聲光觸摸控制樓道燈開關(guān)畢業(yè)設(shè)計論文

1、江蘇城市職業(yè)學院畢業(yè)設(shè)計（論文）（ 2011 屆 ）設(shè)計（論文）題目 系 部 專 業(yè) 班 級 學 號 姓 名 起 訖 日 期 指導(dǎo)教師 職稱 2011年 4 月 日摘 要目前市場上所遇到的自熄開關(guān)主要有聲光控延時開關(guān)，天黑以后，當有人走過樓摘梯通道發(fā)出腳步聲或其它聲音時，樓道燈會自動點亮提供照明，當人們走過樓道延時幾秒鐘后會自動熄滅。在白天，即使有聲音，樓道燈也不會亮，即可以達到節(jié)能的目的，但在有光無聲的狀態(tài)下開燈檢查卻不行。我設(shè)計的聲、光、觸摸三控延時電路就解決了這個問題，本人設(shè)計的是一款以cd4069數(shù)字電路為主要元件制作的聲、光控制及人體觸摸控制的延時照明燈電路。將該裝置安裝在樓道、走廊

2、或衛(wèi)生間等場所，在夜間，有人走動或發(fā)聲時，燈會自動點亮延時數(shù)秒后自動熄滅。在白天，若觸摸電極片a，則自動燈會受觸發(fā)而點亮。關(guān)鍵詞:光控聲控靜電感應(yīng)節(jié)能樓道照明燈畢業(yè)設(shè)計目 錄第一章 緒論1第二章 電路結(jié)構(gòu)的設(shè)計及工作原理的設(shè)想2第三章其它的設(shè)計思想和依據(jù)53.1常用集成電路簡介5311半導(dǎo)體集成電路型號命名法（國家標準gb3430-82）5312集成電路芯片管腳識別5313集成三端穩(wěn)壓器6314集成電路cd406973.2光敏電阻的工作原理7第四章 主要器件的檢測114.1光敏電阻的檢測114.2.集成電路cd4069各引腳間的開路電阻的檢測11第五章 畢業(yè)設(shè)計小結(jié)13第六章 致謝14 江蘇城

3、市職業(yè)學院高職畢業(yè)設(shè)計（論文） 第一章 緒論 國標gb50096-1999住宅建筑設(shè)計規(guī)范規(guī)定，住宅中公共部分應(yīng)設(shè)人工照明，除高層住宅的電梯廳和應(yīng)急照明燈外，均應(yīng)采用節(jié)能自熄開關(guān)。采用自熄開關(guān)的主要目的是改善人們的居住環(huán)境及節(jié)能。 目前市場上所遇到的自熄開關(guān)主要有聲光控延時開關(guān)，天黑以后，當有人走過樓梯通道發(fā)出腳步聲或其它聲音時，樓道燈會自動點亮提供照明，當人們走過樓道延時幾秒鐘后會自動熄滅。在白天，即使有聲音，樓道燈也不會亮，既可以達到節(jié)能的目的，但在有光無聲的狀態(tài)下開燈檢查卻不行。我設(shè)計的聲、光、觸摸三控延時電路就解決了這個問題，在任何狀態(tài)下用手摸到觸摸開關(guān)銅片，人體的靜電感應(yīng)電壓經(jīng)電子線

4、路放大后就能將開關(guān)啟動。實際使用價值更大。第二章 電路結(jié)構(gòu)的設(shè)計及工作原理的設(shè)想1.觸摸電極片用12平方厘米的銅片做成代替觸點開關(guān)，使用壽命長。2.聲控靈敏度高，夜間的腳步聲、說話聲等均可將開關(guān)啟動。3.電路光控強度可調(diào)。4.性能可靠，電路穩(wěn)定。本人設(shè)計的是一款以cd4069數(shù)字電路為主要元件制作的聲、光控制及人體觸摸控制的延時照明燈電路。將該裝置安裝在樓道、走廊或衛(wèi)生間等場所，在夜間，有人走動或發(fā)聲時，燈會自動點亮延時數(shù)秒后自動熄滅。在白天，若觸摸電極片a，則自動燈會受觸發(fā)而點亮。該聲、光、觸摸三控延時照明燈電路由電源電路、聲控電路、觸摸控制電路、延時電路、繼電器驅(qū)動電路等組成，見附圖：采用

5、cd4069非門集成電路的聲、光、觸摸三控延時照明燈電路。電路中,電源電路由電源變壓器t整流橋堆ur三端集成穩(wěn)壓器ic1及濾波電容c4c4組成.照明燈el與繼電器k的常開觸頭k1串聯(lián)后,并接在電源變壓器的一次繞組兩端;聲控電路由傳聲器bm數(shù)字集成電路ic2每部的非門電路d1d2及電阻r1r4電容c1c2等組成；光控電路由傳聲器bm數(shù)字集成電路ic2內(nèi)部的非門電路d1d2及電阻r1r4電容c1c2等組成;光控電路由光敏電阻rg、電位器rp電阻r4ic2內(nèi)部的非門電路d3二極管vd1等組成;觸摸控制電路由電極片a電阻r6r7集成電路ic2內(nèi)部的非門電路d4二極管vd2等組成;延時電路由電阻r5電容

6、c3ic2內(nèi)部的非門電路r5等組成;繼電器驅(qū)動電路由繼電器k二極管vd3晶體管v及電阻r8等組成.交流220v電壓經(jīng)電源變壓器t降壓ur整流c4濾波及ic1穩(wěn)壓后,在c5兩端產(chǎn)生+5v電壓,供給繼電器和整個控制電路.接通電源后,整個控制電路在守侯狀態(tài),非門電路d5輸出低電平(0v),使晶體管v截止,繼電器k的常開觸頭不吸合,照明燈el不亮.當有人走近該自動等或有腳步聲響發(fā)出時,傳聲器bm將聲音信號變換成電信號,此電信號經(jīng)非門電路d1構(gòu)成的交流線性放大器放大后,經(jīng)非門電路d2反相后輸出高電平,使非門電路d3的輸出端變?yōu)榈碗娖?二極管vd1導(dǎo)通,非門電路d5的輸出端變?yōu)楦唠娖?使晶體管v飽和導(dǎo)通,

7、繼電器k的常開觸頭吸合,照明燈el發(fā)光.在白天,即使有人的腳步聲或其他聲響,也不會由高電平加入非門電路d3的輸入端,因為光敏電阻rg受光照而阻值變小,非門電路d3的輸入端始終為低電平,輸出端也始終保持高電平,二極管vd1和晶體管v均處于截止狀態(tài),照明燈el不亮.夜晚,光敏電阻rg因無光照射而阻值變大,此時,若傳聲器bm拾取到聲音信號,則會有高電平加至非門電路d3的輸入端,使二極管vd3和晶體管v導(dǎo)通,繼電器的常開觸頭吸和,照明燈el電亮.不管白天和夜間,只要用手觸摸電極片a后,人體感應(yīng)信號將使非門電路d4的輸入端變?yōu)楦唠娖?其輸出端變?yōu)榈碗娖?又使二極管vd2導(dǎo)通,非門電路d5的輸入端變?yōu)榈碗?/p>

8、平,輸出端為高電平,晶體管v飽和導(dǎo)通,繼電器k動作,照明燈el電亮.在vd1或vd2導(dǎo)通瞬間,電容c3通過vd1或vd2被迅速充電,非門電路d5的輸入端立即變?yōu)榈碗娖?當非門電路d3或d4的輸出端由低電平變?yōu)楦唠娖?隨后又同時變?yōu)榈碗娖?使vd1或vd2截止時,電容c3通過電阻r5緩慢放電,使非門電路d5的輸入端仍維持一點時間的低電平,照明燈el不會馬上熄滅,直到c3放電結(jié)束,d5輸入端變?yōu)楦唠娖?輸出端變?yōu)榈碗娖?晶體管截止,繼電器k釋放,照明燈el才熄滅.在白天,調(diào)節(jié)電位器rp的電阻值,使非門電路d3的輸入端電壓低于vcc/3(1.65v)以下,使其驅(qū)動端保持高電平,同時,還可以調(diào)節(jié)光控的

9、靈敏度.r5c3為時間常數(shù)元件,改變r3的電阻值和c3的電容量,可改變燈亮至燈滅的延時時間.阻阻值電容量越大,延時時間越長.調(diào)節(jié)r2的電阻值,可以調(diào)節(jié)聲控的靈敏度.觸摸電極片可用金屬片自制，建成12平方厘米的圓形或方形。第三章其它的設(shè)計思想和依據(jù)3.1常用集成電路簡介311半導(dǎo)體集成電路型號命名法（國家標準gb3430-82）半導(dǎo)體集成電路的型號由5部分組成，各部分的符號及意義如表3-1-1所表3-1-1半導(dǎo)體集成電路型號命名方法312集成電路芯片管腳識別1.雙列直插式芯片雙列直插式集成電路一般給出頂式管腳圖。芯片上以缺口、小原點或豎線等標記出管腳“1”的位置。如圖3-1-2-1中，左下第一腳

10、即為1管腳，此后管腳號按逆時針方向排序。圖雙列直插式芯片管腳排序圖2.圓型芯片圓型集成電路芯片給出的是底腳圖。一般在其外殼上有一個突出物，由它標明最大管腳序號所在位置，起它管腳序號的排列方法有的是按逆時針方向排序，也有的是按順時針方向排序（參閱廠家產(chǎn)品說明書）。如圖3-1-2-2所示。 圖3-1-2-2圓形芯片管腳排序圖313集成三端穩(wěn)壓器1.集成三端穩(wěn)壓器根據(jù)穩(wěn)定電壓的正、負極性分為78，79倆大系列。圖3-1-3-1給出了正、負穩(wěn)壓的典型電路。圖3-1-3-1 正、負穩(wěn)壓的典型電路2.三端穩(wěn)壓器的型號規(guī)格和管腳分布3-1-3-2 三端穩(wěn)壓器輸出電流字母表示法例如78m05三端穩(wěn)壓器可輸出+

11、5v，0.5a的穩(wěn)定電壓。7912三端穩(wěn)壓器可輸出12v，1a的穩(wěn)定電壓。3外型及管腳分布見圖3-1-3-3。圖3-1-3-3三端穩(wěn)壓器的管腳圖314集成電路cd4069cd4069是一種cmos通用6非門集成電路，廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域，可以構(gòu)成振蕩器、緩沖器、觸發(fā)器、反相器等。1.內(nèi)電路方框圖cd4069集成電路采用14腳雙列直插式封裝，其內(nèi)電路方框圖如圖3-1-4-1所示。圖3-1-4-1 cd4069集成電路的內(nèi)電路方框圖3.2光敏電阻的工作原理光敏電阻的工作原理是基于內(nèi)光電效應(yīng)。在半導(dǎo)體光敏材料兩端裝上電極引線，將其封裝在帶有透明窗的管殼里就構(gòu)成光敏電阻如圖所示。為了增加靈敏度，兩電極常

12、做成梳狀。構(gòu)成光敏電阻的材料有金屬的硫化物、硒化物、碲化物等半導(dǎo)體。半導(dǎo)體的導(dǎo)電能力取決于半導(dǎo)體導(dǎo)帶內(nèi)載流子數(shù)目的多少。當光敏電阻受到光照時，價帶中的電子吸收光子能量后躍遷到導(dǎo)帶，成為自由電子，同時產(chǎn)生空穴，電子空穴對的出現(xiàn)使電阻率變小。光照愈強，光生電子空穴對就越多，阻值就愈低。當光敏電阻兩端加上電壓后，流過光敏電阻的電流隨光照增大而增大。入射光消失，電子-空穴對逐漸復(fù)合，電阻也逐漸恢復(fù)原值，電流也逐漸減小。光敏電阻器是一種對光敏感的元件，它的電阻值能隨著外界光照強弱（明暗）變化而變化。光敏電阻器在電路中用字母“r”或“rl”、“rg”表示，圖1-25是其電路圖形符號。（一）光敏電阻器的結(jié)構(gòu)

13、、特性及應(yīng)用1光敏電阻器的結(jié)構(gòu)與特性光敏電阻器通常由光敏層、玻璃基片（或樹脂防潮膜）和電極等組成，如圖1-26所示。光敏電阻器是利用半導(dǎo)體光電導(dǎo)效應(yīng)制成的一種特殊電阻器，對光線十分敏感。它在無光照射時，呈高阻狀態(tài)；當有光照射時，其電阻值迅速減小。2光敏電阻器的應(yīng)用光敏電阻器廣泛應(yīng)用于各種自動控制電路（如自動照明燈控制電路、自動報警電路等）、家用電器（如電視機中的亮度自動調(diào)節(jié)，照相機中的自動曝光控制等）及各種測量儀器中。圖1-27是光敏電阻器的應(yīng)用電路。（二）光敏電阻器的分類光敏電阻器可以根據(jù)光敏電阻器的制作材料和光譜特性來分類。1按光敏電阻器的制作材料分類光敏電阻器按其制作材料的不同可分為多晶

14、光敏電阻器和單晶光敏電阻器，還可分為硫化鎘（cds）光敏電阻器、硒化鎘(cdse)光敏電阻器、硫硫化鉛(pbs)光敏電阻器、硒化鉛(pbse)光敏電阻器、銻化銦(insb)光敏電阻器等多種。2按光譜特性分類光敏電阻器按其光譜特性可分為可見光光敏電阻器、紫外光光敏電阻器和紅外光光敏電阻器。可見光光敏電阻器主要用于各種光電自動控制系統(tǒng)、電子照相機和光報警器等電子產(chǎn)品中。紫外光光敏電阻器主要用于紫外線探測儀器。紅外光光敏電阻器主要用于天文、軍事等領(lǐng)域的有關(guān)自動控制系統(tǒng)中。（三）光敏電阻器的主要參數(shù)光敏電阻器的主要參數(shù)有亮電阻（rl）、暗電阻（rd）、最高工作電壓（vm）、亮電流（il）、暗電流（id

15、）、時間常數(shù)、溫度系數(shù)靈敏度等。1。亮電阻亮電阻是指光敏電阻器受到光照射時的電阻值。2暗電阻暗電阻是指光敏電阻器在無光照射（黑暗環(huán)境）時的電阻值。3最高工作電壓最高工作電壓是指光敏電阻器在額定功率下所允許承受的最高電壓。4亮電流視電流是指在無光照射時，光敏電阻器在規(guī)定的外加電壓受到光照時所通過的電流。5暗電流暗電流是指在無光照射時，光敏電阻器在規(guī)定的外加電壓下通過的電流。6時間常數(shù)時間常數(shù)是指光敏電阻器從光照躍變開始到穩(wěn)定亮電流的63%時所需的時間。7電阻溫度系數(shù)溫度系數(shù)是指光敏電阻器在環(huán)境溫度改變1時，其電阻值的相對變化。8靈敏度靈敏度是指光敏電阻器在有光照射和無光照射時電阻值的相對變化。第

16、四章 主要器件的檢測4.1光敏電阻的檢測a、用一黑紙片將光敏電阻的透光窗口遮住，此時萬用表的指針基本保持不動，阻值接近無窮大。此值越大說明光敏電阻性能越好。若此值很小或接近為零，說明光敏電阻已燒穿損壞，不能再繼續(xù)使用。b、將一光源對準光敏電阻的透光窗口，此時萬用表的指針應(yīng)有較大幅度的擺動，阻值明顯減些此值越小說明光敏電阻性能越好。若此值很大甚至無窮大，表明光敏電阻內(nèi)部開路損壞，也不能再繼續(xù)使用。c、將光敏電阻透光窗口對準入射光線，用小黑紙片在光敏電阻的遮光窗上部晃動，使其間斷受光，此時萬用表指針應(yīng)隨黑紙片的晃動而左右擺動。如果萬用表指針始終停在某一位置不隨紙片晃動而擺動，說明光敏電阻的光敏材料

17、已經(jīng)損壞。4.2.集成電路cd4069各引腳間的開路電阻的檢測.用500型萬用表測得cd4069集成電路各引腳間的開路電阻見表1所列。表1 cd4069集成電路開路時各引腳間電阻注:在測該電阻時，用黑筆碰觸一下腳位，再恢復(fù)原位時，有時阻值變?yōu)?3k，斷開筆冉測，則阻值為。第五章 畢業(yè)設(shè)計小結(jié)通過這段時間的畢業(yè)設(shè)計，我覺得所學的東西好有用處，只是覺得少了點兒，這真是“書到用時方恨少，是非經(jīng)過不知難”。設(shè)計雖然搞好了，遇到困難和問題有時還是不知所措。還是多虧了老師的幫助和指點。同時，我也知道了電路根本不是想象中的那么簡單。這次的設(shè)計成功要感謝指導(dǎo)老師xx，感謝他對我的設(shè)計中的非常關(guān)注和提供的各種方

18、便。如果不是他提供資料，我的設(shè)計可能不會這么成功。同時也要感謝學校領(lǐng)導(dǎo)對學生的支持！他們的敬業(yè)精神是永遠值得我們學習的電子技術(shù)無所不在，我們只要好好動腦筋，就會覺得學有所用，用我們的雙手創(chuàng)造出美妙的生活。第六章 致謝天下沒有不散的宴席，雖然大三的生活多半時間還是呆在學校里，但是論文致謝語寫就的那一刻也真正標志著我與這所學校就此別離了，沒有傷感，更多的是遺憾，但是總歸不如意事十有八九，過去的不能挽回，人應(yīng)該大膽向前看，所以這段文字應(yīng)該像它的標題一樣充滿感恩和致謝，感謝三年來在我的成長道路上扶持過我，指點過我的人。這篇論文所涉及的議題是和我的指導(dǎo)老師交流后定下的，在前期的實習積累經(jīng)驗，到中期的修改

19、和討論，及最后的反復(fù)斟酌，我希望能盡自己最大的努力，寫出一篇具有現(xiàn)實意義的論文。但是在具體實施的過程中，我還是遇到了相當多當初沒有預(yù)料的困難，也曾經(jīng)令我迷茫和彷徨，論文最終的定稿，也沒有我當初設(shè)想的那么完美，但是總歸是自己盡力完成的著作，和我的每一篇球評一樣都是我心血的累積。論文得以順利完成，要感謝的人實在太多了。首先要衷心地感謝我的指導(dǎo)老師x老師，您嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度，開闊的思維，循循善誘的指導(dǎo)一直給我很大的幫助。當我對論文的思路感到迷茫時，您為我理清思路，指導(dǎo)我往一條比較清晰的思路上進行修改。在論文的不斷修改中，我也努力做到及時積極地跟胡老師交流，因為我覺得這樣可以使得我的論文更加完善。在這里還