楼道触摸延时开关设计

课程设计任务书

2014—2015学年第二学期

专业：电子信息工程学号：130XXXX013 姓名：汪XX

课程设计名称：电子技术课程设计

设计题目：楼道触摸延时开关设计

完成期限：自2015 年 6 月15 日至2015 年 6 月28 日共 2 周

设计依据、要求及主要内容（可另加附页）：

一、设计依据

楼道触摸延时开关是一种简单、安全、新型的电子节能开关。可广范应用于住宅小区和办公楼室外的走廊、门厅、楼梯间、过道等公共场所，也可以在家庭安装。需要开灯时，手指触摸开关感应区，电灯自动点亮，延时约一分钟，电灯自动熄灭，该操作简单，实用节能，又没有声控开关有声音就亮的弊端。本次设计利用已学的模拟电路与数字电路知识，以直流稳压电源电路、NE555单稳态电路和继电器控制电路为核心设计触摸延时开关。要求学生对电路原理、器件选择、线路连接有较深入地分析探讨，并解决在设计过程中出现的各种问题，最终正确无误的给出电路分析设计过程及仿真结果，并写出合格的课程设计报告。

二、要求及主要内容

1、要求制作的楼道触摸延时开关电路简单可靠、使用方便。

2、设计直流稳压电源电路。

3、设计延时电路。

4、设计控制电路。

5、正确无误地完成硬件电路设计，画出电路原理图，给出仿真结果。

三、途径和方法

应用模拟电子技术、数字电子技术实现楼道触摸延时开关电路设计，并用protel软件绘制电路原理图，并分析其工作原理，最后对电路进行仿真，并对仿真结果进行分析。如果有条件则可以完成实物制作或在实验室演示。

四、时间安排

课题讲解：2小时

阅读资料：10小时

撰写设计说明书：12小时

修订设计说明书：6小时

五、主要参考资料

[1]孙丽霞.数字电子技术[M].北京：高等教育出版社,2006:174-196.

[2]杨素行.模拟电子技术基础简明教程[M].北京：高等教育出版社,2007:40-92.

[3]高吉祥.全国大学生电子设计竞赛培训系列教程-基本技能训练与单元电路设计[M].北京：电子工业出版社,2007:24-57.

[4]黄智伟.全国大学生电子设计竞赛训练教程[M].北京：电子工业出版社,2005.1:43-66.

[5]彭介华.电子技术课程设计指导[M].北京：高等教育出版社,2002.12:37-228.

[6]陈永甫.新编555集成电路应用800例[M].北京：电子工业出版,2000:80-130.

[7]高吉样.电子技术基础实验与课程设计. 北京：电子工业出版社，2004.

[8]王慧玲.电工电子实验与实训. 北京：机械工业出版杜，2003.

指导教师（签字）：教研室主任（签字）：

批准日期：年月日

楼道触摸延时开关设计

摘要

楼道触摸延时开关是一种简单、安全、新型的电子节能开关。可广范应用于多层住宅和办公楼室外的走廊、门厅、楼梯间、电梯间、过道等公共场所，也可以在家庭安装。本次设计利用模拟电路与数字电路，以直流稳压电源电路、NE555单稳态电路、和继电器控制电路为核心设计触摸延时开关。需要开灯时，手指触摸开关感应区，电灯自动点亮，延时约一分钟，电灯自动熄灭。设计表明这种开关制作简单，安全节能。

关键词：单稳态电路，继电器，NE555，定时器，触摸延时开关

目录

1 绪论 (1)

2 电路设计原理 (1)

2.1 触摸式延时开关工作原理框图 (1)

2.2 电源电路设计 (2)

2.3 延时电路设计 (4)

2.4 控制电路设计 (6)

2.5 总电路设计 (6)

3 电路仿真 (7)

4 实物制作及调试 (10)

总结 (13)

致谢 (14)

参考文献 (15)

1 绪论

随着市场经济的发展，人们对开关的要求越来越高，开关的种类也因此越来越齐全。声控开关、机械开关、光控开关等品种逐步进入生活中。但由于机械开关属于有触点开关元件,它有接触不良、故障率高、使用不便等缺点，且摩擦较大容易损坏；声控开关严重浪费了电力资源，干扰了环境安宁；光控开关是采用光线的强弱来实现对用电器电源自动控制的电子开关，它对光线强弱的要求苛刻。针对以上开关的各种缺点，促使我们寻求更为理想的开关电器设备替代元件，方便人们生活。楼道触摸延时开关是一种新型电子节能开关，可广范应用于多层住宅和办公楼室外的走廊，门厅，楼梯间，电梯间，过道等公共场所，也可以在家庭安装。需要开灯时，手指轻轻触摸开关的感应区，电灯自动开启点亮，延时一分钟，电灯自动关闭熄灭。该操作简单，实用节能，又没有声控开关有声音就亮的弊端。主要由NE555定时器，直流稳压电路和继电器控制电路组成。具备以下功能特点：节约电能，无触点，无污染，安全可靠。本设计为人体触摸感应开关，用手触开关的感应区电灯即亮，约经1分钟时间自动关灯。

本设计主要内容：1.直流稳压电源经过整流、滤波、稳压为NE555 提供工作电源。2.完成由NE555 定时器组成的单稳态电路实现对触摸开关的延时。3.由继电器组成的控制电路通过继电器的通、断来实现对楼道电灯的控制。

2 电路的设计

2.1 触摸式延时开关工作原理框图

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图1 触摸延时开关工作原理框图

为了人体安全，先用变压器将家用220V 交流电降压成12V 的交流电压，再经过整流和滤波电路得到一个12V 的直流电压，再经过L7805稳压得到恒定的5V 直流电压，为NE555提供工作电压。当需要开灯时，用手触碰一下感应区，经过三极管放大，触发信号电压加至NE555的触发端，使555的输出由低变成高电平，继电器KS 吸合，220V 交流电形成回路，电灯点亮。同时，电源通过定时电阻给定时电容充电，这就是定时的开始。延时一段时间后555的输出端由高电平变回到低电平，继电器释放，220V 交流电形成的回路断开，电灯熄灭。 2.2 电源电路设计

稳压电源先经过变压器降压，在经过整流、滤波和稳压电路输出稳定的5V 电压。下图2为电源设计框图，如图3为电源设计电路图。其输出电压如图4仿真电路电压表所示。

图2 电源设计框图