(整理)声光控制节能开关

河南城建学院电子技术基础课程设计报告

声光控制节能开关

姓名：许玉东

学号：091412133

专业班级：0914121

指导老师：刘晓芳

所在院系：电气与信息工程学院

2014年6月18日

摘要

本设计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30s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。主要方法是利用声控，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。

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。

关键词：声光控定时控制 mulitisim仿真

目录

1 概述

1.1能清晰地了解本次设计的题目内容。

1.2掌握基本元件的使用。其中包括光敏电阻，驻极体话筒，运算放大器等。

2 系统总体方案

2.1设计方案

2.2声光控制灯设计所需要的器件

3 各模块设计

3.1电路原理图

3.2工作原理及参数计算

4 软件仿真

5课程设计体会

参考文献（按照标准格式）

附1：源程序代码（若编程有）

附2：系统原理图

1 概述

1.1能清晰地了解本次设计的题目内容。

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30秒后熄灭，声音间隔小于30秒则LED持续点亮，白天有声无声均不点亮。

1.2掌握基本元件的使用。其中包括光敏电阻，驻极体话筒，运算放大器等。

掌握基本元件的使用。其中包括光敏电阻，驻极体话筒，运算放大器，LM358，NE555定时器构成的施密特触发器及74LS122单稳态触发器. 1

Rf

/

1R

2 系统总体方案

2.1设计方案

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。2.2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：（1）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。

LM358是2输入-二运算放大器集成电路，其内部电路及管脚排布如下图2-1：

图2-1

LM358内部电路及管脚排布

（2）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的集成电路于小规模集成电路，在很多电子产品中都有应用。NE555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、引脚排列及功能表如下列图2-2所示： 图2-2 NE555内部结构及引脚排列

（3）74122是可重复单稳态触发器，它的功能表见表1-4-1，d R 是直接清“0”

端，2121B B A A 、和、是触发输入端，其中21A A 、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，Rint 和Cint 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、都可以做触发输入端使用，d R 除了做清零端使用外，

Q ↑d

R 1A 2A 1B 2

B Q ⨯H L

⨯

⨯

H H H H

H H ↑⨯⨯⨯⨯L H H H

⨯⨯L H L H L H

⨯⨯⨯⨯⨯⨯L L L ⨯H ↑L ⨯H ↑L ⨯H ↑L

⨯H ↑H H H H H H H H H H

H L ⨯↓↓↓↓H ⨯L

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集成电路，它的引脚排布如图2-3下：

图

2-374122引脚排列

图 表

2-2 74LS122功能表 表

（4）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 结附近数微米内分