1、信息职业技术学院毕业设计说明书（论文）设计（论文）题目:简易电话照明灯的设计 专 业: 通信技术 班 级: 学 号: 姓 名: 指导教师: 二 八年十二月三十日四川信息职业技术学院毕业设计（论文）任务书学 生姓 名 学号 班级通技06-2 专业 通信技术设计（或论文）题目 简易电话照明灯的设计指导教师姓名 职 称 工作单位及所从事专业 联系方式 备 注助教高级工程师设计（论文）内容：夜间接听固定电话或使用固定电话拨打电话时，往往需要先打开照明灯，这对于熟睡初醒的人来说非常不便。本设计所实现的电话灯能给夜间使用电话的人带来方便，它能在电话铃声响起或主人摘机拨号时，自动点亮照明小灯，挂机后延迟 1
2、 分钟左右，灯又能自行熄灭。此外，还可以通过按键开关，在需要照明时打开照明小灯，照明 1 分钟后自动熄灭。学生需完成系统方案制定的工作原理分析、硬件设计、电路仿真或实物制作、设计报告撰写等工作。设计可按如下步骤进行：1. 收集有关资料并消化吸收；2. 制定设计方案；3. 系统仿真测试或硬件制作；4.PCB 板的制作；5. 撰写设计报告（不少于 4000 字） 。进度安排：1. 收集有关资料并消化吸收-第 67 周； 2. 制定设计方案- 第 89 周；3. 系统仿真测试-第 1011 周； 4. PCB 板制作-第 12 周；5. 撰写设计报告-第 1314 周； 6. 准备毕业答辩-第 15
3、 周。主要参考文献、资料(写清楚参考文献名称、作者、出版单位)：1 杨振江，雷光纯.新颖实用电子设计与制作.西安:西安电子科技大学出版社,20002 熊建云，Protel99SE EDA 技术及应用.北京:机械工业出版社,20073 邱寄帆，唐程山.数字电子技术.人民邮电出版社，2005 年审批意见教研室负责人：年 月 日备注：任务书由指导教师填写，一式二份。其中学生一份，指导教师一份。四川信息职业技术学院毕业设计说明书目 录摘 要 .1第 1 章 绪 论 .2第 2 章 方案设计 .3第 3 章 硬件设计 .43.1 铃流检测模块 .53.2 负脉冲产生电路 .63.3 单稳态触发 器 .6
4、3.4 开关驱动电路 .73.5 12V 直流电源模块 .73.6 按键控制电路 .8第 4 章 系统仿真测试 .9结 论 .10致 谢 .11参考文献 .12附录 1 总电路原理图 .13附录 2 PCB 板底图 .14四川信息职业技术学院毕业设计说明书第 0 页 共 15 页摘 要夜间接听固定电话或使用固定电话拨打电话时，往往需要先打开照明灯，这对于熟睡初醒的人来说非常不便。本设计所实现的电话灯能给夜间使用电话的人带来不少方便，它能在电话铃声响起或主人摘机拨号时，自动点亮照明小灯，挂机后延迟 1 分钟左右，灯又能自行熄灭。该过程主要是通过使单稳态触发器工作在稳态和暂稳态来控制定时的。此外，
5、还可以通过按键开关，在需要照明时打开照明小灯，照明 1 分钟后又自动熄灭。关键词 电话照明灯；555 定时器；负脉冲产生器四川信息职业技术学院毕业设计说明书第 1 页 共 14 页第 1 章 绪 论在信息技术高度发达的今天，通信是我们必不可少的交流工具。现在几乎家家户户都有固定电话，但是固定电话在夜间使用时非常不方便，特别是对于熟睡初醒的人来说，往往需要先打开照明灯，才能接听或拨打电话。本设计介绍的电话照明灯就解决了以上的问题。它能在电话铃声响起或主人摘机拨号时，自动点亮照明小灯，挂机后延迟 1 分钟左右，灯又能自动熄灭。此外，还可以通过按键开关，在需要照明时打开照明小灯，照明 1 分钟后自动
6、熄灭。整个课题主要由以下六部分组成：铃流检测模块，负脉冲产生电路，单稳态触发器，开关驱动电路，电源模块，按键定时驱动电路构成。本课题的内容主要包含模拟电子技术，数字电子技术等。俗话说“温故而知新” ，通过对本课题的设计，使得我们对以前所学的知识有一个很好的回顾，能够更好的掌握所学的知识，达到了学以致用的目的。四川信息职业技术学院毕业设计说明书第 2 页 共 14 页第 2 章 方案设计本设计主要由铃流检测模块、负脉冲产生器、单稳态触发器、开关驱动电路、按键控制电路及 12V 直流电源电路等几部分组成。系统结构框图如图 2-1 所示。12V 直流电源模块负脉冲产生电路按键控制开关驱动电路单稳态触
7、发器220V AC铃流检测模块 灯图 2-1 实用电话照明灯系统结构框图各模块的功能如下：铃流检测模块：其功能是检测电路中有无电话打进，当有电话打进时，输出一个高电平；没有电话打进则输出为低电平。 负脉冲产生电路：其功能是当电路中有电流流过时，可产生一个负脉冲，促使单稳态触发器工作。单稳态触发器：其作用是当输入端输入一个低电平时，触发器通过自身的充放电过程来定时一分钟，使输出端输出高电平驱动灯亮。开关驱动电路：其功能是单稳态触发器输出一个高电平时，可控硅开关因获得触发电流而导通，则驱动灯亮。按键控制电路：其功能是当电路中无电流通过时，只要通过按键就可人为的给单稳态触发器输入端输入一个低电平，迫
8、使触发器翻转进入暂态，故能使灯点亮。12V 直流电源模块：其功能是将 220V 的交流电转换成 12V 的直流电，该模块通过电容降压半波整流稳压电路，为整机提供 12V 的直流工作电压。四川信息职业技术学院毕业设计说明书第 3 页 共 14 页第 3 章 硬件设计实用电话照明灯电路图如图 3-1 所示。该电路主要由铃流检测模块，反相放大电路，单稳态触发器，开关驱动电路，电源模块，按键控制电路构成。A R41K R51MR12.7MR31MR23KC30.01UC20.01UC5 0.68URP470KVT9013A1TRIG2Q 3R4CVolt5 THR 6DIS 7VCC8GND1 NE5
9、55C4470UC147USB220交交交X1X2RGVD6VD5VSH图 3-1 实用电话照明灯电路原理图电路的基本工作原理如下：接线柱 X1、X 2串联在电话线路之中，平时电话线路无电流通过，光电耦合器A1的内藏发光二极管不发光，对应的光敏管截止，即 A1的 4 脚输出低电平。负脉冲产生管 VT处于截止状态，其集电极为高电平，单稳态触发器 A2处于稳定态，输出端 3 脚输出低电平，可控硅 VS关断，照明灯 H 不亮。当外线有电话打进或主人摘机拨号，电话线路有电流通过，A 1的内藏发光管点亮发光，对应光敏管导通，即 A1的 4 脚输出高电平，V T因获得基流而导通，其集电极输出低电平，即向单
10、稳态触发器 A2的 2 脚输入一负脉冲，A 2被触发翻转置位进入暂态，输出端 3 脚即输出高电平，V S因门极获得触发电流而开通，灯 H 即被点亮。如电话铃响毕无人摘机或打完电话后挂机，A 1的 1、2 脚因失去话音电流，内藏发光管熄灭，对应光敏管恢复截止态，V T也随之截止，此时正电流就可通过 R3向 C1充电，经约 1 分钟后，使 A2的 6 脚电平上升到 2/3VDD，暂态结束触发器翻回稳定态，3 脚输出低电平，V S失去触发电流当交流电过零时即断开，灯 H 熄灭。SB为开灯按钮，平时需要开灯照明时，只要按一下 SB，人为给 A2的 2 脚输入一低电平，迫使 A2翻转进入暂态，故能使灯
11、H 点亮 1 分钟。四川信息职业技术学院毕业设计说明书第 4 页 共 14 页RG与 RP构成光控电路，白天因 RG受室内自然光线照射而呈低电阻，所以在白天即使有电话打进，虽然 A1的内藏光敏管导通，因 RP阻值远大于 RG，故 A1的 4 脚仍能保持低电平，V T维持截止态不变，所以电路不会被触发工作。只有在夜幕降临时，且室内又没有开电灯的条件下，因 RG无光照射而呈高电阻，且阻值远大于RP，当有电话打进时，A 1内藏光敏管导通时就能使 A1的 4 脚输出高电平，促使电路翻转工作。但手控按键开关 SB不受光线控制，在任何情况下，只要按 SB都能点亮电灯。二极管 VD1VD4接成桥式电路，其目
12、的是使接线柱 X1、X 2与电话线连接时不必区分正负极方便接线。VD 5、VD 6，C 4与 C5组成简单的电容降压半波整流稳压线路，为整机提供 12V 直流工作电压。3.1 铃流检测模块铃流检测模块电路如图 3-2 所示。X 1、X 2为串接在电路中的两个接线柱。VD1VD4 是由四个 1N4001 型硅整流二极管构成的桥式整流电路，其目的是接线柱X1、X 2与电话线连接时不必区分正负极方便接线。A 1为 4N25 型光电耦合器。R G和RP构成光控电路。R G为 MG45 型光敏电阻。R P为 WSW 型有机实芯微调可变电阻器，阻值为 470K。AA1X1X2RG交交交交交交交交交交交交交
13、交交交图 3-2 铃流检测模块电路原理图该模块主要是检测有无电话打进。当有电话打进时，光电耦合器输出一个正脉冲；当没有电话打进时，则输出一负脉冲。同时，R G为一光敏电阻，所以在白天即使有电话打进，光电耦合器输出也为负脉冲。只有在夜幕降临时，且室内又没有开四川信息职业技术学院毕业设计说明书第 5 页 共 14 页电灯的条件下，当有电话打进时，光电耦合器输出才为正脉冲。3.2 负脉冲产生电路负脉冲产生电路如图 3-3 所示。R 1、R 2为 RTX-1/8W 型碳膜电阻器，R 1阻值为2.7M，R 2阻值为 3K。V T为 9013 型晶体管。当铃流检测端输出为一正脉冲，通过该电路可将正脉冲反相
14、放大成负脉冲至单稳态触发器；当铃流检测端输出为一负脉冲，可将负脉冲反相放大成正脉冲。R12.7MR23KVT9013交交交交交交交交12V交交交交交交交交交交交图 3-3 负脉冲产生电路原理图3.3 单稳态触发器单稳态触发器电路图如图 3-4 所示。当前端负脉冲产生管 VT处于截止状态，集电极输出为高电平时，A 2的 2 脚输入一个高电平，单稳态触发器 A2处于稳定态。当前端负脉冲产生管 VT导通时，其集电极输出低电平，即向单稳态触发器 A2的 2 脚输入一负脉冲，A 2被触发翻转置位进入暂态，输出端 3 脚即输出高电平，此时正电源就通过 R3向 C1充电，灯自动照明 1 分钟后，由 NE55
15、5 定时器定时 1 分钟，A 2的6 脚电平上升到 2/3VDD，暂态结束触发器翻回稳定态，3 脚输出低电平。由于要定时 1 分钟，由公式 T=1.1R3C1=1 分钟，可得R3=1M，C 1=47uF。R 3、 R4为 RTX-1/8W 型碳膜电阻器，R 3阻值为 1M，R 4阻值为 1K。A 2为 NE555 单稳态触发器。C 1为 CD11-25 型电解电容器电容值为47uF。C 2、C 3为 CT1型瓷介电容器，C 2电容值为 0.01uF，C 3电容值为 0.01uF。SB为开灯按钮，平时需要开灯照明时，只要按一下 SB，人为给 A2的 2 脚输入一低电平，迫使 A2翻转进入暂态，故
16、能使灯 H 点亮 1 分钟。四川信息职业技术学院毕业设计说明书第 6 页 共 14 页R41KR31MC30.01UC20.01UTRIG2Q 3R4CVolt5 THR 6DIS 7VCC8GND1NE555C147USB交交交交交交交12V交交交交交交交交交交交图 3-4 单稳态触发器电路原理图3.4 开关驱动电路当触发器输出端 3 脚输出低电平时，可控硅 VS关断，照明灯 H 不亮。当触发器输出端 3 脚即输出高电平时，V S因门极获得触发电流而开通，灯 H 即被点亮。V S为 MCR100-8 型 1A/600V 小型塑封单向可控硅。H 为 25W 小型磨砂白炽灯泡。3.5 12V 直流电源模块电源模块电路如图 3-5 所示。该模块主要是将 220V 的交流电通过阻容降压作用转换成 12V 的直流电，在通过整流，通过电容 C4滤波，滤除多余的交流信号，最后通过稳压，使其为整机提供 12V 的直流工作电压。R5 1MC5 0.68UC4470U220交交交VD6VD512V交交交交图 3-5 12V 直流电源电路原理图C4为 CD11-25V 型电解电容，电容值为 470uF。 C5为 CBB-400V 型聚丙烯电容器，
