脚步声控制照明灯的设计

电子技术课程设计报告——脚步声控制照明灯的设计
目录
一、预备知识....................................................................- 3 -
1.1收集资料..................................................................
二、课程设计题目：脚步声控制照明灯错误!未定义书签。

三、课程设计目的及基本要求........................................- 5 -
四、设计内容提要及说明................................................- 5 -
4.1设计内容 ......................................... 错误!未定义书签。

4.2设计说明 ......................................... 错误!未定义书签。

五、原理图及原理................................ 错误!未定义书签。

5.1电路原理图..................................... 错误!未定义书签。

5.2 PCB原理图..................................... 错误!未定义书签。

六、课程设计中涉及的实验仪器和工具错误!未定义书签。

七、课程设计心得体会....................................................- 6 -
八、参考文献....................................................................- 7 -
一．预备知识
1.1收集资料
声控灯是一种声控电子照明开关装置。

它提供一种操作简便,实用可靠,控制灵敏的装置。

此外，利用此装置可以达到省电的目的，响应国家节能的号召。

此次课程设计的声控灯由话筒,音频放大电路,选频电路,倍压整流电路,鉴幅限幅电路,延时关闭等电路组成。

将实现：（a）开关式控制：击掌一次灯亮，再击掌一次灯灭；（b）延时式控制：一次击掌后灯亮，延时3秒后自动熄灭。

1、光敏电阻
光敏电阻是一种特殊的电阻，简称光电阻，又名光导管。

它的电阻和光线的强弱有直接关系。

光强度增加，则电阻减小；光强度减小，则电阻增大。

原理
当有光线照射时，电阻内原本处于稳定状态的电子受到激发，成为自由电子。

所以光线越强，产生的自由电子也就越多，电阻就会越小。

暗电阻：当电阻在完全没有光线照射的状态下（室温），称这时的电阻值为暗电阻（当电阻值稳定不变时，例如1kM欧姆），与暗电阻相对应的电流为暗电流。

亮电阻：当电阻在充足光线照射的状态下（室温），称这时的电阻值为亮电阻（当电阻值稳定不变时，例如1欧姆），与亮电阻相对应的电流为亮电流。

光电流 = 亮电流 - 暗电流
我们当然希望光敏电阻的灵敏度较高，也就是说光电流较大。

2、驱动显示电路
选用三极管电流放大电路，采用发光二极管模拟灯的显示，如图8所示。

下面对基极电阻和集电极电阻的选取进行计算。

发光二极管如果选用普亮的发光二极管，流过电流要求为5~10mA，选用高亮的发光一极管，流过的电流要求为1 mA，发光二极管的管压
降为1.8~2V。

下面以选用普亮的发光二极管=5~10mA为例进行计算。

故图1中的。

三极管选用NPN型三极管9013，其电流放大倍数β=60~120，。

取β=100，，故。

,而较好，代入上式得，故取，即图1中的。

图1
二、课程设计题目：声控灯的设计
根据设计任务的要求，首先要将声音信号转换成电信号，这需要传感器电路，由于传感器电路输出的电信号比较微弱，所以我们需要放大电路，经放大后的电信号要实现开关式控制和延时式控制两种控制方式，开关式控制中要求击掌一次灯亮、击掌一次灯灭，如果将击掌信号视为触发脉冲，则上述现象恰好与触发器的翻转功能相一致，所以我们选用触发器实现开关式控制；延时式控制要求击掌一次后灯亮10秒钟自动熄灭，如果我们将上述击掌信号视为触发信号，将此触发信号加到一个单稳态触发器上恰好可以满足上述要求，所以我们在放大电路后用一个双路开关实现上述两种控制方式，开关拨到一端实现开关式控制，开关拨到另一端实规延时式控制，经过触发器或单稳态触发器输出的信号是数字信号，驱动能力略显不足，所以我们考虑增加一级驱动放人电路，然后再输出给电灯控制电路。

综上所述，我们根据设计任务要求绘出如图所示的电路框图。

三、课程设计目的及基本要求
1．电子技术课程设计是机电系电类专业学生一个重要实践环节，主要让学生通过自己设计并制作一个实用电子产品，巩固加深并运用在“模拟电子技术”、“数字电子技术”课程中所学的理论知识；
2．经过查资料、选方案、设计电路、撰写设计报告、答辩等，加强在电子技术方面解决实际问题的能力，基本掌握常用模拟电子和数字电子线路的一般设计方法、设计步骤和设计工具，提高模拟电子和数字电子线路的设计、制作、调试和测试能力；
3．课程设计是为理论联系实际，培养学生动手能力，提高和培养创新能力，通过熟悉并学会选用电子元器件，为后续课程的学习、毕业设计、毕业后从事生产和科研工作打下基础。

（1）白天光线较强，照明灯不会点亮；
（2）晚上又脚步声照明灯被点亮，脚步声小时后灯亮延时十秒再自动熄灭；
四、设计内容提要及说明
4.1、设计内容
路灯控制器电路主要由光控电路，开关控制电路及延时电路构成。

工作时，光控电路控制开并控制电路，而光控电路具有优先控制的功能，即先让光控电路来控制开关电路，即在光控电路工用的情况下，再有声音信号才能使用控制电路工作，使灯打开，且在声音消失后会延时照明一段时间，这部分电路由延时电路来实现，电源电路的作用是为负载电路提供照明电源同时向电路中的控制电路提供工作电源，交流电源经过桥式整流以后，再经过电容降压，为负载提供电源，同时经过稳压以后，为控制电路提供工作电流。

4.2、设计说明
该电路是利用光敏电阻对光敏感的特性和开关管的开关特性来实现，即白天或光线较亮的时候，控制灯不亮，而在晚上或光线较暗时控制灯亮，同时还要有一个延时电路，以达到延时照明的目的，声控和光控是共同进行控制的，因而还要有一个电路来控制，当有光亮的时候，此控制电路阻止，信号不再往下传输，即灯不会亮，而只有当光线足够暗且有声音的时候此控制电路才起作用，才往下一电路传输信号，灯才会亮。

此电路既可以用三极管实现，也可以用4000糸列的数字集成实现，出于简单稳定的目的，这里选用数字集成电路来实现。

本电路的主要任务是实现在白天光线比较亮的情况下，灯不亮，而在光线比较暗或天黑的时候，只要有声音（说话声、脚步声），灯就会亮，同时加上延时电路的延时作用，灯会延时亮一段时间，不致灯连续工作，造成能源浪费或元器械件的损坏。

延时电路由电阻，电容实现，光控电路由光敏电阻实现，开关电路由开关管实现。

路灯控制器电路的总体框图由声控、光控电路，声光控制电路，开关电路，延时电路，负载电路和电源电路等构成，工作时，先由光控电路和声控电路一起向声光控制电路输入信号，当两个信号同时有效时，声光控制电路才往下传输信号，才向开并电路送去信号，
使开关打开，同时也促使延时电路开始工作，而电路的电源由电源经过桥式整流以后，再经过降压电路降过压以后来提供，电路中其他需供电的电路由降压以后再进行稳压以后来供电，负载的供电直接由电源来提供
五、原理图及原理说明
六．课程设计中涉及的实验仪器和工具元件清单：
七．课程设计心得体会
通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。

在设计的过程中遇到问题，可以说得是困难重重，这毕竟第一次做的，难免会遇到过各种各样的问题，同时在设计的过程
中发现了自己的不足之处，对以前所学过的知识理解得不够深刻，掌握得不够牢固。

通过
这次电子设计，使我对电子工艺的理论有了更深的了解。

了解到了焊普通元件与电路元件的技巧等。

这些知识不仅在课堂上有效，在日常生活中更是有着现实意义，也对自己的动手能力是个很大的锻炼。

在实习中，我锻炼了自己动手能力，提高了自己解决问题的能力。

通过本次实习培养了我理论联系实际的能力，提高了我分析问题和解决问题的能力，增强了独立工作的能力，比如：熟悉常用电子器件的类别、型号、规格、性能及其使用范围。

总之，这次课程设计，使我的各个方面都有一定的认识与提高。

八．参考文献
[1]王俊峰,斐炳南,李传光.电子产品的设计与制作工艺.北京理工大学出版社,1995
[2]清华大学电子学教研组编.童诗白.模拟电子技术基础第三版,北京:
高等教育出版社,2004
[3]华成英.电子技术.北京:中央广播电视大学出版社,1996
[4]杨素行.模拟电子电路.北京:中央广播电视大学出版社,1994
[5]何希才,伊兵.实用电子电路设计.北京:电子工业出版社,1998
[6]叶挺秀.应用电子学.杭州:浙江大学出版社,1994
[7]王楚,徐道衡.电子线路原理.北京:北京大学出版社,1995。