数电声控灯课程设计.docVIP

苏州科技大学 数字电子技术课程设计目录 第一部分 2 1.1 设计任务 1.2 实验目的 1.3目的与意义 2 第二部分 3 2.1 方案的形成和方案的比较 3 2.2 具体框图原理解释与相关器件的考虑 3 2.3 具体的理论依据..............................................................................................3 第三部分 5 3.1 原理图设计方法与具体过程 5 3.2原理图的重点解释和设计考虑 5 3.2.1 由555定时器接成的单稳态触发器......................................................5 3.2.2 继电器器控制电路.................................................................................6 3.2.3 声控电路部分..........................................................................................7 第四部分 实验 8 4.1 实验仪器 8 4.2 实验电路图 8 4.2 实验注意 8 第五 实验总结 第一部分：设计说明 1设计任务 楼道声控灯控制器设计，具体要求如下： 1：器件条件：声音传感器、555定时器、继电器、LED灯泡，其它自定； 2：功能实现：当有声音时，开启灯光，并维持2秒钟，然后灯光关闭。 3：基于器件条件，不可以采用其它微控制器，可只有发挥完成功能。 2目的与意义 训练综合运用学过的数字电子技术、硬件设计基础及电路相关基本知识，培养独立设计比较复杂数字系统设计能力。 通过综合设计，力争掌握使用基本电子元器件设计数字系统电路的基本方法，包括原理方案的确定、Protel画图工具、原理图的绘制、软件模拟与理论计算过程，为以后进行工程实践问题的研究打下设计基础。 本次课程设计的内容是光电声控灯，是日常生活中非常常见，应用非常广泛的一种声控灯，它不需要开关，有人经过时会自动亮，可以通过设计确定其亮一次大概的时间，方便快捷，我们都会看到过它的外形，本次课程设计，会论述光电声控灯的原理，所用到的各种器件引脚及其功能， 随着社会的发展，资源的大量开采，能源在逐渐的减少，所以现在要建立节能意识，电能是首当其冲，楼道声控灯就是楼道的一个重要的节能装置，它由声音控制电路和三五定时器，再加上输出信号通过继电器来连接起来，以控制灯亮的时间来达到节能的目的。另外，由于频繁开关或其他人为因素，墙壁开关的损坏率很高，既增大了维修量、浪费了资金，又容易造成事故隐患。第二部分 原理方案设计 2.1方案的形成和方案的比较 方案一：选择麦克风作为声音输入的传感器，通过运算放大器放大信号来驱动单稳态触发器，经过延时电路控制继电器的开关来控制灯的亮和熄灭。 方案二：同样是麦克风输入声音信号，然后接上电压比较器经过三极管放大来驱动触发器，进而控制继电器的开与合。 电压比较器可以将模拟声音信号转换成双值信号，但是比较器的开环增益低、失调电压大、共模抑制比小，因此它的灵敏度往往不如集成运放，但是优点是它工作在两种状态之一，因此不需要频率补偿电容。所以综上所述，使用方案一来进行电路的设计。 2.2具体框图的原理解释和器件考虑 图1原理框图 声音放大器件选择：运算放大器的放大性能比三极管优越，所以选用运放； 只能使用555定时器，所以选择用电容与电阻和555构成延时单稳态电路可以通过调节电阻和电容的大小，从而自由确定延迟时间的大小。 图2 555内部结构 2.3具体的理论相关依据 （1）声控原理:声控电路是把声音通过驻极话筒转换为电信号,利用放大电路将该电信号放大从而驱动其他电路工作。 （2）运算放大器：同相运放输出电压经过反馈元件R送回运放反相端，加在两输入端的电压大小接近相等，闭环工作状态下相位相同。理想运放的虚短和虚断概念，通过电压增益实现微弱信号的放大。 （3）单稳态触发器：它有稳态和暂稳态两个状态；在外界触发脉冲下，能从稳态翻转到暂稳态，在暂稳态维持一段时间以后，在自动返回稳态；暂稳态维持时间的长短取决于电路本身的参数，与触发脉冲的宽度和幅度无关。 （4）继电器：当有电流通过时，磁铁产生磁性，将衔铁吸引下来；当电流持续脉冲消失时，电磁铁磁性消失，衔铁被弹簧拉上去，从而开关断开。  第三部分 详细设计过程 3.1原理图设计方法与具体过程 PROTEL原理图： 图3原理图 3.2原理图的重点解释和设计考虑 3.2.1由555定