《《简易延时声光控照明灯的设计》-公开DOC·毕业论文》由会员分享，可在线阅读，更多相关《《简易延时声光控照明灯的设计》-公开DOC·毕业论文（21页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、l 济南职业学院济南职业学院 毕业设计（论文）毕业设计（论文） 题题 目：目： 简易延时声光控照明灯的设计 系系 部：部： 电子工程系 专专 业：业： 应用电子技术 学学 号：号： 201008011129 学生姓名：学生姓名： 指导教师：指导教师： 职职 称：称： 实 验 师 二二 O 一三年一月八日一三年一月八日 l 济南职业学院 毕业论文（设计）任务书 课题名称： 简易延时声光控照明灯的设计 系 部： 电子工程系 专 业： 应用电子技术 姓 名： 学 号：_ 201008011129 指导教师： 二二 O 一三年一月八日一三年一月八日 l 一、毕业论文（设计）的目的与要求： 毕业设计（论
2、文）是教学过程中最后一个重要的实践性教学环节， 是应用在校所学知识、结合工程实际，进行一次系统的、有机的解决 工程实际问题的训练，目的是巩固、扩大和提高所学理论知识，使之 系统化，并提升为解决实际工程技术问题的能力，通过本课题的实施 可初步掌握工业企业的自动化技术改造基本方法和步骤。 通过毕业设计实践，可使学生进一步提高资料检索、计算、绘图、 动手制作和编写说明书的职业技能。 2、毕业论文（设计）的内容： 1、根据技术要求进行总体方案设计 2、具体的单元电路设计，并做出必要的分析说明。 3、画出完整的原理电路。 4、对电路的功能做出分析说明。 5、小结。 l 三、毕业论文（设计）进程的安排 序
3、序 号号论文（设计）各阶段名称日 期备备 注注 1 1 指导教师召集相关学生，向学生介 绍毕业设计的相关规定，布置任务。1 月 8 号 2 2 论文准备，期间老师不得少于两次 指导学生。 准备期间，学生 向指导教师汇报 工作进度和工作 情况，每周不少 于一次。 3 3 毕业论文送交指导老师阅评 4 4 毕业答辩 公布成绩4 月 27 日前 四、任务执行日期： 自自 2013 年 1 月 8 日至 2013 年 4 月 27 日止。 学 生（签字） _ 指导教师（签字） _ 系 主 任（签字） _ l 毕业设计（论文）成绩评定表毕业设计（论文）成绩评定表 系部： 电子工程系 专业：应用电子技术
4、班级: 10 级 1 班 姓 名高 杨设计（论文）总成绩： 设计（论文）题目简易延时声光控照明灯的设计 指导教师评语 评定成绩： 签名： 年 月 日 评 阅 人 评 语 评定成绩： 签名： 年 月 日 答 辩 小 组 评 语 l 答辩成绩： 组长签名： 年 月 日 注：设计（论文）总成绩=指导教师评定成绩（30%）评阅人评定成绩（30%）答辩成绩 （40%） 1 简易延时声光控照明灯的设计 济南职业学院 电子工程系 高杨 摘要：摘要：在本设计中介绍了声光控照明灯控制器的组成、性能、及工作原 理，给出各电路原理图及元件参数选择，节电效果十分明显。白天光照 好，不管过路者发出多大声音，都不会是灯泡
5、发亮。夜晚光暗，电路的 拾音器只要检测到有碎发声响，就会自动亮为行人照明，过几分钟后又 自动熄灭，节能节点。本电路采用两级控制（光线强弱的感应与声强的 感应） 。光控电路是根据光线的强弱来优先决定电灯的亮灭。该电路可 以对声控延时电路进行控制，在白天光线较强时，光控电路输出低电平 将声控电路封锁；在晚上光线较弱时，光控电路输出高电平，则声控功 能打开。声控电路中采用了双三极管构成的放大电路，将 MIC 转化的电 信号连续放大，通过延时电路实现灯亮及灯亮的时间。本电路采用了 555 电路组成了延时电路，能够准确的延迟 30S，同时利用了 SN74LS04 六非门反相器进行脉冲整形。主要用到了可控
6、硅、光敏电阻、驻极地传 声器等元器件。 关键词：关键词：简易延时声光控照明灯 NS555 集成电路 1.1. 设计目的及要求设计目的及要求 第一、要求电路能够通过照明灯开关对光线强弱的感应，控制照明 灯第一级开关。 该要求主要针对光控制电路，要使电路能够实现对光线强弱的感应， 则应使用对光线强弱敏感的电子器件，如光敏电阻、光敏二极管等光电 传感器。在电路中，光电传感器根据光线强弱的变化而变化，从而使电 路参数发生相应的变化。由于光控电路的输出状态只有两种：高电平和 低电平。因此，光控电路可使用 555 定时器来实现对电压变化的转换。 第二、要求电路能够通过照明灯开关对声强的感应，在第一级开关
7、2 开通的前提下 ，控制照明灯的亮灭。 该要求主要针对声控电路，要使电路能够实现对声强的感应，则应 使用对声音信号敏感的电子器件，如小型驻极电容话筒、压电陶瓷片等 声电传感器。由于声电传感器收集来的声音信号都比较微弱，所以要对 信号进行放大处理。又因为声音信号是连续振荡的不确定信号，为了便 于处理，先将信号波形进行整形。利用该信号可以去控制 555 定时器的 触发输入端。另外，由光控电路的输出控制此 555 定时器的复位端，来 决定声控电路的开启与关闭。在这两种控制信号的作用下，达到声音控 制照明灯亮灭的目的。 第三、要求电路能够实现照明灯点亮时间 t 后自动关断，并且可以 手动调节。 该要求
8、可以通过处于单稳模式的 555 定时器实现（说明：此处的 555 定时器与第二条要求中的 555 定时器为同一片） 。对时间 t 的手动 调节可利用可变电阻和电位器来实现。 2 2设计分析及方案设计分析及方案 上一节对本设计技术要求的解读可知，该设计主要包含四部分电路， 光电路、声控电路、延时电路、触发电路，下面对其功能进行逐一分析 并确定电路结构。 2.2.工作原理工作原理 白天由于光控电路的工作状态，声控电路不起作用。晚上由于光控 电路的工作状态的改变，声控电路进入工作状态。当有行人的走动或其 它声响发出后，声控电路将声音信号转换成电信号，推动主控门电路， 进而使触发电路受到触发，电路开始
9、工作灯亮。 2.22.2 设计方案设计方案 采用了 555 定时电路，组成单稳态触发器。单稳态触发器输出的 3 脉冲宽度 tw 为暂稳态维持的时间，也就是电容 C 的充电时间。声控电 路采用驻极地传声器来完成，触发控制也是主要采用了可控硅。光控主 要采用光敏电阻，由 555 定时器组成单稳态触发器，延迟时间比较准。 3.3. 单元电路的设计及功能单元电路的设计及功能 3.13.1 电源电路电源电路 电源电路主要为控制电路提供工作电压，本设计采用传统的电源电 路设计方法，即降压、整流、滤波、稳压，使电路输出 12V 直流电压供 给控制电路。 3.1.13.1.1 电路原理图及电路功能分析电路原理
10、图及电路功能分析 图 31（电源电路图）的原理：直接从电网供电，通过变压器电 路、整流电路、滤波电路和稳压电路将电网中的 220V 交流电转化为 +12V 的直流电压。电路中变压器的常规铁心变压器，整流电路采用二 极管桥式整流电路，C9、C10、C11和 C12完成滤波功能，稳压电路采用三 端稳压集成电路来实现。 T VinVout GND MC78L12CP D 0.1uF C8 0.1uF C10 470uF C7 47uF C9 12V 1 4 3 2 +12V 220V 图 3-1 电源电路原理图 3.1.23.1.2 有关元器件型号选择有关元器件型号选择 MC78L12CP，是精密稳
11、压 IC，三端稳压 12V 的。该系列稳压器有过 流、过热和调整管安全工作区保护，以防过载而损坏。用它来组成稳压 4 电源只需很少的外围元件，电路简单，且安全可靠。 表 3-1 集成三端稳压器 MC78L12CP 的有关参数 3.23.2 光控制电路光控制电路 光控电路是根据光线的强弱来优先决定电灯的亮灭。该电路可以对 声控延时电路进行控制，在白天光线较强时，光控电路输出低电平将声 控电路封锁；在晚上光线较弱时，光控电路输出高电平，则声控功能打 开。本设计采用光敏电阻和其他电阻组成的分压电路来控制 555 定时器 的触发输入端 2 脚，并且将 555 定时器的 2 脚和 6 脚连接在一起，通过
12、 一电容接地，555 定时器的输出去控制声控电路中的 555 定时器的复位 端。 3.2.13.2.1 电路原理图及电路功能分析电路原理图及电路功能分析 通过对技术要求的解读可知，该电路可由光敏电阻和普通电阻组成 的分压电路及一片 555 定时器来实现，其原理电路图如图 32 所示。 图中 RL 为光敏电阻，在光线较弱或者是无光照射时，光敏电阻 RL 呈高 阻状态，有 RLR10+RP1，使得 555（1）的触发输入端 2 脚和阈值输入 端 6 脚均为低电平即均小于 1/3VCC，则 555（2）输出高电平，将声控 延时电路打开，使得继电器开关电路的开闭由声控延时电路控制；在有 光照射时，RL
13、 呈低阻状态，有 RL+R9 R10+RP1，则 555 定时器的 2 脚 和 6 脚均为高电平，即都高于 2/3 Vcc，此时 555 定时器输出低电平， 将声控延时电路封锁，使得开关电路中的继电器断开，照明灯熄灭。 输出电流 （A） 正常输出直 流电压 （V） 输出电压变 化范围 （V） 输入电压允 许范围 （V）最小最大 电压调整率 12.011.512.515.017.00.10.510mV/V 5 C8 100uF C7 0.01uF R9 15K R8 10K R10 51K 光光光光 RL Rp1 100K VCC 8 R 4 TH R 6 TRIG 2 D IS 7 CVolt
14、 5 GND1 Q 3 U 2 N E555(1) N E555(2)4光 +12V 图 3-2 光控电路原理图 原理图 3-2 中的的电阻 R8R10均为保护电阻。R9、R10分别与 RL 和 RP1串联是为了防止在光敏电阻 RL 和 RP1阻值过小时电路发生短路。R8 为限流电阻，防止在光线较强时，RL 阻值大大下降，造成电路电流过 大而烧毁 555 定时器。 电容 C8为保持电容，其具体工作情况如下：给电路通电之前，电容 C8未储存电荷，因此其两端电压 Vc 为零，555（1）的 2 脚和 6 脚则为 低电平。在光线较强时，光敏电阻呈低阻状态，使得 R8R10+RP1，电容 C8通过 R
15、8、R10、RP1回路放电，其两端电压 Vc 下降，当下降到低于 1/3Vcc 时， 555（1）输出高电平，声控延时电路开启。 基于以上分析可知，开始时，电路输出为高电平，电容 C8充电到电 压为 2/3 Vcc 时，电路输出发生反转，此后，只要光线的强弱变化不大， 则电路的输出维持低电平；若光线较弱，则电容 C8放电，当电压 Vc 下 降到 1/3Vcc 时，电路发生反转，输出高电平，同样，只要光线强弱变 6 化不大，则电路的输出维持高电平。因此，555（1）工作在施密特触发 器模式。 3.2.23.2.2 电路元件参数整定电路元件参数整定 光敏电阻 RL 的选择要求是亮阻与暗阻相差倍数愈大愈好。经查资料， MG45-14 型光敏电阻满足要求，其最大亮阻（10K）与最小暗阻 （10M）相差 1000 倍，反应时间小于 20ms。下面利用这两个阻值来 确定 R8、R9、R10的值。 在光线较强时，RL=10 K，此时应有，555（1）的 2 脚和 6 脚的电 压大于 2/3Vcc，假设就等于 2/3Vcc，并将电位器的取值定为 100
