1、内蒙古师范大学计算机与信息工程学院低频电子线路课程设计报告实习题目指导教师 职 称学生姓名学 号日 期实习题目指导教师 职 称学生姓名学 号日 期实习题目指导教师 职 称学生姓名学 号日 期设计题目 简易声光控照明延时电路指导教师 张鹏举 职称 讲师姓 名 王晓敏学 号 20081121053日 期 2010-7-16目录1 设计任务及主要技术指标和要求 .11.1 设计任务 .11.2 设计要求 .12 引言 .13 工作原理 .24 电路组成部分 .25 设计步骤及方法 .25.1 整流电路的设计 .25.2 稳压电路的设计 .35.3 声控电路的设计 .35.4 光控电路的设计 .35.
2、5 延时电路的设计 .46 电路整体说明 .57 设计所需器材 .68 小结（通过课程设计收获和心得） .7简易声光控延时照明电路计算机与信息工程学院 2008 级通信工程 王晓敏 20081121053指导教师 张鹏举 讲师摘要 设计一个简易声光控延时照明电路。该电路能够实现两级控制照明灯的亮灭，并且照明灯点亮一段时间后能够自动判断。第一级为光控制，第二级为声控制，第一级优先于第二级。关键字 简易；一级光控电路；二级声控电路；照明延时电路1 设计任务及主要技术指标和要求1.1 设计任务设计一个简易声光控延时照明电路。该电路能够实现两级控制照明灯的亮灭，并且照明灯点亮一段时间后能够自动判断。第
3、一级为光控制，第二级为声控制，第一级优先于第二级。1.2 设计要求（1）要求电路能够通过照明灯开关对光线强弱的感应，控制照明灯第一级开关。（2）要求电路能够通过照明灯开关对声强的感应，在第一级开关开通的前提下，控制照明灯的亮灭。（3）要求电路能够实现照明灯点亮时间 T 后自动关断，并且时间 T 可手动调节。（4）要求电路如果在照明灯点亮期间又有新的声源出现，照明灯重新开启通电时间 T。（5）根据上述要求选定设计方案，画出系统框图，写出详细的设计过程。（6）利用 CAD 软件画出一套完整的设计电路图，并列出所有的元件清单。2 引言随着电子技术的发展，尤其是数字技术的发展，用数字电路技术实现灯的自
4、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。声光控电路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的亮；广泛应用于走廊、楼道招待所等公共场所，给人们的生活、带来极大的方便。因此，得到了广泛的应用。声光控电路是声音和光控制电路工作的电子开关。该电路由电源电路、声控电路、光控电路和延时控制开关电路等组成，它不仅广泛适用于楼梯间、过道库房等场合，而且节能省电，使用方便。3 工作原理220V 的电压经过灯泡降压，经过硅整流二极管整流，电解电容滤波及稳压管稳压后给比较器 LM324 提供 10V 的直流工作电压。白天，光敏电阻经光照射后阻值变小，经比较
5、器比较后得到一个低电平，晶闸管断开，灯泡白天不亮。到了晚上，光线变暗，光敏电阻阻值变大，经比较器比较后 8 脚得到高电平，VD1 截止，起隔离作用，VD2 不受 8 脚电位影响，如果有声音信号时，声波经过驻极体转换成电信号，并经过 C1 耦合到比较器 A1 的 3 管脚，于是 1 管脚输出高电平。经 C2 耦合到比较器 A2 的 5 管脚，其7 脚输出高电平，并经过 R8 和 VD2 输入到比较器 A4 的 12 脚，因此其 14 脚输出高电平，晶闸管导通，灯泡发光照明。声音消失后，A1 的 3 脚无信号电压，恢复低电平，其 7 脚输出低电平，VD2 截止，此刻 A4 的 12 脚高电平即电容
6、 C4 两端的电压，经 R9放电，一段时间电容放电完毕后，电灯熄灭。此后，只要没有声音进入话筒，灯泡就始终保持熄灭状态。4 电路组成部分声光控延时电路如图所示，硅整流二极管 VD3-VD6 和晶闸管 VS 组成照明开关的主回路，控制回路由四个运算放大器集成电路 LM324 和声光检测元件 MIC，RG 组成。话筒 MIC 和比较器 A1，A2 构成声控电路，光敏电阻 RG 和比较器 A3 构成光控电路，R9和 C4 构成照明延时控制电路，发光二极管 LED 为有电指示灯 【2】 。5 设计步骤及方法5.1 整流电路的设计 输入 220V 交流电需整流，我选用硅整流二极管组成的桥式整流器，二极管
7、稳压电路加上滤波电容。可控硅开关起开关作用，非常重要，控制灯的亮灭 【1】 。电路图如图 1：D41N4007D51N4007D31N4007 D61N4007图 15.2 稳压电路的设计220V 电压进入电路后，先经过桥式整流器整流后，用 10V 稳压管稳压到 10V，给芯片 LM324 供电。芯片工作后，可以对传入的微弱的声音信号进行放大，产生高低电平，控制灯的亮灭。5.3 声控电路的设计我们采用话筒放大实现声控功能，主要是由话筒拾音电路和放大电路组成的。拾音电路是把收集的声音信号转换为电信号，由于声音微弱，即用放大电路把信号放大。放大电路中我们利用了芯片 LM324 运算放大器 【3】
8、。电路图如图 2：图 25.4 光控电路的设计利用光敏电阻的感光性，白天光照很强的时候电阻很小，从而跟 R10 相比所分担的电压就很小。晚上的时候电阻很大，从而跟 R10 相比分担的电压就大。利用这一特321411A1ALM324567A2BLM324VD21N4007R7820kR627kR5100kR2100kR8510R4820kR327kC147nC247nGNDGNDGNDMICMICROPHONE2性可以根据电阻所分担的电压多少从而给 A3 的 9 脚一个高电平还是低电平，从而运放A3 的 8 脚就知道电平的高低，在用 VD1、VD2 来控制 12 脚的电位从而控制单向晶闸管，当
9、8 是低电平的时候就把 12 脚定位在低电平，当 8 脚是高电平的时候由于二极管的单项导电性所以在 VD1 的时候截止，在就看 VD2 了这就体现光控是第一优先级，如图 3所示： 图 35.5 延时电路的设计我们设计出来的声控灯是为了给人们在黑暗中带来方便的，人们发出声音后灯光不能亮一下就灭，要持续一段时间。所以延迟电路在灯点亮时需要有延迟，当声音信号消失后，延时电路要起作用，我们想到延时电路可以用 RC 电路来实现，而时间长短由时间常数 =RC 来决定，这里采用的电容是可以充放电的电解电容。电路图如图 4：R93.3mGN DC410u1098A3CLM324VD11N4007R10820k
10、R12160kR11160kGNDGNDRG图 46 电路整体说明由分析可知，光控电路是一级电路，声控电路是二级电路。白天当光线照射到光敏电阻上时，由光敏电阻的特性可知，当有光照射它时它的电阻变小，分担的压降小所以 9 脚为高电平从而 8 脚为低电平，所以 12 脚就被固定成低电平，则 14 脚为低电平，所以白天灯始终不亮。通过光敏电阻的变化使电路封锁声音通道，导致声音信号不能通过，则灯泡不受声音控制，即声控电路不起作用，灯泡不亮。夜间或光线较暗时，光敏电阻阻值急剧增大，声控电路导通，当有声音传入话筒时，声音信号转变为电信号，灯泡变亮，经内部设定的时间后，如果在次期间没有声音信号再次传入话筒，
11、则灯会自动熄灭；若有声音信号传入，则灯泡会持续发光。将电路按上述设计思路具体实现在面包板上，检查连线无误后，即可实现功能。首先，我了解了声光控的特点和功能，然后根据所学的理论知识和其他资料上的知识，我画出来了一个系统框图和总电路图，如图 5 所示；DS?LAMPD71N47281213 14U4DLM32432 1411U?ALM32456 7U2BLM324109 8U?CLM324D41N407 D51N407D31N407 D61N407VD21N407VD11N407R7820kR627kR510kR210k R10820kR1382kR127KR8510R93.3mR4820kR32
12、7k R12160kR11160kQ1SCRD8LEDC147nC247nGNDGND GND GNDGNDGNDGNDGNDMICMICROPHONE2C410uC3470uI1ISIND19PHOTO光控一级电路声控二级电路控制电路VD1VD2延时电路 单向晶闸管控制电路照明电路图 57 设计所需器材表一序号 名称 型号规格 位号 数量1 单向可控硅1A100-6T 1 支2 发光二级管LED 1 支3 整流二极管IN4007 VD1-VD6 6 支4 驻极体 54+2dB MIC 1 支5 光敏电阻 625A RG 1 支6 电阻器 100 R2、R5 2 支7 电阻器 27K R1、R
13、3、R63 支8 电阻器 820K R4、R7、R103 支9 电阻器 160K R11、R12 2 支10 电阻器 82K R13 1 支11 电阻器 510 R8 1 支12 瓷片电容 47n C1、C2 2 支13 电解电容 470uf/16V C3 1 支14 电解电容 10uf/16V C4 1 支15 稳压管 10V UDz 1 支16 灯泡 40W EL 1 支8 小结（通过课程设计收获和心得）为 期 四 周 的 电 子 课 程 设 计 即 将 结 束 ， 回 顾 这 一 个 月 真 是 收 益 匪 浅 。 以 前 对 知 识的 了 解 仅 限 于 理 论 知 识 ， 而 且 是
14、 有 的 能 够 理 会 ， 有 的 只 是 停 留 在 似 懂 非 懂 的 状 态 。对 于 器 件 就 不 知 道 有 什 么 用 途 ， 也 就 更 加 难 以 理 解 。 经 过 这 一 个 月 之 后 ， 我 对 电 子技 术 有 了 更 深 的 理 解 ， 知 道 了 自 己 的 不 足 ， 同 时 也 明 白 了 所 学 知 识 的 重 要 性 ， 培 养了 自 己 对 课 程 设 计 学 习 的 兴 趣 。 在 这 次 设 计 中 ， 我 遇 到 了 很 多 问 题 ， 引 起 这 些 问 题的 主 要 原 因 是 在 使 用 器 件 之 前 没 有 仔 细 检 查 器 件 的
15、 好 坏 ， 使 我 们 浪 费 了 很 多 时 间 ，也 造 成 了 一 次 非 常 大 的 失 误 。 因 为 我 们 使 用 的 电 压 非 常 大 ， 如 果 不 小 心 使 用 就 很 有可 能 会 发 生 危 险 ， 这 次 试 验 也 给 我 敲 响 警 钟 ， 以 后 做 实 验 之 前 一 定 要 仔 细 检 查 ， 做好 充 分 的 准 备 。 还 有 在 实 验 过 程 中 发 现 了 错 误 ， 在 不 知 道 错 误 所 在 的 情 况 下 ， 要 一步 一 步 的 仔 细 排 查 ， 根 据 电 路 图 和 其 功 能 仔 细 分 析 ， 把 电 路 分 块 排 查
16、 ， 寻 找 出 产 生错 误 的 地 方 ， 不 要 一 味 的 盲 目 的 乱 查 ， 要 明 白 我 们 要 做 什 么 怎 么 做 为 什 么 这 样 做 ，这 样 才 能 解 决 问 题 ， 实 在 不 会 的 一 定 要 请 教 老 师 ， 不 能 不 懂 装 懂 。以 前 ， 我 们 在 学 校 很 难 有 机 会 锻 炼 自 己 的 动 手 能 力 ， 刚 设 计 时 不 免 有 一 些 不 知所 措 。 但 在 老 师 的 指 引 下 我 参 考 了 很 多 资 料 书 ， 查 阅 了 相 关 知 识 之 后 ， 才 渐 渐 有 了思 路 。 对 于 我 们 这 些 大 二
17、的 学 生 ， 由 于 动 手 能 力 不 足 ， 完 成 所 要 设 计 的 课 件 会 遇 到很 多 困 难 ， 就 需 要 组 员 之 间 不 断 的 配 合 ， 充 分 的 合 作 才 能 更 好 的 完 成 自 己 的 电 路 。这次课程设计让我学到了很多东西，不仅巩固了先前学的模电的理论知识，而且也培养了我的动手能力，更令我的创造性思维得到拓展。希望今后类似这样课程设计、类似这样的锻炼机会能更多些！最后，我能顺利完成这次课程设计，不仅要感激老师平时的教导，尤要感谢指导老师的耐心指导，是他的指导才让我的设计更加完善合理，在此表示我衷心的感谢！ 参考文献1 童诗白，华成英.模拟电子技术
18、基础；清华大学电子教研组编.4 版.北京:高等教育出版社，2006,5.2 清华大学电子学教研组编.杨素行主编.模拟电子技术简明教程第 2 版.北京:高等教育出版社,1998.3 邱关源，罗先觉.电路.北京：高等教育出版社,2006,5.内蒙古师范大学计算机与信息工程学院课程设计评价记录课程名称 低频电子线路设计题目 简易声光控照明延时电路姓名：王晓敏 学号：20081121053学生信息专业：通信工程 年级：2008 级 班级：通信工程指导教师 姓名：张鹏举 职称：讲师评分模块 评分项目 权值 评分撰写课程设计总结报告态度 5查阅文献的自学能力 5综合运用本课程所学知识能力 10分析、安装、调试的能力 10对仪器设施正确使用方法 10熟悉元器件程度 5独立分析和解决问题的能力 5总结报告及平时成绩出勤情况 10是否对整体设计原理清楚 5是否能敏捷的回答老师提出的问题 10是否掌握各元器件的功能和用途 10答辩成绩是否能够熟练应用所用设备 15总分指导教师的评语指导教师签字： 2010 年 7 月 日
