电子技术课程设计模板

电子技术基础课程设计

设计名称：楼道声光灯控制电路

姓名：

班级：13电气班

学号：

指导教师：张怡

信息科学与技术部

2015年6月5日

第一章绪论

1.1 楼道声光控制

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。

LED声光控灯是及LED灯和声光控电路为一体，安装方便，使用寿命长。声光控电路是集声学、光学和延时技术为一体组成的自动照明开关，白天或光线较强时，开关电路为自锁状态，LED灯不亮，当光线黑暗时或晚上来临时，开关进入预备工作状态，此时，当来人有脚步声、说话声、拍手声等声源时，开关自动打开，灯亮，延时一段时间后自动熄灭，从而实现了“人来灯亮，人去灯熄”，杜绝了长明灯，使得LED声光控灯低能耗、长寿命。

本次设计的楼道声光控制照明灯具有声控，光控以及延时功能。控制灵敏的声控电路，可方便及时地打开和关闭声控照明装置，并有防误触发而具有的自动延时关闭功能。光控电子开关，它的“开”和“关”是靠可控硅的导通和阻断来实现的，而可控硅的导通和阻断又是受自然光的亮度（或人为亮度）的大小所控制的。该装置适合作为街道、宿舍走廊或其它公共场所照明灯，起到日熄夜亮的控制作用，以节约用电。

第二章电路的设计及器件

2.1方案设计要求

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5秒后熄灭，声音间隔小于5秒则LED持续点亮，白天有声无声均不点亮。

2.2方案的设计与论证

利用一块基时电路及少数外围元件可能组成声光双控电灯。装置省去了能耗大、笨重、极易产生热量的电源变压器具有结构简单、自耗电轻微、性能稳定、灵敏度高、通用性强的特点。驻极体话筒对促发声响有极为敏感的特性，本电路由声电转换元件，及电信号放大部分、NE555施密特触发器整形部分，单稳态延时部分和光控组成部分。（原理图附在最后） LM358的其中一个运放接为比较器，由光敏电阻所在支路和基准电压进行比较，给出高低电平接到NE555的复位端。当有光时，光敏电阻的阻值下降，比较器输出低电平，NE555复位，故此电路在有光时LED不亮，为光控电路。另一运放将声信号转成的电信号放大，通过施密特触发器整形为方波，此支路为声控电路。将整形后的波形给单稳态触发器74LS122，通过外围电路的参数选取确定触发时间。

计主要由声控电路，光控电路，放大电路，整形电路，延时电路几部分组成。其中，声控电路与光控电路分别由LM358内部两个放大器组成。声控部分其实是一个负反馈放大器，主要是将驻极体话筒接收到的信号进行放大，输出到整流电路中。光控部分是一个由光敏电阻与另外几个电阻组成的电压比较器，由于NE555中4脚的特性（低电平有效，输出为低电平）。当有光时，光敏电阻器阻值很小，故电流经反向端输出低电平，有无信号经过时，LED 灯都不亮。且NE555复位；当无光或光线暗时，光敏电阻阻值很大，电流经同向端输出高电平，当有信号经过时，LED灯亮。NE555输出高电平。最后经过74LS122进行延迟，即可得

Q ↑d R 1A 2A 1B 2B 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 到与设计内容相一致的电路。本方案经老师与同学的讨论，以及实际电路连接，证明方案正确。

2.3主要器件介绍

74122是一个TTL 可再触发单稳态多谐振荡器集成电路，它的引脚排布如下：

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所示：

图1 NE555内部结构及引脚排列

R

U TH

TR U

0u

T 的状态

0 ×

×

0 导通 1

CC V 32

> CC V 31

> 0 导通 1 CC V 3

2

< CC V 3

1

> 保持 不变 1

CC V 32

< CC V 3

1

< 1

截止

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 LM358内部结构及引脚排列

2.4声光控制灯设计所需要的器件

器件名称 规格或型号 数量 单位 备注 定时器 NE555DIP-8 1 个

驻极体话筒 声音信号输入

1 个 单稳态触发器 7412

2 1 个 74123代替

双运算放大器集成电路

LM358 1 个 发光LED 发光二极管 1 个 光敏电阻 阻值与光强成反比

1 个 电阻

4.7K Ω 4 个 150K Ω

1

个