即拍亮延时小夜灯--模电课设报告

科技学院

课程设计说明书

课程设计名称：模拟电路课程设计

课程设计题目：即拍亮延时小夜灯

学院名称：信息工程学院

专业：电子信息工程班级： 1182051

学号： 118205113姓名：黄庆星

评分：教师：江晶

2013 年 9 月 30 日

科技学院

模拟电路课程设计任务书2013－2014 学年第 2学期第 1 周－ 4 周

摘要

在我们日常生活中，随着我们人性化的理念，响应科学减排和节能科学发展的号召，很多地方都是用声控灯照明。一来可以节约资源减少不必要的浪费，二来给生活也带来了诸多方便。

本次课题设计的目的是：设计一简单的即拍延时小夜灯，它可以利用压电陶瓷片将声音信号转化为电信号。压电陶瓷片与晶体三极管、电阻等组成了声控脉冲触发电路，555时基集成电路与电阻、电容等组成典型的单稳态延时电路。晶体三极管和电阻等组成了小灯泡功率驱动放大电路。采用3.0V的直流供电，RC充放电执行。此设计能够很好的控制等的亮与灭，即在有声音或者震动的情况下，小灯泡会亮，否则就不会亮。

关键字：555时基、延时、单稳态电路

目录

前言 (5)

第一章设计任务 (6)

1.1基本要求 (6)

1.2提高要求 (6)

第二章设计方案 (6)

第三章系统组成及工作原理 (8)

3.1总体设计思路 (8)

3.2电路各模块设计简介 (8)

3.2.1声控电路 (8)

3.2.2延时电路 (8)

第四章综合控制模块的设计 (9)

4.1 综合控制模块的设计思路 (10)

4.2 延时控制模块原理 (10)

4.3 555集成电路框图及工作原理 (10)

4.4 总体结构 (11)

4.5 设计方法与参数的确定 (11)

4.6 电路仿真图 (12)

第五章电路的焊接与调试 (13)

5.1 电路的安装与焊接 (13)

5.2 综合控制模块的调试 (13)

第六章系统调试 (14)

小结 (15)

参考文献 (16)

附录一原件清单 (17)

附录二实物图 (18)

前言

自1879 年爱迪生点燃了第一盏真正有广泛实用价值的电灯后,电灯就被人类广泛的应用，然而我们经常使用的灯泡都是人为机械地控制它的，这对于当今社会各种智能化的建筑来说是非常不实用的。随着人类社会的进步和电子科技的发展，人们想到并做到了用声音来控制灯泡的点亮，使得人来灯亮，人走灯熄。这一方面迎合了当今所提倡的科学发展观，节省电能，另一方面也体现了科技的进步以及人类的聪明才智。因此，我们首先要设计出一个接收设备，专门用来接听声音信号并将声音信号转化为电信号传送到下一级电路。但是声控电路对声音信号的要求是既不能太强也不能太弱，太强难以控制，太弱则会使电路过于复杂，所以最好是能接收到如人的讲话声，脚踏地板声。当这类信号转化为电信号时，电信号一般较弱，必须对其进行放大，这就要用到功放电路、运放电路、差分电路等。根据电路对信号的要求一般选择运放电路较好，能提高输出电压。如今，有了声音传感器，可以直接将声信号转换为电信号，大大简化了电路结构，使声控电路的设计更加容易。完成了声信号到电信号的转换后，我们可以用产生的电信号去触发触发器使电路导通。电路对元器件的要求也较高，特别是半导体器件要有较高的灵敏度。只有各电参数精确稳定，才能使电路高效稳定的工作。目前，声控技术更是引领着科技的发展和时代的潮流。如现在最新的 iphone4s 智能手机，其最大的特色就在于语音控制。我们声控技术今后能更广泛更深入地被人类应用，造福人类

第一章设计任务

1.1基本要求

通过对已学知识的了解，试着设计一个电路。要求：（1）达到用声音控制灯泡的亮灭；（2）一定时间过后小灯泡会自动熄灭。

1.2 提高要求

根据RC充放电原理，设计一电位器，从而达到可调试时间即拍延时小夜灯。

第二章设计方案

本方案利用压电陶瓷片、555时基集成电路等，基本电路图如图 1.1所示

图1.1

压电陶瓷片B 与晶体三极管VT1，电阻R1，和电阻R2 等组成了声控脉冲触发电路，时基集成电路IC 与电阻R3，电容器C 等组成了典型单稳态延时电路，晶体三极管VT2，VT3 和电阻R4，R5 等

组成了小电珠H 的功率驱动放大电路。整个电路的电源由干电池GB 提供。平时，由于晶体三极管VT1 的偏流电阻R1 取值较大，所以VT1 趋于截止状态，其集电极输出电压高于1/3VDD=1.5V，与之相连的时基集成电路IC 的低电位触发端2 脚处于高电平，单稳态电路处于稳态。电容器Ｃ两端通过IC 的7，1 脚被IC 内部导通的三极管短路，IC 的3 脚输出低电平，VT2，VT3 均无偏流而截止，小电珠H 不发光。当在有效距离范围内拍一下手掌时，突发的声波被压电陶瓷片B 接收，并转换成微弱的电信号，该信号的正半周经VT1 放大后，从其集电极输出负脉冲，时基集成电路IC 的 2 脚获得瞬间低于1/3VDD=1.5V 的低电平触发信号,使IC 组成的单稳态电路受触发进入暂稳态(即延时状态),IC 的 3 脚输出高电平,VT2 获得适合的偏流而导通,VT3 进入完全饱和导通状态,小电珠通电发出亮光，随着IC的3 脚变成高电平，IC 内部导通的三极管截止，解除对电容器C 的短路，电池GB 通过电阻R3 向电容器C 开始充电，当C 两端的充电电压（即IC 的高电位触发端6 脚电位）达到2/3VDD=3V 时，单稳态电路翻转恢复稳态，IC 内部三极管重新导通，通过IC 的7，脚放电并被再次短路，的3 脚重新输出低电平，C 1 IC 导通到VT2，VT3 失去偏流而截止，H 断电自动熄灭。电路中，小电珠H 每次延时点亮的时间长短，取决于单稳态电路中电阻器R3，电容器C 的时间常数，具体可以通过公式：T=1.1R3C 来估算。按图选择R3 和C 的值，H 延时点亮的时间约为1min。在晶体三极管VT1 电流放大系数β ，R1 电阻值确定的情况下，通过改变R2 的电阻值，可调整静态时IC