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1、目 录摘 要31 绪论41.1 课题描述41.2 基本工作原理及框图41.3 元器件选择52 主要芯片介绍62.1 555 集成定时器的五个组成部分62.1.1 555定时器基本功能62.1.2 555的功能特性72.1.3 555的引脚介绍72.1.4多谐振荡电路原理82.1.5多谐振荡电路控制应急灯原理82.2 CD4049的引脚图82.2.1 CD4049的功能特性92.2.2 CD4049的主要性能参数92.2.3 CD4049的内部结构图92.2.4 CD4049交流特性图102.3与门功能102.4 与非门功能113 主要功能模块123.1整流降压滤波模块123.1.1 整流降压滤
2、波流程123.1.2 整流降压滤波电路图123.2 环境照明状况检测模块123.2.1 环境照明状况检测原理123.2.2 环境照明状况检测电路图133.3 智能开关模块133.3.1 智能开关原理133.3.2 智能开关电路图143.4电池欠压检测模块143.4.1 电池欠压检测原理143.4.2 电池欠压检测电路图143.5灯驱动模块153.5.1 灯驱结构原理153.5.2 灯驱动电路图154 新颖智能应急照明灯总电路设计164.1新颖智能应急照明灯电路图164.2新颖智能应急照明灯工作原理16总 结18参考文献19摘 要随着时代的飞跃进步，各个方面的技术也是迅猛发展，尤其是电子技术，随
3、着大规模集成电路的产生而出现的丰富的电子产品得到飞速发展，这些产品的产生给人类生活带来了质的变化。电子技术的飞速发展使现代科学研究得到了质的跨越，这些功劳就离不开那些微电子技术集成块。可以说集成块的出现给电子产品的微型化做出了巨大贡献，更可以毫不夸张的说它的出现时电子技术领域带来一次新的技术革新。目前，各类的集成块层出不穷，它的体积越来越小然而功能是越来越强大，并且质量好、重量轻、易于开发、可靠性高及成本的低等优点而被广泛应用。而且已经走进寻常百姓家，从小的收音机再到大件的汽车等家庭常用东西并已走入家庭，到处都可见到集成块的踪影。因此，集成块技术的开发与应用技术已经可以是衡量一个国家科技以及工
4、业发展水平的一个重要水准之一。本次课程设计的新颖智能应急照明灯就是主要利用NE555集成块和CD4049集成块设计而成的。在突发停电状况下，为了保证人们的生命财产安全，应急灯是必不可少的设施。目前市面上大多数应急灯仅仅在市电突然中断时自动点亮，并不考虑现场是否需要照明，比如白天停电时应急灯也会点亮，很浪费资源。而本次研制的“新颖智能照明应急灯”克服了上述的缺点，它被设计为：在白天或夜间用户主动关闭室内照明灯后，即使市电中断也不会点亮。在夜间，一旦市电中断，失去照明的应急灯会立即被点亮，电路能自动检测断电前后室内的照明情况，并判断是否有启动应急灯照明的需要。关键词：应急照明灯, NE555,CD
5、4049，集成块 1 绪论1.1 课题描述 随着电子技术，特别是随大规模集成电路的产生而出现的微型计算机技术的飞速发展，人类生活发生了根本性的改变。而现在生活中有好多地方都离不开照明设施，例如在地下室、一些大厦的楼梯道里即使白天也需要照明，当然在市电正常时这些都可以靠普通照明灯就可以解决，但是当市电中断时就出现问题了，这些普通的照明设备就丝毫不起作用了，这时就要用到应急灯了。本次介绍的应急灯在停电时能根据光敏探头检测到的光线强弱和当时是否需要照明等因素进行逻辑运算，决定应急灯的点亮或不点亮。本次设计的新颖智能应急灯具有电路简单、取材容易、新颖智能、方便节电等特点，这给我们生活带来了极大的方便。
6、 1.2 基本工作原理及框图本课程设计的新颖智能照明灯系统由整流滤波电路、市电检测电路、智能检测开关电路、环境照明状况检测电路、稳压电路、电池欠压检测电路、灯驱动电路和电池组构成。其基本工作原理：市电首先经过整流滤波电路进入，经过稳压之后对电池组进行充电，在经过市电检测和环境照明状况检测之后，若同时符合条件则通过灯驱动使应急灯点亮。基本工作原理框图如图1.2所示。整流、降压、滤波1市电检测4稳压2电池组灯驱动7智能检测开关5环境照明状况检测6电池欠压检测3AC220图1.2基本工作原理框图1.3 元器件选择光敏探头VTO选用有聚焦镜的3DU03等光敏三极管。IC2选用输出电流较大的CD4049
7、六反相器。逆变管VT4选用基极驱动电流较小的DBT63C等达林顿三极管，要求耐压大于50V，电流大于5A;也可用9013、TIP41C等三极管组成复合管使用。VD10选用3mm高亮度红色发光二极管。变压器T1选用6.5 x 6E1型铁氧体磁芯绕制，一次侧用0.67高强度漆包线绕22圈，二次侧用0.17高强度漆包线绕300圈，另外，还应根据节能灯的功率大小调整E1型铁氧体磁芯的空气间隙和C6容量大小(22006800pF)。荧光灯管选用光效较高的H形或蝶形节能灯管，功率在718W间选用。蓄电池选用容量在79Ah的摩托车免维护铅酸蓄电池。其他元器件无特殊要求。2 主要芯片介绍2.1 555 集成定
8、时器的五个组成部分基本RS触发器：有两个“与非”门组成比较器：C1、C2两个电压比较器分压器：阻值为5千欧姆的电阻串联起来构成分压器，为比较C1、C2提供的参考电压晶闸管开关和输出缓冲器：晶体管VT构成开关，其状态受Q非得控制。下图是555在某一个软件中的逻辑符号：图2.1 555定时器的逻辑符号 555定时器是一个中规模的集成电路，只要受外部连接时配上适当的电器元件就可以实现脉冲信号的产生。下图是555定时器的内部结构图：图2.1 555定时器的内部结构2.1.1 555定时器基本功能当=0时，输出电压VO=VOC为低电平，VT饱和导通。当=1时，VTH2/3VCC、V1/3VCC时，C1输
9、出低电平，C2输出高电平，Q=0，VO=VOH ，TD导通。当=1时，VTH1/3VCC时,C1、C2输出均为高电平，基本RS触发器保持原来的状态不变，因此VO ，VT也保持原来状态不变。当=1时，VTH2/3VCC、V1/3VCC时,C1输出高电平，C2输出低电平，Q=1，VO=VOH，VT截止。555定时器的逻辑功能如下表3-5表2.1.1 555定时器的逻辑功能表 2.1.2 555的功能特性555集成电路由美国Signetic公司在1972年利用双极型技术（TTL）研制成功，因在设计基准电压网络由三个阻值为5千欧的电阻器组成，故将其命名为555。由于555将模拟电路和数字电路巧妙地结合
10、在一起，在投入市场后被大量的用于工业控制、仪表仪器、电子乐器、电子玩具和家用电器上，成为一种通用功能的电路。555时基电路是一种通用时基电路，可以做成震荡、单稳态、双稳态，施密特触发器，电压比较器等，它的主要型号有NE555、M555、LC555、LM555、HA555、SL555等。555集成电路是数字集成电路，是由21个晶体三极管、4个晶体二极管和16个电阻组成的定时器，有分压器、比较器、触发器和放电器等功能的电路。它具有成本低、易使用、适应面广、驱动电流大和一定的负载能力。在电子制作中只需经过简单调试，就可以做成多种实用的各种小电路，远远优于三极管电路。2.1.3 555的引脚介绍 55
11、5集成电路各管脚的作用：脚1是公共地端为负极；脚2为低触发端TR，低于13电源电压以下时即导通；脚3是输出端V，电流可达2000mA;脚4是强制复位端MR，不用可与电源正极相连或悬空;脚5是用来调节比较器的基准电压，简称控制端VC，不用时可悬空，或通过0.01F电容器接地;脚6为高触发端TH，也称阈值端，高于2/3电源电压发上时即截止;脚6是放电端DIS;脚8是电源正极VC NE 555电路原理图如图6所示 图6NE 555电路原理图2.1.4多谐振荡电路原理由555定时器和外接元件R7、R8、C3、C4构成多谐振荡器，脚2与脚6直接相连。电路没有稳态，仅存在两个暂态，电路亦不需要外加触发信号
12、，利用电源通过R7R8向C3充电，以及C3通过R8向6放电，使电路产生振荡。2.1.5多谐振荡电路控制应急灯原理 停电时继电气工作是多谐振荡器加上电源开始输出矩形电压，成矩，产生约25kHz的矩形波信号、由555的3脚输出。经电阻R9限流后加到三极管VT3005的基极上，使三极管交替导通和截止。这样，通过升压变压器T2上的线圈L1中的电流时通断，并在线圈L2上感应出高压去点燃节能灯管。电容C5用于加快管的点燃。2.2 CD4049的引脚图图2.2 CD4049的引脚图2.2.1 CD4049的功能特性CD4049 六反相缓冲器/转换器.,CD4049是六反相缓冲器，具有仅用一电源电压(VCC)
13、进行逻辑电平转换的特征。用作逻辑电平转换时，输入高电平电压(V IH)超过电源电压V CD。该器件主要用作COS/MOS到DTL/TTL的转换器，能直接驱动两个DTL/TTL负载。CD4049可替换CD4009，因为CD4049仅需要一电源电压，可取代CD4009用于反相器、电源驱动器或逻辑电平转换器。CD4049与CD4009引出端排列一致，16引出端是空脚 ，与内部电路无连接。若使用时不要求高的漏电流或电压转换，推荐使用CD4049六反相器。2.2.2 CD4049的主要性能参数CD4049的主要性能参数如下：工作电源电压：0.5V18V； 输入电压：0.5V18V 各引脚输出电压：0.5
14、V0.5V 储存温度范围：65150 普通双列封装功耗：700mW； 小外形封装功耗：500mW； 焊接温度：260； 2.2.3 CD4049的内部结构图CD4049电路原理图如图2.2.3所示： 图2.2.3 CD4049的原理图2.2.4 CD4049交流特性图 图2.2.4 CD4049的交流特性图2.3与门功能图2.3 与门逻辑符号真值表如下表2-3表2-3ABF000010100111从真值表中可以看出与门的功能，A、B输入只要有一个低电平输出F为低电平，A、B输入全为高电平时输出为高电平。2.4 与非门功能图2.4与非门的逻辑符号与非门的真值表如下表2-4表2-4ABF001011101110从真值表中可以看出与非门的逻辑功能，A、B输入只要有一个低电平输出F即为高电平，当A、B输入全为高电平时输出F为低电平。3 主要功能模块3.1整流降压滤波模块3.1.1 整流降压滤波流程220v交流市电从T2左端接入，通过T2达到降压的作用，再通过4个FR157首尾相连组成整流堆完成对电流的整流作用，然后电流在经过C8、
