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1、 电子信息工程 课程设计年级：06级 班级: 06电子(1) 姓名： 学号： 课程设计任务书 1 课程名称 数字电子技术2 课程性质 必修专业基础课3 适用年级 06级4 适用专业 应用电子技术专业5 设计课题 声光控楼梯照明开关6 课题性质 必开7 选题要求 最多组数3组 每组最多人数3人8 指导老师 职称 电气工程师9 设计目的 学会用数字电子技术中所学的知识完成简单的应用电路设计。10 设计要求 10.1 用光控电路和声控电路去触发单向可控硅的导通使得照明灯发光；白天有光照，电路锁定，即使有声音照明灯也不发光，晚上没光照，只要有声音照明灯就发光，延迟30S灯自动熄灭；10.2 写出设计过
2、程，画出原理图，完成设计报告。11 课程设计的进度安排 16学时12 参考书目数字电子技术，康发光主编，高等教育出版社，2002通用集成电路应用与实例分析，陈有卿编，中国电力出版社,2007.4CMOS数字电路应用300例, 肖景和主编中国电力出版社,2005.213 任务书下达时间 2007年12月12日目 录第一章：摘要 1第二章：设计目的、技术指标及要求 3第三章：设计方案、框图及论证4第四章：单元电路的选取与设计及功能 7第五章：元器件清单及其管脚图功能表 10第六章：总体电路图及简要说明 19第七章：心得体会 20参考文献 22附件:电路图 23第一章:摘要摘要：在学校、机关、厂矿企
3、业等单位的公共场所以及居民区的公共楼道，长明灯现象十分普遍，这造成了能源的极大浪费。另外，由于频繁开关或者人为因素，墙壁开关的损坏率很高，增大了维修量、浪费了资金。同时，为了加强我们对模拟电子技术和数字电子技术的理解合巩固，我花了1个星期的时间进行电子技术课程设计，而我设计的课题是声光控延时照明灯的设计，我设计了一种电路新颖、安全节电、结构简单、安装方便、使用寿命长的声光双控白炽灯节能路灯。在本设计中介绍了声光控路灯控制器的组成、性能，适用范围及工作原理，给出各电路原理图及元件参数选择，节电效果十分明显，同时也大大减少了维修量、节约了资金，使用效果良好。白天光照好，不管过路者发出多大声音，都不
4、会是灯泡发亮。夜晚光暗，电路的拾音器只要检测到有碎发声响，就会自动亮为行人照明，过几分钟后又自动熄灭，节能节点。本电路采用了555电路组成了延时电路，能够准确的延迟30S，同时利用了SN74LS04六非门反相器进行脉冲整形。主要用到了可控硅、光敏电阻、驻极地传声器等元器件。第二章：设计目的、技术指标及要求第一节：设计目的1 熟悉工程实践中电子的设计方法和规范，达到综合应用电子技术的目的。2 学习文件检索和查找数据手册的能力。3 学习PROTEL软件使用。44 设计原理及结果4.1 摘要 本电路采用了555电路组成了延时电路，能够准确的延迟30S，同时利用了SN74LS04六非门反相器进行脉冲整
5、形。主要用到了可控硅、光敏电阻、驻极地传声器等元器件。4.2 关键词 声控 光控 触发 延时4.3 引言 随着电子技术的发展和人民生活水平的提高,各种采用电子电路控制的新型灯具不断推出,给百姓生活增加了色彩,也带来了方便和舒适.同时各种灯光控制应用电路也在发展.尤其是声光双控延时开关,常用于楼道、走廊或农村庭院等.4.4 设计要求分析 根据声光控楼梯照明开关在白天不工作,可采用光控电路.白天它不工作,夜晚就工作,使用到的主要元器件是光敏电阻(或光敏二极管). 光敏电阻受光照射越强,阻值就越小,反之,光照越弱,就会呈现高阻状态.因此白天时电路锁定,就是有声音照明灯也不发光.要求在夜晚收到突发声响
6、时,可采用声控电路控制. 同时要求有声音照明灯就发光，延迟30S灯自动熄灭,可采用延时控制电路来完成 .4.5 设计原理及方案论证图1 原理框图工作原理 白天由于光控电路的工作状态，声控电路不起作用。晚上由于光控电路的工作状态的改变，声控电路进入工作状态。当有行人的走动或其它声响发出后，声控电路将声音信号转换成电信号，推动主控门电路，进而使触发电路受到触发，电路开始工作灯亮。重要元器件介绍：图2 NE555内部结构图图3 NE55引脚图脚：低电平触发端，当脚电平小于1/3VCC时 ，输出端UOT高电平，DIS端关断 脚：控制电压端，接不同的电压值 可以改变脚和脚的触发电平值 脚：高电平触发端，
7、当TH电平大于2/3VCC时输出端UOT低电平，DIS端通 脚：为放电端，其内的三极管的导通或关断，能为外部RC回路提供放电通路THTRROUTDISXX00导通2/3VCC1/3VCC10导通2/3VCC1/3VCC1不变不变2/3VCC1/3VCC1 1截止脚：电源 脚GND ：地 脚OUT：输出端 脚：复位端 图4定时器NE555的功能方案一 采用74LS04六非门集成块实现的。用非门和压电陶瓷BC以及电阻组成声控电路。如图 光控电路主要采用光电二极管、非门、普通二极管来完成。延时控制电路采用RC充放电来完成，延时30秒相当于时电容放电时间。触发控制主要采用可控硅、非门电路来完成。方案二
8、 采用了555定时电路，组成单稳态触发器。单稳态触发器输出的脉冲宽度tw为暂稳态维持的时间，也就是电容C的充电时间。声控电路采用驻极地传声器来完成，触发控制也是主要采用了可控硅。光控主要采用光敏电阻，综上所述，两者的声控和光控电路差不多，没什么新颖的地方。但由于方案二采用了555定时电路，组成单稳态触发器，延迟时间比较准，而方案一采用RC充放电来完成延时，延迟时间效果不怎么好，而且555集成块价格不是很贵，因此采用方案二进行设计，效果比较好。4.6 单元电路设计4.6.1 声控电路 图5 声控电路原理图电路工作原理：驻极地传声器把声音信号转换成电信号，经过D4A处理形成矩形脉冲，通过C1，并经
9、VT放大进行输出。4.6.2 光控电路图6 光控电路原理图电路工作原理：电桥R3、VS、C1、R1为集成块提供工作电源。在白天时，光敏电阻阻值很低，D1输入端为低电平，D3输出端为低电平，光控电路不起作用。夜晚时，光敏电阻的值很高，D1输入端为高电平，D3输出端为高电平，二极管导通。利用此原理光控开关在白天不工作，夜晚工作。其中SN74LS04起着脉冲整形作用。4.6.3 触发电路图7触发电路原理图电路工作原理：当输入端为高电平时，相当于在可控硅的控制端与阴极加了一个正向触发电压，使得可控硅导通照明灯发光。反之，当输入端为低电平时，相当于在可控硅的控制端与阴极加了一个反向触发电压，使得可控硅截
10、止照明灯不发光。其中SN74LS04起着脉冲整形作用。4.6.4 延时电路图8延时电路原理图R和C为定时元件.没有加触发信号时，Ui为高电平。接通电源后，VCC经R对电容C进行充电，当电容C上的电压UC2/3VCC时，输出Uo=0。与此同时电容C通过放电端迅速放完电，Uc=0.内部的的RS触发器的两个输入信号都为高电平1，保持0状态不变。所以，在稳定状态时，Uo=0当输入电平1/3VCC时，触发进入暂稳态，输出为高电平1单稳态触发器输出的脉冲宽度tw为暂稳态的时间，可用如下公算: tw1.1RC跟据电路延迟30秒, 得tw1.1RC=30,算出RC=27.可取R=27KC=1uF.4.7 系统
11、电路设计图9 总电路图在白天时，光敏电阻阻值很低，D1输入端为低电平，D3输出端为低电平，光控电路不起作用, 灯不亮. 夜晚时，光敏电阻的值很高，D1输入端为高电平，D3输出端为高电平，二极管导通,如果有声音的话,驻极地传声器把声音信号转换成电信号经过D1和D2进行脉冲整形,变为高电平1. 通过光控电路进入D5和D6, 在可控硅的控制端与阴极加了一个正向触发电压，使得可控硅导通照明灯发光给可控硅.同时可控硅处于暂稳态,当声音结束以后,VD5截止输入低电平,单稳态触发器进入暂稳态,开始延迟30秒.之后输出低电平, 在可控硅的控制端与阴极加了一个反向触发电平，使得可控硅截止照明灯不发光.5 小结该
12、电路能够很好的工作,在声音结束以后,能延长30秒.同时采用了非门电路进行脉冲整形,信号比较好.但由于市交流电不是很稳定，存在着波动，会影响到电路的工作。同时该电路对声音的灵敏度很高。6 本次课程设计的心得体会通过这次课程设计我学到了很多东西，尤其是做好一件事实在是不容易，特别是在准备不足的情况下，更是难上加难。幸运地是在课程设计过程中我得到了广大老师和同学的帮助，特别是得到了李彩云老师的分析与讲解！他严谨的治学态度和对问题的分析方法以及解决问题方法，使我一生受用！同时我也学会了怎么在浩瀚如海的大堆资料里搜集自己所需要的东西，怎样与人沟通去完成一件事。 然而我也看到了自身地不足，专业知识不是很过
13、硬，缺乏对问题地分析能力,还有自己知识储备的不足,使得搞课程设计时,不知从何处下手. 因此从现在开始我要认真地学好专业知识以及其他相关知识，充实自己。致谢词 感谢我们的导师李彩云老师，他渊博的知识，严肃的科学态度，严谨的治学精神，灵活的思维方式，耐心、细致的指导，给予了我们莫大的帮助和支持。您循循善诱的教导和不拘一格的思路，给予我们启迪，使我们在自己的学业上更上一层，丰富了我们的经验，充足了我们的知识，再次致谢我们的导师李彩云老师7参考书目数字电子技术，康发光主编，高等教育出版社，2002通用集成电路应用与实例分析，陈有卿编，中国电力出版社,2007.4CMOS数字电路应用300例, 肖景和主编中国电力出版社,2005.28 完成时间 2008年1月6日附录材料清单序号元件型号单位数量备注1RJ-1/2W-402M只10R2RX1W只6C3SN74LS04块1六非门反向器4S9013块1三极管5IN4729只1硅稳压二极管6MG44只1光敏电阻73CT5/600块1可控硅IN4148只1开关二极管8NE555块1定时器
