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1、济南职业学院毕业设计（论文）题 目： 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 学 号： 201008011129 学生姓名： 高 杨 指导教师： 王 庆 平 职 称： 实 验 师 二 O 一三年一月八日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： 高 杨 学 号：_ 201008011129 指导教师： 王 庆 平 二 O 一三年一月八日一、毕业论文（设计）的目的与要求：毕业设计（论文）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、
2、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。三、毕业论文（设计）进程的安排序 号 论文（设计）各阶段名称 日 期 备 注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
3、 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 毕业论文送交指导老师阅评4 毕业答辩公布成绩 4 月 27 日前四、任务执行日期：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） _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 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
4、评 语答辩成绩： 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：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
5、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。主要用到了可控硅、光敏电阻、驻极地传声器等元器件。关键词：简易延时声光控照明灯 NS555 集成电路 1. 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
6、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。
7、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.工作原理
8、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，电路开始工作灯亮。2.2 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. 单元电路的设计及功能3.1 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
9、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。3.1.1 电路原理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，C 9、C 10、C 11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。 TVinoutGNDM78L2P0.F4+图 3-1 电源电路原理图3.1.2 有关元器件型号选择MC78L12CP，是精密稳压 IC，三端稳压 12V 的。该系列稳压器有过流、过
10、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3.2 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。3.2.1 电
11、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 呈低阻状态，有 RL+R9R10+RP1，电容 C8通过R8、R 10、RP 1回路放电，其两端电压 Vc 下降，当下降到低于 1/3Vcc
12、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。3.2.2 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
13、 20ms。下面利用这两个阻值来确定 R8、R 9、R 10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 K，则有Vcc(R10+RP1)/（RL+R 9）+(R 10+RP1)= 2/3Vcc 当 RP1=100 K 时，有2R9-R10=80（K）若取 R10=51K，则 R9=15K。确定 R8的值，使得在 RL 最小时，电路中的电流不超过 555 定时器的最大允许电流就行了。取 R8=10K。R 8 R10均采用 1/8W 金属膜电阻，如 RJ45-1/8W；RP 1采用
14、 WH 系列碳膜电位器，如 WH148 型。电阻与电源电路中一样，电容 C8用铝电解电容，耐压值为 16V 就能满足要求，即可采用 CD11-16V 型；为使电路的充放电时间常数尽量小，则电容的 C8容值要取得小一些，可取为 100F。电容 C7一般用 0.01F 的普通独石电容，如 103M/50V 型。3.3 声控制电路该电路主要在光线较弱时起作用。这主要是通过光控电路的输出来控制的。在白天，该电路在光控电路的控制作用下，处于关闭状态，对任何声音信号都不响应；在晚上，光控电路将该电路的功能打开，使得7该电路能根据外界声音信号作出相应的响应。本设计采用微型麦克风作为声电转换元件，并加入了两级
15、信号放大电路和倍压整流电路来对声音信号进行处理，经处理后的声音信号控制处于单稳工作模式的 555 定时器来实现声控及延时功能。3.3.1 声控电路原理图图 33 声控制电路3.3.2 电路功能分析MIC 接收到足够的声强时，电路产生谐振并输出一个微弱脉冲，从而将声音信号转换为电信信号。MIC 输出信号是一个非常微弱的信号，为了后续电路能够对声强信号进行处理，必须加入信号放大电路。图中所示信号放大电路是由电阻R1R4、T 1、T 2和 C1C3构成，电路中采用了双三极管构成的放大电路，这样可以使电路的放大的倍数比单管当打电路的倍数增加 b 倍，从而得到适合的信号。R 2和 R3为放大电路的集电极偏置电阻，C 1和 C2为放大电路的滤波电容。R 1和 R4为放大电路的反馈电阻，它们
