電子技術(shù)課程設(shè)計

目錄TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"第一章方案提出 1\o"CurrentDocument"第二章電路基本組成與工作原理 2\o"CurrentDocument"第一節(jié)電源電路圖 2\o"CurrentDocument"第二節(jié)光控控制電路 3\o"CurrentDocument"第三節(jié)聲控控制電路 3\o"CurrentDocument"第四節(jié)延時控制電路 4第五節(jié)總電路圖 6\o"CurrentDocument"第三章聲光控延時照明燈電路的介紹 6\o"CurrentDocument"第一節(jié)電路的用途 6\o"CurrentDocument"第二節(jié)工作原理 6\o"CurrentDocument"第四章元件清單 7\o"CurrentDocument"第五章總結(jié) 8\o"CurrentDocument"第六章參考文獻(xiàn) 8\o"CurrentDocument"附錄一 10\o"CurrentDocument"附錄二 11第一章方案提出簡易聲光控延時照明電路的總體框圖為:光強檢測處理電路聲強檢測處理電路— 延時控制電路? k照明燈開關(guān)電路圖1-1總體框圖電路采用聲光兩級控制照明電路。照明燈開光對光線強弱的感應(yīng)控制照明燈的第一級開關(guān)，對聲強的感應(yīng)控制第二級開關(guān)。對于聲強的監(jiān)測是利用MIC的特性，即當(dāng)其接受到足夠的聲強時，在其中會產(chǎn)生一個脈沖波，從而把聲信號變?yōu)殡娦盘?，通過對聲強信號的處理可得到一個電平信號，為控制電路準(zhǔn)備。延時控制功能通過555定時器構(gòu)成的可重復(fù)觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)電路來實現(xiàn)。光信號的感應(yīng)通過光敏三極管來實現(xiàn)，使得光控電路在光強時輸出低電位，光弱時輸出高電位。將光控電路的輸出作為與門74SL08其中一個管腳的輸入，將聲控輸出端作為555定時器復(fù)位端輸入，從而可以實現(xiàn)在光線強的情況下，即使有足夠強的聲信號，照明燈電路也不工作。而在光線弱的情況下，可以通過聲信號來控制照明。第二章電路基本組成與工作原理第一節(jié)電源電路圖圖二（電源電路圖）的原理：直接從電網(wǎng)供電，通過變壓器電路、整流電路、濾波電路和穩(wěn)壓電路將電網(wǎng)中的220V交流電轉(zhuǎn)化為+12V的直流電壓。電路中變壓器的常規(guī)鐵心變壓器，整流電路采用二極管橋式整流電路，C9、C10、C11完成濾波功能，穩(wěn)壓電路采用三級穩(wěn)壓集成電路來實現(xiàn)。Text TextText圖2-1電源電路圖第二節(jié)光控控制電路光線強時，光敏電阻RL的阻值變小，使與門74LS08的2腳為低電平，；光線弱時，光敏電阻RL的阻值變大，與門74LS08的2腳為高電平，光控控制電路對電路起總控制作用。第三節(jié)聲控控制電路圖2-3聲控控制電路圖2-3聲控控制電路4J4MIC接受到足夠的聲強時，電路產(chǎn)生諧振并輸出一個微弱脈沖，從而將聲音信號轉(zhuǎn)換為電信信號。MIC輸出信號是一個非常微弱的信號，為了后續(xù)電路能夠?qū)β晱娦盘栠M(jìn)行處理，必須加入信號放大電路。圖中所示信號放大電路是由電阻R1-R6、Q1、Q2、Q3和C1-C5構(gòu)成，電路中采用了三極管構(gòu)成的放大電路，這樣可以使電路的放大的倍數(shù)比單管電路的倍數(shù)增加b倍，從而得到適合的信號，R3為放大電路的集電極偏置電阻，C1和C2為放大電路的濾波電容。R2和R4為放大電路的反饋電阻，它們的功能是保證放大電路有一個穩(wěn)定的靜態(tài)工作點和穩(wěn)定的輸出電壓，C4的作用是減小電路中加入反饋電阻對放大倍數(shù)的影響。電路中的延時控制電路一般采用電平信號觸發(fā)，因此有必要對放大的交流信號進(jìn)行整流。上圖中采用了由C5、D2和D3構(gòu)成的倍壓整流電路，倍壓整流電路不但能夠完成整流的任務(wù)，同時還可以將輸出增大一倍，這樣當(dāng)MIC接收到了足夠大的聲強后，聲強信號處理電路通過放大和整流就輸出了一個高電平信號V。節(jié)延時控制電路圖2-4延時控制電路延時控制電路的核心部分是555集成電路，555集成電路是一種非常有用的，并且應(yīng)用十分靈活的集成電路。555集成電路的引腳圖和功能表如下圖所示，集成電路共有8個引腳，引腳1為接地端，引腳8為電源端，引腳2為觸發(fā)電平端，引腳3為輸出端，引腳4為清零端，引腳5為控制電平端，的引腳6為閾值輸入端，引腳7為放電端。從功能表中可以看出：555集成電路通過改變TH和TR端電壓值，來影響輸出端和放電端的狀態(tài)；同時它還具有儲存信號的功能，因此555集成電路的應(yīng)用十分廣泛。需注意是控制電平端CV，當(dāng)它接入任意電壓Vcv時，TH和TR端的變化分界點就不再是（1/3）Vcc和（2/3）Vcc，而是（1/2）Vcv和Vcv。如圖所示，延時控制電路包括兩部分：第一部分是由三極管構(gòu)成的觸發(fā)信號產(chǎn)生電路；第二部分是由555定時器構(gòu)成的可重復(fù)觸發(fā)的單穩(wěn)態(tài)電路。首先，聲強信號處理電路的輸出信號接三極管Q3的基極。因為MIC接收到了足夠大的聲強后，V1為高電平，則三極管Q3飽和，使三極管Q3的集電極和發(fā)射極之間的Vce約為0.3V，Vce接入555集成電路的TR端作為觸發(fā)電平。555集成電路構(gòu)成的可重復(fù)觸發(fā)的單穩(wěn)態(tài)電路處于穩(wěn)態(tài)時，Vth<（2/3）Vcc,Vtr>（1/3）Vcc,OUT=0,放電管導(dǎo)通。當(dāng)Vtr=Vce=0.3V時，電路進(jìn)入暫穩(wěn)態(tài)，此時OUT=1，放電管截止。同時直流電源通過可變電阻R2對電容C1充電，使得Vth的值漸漸上升，當(dāng)Vth的值大于（2/3）Vcc時，電路重新進(jìn)入穩(wěn)態(tài)，OUT=0，放電管導(dǎo)通。電路進(jìn)入暫穩(wěn)態(tài)的持續(xù)時間，即C8的充電時間取決于可變電阻R7和電容C8的數(shù)值，其計算公式為（設(shè)可變電阻R2=1M）:t=Tw=（1.1R7*C8=1.1*1000000*50）/1000000=55s。當(dāng)MIC持續(xù)接收到足夠大的聲強時，那么V1一直為高電平，Q3始終飽和導(dǎo)通，電容C8就可以進(jìn)行放電，電路將無法對電容C8進(jìn)行充電，這樣電路就一直處于暫穩(wěn)態(tài)，直到聲強信號消失，電路才能重新進(jìn)入穩(wěn)態(tài)，從而可以滿足設(shè)計要求。由于照明燈通過的是大電流，直流電源一般無法提供大電流和大功率，因此照明燈需要交流供電，因此電路中開關(guān)需要采用繼電器電路，而一般555定時器的輸出無法驅(qū)動繼電器，因此需要加入放電電路。圖中三極管Q4構(gòu)成電流放大電路，當(dāng)輸入為高電平時，三極管導(dǎo)通并飽和，輸出電流放大b倍；當(dāng)輸入為低電平時，三極管截止，沒有電流通過，繼電器接Q4的集電極，當(dāng)電流驅(qū)動時，開關(guān)吸合，照明燈通 Vin Vout電，當(dāng)沒流通過時F并聯(lián)二極管以利保護(hù)木流通過，繼電器接Q4的集電極，當(dāng)電流驅(qū)動時，開關(guān)吸合，照明燈通 Vin Vout電，當(dāng)沒流通過時F并聯(lián)二極管以利保護(hù)木C9點電路圖照明燈不通電，同時在繼電器兩2C10—C12C11Text1圖2-5總電路圖第三章聲光控延時照明燈電路的介紹第一節(jié)電路的用途這種方法設(shè)計出來的電路，節(jié)能和實用。它可在樓道、走廊和門口用作照明燈，夜間有人上、下樓時，照明燈會自動點亮，并延時一段時間后，燈會自動熄滅；白天照明燈不會點亮。第二節(jié)工作原理光線強時，光敏電阻RL的阻值變小，使與門74LS08的2腳為低電平;光線弱時，光敏電阻RL的阻值變大，與門74LS08的2腳為高電平，MIC接收到足夠的聲強時產(chǎn)生諧振并輸出一個微弱脈沖，將聲音信號轉(zhuǎn)換為電信號，Q1、Q2和C1-C5構(gòu)成，電路中采用了雙三極管構(gòu)成的放大電路，C5、D2和D3構(gòu)成的倍壓整流電路，輸出了一個高電平信號V，V作用在Q3上時，Q3飽和，b-c之間0.3V，使Vtr<(1/3)Vcc，Vth>(2/3)Vcc，使OUT端輸出為高電平，間接使74SL08導(dǎo)通，線圈產(chǎn)生磁場吸合開關(guān)，讓其閉合，照明燈亮。此時DIS截止，使C5充電，當(dāng)其兩端電壓大于(2/3)Vcc時，Vtr>(1/3)Vcc，使555定時器的輸出端為低電平，及使開關(guān)斷開(放電的過程)。當(dāng)Vtr>(1/3)Vcc,Vth<(2/3)Vcc,555定時器的3端保持，照明燈電路不亮，達(dá)到延時的功能。調(diào)節(jié)變阻器R7的大小可以改變照明電路的照明時間，當(dāng)再次給其一聲源時，重復(fù)上述過程，則照明燈還會再次點亮。從而達(dá)到聲光雙控延時照明燈電路的目的。第四章元件清單表4-1元件清單符號類別數(shù)目R1,R34.7K2R22.2M1R42.2K1R53.3K1R65.1K1R7可變電阻1R910K1R101K1RG光敏電阻1D1-D5二極管IN40075Q1-Q4三極管90134C1,C2,C4,C5,1uF4C347uF1C6220uF1C70.01uF1C822uF1C9，C110.1uF2C10，C1247uF2T（變壓器）TRANSI1DBRIDGEI1U175551U274LS081K1HLS8L-DC6V1MIC麥克風(fēng)1第五章總結(jié)通過對聲光控延時照明燈電路的設(shè)計，使自己有很大的收獲。首先，培養(yǎng)了自己思考、分析、設(shè)計、制作和檢查電路的能力，在其中自己學(xué)會了好多方法。其次，自己在這一段時間里掌握了好多知識，查閱了許多關(guān)于電子設(shè)計方面的參考資料。在課程設(shè)計過程中我練習(xí)用了protel軟件繪制電路圖，更加熟悉了該軟件。通過課程設(shè)計，我學(xué)會了充分利用網(wǎng)絡(luò)資源進(jìn)行學(xué)習(xí)，對常見的集成電路器件的功能和引腳接法有了進(jìn)一步的了解和認(rèn)識。這讓我明白了閱讀查找文獻(xiàn)的重要性，平時多積累知識，真正到了用的時候，做題才會得心應(yīng)于。關(guān)于此次設(shè)計的電路，在實際生活中的應(yīng)用非常的廣泛，像樓道、樓梯、走廊等一些照明燈都是本電路的應(yīng)用，在日常生活中，節(jié)電節(jié)能。第六章參考文獻(xiàn)李銀華.電子線路設(shè)計指導(dǎo).北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2005:59-64.王景先.電子設(shè)計軟件應(yīng)用.北京：清華大學(xué)校內(nèi)出版社，2003年：116-125.劉行景.實用電子電路精選.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2004年3月：87.劉修文.電子控制電路300例.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005年4月.梁恩主.Protel99SE電路設(shè)計與仿真應(yīng)用.北京：清華大學(xué)出版社，2000年.康華光，電子技術(shù)基礎(chǔ)數(shù)字部分，高等教育出版社，2006年.附錄一R14.7K(Q2歸9013MRQCVTRIGDISDCVoitTHRRG1圖6-1