声控灯课程设计
声光控制小灯设计报告
声光控制小灯设计报告
一、绪论
本次课程设计主要是配合《模拟电子技术》和《数字电子技术》理论课程而设置的一门实践性课程，起到巩固所学知识，加强综合能力，培养电路设计能力，提高实验技术，启发创新思想的效果。
用声光控延时开关代替住宅小区的楼道上的开关，只有在天黑以后，当有人走过楼梯通道，发出脚步声或其它声音时，楼道灯会自动点亮，提供照明，当人们进入家门或走出公寓，楼道灯延时几分钟后会自动熄灭。在白天，即使有声音，楼道灯也不会亮，可以达到节能的目的。声光控延时开关不仅适用于住宅区的楼道，而且也适用于工厂、办公楼、教学楼等公共场所，它具有体积小、外形美观、制作容易、工作可靠等优点。
1．根据具体情况计算电路参数
2．选取元件、识别和测试。包括各类电阻、电容、电感、（稳压）二极管、三极管和可控硅的数值、质量、电器性能的准确判断
3．根据实际外壳大小设计1：1印刷板布线图
4．设计制作印刷线路板
5．焊接、调试电路
这里介绍的节电开关，在白天或光线较亮时，节电开关呈关闭状态，灯不亮，夜间或光线较暗时，节电开关呈预备工作状态。当有人经过该开关附近时，脚步声等把节电开关启动，灯亮，延时5-10秒后节电开关自动关闭、灯灭。
二、系统总体方案设计及方案认证
1.1方案
主要包含四部分电路，分别为：电源电路、光控电路、声控延时电路、晶闸管开关电路，下面对其功能进行逐一分析并确定电路结构。
电源电路主要为控制电路提供工作电压，本设计采用传统的电源电路设计方法，即降压、整流、滤波、稳压，使电路输出12V直流电压供给控制电路。
光控电路是根据光线的强弱来优先决定电灯的亮灭。该电路可以对声控延时电路进行控制，在白天光线较强时，光控电路输出低电平将声控电路封锁；在晚上光线较弱时，光控电路输出高电平，则声控功能打开。本设计采用光敏电阻和其他电阻组成的分压电路来控制555定时器的触发输入端2脚，并且将555定时器的2脚和6脚连接在一起，通过一电容接地，555定时器的输出去控制声控电路中的555定时器的复位端。
声控灯的课程设计报告
声控灯的课程设计报告
一、课程目标
知识目标：
1. 学生能理解声控灯的基本工作原理，掌握声音与电信号转换的基础知识。
2. 学生能描述声控灯电路的组成部分及其功能，了解电路图的阅读与绘制。
3. 学生掌握声控灯的制作步骤，了解相关的电子元件及其在电路中的作用。技能目标：
1. 学生通过实践操作，能独立完成声控灯的制作，培养动手能力和问题解决能力。
2. 学生能运用所学知识，分析并解决声控灯制作过程中遇到的问题，提高创新思维和实际操作技能。
情感态度价值观目标：
1. 学生在学习过程中，培养对科学技术的兴趣，提高探索精神和求知欲。
2. 学生通过团队协作完成项目，学会沟通与分享，培养合作意识。
3. 学生在实践过程中，认识到科技对生活的改变，培养环保意识和创新意识。课程性质分析：
本课程为科技制作类课程，旨在通过声控灯的制作，使学生掌握基础电子知识，提高动手实践能力。
学生特点分析：
考虑到学生所在年级的特点，课程内容以形象、直观的方式呈现，注重实践操作，激发学生的学习兴趣。
教学要求：
1. 课程内容与课本知识紧密结合，注重知识的应用与实践。
2. 教师引导学生主动参与，鼓励学生提问、思考，培养解决问题的能力。
3. 教学过程中关注学生的个体差异，给予个性化指导，确保每个学生都能达到课程目标。
二、教学内容
本课程教学内容以《电子技术基础》教材中“声音传感器及其应用”章节为依据，结合以下内容展开：
1. 声音传感器原理：介绍声音传感器的工作原理，包括声音信号的采集、转换和放大过程。
2. 声控灯电路设计：讲解声控灯电路的组成部分，如麦克风、运算放大器、继电器等，分析各部分功能及相互关系。
声控灯制作实训报告
声控灯制作实训报告
声控灯制作实训报告
一、引言
声控灯是一种能够通过声音控制开关的照明设备。它利用声音传感器感知周围的声音，并根据设定的阈值来控制灯光的开关。本报告将详细介绍声控灯的制作过程。
二、材料与工具
1. Arduino Uno开发板
2. 声音传感器模块
3. 电阻（220欧姆）
4. LED灯（红、绿、蓝）
5. 面包板
6. 连接线
7. 电池或电源适配器
三、电路连接
1. 将Arduino Uno开发板连接到面包板上。
2. 将声音传感器模块插入面包板，并连接到Arduino Uno开发板上。
3. 连接LED灯到面包板上，并将其连接到Arduino Uno开发板上。
4. 添加必要的电阻，以保护LED灯。
四、程序编写
1. 在Arduino IDE中创建一个新的项目。
2. 导入必要的库文件，如"Wire.h"和"Tone.h"。
3. 编写程序来读取声音传感器模块的输出，并判断是否超过设定的阈值。
4. 如果超过阈值，则打开LED灯；否则关闭LED灯。
五、实验步骤
1. 将Arduino Uno开发板连接到电脑，并上传编写好的程序。
2. 将声音传感器模块放置在适当位置，以便能够感知到周围的声音。
3. 打开电源，观察LED灯是否根据声音的变化而改变状态。
六、实验结果与分析
通过实验，我们发现声控灯能够根据声音的强弱来控制LED灯的开关。当周围环境中的声音超过设定的阈值时，LED灯会亮起；反之，则会
关闭。这种声控灯可以应用于需要自动调节照明亮度的场所，如会议室、影院等。
七、实验总结
通过本次实训，我们学习了如何制作一个简单的声控灯。这个项目不
声控闪烁灯课程设计计算
声控闪烁灯课程设计计算
一、课程目标
知识目标：
1. 让学生掌握声控闪烁灯的基本原理，理解声音信号与电子电路之间的关系。
2. 学会使用简单的电子元件，如麦克风、晶体管、LED灯等，并能将其应用于声控闪烁灯的制作。
3. 了解声控闪烁灯在实际生活中的应用，认识到科技与生活的紧密联系。
技能目标：
1. 培养学生动手操作能力，学会焊接、组装和调试声控闪烁灯电路。
2. 提高学生问题解决能力，能够分析并解决声控闪烁灯制作过程中遇到的问题。
3. 培养学生团队协作能力，学会与他人共同完成项目任务。
情感态度价值观目标：
1. 激发学生对电子科学的兴趣，培养探究精神和创新意识。
2. 培养学生环保意识，关注电子垃圾的处理和资源再利用。
3. 增强学生的自信心和成就感，培养积极向上的学习态度。
本课程针对初中年级学生，结合电子科学与技术相关知识，旨在提高学生的实践操作能力和科技创新意识。课程性质为实践性、探究性和综合性，教学要求注重理论与实践相结合，鼓励学生动手实践，培养解决实际问题的能力。通过本课程的学习，学生能够将所学知识应用于实际生活，提高科技创新素养。课程目标分解为具体学习成果，以便于后续教学设计和评估。
二、教学内容
1. 声音信号的基础知识：介绍声音的传播、频率、振幅等基本概念，关联课本第三章第一节内容。
2. 电子元件的认识：学习麦克风、晶体管、LED灯等常用电子元件的原理和功能，对应课本第二章。
3. 声控闪烁灯电路原理：讲解声控闪烁灯的工作原理，包括声音信号的放大、转换和LED灯的控制，关联课本第四章第二节。
课程设计楼道声光控制照明灯系统设计
课程设计楼道声光控制照明灯系统设计范本一：
一、设计需求
1.1 项目背景
本课程设计旨在设计一套楼道声光控制照明灯系统，以实现智能化控制和节能的目标。
1.2 功能要求
1.2.1 声控功能：当检测到楼道有人经过时，系统自动开启照明灯；当楼道无人时，照明灯自动关闭。
1.2.2 光控功能：根据楼道的光线强度，自动调整照明灯的亮度。
1.2.3 节能功能：系统应采用节能的设计，以降低能耗。
1.3 技术要求
1.3.1 声控传感器：用于检测楼道是否有人经过。
1.3.2 光控传感器：用于检测楼道光线强度。
1.3.3 控制器：用于接收传感器信号，并控制照明灯的开关和亮度调节。
1.3.4 照明灯：采用LED灯源，具备可调节亮度的功能。
1.3.5 电源：供给系统所需的电能。
二、设计方案
2.1 硬件设计
2.1.1 硬件框图：根据功能要求，设计系统的硬件框图，包括声控传感器、光控传感器、控制器、照明灯和电源的连接方式。
2.2 软件设计
2.2.1 系统流程图：设计系统的工作流程，包括声控功能、光控功能和节能功能的实现过程。
2.3 电路设计
2.3.1 电路原理图：根据硬件设计和软件设计的要求，设计系统的电路原理图。
三、系统测试
3.1 功能测试
3.1.1 声控功能测试：检测系统是否能正确响应声音，开启或者关闭照明灯。
3.1.2 光控功能测试：检测系统是否能根据光线强度自动调节照明灯亮度。
3.1.3 节能功能测试：测试系统的能耗，评估其节能效果。
3.2 性能测试
3.2.1 稳定性测试：测试系统是否能长期稳定运行，不会出现死机或者其他异常状况。
设计模拟声控灯教案反思
设计模拟声控灯教案反思
一、教学目标。
1.了解声控灯的工作原理和应用场景。
2.掌握声控灯的基本原理和制作方法。
3.培养学生的动手能力和创新意识。
4.激发学生对科技的兴趣，培养学生的科学素养。
二、教学重点和难点。
1.声控灯的工作原理和应用场景。
2.声控灯的制作方法和原理。
3.学生动手能力的培养和科学素养的培养。
三、教学准备。
1.准备声控灯的相关材料，电路板、电容、电阻、LED灯、声音传感器等。
2.准备相应的工具，焊接工具、电线剥离器、螺丝刀等。
3.准备相关的教学资料和实验指导书。
四、教学过程。
1.引入，通过展示声控灯的实物，让学生了解声控灯的工作原理和应用场景，引发学生的兴趣。
2.讲解，老师讲解声控灯的基本原理和制作方法，让学生掌握相关知识。
3.实验，让学生动手制作声控灯，引导学生探索和实践。
4.总结，让学生总结实验过程中的经验和教训，培养学生的动手能力和创新意识。
5.展示，让学生展示他们制作的声控灯，并进行交流和讨论。
五、教学反思。
1.教学内容设计是否贴近学生的生活和实际需求？是否能够激发学生的兴趣？
2.教学方法是否多样化，能否满足不同学生的学习需求？
3.实验环节是否充分发挥学生的动手能力和创新意识？是否能够培养学生的科学素养？
4.教学过程中是否充分关注学生的学习情况，是否能够及时调整教学策略？
5.教学效果如何？学生是否掌握了声控灯的基本原理和制作方法？是否能够运用所学知识解决实际问题？
通过对教学过程的反思，我们可以发现教学中的不足之处，并及时进行调整和改进。例如，在引入环节可以通过展示一些有趣的声控灯应用场景，如智能家居中的声控灯，吸引学生的注意力；在实验环节可以让学生自由发挥，设计自己的声控灯，培养学生的创新意识和动手能力；在总结环节可以让学生进行小组讨论，分享彼
大班Steam声控灯教案
大班Steam声控灯教案
教案标题：大班STEAM声控灯教案
教学目标：
1. 学生能够了解声音和光线的基本概念。
2. 学生能够使用声音来控制灯的开关。
3. 学生能够合作与团队合作，共同完成一个STEAM项目。
教学准备：
1. 声控灯装置（包括灯泡、电线、传感器等）。
2. 声音传感器。
3. 电池或电源供应器。
4. 手电筒或其他光源。
5. 大班教室或实验室。
教学步骤：
引入活动：
1. 向学生介绍声音和光线的基本概念。可以通过展示不同声音和光线的图片或视频来引起学生的兴趣和好奇心。
实验活动：
2. 将声控灯装置展示给学生，并解释它的工作原理。让学生观察灯泡的亮度和声音传感器的位置。
3. 分成小组，每个小组分配一套声控灯装置和一个手电筒。
4. 鼓励学生合作，按照指示搭建声控灯装置。确保每个小组都能成功完成装置的搭建。
5. 让学生尝试用声音控制灯的开关。他们可以通过说话、拍手或其他发出声音
的方式来测试装置的灵敏度。
6. 引导学生思考声音对灯光的控制影响。让他们尝试不同音量和频率的声音，
观察灯泡的亮度变化。
讨论与总结：
7. 引导学生分享他们的观察和发现。鼓励他们描述声音对灯光的控制影响，并
提出自己的猜想和解释。
8. 结合学生的观察和讨论，总结声音和光线之间的关系。强调声音的振动可以
通过声音传感器转化为电信号，进而控制灯的开关。
延伸活动：
9. 鼓励学生在家中或其他环境中尝试使用声音控制其他电器或设备的开关。让
他们分享自己的尝试和发现。
评估：
10. 观察学生在实验活动中的参与程度和合作能力。
11. 回答学生提出的问题，检查他们对声音和光线关系的理解程度。
《多功能声控灯》教学设计
● 教材与学生情况分析
《多功能声控灯》一课是初中信息技术教材粤教版七年级下第二章第4节的内容，是智能机器设计制作的发展阶段，经过前几节课的学习，学生已对智能机器的组成、编程、仿真有了一定的了解，可以进行简单的机器人程序设计。教材配套的诺宝机器人套件多数学校没有配齐，学生只能进行仿真测试，无法真实体验智能硬件效果，诺宝RC软件虽具多个传感器模块，但在运算、逻辑控制、变量处理方面还有较多功能欠缺，无法实现更多复杂功能。很多初一学生刚开始接触智能机器设计，对智能设备很有兴趣，但仅靠教材的内容和仿真实验无法给学生留下深刻印象，时间一长便失去学习兴趣。因此，笔者结合教材内容，引入了开源硬件Micro:bit，结合图形化编程软件Mind+，对本节的内容进行重新设计，除让学生学习原有的变量、直到型循环、防抖处理等知识外，还引入了模拟传感器、变量处理、创意设计等内容，通过软硬件结合的方式，模拟真实情景，激发学生学习兴趣。
● 教学目标
①了解智能机器程序设计的
特点。②通过编写多功能声控灯程
序，响声时LED灯亮，再响时灯灭，
理解变量的引入和作用。③了解软
件防抖的处理方式，学习直到型循
环在智能机器程序设计中的应用。
④体验交互式智能机器程序设计
和调试的一般过程。⑤激发对智能
技术的兴趣，启发创意思维。
● 教学重难点
重点：变量的引入及在智能机
器程序设计中的作用。
难点：使用声控开关灯时产生
抖动（闪烁）的原因及软件防抖处理
方法。
● 教学流程
1.复习旧知，引入新课
师：上节课我们学习了楼道感
应灯，同学们很好地完成了课后作
声控灯科学实验教案
声控灯科学实验教案
教学目标：
1.了解声控技术的原理；
2.学习如何构建声控灯电路；
3.提升学生动手实践和解决问题的能力。
教学步骤：
引入：介绍声控技术及其应用，引起学生的兴趣。
1.实验材料准备：
-电池
-开关
-电线
-LED灯
-声音传感器
-电线插头
-铁块或其他高音频发声器材料
2.实验步骤：
步骤1：接线电路
将电池正极连接到开关的一个端口，开关的另一个端口连接到LED灯的正极。将LED灯的负极连接到声音传感器的正极。声音传感器的负极连接到电池的负极。
步骤2：测试电路
将铁块或高音频发声器材料放在声音传感器附近，并发出一些声音。观察LED灯是否亮起。这是因为声音传感器能够检测到声音并将信号传输给LED灯。
步骤3：调整声音传感器的灵敏度
通过旋转声音传感器上的灵敏度调节器，调整传感器的灵敏度。观察LED灯的亮度是否改变。学生可以尝试用不同的音量和音调调整声音传感器的灵敏度，在实验过程中记录所得到的不同结果。
步骤4：讨论与总结
让学生讨论声控灯的原理以及声音对电路的影响。学生可以提出一些问题，例如声音传感器是如何工作的，为什么调整灵敏度会改变LED灯的亮度等等。
步骤5：扩展实验
学生可以尝试使用不同类型的声音传感器，或者将声音传感器与其他传感器结合使用，如光线传感器或温度传感器等。学生可以尝试设计一个更复杂的声控灯系统，控制不同颜色的LED灯、调节亮度等。
步骤6：反思
引导学生进行实验过程的反思，让学生总结实验中遇到的问题、解决
问题的方法以及实验结果。学生可以提出一些改进的想法，如增加电路的
稳定性、提升声音传感器的灵敏度等。
传感器声控灯设计
传感器声控灯设计
一、项目背景
如今，随着科技的不断进步和人们对生活质量的要求提高，智能家居产品逐渐走入寻常百姓家。其中，传感器声控灯成为了越来越多家庭的选择。传感器声控灯通过感应人声命令，实现对灯光的开关以及亮度调节，为用户带来便利和舒适。
本设计目的在于设计一款简易的传感器声控灯，并通过实验验证其可行性和效果。
二、设计方案
1.原理概述
2.设计流程
(1)麦克风采集声音
(2)进行信号处理
(3)判断声音命令
(4)控制灯光开关或亮度调节
三、设计实现
1.硬件设计
(1)传感器模块：选择适合的麦克风模块，保证能够准确捕捉到声音信号。
(2) 控制电路：通过单片机或开发板实现对传感器模块数据的采集和
信号处理。选择适合的开发工具，如Arduino或树莓派。
(3)灯光控制模块：根据实际需求选择合适的灯光控制模块，可以是
开关灯、调光灯等。
(4)电源模块：提供所需的电能。
2.软件设计
(1) 声音信号的采集和处理：通过编程语言实现声音信号的采集和处理，例如使用Arduino开发环境或Python语言。
(2)声音命令的识别：通过对声音信号进行特征提取和模式识别，判
断用户的声音命令。
(3)灯光控制：根据声音命令的判断结果，控制灯光的开关或亮度调节。
四、设计实验
为了验证传感器声控灯的可行性和效果，可以设计以下实验步骤：
1.搭建硬件电路：按照上述的硬件设计方案，将所有模块连接在一起。
2.编写软件程序：使用相应的编程语言编写程序，实现声音信号的采集、处理和声音命令的识别。
3.验证实验：通过发出不同的声音命令，观察灯光的开关和亮度变化，验证传感器声控灯的功能和效果。
基于单片机的声控灯控制系统设计
基于单片机的声控灯控制系统设计
声控灯控制系统是一种可以通过声音信号控制灯的开关和亮度的系统，它可以通过感受周围环境的声音信号来实现对灯光的自动控制。本文将基
于单片机来设计一个声控灯控制系统。
声控灯控制系统的设计需要完成以下几个关键步骤：
1.硬件设计：选择合适的单片机和其他外围器件，如麦克风传感器、
光敏电阻和继电器等。单片机应具备足够的输入输出口和存储器，可以适
应声音信号的采集和处理要求。
2.电路连接：将单片机与其他外围器件进行连接。麦克风传感器用于
采集周围环境的声音信号，光敏电阻用于检测环境光线的亮度。通过适当
的电阻和电容等元件，将传感器与单片机的GPIO口进行连接。
3.程序设计：编写单片机的控制程序。主要包括声音信号的采集和处
理算法以及控制灯光的逻辑。在采集到声音信号后，利用数字信号处理算
法对其进行分析和处理，然后根据处理结果来控制灯的开关和亮度。
4.系统测试：将声控灯控制系统进行调试和测试。首先需要测试声音
信号的采集和处理算法，确保能够准确地分析声音信号的特征。然后测试
控制灯光的逻辑，确保能够根据声音信号的强弱和频率来控制灯的开关和
亮度。
5.优化改进：根据测试结果进行系统的优化改进。例如，可以调整声
音信号的分析算法，提高系统对声音信号的识别准确度；可以调整控制灯
光的逻辑，提高系统对不同声音信号的响应速度和稳定性。
需要注意的是，在设计过程中要考虑到噪声的干扰和误触发的问题。因为声音信号很容易受到外界噪声的干扰，所以需要采用一些滤波算法来降低噪声的影响。另外，还要避免因为其他声音信号的误触发而错误地控制灯光。
楼道声光控制照明灯课程设计
楼道声光控制照明灯的原理
声控原理：通 过麦克风接收 声音信号，当 声音达到一定 分贝时，触发 照明灯亮起。
光控原理：通 过光敏电阻接 收光线信号， 当光线变暗时， 触发照明灯亮
起。
延时控制：照 明灯在亮起后， 会保持一段时 间，然后自动
Part Four
楼道声光控制照明 灯的优点与局限性
优点
节能环保：通过声光控制，减少不必要的照明能耗，降低碳排放
提高安全性：在无人或低光照条件下自动开启照明，提高楼道安全性
智能便捷：通过声光控制，无需手动开关，方便快捷
延长灯具寿命：通过声光控制，避免灯具长时间开启，延长灯具使用寿命
局限性
成本较高：声光控制照明灯需要额外的传感器和电路板，成本相对较高。 维护困难：声光控制照明灯的维护需要专业的技术人员，维护成本较高。 环境影响：声光控制照明灯在光线较暗或声音较大的环境下可能无法正常工作。 误操作：声光控制照明灯可能会受到其他声音或光线的干扰，导致误操作。
展
软件接口：提 供API接口， 便于与其他系
统集成
软件测试：进 行单元测试、 集成测试和系 统测试，确保
软件质量
Fra Baidu bibliotek
外观设计
灯体材质：采用铝合金或不锈钢，坚固耐用 灯体颜色：白色或黑色，简洁大方 灯体形状：圆柱形或方形，易于安装和维护 灯体尺寸：根据楼道宽度和高度进行设计，确保照明效果和美观性
声控楼道灯设计实验报告
声控楼道灯设计实验报告
一、实验目的
本次实验旨在设计一种能够根据声音的大小自动控制楼道灯开关的声控系统。通过实验验证系统的可行性和稳定性，并对其进行性能评估和改进。
二、实验原理
声控系统的设计基于以下原理：
1. 声音传感器：通过声音传感器收集环境中的声音信号，并将其转换为电信号。
2. 声音信号处理：将收集到的声音信号进行放大和滤波处理，以使其更容易被识别和分析。
3. 转换器：将处理后的声音信号转换为相应的电压值。
4. 比较器：将转换后的电压值与预设的阈值进行比较，确定是否达到触发开关的条件。当电压值高于阈值时，开关打开；当电压值低于阈值时，开关关闭。
三、实验步骤
1. 硬件搭建
按照实验的要求，我们搭建了声控楼道灯的硬件系统。系统包括声音
传感器、放大器、滤波器、转换器和比较器等组件。具体的搭建步骤如下：
1. 将声音传感器连接到放大器的输入端，将放大器的输出端连接到滤波器的输入端。
2. 将滤波器的输出端连接到转换器的输入端，将转换器的输出端连接到比较器的输入端。
3. 将比较器的输出端连接到楼道灯的开关控制线上，以实现根据声音信号控制楼道灯的开关。
2. 程序设计
在硬件搭建完成后，我们进行程序设计。程序通过对模拟输入信号的采样和处理，来控制楼道灯的开关。具体的程序设计步骤如下：
1. 初始化系统参数和变量，包括阈值、采样率等。
2. 采集声音信号，并将其转换为相应的电压值。
3. 对采集到的电压值进行放大和滤波处理。
4. 将处理后的电压值与阈值进行比较，判断是否触发开关。
5. 根据比较结果控制楼道灯的开关状态。
声控灯的设计(毕业设计)
毕业设计（论文）
题目: 声控照明设计
姓名:
系别:
专业:
班级:
学号: 指导老师: 日期:
教务处制
本设计通过声音和光的强弱来控制灯的亮暗变化。在光线充足时，发出多大的声音声控灯都不亮,在光线不足时，只要声音达到20分贝它就发出了亮光。这是由于声控灯是先通过光的强弱进行控制，当光的强度达到标准时就通过声音来控制。其原理是利用了声学,光学和电子学的原理即用声音传感器将声音信号转换成电信号从而推动触发器触发使电路导通工作。其中用到了光敏电阻，555定时器，二极管，三极管，麦克风等元器件所组成的放大电路，延时电路从而达到了对灯亮灭控制的目的。
关键词：光敏电阻 555定时器二极管三极管麦克风
第一章绪论 (1)
第二章声光控灯元件的介绍及检测 (4)
2.1电阻 (4)
2.1.1电阻器的介绍 (4)
2.1.2电阻的种类 (4)
2.1.3电阻的标识 (7)
2.1.4电阻的检测 (7)
2.2电容 (8)
2.2.1电容的介绍 (8)
2.2.2电容的检测 (8)
2.3二极管 (10)
2.3.1二极管介绍 (10)
2.3.2二极管的分类 (10)
2.3.3二极管的检测 (11)
2.4三极管 (12)
2.4.1三极管的介绍 (12)
2.4.2三极管的分类 (13)
2.5（555）定时器 (13)
2.6硅整流桥 (15)
2.6.1硅整流桥好坏的测试 (15)
2.6.2硅整流桥四肢引脚的判定 (16)
第三章声控灯的原理 (17)
3.1电路的总体框架 (18)
3.2电路主要组成 (18)
3.3电路工作原理 (19)
第四章结语 (21)
声光控开关课程设计
声光控开关课程设计
一、课程目标
知识目标：
1. 学生能理解声光控开关的基本工作原理，掌握光敏电阻、声音传感器等传感器的功能与特性。
2. 学生能够描述声光控开关在智能家居中的应用及其优点，了解其在节能减排中的作用。
技能目标：
1. 学生能够正确使用万用表等工具进行简单电路的搭建，并完成声光控开关电路的连接与调试。
2. 学生通过小组合作，能够设计并制作一个简单的声光控开关模型，提高动手实践能力。
情感态度价值观目标：
1. 学生能够培养对物理科学的兴趣，激发探索科学原理的精神，形成积极的学习态度。
2. 学生了解声光控开关在环保和节能方面的意义，提高社会责任感，培养节能减排的意识。
3. 学生通过小组合作，培养团队协作精神，学会倾听、交流与分享，增强沟通能力。
课程性质分析：
本课程为初中物理学科教学，结合学生年级特点，注重实践性与探究性，强调
学生在动手实践中理解科学原理。
学生特点分析：
初中学生好奇心强，动手能力逐步提高，具备一定的合作能力，但对物理原理的理解还需具体实践来支撑。
教学要求：
1. 教学内容与实际应用紧密联系，提高学生的学习兴趣和积极性。
2. 教师应引导学生主动探究，注重培养学生的动手实践能力和创新思维。
3. 教学过程中强调安全意识，确保学生在实践活动中的安全。
二、教学内容
1. 教材章节：本教学内容依据《初中物理》教材中“光和声音的应用”章节进行设计。
- 光敏电阻的特性与应用
- 声音传感器的工作原理
- 声光控开关的电路组成与原理
2. 教学大纲：
（1）导入：通过生活实例，介绍声光控开关在智能家居中的应用，激发学生学习兴趣。
声控灯课程设计
模拟电子技术课程设计报告声光控制照明灯设计
学生姓名： XXX
指导教师： XXX
专业：电气工程与自动化
班级：电器XXX班
学号： 311108000XXX
设计时间： 2013,7，2
目录
第一章设计内容 (3)
1.1 前言 (3)
1.2 目的 (3)
1.3 工具及材料 (3)
1.4 使用电烙铁注意事项 (3)
第二章电路制作过程 (4)
2.1 工作原理 (4)
2.2 电路原理 (4)
2.3 电路主要组成 (5)
第三章电路调试 (9)
3.1 电路连接 (9)
3.2 装配与调试. (9)
3.3 心得体会 (9)
3.4 附录 (10)
参考文献 (10)
第一章
1.1前言
科学技术的发展，各种各样的便利走进了我们的生活并广泛被人们所使用。声控开关不仅仅节约了电资源，而且用起来异常的方便，使人们不必在黑暗中摸索开关在哪。
1.2目的
通过课程设计，制作声光控制灯，学会用电烙铁焊接电路板完成实验，掌握数字电路设计方法，学会焊接技术，了解数电与实际生活的联系。
1.3工具及材料
材料:电路主要由可控硅三极管电阻光敏电阻电容二极管麦克风
工具：万用表钳子镊子电烙铁
麦克风
1.4使用电烙铁注意事项
电烙铁要用220V交流电源，使用时要特别注意安全。应认真做到以下几点：
电烙铁插头最好使用三项插头。要使外壳妥善接地。
使用前，应认真检查电源插头、电源线有无损坏。并检查烙铁头是否松动。
电烙铁使用中，不能用力敲击。要防止跌落。烙铁头上焊锡过多时，可用布擦掉。不可乱甩，以防烫伤他人。
焊接过程中，烙铁不能到处乱放。不焊时，应放在烙铁架上。注意电源线不可搭在烙铁头上，以防烫坏绝缘层而发生事故。
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• 2.1原理框图 • 声控传感器利用声音的相对比较，返回是否有 声单的相对信号给机器人主机。使用调节器调节给定 声控传感器的初始值，声控传感器不断地把外界声音 的强度与给定强度比较，超过给定的强度时，向主机 发送“有声音”信号，否则发送“没有声音”的信号。
•
通过声音采集器采集声音，将其转换为电信号 源自文库输给AT89C51单片机，经单片机处理以后将信号输 出给LED灯，从而实现自动控制。在设计制作中加入 了可调电路，实现对采集声音范围的可调如图2-1所示。
5V电源
声音采集器 AT89C51
灯
图2-1原 理框图
• 3.系统硬件电路的设计 • 3.1 AT89C51核心板功能简介 • 3.1.1 AT89C51是一种带4K字节闪存可编程可 擦除只读存储器（FPEROM—Flash Programmable and Erasable Read Only Memory）的低电压、高性能 CMOS 8位微处理器，俗称单片机。AT89C2051是一 种带2K字节闪存可编程可擦除只读存储器的单片机。 单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除1000次，器 件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术制造， 与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。由于 将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中， ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器，AT89C单片 机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉 的方案。外形及引脚排列如图2-2所示。
图 2-2 AT89C51主 控电路图
• 3.1.2 AT89C51管脚说明： • VCC：供电电压。 • GND：接地。 • P0口：P0口为一个8位漏级开路双向I/O口，每脚 可吸收8TTL门电流。当P1口的管脚第一次写1时，被 定义为高阻输入。P0能够用于外部程序数据存储器， 它可以被定义为数据/地址的第八位。在FIASH编程时， P0 口作为原码输入口，当FIASH进行校验时，P0输出 原码，此时P0外部必须被拉高。 • P1口：P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向 I/O口，P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。P1口管 脚写入1后，被内部上拉为高，可用作输入，P1口被外 部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉 的缘故。在FLASH编程和校验时，P1口作为第八位地 址接收。
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3.6 复位电路模块
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复位电路的基本功能是：系统上电时提供复位信号，直至系统电源稳定后 撤销复位信号。为可靠起见，电源稳定后还要经一定的延时才撤销复位信号， 以防电源开关或电源插头分-合过程中引起的抖动而影响复位。下图所示的 RC复位电路可以实现上述基本功能。
图3.6.5 复位电路图
图3.6.6 时钟模块
• 4〃系统设计仿真 • 4.1原理图 • 根据声控灯的一般结构框图，我们通过查阅资料书和 上网查询，了解不同元件的功能和实用性，考虑性价比后， 制作出的声控灯原理图，如图2所示。
• 4.2仿真图
• 单片机通过编写的程序将P3.0口输出的电平 由P2.0口控制，由声控电路起作用，声控电 路同样通过LM393电压比较器控制，当有声 音被驻极体话筒接收到的时候，声控电路中 的LM393正电压比负电压小，给单片机输入 低电平，发光二极管接收到低电平灯亮，且 保持程序设定的30秒不熄灭。30秒后熄灭。
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P2口：P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口， P2口缓冲器可接收，输出4个TTL门电流，当P2口被写 “1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。 并因此作为输入时，P2口的管脚被外部拉低，将输出 电流。这是由于内部上拉的缘故。P2口当用于外部程 序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时，P2 口输出地址的高八位。在给出地址“1”时，它利用内 部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写 时，P2口输出其特殊功能寄存器的内容。P2口在 FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。 • P3口：P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口， 可接收输出4个TTL门电流。当P3口写入“1”后，它 们被内部上拉为高电平，并用作输入。作为输入，由 于外部下拉为低电平，P3口将输出电流（ILL）这是由 于上拉的缘故。
• 课程设计题目：声控灯控制器 •
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班级：电二 姓名：段少龙 袁驰
• 1. 设计任务 • 1.1 设计目的 • (1)利用51系列单片机作为中央处理器； • (2)具有声控功能； • (3)完成系统电路设计； • （4）完成仿真电路，通过单片机编程能实现改变灯 亮时间的长短。 • 1.2 设计指标 • 1.通过声音控制器控制发光二极管亮30秒 • 2.设计思路与总体框图.
• 5.2单片机控制程序 • 通过Keil软件新建工程，选好芯片，编写程序，编译准 确无误后生成.hex文件。系统源程序见附录。 •
• 6 总结
• 这次课程设计在考试后接踵而至，满以为刚刚学完单片机和测控电路等知 识，在脑海中有比较清晰地思路，哪知在设计电路和程序过程中出现了各种 难度。 • 首先对课程设计的认识不足，简简单单的以为就是见书本上学到的东 西在软件硬件上面实现就可以了，第一次看到课程设计的题目时候就觉得我 的课程设计挺简单的啊，不就是用传感器将模拟信号转换为电信号然后再加 传感器输出的微弱信号进行整流变成单片机能够识别的信号，然后编一个程 序实现功能就可以了！然我头脑简单的一位这就能实现我的课程设计，然而 让我为难的就是我觉得简简单单的这些问题，平时一说好像都懂，可真正到 了要分析各种因素的影响时候，却发现自己说不出什么来，尤其是在测控电 路的设计中，各种参数的影响，以及元器件的选用上更是突显出自己在平时 的学习中只是浮在水面上，仅仅了解到一点皮毛而已，真要说各种电路的功 用和元器件在各个位置上起什么作用时候自己却是一脸茫然。然后就是在用 软件画电路图，方框图，还有软件程序设计时候，才发现自己不会的东西太 多了 ，对软件的不熟悉就使得自己要比别人多花一倍的时间去实现课程设计 的软件仿真功能，这也就大大阻碍了课程设计的进度和设计准确性！ • 当然在发现这么多问题的同时自己也有一些优点直直的坚持下去，首 先自己能在烦躁的时候迅速静下心来坚持思考和设计，我想这种持之以恒的 态度十指关重要的，做任何事都必须的坚持到最后才会有可能成功。再就是 在和同学请教和交流过程中自己的领悟力蛮快，虽然没学好，但是我自己可 以迅速的去弥补，而且也能更加深切的掌握那些知识。 • 通过这次课程设计我更加体会到了实事求是是检验真理的唯一标准！
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} } /***********检测子程序********/ void jiance(void) { k1=1; if(k1==0) { } }
• /***********主程序********/ • void main(void) • { • y=0; • while(1) • { • jiance();
• 3.4串口通信模块
• 串口通讯对单片机而言意义重大，不但可以实 现将单片机的数据传输到计算机端，而且也能 实现计算机对单片机的控制。由于其所需电缆 线少，接线简单，所以在较远距离传输中，得 到了广泛的运用。 • 通信协议原理 • 通信协议是通信设备在通信前的约定。单片 机、计算机有了协议这种约定，通信双方才能 明白对方的意图，以进行下一步动作。假定我 们需要在PC机与单片机之间进行通信，在双方 程式设计过程中，有如下约定：
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图3.3 驻极体话筒结构图
• 3.3 声控电路模块 • 声控电路部分电路图
• 驻极体话筒将接收到的声音信号转换成微弱的 电压信号，然后，微弱的电压信号经过两级放 大器的放大，然后将放大后的信号电压通过迟 滞比较器转变成单片机识别的高低电平信号,经 过双向稳压管变成翻转电平信号，然后传给单 片机的外部中断P3.0口。（用声音控制器模块 代替）实物如图
• 3.7时钟模块的设计
• 51单片机内部有一个用于构成振荡器的高增益反相放大器，该高增益反 相放大器的输入端为芯片引脚XTAL1，输出端为引脚XTAL2.这两个引脚 跨接石英晶体振荡器（简称晶振）和微调电容，就构成一个稳定的自激 振荡器。如下电路中的电容C1和C2典型值通常选择为20Pf左右。晶振的 震荡频率的范围一般是在1.2MHz到12MHz之间。晶振的频率越高，则系 统的时钟频率也越高，单片机的运行速度也就越快。
• 程序执行部分： • 声控电路起作用控制发光二极管，若有声音发出，则 声音信号转变为电信号通过P2.0口传入单片机，单片 机再通过P3.0口输出低电平，此时发光二极管亮，通 过单片机内部延时功能让其点亮30秒自动熄灭，若无 声音信号则P2.0口为高电平控制发光二极管处于熄灭 状态。 • 程序结束。
• 3.5电源电路模块
• 电源模块主要是为整个系统提供可靠、稳定的 电源。主要实现以下功能： • （1）安全隔离：即强电弱电隔离，他将外电路 中的强电转化为5伏的弱电压。 • （2）电路保护：包括短路保护、过压保护、欠 压保护、过流保护、其它保护 。 • （3）电压变换：这里主要是将强电变成弱电。 • （4）稳压：将交流电别换成直流弱电，始终保 持输出电压一定。 • 其原理图如下： •
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第五章 系统程序和电路设计
• 5.1程序设计 • #include<reg51.h> • #define uchar unsigned char //数据类型 • sbit y=P3^0; //位定义 • sbit k1=P2^0; • • uchar i; • /***********延时子程序********/ • void delay_ms(uchar i) • { • uchar j; • while(i--) • { • for(j=124;j>0;j--) • ;
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0xA1：单片机读取P0端口数据，并将读取数据返回PC机； 0xA2：单片机从PC机接收一段控制数据； 0xA3：单片机操作成功信息。 在系统工作过程中，单片机接收到PC机数据信息后，便查找协议，完成相应的操 作。当单片机接收到0xA1时，读取P0端口数据，并将读取数据返回PC机；当单片机 接收到0xA2时，单片机等待从PC机接收一段控制数据；当PC机接收到0xA3时，就 表明单片机操作已经成功。 硬件连接 51单片机有一个全双工的串行通讯口，所以单片机和计算机之间可以方便地进行 串口通讯。进行串行通讯时要满足一定的条件，比如计算机的串口是RS232电平的， 而单片机的串口是TTL电平的，两者之间必须有一个电平转换电路，我们采用了专用 芯片MAX232进行转换，虽然也可以用几个三极管进行模拟转换，但是还是用专用芯 片更简单可靠。我们采用了三线制连接串口，也就是说和计算机的9针串口只连接其 中的3根线：第5脚的GND、第2脚的RXD、第3脚的TXD。这是最简单的连接方法， 但是对我们来说已经足够使用了，电路如下图所示，MAX232的第10脚和单片机的11 脚连接，第9脚和单片机的10脚连接，第15脚和单片机的20脚连接。 串口通信电路采用经典的MAX232串口通信，由于电脑串口RS232电平是-10V～ +10V，而一般的单片机应用系统的信号电压是TTL电平0V～+5V，MAX232就是用来 进行电平转换的，进行对单片机与电脑的通信，系统中采用MAX232串口通信电路。 系统中采用串口通信电路可与电脑进行通信，可以对单片机内的程序进行修改，并对 相关的指令和相关的数据进行调整。并且可以针对性地将单片机与电脑进行通信，编 写上位机软件程序，在上位机(电脑)上对系统状态进行实时监测，并可以让功能更强 大的PC机进行庞大的指令处理。 在本系统中，加入串口通信电路模块，可以使电路的完整性大大增强，并对系 统的升级有极大的优势，可以是系统在双机通信、与上位机通信等方面拥有相对优势， 使得设计更加完善。
• 3.2驻极体话筒 • 驻极体话筒具有体积小、结构简单、电声性能好、价格低的特点，广泛用 于盒式录音机、无线话筒及声控等电路中。属于最常用的电容话筒。由于输 入和输出阻抗很高，所以要在这种话筒外壳内设置一个场效应管作为阻抗转 换器，为此驻极体电容式话筒在工作时需要直流工作电压。 • 驻极体话筒声电转换的关键元件是驻极体振动膜。它是一片极薄的塑料膜片， 在其中一面蒸发上一层纯金薄膜。然后再经过高压电场驻极后，两面分别驻 有异性电荷。膜片的蒸金面向外，与金属外壳相连通。膜片的另一面与金属 极板之间用薄的绝缘衬圈隔离开。这样，蒸金膜与金属极板之间就形成一个 电容。当驻极体膜片遇到声波振动时，引起电容两端的电场发生变化，从而 产生了随声波变化而变化的交变电压。驻极体膜片与金属极板之间的电容量 比较小，一般为几十pF。因而它的输出阻抗值很高(Xc＝1／2~tfc)，约几十 兆欧以上。这样高的阻抗是不能直接与音频放大器相匹配的。所以在话筒内 接入一只结型场效应晶体三极管来进行阻抗变换。场效应管的特点是输入阻 抗极高、噪声系数低。普通场效应管有源极(S)、栅极(G)和漏极(D)三个极。 这里使用的是在内部源极和栅极间再复合一只二极管的专用场效应管。接二 极管的目的是在场效应管受强信号冲击时起保护作用。场效应管的栅极接金 属极板。这样，驻极体话筒的输出线便有三根。即源极S，一般用蓝色塑线， 漏极D，一般用红色塑料线和连接金属外壳的编织屏蔽线。其原理图如下：