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1、吉林工程技术师范学院课程设计论文数字电子技术课程设计论文楼道声光控制照明灯系统设计院系： 信息工程学院 专业： 电子信息工程 班级： D1041 姓名： 学号： 指导教师： 2012年 6月 28日 i目录第一章绪论11.1 引言11.2 课题研究的目的和意义1第二章方案认证及电路原理22.1 课题分析22.2 方案认证22.3 电路原理22.4 参数设计32.5 器件介绍3第三章硬件电路安装及调试83.1 电路的焊接83.2 电路的调试8第四章总结与心得94.1 总结94.2 心得9参考文献10 第一章 绪论1.1引言 随着电子技术的发展，尤其是数字技术的发展，用数字技术实现灯的自动发亮、节
2、能节电、延长灯的寿命变得越来越重要，而且贴近我们的实际生活。声光控已成为人们日常生活中必不可少的必需品，它不需要开关，当有人经过时会自动亮起；广泛应用于走廊、楼道等公共场所，给人们的生活带来极大的方便。因此，行到了广泛的应用。声光控是声音和光控制电路工作的电子开关。它将声音和光转化为电信号，经放大、整形，输出一个开关信号去控制各种电器的工作，在自动控制工业电器和家用电器方面有着广泛的用途。1.2课题研究的目的和意义研究目的：通过这次的课题研究我们希望在理清它的发展脉络上进一步了解它的发明原理，将平时所学习的知识运用到实验探索上，这对提高我们的动手能力，创新意识，及锻炼思维活动无疑是一个莫大的帮
3、助。同时我们也希望这次的研究能让同学进一步了解照明灯，而不是仅局限于课本知识以内。从小的突破点入手，掌握又一项科技知识，从而实现课堂外的又一次提高，为现代教育科学尽一份力量！研究意义：用霞光控延时开关代替住宅小区的楼道上的开关，只有在天黑以后，当有人走过楼梯通道，发出脚步声或其它声音时，楼道灯会自动点亮，提供照明，楼道灯会延时几秒种后自动熄灭。在白天，即使有声音，楼道灯也不会亮，可以达到节能的目的。声光控延时开关不仅适用于住宅区的楼道，而且也适用于工厂。办公楼。教学楼等公共场所，它具有体积小、外形美观、制作容易、工作可靠等优点，适合于各种楼房走廊的照明设备。第二章 方案认证及电路原理2.1课题
4、分析本次设计主要由声控电路,光控电路,放大电路,整形电路,延迟电路几部分组成。2.2 方案认证本次设计主要由声控电路,光控电路,放大电路,整形电路,延迟电路几部分组成。其中，声控电路与光控电路分别由LM358内部两个放大器组成。声控部分其实是一个负反馈放大器，主要是将驻极体话筒接受到的信号进行放大，输出到整流电路中。光控部分是一个由光敏电阻与另外几个电阻组成的电压比较器，由于NE555中4脚的特性。最后经过74LS122进行延迟，即可得到与设计内容相一致的电路。2.3电路原理该电路由声控电路、光控电路及放大电路、单稳态延时电路组成，下面对其功能进行逐一分析并确定电路结构。 光控电路是根据光线的
5、强弱来优先决定电灯的亮灭。声音信号由驻极体话筒BM接收，经过反比放大，放大的信号送到NE555定时器的2,6脚。该电路可以对声控延时电路进行控制，在白天光线较强时，该电路在光控电路的作用下，处于关闭状态，对任何声音信号都不响应，在晚上光线较弱时，光控电路将该电路的功能打开，使得该电路能根据外界声音信号做出相应的响应。NE555定时器的输出去控制74HC123声控延时电路。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。2.3.1 楼道声控灯电路图2.4 参数设计74122为可重复单稳态触发器，根据其输出脉冲宽度实现延时5s。要使LM358的声控放大电路的放大倍数为3050，即
6、在30和50之间,可选用=4.7K、=150，此时算得。2.5器件介绍1.NE555内部框图，工作原理 2.5.1 555内部原理图引脚功能：（1）6脚TH：高电平触发端，当TH电平大于2/3VCC，输出端OUT呈低电平，DIS端通。（2）2脚TR：低电平触发端，当TR电平小于1/3VCC，输出端OUT呈高电平，DIS端关断。（3）5脚VCO：控制电压端，VCO若接不同的电压值可以改变TR低电平、TH的触发电平值。（4）7脚DISC：为放电端，其内部三极管的导通或关断，能为外部RC回路提充放电通路。（5）4脚RD：为复位端，若RD=0，OUT输出低电平。（6）3脚VO：为输出端。（7）8脚VC
7、C：电源。（8）1脚GND：地。NE555定时器由3个阻值为5k的电阻组成的分压器、两个电压比较器C1和C2、基本RS触发器、放电三极管TD和缓冲反相器G4组成。虚线边沿标注的数字为管脚号。其中，1脚为接地端；2脚为低电平触发端，由此输入低电平触发脉冲；6脚为高电平触发端，由此输入高电平触发脉冲；4脚为复位端，输入负脉冲（或使其电压低于0.7V）可使NE555定时器直接复位；5脚为电压控制端，在此端外加电压可以改变比较器的参考电压，不用时，经0.01uF的电容接地，以防止引入干扰；7脚为放电端，NE555定时器输出低电平时，放电晶体管TD导通，外接电容元件通过TD放电；3脚为输出端，输出高电压
8、约低于电源电压1V3V，输出电流可达200mA，因此可直接驱动继电器、发光二极管、指示灯等；8脚为电源端，可在5V18V范围内使用。2. 74LS122引脚图及工作原理2.5.2 74LS123引脚分布工作原理：74LS122为可重复单稳态触发器，根据其输出脉冲宽度实现延时5s。当74LS122的1脚和2脚接收到一个上升沿脉冲，输入到74122单稳态触发器后再次经波形变换，Q端产生一个上升沿脉冲。由于LED接入74122的Q引脚，故其在Q引脚是一个下降沿脉冲，此时发光二极管负端为低，灯会亮，亮时延迟时间为脉冲宽度。声音信号消失，Q端上升沿维持5s后灯会自动熄灭。3. 光敏电阻 2.5.3 光敏
9、电阻工作原理是基于内光电效应。在半导体光敏材料两端装上电极引线，将其封装在带有透明窗的管壳里就构成光敏电阻如图所示。为了增加灵敏度，两电极常做成梳状。构成光敏电阻的材料有金属的硫化物、硒化物、碲化物等半导体。 半导体的导电能力取决于半导体导带内载流子数目的多少。当光敏电阻受到光照时，价带中的电子吸收光子能量后跃迁到导带，成为自由电子，同时产生空穴，电子空穴对的出现使电阻率变小。光照愈强，光生电子空穴对就越多，阻值就愈低。当光敏电阻两端加上电压后，流过光敏电阻的电流随光照增大而增大。入射光消失。4. 发光二极管发光二极管简称为LED。由镓（Ga）与砷（AS）、磷（P）的化合物制成的二极管，当电子
10、与空穴复合时能辐射出可见光，因而可以用来制成发光二极管，在电路及仪器中作为指示灯，或者组成文字或数字显示。磷砷化镓二极管发红光，磷化镓二极管发绿光，碳化硅二极管发黄光。 它是半导体二极管的一种，可以把电能转化成光能，发光二极管与普通二极管一样是由一个PN结组成，也具有单向导电性。当给发光二极管加上正向电压后，从P区注入到N区的空穴和由N区注入到P区的电子，在PN结附近数微米内分别与N区的电子和P区的空穴复合，产生自发辐射的荧光。不同的半导体材料中电子和空穴所处的能量状态不同。当电子和空穴复合时释放出的能量多少不同，释放出的能量越多，则发出的光的波长越短。常用的是发红光、绿光或黄光的二极管。图2
11、.5.4 发光二极管5 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。驻极体话筒如图：2.5.5驻极体话筒第三章 硬件电路安装及调试3.1 电路的焊接架上拿出电烙铁时，以45度靠紧焊接面进行预热；然后将焊锡丝同时伸向被焊的组件脚及焊盘，一起接触被焊处；当焊锡丝熔化，向焊接处推入焊锡丝，使焊锡润湿焊盘与组件脚，当焊点上的焊锡成圆锥形时即抽离焊锡丝。在焊锡完全熔化后，移去烙铁头。如果焊点有
12、连焊，我会将焊锡线与烙铁头一起接触在连焊的焊点之间，待焊锡丝与助焊剂一起熔化后，移去焊锡丝，再将烙铁头侧放着向下移走，吸去多余的焊锡；焊点的标准是：焊点呈锥形，焊锡要适量，表面有光泽，光滑，清洁等。 3.2 电路的调试 初步检查电路板，用表笔查看是否有虚焊等情况；在上一步的基础上，用表笔查看原件正负极有无接反；还要注意观察话筒和光敏电阻的位置是不是达到要求的位置，是否有被挡住。在进行实验时，首先，用东西挡住光敏电阻使其背光，然后鼓掌或说话，灯泡亮后再把遮挡物拿开，观察灯点亮30秒左右后熄灭；如果时间太久，可通过改变电阻和电容的值来缩短灯亮的时间，达到节电的目的。 3.2.2 电路板 第四章 总
13、结与心得4.1 总结本次课设使我对课本知识的在学习和更深刻的理解，和做题不一样，课设不是单纯的算出结果，而是动脑去思考，动手去实践，虽说这个过程并不算是那么的漫长或艰难，但是这种经历确实能让我们养成养成一种不断探索的科学研究精神，我想对于学生来说这是很重要的。我想做课设很大的一方面原因也是为了提高我们的自学意识和自学能力。4.2 心得 实践出真知:通过设计,学到了很多在书本上所没有学到过的知识,并且使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力.附录：参考文献1.电子技术实验教程-高等教育出版 2005年2.电子技术基础模拟部分 - 康光华 高等教育出版20053.电子实验与电子实践-南寿松 中国标准出版20044. 数字电子技术基础-阎石 高等教育出版2005
