1、下載可編輯模擬電子技術課程設計題目： 聲控走廊燈開關的設計院系 ：工學院電氣與電子工程系專業： 電氣工程及其自動化班級：姓名：學號：指導教師：二一五年十二月.專業 .整理 .下載可編輯模電課程設計任務書一、基本情況學時： 30 學時學分： 1 學分課程設計代碼： 07120102適應班級： 14 電氣工程、自動化二、進度安排本設計共安排 1 周，合計 30 學時，具體分配如下：實習動員及準備工作：2學時總體方案設計：4學時查閱資料，討論設計：14學時撰寫設計報告：8學時總結：2學時教師輔導：隨時三、基本要求1、課程設計的基本要求模電課程設計是在學習完模擬電子技術課程之后，按照課程教學要求，對學

2、生進行綜合性訓練的一個實踐教學環節。主要是培養學生綜合運用理論知識的能力，分析問題和解決問題的能力，以及根據實際要求進行獨立設計的能力。初步掌握模擬電子線路的安裝、布線、焊接、調試等基本技能；熟練掌握電子電路基本元器件的使用方法，訓練、提高讀圖能力；掌握組裝調試方法。其中理論設計包括總體方案選擇，具體電路設計，選擇元器件及計算參數等，課程設計的最后要求是寫出設計總結報告，把設計容進行全面的總結，若有實踐條件，把實踐容上升到理論高度。2、課程設計的教學要求模電課程設計的教學采用相對集中的方式進行，以班為單位全班學生集中到設計室進行。做到實訓教學課堂化，嚴格考勤制度，在實訓期間累計曠課達到 6 節

3、以上，或者遲到、早退累計達到 8 次以上的學生，該課程考核按不及格處理。在實訓期間需要外出查找資料，必須在指定的時間方可外出。課程設計的任務相對分散，每 3 名學生組成一個小組，完成一個課題的設計。小組成員既有分工、又要協作，同一小組的成員之間可以相互探討、協商，可以互相借鑒或.專業 .整理 .下載可編輯參考別人的設計方法和經驗。 但每個學生必須單獨完成設計任務，要有完整的設計資料，獨立撰寫設計報告，設計報告雷同率超過50%的課程設計考核按不及格處理。四、設計題目及控制要求聲控走廊燈開關要求：（1）辦公樓或居民樓應用的聲控開關；（2）白天光線充足時，燈不亮；（3）晚上光線暗，如無人聲，燈不亮；

4、若有人聲，則亮。五、設計報告設計完成后，必須撰寫課程設計報告。設計報告必須獨立完成，格式符合要求，文字（不含圖形、程序）不少于2000 字，圖形繪制規。設計報告的格式如下：1、封面2、容提要3、目錄4、正文(1) 所作題目的意義、本人所做的工作及系統的主要功能；(2) 方案選擇及論證；(2) 設計步驟及原理圖；(3) 元器件的選擇；(4) 設計過程中出現問題的解決方法；5、心得體會6、參考文獻六、考核方法模電課程設計的考核方式為考查，考核結果為優秀、良好、中等、及格和不及格五等，分數在 90-100 之間為優秀， 80-89 分之間為良好， 70-79 分之間為中等， 60-69 分之間為及格

5、， 60 分以下為不及格。考核分三個方面進行：平時考勤：30%實驗及設計成果質量： 40%課程設計報告： 30%.專業 .整理 .下載可編輯有下列情形之一者，課程設計考核按不及格處理：1 、設計期間累計遲到、早退達 8 次；2、設計期間累計曠課達6 節；3、設計報告雷同率超過50%或無設計報告；4、不能完成設計任務，達不到設計要求；.專業 .整理 .下載可編輯摘要聲控燈是一種聲控電子照明裝置，由音頻放大器、選頻電路、延時開啟電路和可控硅電路組成。它提供了一種操作簡便、靈活、抗干擾能力強，控制靈敏的聲控燈，即可方便及時地打開和關閉聲控照明裝置，并有防誤觸發而具有的自動延時關閉功能，并沒有手動開關

6、，使其應用更加方便。為了社會的進一步發展，因此，設計研制一種電路新穎、安全節電、結構簡單、安裝方便的聲控走廊燈節能自動開關顯得相當有必要。使公共場所和居民居住區的公共樓道燈在白天時不亮，晚上聞聲自亮，待人走后，幾十秒后自動關閉，既方便，又省電。關鍵詞： 光敏電阻二極管三極管.專業 .整理 .下載可編輯目錄第 1 章緒論 . .- 3 -1.1課題背景 . .- 3 -1.2聲控燈的簡介 . .- 3 -第 2 章系統方案設計 . .- 4 -2.1設計思路 . .- 4 -2.2設計要求 . .- 4 -2.3系統框圖 . .- 5 -2.4系統框圖分析 . .錯誤 ! 未定義書簽。第 3 章

7、各單元電路設計和參數計算 . .- 6 -3.1傳感電路 . .- 6 -3.2放大電路 . .- 6 -3.3T觸發器 .- 6 -3.4單穩定性電路 . .- 7 -3.5驅動顯示電路 . .- 8 -第 4 章電路的調試 . .-10-4.1調試方法 . .-10-4.2調試數據 . .-10-4.3焊接調試過程 . .-10-總結 . .-12-參考文獻 . .-12-.專業 .整理 .下載可編輯第1章緒論1.1課題背景如今，光電產業的結合已經是未來光機電一體化趨勢的代表。這一結合最與我們息息相關的就是光控走廊燈的使用。我們經常可以看到，每天傍晚，當天色較暗，走廊燈燈便自動點亮；每到清

8、晨，當太陽照亮整個走廊時，走廊燈就自動熄滅。其實，實現這些功能的并不是哪位辛勤的街道管理者，而是光電器件的杰作。其中，其主要作用的，就是光敏電阻的使用。本文所要做的，便是用軟件模擬整個光控路燈的實現過程，仿真成功后制作真實電路 1 。單片機電路仿真工具能夠實現繪制電路原理圖并提供連續性的仿真信息。這樣可以極大地縮短系統開發的時間和成本。1.2 聲控燈的簡介通過聲音和光的強弱來控制燈的亮暗變化。在光線充足時，發出多大的聲音聲控燈都不亮 , 在光線不足時，只要聲音達到一定程度它就發出了亮光。 這是由于聲控燈是先通過光的強弱進行控制， 當光的強度達到標準時就通過聲音來控制。 其原理是利用了聲學 ,光

9、學和電子學的原理即用聲音傳感器將聲音信號轉換成電信號從而推動觸發器觸發使電路導通工作 2 。其中用到了光敏電阻， 555 定時器，二極管，三極管，麥克風等元器件所組成的放大電路，延時電路從而達到了對燈亮滅控制的目的。.專業 .整理 .下載可編輯第 2 章系統方案設計2.1設計思路聲控走廊燈是把聲音信號（如腳步聲）通過傳感器轉化成電信號，用電信號來驅動電燈泡。聲控走廊燈具有的特點：( 1) 穩定性好，及時的為人們提供照明。( 2) 作用時間合理，人進樓道口時亮，人盡可能離開時熄滅，不要人在中途時就熄滅。( 3) 節能性好，聲控走廊燈需很少的電就能工作很長時間。2.2設計要求聲控走廊燈的設計要求：

10、（1） 開關式控制：擊掌一次燈亮，再擊掌一次燈滅。（2） 延時式控制：一次擊掌后燈亮，延時3 秒后自動熄滅。聲控走廊燈的設計原理：根據設計任務的要求， 首先要將聲音信號轉化成電信號，這需要傳感器電路，由于傳感器電路輸出的電信號比較微弱，所以我們需要放大電路，經放大后的電信號要實現開關式控制和延時式控制兩種控制方法，開關式控制中要求擊掌一次燈亮，擊掌一次燈滅，如果將擊掌信號視為觸發脈沖，這上述現象恰好與T 觸發器的翻轉功能相一致，到另一端所以我們選用T 觸發器實現開關失控制；延時式控制要求擊掌一次后燈亮10 秒鐘自動熄滅，如果我們將上述擊掌信號視為觸發信號，將此觸發信號加到一個單穩態觸發器上恰好

11、可以滿足上述要求，所以我們在放大電路后面用一個雙路開關實現上述兩種控制方式，開關撥到一端實現開關式控制，開關撥到另一端實現延時式控制，經過T 觸發器或單穩態觸發器輸出的信號是數字信號3 ，驅動能力略顯不足，所以我們考慮增加一級驅動放大電路，然后再輸出給電燈控制電路。.專業 .整理 .下載可編輯2.3系統框圖圖 2.1電路原理框圖2.4系統框圖分析（1）. 傳感器是將聲音信號轉變成電信號，我們常用的是話筒。 市場上話筒的種類很多，我們選用的是駐極體話筒，駐極體話筒具有體積小、結構簡單、電聲性能好、價格低的特點，廣泛用于盒式錄音機、無線話筒及聲控等電路中。屬于最常用的電容話筒。（2）. 放大電路是

12、將信號放大， 由于這里對放大的信號沒什么特殊的要求， 所以我們采用 LM324即可。（3）.T 觸發器，由于廠家一般只生產JK 觸發器和 D 觸發器，所以 T 觸發器需要用 D觸發器改裝得到。（4） . 單穩態電路，單穩態電路可以用分離元件自己搭，可以用555 定時器構成。 我們這里仍用 D 觸發器，因為一片 CD4013有兩個 D觸發器，做 T 只需一個 D觸發器，還有一個不能浪費，要充分利用資源，這樣才會節省成本。（5） . 驅動電路，驅動電路我們采用常規的三極管驅動。因為這里的信號功率不大，所以我們采用 9013.9013 是 NPN型的小功率三極管 4 ，在此電路中已滿足條件。.專業

13、.整理 .下載可編輯第 3 章各單元電路設計和參數計算3.1傳感電路本課題將聲音信號轉換成電信號的傳感器選用駐極體話筒，駐極體話筒的電路如圖所示，通過查找駐極體話筒的工作原理，可知輸出電阻極高，考慮到電路的匹配，要求后級的放大電路有高輸入阻抗與之匹配圖中的100 千歐電阻是為電容提供一個放電通路。圖 3.2 駐極體話筒電路圖 3.3 相同比例放大電路3.2放大電路選用 LM324放大電路如圖 3.3 所示，。由于駐極體話筒輸入阻抗高，我們選用高輸入阻抗的同相比例放大電路，反相比例放大電路的輸入阻抗較低。還有后續連接的是數字電路，如果后級選用 TTL 電路，要求本級輸出的電壓信號幅度大于 2V，

14、如果后級選用CMOS電路，要求本級輸出的電壓信號幅度大于 3.5V 如圖 3.3 所示，設經駐極體話筒轉換的電信號 UA=20mV，經放大后的電壓如果選用 CMOS電路，則要求放大后輸出電壓UB>3V，這個放大后的輸出電壓也不要過高，以免過于靈敏。這樣有下式： AU=1+Rf/R3=UB/UA>3/0.02=150 取 Au=200 這樣 Rf=200R3.而在同相比例放大電路中，R3的取值圍為 1 千歐到幾千歐， Rf 的取值圍幾十千歐到幾百千歐，最大可為幾兆。3.3 T觸發器.專業 .整理 .下載可編輯采用 CMOS電路實現，這是因為 TTL 電路的功耗大，且要求電源 5V 穩

15、定，而采用 CMOS 電路 318V 的電源均可且省電，所以選用 CD4013實現觸發器和單穩態電路 5 。CD4013的引腳圖如圖 3.4 所示。根據設計要求， 將擊掌信號即為觸發信號， 利用 CD4013中的一個 D 觸發器實現觸發器的電路圖如圖 3.5 示圖 3.4CD404013 的引腳圖圖 3.5 觸發器與單穩態電路3.4單穩定性電路選用 CD4013加外圍電路實現， 如圖 3.5 單穩態電路所示， 這里運用三要素法對電路中的 R,C 進行計算。 CMOS電路的閾值電壓 Ut=0.5Vcc 。當有擊掌信號即觸發脈沖到來時，Q置 1 對 C開始充電，當充電電壓到達閾置電平時UT時復位信

16、號 R有效， Q復位，單穩態過程結束。f(t)=f()+f(0+)-f()e-t/T上 式 中f( )=Vcc,f(0+)=0,以t=5 10s為 例 進 行 計 算 ， 代 入 上 式 得 ：1/2Vcc=Vcc+0-Vcce-5/T得 t=7.14 14.2由于 T=RC，取 C=220微發， R=51千歐。在圖 3.1 的電路原理框圖中， 開關放在數字電路， 但考慮到上述 T 觸發器和單穩態.專業 .整理 .下載可編輯電路之間不能直接線與，所以將上述開關修正到數字電路后。3.5驅動顯示電路選用三極管電流放大電路，采用發光二極管模擬燈的顯示，如圖3.6 所示。下面對基極電阻 Rb 和集電極

17、電阻 Rc 的選取進行計算。圖 3.6驅動顯示電路.專業 .整理 .下載可編輯圖 3.7總電路圖.專業 .整理 .下載可編輯第 4 章電路的調試4.1調試方法首先對各單元電路進行調試，駐極體話筒接受聲音信號并將其轉化為電信號，但電信號比較微弱不能進行有效的測量，微弱的電信號經放大電路放大后的信號我們可以測量其電壓的大小，看放大后的電壓能否達到所要求的，如果沒有，可以調節放大電路的反饋電阻增大其放大倍數6 。再測試 T 的輸出端 Q 經一次擊掌后有沒有達到高電平，二次擊掌后是否為低電平。最后再測試單穩態電路的輸出端看是否得到所需的波形。等單元電路測試都成功后，再把整個電路都連接好，看燈的亮滅情況

18、。4.2 調試數據擊掌的次數燈亮情況擊掌一次燈亮擊掌兩次燈滅擊掌的次數燈亮情況延遲多長時間后燈滅擊掌一次燈亮3.0s擊掌兩次燈亮2.9s擊掌三次燈亮3.0s4.3焊接調試過程（1） . 焊接前清點各元器件清單，檢查是否有缺損現象。（2） . 通過書刊、網絡查找元器件的管腳等信息，為實際焊接做好必要的準備。（3） . 按照電路圖進行實物焊接。（4） . 調試過程：接通 5V 電源，將撥動開關撥向左端（里端），理論上將實現開關式控制，即擊掌一次燈亮，再擊掌一次燈滅。將撥動開關撥向右端（外端），理論上將實現延時式控制，一次擊掌后燈亮，3 秒后自動熄滅。在實際檢驗過程中，發現，沒有預期效果的出現，通過萬用表檢測發現發光二極管兩端電壓小于5V，所以初步猜測：.專業 .整理 .下載可編輯電路某處開路。進一步調試，二極管出有虛焊現象。至此，調試完成，到達預期效果。圖 4.1電路實物圖.專業 .整理 .下載可編輯總結經過一個星期的努力，課程設計終于大告成功了。通過這次的設計使我認識到我對這方面的知識知道的太少了，對于書本上的很多知識還不能靈活運用，有很多我們需要掌握的知