電子技術(shù)課程設(shè)計---聲控開關(guān)

1、Harbin Institute of Technology課程設(shè)計說明書（論文）課程名稱： 六系電子技術(shù)課程設(shè)計 設(shè)計題目： 聲控開關(guān) 院 系： 英才學(xué)院 班 級： 設(shè) 計 者： 學(xué) 號： 指導(dǎo)教師： 呂超 設(shè)計時間： 2013年2月26日3月2日 哈爾濱工業(yè)大學(xué)哈爾濱工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計任務(wù)書 姓 名： 院 （系）：英才學(xué)院 專 業(yè)：電氣工程及其自動化 班 號： 任務(wù)起至日期： 2013 年 2月 26 日至 2013 年 3月 2日 課程設(shè)計題目：聲控開關(guān)設(shè)計 已知技術(shù)參數(shù)和設(shè)計要求： 已知技術(shù)參數(shù)：駐極式話筒、NPN三極管、D5011A/B、E555P、SN74LS90、74LS00、74

2、LS47、 設(shè)計要求：設(shè)計一個聲控開關(guān)，敲擊駐極式話筒，數(shù)碼管在二極管燈亮的時間計數(shù)。 二極管燈滅后數(shù)碼管示數(shù)再顯示一會并自動清零。1：聯(lián)線簡單，安排合理；2：能調(diào)整二極管亮度和數(shù)碼管顯示頻率； 工作量：1. 利用仿真軟件進(jìn)行仿真； 2. 按照設(shè)計的電路圖，實體連接各部分；3. 根據(jù)設(shè)計構(gòu)思擴(kuò)展部分，尋求解決方案；4. 調(diào)試電路并能正常工作工作計劃安排：1、分析電路圖，分析電路原理（第一天）2、利用軟件進(jìn)行仿真（第二天）3、電路的實現(xiàn)與調(diào)試（第三、四天）4、擴(kuò)展部分的設(shè)計（第五天）5、擴(kuò)展部分的實現(xiàn)，總體電路的調(diào)試（第六天）6、演示及驗收同組設(shè)計者及分工：付永建(本人)：駐極式話筒，信號放大，

3、波形整形，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)及發(fā)光部分的分析與實現(xiàn)，擴(kuò)展部分的設(shè)計及實現(xiàn)。鄭偉龍(同組人)：時鐘部分，選通電路，計數(shù)器，譯碼器及顯示器的原理分析與實現(xiàn)，總電路的調(diào)試。 指導(dǎo)教師簽字_ 年 月 日 教研室主任意見： 教研室主任簽字_ 年 月 日*注：此任務(wù)書由課程設(shè)計指導(dǎo)教師填寫一、 簡介聲控開關(guān)，全稱是聲控延時開關(guān)，是一種內(nèi)無接觸點，在特定環(huán)境光線下采用聲響效果激發(fā)拾音器進(jìn)行聲電轉(zhuǎn)換來控制用電器的開啟，并經(jīng)過延時后能自動斷開電源的節(jié)能電子開關(guān)。聲控開關(guān)，即采用模電數(shù)電混合集成電路，進(jìn)行邏輯運算，控制電路中電流。其中重要部件光控電子開關(guān)，它的“開”和“關(guān)”是通過可控硅的通斷來實現(xiàn)，而可控硅的通斷又受自然

4、光的亮度（或人為亮度）控制，故聲控?zé)粲置麨槁暪饪責(zé)?。該裝置適合廣泛用于樓梯、走廊、路燈和廁所等場所的照明，起到日熄夜亮的控制作用，以節(jié)約用電。 聲控器件，就是利用聲音來控制電路的一種元件，當(dāng)聲音信號來臨時，電路動作，一般聲控器件是對震動敏感的物質(zhì)，有聲音時就接通（電阻變?。瑳]有聲音時就斷開（電阻變的很大）。再通過電路和芯片做個延時，就可以使有聲音時電路接通一段時間。計數(shù)器是數(shù)字系統(tǒng)中用的較多的基本邏輯器件，它的基本功能是統(tǒng)計時鐘脈沖的個數(shù)，即實現(xiàn)計數(shù)操作，它也可用與分頻、定時、產(chǎn)生節(jié)拍脈沖和脈沖序列等。例如，計算機(jī)中的時序發(fā)生器、分頻器、指令計數(shù)器等都要使用計數(shù)器。二、 整體要求實驗要求：設(shè)

5、計一個聲控開關(guān)，敲擊駐極式話筒，通過延時電路使發(fā)光二級管點亮并保持一會兒，同時數(shù)碼管在燈亮的時間內(nèi)計數(shù)。拓展要求：計數(shù)結(jié)束后數(shù)碼管顯示所記數(shù)字保持一會。驗收標(biāo)準(zhǔn)：功能完善，垂直水平走線，減少跨接；各處波形測試符合要求；發(fā)光時間可調(diào)；計數(shù)頻率可調(diào)。三、 主要元器件技術(shù)參數(shù)555定時器：三種典型功能：斯密特觸發(fā)器，在上升過程中，時為高電平，時為低電平；在下降過程中，時為低電平，時為高電平。單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，單穩(wěn)態(tài)時間。多諧振蕩器，四、 邏輯電路圖兩級放大電路電路門電路時基電路計數(shù) 器譯碼顯示話筒整形電路單穩(wěn)延時Vcc電路圖繪制及仿真軟件Proteus五、 電路圖基本部分拓展部分仿真結(jié)果六、 數(shù)碼管顯示

6、七、各部分分析及計算(含擴(kuò)展功能)：說明：由于我們組獲得的兩片47存在型號上的差異，需調(diào)節(jié)Vcc為4.5V才能工作，下面所有的分析中Vcc均為4.5V。1、 前級放大電路：駐極式話筒接入聲音經(jīng)過兩級放大電路后產(chǎn)生一個短時尖脈沖。測試波形如下：2、 施密特觸發(fā)器：斯密特觸發(fā)器，在上升過程中，時為高電平，時為低電平；在下降過程中，時為低電平，時為高電平。前級輸入高電平為3.7V，低電平為-0.5V，可以滿足要求。3、 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器：當(dāng)觸發(fā)脈沖為負(fù)脈沖時，且低電平低于，高電平高于時，電平寬度小于暫穩(wěn)態(tài)時間時，產(chǎn)生暫穩(wěn)態(tài)。其中輸入電平寬度約小于1ms，(滑動變阻器阻值)波形圖：四、擴(kuò)展部分施密特觸發(fā)器

7、起到反向的作用，接到74LS90計數(shù)器的R0(1)和R0(2)上起到計數(shù)開始清零的作用。沒有使用74LS00的與非門作為反相器的原因是：00工作時，反向電壓上升過慢，無法起到短時清零的作用，而且在脈沖時間內(nèi)有可能根本無法達(dá)到清零所需電平，不能實現(xiàn)其作用。4、 多諧振蕩器：其中則其中滑動變阻器的最大阻值：波形顯示：5、 計數(shù)器等器件：異步計數(shù)器74LS90，外接譯碼器47，最后接到數(shù)碼管，予以顯示。六、 實驗結(jié)果：敲擊駐極式話筒，發(fā)光二極管亮，亮燈期間，兩片數(shù)碼管顯示計數(shù)，燈滅后，計數(shù)不變。調(diào)節(jié)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器外接的滑動變阻器，可以調(diào)節(jié)發(fā)光時間；調(diào)節(jié)多謝振蕩器的滑動變阻器，可以調(diào)節(jié)計數(shù)的快慢。實物圖展示：七、 缺點和不足：1：剛開始做的時候沒做好界面的布局工作，導(dǎo)致各種線太亂，不得已重新做；2“改進(jìn)部分中，當(dāng)二極管燈滅之后，數(shù)碼管會保持一會。但是無法清零；需要下一個脈沖到來的時候才能清零，產(chǎn)生一定的誤差；九、 心得體會：1：在整個項目開始之前，應(yīng)該做好布局工作，盡量減少跨線，使界面美觀；2：應(yīng)當(dāng)檢查器件是否可用，我們就是因為話筒壞