課程設(shè)計---樓道聲光控制照明燈系統(tǒng)設(shè)計

1、<p>　　數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計論文</p><p>　　——樓道聲光控制照明燈系統(tǒng)設(shè)計</p><p>　　院系： 信息工程學(xué)院 </p><p>　　專業(yè)： 電子信息工程 </p><p>　　班級： D1041 </p><p>　　姓名： </p><

2、;p>　　學(xué)號： </p><p>　　指導(dǎo)教師： </p><p>　　2012年 6月 28日</p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　第一章緒論1</b></p><p><b>　

3、　1.1 引言1</b></p><p>　　1.2 課題研究的目的和意義1</p><p>　　第二章方案認證及電路原理2</p><p>　　2.1 課題分析2</p><p>　　2.2 方案認證2</p><p>　　2.3 電路原理2</p><p>　　2.

4、4 參數(shù)設(shè)計3</p><p>　　2.5 器件介紹3</p><p>　　第三章硬件電路安裝及調(diào)試8</p><p>　　3.1 電路的焊接8</p><p>　　3.2 電路的調(diào)試8</p><p>　　第四章總結(jié)與心得9</p><p><b>　　4.1 總結(jié)

5、9</b></p><p><b>　　4.2 心得9</b></p><p><b>　　參考文獻10</b></p><p><b>　　緒論</b></p><p><b>　　1.1引言 </b></p><p&

6、gt;　　隨著電子技術(shù)的發(fā)展，尤其是數(shù)字技術(shù)的發(fā)展，用數(shù)字技術(shù)實現(xiàn)燈的自動發(fā)亮、節(jié)能節(jié)電、延長燈的壽命變得越來越重要，而且貼近我們的實際生活。</p><p>　　聲光控已成為人們?nèi)粘Ｉ钪斜夭豢缮俚谋匦杵?，它不需要開關(guān)，當有人經(jīng)過時會自動亮起；廣泛應(yīng)用于走廊、樓道等公共場所，給人們的生活帶來極大的方便。因此，行到了廣泛的應(yīng)用。聲光控是聲音和光控制電路工作的電子開關(guān)。它將聲音和光轉(zhuǎn)化為電信號，經(jīng)放大、整形，輸出一

7、個開關(guān)信號去控制各種電器的工作，在自動控制工業(yè)電器和家用電器方面有著廣泛的用途。</p><p>　　1.2課題研究的目的和意義</p><p>　　研究目的：通過這次的課題研究我們希望在理清它的發(fā)展脈絡(luò)上進一步了解它的發(fā)明原理，將平時所學(xué)習(xí)的知識運用到實驗探索上，這對提高我們的動手能力，創(chuàng)新意識，及鍛煉思維活動無疑是一個莫大的幫助。同時我們也希望這次的研究能讓同學(xué)進一步了解照明燈，而不是

8、僅局限于課本知識以內(nèi)。從小的突破點入手，掌握又一項科技知識，從而實現(xiàn)課堂外的又一次提高，為現(xiàn)代教育科學(xué)盡一份力量！</p><p>　　研究意義：用霞光控延時開關(guān)代替住宅小區(qū)的樓道上的開關(guān)，只有在天黑以后，當有人走過樓梯通道，發(fā)出腳步聲或其它聲音時，樓道燈會自動點亮，提供照明，樓道燈會延時幾秒種后自動熄滅。在白天，即使有聲音，樓道燈也不會亮，可以達到節(jié)能的目的。聲光控延時開關(guān)不僅適用于住宅區(qū)的樓道，而且也適用于工

9、廠。辦公樓。教學(xué)樓等公共場所，它具有體積小、外形美觀、制作容易、工作可靠等優(yōu)點，適合于各種樓房走廊的照明設(shè)備。</p><p><b>　　方案認證及電路原理</b></p><p><b>　　2.1課題分析</b></p><p>　　本次設(shè)計主要由聲控電路,光控電路,放大電路,整形電路,延遲電路幾部分組成。</

10、p><p><b>　　2.2 方案認證</b></p><p>　　本次設(shè)計主要由聲控電路,光控電路,放大電路,整形電路,延遲電路幾部分組成。其中，聲控電路與光控電路分別由LM358內(nèi)部兩個放大器組成。聲控部分其實是一個負反饋放大器，主要是將駐極體話筒接受到的信號進行放大，輸出到整流電路中。光控部分是一個由光敏電阻與另外幾個電阻組成的電壓比較器，由于NE555中4腳的特

11、性。最后經(jīng)過74LS122進行延遲，即可得到與設(shè)計內(nèi)容相一致的電路。</p><p><b>　　2.3電路原理</b></p><p>　　該電路由聲控電路、光控電路及放大電路、單穩(wěn)態(tài)延時電路組成，下面對其功能進行逐一分析并確定電路結(jié)構(gòu)。</p><p>　　光控電路是根據(jù)光線的強弱來優(yōu)先決定電燈的亮滅。聲音信號由駐極體話筒BM接收，經(jīng)過反比

12、放大，放大的信號送到NE555定時器的2,6腳。該電路可以對聲控延時電路進行控制，在白天光線較強時，該電路在光控電路的作用下，處于關(guān)閉狀態(tài)，對任何聲音信號都不響應(yīng)，在晚上光線較弱時，光控電路將該電路的功能打開，使得該電路能根據(jù)外界聲音信號做出相應(yīng)的響應(yīng)。NE555定時器的輸出去控制74HC123聲控延時電路。該電路主要在光線較弱時起作用。這主要是通過光控電路的輸出來控制的。</p><p>　　2.3.1 樓道聲

13、控?zé)綦娐穲D</p><p><b>　　2.4 參數(shù)設(shè)計</b></p><p>　　74122為可重復(fù)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，根據(jù)其輸出脈沖寬度實現(xiàn)延時5s。</p><p>　　要使LM358的聲控放大電路的放大倍數(shù)為30～50，即在30和50之間,可選用=4.7K、=150，此時算得。</p><p><b>　　

14、2.5器件介紹</b></p><p>　　1.NE555內(nèi)部框圖，工作原理</p><p>　　2.5.1 555內(nèi)部原理圖</p><p><b>　　引腳功能：</b></p><p>　　（1）6腳TH：高電平觸發(fā)端，當TH電平大于2/3VCC，輸出端OUT呈低電平，DIS端通。</p>

15、<p>　?。?）2腳TR：低電平觸發(fā)端，當TR電平小于1/3VCC，輸出端OUT呈高電平，DIS端關(guān)斷。</p><p>　?。?）5腳VCO：控制電壓端，VCO若接不同的電壓值可以改變TR低電平、TH的觸發(fā)電平值。</p><p>　?。?）7腳DISC：為放電端，其內(nèi)部三極管的導(dǎo)通或關(guān)斷，能為外部RC回路提充放電通路。</p><p>　?。?）4

16、腳RD：為復(fù)位端，若RD=0，OUT輸出低電平。</p><p>　?。?）3腳VO：為輸出端。</p><p>　?。?）8腳VCC：電源。</p><p>　?。?）1腳GND：地。</p><p>　　NE555定時器由3個阻值為5kΩ的電阻組成的分壓器、兩個電壓比較器C1和C2、基本RS觸發(fā)器、放電三極管TD和緩沖反相器G4組成。虛線

17、邊沿標注的數(shù)字為管腳號。其中，1腳為接地端；2腳為低電平觸發(fā)端，由此輸入低電平觸發(fā)脈沖；6腳為高電平觸發(fā)端，由此輸入高電平觸發(fā)脈沖；4腳為復(fù)位端，輸入負脈沖（或使其電壓低于0.7V）可使NE555定時器直接復(fù)位；5腳為電壓控制端，在此端外加電壓可以改變比較器的參考電壓，不用時，經(jīng)0.01uF的電容接地，以防止引入干擾；7腳為放電端，NE555定時器輸出低電平時，放電晶體管TD導(dǎo)通，外接電容元件通過TD放電；3腳為輸出端，輸出高電壓約低于

18、電源電壓1V—3V，輸出電流可達200mA，因此可直接驅(qū)動繼電器、發(fā)光二極管、指示燈等；8腳為電源端，可在5V—18V范圍內(nèi)使用。</p><p>　　74LS122引腳圖及工作原理</p><p>　　74LS123引腳分布</p><p><b>　　工作原理：</b></p><p>　　74LS122為可重復(fù)單穩(wěn)

19、態(tài)觸發(fā)器，根據(jù)其輸出脈沖寬度實現(xiàn)延時5s。當74LS122的1腳和2腳接收到一個上升沿脈沖，輸入到74122單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器后再次經(jīng)波形變換，Q端產(chǎn)生一個上升沿脈沖。由于LED接入74122的Q’引腳，故其在Q’引腳是一個下降沿脈沖，此時發(fā)光二極管負端為低，燈會亮，亮?xí)r延遲時間為脈沖寬度。聲音信號消失，Q端上升沿維持5s后燈會自動熄滅。</p><p>　　3. 光敏電阻 </p><

20、p>　　2.5.3 光敏電阻</p><p>　　工作原理是基于內(nèi)光電效應(yīng)。在半導(dǎo)體光敏材料兩端裝上電極引線，將其封裝在帶有透明窗的管殼里就構(gòu)成光敏電阻如圖所示。為了增加靈敏度，兩電極常做成梳狀。構(gòu)成光敏電阻的材料有金屬的硫化物、硒化物、碲化物等半導(dǎo)體。 </p><p>　　半導(dǎo)體的導(dǎo)電能力取決于半導(dǎo)體導(dǎo)帶內(nèi)載流子數(shù)目的多少。當光敏電阻受到光照時，價帶中的電子吸收光子能量后躍遷到導(dǎo)

21、帶，成為自由電子，同時產(chǎn)生空穴，電子—空穴對的出現(xiàn)使電阻率變小。光照愈強，光生電子—空穴對就越多，阻值就愈低。當光敏電阻兩端加上電壓后，流過光敏電阻的電流隨光照增大而增大。入射光消失。</p><p><b>　　4. 發(fā)光二極管</b></p><p>　　發(fā)光二極管簡稱為LED。由鎵（Ga）與砷（AS）、磷（P）的化合物制成的二極管，當電子與空穴復(fù)合時能輻射出可

22、見光，因而可以用來制成發(fā)光二極管，在電路及儀器中作為指示燈，或者組成文字或數(shù)字顯示。磷砷化鎵二極管發(fā)紅光，磷化鎵二極管發(fā)綠光，碳化硅二極管發(fā)黃光。</p><p>　　它是半導(dǎo)體二極管的一種，可以把電能轉(zhuǎn)化成光能，發(fā)光二極管與普通二極管一樣是由一個PN結(jié)組成，也具有單向?qū)щ娦?。當給發(fā)光二極管加上正向電壓后，從P區(qū)注入到N區(qū)的空穴和由N區(qū)注入到P區(qū)的電子，在PN結(jié)附近數(shù)微米內(nèi)分別與N區(qū)的電子和P區(qū)的空穴復(fù)合，產(chǎn)生自

23、發(fā)輻射的熒光。不同的半導(dǎo)體材料中電子和空穴所處的能量狀態(tài)不同。當電子和空穴復(fù)合時釋放出的能量多少不同，釋放出的能量越多，則發(fā)出的光的波長越短。常用的是發(fā)紅光、綠光或黃光的二極管。</p><p>　　圖2.5.4 發(fā)光二極管</p><p><b>　　5 駐極體話筒</b></p><p>　　駐極體話筒具有體積小、結(jié)構(gòu)簡單、電聲性能好、

24、價格低的特點，廣泛用于盒式錄音機、無線話筒及聲控等電路中。屬于最常用的電容話筒。由于輸入和輸出阻抗很高，所以要在這種話筒外殼內(nèi)設(shè)置一個場效應(yīng)管作為阻抗轉(zhuǎn)換器，為此駐極體電容式話筒在工作時需要直流工作電壓。駐極體話筒如圖：</p><p>　　2.5.5駐極體話筒</p><p><b>　　硬件電路安裝及調(diào)試</b></p><p><b

25、>　　3.1 電路的焊接</b></p><p>　　架上拿出電烙鐵時，以45度靠緊焊接面進行預(yù)熱；然后將焊錫絲同時伸向被焊的組件腳及焊盤，一起接觸被焊處；當焊錫絲熔化，向焊接處推入焊錫絲，使焊錫潤濕焊盤與組件腳，當焊點上的焊錫成圓錐形時即抽離焊錫絲。</p><p>　　在焊錫完全熔化后，移去烙鐵頭。如果焊點有連焊，我會將焊錫線與烙鐵頭一起接觸在連焊的焊點之間，待焊錫絲

26、與助焊劑一起熔化后，移去焊錫絲，再將烙鐵頭側(cè)放著向下移走，吸去多余的焊錫；</p><p>　　焊點的標準是：焊點呈錐形，焊錫要適量，表面有光澤，光滑，清潔等。</p><p><b>　　3.2 電路的調(diào)試</b></p><p>　　初步檢查電路板，用表筆查看是否有虛焊等情況；在上一步的基礎(chǔ)上，用表筆查看原件正負極有無接反；還要注意觀察話筒

27、和光敏電阻的位置是不是達到要求的位置，是否有被擋住。</p><p>　　在進行實驗時，首先，用東西擋住光敏電阻使其背光，然后鼓掌或說話，燈泡亮后再把遮擋物拿開，觀察燈點亮30秒左右后熄滅；如果時間太久，可通過改變電阻和電容的值來縮短燈亮的時間，達到節(jié)電的目的。</p><p><b>　　3.2.2 電路板</b></p><p><b

28、>　　總結(jié)與心得</b></p><p><b>　　4.1 總結(jié)</b></p><p>　　本次課設(shè)使我對課本知識的在學(xué)習(xí)和更深刻的理解，和做題不一樣，課設(shè)不是單純的算出結(jié)果，而是動腦去思考，動手去實踐，雖說這個過程并不算是那么的漫長或艱難，但是這種經(jīng)歷確實能讓我們養(yǎng)成一種不斷探索的科學(xué)研究精神，我想對于學(xué)生來說這是很重要的。我想做課設(shè)很大的一方

29、面原因也是為了提高我們的自學(xué)意識和自學(xué)能力。</p><p><b>　　4.2 心得</b></p><p>　　實踐出真知:通過設(shè)計,學(xué)到了很多在書本上所沒有學(xué)到過的知識,并且使我懂得了理論與實際相結(jié)合是很重要的，只有理論知識是遠遠不夠的，只有把所學(xué)的理論知識與實踐相結(jié)合起來，從理論中得出結(jié)論，才能真正為社會服務(wù)，從而提高自己的實際動手能力和獨立思考的能力.<

30、;/p><p><b>　　附錄：</b></p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　[1].電子技術(shù)實驗教程------高等教育出版 2005年</p><p>　　[2].電子技術(shù)基礎(chǔ)—模擬部分 --- 康光華 高等教育出版2005</p><p>