数电课设论文(邸晨星)

目录

第一章摘要 (1)

第二章方案论证 (2)

2．1设计的目的和任务 (3)

2．2设计要求 (3)

第三章电路原理图 (4)

3．1电路原理图 (4)

3．2 VCC值的确定 (4)

3．2延时的确定 (4)

第四章元器件简介 (5)

4．1 元器件清单 (5)

4．2元器件简介 (5)

第五章电路的调试与焊接 (11)

5．1电路的调试 (11)

5．2焊接时注意事项 (12)

第六章心得与体会 (15)

第七章附页 (17)

参考文献 (17)

附图 (18)

第一章摘要

公共场所和居民居住区的公共楼道普遍使用机械手动开关,由于各种原因往往出现许多灯泡点亮长明的现象,故使灯泡寿命短,浪费电量,为国家、单位、个人造成经济损失。另外，由于频繁开关或其他人为因素，墙壁开关的损坏率很高，既增大了维修量、浪费了资金，又容易造成事故隐患。因此，设计研制一种电路新颖、安全节电、结构简单、安装方便的声光双控白炽灯节能自动开关显得相当有必要。使公共场所和居民居住区的公共楼道灯在白天时不亮，晚上闻声自亮，待人走后，几十秒后自动关闭，既方便又省电。

以往的声控开关大多都是应用模拟电子技术进行设计，分立元件多，不可靠，如今单片机技术已经相当成熟，运用单片机可以设计出智能型的声控开关，电路设计好后，运用软件编程来实现其功能，灵活方便，修改简单。

目前许多声控开关的平均使用寿命不长，主要是因为电路作频繁的开关，启动电流非常大，导致功率元件可控硅由于过载而损坏。本文中采用开关电压过零保护技术，可消除白炽灯开启瞬间的大电流冲击，有效地防止可控硅元件启动时的电流过载，大大地延长了开关的使用寿命，并且可以起到保护灯泡的作用。

本次课程设计的任务是楼道声控灯，根据模拟电子和数字电子所学的知识自主设计，在老师的指导下以小组为单位组装实物并调试。如今，人们对声控技术越来越熟悉。用声音代替肢体动作给人们带来了很多的好处和便利。因此，越来越多的声控设备广泛地应用到人们的生活当中。

第二章方案论证

声控灯包括灯负载RL、可控硅SCR、话筒MIC及声控电路，灯负载RL与可控硅SCR串接后与电源相连，话筒将声音信号转换成电信号，声控电路通过声音信号控制可控硅SCR的导通状态，其特征在于，所述声控电路包括电源部分，谐振放大部分及触发器，电源部分通过电容降压、整流及稳压提供声控电路所需的直流电压，谐振放大部分包括多极三极管放大，话筒接在第一级放大三极管的基极上并由电容耦合，一个由电感和电容构成的振荡电路接在末级放大三极管的基极上，放大后的信号影响触发器的翻转，并最终控制可控硅的控制极的电位。

准确说我们说的的声控灯应该全名为--声光控灯。因为和光线也有关系。白天你放鞭炮它都不会亮。

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。

220V交流电通过灯泡H及整流全桥后，变成直流脉动电压，作为正向偏压，加在可控硅VS及R支路上。白天，亮度大于一定程度时，光敏二极管D呈现底阻状态≤1KΩ，使三极管V截止，其发射极无电流输出，单向可控硅VS因无触发电流而阻断。此时流过灯泡H的电流≤2.2mA,灯泡H不能发光。电阻R1和稳压二极管DW使三极管V偏压不超过6.8V，对三极管起保护作用。夜晚，亮度小于一定程度时，光敏二极管D呈现高阻状态≥100KΩ，使三极管V正向导通，发射极约有0.8V的电压，使可控硅VS触发导通，灯泡H发光。RP是清晨或傍晚实现开关转换的亮度选择元

件。

2．1设计的目的和任务

1．巩固加深对模拟电子技术和数字电子技术基础知识的理解，提高综合利用所学知识的能力，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、仿真和调试、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，研制电子产品打下基础。

3．设计模拟和数字混合电路，实现特定功能，学习这一技能，积累这一方面的经验。

2．2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。

2．在白天亮度较高的时候，即楼道内光线充足时此开关关闭，灯熄灭。

3．夜晚楼道内光线很暗时，若楼道内充分安静，此灯不启动。4．若在光线很暗的楼道内，有人发出声响，此灯会自动开启发亮。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。

第三章电路原理图

3．1电路原理图

见附页图3—1

3．2 VCC值的确定

可由R3，R1的分压作用将家用电压经整流后所得电压V0=220x1.414=311V，输入电压的表达式为VCC=R1*V0/（R1+R3）算得VCC=5V。

3．2延时的确定

图3——2

第四章元器件简介

4．1 元器件清单

NE555 一块电阻 6个

光敏电阻 1个话筒 1个

电容 2个 SM74LS122 1个

运放LM358 1个发光二极管 1个4．2元器件简介

NE555内部结构原理

图4——1 NE555内部结构原理图

555定时器由3个阻值为5kΩ的电阻组成的分压器、两个电压比较器C1和C2、基本RS触发器、放电三极管TD和缓冲反相器G4组成。虚线边沿标注的数字为管脚号。其中，1脚为接地端；2脚为低电平触发端，由此输入低电平触发脉冲；6脚为高电平触发端，由此输入高电平触发脉冲；4脚为复位端，输入负脉冲（或使其电压低于0.7V）可使555定时器直接复位；5脚为电压控制端，在此端外加电压可以改变比较器的参考电压，不用时，经0.01uF的电容接地，以防止引入干扰；7脚为放电端，555定时器输出低电平时，放电晶体管TD导通，外接电容元件通过TD放