模拟电子课程设计(迎宾器)

模拟电子课程设计(迎宾器)

目录

1 课程设计的目的 (1)

2 课程设计的任务与要求 (1)

3 设计方案与论证 (1)

4 设计原理及功能说明 (3)

4.1设计原理 (3)

4.2功能说明 (3)

5 单元电路的设计 (4)

5.1光敏电阻的结构与工作原理 (4)

5.2光敏电阻的基本特性 (5)

5.3SD8917工作原理与功能特性 (7)

6 硬件的制作与调试 (8)

7 总结 (8)

参考文献 (10)

附录1：总体电路原理图 (11)

附录2：元器件清单 (12)

1课程设计的目的

此次课程设计是完成感应门铃的设计与实现，为此我们从

网上查阅了相关知识，利用自己所学的知识和老师的指导，完

成了此次设计。该设计包括设计的基本原理，感应门铃的硬件

设计，感应门铃的软件设计等。

设计可以发声的门铃电路，对光敏电阻的熟练掌握。

提高焊接技术，提高实践能力。

通过此次课程设计，能达到学以致用。

2课程设计的任务与要求

(1)设计一种人体感应开关（语音门铃），它能够自动检测来人，当人经过门铃时自发出清晰响亮。

(2)检测人的窗口很小，只要在其他物体上开8毫米左右的孔伸出检测孔就能正常工作。

(3)检测窗口很隐蔽，不像红外透镜、微波传感器的天线一样引人注意，可以让来人很难发现机关，增加趣味感和防破坏。

(4)产品价格非常低廉便于普及和大量生产。

(5)产品的语音内容是固定不变的，无法定做或者更改内容。当然如果换成可录放语音电路，或者和其他电路组合可以实现其他用途。

(6)利用Multisim等软件仿真，得出主要信号输入输出点的波形，根据仿真结果验证设计功能的可行性、参数设计的合理性。

(7)完成课程设计报告。

3设计方案与论证

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方案一：光感

原理：光感门铃是利用人体反射光线，光敏电阻得到足够大变化的光线，电路产生变化电流触发电路，灵敏度跟物体反射率有关。

注：光感门铃与环境光照度有关，黑暗情况下不能正常使用。

方案二：红外感应

原理：门铃原理：红外热释电传感器；动作方式：被动式。本身不发射任何信号，故不产生有害电磁干扰，人体辐射的红外线中心波长为9~10um，而探测元件的波长灵敏度在0.2~20um范围内几乎稳定不变。在传感器顶端开设了一个装有滤光镜片的窗口，这个滤光片可通过光的波长范围为7~10um，正好适合于人体红外辐射的探测，而对其它波长的红外线由滤光片予以吸收，这样便形成了一种专门用作探测人体辐射的红外线传感器。

方案三：555定时器

使当按下开关时，在两二极管导通的情况下，电路通

过对555定时器的4脚管充电，使555定时器在其内部的

作用基理下发生振荡，此时，外接喇叭就会发出同一频率

的声音，当松开开关时，使得二极管不导通，电很快就被

放完，此时，没有电通过555定时器的4脚管，由于555

定时器的内部结构及原理，使得振荡器不再振荡，所以喇

叭停止发声。

经过比较综合来说，最终选定方案一。

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3 4 设计原理及功能说明

4.1 设计原理

首先有人经过时，人的身影照应到光敏电阻它的阻值发

生变化，电源稳压电路的电流得到提高，经过 IC 集成电

路，由内部运算处理电路得到稳定可靠的电压值来判断出人

的进出，然后报告给语音功放电路，并发出声音。

图4-1 设计原理

4.2 功能说明

利用人走过门铃时会产生一个阴影的特点，通过光敏电阻

对光线变化信号的接收，作为本制作的传感器。制作采用电池

供电，通电后系统进入等待状态。当有人经过感光器件时，由

于人的身体会挡住光线，若原来有一定的光线照射在光敏电阻

R 光上，则R 光表现出一个电阻值，当人体挡住一部分照射

于光敏电阻的光线时，光敏电阻接收到的光线强度发生变化，

这个变化经C 2耦合，经Q 1等组成的高增益放大后，输入IC

的反相输入端，这个信号与同相输入端输入的信号在IC 内部

经运算放大处理后，形成一个控制信号，驱动IC 内部的音频

发生电路工作，产生“您好，欢迎光临！”的音频信号，使人耳

能听到这句问候语。 人的身光敏电内部运算

判断人

报告给语

在黑暗环境里，它的电阻值很高，当受到光照时，只要光子能量大于半导体材料的禁带宽度，则价带中的电子吸收一个光子的能量后可跃迁到导带，并在价带中产生一个带正电荷的空穴，这种由光照产生的电子—空穴对增加了半导体材料中载流子的数目，使其电阻率变小，从而造成光敏电阻阻值下降。光照愈强，阻值愈低。入射光消失后，由光子激发产生的电子—空穴对将逐渐复合，光敏电阻的阻值也就逐渐恢复原值。

5 单元电路的设计

5.1光敏电阻的结构与工作原理

光敏电阻又称光导管, 它几乎都是用半导体材料制成的光电器件。光敏电阻没有极性, 纯粹是一个电阻器件, 使用时既可加直流电压, 也可以加交流电压。无光照时, 光敏电阻值（暗电阻）很大, 电路中电流（暗电流）很小。

当光敏电阻受到一定波长范围的光照时, 它的阻值（亮电阻）急剧减少, 电路中电流迅速增大。一般希望暗电阻越大越好, 亮电阻越小越好,此时光敏电阻的灵敏度高。实际光敏电阻的暗电阻值一般在兆欧级, 亮电阻在几千欧以下。

图5-1为光敏电阻的原理结构。它是涂于玻璃底板上的一薄层半导体物质, 半导体的两端装有金属电极, 金属电极与引出线端相连接, 光敏电阻就通过引出线端接入电路。为了防止周围介质的影响, 在半导体光敏层上覆盖了一层漆膜, 漆膜的成分应使它在光敏层最敏感的波长范围内透射率最大。

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