聲控?zé)艄饪刂破?doc

五邑大學(xué)電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)報(bào)告題 目：聲控?zé)艄饪刂破髟?系 機(jī)電工程學(xué)院 專(zhuān) 業(yè) 機(jī)械工程及自動(dòng)化 學(xué) 號(hào) ap0808323 學(xué)生姓名 闕呂云 指導(dǎo)教師 王玉清 聲控?zé)艄饪刂破饕?、題目的要求和意義（一）設(shè)計(jì)目的：1.培養(yǎng)學(xué)生根據(jù)需要選學(xué)參考書(shū)，查閱手冊(cè)，圖表和文獻(xiàn)資料的自學(xué)能力，通過(guò)獨(dú)立思考深入鉆研有關(guān)問(wèn)題，學(xué)會(huì)自己分析解決問(wèn)題的方法。2. 利用所學(xué)過(guò)的知識(shí)，通過(guò)設(shè)計(jì)計(jì)算元件選取電路板制作調(diào)試等環(huán)節(jié)，初步掌握工程設(shè)計(jì)的技能。3.掌握常用儀表的正確使用方法，學(xué)會(huì)簡(jiǎn)單電路的實(shí)驗(yàn)調(diào)試和整機(jī)指標(biāo)測(cè)試方法，使學(xué)生鞏固和加深對(duì)數(shù)字邏輯電路的理論知識(shí)，鍛煉學(xué)生的動(dòng)手能力。4.了解與課程有關(guān)的電子電路以及元器件工程技術(shù)規(guī)范，能按課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)的技術(shù)要求，編寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明，能正確反映設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)成果，能正確繪制電路圖。5.培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)和科學(xué)態(tài)度，使學(xué)生逐步建立正確的生產(chǎn)觀(guān)點(diǎn)，經(jīng)濟(jì)觀(guān)點(diǎn)和全局觀(guān)點(diǎn)。（二）設(shè)計(jì)要求使用中小型集成運(yùn)放電路設(shè)計(jì)電阻密碼鎖要求完成以下功能用電壓比較器實(shí)現(xiàn)溫度的自動(dòng)設(shè)置；可自行設(shè)置溫度的上下限；溫度可在上下限范圍內(nèi)自動(dòng)循環(huán)；當(dāng)溫度在上下限范圍內(nèi)時(shí)，發(fā)光二極管亮，鍋爐內(nèi)水開(kāi)始循環(huán)；否則當(dāng)溫度低于其下限值時(shí)，發(fā)光二極管暗，繼續(xù)燒鍋爐（三）設(shè)計(jì)意義使用機(jī)械手動(dòng)開(kāi)關(guān)，由于各種原因往往出現(xiàn)許多燈泡點(diǎn)亮長(zhǎng)明的現(xiàn)象，故使燈泡壽命短，浪費(fèi)電量，我們?cè)斐山?jīng)濟(jì)損失。另外，由于頻繁開(kāi)關(guān)或其它人為因素，墻壁開(kāi)關(guān)的損壞率很高。因此，設(shè)計(jì)研制安全節(jié)電，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安裝方便的聲控?zé)羰窍喈?dāng)必要的。聲控?zé)羰且环N聲控電子照明開(kāi)關(guān)裝置。它提供一種操作簡(jiǎn)便,實(shí)用可靠,控制靈敏的裝置。此外，利用此裝置可以達(dá)到省電的目的，響應(yīng)國(guó)家節(jié)能的號(hào)召。（四）個(gè)人所完成的工作到圖書(shū)館、上網(wǎng)搜集相關(guān)資料，確定設(shè)計(jì)的整體方案；進(jìn)行參數(shù)設(shè)計(jì)計(jì)算，完成電子電路的原理圖設(shè)計(jì)；在仿真成功后進(jìn)行面包板電路的調(diào)試。系統(tǒng)的主要功能我組所設(shè)計(jì)的聲控?zé)粲尚盘?hào)轉(zhuǎn)換電路,放大電路,濾波電路, T觸發(fā)器的電路和驅(qū)動(dòng)顯示電路等電路組成。將實(shí)現(xiàn)LED的開(kāi)關(guān)式控制：擊掌一次燈亮，再擊掌一次燈滅。二、硬件電路設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)聲控?zé)舻墓ぷ髋c設(shè)計(jì)原理我們根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)要求繪出如圖1所示的電路框圖:放大電路由于壓電陶瓷片所轉(zhuǎn)換的電信號(hào)很微弱，無(wú)法直接去觸發(fā)觸發(fā)器電路使其工件。所以在設(shè)計(jì)中選用了一個(gè)運(yùn)算放大器LM386把微弱的信號(hào)放大。LM386是專(zhuān)為低損耗電源所設(shè)計(jì)的功率放大器集成電路。它的內(nèi)建增益為20，透過(guò)1腳和8腳位間電容的搭配，增益最高可達(dá)200。LM386可使用電池為供應(yīng)電源，輸入電壓范圍可由4V12V，無(wú)作動(dòng)時(shí)僅消耗4mA電流，且失真低。雙D觸發(fā)器因?yàn)門(mén)TL電路的功耗大，且要求電7V穩(wěn)定，而采用CMOS電路318V的電源均可且省電，所以這里我們選用CD4013實(shí)現(xiàn)觸發(fā)器。雙D觸發(fā)器CD4013的工作原理如圖所示。工作原理本電路具有聲控集成電路的4個(gè)組成部分：聲音采集、音頻放大、整形和雙穩(wěn)態(tài)開(kāi)關(guān)。以常用集成塊制作的聲控?zé)艄饪刂破麟娐吩韴D如所示。這里使用2塊集成電路，IC1為L(zhǎng)M386音頻功率放大器，用于放大壓電陶瓷片B接收的擊掌聲信號(hào)，并由其5腳輸出。IC2和IC3各為CD4013雙D觸發(fā)器中的一個(gè)D觸發(fā)器。IC2組成單穩(wěn)態(tài)電路，用于對(duì)LM386輸出的聲信號(hào)脈沖進(jìn)行整形，單穩(wěn)態(tài)時(shí)間由R1和C4確定，使得每擊掌一次，IC2的1腳只有一個(gè)穩(wěn)定的高電平脈沖輸出。10組成分頻器電路，可用作雙穩(wěn)態(tài)輸出。當(dāng)11腳輸人第一個(gè)脈沖時(shí)13腳輸出高電平，使晶體管VT飽和導(dǎo)通，繼電器K得電，其常開(kāi)觸點(diǎn)K1吸合，點(diǎn)亮電燈。當(dāng)11腳輸人第2個(gè)脈沖時(shí)，13腳輸出低電平，VT截止，電燈熄滅。當(dāng)11腳輸入第3個(gè)脈沖時(shí)，13腳再次輸出高電平，電燈亮，如此循環(huán)。也就是說(shuō)，每擊一次掌，照明燈EL就點(diǎn)亮或熄滅一次。硬件電路設(shè)計(jì) 元器件選擇：IC1選用LM386音頻功率放大器；IC2和IC3選用CD4013雙D觸發(fā)器；VT選用9013型晶體管；R1選用最大阻值為50K的電位器；R2、R3、R4和R5電阻，分別選用阻值為5M、100R、200R、1K的固定電阻。C1、C3、C4分別選用10uF、1uF、1uF電解電容；C2選用0.1uF的瓷片電容。VL選用工作電壓為2V的發(fā)管二極管。實(shí)物圖三、電路的檢測(cè)與調(diào)整1、面包板的檢查：檢查面包板的連線(xiàn)情況，保證設(shè)計(jì)連接無(wú)誤及合理；檢查元器件與面包板之間有良好的連接；檢查元器件有無(wú)損壞。2、集成電路的檢查用電壓表測(cè)量個(gè)點(diǎn)的電位，判斷是否正常，當(dāng)電壓表讀書(shū)為0V時(shí)，可能是接地短路了，當(dāng)電壓表讀數(shù)為5V時(shí)，可能是斷路了；3、咪頭MIC的檢查用電壓表測(cè)量A點(diǎn)的點(diǎn)位，看是否在擊掌的時(shí)候，A點(diǎn)的電位會(huì)是否有變化，如果有說(shuō)明咪頭MIC工作正常，不過(guò)A點(diǎn)的電位變化比較的少，需要用mV表來(lái)測(cè)量。4 、LM386的檢查用電壓表測(cè)量LM386的5腳輸出電壓，擊掌的同時(shí)，輸出電壓有明顯的變化，LM386的輸出電壓都會(huì)在V級(jí)，測(cè)量時(shí)使用V測(cè)量。5、雙D觸發(fā)器功能的檢查首先測(cè)量輸入端6腳的輸入電壓是否正常（擊掌時(shí)，就來(lái)一個(gè)高電平,不擊掌處于低電平），正常后，測(cè)量CD4013的輸出腳13腳?？词欠衩繐粢淮握?，電平都改變一次。滿(mǎn)足后雙D觸發(fā)器功能正常四、調(diào)試過(guò)程遇到的問(wèn)題與解決的方法:1、遇到的問(wèn)題：接上電源，不需要手鼓掌給電路一個(gè)聲音時(shí)，燈一直在亮。 解決方法：通過(guò)一些資料文獻(xiàn)和與同學(xué)的討論中知道，原來(lái)之前電路連接不正確，后來(lái)再按照正確的電路連接。2、遇到的問(wèn)題：連接好電路，在給電路一個(gè)聲音時(shí)燈也能亮，但燈的靈敏度卻不夠。 解決方法：檢查電路導(dǎo)線(xiàn)連接是否牢固，直到給電路一個(gè)聲音時(shí)燈能夠很靈敏反應(yīng)為止。五、課程設(shè)計(jì)體會(huì) 電子課程設(shè)計(jì)是電類(lèi)專(zhuān)業(yè)學(xué)生重要基礎(chǔ)實(shí)踐課是工科專(zhuān)業(yè)的必修課。經(jīng)過(guò)查資料、選方案、設(shè)計(jì)電路、撰寫(xiě)設(shè)計(jì)報(bào)告、使我得到一次較全面的工程實(shí)踐訓(xùn)練。理論聯(lián)系實(shí)際，提高和培養(yǎng)創(chuàng)新能力，為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)，畢業(yè)設(shè)計(jì)，畢業(yè)后的工作打下基礎(chǔ)。同時(shí)，結(jié)合EDA 技術(shù)，進(jìn)行仿真設(shè)計(jì)，可以體現(xiàn)現(xiàn)代化的設(shè)計(jì)方法和理念，使電子課程設(shè)計(jì)在培養(yǎng)學(xué)生能力方面，得到比較大的提高。在連接過(guò)程中也并非一帆分順，但是我們最終通過(guò)了考驗(yàn)，但是誰(shuí)也沒(méi)有想到在調(diào)試是出現(xiàn)了問(wèn)題，在調(diào)試運(yùn)行中始終無(wú)法看到預(yù)期的結(jié)果，期間我們考慮了許多可能出現(xiàn)的問(wèn)題，但是并沒(méi)有想象中的簡(jiǎn)單，最終我們將元器件逐個(gè)的進(jìn)行排查然后再重新連接起來(lái)，最終出現(xiàn)了滿(mǎn)意的結(jié)果。通過(guò)這個(gè)電子課程設(shè)計(jì)，收到知識(shí)，提高能力的同時(shí)，我也懂得怎樣去制定方案，怎樣去實(shí)現(xiàn)這個(gè)方案，并掌握了在執(zhí)行過(guò)程中怎樣克服心理上的不良情緒。因此在以后在生活和學(xué)習(xí)中，我一定把課程設(shè)計(jì)的精神帶到生活中，不畏艱難，勇往直前！完成課程設(shè)計(jì)后，我發(fā)現(xiàn)我們還有很多不足的地方，已學(xué)的知識(shí)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，或者是學(xué)到的知識(shí)不會(huì)用到實(shí)際上去，但通過(guò)學(xué)習(xí)這次世間，增強(qiáng)了我們的動(dòng)手能力，并提高和鞏固了各方面的知識(shí)