声、光、触摸三控灯延时开关

1、university of south china电子技术课程设计报告题 目 声、光、触摸三控灯延时开关学院多称 用气工程学院指导教师高飞燕班级自动化1301班学号20134460125学生姓名 彭治刚2016年1月13日电子技术课程设计任务书1.课程设计的内容和要求(包括原始数据、技术要求、工作要求等)：设计内容：应用传感器技术、模拟数字电子技术，设计一个自动声音、触摸控制的居民楼或写 字楼的路灯开关电路，具技术指标与要求如下：1)白天照度较高时，即楼道内光线充足时，开关不启动，灯熄灭。2)夜晚楼道内光线较差时，若楼道内充分安静，开关不启动。3)若在光线较差的楼道内有人发出声响，或用手触摸，

2、启动开头，灯泡点亮，点 亮时间为5分钟后熄灭。设计要求：(1)针对题目的要求，查阅相关资料提出设计方案；(2)画出系统能表示各单元功能的整机原理框图；(3)设计相应的单元电路，说明电路的工作原理，并确定元器件的参数，有计算过 程；(4)组装、制作印刷板实物，调试或仿真电路，记录调试过程，实验数据，并分析 仿真结果；(5)写出设计说明书，内容包括方案选择、单元电路设计、元件选择、整体电路、电路工作原理，仿真结果分析等，并列出元器件清单;（6）绘制总的系统电路图和 pcb图。2 .对课程设计成果的要求包括图表（或实物）等硬件要求：设计电路，安装调试或仿真，分析实验结果，并写出设计说明书 ，语言流畅

3、简洁，文 字不得少于3000字。要求图纸布局合理，符合工程要求，使用 protel软件绘出原理图 （sch和印制电路板（pcb）,器件的选择要有计算依据。3 .主要参考文献：1康华光.电子技术基础（模拟部分）第五版m.北京：高等教育出版社，20062康华光.电子技术基础（数字部分）第五版m.北京：高等教育出版社，20063中国集成电路大全编写委员会.中国集成电路大全集成运算放大器m.北京：国防工业出版社，19854李震梅，房永钢.电子技术实验与课程设计m.北京：机械工业出版社，20115彭介华.电子技术基础课程设计m.北京：高等教育出版社，19974 .课程设计工作进度计划：起迄日期2015.

4、11.511.72015.11.811.18.2015.11.1912.5.2015.12.612.202015.12.2112.30.工作内容布置设计任务，了解设计内容。查阅参考文献，阅读资料，确定设计方案单元电路设计，调试仿真阶段制作电路板，制作实物编写设计说明书，绘制总电路图指导教师高飞燕 日期:2015年11 月5 日一、方案设计与论证:对于声、光、触摸三控延时开关的设计，在强光环境下，开关是断开的，灯 泡出于熄灭状态，只有触摸金属片才能触发电路。 在弱光环境下时，安静的状态 下，电路依旧出于断开状态，只有在接收有声音信号时，或者触摸了金属片时， 电路才会启动，灯泡发光。所以电路中需要

5、一个光控电路，加入光敏电阻，使电 路能够对光线强弱产生感应控制电路关断， 并且还需要加入一个声音接收器，能 够接收声音信号来控制电路的导通。电路导通后延时五分钟灯泡熄灭，可以设计 一个定时电路或者加入定时器，控制灯泡在电路导通发光后五分钟熄灭。、单元电路设计与参数计数整体方案包括6个部分：电源电路部分，声控部分、光控部分、触摸控制部分、延时电路部分以及控制部分1）电源电路部分其中电源为220v交流电，并用4.87k欧姆的r10代替（220v10w的灯泡， 再经过整流桥d1,将经过负载（灯泡）的220v交流电转换为直流，该直流电 压较高，rl、r2和cl完成对整流后的脉动直流电压的降压和滤波。2

6、）、声控部分光线检测由r5和光敏电阻rc组成，光敏电阻两端的电压随着光线的强弱变 化而变化，并送入集成电路 cd4071的第1、2脚进行处理。3）、光控部分声音检测由当i极体话筒 mig c3 r4 r5 r6和ql组成，声音信号经 mic 转换为电信号后通过电容 c3耦合至三极管ql进行放大，电阻r4 r5构成ql 的直流偏置电阻，声音的有无通过 ql集电极的电压变化送到集成电路 cd4071 的第1、2脚进行处理，电阻r6为mic内部的放大元件提供偏置 4）、触摸部分人体触摸感应信号则通过触摸片、 r3 c3进入ql放大，并从ql的c极输 入到cd4071的1、2脚，当有无触摸信号时也将引

7、起 cd4071的1、2脚电压变化， 因此cd4071的1、2脚的电压是由声音和触摸信号共同作用的结果。5）、延时电路部分该电品&由ds r7和c2组成。其中r7和c2为延时时间控制元件，图中所示 参数的延时时间大约为300s。二极管d5的功能是防止c2向cd4011的4脚放电 影响延时时间。6）控制电路该电路由集成电路cd4011三端稳压集成电路lm7805c下口 r8组成。其中 cd4011是四一二输入与非门代替。三、仿真过程及仿真结果本设计采用multisim10.0对电路进行仿真，在仿真过程中光敏电阻、声传感器、 触摸板在元件库中都没有找到，最终决定用交流电源代替声传感器， 而触摸板用

8、 +6v电源代替，给电路提供信号；光敏电阻在白天受光照时电阻很小， 晚上没有受到光照时电阻很大，所以决定用导线代替光敏电阻；电源电路由+6v的直流电 压代替。仿真图见图3.1k6 ,工十:ff7p,r3 ： 133md - .ti.上4 j四1口叫不6vpk . f 、痴hie7图3.1仿真图四、总原理图及元器件清单:总原理图见图4.1, pcb图见图4.2,元器件清单见表4.3图4.1总原理图图4.2 pcb图原件序 号型号主要参 数数量价格（元）备注灯泡15w12vd1-vd4in400741耐压1000vu1lm780510.2vd5in40071耐压1000vr1rj-0150k1r2

9、rj-010k1r3rj-03m1r4rj-02m1r5rj-056k19r6rj-010k1r7rj-03m1r8rj-010k1c1-c247u21.2c30.1u11q1vt901411.2rg12.0光敏电阻表4.3兀器件清单六、结论与设计体会我做的课题是“声、光、触摸三控灯延时开关”。主要是通过光照和声音及 触摸三控照明灯，它可以广泛的应用于楼梯、过道、库房等公共场所。在设计中 使用者可以自行调节声光检测信号的灵敏度，或者是照明灯点亮时间的长度，这就为更方便了不同人群的使用，这是本设计中比较新颖的一点。通过这次课程设 计，我受益良多，虽然过程中困难重重，但都还是一一克服了，这次课设让

10、我又 一次理解到了理论知识和实际操作的区别，听别人说总是感觉很简单，但做起来却是截然不同，洗pcb板的时候，和别人一样的操作，而我的却洗坏了几个地 方。做仿真的时候，元件库中没有我需要的元件，最后通过在网上查资料，知道 了可以用电压源和电流源代替，这才完成了仿真。最让我头疼的是焊接，最开始 焊出来很多虚焊，电路不能正常工作，在经历了几次返工以后，才最终完成了这 次课设。最后我通过不断地调试，才最终使设计性能指标的灵敏度基本达到了设 计的要求。七、参考文献1康华光.电子技术基础（模拟部分）第五版m.北京：高等教育出版社， 20062康华光.电子技术基础（数字部分）第五版m.北京：高等教育出版社， 20063中国集成电路大全编写委员会.中国集成电路大全集成运算放大器m.北 京：国防工业出版社，19854李震梅，房永钢.电子技术实验与课程设计m.北京：机械工业出版社,20115彭介华.电子技术基础课程设计m.北京：高等教育出版社，19976童诗白，华成英 模拟电子技术基础，高等教育出版社，2006。7阎石 数字电子技术基础，