，提供了模塊的底座，無需將模塊直接接入電路中，只需將底座焊接，再將模塊插入調(diào)試即可，這樣可以減少模塊的壞損率。3-2電路的調(diào)試組裝電路完成后，將進行電路的調(diào)試。首先，我們要將地線和電源線分別接入測試的電源箱或電池上，電源線接入“+”極，地線接入“一”極以此來觀察電路是否可行。其次，我們只給出聲響，不觸碰光敏電阻，此時，如果小燈泡不亮，說明電路可以正常運轉(zhuǎn)。之后，我們要將手指按在光敏電阻上，以此來達到黑天的目的。與此同時，發(fā)出聲響，看小燈泡是否亮起，如若亮起，說明電路可以正常運轉(zhuǎn)，反之，需重新檢查電路，看電路的電源線或地線是否連接正確，如不是癥結(jié)所在，在進行檢查電路的具體內(nèi)部結(jié)構(gòu)焊接。要是查到有錯誤，則需注意，在此焊接的地方，不能再次進行焊接操作。吉林工程技術(shù)師范學院課程設(shè)計論文第四章總結(jié)通過這次課程設(shè)計，我學到了很多。例如：設(shè)計一個電子電路系統(tǒng)時，首先必須明確系統(tǒng)的設(shè)計任務(wù)，根據(jù)任務(wù)進行方案選擇，然后對方案中的各個部分進行單元的設(shè)計，參數(shù)計算和器件選擇，最后將各個部分連接在一起，畫出一個符合設(shè)計要求的完整的系統(tǒng)電路圖。之后，進行調(diào)試，就完成了整個電路的設(shè)計。當然，這個過程是一個十分繁瑣的過程，也是一個培養(yǎng)我們自身能力的過程。明確系統(tǒng)的設(shè)計任務(wù)要求對系統(tǒng)的設(shè)計任務(wù)進行具體分析，充分了解系統(tǒng)的性能，指標，內(nèi)容及要求，以明確系統(tǒng)應完成的任務(wù)。方案選擇這一步的工作要求是把系統(tǒng)要完成的任務(wù)分配給若干個單元電路，并畫出一個能表示各單元功能的原理框圖。方案選擇的重要任務(wù)是根據(jù)掌握的知識和資料，針對系統(tǒng)提出的任務(wù)，要求和條件，完成系統(tǒng)的功能設(shè)計。在這個過程中要敢于探索，勇于創(chuàng)新，力爭做到設(shè)計方案合理，可靠，經(jīng)濟，功能齊全，技術(shù)先進。并且對方案要不斷進行可行性和有缺點的分析，最后設(shè)計出一個完整框圖?？驁D必須正確反映應完成的任務(wù)和各組成部分的功能，清楚表示系統(tǒng)的基本組成和相互關(guān)系。單元電路的設(shè)計，參數(shù)計算和期間選擇根據(jù)系統(tǒng)的指標和功能框圖，明確各部分任務(wù)，進行各單元電路的設(shè)計，參數(shù)計算和器件選擇。.單元電路設(shè)計單元電路是整機的一部分，只有把各單元電路設(shè)計好才能提高整機設(shè)計水平。每個單元電路設(shè)計前都需明確各單元電路的任務(wù)，詳細擬定出單元電路的性能指標，與前后級之間的關(guān)系，分析電路的組成形式。具體設(shè)計時，可以模仿傳輸?shù)南冗M的電路，也可以進行創(chuàng)新或改進，但都必須保證性能要求。而且，吉林工程技術(shù)師范學院課程設(shè)計論文不僅單元電路本身要設(shè)計合理，各單元電路間也要互相配合，注意各部分的輸入信號，輸出信號和控制信號的關(guān)系。?參數(shù)計算為保證單元電路達到功能指標要求，就需要用電子技術(shù)知識對參數(shù)進行計算。例如，放大電路中各電阻值，放大倍數(shù)的計算。只有很好的理解電路的工作原理，正確利用計算公式，計算的參數(shù)才能滿足設(shè)計要求。參數(shù)計算時，同一個電路可能有幾組數(shù)據(jù)，注意選擇一組能完成電路設(shè)計要求的功能，在實踐中能真正可行的參數(shù)。計算電路參數(shù)時應注意下列問題：元器件的工作電流，電壓，頻率和功耗等參數(shù)應能滿足電路指標的要求；元器件的極限參數(shù)必須留有足夠充裕量，一般應大于額定值的1.5倍；電阻和電容的參數(shù)應選計算值附近的標稱值。?器件選擇元件的選擇阻容電阻和電容種類很多，正確選擇電阻和電容是很重要的。不同的電路對電阻和電容性能要求也不同，有的電路對電容的漏電要求很嚴，還有些電路對電阻，電容的性能和容量要求很高。設(shè)計時要根據(jù)電路的要求選擇性能和參數(shù)合適的阻容元件，并要注意功耗，容量，頻率和耐壓范圍是否滿足要求。分立元件的選擇分立元件包括二極管，品體三極管等。根據(jù)其用途分別進行選擇。選擇的期間種類不同，注意事項也不同。集成電路的選擇由于集成電路可以實現(xiàn)很多單元電路甚至整機電路的功能，所以選用集成電路來設(shè)計單元電路和總體電路既方便又靈活，它不僅使系統(tǒng)體積縮小，而且性能可靠，便于調(diào)試及運用，在設(shè)計電路時頗受歡迎。選擇的集成電路不僅要在功能和特性上實現(xiàn)設(shè)計方案，而且要滿足功耗，電壓，速度，價格等多方面的要求。本次課程設(shè)計中我們采用了三個集成電路。電路圖的繪制吉林工程技術(shù)師范學院課程設(shè)計論文為詳細表示設(shè)計的整機電路及各單元電路的連接關(guān)系，設(shè)計時需繪制完整電路圖。電路圖通常是在系統(tǒng)框圖，單元電路設(shè)計，參數(shù)計算和器件選擇的基礎(chǔ)上繪制的，它是組裝，調(diào)試和維修的依據(jù)。繪制電路圖時要注意以下幾點：（1） 布局合理，排列均勻，圖片清晰，便于看圖，有利于對圖的理解和閱讀。有時一個總電路由幾部分組成，繪圖時應盡量把總電路圖畫在一張圖紙上。如果電路比較復雜，需繪制幾張圖，則應把主電路畫在同一張圖紙上，把一些比較獨立和次要的部分畫在另外的圖紙上，并在圖的斷口兩端做上標記，標出信號從一張圖到另一張圖的引出點和引入點，以此說明各圖紙在電路連線之間的關(guān)系。有時為了強調(diào)并便于看清各單元電路的功能關(guān)系，每一個功能單元電路的元件應集中布置在一起，并盡可能按工作順序排列。（2） 注意信號的流向，一般從輸入端和信號源畫起，由左至右或由