声光控制照明灯解剖

楼道声光控制照明灯解剖报告

电工1011 学号：2010128163 姓名：叶方冰

一、原理及作用

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分析，可以让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5s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。

二、关键技术及模块

1、声光控制灯工作原理

声光控制灯总体流程图如下所示，工作流程如箭头所示：

路灯控制器电路的总体流程图由声控、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。

其声光灯电路工作图及原理

声光控制灯电路原理图

声音进入话筒转变为电信号与R1分压，经过C2（10uf）电容进行信号筛选，由电源提供5V直流电压，经过R3（4.7KΩ）电阻与接地的R4（4.7KΩ）电阻产生静态工作点Q（2.5V）直流信号从3引脚进入集成块LM358中。

在LM358内部，由3引脚进入运算放大器的信号产生的输出信号进入负反馈网络，C1（10uf）的作用是当信号为直流信号时反馈为1，即静态工作点不变对于LM358内的比较器，当有光照的时候，光敏电阻的阻值降低，光敏电阻两端的电压也随之降低，进入LM358的5引脚的电压小于2.5V，比较器无输出进入NE555，此时不工作；黑天无光时，电阻增大，两端电压增大，大于2.5V，使比较器的输出为1，NE555正常工作。

当反馈电路输出的电压U小于1/3VCC，即U小于1.67V时，NE555输出的上升沿信号到74LS122的A1（1引脚）和A2（2引脚）后变为下降沿，灯亮；当反馈电路输出的电压U大于2/3VCC，即U大于3.33V时，NE555输出的下降沿信号到74LS122的A1（1引脚）和A2（2引脚）后变为上升沿，灯灭。

2、电路参数计算

LM358的5脚和6脚作为输入，7脚作为输出接成声控放大电路，2脚和3脚作为输入，1脚作为输出接成光控电路。将NE555电路2引脚和6引脚连在一起使其具有施密特触发器功能，后一并与接成放大电路的LM358集成块7引脚相连，NE555电路控制端4引脚与接成放大器电路的LM358集成块1引脚相连。分别将74LS122可重复触发单稳态触发器的1、2引脚，3、4引脚相连，将1、2引脚与NE555电路输出端相连，3、4引脚与电源高电平相连，6脚接发光二极管和电阻。

电路的延时功能体现在单稳态触发器的波形整理功能及连接在其11和13引脚的电容与电阻的适当组合上，本次课程设计使用的是低功耗实验电路所以选择150K 电阻和47uF 电容，经计算其延时时间约为5秒。

当光线充足时，光敏电阻阻值很小，LM358的3脚分压小，电压比较器输出1脚为低电平。NE555电路4引脚为低电平有效，此时不管2脚和6脚输入为高或低，OUT 输出端直接复位为0。74122的1脚和2脚也为低，其Q 端输出也为低，Q 非端为高电平，发光二极管负端为高，所以灯不会亮。

当光线不充足时，光敏电阻阻值很大，LM358的3脚分压大，故电压比较器反相输入，输出为高电平，NE555的直接复位端4脚无效。这时若有声音信号通过驻极体话筒输入，通过电容滤波后输入LM358声控放大电路，经放大后输入NE555的2脚和6脚，正弦波形被施密特变换为反相矩形波。NE555的2脚和6

脚输入大于cc V 2

1

的电压，3脚输出OUT 由低变为高，74122的1脚和2脚接收到

一个上升沿脉冲，输入到74LS122单稳态触发器后再次经过波形变换，Q 端产生一个上升沿脉冲。由于LED 接入74LS122的Q 肥引脚，故其在Q 非引脚是一个下降沿脉冲，此时发光二极管负端为低，灯会亮，亮时延迟时间为脉冲宽度s t w 5 。声音信号消失，Q 端的上升沿维持5s 后灯会自动熄灭。

3、其灯内部主要用了LM358、NE555和74LS122 三个集成器件，发光二极管，光敏电阻，驻极体话筒以及电阻和电容等基本电路元器件。 （1）LM358

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，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的运算放大器的场合。 LM358其内部电路及管脚排布如下：

LM358内部电路及管脚排布

（2）、NE555

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 到16V 工作，输出驱动电流约为200mA ，因而其输出可与 TTL 、CMOS 或者模拟电平兼容。 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。

NE555是一种应用特别广泛作用很大的集成电路，在很多电子产品中都有应用。NE55的作用是用内部的定时器来构成时基电路，给其他的电路提供时序脉冲。

NE555内部结构及引脚排如下列图所示：

NE555的内部结构及引脚排列

（3）、74LS122

74LS122是可重复单稳态触发器，它的功能表见表2-4-1，d R 是直接清“0”端，2121B B 、和、是触发输入端，其中21是低电平信号触发端，21B B 和是高电平信号触发端，Q Q 和是输出端，R int 和C int 是外接定时电阻和定时电容的接入端。

当d R =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，2121B B A A 、和、都可以作为触发输入端使用，d R 除了作清零端使用外，也可以作触发端使用。

74LS122的引脚排和功能表如下：

74LS122的引脚排布