声光控课程设计报告

吉林工程技术师范学院课程设计论文PAGEPAGE12吉林工程技术师范学院课程设计论文电子技术课程设计论文--楼道声光控制照明电路系统设计院系：电气工程学院专业：自动化班级：0943姓名：XXX学号：XX指导教师：XX 2011年PAGE1目录TOC\o"1-2"\h\z\u第一章绪论 11.1引言 11.2课题研究的目的和意义 1第二章系统总体设计及方案认证 22.1设计内容 22.2课题分析 22.3电路原理 22.4声控部分电路 22.5光控照明电路 32.6延迟电路部分 32.7NE555定时器 42.8参数设计 62.9方案认证 6第三章硬件电路设计 73.1利用PROTEL绘制原理图 7第四章硬件电路安装及调试 84.1手工焊接 84.2焊接原理 84.3焊接注意事项 8第五章总结 10参考文献 12附录 I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。第二章系统总体设计及方案认证2.1设计内容本课程设计的内容是楼道神光控灯设计，要求是在晚上有声音信号时，灯亮，无声延时5秒后熄灭，声音小于5秒时LED等持续点亮。白天时，有无声音信号时，灯均不点亮。2.2课题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。2.3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。2.4声控部分电路因声音是一种模拟量且非电信号，是无法在数字电路中使用的，所以我们在设计声控电路时就面临怎样把模拟量转化为数字量，把声音信号转化为电信号的问题。声音传感器，可以直接将声音信号转换为电信号，大简化了电路结构，使声控电路的设计显得更加容易。即用声音传感器将声音信号转换成电信号从而推动触发器触发使电路导通工作。在黑暗的条件下，给驻极体话筒一个声音信号，通过LM358放大，将信号传输给NE555集成块，通过NE555的3脚将信号传输给74HC123。从而使LED发光。2-1电路声控部分2.5光控照明电路利用光敏元件随光照强度的变化而阻抗发生变化的特点，去控制电信号的强弱，再由传感器将变化的电信号传递给触发器，只要电信号强度达到一定程度将触发触发器使其导通工作。2-2电路的光控部分当光线照射到光敏电阻时，电阻阻值降低，其两端电压变小，LM358的“+”电压小于“—”，使得LM358输出一个低电频。从而使得74HC123引脚3（优先级别最高的RD’）输出低电频。LED灯灭。当无光照射时，光敏电阻阻值减小，两端的电压升高，从而使得74HC123的引脚三输入一个高电平。2.6延迟电路部分图2-3电路延时部分当B1输入高电平时，输出也是高电平，LED灯不亮，当B1输入低电平时输出也是低电平，LED灯亮。而其中电阻和电容起的是延时作用，将灯亮延时5秒。CLK起到了清零的作用，当低电平输入时，整个74HC123不工作。2.7NE555定时器555定时器是一种模拟和数字功能相结合的中规模集成电路。555定时器的电源电压范围宽，可在4.5V~16V工作，输出驱动电流约为200mA，因而其输出可与TTL、CMOS或者模拟电平兼容。555定时器成本低，性能可靠，只需外接几个电阻、电容，就可以实现多谢振荡器、单稳态触发器及施密特触发器等脉冲产生与变换电路。NE555是一种应用特别广泛作用很大的集成电路于小集成电路，在很多电子产品中都有应用。NE555的作用是内部的定时器来构成时基电路，给其他的电路提供时序脉冲。图2-4NE555内部功能表引脚功能：（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VCC：电源。表2—1器件清单74HC123一块NE555一个LM358一个驻极体话筒一个电阻：330Ω2;1K/4;4.7K/5;10K/2;150K/2电位器单圈蓝色方形一个22KΩ电容：16V47uF一个；16V10uF两个；光敏电阻；发光二极管LED一个；2.8参数设计74HC123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30～50，即在30和50之间,可选用=4.7K、=150，此时算得。2.9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74HC123进行延迟，即可得到与设计内容相一致的电路。第三章硬件电路设计3.1利用PROTEL绘制原理图1、在Files面板的New单元选择File»New并点击SchematicSheet。一个名为Sheet1.SchDoc的原理图图纸出现在设计窗口中，并且原理图文件夹也自动地添加（连接）到项目。这个原理图图纸现在列表在Projects标签中的紧挨着项目名下的SchematicSheets文件夹下。2、点击Libraries标签显示库工作区面板。3、在库面板中按下Search按钮，或选择Tools»FindComponent。这将打开查找库对话框。4、查找所有有关的器件。5、将查到的器件在原理图纸中绘制成声光控原理图。6、将绘制的原理图保存。第四章硬件电路安装及调试任何电子产品，无论电路的复杂程度都是由简单的电子元件和功能构成的，按电路工作原理，用一定的工艺原理方法连接而成。虽然连接方法很多，但是使用最为广泛的使用方法。4.1手工焊接4.1.1手工焊接的工具1、电烙铁电烙铁，是电子制作和电器维修必工具，主要用途是焊机元件及导线，按结构可分为内热式电烙铁和外热式电烙铁，按功能可分为焊接用电烙铁和吸锡用电烙铁，根据用途不同又分为大功率电烙铁和小功率电烙铁。内热式的电烙铁体积较小，而且价格便宜。一般电子制作都用20W-30W的内热式电烙铁。当然有一把50W的外热式电烙铁能够有备无患。内热式的电烙铁发热效率较高，而且更换烙铁头也较方便。2、焊锡焊锡是在焊接线路中连接电子元器件的重要工业原材料，广泛应用于电子工业、家电制造业、汽车制造业、维修业和日常生活中。4.2焊接原理目前电子元器件的焊接主要采用锡焊技术。锡焊技术采用以锡为主的锡合金材料作焊料,在一定温度下焊锡熔化,金属焊件与锡原子之间相互吸引、扩散、结合,形成浸润的结合层。外表看来印刷板铜铂及元器件引线都是很光滑的,实际上它们的表面都有很多微小的凹凸间隙,熔流态的锡焊料借助于毛细管吸力沿焊件表面扩散,形成焊料与焊件的浸润,把元器件与印刷板牢固地粘合在一起,而且具有良好的导电性能。锡焊接的条件是:焊件表面应是清洁的,油垢、锈斑都会影响焊接；能被锡焊料润湿的金属才具有可焊性,对黄铜等表面易于生成氧化膜的材料,可以借助于助焊剂,先对焊件表面进行镀锡浸润后,再行焊接；要有适当的加热温度,使焊锡料具有一定的流动性,才可以达到焊牢的目的,但温度也不可过高，过高时容易形成氧化膜而影响焊接质量。4.3焊接注意事项1、输入端与输出端的边线应避免相邻平行，以免产生反射干扰。必要时应加地线隔离，两相邻层的布线要互相垂直，平行容易产生寄生耦合。2、尽可能缩短低频元器件之间的连线，设法减少它们的分布参数和相互间的电磁干扰。易受干扰的元器件不能相互挨得太近，输入和输出元件应尽量远离。3、某些元器件或导线之间可能有较高的电位差，应加大它们之间的距离，以免放电引出意外短路。(1).被焊件必须具备可焊性。(2).被焊金属表面应保持清洁。(3).使用合适的助焊剂。(4).具有适当的焊接温度。(5).具有合适的焊接时间。4、焊点质量及检查对焊点的质量要求，应该包括电气接触良好、机械结合牢固和美观三个方面。保证焊点质量最重要的一点，就是必须避免虚焊。（1）．虚焊产生的原因及其危害虚焊主要是由待焊金属表面的氧化物和污垢造成的，它使焊点成为有接触电阻的连接状态，导致电路工作不正常，出现连接时好时坏的不稳定现象，噪声增加而没有规律性，给电路的调试、使用和维护带来重大隐患．（2）.对焊点的要求a.可靠的电气连接b.足够的机械强度c.光洁整齐的外观（3）．典型焊点的形成及其外观在单面和双面（多层）印制电路板上，焊点的形成是有区别的。第五章总结通过声光控延时电路系统设计课程，加强了我们动手、思考和解决问题的能力。这个方案使用了光敏电阻、驻极体话筒、LED、LM358、NE555定时器、74HC123各一个。我觉得做课程设计同时也是对课本知识的巩固和加强，由于课本上的知识太多，平时课间的学习并不能很好的理解和运用各个元件的功能，而且考试内容有限，所以在这次课程设计过程中，我们了解了很多元件的功能，并且对于其在电路中的使用有了更多的认识。平时看课本时，有时问题老是弄不懂，做完课程设计，那些问题就迎刃而解了。而且还可以记住很多东西。比如一些芯片的功能，平时看课本，这次看了，下次就忘了，通过动手实践让我们对各个元件映象深刻。认识来源于实践，实践是认识的动力和最终目的，实践是检验真理的唯一标准。所以这个期末的课程设计对我们的作用是非常大的。我想说，设计确实有些辛苦，但苦中也有乐，在如今单一的理论学习中，很少有机会能有实践的机会，但我们可以，而且设计也是一个团队的任务，一起的工作可以让我们有说有笑，相互帮助，配合默契，大学里两年半的相处还赶不上这次的合作，我感觉我和同学们之间的距离更加近了；我想说，确实很难，但当我们看到自己所做的成果时，心中也不免产生兴奋；正所谓“三百六十行，行行出状元”。也许有人不喜欢这类的工作，也许有人认为设计的工作有些枯燥，但我认为无论干什么，只要认真去做，一定会有好结果的。同时我认为我们的工作是一个团队的工作，团队需要个人，个人也离不开团队，必须发扬团结协作的精神。某个人的离群都可能导致导致整项工作的失败。实习中只有一个人知道原理是远远不够的，必须让每个人都知道，否则一个人的错误，就有可能导致整个工作失败。团结协作是我们课设成功的一项非常重要的保证。而这次实习也正好锻炼我们这一点，这也是非常宝贵的。对我们而言，知识上的收获重要，精神上的丰收更