樓道聲控?zé)粽n程設(shè)計

1、吉林工程技術(shù)師范學(xué)院課程設(shè)計論文目錄一、緒論11.1設(shè)計要求11.2設(shè)計目的11.3 器件1二、系統(tǒng)總體方案設(shè)計及方案認證42.1 工作原理42.2 系統(tǒng)方案42.3 方案認證4三、硬件電路安裝及調(diào)試63.1 安裝器件63.2 檢查電路63.3 電路的調(diào)試63.4 出現(xiàn)在問題6四、總結(jié)和展望8- 9 -一、緒論樓道聲控?zé)糇鳛楫斀穹浅７奖愕囊环N共同照明設(shè)施，常常被用再很多公共場合，比如樓道、公共廁所等很多地方，為人們提供了很多方便，而本次樓道聲控?zé)舻脑O(shè)計，培養(yǎng)綜合應(yīng)用所學(xué)知識來指導(dǎo)實踐的能力。1.1設(shè)計要求1.電路原理圖設(shè)計，按照要求計算參數(shù)，達到理想效果；2.電路板實現(xiàn)，通過電路原理圖制作電路

2、板；3.設(shè)計論文。設(shè)計聲光控制照明燈，在夜間有聲信號時，使燈點亮。無聲時，延遲5秒后熄滅。聲音時間間隔小于5秒，則led燈持續(xù)點亮。白天有聲無聲均不點亮。1.2設(shè)計目的1.掌握數(shù)字電路設(shè)計方法、練習(xí)元件焊接技術(shù)；2.培養(yǎng)綜合應(yīng)用所學(xué)知識來指導(dǎo)實踐的能力；3.掌握常用元器件的識別和測試；4.熟悉常用儀表，了解電路調(diào)試的基本方法。1.3 器件光敏電阻，駐極體話筒，運放lm358，ne555，74ls122單穩(wěn)態(tài)發(fā)生器，發(fā)光管，電容，電阻。光敏電阻：又叫光感電阻，是利用半導(dǎo)體的光電效應(yīng)制成的一種電阻值隨入射光的強弱而改變的電阻器；入射光強，電阻減小，入射光弱，電阻增大。光敏電阻器一般用于光的測量、光

3、的控制和光電轉(zhuǎn)換。 lm358：lm358里面包括有兩個高增益、獨立的、內(nèi)部頻率補償?shù)碾p運放，適用于電壓范圍很寬的單電源，而且也適用于雙電源工作方式，它的應(yīng)用范圍包括傳感放大器、直流增益模塊和其他所有可用單電源供電的使用運放的地方使用。圖一為lm358的引腳及其功能圖。 圖一74ls122：當clk=0時，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器清零，q=0。邏輯符號中的ri、cx、rx/cx是外接定時元件的接入端，邏輯符號外部引線上有符號，表示這個引線上的信號是模擬信號。cx、rx/cx之間可以外接定時電容器cext。ri內(nèi)部有一個定時電阻，可以使用這個定時電阻，也可以不使用這個電阻，這時需要在rx/cx與vcc之間外

4、加定時電阻。由于外加定時電阻比內(nèi)部的定時電阻更準確一些，所以可以獲得比較準確的定時精度。122 的輸出脈沖寬度twq可由三種方法控制。一是通過選擇外定時元件cext和rt值來確定脈沖寬度，由于 122 有內(nèi)定時電阻rint，故必要時可只接cext。二是通過正觸發(fā)輸入端b或負觸發(fā)輸入端a的重觸發(fā)延長twq，三是通過清除端clk的清除使twq縮小。以下為圖二的各個引腳以及各個引腳的功能。rext/cext:外接電阻或電容端cext:外接電容端/a1、/a2：負觸發(fā)輸入端b1、b2：正觸發(fā)輸入端/clr:直接清零端（低電平有效）q、/q:正、負脈沖輸入端圖二二、系統(tǒng)總體方案設(shè)計及方案認證2.1 工作

5、原理 220v交流電通過燈泡h及整流全橋后，變成直流脈動電壓，作為正向偏壓，加在可控硅vs及r支路上。白天，亮度大于一定程度時，光敏二極管d呈現(xiàn)底阻狀態(tài)1k，使三極管v截止，其發(fā)射極無電流輸出，單向可控硅vs因無觸發(fā)電流而阻斷。此時流過燈泡h的電流2.2ma,燈泡h不能發(fā)光。電阻r1和穩(wěn)壓二極管dw使三極管v偏壓不超過6.8v，對三極管起保護作用。夜晚，亮度小于一定程度時，光敏二極管d呈現(xiàn)高阻狀態(tài)100k，使三極管v正向?qū)?，發(fā)射極約有0.8v的電壓，使可控硅vs觸發(fā)導(dǎo)通，燈泡h發(fā)光。rp是清晨或傍晚實現(xiàn)開關(guān)轉(zhuǎn)換的亮度選擇元件。由音頻放大器、選頻電路、延時開啟電路和可控硅電路組成。它

6、提供了一種操作簡便、靈活、抗干擾能力強，控制靈敏的聲控?zé)簦捎萌俗彀l(fā)出約1秒的控制信號“嘶”聲，即可方便及時地打開和關(guān)閉聲控照明裝置，并有防誤觸發(fā)而具有的自動延時關(guān)閉功能，并設(shè)有手動開關(guān)，使其應(yīng)用更加方便。就是因為聲控?zé)粼淼脑颍暱責(zé)粲幸环N有趣的現(xiàn)象，那就是光線充足時，任你發(fā)出多大的聲音都不亮 ；但在黑夜，輕輕一聲它就發(fā)出了亮光，這是為什么呢？原來聲控?zé)暨€光控電路，以使其在光線足夠的時候不工作，所以聲控?zé)舻目刂坪惺锹暋⒐馔瑫r控制的，在光亮度能達到的情況下，燈不會亮。你可以做一個小實驗，你可以用手遮擋聲控開關(guān)的光控原件然后再發(fā)出聲音，燈就會亮了。2.2 系統(tǒng)方案lm358的其中一個運放接為

7、比較器，由光敏電阻所在支路和基準電壓進行比較，給出高低電平接到ne555的復(fù)位端。當有光時，光敏電阻的阻值下降，比較器輸出低電平，ne555復(fù)位，故此電路在有光時led不亮，為光控電路。另一運放將聲信號轉(zhuǎn)成的電信號放大，通過施密特觸發(fā)器整形為方波，此支路為聲控電路。將整形后的波形給單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器74ls122，通過外圍電路的參數(shù)選取確定觸發(fā)時間。2.3 方案認證ne555的放大倍數(shù)為：1+r1/r2，一般放大倍數(shù)為50到100倍之間。74ls122的延遲時間為：0.6*（rext+cext）。當有光時，光敏電阻器阻值很小，故電流經(jīng)反向端輸出低電平，有無信號經(jīng)過時，led燈都不亮。且ne555復(fù)位

8、；當無光或光線暗時，光敏電阻器阻值很大，電流經(jīng)同向端輸出高電平，當有信號經(jīng)過時，led燈亮。ne555輸出高電平。最后經(jīng)過74ls122進行延遲，即可得到與設(shè)計內(nèi)容相一致的電路。本方案經(jīng)老師與同學(xué)的討論，以及實際電路連接，證明方案正確。三、硬件電路安裝及調(diào)試3.1 安裝器件根據(jù)電路圖，在電路板上選好位置，lm358、ne555、74ls122單穩(wěn)態(tài)發(fā)生器的引角方向相同。插入時各集成電路之間要留出空位，便于插入其他元器件，先用電烙鐵依次把三個器件焊倒電路板上，在集成塊中帶標記的左下角是第1個引腳，依次往下數(shù)。選擇相應(yīng)阻值的電阻，插到電路板對應(yīng)的位置上，并且焊接牢固。3.2 檢查電路 電路連接要美

9、觀，接好后，先不要接電源，用數(shù)字萬用表檢查每條線路斷通情況，經(jīng)檢查無誤后接入電源，打開電源，觀察led燈，如果長時間亮起不滅關(guān)閉電源，調(diào)試電路，直到led燈亮5秒后熄滅，在光敏電阻未被遮擋下拍手，led燈不亮，遮擋光敏電阻后拍手，led燈亮，且持續(xù)5秒，當連續(xù)拍手時，led燈持續(xù)亮，電路連接正確，達到設(shè)計目的，電路符合要求后交給老師檢查，如果無誤老師簽字，本次實驗成功。3.3 電路的調(diào)試按照電路原理畫出電路布線圖，盡可能的減少導(dǎo)線的交叉，避免出現(xiàn)短路現(xiàn)象使電路短路造成燒壞元器件，按照電路布線圖進行步線。在焊接電路的過程中注意電烙鐵的使用與放置，防止在焊接的工程中燒壞器件和發(fā)生危險。 電路檢查無

10、誤后，接入5v電源,發(fā)現(xiàn)led燈發(fā)亮，5秒后熄滅，在未遮擋光敏電阻的情況下向駐極體話筒拍手，發(fā)現(xiàn)led燈亮，這與實驗?zāi)繕讼噙`背，斷開電源后，仔細檢查發(fā)現(xiàn),光控部分的電路連接出現(xiàn)了短路現(xiàn)象，經(jīng)調(diào)整后，在光敏電阻未被遮擋下拍手，led燈不亮，遮擋光敏電阻后拍手，led燈亮，且持續(xù)5秒，當連續(xù)拍手時，led燈持續(xù)亮，電路連接正確，達到設(shè)計目的。3.4 出現(xiàn)在問題在設(shè)計過程中,出現(xiàn)了的問題主要有:其一計算參數(shù)不正確，導(dǎo)致led燈不亮。其二就是連接問題,將電路板接通電源，擋住光敏電阻，通過拍手發(fā)現(xiàn)led燈不亮，檢查電路的參數(shù)均正確，最后發(fā)現(xiàn)電路線路連通狀況不是很好。四、總結(jié)和展望通過這次課程設(shè)計，過本次課程設(shè)計的學(xué)習(xí),在原有知識的基礎(chǔ)上,我又學(xué)到了很多新知識,并且發(fā)現(xiàn)了自己的不足，自己知識有很多漏洞，看到了自己的實踐經(jīng)驗還是比較缺乏，理論聯(lián)系實際的能力還急需提高。從實際中可以能更加了解理論，并且是檢驗自己學(xué)習(xí)知識理論的一次很好的機會，只有把自己所學(xué)的知識用到實踐上，才能感覺到知識的魅力，讓理論與實踐相結(jié)合，從而提高