课程设计 声控灯开关

淮海工学院课程设计报告书
课程名称：电子技术课程设计
题目：声控灯开关
系（院）：电子工程学院
学期：
专业班级：
姓名：
学号：
题目
声控灯开关
1设计的目的和任务：
1、巩固加深对模拟电子技术基础知识的理解，提高综合运用所学知识的能力，培养学
生独立分析问题、解决问题的能力。

2、通过查找资料、选方案、设计电路、仿真或调试、写报告等环节的训练，熟悉设计
过程、步骤。

为今后从事电子线路的设计、研制电子产品打下良好的基础。

3、作为电力电子技术的入门，学习晶闸管的应用。

4、设计模拟和数字电子混合电路，实现特定功能。

学习这一技能，积累这方面的经验。

2设计要求：
1、设计办公大楼、写字楼或居民住宅楼内应用的声控灯开关。

2、在白天照度较高时，即楼道内光线充足时本开关不启动，灯熄灭。

3、夜晚楼道内光线较差时，若楼道内充分安静（无人行动时），灯泡不启动。

4、若在光线较差的楼道内有人发出声响，就启动该装置使灯泡点亮。

5、画出电路图
（1）用protel绘制电路图
（2）布局合理、排列均匀、图面清晰、便于看图、有利于对图的理解和阅读。

（3）图形符号要标准，图中应加适当的标注。

3总体框图设计
根据技术要求，此声控灯开关可由以下几个单元组成：
图1整体框图
光时，R W>2MΩ，此时HD14011的1脚是高电平，此时第一个与非门的输出取决于2脚的状态，而2脚的状态将由噪声传感器来决定，当没有声音时，2脚为低电平，因此A 为高电平，B为低电平，C为高电平，D为低电平，此时晶闸管截止，灯泡为暗。

当有声音产生时，在麦克两端产生一个交流信号，经过电容而将2脚置成高电平，此时A为低
R 2R 6
R 8
C 1
R be
Vi
2
R 6
R 2
R 8
C 1
N PN
V C C
R 7
C 2
延时电路
Ib=（Vcc-Vbe ）/R 2 =1.4uA 在饱和工作区不满足I c =βI b 且I b >I bs 令I b=10I bs
由此可得R 8=510K Ω R 2=3M Ω 当有声音时：
灯亮，要求第一个与非门的一脚为高电平，三极管工作在放大区且输出高电平3.4V 。

在麦克两端产生一个交流信号，经过电容而将脚置成高电平，此时A 为低电平，B 为高电平，C 为低电平，D 为高电平，从而将晶闸管触发导通，灯泡点亮。

R=R 6//R 2 算得R=35Ω I=I b +Vce/R 算得I=20mA
满足声音传感器的额定电流I=20mA ，电压1～12V 。

C 2
D 3
D 2
D 4
D 1
R
整流电路
2
图7 电容滤波过程
当放电时间常数R L C增加时，t1点要右移，t2点要左移，二极管关断时加长，导通角减小，见图7中的曲线；反之， R L C减少时，导通角增加。

显然当R L很小，即I L 很大时，电容滤波的效果不好，见图7中的曲线。

反之，当ＲL很大，即I L很小时，尽管C较小, R L C仍很大，电容滤波的效果也很好，见图7中的曲线。

4.6 晶闸管的工作原理
晶闸管的工作原理分析：晶闸管可用两个不同极性（P-N-P和N-P-N）晶体管来模拟，如图G1所示。

当晶闸管的栅极悬空时，BG1和BG2都处于截止状态，此时电路基本上没有电流流过负载电阻RL，当栅极输入一个正脉冲电压时BG2道通，使BG1的基极电位下降，BG1因此开始道通，BG1的道通使得BG2的基极电位进一步升高，BG1的基极电位进一步下降，经过这一个正反馈过程使BG1和BG2进入饱和道通状态。

电路很快从截止状态进入道通状态，这时栅极就算没有触发脉冲电路由于正反馈的作用将保持道通状态不变。

如果此时在阳极和阴极加上反向电压，由于BG1和BG2均处于反向偏置状态所以电路很快截止，另外如果加大负载电阻RL的阻值使电路电流减少BG1和BG2的基电流也将减少，当减少到某一个值时由于电路的正反馈作用，电路将很快从道通状态翻转为截止状态，我们称这个电流为维持电流。

在实际应用中，我们可通过一个开关来短路晶闸管的阳极和阴极从而达到晶闸管的关断。

等效图如下：
阳极
阴极栅极
BG2
BG1
RL
栅极
阳极
阴极
4
3
2
等效图
若调试不成功，要先将焊好的电路板对照电路图检查一遍。

不要有错焊、漏焊、短路等现象。

若没有上诉现象，用电压表测试个点的电压值，若与理论值出入太大则可能是元器件问题，可能被烧坏或内部短路等。

7 元器件清单
8 总结
经过这为期两周的电子技术课程设计，在设计“声控开关”的过程中，我终于知道了在做这样的一个课程设计的时候，应该从什么地方着手，应该怎样构造自己的思路，怎样利用已学知识来实现自己的设计方案，并通过不断地查找资料来实现它的功能。

在此过程中，不但让我体会到设计的繁琐与艰辛，同时也让我更好地巩固了以前所学的知识。

以前我一直这样认为，我们只要学好课本的专业知识就行，但我们并不一定要知道如何利用利用课本知识来完成某些设计，并实现它的功能。

而通过这次的课程设计让我大大改变了自己以前错误的想法。

虽然这段时间临近期末考试，让我感到时间非常的紧
迫，人也很疲惫，但当我通过自己的努力，去图书馆找资料，上网参考其他人的设计程序和同学共同来完成设计的那一刻，所有的紧张，所有的疲惫都忘记了。

我想这就是所说的成就感吧！也让我深刻的体会到了“在设计中我们会巩固很多知识、学到很多知识”。

在电子技术的设计过程中，我也遇到了一些困难和迷惑。

但是通过不断努力，和同学克服了一个又一个的问题，保证了设计作业的顺利进行。

这次我不但收获了努力的成果——“声控开关”，还从中充分感受到了“只要功夫深，铁杵磨成针”。

并坚信再难的困难我们也会努力去克服。

通过这次课程设计我相信这对于我在以后的发展中具有深远的影响。

9 参考文献
[1] 彭介华. 电子技术课程设计指导. 北京：高等教育出版社，1997
[2] 李振声. 实验电子技术. 北京：国防工业出版社，2001
[3] 卢结成，高世忻等. 电子电路实验及应用课题设计. 合肥：中国科学技术大学出版
社，2002
[4] 编写委员会. 中国集成电路大全. 北京：国防工业出版社，1985
[5] 梁宗善. 电子技术基础课程设计. 武汉：华中理工大学出版社，1995。