模电课程设计-声光感应灯控制电路的设计精选.docxVIP

课程设计报告书声光感应灯控制电路的设计学院电子与信息学院专业班级信息工程四班学生姓名学生学号指导教师课程编号课程学分1 起始日期教师评语教师签名：日期：成绩评定备注声光感应灯控制电路的设计4一、选题背景4二、方案论证41、设计题目要求42、总体设计方案52.1设计思路52.2 设计方案52.3 方案论证与比较6三、单元电路设计73．1 直流稳压电路73．1．1 直流稳压电路图73．1．2 直流稳压电路工作原理73．2 声控电路73．3放大电路83．4光控电路83．4．1光控电路及其工作原理83．4．2 光控电路元件的选取83．5 555单稳态时钟电路93．5．1 555单稳态时钟电路及其工作原理93．5．2555单稳态时钟电路元件的选取与计算9四、整机电路104.1 整机电路图104.2 元件清单10五、性能指标的测量与分析115.1电路测试115.1.1 测试使用的仪器115.1.2电路调试步骤115.1.3测量数据与分析125.1.4电路波形图125.1.5 故障分析及处理125.2电路实现的功能和系统使用说明13六课程设计总结13声光感应灯控制电路的设计一、选题背景生活用照明灯大多数都是由普通开关控制，但在现实生活中普通开关控制不仅在晚上使用不方便，而且由于没有及时关闭造成大量能源浪费，尤其是在教室等公共场所长明灯现象更为严重。随着电子技术的快速发展，尤其是数字电子技术的发展，用数字电路技术实现灯的自动点亮、节能节电、延长灯的使用寿命已变得越来越成熟，而且也贴近我们的实际生活。我们希望，光照度强（白天）路灯不点亮，光照弱的时候有人在就亮灯，没人在就灭灯；也就是光照度弱（夜晚）路灯由声音控制；有声音时路灯点亮，否则不点亮。因而，声光感应灯应运而生。二、方案论证1、设计题目要求该电路能根据不同环境因素，控制LED灯的照明功能。基本功能：1.1当光线充足时，LED灯总处于关闭状态；当光线较暗时，环境声响可打开LED灯，照明时间持续5后，LED灯自动关闭；1.2 LED灯照明电路由16颗LED二极管阵列组成；1.3电源由稳压电源供给。2、总体设计方案2.1设计思路声光即声音与光线，声音的控制是由一个拾音器（俗称话筒）来做传感器的，声音的大小直接可以引起拾音器内金属膜震动，震动引起电路内电容的变化，声控电路是根据电容的变化来控制开关的。光线的控制是由光敏电阻作传感器，光敏电阻在不同的光线下电阻是不一样的，光控电路是根据电阻的大小来控制开关的。此电路主要有电源电路、声控电路、光控电路、延时电路及开关电路等部分组成，实质上就是个替代传统手动开关的受声、光双重控制的电子开关。白天或光线较亮时，光控电路通过光敏电阻对外界光照强度进行检测，将外界光强信号转化为电信号，此时开关电路输入端为低电平，开关不导通，无论外界有没有声音信号灯都不亮，从而实现控制灯白天不亮的功能；晚上或光线较暗时，光控电路通过光敏电阻将光照强度信号转化为电信号，外界有声音信号时，声控电路将检测到的声音信号转化为电信号并与光控电路转化来的电信号经与非门一起送入后续电路，此时开关电路输入端为高电平，开关导通，灯点亮，并延时一段时间后自动熄灭从而实现控制灯晚上受声音信号控制的功能。2.2 设计方案2．2．1方案一（此声光控制电路主要由六非门IC(TC4069UBP)，光敏器件，压电陶瓷片MIC和单向晶闸管VTH等元件组成。）图2-2-1①原理方框图②电路工作原理：经过VD1-VD4整流，R1限流降压，C1滤波后为IC14脚提供约3.2V的工作电压。白天，光敏器件因受光阻值很低，IC13脚呈低电平，继而使8脚保持低电平，把晶闸管VTH的G极拉为低电平，使晶闸管失去触发而截止，LED灯没有电源通路而熄灭。黑夜到来，光敏器件失去光照，呈高阻值，但因其一端接地，所以IC13脚仍为低电平。一旦有脚步声等声音信号被MIC检测到，就有脉冲电压从IC1脚输入，继而使4脚输出正脉冲信号，经C3耦合至13脚，从而在IC内部各反相器及外围阻容元件的作用下，令8脚输出高电平，再经R2到晶闸管的G极，触发晶闸管导通，使LED灯有电源回路而点亮。2．2．2方案二①原理方框图降压整流电路图2-2-2②电路工作原理：电路主要由555集成电路和光敏电阻拾音器等组成。白天或夜晚光线较亮的时候，光控电路控制555的reset端使其处于强制复位状态，声控电路不起作用，因而输出端输出低电平，灯不亮。当光线较暗时，光控部分将开关自动打开，使reset端处于高电位，555输出的电位由声控部分决定。电路是否接通取决于声音信号强度。当声强达到一定程度，555触发输出高电平，灯亮，并开始延时，延时时间到，开关自动关断，等待下一次声音信号触发。2.3 方案论证与比较方