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1、1课程设计报告书课程设计报告书题 目： 简易声控电灯 学 院： 信息工程学院 姓 名: 洪蕾 学 号： 2012011878 日 期: 2013 年 12 月 专业班级： 12 应用电子技术 2 班 指导老师： 王颖老师 2南南 昌昌 工工 程程 学学 院院课程设计（论文）任务书课程设计（论文）任务书一、课程设计一、课程设计( (论文论文) )题目题目简易声控电灯二二、课课程程 设计设计( (论文论文) )使用的原始资料使用的原始资料( (数据数据) )及设计技术要求及设计技术要求设计一种灵敏度较高的声控电子开关的电灯，以掌声作为检测信号，每击一次掌，电灯就点亮；再击一次掌，电灯就熄灭，如此循
2、环。要求设计并制作产品进行调试。三三、课课 程程 设计设计( (论文论文) )工作内容及完成时间工作内容及完成时间12.912.10 查找设计资料，画出原理电路框图；12.1112.12 完成硬件电路的具体设计（含参数设计）并仿真；12.1312.14 选购器件；12.1512.17 进行硬件电路的制作和调试；12.1812.20 撰写设计报告，答辩。3目 录摘要摘要-4 第一章第一章 课题任务和要求课题任务和要求-5 1课程设计的任务-5 2.声光控灯电路的概述-5 3.课题设计的目的与意义-5 4.课题设计的要求-5 第二章第二章 总体方案设计总体方案设计-6 方案的比较 第三章第三章 设
3、计原理及电路图设计原理及电路图-8-8 第四章第四章 工作原理工作原理-9-9 第五章第五章 单元电路图单元电路图-10-10 5.1、仿真电路图-10 5.2 模块说明-10 5.2.1 声控模块-11 5.2.2 光控开关模块-12 5.2.3 延时模块-13 第六章第六章 选购器件选购器件-14-14 元器件识别与介绍-14 第七章第七章 焊接与调试焊接与调试-15-15 第八章第八章 结结 论论-23-23 第九章第九章 心得体会心得体会- -24-24 第十章第十章 参考文献参考文献-26-26 附录附录 元器件清单元器件清单-27-274摘摘 要要本声光控制开关的设计目的是为了解决
4、长明灯及开关麻烦所造成的能源浪费而设计出了利用声光来控制照明灯开关的电路。当白天光照很好时，不管室内发出多大声音，都不会使灯泡发亮。当夜晚光暗时，有人经过时，电路只要检测到有声音信号，就会自动发亮照明，当人离开后又自动熄灭。本文介绍的是具有延时控制功能的照明灯，它是具有声光控制功能的节能灯头。结构简单，体积小巧，使用方便，性能可靠。文中介绍它的组成、功能、工作原理。是一种十分实用的节能照明灯电路，不仅实用于家庭楼道，也同样实用于公共厕所、公共走廊、住宅区、工厂、学校走廊的公共照明。关键词 声控；光控；延时；照明灯5第一章第一章 课题任务及要求课题任务及要求1任务及要求设计一种灵敏度较高的声控电
5、子开关的电灯，以掌声作为检测信号，每击一次掌，电灯就点亮；再击一次掌，电灯就熄灭，如此循环。要求设计并制作产品进行调试。2. .声光控台灯电路的概述本声光控制开关的设计节电效果十分明显，同时也大大减少了维修量、节约了资金，使用效果良好,方便了人们的日常生活，随着科学技术的发展，公共场所照明控制手段也在日新月异地更新，除了声光控开关外，还有微波感应开关和热释远红外感应开关.但就目前而言，微波感应开关的抗干扰性能尚不理想，红外感应开关在性能上较为理想，但安装复杂，价格也偏高，比较适合在一些管理完善的场所如宾馆、大饭店楼道及家庭走廊应用，在普通住宅楼、办公楼道等场所的照明控制考虑到价格、管理及安装方
6、便等因素，故设计了该声光控灯。2.1 设计的目的与意义1.学习基本理论在实践中综合运用的初步经验，掌握模拟电路设计的基本方法、设计步骤，培养综合设计与实物调试能力。2.学会声光控延时照明灯电路的设计方法和性能指标测试方法。3.进一步了解声光控延时照明灯组成框图和各个单元工作原理及相互联系。4.培养实践技能，提高分析和解决实际问题的能力。5.提高自己对文献资料的搜索和信息处理能力。2.2 设计的内容设计电路结构，选择电路元件，计算确定元件参数，画出实用原理电路图。其设计内容主要包括以下几个部分：1.系统方案；2.单元电路的设计；3.整机电路工作原理；64.电路的仿真；5.原理图的设计与制作第二章
7、第二章 总体设计方案总体设计方案设计的方案有以下三种：（1）系统方案一：含 555 定时器、光敏三极管、双向可控硅的声光控电路简要分析其优点：此声、光同时控制的新式照明灯用光敏三极管的输出端控制 555 的触发控制端，用音频放大电路控制 555 的复位端。555 定时器接成单稳态触发器，控制双向可控硅，简单易制、成本低、节电又方便。原理图设计：设计中考虑到光敏电阻的阻值随电压升高有规律的下降，而蜂鸣器则用驻极体话筒代替。具体原理如图:555 定时器接成单稳态触发器，控制双向可控硅，当 555 定时器输出高电平，触发可控硅导通，灯泡亮，当 555 定时器输出低电平时，可控硅未导通，灯泡灭。电路由
8、 l0V 稳压直流电源供电。为使声光同时控制，将光敏三极管的输出端控制 555 的触发复位端，音频放大电路控制 555 的触发端。缺点：在：该电路在声强50dB 时，对照明灯的有效控制率高于 94，过于敏感。很小的声音也会促使灯发光，会造成能源的浪费。（2） 系统方案二：运用制成声光控电图图 2-12-1简要分析其优点：声光控延时开关的电路原理图见图所示。电路中的主要元器件是使用了数字集成电路，其内部含有 4 个独立的与非门 vd 1vd4，陶瓷压电蜂呜片 B 把声音变成直流控制电压。通过光敏电阻的改变，使电位发生改变，从而控制晶闸管的通断，从而达到使灯自动熄灭的目的。7缺点：降压功能不强，对
9、晶闸管的冲击电流大，对灯泡的寿命有影响。（3）系统方案三：声光控开关应用电路简要分析其优点：其采用集成块，制作起来成本低、并且节电又方便。同时，对声音的灵敏度适中，并且原件容易设计。小结：在综合了以上三种电路的优缺点后，我们决定采用第三种方案下图为我们小组采用的框图：声音放大控制门光控延时电灯图图 2-22-2图中为设计框图8第三章第三章 设计原理及电路图设计原理及电路图编辑原理图及其一些相关工作1）打开 Protel 99SE，新建一个 ddb 文件，并起名为声光灯控制电路.ddb。在 Documents 内在选择 Schematic Document 并打开生成一个Sheet1.Sch（原
10、理图编辑器）。按照设计好的设计图绘制好的 PCB 原理图如下图所示：并将其保存。2）制作库文件新建一个 Schlib1.Lib（原理图库文件），具体如下图所示：图图 3-13-19第四章第四章 工作原理工作原理220V 的市电经过灯泡和全桥整流后一路加在单向可控硅 MCR22-6 上，另一路经 R8 限流分压后给本电路供电。由于一开始可控硅无触发信号，呈关断状态，灯不亮。C1 为主滤波电容，四个二极管整流桥给本电路提供稳定的工作电压。Q1、R4、R5 组成前级电压放大电路，对话筒 MIC（MK1）送来的微弱信号进行放大，然后再送入四输入与非门 CD4011 芯片进一步放大，经 C2 的正极给其
11、充电，很快 C2 上就充到了门电路的翻转电压，无光时，当有声音信号时，芯片 1 高电平，2 高电平，则通过 R1 输出信号为高电平使可控硅导通，电灯点亮。在这个过程中，声音信号只需一个瞬时即可，这是因为，当声音信号来时，C2 上的电压很快就充到了电源电压，而这时即使声音信号消失， C2 只能通过 R1 进行放电，所以可控硅的控制集上将维持一段时间的高电平，这个高电平将维持单向可控硅导通，这就是延时的效果，灯亮后所能延时的长短取决于 C2 上维持高电平的时间长短，所以选择 C2 的大小，可以控制延时的长短。当 C2 上的电压低时，U1B_out 输出高电平，U1A_out 输出低电平，单向可控硅
12、的控制端没了触发信号截止，灯熄灭。 有光时，U1D_out 输入为低电平，不论有无声音信号，最后U1A_out 输出都是低电平，即可控硅 MRC22-6 都截止，则灯不亮。10第五章第五章 单元电路图单元电路图5.1、仿真电路图图图 5-15-1音频信号控制 U1A 的 1 端输入信号端；在没有声音信号输入时，Q1 三极管导通，把 1 输入端电平拉低，为低电平；当有声音信号输入时，信号经过电容 C1 时，使得三极管基极出现一个低信号，三极管 Q1 截止，1 输入端变为高电平。所以，当光信号达到电路设计的暗度，即电阻达到一定值，通过与R5 的分压，让 2 输入端达到高电平，再通过击掌或其他声音来
13、源进入一个声音信号，让三极管 Q1 截止，1 输入端同样达到高电平，最后通过 CD4011 与非门电路使得 LED 灯亮，由于具有延时功能，所以声音信号消失后，灯光延时一段时间后自动熄灭，等待再一个声音信号的到来。同时在等到下一个声音信号来时，环境中的光同时必须满足电路设计的暗度要求方可亮。该电路必须同时满足声信号与光信号的要求才可作用。115.2 模块说明5.2.1 声控模块声音信号电路图图图 5-25-2本设计使用了一个驻极体话筒。驻极体话筒具有体积小、结构简单、电声性能好、价格低的特点，广泛用于盒式录音机、无线话筒及声控等电路中。属于最常用的电容话筒。由于输入和输出阻抗很高，所以要在这种话筒外壳内设置一个场效应管作为阻抗转换器，为此驻极体电容式话筒在工作时需要直流工作电压。由于声音产生时电流较小，所以通过简易的三极管放大，使得后面的电路能够检测到该信号。5.2.2 光控开关模块光信号输入电路光输入信号主要由光敏电阻和一个分压电阻组成光控电路。光敏电阻的特性是受光线的亮按暗程度决定：光线越亮，其阻值越小，光线越暗，阻值越大，通过阻值的改变来实现电压的高低电平的转换。如下图所示12图图 5-35-35.2.3 延时模块延时控制电路延时电路经常会用到，最简单的就是 RC 电路。该图是最简单的 R
