数字电路课程设计楼道声光控制灯系统设计.doc

电子技术课程设计论文 ——楼道声光控制灯系统设计 院系： 电气工程学院 专业： 自动化 班级： 0942 姓名： 学号： 37 指导教师： 2011年 12 月 6 日 目录 1. 绪 论 1.1 楼道声光控制 1 2. 系统方案认证 2.1设计目的 2 2.2方案设计要求 2 2.3方案的设计与论证 2 2.4声光控制灯设计所需要的器件 2 3. 声光控制灯设计原理 3.1 声光控制灯的电路原理 7 3.2 电路工作原理及参数计算 9 4. 硬件制作过程和调试 4.1 手工焊接 11 4.2、电路的安装与调试 13 5. 总结与展望 致 谢 16 参考文献 17 附录 1 绪 论随着社会的发展，国家“十一五”规划把节能和环保作为两个主题，而且国家节能中长期专项规划明确提出照明用电占全国用电量的13%，可见照明节能显得非常重要。这就要求更加节能和环保的声、光双控延时开光照明灯的出现，以满足人们对高质量生活的需求。本课题研究的内容是楼道照明灯控制电路设计。通过对声光延时控制电路的电路组成、电路原理、单元电路设计、电路调试与选择以及数据与分析等几方面的研究，实现了声光延时楼道照明灯在白天不工作，而夜晚收到突发声响信号时自动开灯，并延时s后自动熄灭的控制要求。减小了无效电能的损耗，达到了节能的效果。系统方案认证 2.2方案设计要求 本次课程设计的题目是楼道声光控制灯设计，要求是在夜间（黑罩模拟）有声音信号时。使灯（用LED发光管模拟）点亮：无声时延迟5秒后熄灭，声音间隔小于5秒则LED持续点亮，白天有声无声均不点亮。 2.3方案的设计与论证 方案论证：利用声控，光控电路将声音信号，光信号转化为电信号，其中的运放LM358将信号放大，用555构成的施密特触发器对波形整形，使输出为方波，用74122单稳态触发器控制延时时间，接LED发光二极管，从而实现整个电路的设计。 2.4声光控制灯设计所需要的器件 这次课程设计主要用了74122、LM358和NE555三个集成器件，发光二极管，光敏电阻，驻极体话筒以及一些基本电路元器件。下面介绍一下主要元件： LM358内部包括有两个独立的、高增益、内部频率补偿的双运算放大器， 适合于电源电压范围很宽的单电源使用，也适用于双电源工作模式，在推荐的工 作条件下，电源电流与电源电压无关。它的使用范围包括传感放大器、直流增益 模组,音频放大器、工业控制、DC增益部件和其他所有可用单电源供的使用运算放大器的场合。 图2-1 LM358内部电路及管脚排布 555 定时器是一种模拟和数字功能相结合的中规模集成器件。555 定时器的电源电压范围宽，可在 4.5V~16V 工作，7555 可在 3~18V 工作，输出驱动电流约为 200mA，因而其输出可与 TTL、CMOS 或者平兼容。 555 定时器成本低，性能可靠，只需要外接几个电阻、电容，就可以实现多谐振荡器、单稳态触发器及施密特触发器等脉冲产生与变换电路。 UTH T的状态 0 × × 0 导通 1 0 导通 1 保持 不变 1 1 截止 74122是可重复单稳态触发器，它的功能表见表1-4-1，是直接清“0”端，是触发输入端，其中是低电平信号触发端，是高电平信号触发端，是输出端，Rint和Cint是外接定时电阻和定时电容的接入端。 当=0时，单稳态触发器清零，Q=0。功能表中的符号↑和↓表示触发信号的触发边沿，都可以做触发输入端使用，除了做清零端使用外，也可以做触发端使用，见功能表的最后二行。功能表中的符号表示单稳工作状态。 74122是一个TTL 可再触发单稳态多谐振荡器 图2-3 74122引脚排列图 表2-3 其他电路元件 元件名称 类别及数量 光敏电阻 阻值与光强成反比（1个） 驻极体话筒 声音信号输入（1个） 发光LED 发光二极管（1个） 电容 10uf（2个） 47uf（1个） 电阻 4.7k（4个） 150k（2个） 330（1个） 10k（1个） 1k（2个） 发光二极管简称为LED。由镓（Ga）与砷（AS）、磷（P）的化合物制成的二极管，当电子与空穴复合时能辐射出可见光，因而可以用来制成发光二极管，在电路及仪器中作为指示灯，或者组成文字或数字显示。磷砷化镓二极管发红光，磷化镓二极管发绿光，碳化硅二极管发黄光。 它是半导体二极管的一种，可以把电能转化成光能发光二极管与普通二极管一样是由一个PN结组成，也具有单向导电性。当给发光二极管加上正向电压后，从P区注入到N区的空穴和由N区注入到P区的电子，在PN结附近数微米分别与N区的电子和P区的空