聲光控課程設(shè)計(jì)報(bào)告

吉林工程技術(shù)師范學(xué)院課程設(shè)計(jì)論文PAGEPAGE12吉林工程技術(shù)師范學(xué)院課程設(shè)計(jì)論文電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)論文--樓道聲光控制照明電路系統(tǒng)設(shè)計(jì)院系：電氣工程學(xué)院專業(yè)：自動(dòng)化班級(jí)：0943姓名：XXX學(xué)號(hào)：XX指導(dǎo)教師：XX 2011年P(guān)AGE1目錄TOC\o"1-2"\h\z\u第一章緒論 11.1引言 11.2課題研究的目的和意義 1第二章系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)及方案認(rèn)證 22.1設(shè)計(jì)內(nèi)容 22.2課題分析 22.3電路原理 22.4聲控部分電路 22.5光控照明電路 32.6延遲電路部分 32.7NE555定時(shí)器 42.8參數(shù)設(shè)計(jì) 62.9方案認(rèn)證 6第三章硬件電路設(shè)計(jì) 73.1利用PROTEL繪制原理圖 7第四章硬件電路安裝及調(diào)試 84.1手工焊接 84.2焊接原理 84.3焊接注意事項(xiàng) 8第五章總結(jié) 10參考文獻(xiàn) 12附錄 I第一章緒論1.1引言隨著電子技術(shù)的發(fā)展，尤其是數(shù)字技術(shù)的發(fā)展，用數(shù)字技術(shù)實(shí)現(xiàn)燈的自動(dòng)發(fā)亮、節(jié)能節(jié)電、延長燈的壽命變得越來越重要，而且貼近我們的實(shí)際生活。聲光控已成為人們?nèi)粘Ｉ钪斜夭豢缮俚谋匦杵?，它不需要開關(guān)，當(dāng)有人經(jīng)過時(shí)會(huì)自動(dòng)亮起；廣泛應(yīng)用于走廊、樓道等公共場所，給人們的生活帶來極大的方便。因此，行到了廣泛的應(yīng)用。聲光控是聲音和光控制電路工作的電子開關(guān)。它將聲音和光轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，經(jīng)放大、整形，輸出一個(gè)開關(guān)信號(hào)去控制各種電器的工作，在自動(dòng)控制工業(yè)電器和家用電器方面有著廣泛的用途。1.2課題研究的目的和意義研究目的：通過這次的課題研究我們希望在理清它的發(fā)展脈絡(luò)上進(jìn)一步了解它的發(fā)明原理，將平時(shí)所學(xué)習(xí)的知識(shí)運(yùn)用到實(shí)驗(yàn)探索上，這對提高我們的動(dòng)手能力，創(chuàng)新意識(shí)，及鍛煉思維活動(dòng)無疑是一個(gè)莫大的幫助。同時(shí)我們也希望這次的研究能讓同學(xué)進(jìn)一步了解照明燈，而不是僅局限于課本知識(shí)以內(nèi)。從小的突破點(diǎn)入手，掌握又一項(xiàng)科技知識(shí)，從而實(shí)現(xiàn)課堂外的又一次提高，為現(xiàn)代教育科學(xué)盡一份力量！研究意義：用霞光控延時(shí)開關(guān)代替住宅小區(qū)的樓道上的開關(guān)，只有在天黑以后，當(dāng)有人走過樓梯通道，發(fā)出腳步聲或其它聲音時(shí)，樓道燈會(huì)自動(dòng)點(diǎn)亮，提供照明，樓道燈會(huì)延時(shí)幾秒種后自動(dòng)熄滅。在白天，即使有聲音，樓道燈也不會(huì)亮，可以達(dá)到節(jié)能的目的。聲光控延時(shí)開關(guān)不僅適用于住宅區(qū)的樓道，而且也適用于工廠。辦公樓。教學(xué)樓等公共場所，它具有體積小、外形美觀、制作容易、工作可靠等優(yōu)點(diǎn)，適合于各種樓房走廊的照明設(shè)備。第二章系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)及方案認(rèn)證2.1設(shè)計(jì)內(nèi)容本課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容是樓道神光控?zé)粼O(shè)計(jì)，要求是在晚上有聲音信號(hào)時(shí)，燈亮，無聲延時(shí)5秒后熄滅，聲音小于5秒時(shí)LED等持續(xù)點(diǎn)亮。白天時(shí)，有無聲音信號(hào)時(shí)，燈均不點(diǎn)亮。2.2課題分析本次設(shè)計(jì)主要由聲控電路,光控電路,放大電路,整形電路,延遲電路幾部分組成。2.3電路原理該電路由聲控電路、光控電路及放大電路、單穩(wěn)態(tài)延時(shí)電路組成，下面對其功能進(jìn)行逐一分析并確定電路結(jié)構(gòu)。光控電路是根據(jù)光線的強(qiáng)弱來優(yōu)先決定電燈的亮滅。聲音信號(hào)由駐極體話筒BM接收，經(jīng)過反比放大，放大的信號(hào)送到NE555定時(shí)器的2,6腳。該電路可以對聲控延時(shí)電路進(jìn)行控制，在白天光線較強(qiáng)時(shí)，該電路在光控電路的作用下，處于關(guān)閉狀態(tài)，對任何聲音信號(hào)都不響應(yīng)，在晚上光線較弱時(shí)，光控電路將該電路的功能打開，使得該電路能根據(jù)外界聲音信號(hào)做出相應(yīng)的響應(yīng)。NE555定時(shí)器的輸出去控制74HC123聲控延時(shí)電路。該電路主要在光線較弱時(shí)起作用。這主要是通過光控電路的輸出來控制的。2.4聲控部分電路因聲音是一種模擬量且非電信號(hào)，是無法在數(shù)字電路中使用的，所以我們在設(shè)計(jì)聲控電路時(shí)就面臨怎樣把模擬量轉(zhuǎn)化為數(shù)字量，把聲音信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)的問題。聲音傳感器，可以直接將聲音信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，大簡化了電路結(jié)構(gòu)，使聲控電路的設(shè)計(jì)顯得更加容易。即用聲音傳感器將聲音信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)從而推動(dòng)觸發(fā)器觸發(fā)使電路導(dǎo)通工作。在黑暗的條件下，給駐極體話筒一個(gè)聲音信號(hào)，通過LM358放大，將信號(hào)傳輸給NE555集成塊，通過NE555的3腳將信號(hào)傳輸給74HC123。從而使LED發(fā)光。2-1電路聲控部分2.5光控照明電路利用光敏元件隨光照強(qiáng)度的變化而阻抗發(fā)生變化的特點(diǎn)，去控制電信號(hào)的強(qiáng)弱，再由傳感器將變化的電信號(hào)傳遞給觸發(fā)器，只要電信號(hào)強(qiáng)度達(dá)到一定程度將觸發(fā)觸發(fā)器使其導(dǎo)通工作。2-2電路的光控部分當(dāng)光線照射到光敏電阻時(shí)，電阻阻值降低，其兩端電壓變小，LM358的“+”電壓小于“—”，使得LM358輸出一個(gè)低電頻。從而使得74HC123引腳3（優(yōu)先級(jí)別最高的RD’）輸出低電頻。LED燈滅。當(dāng)無光照射時(shí)，光敏電阻阻值減小，兩端的電壓升高，從而使得74HC123的引腳三輸入一個(gè)高電平。2.6延遲電路部分圖2-3電路延時(shí)部分當(dāng)B1輸入高電平時(shí)，輸出也是高電平，LED燈不亮，當(dāng)B1輸入低電平時(shí)輸出也是低電平，LED燈亮。而其中電阻和電容起的是延時(shí)作用，將燈亮延時(shí)5秒。CLK起到了清零的作用，當(dāng)?shù)碗娖捷斎霑r(shí)，整個(gè)74HC123不工作。2.7NE555定時(shí)器555定時(shí)器是一種模擬和數(shù)字功能相結(jié)合的中規(guī)模集成電路。555定時(shí)器的電源電壓范圍寬，可在4.5V~16V工作，輸出驅(qū)動(dòng)電流約為200mA，因而其輸出可與TTL、CMOS或者模擬電平兼容。555定時(shí)器成本低，性能可靠，只需外接幾個(gè)電阻、電容，就可以實(shí)現(xiàn)多謝振蕩器、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器及施密特觸發(fā)器等脈沖產(chǎn)生與變換電路。NE555是一種應(yīng)用特別廣泛作用很大的集成電路于小集成電路，在很多電子產(chǎn)品中都有應(yīng)用。NE555的作用是內(nèi)部的定時(shí)器來構(gòu)成時(shí)基電路，給其他的電路提供時(shí)序脈沖。圖2-4NE555內(nèi)部功能表引腳功能：（1）6腳TH：高電平觸發(fā)端，當(dāng)TH電平大于2/3VCC，輸出端OUT呈低電平，DIS端通。（2）2腳TR：低電平觸發(fā)端，當(dāng)TR電平小于1/3VCC，輸出端OUT呈高電平，DIS端關(guān)斷。（3）5腳VCO：控制電壓端，VCO若接不同的電壓值可以改變TR低電平、TH的觸發(fā)電平值。（4）7腳DISC：為放電端，其內(nèi)部三極管的導(dǎo)通或關(guān)斷，能為外部RC回路提充放電通路。（5）4腳RD：為復(fù)位端，若RD=0，OUT輸出低電平。（6）3腳VO：為輸出端。（7）8腳VCC：電源。表2—1器件清單74HC123一塊NE555一個(gè)LM358一個(gè)駐極體話筒一個(gè)電阻：330Ω2;1K/4;4.7K/5;10K/2;150K/2電位器單圈藍(lán)色方形一個(gè)22KΩ電容：16V47uF一個(gè)；16V10uF兩個(gè)；光敏電阻；發(fā)光二極管LED一個(gè)；2.8參數(shù)設(shè)計(jì)74HC123為可重復(fù)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，根據(jù)其輸出脈沖寬度實(shí)現(xiàn)延時(shí)5s。要使LM358的聲控放大電路的放大倍數(shù)為30～50，即在30和50之間,可選用=4.7K、=150，此時(shí)算得。2.9方案認(rèn)證本次設(shè)計(jì)主要由聲控電路,光控電路,放大電路,整形電路,延遲電路幾部分組成。其中，聲控電路與光控電路分別由LM358內(nèi)部兩個(gè)放大器組成。聲控部分其實(shí)是一個(gè)負(fù)反饋放大器，主要是將駐極體話筒接受到的信號(hào)進(jìn)行放大，輸出到整流電路中。光控部分是一個(gè)由光敏電阻與另外幾個(gè)電阻組成的電壓比較器，由于NE555中4腳的特性。最后經(jīng)過74HC123進(jìn)行延遲，即可得到與設(shè)計(jì)內(nèi)容相一致的電路。第三章硬件電路設(shè)計(jì)3.1利用PROTEL繪制原理圖1、在Files面板的New單元選擇File?New并點(diǎn)擊SchematicSheet。一個(gè)名為Sheet1.SchDoc的原理圖圖紙出現(xiàn)在設(shè)計(jì)窗口中，并且原理圖文件夾也自動(dòng)地添加（連接）到項(xiàng)目。這個(gè)原理圖圖紙現(xiàn)在列表在Projects標(biāo)簽中的緊挨著項(xiàng)目名下的SchematicSheets文件夾下。2、點(diǎn)擊Libraries標(biāo)簽顯示庫工作區(qū)面板。3、在庫面板中按下Search按鈕，或選擇Tools?FindComponent。這將打開查找?guī)鞂υ捒颉?、查找所有有關(guān)的器件。5、將查到的器件在原理圖紙中繪制成聲光控原理圖。6、將繪制的原理圖保存。第四章硬件電路安裝及調(diào)試任何電子產(chǎn)品，無論電路的復(fù)雜程度都是由簡單的電子元件和功能構(gòu)成的，按電路工作原理，用一定的工藝原理方法連接而成。雖然連接方法很多，但是使用最為廣泛的使用方法。4.1手工焊接4.1.1手工焊接的工具1、電烙鐵電烙鐵，是電子制作和電器維修必工具，主要用途是焊機(jī)元件及導(dǎo)線，按結(jié)構(gòu)可分為內(nèi)熱式電烙鐵和外熱式電烙鐵，按功能可分為焊接用電烙鐵和吸錫用電烙鐵，根據(jù)用途不同又分為大功率電烙鐵和小功率電烙鐵。內(nèi)熱式的電烙鐵體積較小，而且價(jià)格便宜。一般電子制作都用20W-30W的內(nèi)熱式電烙鐵。當(dāng)然有一把50W的外熱式電烙鐵能夠有備無患。內(nèi)熱式的電烙鐵發(fā)熱效率較高，而且更換烙鐵頭也較方便。2、焊錫焊錫是在焊接線路中連接電子元器件的重要工業(yè)原材料，廣泛應(yīng)用于電子工業(yè)、家電制造業(yè)、汽車制造業(yè)、維修業(yè)和日常生活中。4.2焊接原理目前電子元器件的焊接主要采用錫焊技術(shù)。錫焊技術(shù)采用以錫為主的錫合金材料作焊料,在一定溫度下焊錫熔化,金屬焊件與錫原子之間相互吸引、擴(kuò)散、結(jié)合,形成浸潤的結(jié)合層。外表看來印刷板銅鉑及元器件引線都是很光滑的,實(shí)際上它們的表面都有很多微小的凹凸間隙,熔流態(tài)的錫焊料借助于毛細(xì)管吸力沿焊件表面擴(kuò)散,形成焊料與焊件的浸潤,把元器件與印刷板牢固地粘合在一起,而且具有良好的導(dǎo)電性能。錫焊接的條件是:焊件表面應(yīng)是清潔的,油垢、銹斑都會(huì)影響焊接；能被錫焊料潤濕的金屬才具有可焊性,對黃銅等表面易于生成氧化膜的材料,可以借助于助焊劑,先對焊件表面進(jìn)行鍍錫浸潤后,再行焊接；要有適當(dāng)?shù)募訜釡囟?使焊錫料具有一定的流動(dòng)性,才可以達(dá)到焊牢的目的,但溫度也不可過高，過高時(shí)容易形成氧化膜而影響焊接質(zhì)量。4.3焊接注意事項(xiàng)1、輸入端與輸出端的邊線應(yīng)避免相鄰平行，以免產(chǎn)生反射干擾。必要時(shí)應(yīng)加地線隔離，兩相鄰層的布線要互相垂直，平行容易產(chǎn)生寄生耦合。2、盡可能縮短低頻元器件之間的連線，設(shè)法減少它們的分布參數(shù)和相互間的電磁干擾。易受干擾的元器件不能相互挨得太近，輸入和輸出元件應(yīng)盡量遠(yuǎn)離。3、某些元器件或?qū)Ь€之間可能有較高的電位差，應(yīng)加大它們之間的距離，以免放電引出意外短路。(1).被焊件必須具備可焊性。(2).被焊金屬表面應(yīng)保持清潔。(3).使用合適的助焊劑。(4).具有適當(dāng)?shù)暮附訙囟取?5).具有合適的焊接時(shí)間。4、焊點(diǎn)質(zhì)量及檢查對焊點(diǎn)的質(zhì)量要求，應(yīng)該包括電氣接觸良好、機(jī)械結(jié)合牢固和美觀三個(gè)方面。保證焊點(diǎn)質(zhì)量最重要的一點(diǎn)，就是必須避免虛焊。（1）．虛焊產(chǎn)生的原因及其危害虛焊主要是由待焊金屬表面的氧化物和污垢造成的，它使焊點(diǎn)成為有接觸電阻的連接狀態(tài)，導(dǎo)致電路工作不正常，出現(xiàn)連接時(shí)好時(shí)壞的不穩(wěn)定現(xiàn)象，噪聲增加而沒有規(guī)律性，給電路的調(diào)試、使用和維護(hù)帶來重大隱患．（2）.對焊點(diǎn)的要求a.可靠的電氣連接b.足夠的機(jī)械強(qiáng)度c.光潔整齊的外觀（3）．典型焊點(diǎn)的形成及其外觀在單面和雙面（多層）印制電路板上，焊點(diǎn)的形成是有區(qū)別的。第五章總結(jié)通過聲光控延時(shí)電路系統(tǒng)設(shè)計(jì)課程，加強(qiáng)了我們動(dòng)手、思考和解決問題的能力。這個(gè)方案使用了光敏電阻、駐極體話筒、LED、LM358、NE555定時(shí)器、74HC123各一個(gè)。我覺得做課程設(shè)計(jì)同時(shí)也是對課本知識(shí)的鞏固和加強(qiáng)，由于課本上的知識(shí)太多，平時(shí)課間的學(xué)習(xí)并不能很好的理解和運(yùn)用各個(gè)元件的功能，而且考試內(nèi)容有限，所以在這次課程設(shè)計(jì)過程中，我們了解了很多元件的功能，并且對于其在電路中的使用有了更多的認(rèn)識(shí)。平時(shí)看課本時(shí)，有時(shí)問題老是弄不懂，做完課程設(shè)計(jì)，那些問題就迎刃而解了。而且還可以記住很多東西。比如一些芯片的功能，平時(shí)看課本，這次看了，下次就忘了，通過動(dòng)手實(shí)踐讓我們對各個(gè)元件映象深刻。認(rèn)識(shí)來源于實(shí)踐，實(shí)踐是認(rèn)識(shí)的動(dòng)力和最終目的，實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)。所以這個(gè)期末的課程設(shè)計(jì)對我們的作用是非常大的。我想說，設(shè)計(jì)確實(shí)有些辛苦，但苦中也有樂，在如今單一的理論學(xué)習(xí)中，很少有機(jī)會(huì)能有實(shí)踐的機(jī)會(huì)，但我們可以，而且設(shè)計(jì)也是一個(gè)團(tuán)隊(duì)的任務(wù)，一起的工作可以讓我們有說有笑，相互幫助，配合默契，大學(xué)里兩年半的相處還趕不上這次的合作，我感覺我和同學(xué)們之間的距離更加近了；我想說，確實(shí)很難，但當(dāng)我們看到自己所做的成果時(shí)，心中也不免產(chǎn)生興奮；正所謂“三百六十行，行行出狀元”。也許有人不喜歡這類的工作，也許有人認(rèn)為設(shè)計(jì)的工作有些枯燥，但我認(rèn)為無論干什么，只要認(rèn)真去做，一定會(huì)有好結(jié)果的。同時(shí)我認(rèn)為我們的工作是一個(gè)團(tuán)隊(duì)的工作，團(tuán)隊(duì)需要個(gè)人，個(gè)人也離不開團(tuán)隊(duì)，必須發(fā)揚(yáng)團(tuán)結(jié)協(xié)作的精神。某個(gè)人的離群都可能導(dǎo)致導(dǎo)致整項(xiàng)工作的失敗。實(shí)習(xí)中只有一個(gè)人知道原理是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，必須讓每個(gè)人都知道，否則一個(gè)人的錯(cuò)誤，就有可能導(dǎo)致整個(gè)工作失敗。團(tuán)結(jié)協(xié)作是我們課設(shè)成功的一項(xiàng)非常重要的保證。而這次實(shí)習(xí)也正好鍛煉我們這一點(diǎn)，這也是非常寶貴的。對我們而言，知識(shí)上的收獲重要，精神上的豐收更