声光控延时开关毕业设计课件

1、毕业设计(论文） 第 III 页 声光控路灯延时开关 摘要： 声光双控延时开光不仅适用于住宅区的楼道，而且也适用于工厂、办公室、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，而且降低能耗，节约能源，注重环保是当今世界的主潮流。此外，它在一定的场所使用还可起防盗作用。它是公共场所照明开关的理想选择，被人们誉为“长明灯的克星”。本次设计的是一个灵敏度较高的声光控制开关，行人只要拍个巴掌就能电路触发。本电路仅使用一只CMOS门电路TC4081BP、一个CRZ2-113F型小型驻极体式电容话筒、一个CdS型光敏电阻器以及若干电阻、电容配合就能将电路触发，使其导通，将电灯打开。它不

2、需要发送关闭信号，由电路自身的延时电路将灯关闭。当灯被打开后，延时电路延时约25s后将灯自动关闭。该电路还具有自动光控作用，在白天由光敏电阻器控制着电路。即使受到声音信号的触发，开关也不会打开。 关键词：声光控 与非门 RC延时 Proteus仿真 Abstract Acousto-optic dual control delay dedication applies not only to residential building, but also apply to factory, office buildings, and other public places, it has sma

3、ll, beautiful appearance, easy to work, reliability, and reduce energy consumption, energy saving, pay attention to environmental protection is the main trend in today's world. In addition, it must use the site can also up security role. It is public lighting switch ideal choice and was praised

4、as "ever-burning lamps of conquerors.This design is a sensitivity high light control switch, pedestrians only take a slap can trigger circuit. This circuit using only a CMOS gate TC4081BP, a small CRZ2-113F type in a microphone, a posture capacitor and resistor of photosensitive CdS with resist

5、or, capacitor can trigger circuit, the electric conduction, will open. It does not need to send a signal by itself, close the circuit will delay circuit switched off. When the lights were opened, delay circuit will delay 25s about light automatically shut off. This circuit has automatic optical effe

6、ct in the daytime, control circuit of photosensitive resistors. Even the voice signal is triggered, switch also won't open. Keywords: sound light double control NAND gate RC delay electricity Proteus emulate目 录第1章 绪论1第2章 单元电路设计22.1 设计方框图22.2 声光处理电路设计22.2.1 声音放大电路22.2.2 声控电路设计42.2.3 光控制电路52.3 灯光控

7、制电路设计62.3.1 器件选择62.3.2 延时电路设计72.4 电源电路设计92.4.1整流电路92.4.2滤波电路102.4.3 电源电路工作原理122.5 整机电路13第3章 电路仿真153.1 软件介绍153.2 NI Multisim电路仿真16第4章 PCB板制作194.1 软件介绍194.2 制作过程20第5章 实物制作215.1 元器件检测215.2 装配焊接225.3调试22总 结23参考文献24致谢25附录126附录22728 新乡职业技术学院毕业设计(论文） 第 页 第1章 绪论根据国内外市场需求预测，我国照明电器行业的高速增长还将继续。进一步提高照明产品的质量和档次，

8、这既是当前摆在我们面前的课题，也是全行业共同努力的目标。就国内市场需求而言，人们生活水平逐步提高，对生存环境质量的要求也越来越高，对照明电器产品提出更高的要求。新的建筑照明标准已执行，新标准与国际接轨，对不同场合的照明提高了要求，也需要我们生产企业适应新标准的要求，为各类照明场所提供相应的产品。我国目前已成为世界照明电器产品生产大国，目标是要成为照明电器产品生产强国，我们与发达国家在照明电器产品的质量、档次、生产工艺、设备、材料以及新产品开发能力等方面均存在明显差距。在节约能源降低能耗方面我国也与发达国家有明显差距。降低能耗、节约能源不仅是我国的潮流也是当今世界的主潮流，高能耗且会加剧温室效应

9、的白炽灯越来越不受欢迎。继公布“欧盟后年封杀白炽灯”的时间表后，世界各地陆续抛弃白炽灯已成定局，环保型节能荧光灯是白炽灯的替代者。节能荧光灯VS白炽灯，胜券在握已无悬念，但楼道照明却限制了荧光灯的使用，因为楼道照明是非持续性的，有人经过才需要光亮，而不断的开关通断会影响荧光灯的使用寿命，所以声光控灯在楼道照明领域得到了广泛的应用。节电是我们每一个人的责任，首先就应当从自己做起因而设计了一个具有节电功能的声光控开关。声光控开关是只有在满足了无光线和有声音才可以启动开关使灯泡点亮一段时间，无需人去手动的打开和关闭灯泡开关方便了人们，同时避免了灯泡常亮的情况因而达到了节电的目的。第2章 单元电路设计

10、2.1 设计方框图声光控开关在晚上且有声音时使灯泡亮，其它情况下灯泡不亮。它由电源电路、声光处理电路和控制电路组成。电路方框图如图2-1所示。电源电路声光处理电路市电照明灯控制电路图2-1 设计方框图2.2 声光处理电路设计声光处理电路就是对采集到的声音和光进行处理后提供给控制电路。2.2.1 声音放大电路声音放大电路的核心元器件是三极管，三极管的工作方式有三种分别是共射电路、共集电路、共基电路。1共射电路共射电路如图2-2所示，其中三极管V是电路的核心，起放大的作用。图2-2 共射放大电路直流电源VCC一方面通过RC、Rb为三极管提供合适的静态偏置电压，另一方面为电路提供能量，一般为几伏至几

11、十伏。其中C1、C2为耦合电容，起到传递交流，隔断直流的作用。C1、C2一般为电解电容器，一般为几微法到几十微法。Rc是集电极直流负载电阻，保证三极管有合适的静态偏置外，还可将三极管的电流信号转换成电压信号。Rc一般为几百欧到几千欧。信号有三极管的基极输入、输出。基极与发射极构成输出回路，而发射极是输出、输入的公共端，共射工作方式具有电压和电流的放大作用，放大关系是U0=Ui，电流同样如此。2共集电路共集电路如图2-3所示，信号从基极输入，从发射极输出，集电极是输入、输出回路的公共端，共集电路因此而得名。图2-3 共集放大电路电源VCC给三极管V提供反偏电压，又通过基极偏置电阻Rb给发射结提供

12、正偏电压，使三极管V工作在放大区。输入信号电压Ui通过输入耦合电容C1加到三极管V的基极，输出信号电压U0从发射极通过输出耦合电容C2送到负载RL上 。共集电路具有电流的放大作用但是没有电压的放大主作用，所以又叫做射击跟随器。3共基电路共基电路如图2-4所示，其中Rc为集电极电阻，Re为发射极偏置电阻，Rb1、Rb2为基极分压偏置电阻，他们共同构成分压式偏置电路。图2-4 共基放大电路大电容Cb使基极对地交流短路。其信号从发射极输出，基极是输入、输出回路的公共端。共基电路的输入电流大于输出电流，没有电流放大作用，但电压放大倍数较大。由于本次设计中声音信号产生的电压信号很小，因而只能用具有电压放

13、大的电路，然而共集电路没有电压放大的作用不选用，而共基电路虽然有电压放大的作用但是电路相比于共射电路较复杂，所以声音处理电路选择共射放大电路 。2.2.2 声控电路设计声控电路由压电陶瓷片BM、电阻R3、R4、R5，晶体管VT、电容C3、C4组成如图2-5所示。压电陶瓷片将声音信号转化为微弱的电信号，微弱的电信号经C4滤波后导入由三极管VT组成的共射放大器进行放大，放大后的电信号经C3隔直后输出。图2-5 声光处理电路声控电路参数计算:一般情况下，人正常说话的声音的幅度约为50分贝，经压电陶瓷片转化为电信号有效值约为UBM40 mV，要使产生的信号经过放大后电压基本上在5 V左右,放大倍为:

14、（2-1）放大倍数有125倍的三极管有9011、9013、9014、9015等。这些都是较为常见的三极管，任意一种都可以用于这次设计，我选用9014型三极管，9014参数如表2-1所示。表2-1 9014参数参数名称符号典型值单位集电极耗散功率Pcm300mW集电极最大电流Icm100mA电流放大系数60300特征频率fT150MHz根据三极管放大公式： （2-2）由于9014允许最大电流Icm为100 mA所以： （2-3）根据欧姆定律： （2-4）所以： （2-5）由于声音信号电流的叠加选择电阻R4为150。电阻R4的功率： （2-6）要保证三极管输出电压在5 V左右，那么Uce电压就应当

15、为5 V左右。所以UR3电压为7 V左右。又由于Icm为100 mA，同样根据欧姆定律得到R3>70,要尽量使Ic小些，所以选择R3为3.9。所以三极管的静态工作点为： （2-7） （2-8） （2-9）电阻R3的功率： （2-10）由于R5是为BM提供一个偏置电压所以选择阻值为3.9的电阻，C2、C3都是起隔直作用一般选择电容值为33的电容，R8为三极管后的负载电阻阻值为8。2.2.3 光控制电路光控制电路设计如图2-5所示，电路由电阻R2和RG串联进行分压来提取光信号。它的核心元件为光敏电阻，光敏电阻器又叫光感电阻，是利用半导体的光电效应制成的一种电阻值随入射光的强弱而改变的电阻器；

16、入射光强，电阻减小，入射光弱，电阻增大。光敏电阻器一般用于光的测量、光的控制和光电转换，光敏电阻参数如表2-2所示。表2-2 光敏电阻参数型号最大电压（VDC）最大功耗（mw）环境温度光谱峰值(nm)亮电阻（K）暗电阻（M）MJ20516250500-30+7056051R2阻值计算： （2-11） （2-12）根据计算，R2的阻值为1.2。白天光较强时，光敏电阻RG的阻值较低（约为5），这时它和R2（1.2)的阻值相比较，R2远大于RG，RG上分的电压基本上为0 V，此时a点输出电压为0 V（低电平）。晚上光线较暗时，光敏电阻RG的阻值变大（约为1），R2、RG串联对12 V电压进行分压，此

17、时a点输出电压为5 V（高电位）。只有在晚上且有声音时灯才会亮，其他情况下灯泡都不会亮。2.3 灯光控制电路设计控制电路主要是由控制芯片74LS00，延时电路，继电器组成如图2-6所示。图2-6 控制电路电路2.3.1 器件选择1四二输入与非门74LS00主控芯片74LS00外形如图2-7所示，它是采用晶体管制造工艺在硅晶片上生产四个各自独立的二输入与非门电路如图2-8所示，然后采用DIP-14标准封装而成的双列14脚直插式结构。逻辑关系为： 图2-7 74LS00外形 图2-8 74LS00内部排列2继电器继电器功能是用较小的电流和较低的电压去控制较大电流和较高电压的一种“自动开关”。电磁继

18、电器一般由电磁铁、衔铁、弹簧、触点等组成，电路如图2-9所示。图2-9 继电器结构其工作电路由低压控制电路和高压工作电路两部分构成。只要在线圈两端加上一定的电压，线圈中就会流过一定的电流，从而产生电磁效应，衔铁就会在电磁力吸引的作用下克服返回弹簧的拉力吸向铁芯，从而带动衔铁的动触点与静触点（常开触点）吸合。当线圈断电后，电磁的吸力也随之消失，衔铁就会在弹簧的反作用力返回原来的位置，使动触点与原来的静触点（常闭触点）释放。这样吸合、释放，从而达到了在电路中的导通、切断的目的。2.3.2 延时电路设计声光处理电路的光信号和声音信号由a、b端口输入，经过两次与非门后由8号引脚输出并提供给延时电路C5

19、和R7。延时电路由C5和R7组成，它是利用电容充放电的原理工作的如图2-10所示。图2-10 延时电路电路当电容C5已有电压U0时，且二极管无正偏截止时，电容器立即对电阻R7惊醒放电，放电开始时的电流为U0/R。放电电流的实际方向与充电时相反，放电时的电流与电容电压随时间均按指数规律衰减为零，电流与电压的数学表达式为: （2-13） （2-14） 公式（2-14）中为电容器的初始电压。放电时和的变化曲线如图2-11所示。图2-11 电容放电曲线RC电路的时间常数用表示，的大小决定了电路充放电时间的快慢。对于充电而言，时间常数时电容电压从零增长到63.2%U0所需要的时间；对放电而言，是电容电压

20、从下降到36.8%所需的时间。R7的阻值为250 K，C2为100则有: （2-15）所以电路延迟时间为25 s。R6为74LS00保护电阻，选择阻值为1 K。2.4 电源电路设计电源部分是整个电路的重要组成部分是为整个电路提供能量的源泉，它相当于人类的心脏，如果没有电源部分那么整个电路将无法工作。电源电路一般是由整流、降压、滤波、稳压电路组成。2.4.1整流电路整流电路的作用就是将交流电转换成脉动的直流电，整流电路分为单相半波整流电路、单相全波整流电路、单相桥式整流电路。1单相半波整流单相半波整流电路如图2-12所示，工作原理是市电经过变压器变成低电压再经过VD整流，若U2的正半周期间二次绕

21、组电压瞬时极性上端a为正，下端b为负，二极管VD正偏通，二极管和负载上有电流通过，则U0=U2。在负半周期间，二极管的瞬时极性上端a为负，下端b为正，VD反偏截止，RL上电压UD=U2，RL上无电压，所以该电路只利用了电源电压U2的半个周期，电源利用率不高。整形前后波形如图2-13所示。 图2-12 半波整流电路 图2-13 整形前后波形2单相全波整流单相全波整流电路如图2-14所示，设电源电压二次绕组电压U2正半周时瞬时极性上端为正，下端为负。二极管VD1正偏导通，VD2反偏截止。负载电流途径为aVD1RLc。在U2的负半周时瞬时极性上负下正，二极管VD1反偏截止，VD2正偏导通。负载电流途

22、径为bVD2RLc。整流电路中VD1和VD2轮流导通，所以在交流电的整个周期内都有电压输出，提高了电源的利用率,整形前后电路图如图2-15所示。 图2-14 全波整流电路 图2-15 整形前后波形3单相桥式整流单相桥式整流电路如图2-16所示，设电源变压器二次绕住电压U2正半周时瞬时极性上端a为正，下端b为负。二极管VD1、VD4正偏导通，VD2、VD3反偏截止。导电回路为aVD1RLVD4b，负载上电压极性为上正下负。负半周时U2瞬时极性a端为负，b端为正，二极管VD1、VD4反偏截止，VD2、VD3正偏导通，导通电路为bVD2RLVD3a，负载上电压极性同样为上正下负，这样在交流电的整个周

23、期内都有电压输出，提高了电源的利用率。整流后波形图如图2-17所示。 图2-16 桥式整流电路 图2-17 整形前后波形由于单相半波整流电路负半周能量都消耗在了二极管上对电源的利用率较低；单相全波整流电路要用到中心抽头的变压器，因而电路的结构复杂；单相桥式整流电路对电源的利用率大且电路简单工作稳定，因而本设计选择单相桥式整流电路。2.4.2滤波电路经过整形的交流电变成了脉动的直流电，含有较大的脉动成分，这种直流电只能用在对于输出电压平滑程度要求不高的电子设备中。如果用在要求交高的电子设备中时，会引起严重的干扰。因此电路整流后一般都要加滤波电路，滤波电路一般有电容滤波电路、电感电容滤波电路、形滤

24、波电路。1电容滤波电容滤波电路如图2-18所示。设滤波电容C初始电压值为零，当U2由零逐渐上升，在t0t1期间二极管VD正向导通，电流分成两路，一路流经负载RL，另一路对电容进行充电。设r为二极管导通的正向电阻及变压器二次绕组的电阻之和，充电时间常数为rc=（rRL）C，r很小，一般RL远远大于r，所以，rcrC很小。电容器两端电压Uc达到U2的峰值U2。由于二极管的阳极电位是随U2的变化，而阴极电位是随Uc变化的，t1时刻，U2=Uc=U2，因此二极管零偏截止。电容C开始向负载RL放电，放电时间常数Rc=RLC，由于RL远大于RC，因此放电过程缓慢即UC下降缓慢，而二极管阳极电位却随输入电压

25、U2的迅速下降，导致二极管在某一段时间截止状态，以后输入电压自正半周向正半周上升，直到t2时刻，二极管电位开始大于阴极电位，VD开始导通，并向电容C迅速充电，在t2t3期间，U0波形按图2-19所示变化。到t3时刻，Uc=U2，二极管有截止，使得电容有对负载RL放电。图2-18 电容滤波电路图 图2-19 滤波前后波形2电感电容滤波电感电容滤波电路如图2-20所示，工作频率越高、电感量越大，滤波效率越高。Lc滤波电路适用与电流较大、要求输出电压脉动较小的场合，尤其适合高频整流，负载变化较大且对输出电压的脉动程度要求不太高的场合。图2-20 电感电容电路3RC-形滤波形滤波电路如图2-21所示。

26、它是利用电阻和电容对输入回路整形后的电压的交直流分量的不同分压作用来实现滤波的作用的。电阻R对交直流分量均有同样的分压作用，但是因为电容C2的交流阻抗很小，这样电阻R与C2及RL配合以后，使交流分量较多地降在电阻R两端，而较少地降在负载RL上，从而起到滤波的作用，R越大，C2越大，滤波效果越好。但R不能太大，R太大将使直流压降增大，能量无谓地消耗在R上。图2-21 RC-滤波电路由于这次的设计对电压的脉动程度交小且形滤波电容电感滤波的电路都没有电容滤波的电路简单因而选择电容滤波电路。2.4.3 电源电路工作原理根据前面整流和滤波的优缺点和使用的场合最终确定电源电路如图2-22所示。二极管VD1

27、VD4将市电转变成脉动的直流电，再经过R1降压和电容C1滤波得到直流电，然后通过稳压二极管VD5得到一个电压稳定在12 V的直流电。U0图2-22 电源电路电源电路参数：由于后级的负载电阻RL大约为4,R1的作用主要是起到对稳压管VD5的保护作用，R1的阻值取1得到二极管中的电流ID： （2-16）最大电流IF： （2-17）滤波后输出电压U0: （2-18）二极管承受的最高反向电压： （2-19）桥式整流电路中的二极管选用最大反向工作电压为1000 V，额定工作电流为1 A的硅整流二极管1N4007。由滤波电容选取公式的： （2-20）电容耐压值： （2-21）取标称值为400 V，电容量为

28、4.7的电容，选择12 V的稳压二极管。2.5 整机电路总结前面的单元电路设计可以得到如图2-23所示的整机电路图。图2-23 整机电路原理图工作原理：电陶瓷片BM将声音信号转换为电信号经过C4隔直耦合后送到VT进行放大，放大后的信号经过C3隔直后送入74LS00的13脚，光敏电阻和R2分压后将光信号送入12脚。有声有光时：74LS00的13号引脚为高电平12号引脚为低电平，经过两次与非后由8脚输出低电压，低电压再经过两次与非后仍然为低电压。因而3号引脚输出的为电压为低电压不能驱动继电器开关闭合，灯泡不亮。有声无光时：74LS00的13号引脚和12号引脚都为高电平，经过两次与非后由8脚输出高电

29、位。因而3号引脚输出的电压电压为高电压驱动继电器开关闭合，灯泡亮，由于RC电路的延时作用使3脚持续输出高电压，起到延时的作用。无声无光时：74LS00的13号引脚为低电平12号引脚为高电平，经过两次与非后由8脚输出低电压，低电压再经过两次与非后仍然为低电压。因而3号引脚输出的为电压为低电压不能驱动继电器开关闭合，灯泡不亮。无声有光时：74LS00的13号引脚为低电平12号引脚为低电平，经过两次与非后由8脚输出低电压，低电压再经过两次与非后仍然为低电压。因而3号引脚输出的为电压为低电压不能驱动继电器开关闭合，灯泡不亮。第3章 电路仿真3.1 软件介绍NI Multisim软件是一个专门用于电子电

30、路仿真与设计的EDA工具软件。作为 Windows 下运行的个人桌面电子设计工具，NI Multisim 是一个完整的集成化设计环境。NI Multisim计算机仿真与虚拟仪器技术可以很好地解决理论教学与实际动手实验相脱节的这一问题。学员可以很方便地把刚刚学到的理论知识用计算机仿真真实的再现出来，并且可以用虚拟仪器技术创造出真正属于自己的仪表。NI Multisim软件绝对是电子学教学的首选软件工具。直观的图形界面，整个操作界面就像一个电子实验工作台，绘制电路所需的元器件和仿真所需的测试仪器均可直接拖放到屏幕上，轻点鼠标可用导线将它们连接起来，软件仪器的控制面板和操作方式都与实物相似，测量数据

31、、波形和特性曲线如同在真实仪器上看到的；丰富的元器件提供了世界主流元件提供商的超过17000多种元件，同时能方便的对元件各种参数进行编辑修改，能利用模型生成器以及代码模式创建模型等功能，创建自己的元器件。强大的仿真能力以SPICE3F5和Xspice的内核作为仿真的引擎，通过Electronic workbench 带有的增强设计功能将数字和混合模式的仿真性能进行优化。包括SPICE仿真、RF仿真、MCU仿真、VHDL仿真、电路向导等功能。它们利用仿真产生的数据执行分析，分析范围很广，从基本的到极端的到不常见的都有，并可以将一个分析作为另一个分析的一部分的自动执行。集成LabVIEW和Sign

32、alexpress快速进行原型开发和测试设计，具有符合行业标准的交互式测量和分析功能；独特的射频(RF)模块提供基本射频电路的设计、分析和仿真。射频模块由RF-specific（射频特殊元件，包括自定义的RF SPICE模型）、用于创建用户自定义的RF模型的模型生成器、两个RF-specific仪器（Spectrum Analyzer频谱分析仪和Network Analyzer网络分析仪）、一些RF-specific分析（电路特性、匹配网络单元、噪声系数）等组成；强大的MCU模块。支持4种类型的单片机芯片,支持对外部RAM、外部ROM、键盘和LCD等外围设备的仿真，分别对4种类型芯片提供汇编和

33、编译支持；所建项目支持C代码、汇编代码以及16进制代码，并兼容第三方工具源代码；包含设置断点、单步运行、查看和编辑内部RAM、特殊功能寄存器等高级调试功能。完善的后处理，对分析结果进行的数学运算操作类型包括算术运算、三角运算、指数运行、对数运算、复合运算、向量运算和逻辑运算等；详细的报告能够呈现材料清单、元件详细报告、网络报表、原理图统计报告、多余门电路报告、模型数据报告、交叉报表7种报告；兼容性好的信息转换，供了转换原理图和仿真数据到其他程序的方法，可以输出原理图到PCB布线；输出仿真结果到MathCAD、Excel或LabVIEW；输出网络表文件；向前和返回注；提供互联网共享文件。3.2

34、NI Multisim电路仿真根据整机电路图绘制仿真电路图，由于在NI Multisim软件中并没有传感器类型的元器件，因而在这次的设计当中就没有压电陶瓷片和光敏电阻这两种元器件，所以这两种元器件都要用其它元器件来替代。用一个电压源和一个开关来代替压电陶瓷片如图3-1所示。当开关闭合时电压源产生的电压信号导人三极管，此时相当于压电陶瓷片在有声状态下将声音信号转换成电信号；当开关断开时无电压信号导人三极管，此时相当于压电陶瓷片在无声的状态下没有产生电信号。图3-1 压电陶瓷仿真用一个普通电阻和一个开关来代替光敏电阻如图3-2所示。当开关闭合时普通电阻短路，此时相当于光敏电阻在有光状态下的低电阻值

35、；当开关断开时普通电阻导通，此时相当于光敏电阻在无光状态下的高阻值。图3-2 光敏电阻仿真绘制好仿真电路后打开电路仿真的电源开关调节电路图中的开关来实现电路在四种状态下来实现电路的功能。开关K1、K2闭合，这时实现电路有声有光时的电路功能，仿真情况如图3-3所示；图3-3 有声有光电路仿真图开关K1闭合K2断开，这时实现电路有声无光时的电路功能，仿真情况如图3-4所示；图3-4 有声无光仿真图开关K1断开K2闭合，这时实现电路无声有光时的电路功能，仿真情况如图3-5所示；图3-5 无声有光仿真图开关K1断开K2断开，这时实现电路无声无光时的电路功能，仿真情况如图如图3-6所示。图3-6 无声无

36、光仿真图第4章 PCB板制作4.1 软件介绍PROTEL是PORTEL公司在80年代末推出的EDA软件，在电子行业的CAD软件中，它当之无愧地排在众多EDA软件的前面，是电子设计者的首选软件，它较早就在国内开始使用，在国内的普及率也最高，有些高校的电子专业还专门开设了课程来学习它，几乎所有的电子公司都要用到它，许多大公司在招聘电子设计人才时在其条件栏上常会写着要求会使用PROTEL。Protel99 SE共分5个模块，分别是原理图设计、PCB设计（包含信号完整性分析）、自动布线器、原理图混合信号仿真、PLD设计。 Protel99SE的功能：可生成30多种格式的电气连接网络表；强大的全局编辑功

37、能；在原理图中选择一级器件，PCB中同样的器件也将被选中；同时运行原理图和PCB，在打开的原理图和PCB图间允许双向交叉查找元器件、引脚、网络；既可以进行正向注释元器件标号（由原理图到PCB），也可以进行反向注释（由PCB到原理图），以保持电气原理图和PCB在设计上的一致性；满足国际化设计要求（包括国标标题栏输出，GB4728国标库）；方便易用的数模混合仿真（兼容SPICE 3f5）；支持用CUPL语言和原理图设计PLD，生成标准的JED下载文件；PCB可设计32个信号层，16个电源-地层和16个机加工层；强大的“规则驱动”设计环境，符合在线的和批处理的设计规则检查；智能覆铜功能，覆铀可以自动

38、重铺；提供大量的工业化标准电路板做为设计模版；放置汉字功能；可以输入和输出DXF、DWG格式文件，实现和AutoCAD等软件的数据交换；智能封装导航（对于建立复杂的PGA、BGA封装很有用）；方便的打印预览功能，不用修改PCB文件就可以直接控制打印结果；独特的3D显示可以在制板之前看到装配事物的效果；强大的CAM处理使您轻松实现输出光绘文件、材料清单、钻孔文件、贴片机文件、测试点报告等；经过充分验证的传输线特性和仿真精确计算的算法，信号完整性分析直接从PCB启动；反射和串扰仿真的波形显示结果与便利的测量工具相结合；专家导航帮您解决信号完整性问题。4.2 制作过程1电路版设计的先期工作（1）利用

39、原理图设计工具绘制原理图，电气规则检查后生成对应的网络报表。（2）手工更改网络表，将一些原理图和PCB封装库中引脚名称不一致的器件引脚名称改成和PCB封装库中的一致，特别是二、三极管等。2PCB的规划PCB板的规划主要是确定电路版的边框，包括电路版的尺寸大小，在需要放置固定孔的地方放上适当大小的焊盘。（注意：在绘制电路版地边框前，一定要将当前层设置成Keep Out层，即禁止布线层）3载入网络报表打开所有要用到的PCB 库文件后，调入网络报表文件和修改零件封装，在引进网络表时可以根据设计情况来修改或补充零件的封装。当然，可以直接在PCB内人工生成网络表，并且指定零件封装。4布置零件封装的位置进

40、行自动布局，运行“Tools”下面的“Auto Place”。用这个命令或手动布线。手动布线是用鼠标选中一个元件，按住鼠标左键不放，拖住这个元件到达目的地，放开左键，将该元件固定。设计好后的PCB如图4-1所示。图4-1 PCB板图第5章 实物制作5.1 元器件检测电阻的检测：先打磨引脚再用万用表的档位打到色环所表示的电阻值相近的地方，左手拿电阻右手拿表笔分别接两引脚读出电阻值并与色环表示的值是否相等，如果相差不大说明这个电阻是完好的否则电阻已坏。光敏电阻：先用手拿住两只引脚，使其对着光，然后，用万用表测出值；再用握住使其背光，测出其值。如果数值与该器件型号标识的差不多说明是完好的反之为损坏。

41、瓷片电容：先打磨引脚再左手拿电容右手用表笔接触引脚，如果阻值为无穷大那么说明是好的反之为损坏。电解电容器：先打磨引脚再左手拿电容右手拿表笔，黑表笔接电容的正极红表笔接负极观察指针的变化情况。如果电阻值是先小然后在慢慢的回到无穷大就说明是好的反之是坏的，电解电容的正负极性不允许接错，当极性接反时，可能因电解液的反向极化，引起电解电容器的爆裂。当极性标记无法辨认时，可根据正向连接时漏电电阻大、反向连接时漏电电阻相对小的特点判断极性。交换表笔前后两次测量漏电电阻，阻值大的一次，黑表笔接触的是正极，因为黑表笔与万用表内电池正极相接（采用数字万用表时，红表笔接电池正极）。但用这种办法有时并不能明显地区分

42、正、负向电阻，所以使用电解电容时，要注意保护极性标记。二极管测试：整流二极管、稳压二极管，先打磨引脚，再用指针表测试，因二极管具有单相导电性，所以在测试时，红笔接负极，黑笔接正极，若是导通，且红笔接正极，黑笔接负极，为截止，则表明二极管是正常的，若不是则表明二极管是坏的。三极管测试：和所有元件一样三极管也要打磨引脚，然后在进行测试。用手拿住元件，用指针表来回测量六次，判断出基极、是PNP型还是NPN型。若红笔不动PNP型；黑笔不动NPN型。如果是NPN型，用手捏住三支引脚，用表笔测试两边引脚，并交换表笔；若指针偏转较大，黑表笔接的是集电极，另一方则是发射集。如果是PNP型，步骤与NPN型一样，

43、但当指针偏转较大是，黑笔接的是发射极，另一方则是集电极。5.2 装配焊接焊接前要先对元器件和PCB板焊接处进行清洗，以保证焊接的质量。焊接时要注意焊接的原则：先从较低和较小的元器件进行装配和焊接，再对较大较高的元器件进行装配和焊接。焊接好后的焊点要保证是有光泽的、圆润的。如果焊点不是这样，那么这个焊点的焊接质量不是很好或者是虚焊，这样的焊点要进行重新焊接。5.3调试装配焊接完成后进行调试是事关重要的。如果不进行调试，那么电路有可能不能完成相应的功能。测试过程：将制作通电检测三极管是否工作在放大状态，检测光控部件是否工作正常，检测继电器是否工作正常。如果74LS00芯片的第四个与非门输入端与电容

44、C2连接处一直都为低电平那么三极管CE极被击穿；如果74LS00芯片的第四个与非门输入端与RG连接处一直都为低电平，那么光敏电阻被击穿；如果灯泡亮的时间过短，那么延迟电容C4电容被击穿或者电容发生漏电现象。总 结在这段时间里的设计中，我做的课题是“声光控楼道灯控制系统”。这是一种声音和光照双控制的照明灯，它可以用于楼梯，过道，库房的场合。白天光照好，不管过路者发出多大声音，都不会使灯泡发亮。夜晚光暗，电路的拾音器只要检测到有碎发声音，就会自动为行人照明，过一会儿后有自动熄灭，节能节电。这次的声光控延时开关的设计实践将我们学到的只是应用到了实践，深化了对数字电路设计和模拟电子设计的认识，使我们在设计的实践中获得新知。学习了一年的理论知识和实践操作，我不仅仅得到的是课本上的东西，更重要的是我通过自己的独立动手，老师和同学的耐心知道下，我学会了分析电路、设计电路的步骤等。在此设计中利用到了三极管的特性，光敏效应，压电效应特别是芯片的一些功能，让