延時電路設計.doc

摘 要路燈控制器主要由聲控電路、光控電路、延時電路組成。白天的時候，在光控電路（無論有無聲音）作用下，電路的開關元件處于斷開狀態(tài)，LED燈不亮。晚上沒有聲音的時候，在聲控電路作用下，電路的開關元件處于斷開狀態(tài)，LED仍舊不亮；當有聲響的時候，電路的開關元件閉合，燈LED形成通路，LED亮，由于延時電路的存在，LED持續(xù)亮一段時間后熄滅，持續(xù)亮的時間長短由RC積分電路控制。關鍵詞：聲控電路；光控電路；RC積分電路。 延時電路控制系統(tǒng)1.引言科技的進步，人們的生活質量越來越好，體力勞作越來越少這都是自動化給人們的解放，相信在不久的將來，大量的自動化技術會越來越多地出現在我們的生活中，出現在我們的身邊。燈具是我們日常生活中必不可少的照明工具，二十一世紀的今天，節(jié)能是一種美德，是一種潮流，我們在運用燈具時，做為使用者，既想節(jié)能，又不想給自己帶來頻繁操作的麻煩。路燈控制器能滿足使用者的要求，它在白天的時候（或者說是光線亮的時候）燈具不會亮；在晚上，當沒有聲音的時候，燈具也是不會亮的，當有聲音的時候，燈具便會亮，延遲一段時間后，燈具自動熄滅，使人們避免了開關燈具的動作。路燈控制器，可以廣泛地應用在走廊、衛(wèi)生間、樓道、及道路兩旁的路燈上等處，這樣既方便了自身，又節(jié)約了電能。1.1設計目的設計一個路燈控制電路，準確地理解有關要求，獨立完成系統(tǒng)設計，要求所設計的電路具有以下功能：（1）具有光控功能，白天光線較亮、即使有聲音時路燈也不亮，光線較暗、有聲音時路燈點亮；（2）具有聲控功能，晚上光線較暗、有聲音時路燈點亮，聲音消失后延時照明一段時間后自動熄滅；（3）采用高亮度LED作為照明光源。1.2 設計要求用光控電路和聲控電路兩個控制電路，以及一個運放器來實現發(fā)光二極管的延時功能。要求：A、在白天，不管有沒有聲音，發(fā)光二極管始終不發(fā)光。B、在晚上，只要有聲響，發(fā)光二極管就發(fā)光，且延時一段時間后自動熄滅。C、時間要求160s可調。1.3設計內容1搭建電源整體電路：2. 設計聲控、光控電路3. 設計延時電路2方案論證2.1設計方案一采用含555定時器、光敏三極管、雙向可控硅的聲光控電路簡要分析其優(yōu)點：此聲、光同時控制的新式照明燈用光敏三極管的輸出端控制555的觸發(fā)控制端，用音頻放大電路控制555的復位端。555定時器接成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，控制雙向可控硅，簡單易制、成本低、節(jié)電又方便。但是在該電路在聲強50dB時，對照明燈的有效控制率高于94，過于敏感。很小的聲音也會促使燈發(fā)光，會造成能源的浪費。2.2設計方案二LED燈與可做為開關的元件串聯，聲控電路和光控電路來控制開關的閉合和斷開。當既滿足聲控電路的條件，又滿足光控電路的條件時，開關元件閉合，形成導電回路，燈LED亮，延時電路會在沒有下一個觸發(fā)信號到來時使燈LED持續(xù)亮一段時間，持續(xù)時間的長短由電容C的充放電時間常數決定。當只滿足光控電路的條件或者只滿足聲控電路的條件時，開關元件處于斷開狀態(tài)，LED沒有形成回路，故LED不亮。聲控信號和光控信號由四個與非門進行處理，處理后的電平對開關元件進行控制?？傮w設計框圖如下： 聲控電路光控電路信號處理執(zhí)行機構延時電路電源電路 圖1 總體設計框圖2.3方案對比選擇考慮到節(jié)能，以及電路的構造問題，比起方案一，方案二符合我們的設計要求，所以選擇方案二來完成本學期模擬電子基礎課 3.單元電路圖3.1電源電路1. 橋式整流橋式整流是電流電路重要的組成部分，它為整個電路提供電能，使電路能正常工作。220V的市電，經橋式整流后的電壓理論傎為0.9*220=198V，實測傎為170V左右。它的作用是把交流電，變換成單向脈動直流電。2. 濾波電路電容C1為濾波電容，它的作用是把整流后的脈動直流電，變換為較為平滑的直流電。R1和R2起到分壓的作用。電路圖如下： 圖3.1 電源電路圖3.2聲控電路聲控電路中，主要的元器件有三極管VT和聲敏電阻。靜態(tài)時，VT處于導通狀態(tài)，out為低電平；當有聲音信號時，三極管處于截止狀態(tài)，out為高電平。電路圖如下：圖3.2 聲控電路圖3.3光控電路光照強時，光敏電阻R9的阻值變小，74ls00第二管腳相應就為低電平；當光照弱時，R9阻值變大，74ls00第二管腳相應為高電平。電路圖如下：圖3.3 光控電路3.4延時電路延時電路由RC積分電路組成的，利用電容兩端電壓不能突變的特性來實現的，改變電容C的值，可以改變延遲時間的長短。4.整體電路工作原理分析4.1電路原理方框圖聲控電路光控電路信號處理執(zhí)行機構延時電路電源電路 圖4.1總體設計框圖4.2電路工作原理1.電源單元：市交流電經D14整流后，經R1、R2分壓，在C1兩端獲得約12V的工作電壓，供控制電路工作。2.路燈控制單元：包括光控和聲控單元，R9為光敏電阻，白天時在光照的作用下，呈低阻狀態(tài)，74ls00二腳處于低電平，而由于R5的存在，在靜態(tài)時VT為導通狀態(tài)，74ls00一腳為低電平，其第三腳輸出為高電平。該電平經與非門反相后74ls00四腳為低電平，使二極管D5因處于反偏狀態(tài)而截止，使得74ls00十一腳為低電平，三極管TIP4處于截止狀態(tài)，燈LED0不亮。5.電路仿真與測試調整5.1延時路燈控制電路仿真采用multisim仿真軟件進行仿真。將整個電路原理圖繪于軟件后，進行仿真。仿真圖如下：圖5.1 延時電路仿真圖5.2延時路燈控制電路安裝與調試（1）根據電路原理圖準備好所需要的元器件；（2）對單元電路進行試驗；（3) 對線路進行布局，使得電路連接簡化清晰；（4）接實物圖，檢查電路是否導通。經驗總結：（1）三極管各級容易接錯，需要仔細檢查；（2）第一次焊接電路時，容易使銅線擦掉，焊接好后，要檢查電路是否斷路；（3）注意安全。6.總結與致謝在本次課程設計中，我感觸很多，平常模電學習時只是空洞的書本理論，缺乏實際操作，往往讓人產生厭倦。而課程設計正是跳出純粹的理論知識在實踐中檢驗我們各項學習和動手能力。隨著設計，好多需要考慮的問題一個一個的出現在我的眼前，要想完成電路的設計，就需要仔細地把一個個問題解決好。為了解決設計中的問題，自己不厭其煩的去圖書館查資料，和同學交流一起想解決問題的辦法。以前在學習專業(yè)課時，感覺沒有多少實際的用途，因而學習興趣不高。通過這次的課程設計，我認識到了學校開設的課程都是有一定作用的，只是在學習的時候沒有體會到罷了。以后要好好學習自己的專業(yè)課，勤于動手，把所學的用于實際的生活中，做到實踐與理論相結合?？傊?，這次的課程設計讓我學到了很多東西，牢記了很多東西。體會到理論到實踐有很大的距離，從理論到實踐是一次質的跨越，只有把理論運用到實際中，才能體現出知識的作用和價值。感謝系里給予我們這個寶貴的平臺，讓我們有了鍛煉自己、展示自己的機會。感謝所有幫助過我們的同學們！在此我們真誠的對你們說一句：謝謝！我們會把老師們的教導銘記在心，運用到今后的學習和工作中！參考文獻1電子技術實驗與課程設計 趙淑范主編 出版社：清華大學出版社2002年10月1版2電子技術基礎數字部分 康華光主編 高等教育出版社 2006年01月5版3電子技術基礎模擬部分 康華光主編 高等教育出版社 2006年01月54朱紅、李穎、韓冰、唐續(xù)、王華玉.電子技術綜合實驗.電子科技大學出版社，20055卞小梅.電子技術基礎.電子工業(yè)出版社，2005附錄一：電路原理圖與PCB圖附錄三：整機實物圖附錄三：元件清單DescriptionDesignatorFootprintLibRefQuantityCapacitor (Semiconductor SIM Model)C1CAPR2.54-5.1x3.2Cap Semi1Capacitor (Semiconductor SIM Model)C2CAPR2.54-5.1x3.2Cap Semi1CapacitorC3RAD-0.3Cap11 Amp General Purpose RectifierD1DIODE-0.4Diode 1N400711 Amp General Purpose RectifierD2DIODE-0.4Diode 1N400711 Amp General Purpose RectifierD3DIODE-0.4Diode 1N400711 Amp General Purpose RectifierD4DIODE-0.4Diode 1N400711 Amp General Purpose RectifierD5DIODE-0.4Diode 1N40071Typical INFRARED GaAs LEDDS1LED-0LED01Header, 2-PinP1HDR1X2Header 21Header, 2-PinP2HDR1X2Header 21Header, 2-PinP3HDR1X2Header 21NPN General Purpose AmplifierQ1BCY-W3/E42N39041Silicon Controlled RectifierQ2SFM-T3/E10.7VSCR1ResistorR1AXIAL-0.