声控走廊灯开关的设计说明

模拟电子技术课程设计题目：声控走廊灯开关的设计院系：工学院电气与电子工程系专业：电气工程及其自动化班级：姓名：学号：指导教师：二〇一五年十二月模电课程设计任务书一、基本情况学时：30学时学分：1学分课程设计代码：07120102适应班级：14电气工程、自动化二、进度安排本设计共安排1周，合计30学时，具体分配如下：实习动员及准备工作： 2学时总体方案设计： 4学时查阅资料，讨论设计： 14学时撰写设计报告： 8学时总结： 2学时教师辅导：随时三、基本要求1、课程设计的基本要求模电课程设计是在学习完模拟电子技术课程之后，按照课程教学要求，对学生进行综合性训练的一个实践教学环节。

主要是培养学生综合运用理论知识的能力，分析问题和解决问题的能力，以及根据实际要求进行独立设计的能力。

初步掌握模拟电子线路的安装、布线、焊接、调试等基本技能；熟练掌握电子电路基本元器件的使用方法，训练、提高读图能力；掌握组装调试方法。

其中理论设计包括总体方案选择，具体电路设计，选择元器件及计算参数等，课程设计的最后要求是写出设计总结报告，把设计容进行全面的总结，若有实践条件，把实践容上升到理论高度。

2、课程设计的教学要求模电课程设计的教学采用相对集中的方式进行，以班为单位全班学生集中到设计室进行。

做到实训教学课堂化，严格考勤制度，在实训期间累计旷课达到6节以上，或者迟到、早退累计达到8次以上的学生，该课程考核按不及格处理。

在实训期间需要外出查找资料，必须在指定的时间方可外出。

课程设计的任务相对分散，每3名学生组成一个小组，完成一个课题的设计。

小组成员既有分工、又要协作，同一小组的成员之间可以相互探讨、协商，可以互相借鉴或参考别人的设计方法和经验。

但每个学生必须单独完成设计任务，要有完整的设计资料，独立撰写设计报告，设计报告雷同率超过50%的课程设计考核按不及格处理。

四、设计题目及控制要求声控走廊灯开关要求：（1）办公楼或居民楼应用的声控开关；（2）白天光线充足时，灯不亮；（3）晚上光线暗，如无人声，灯不亮；若有人声，则亮。

五、设计报告设计完成后，必须撰写课程设计报告。

设计报告必须独立完成，格式符合要求，文字（不含图形、程序）不少于2000字，图形绘制规。

设计报告的格式如下：1、封面2、容提要3、目录4、正文(1) 所作题目的意义、本人所做的工作及系统的主要功能；(2) 方案选择及论证；(2) 设计步骤及原理图；(3) 元器件的选择；(4) 设计过程中出现问题的解决方法；5、心得体会6、参考文献六、考核方法模电课程设计的考核方式为考查，考核结果为优秀、良好、中等、及格和不及格五等，分数在90-100之间为优秀，80-89分之间为良好，70-79分之间为中等，60-69分之间为及格，60分以下为不及格。

考核分三个方面进行：平时考勤：30% 实验及设计成果质量：40% 课程设计报告：30%有下列情形之一者，课程设计考核按不及格处理：1、设计期间累计迟到、早退达8次；2、设计期间累计旷课达6节；3、设计报告雷同率超过50%或无设计报告；4、不能完成设计任务，达不到设计要求；摘要声控灯是一种声控电子照明装置，由音频放大器、选频电路、延时开启电路和可控硅电路组成。

它提供了一种操作简便、灵活、抗干扰能力强，控制灵敏的声控灯，即可方便及时地打开和关闭声控照明装置，并有防误触发而具有的自动延时关闭功能，并没有手动开关，使其应用更加方便。

为了社会的进一步发展，因此，设计研制一种电路新颖、安全节电、结构简单、安装方便的声控走廊灯节能自动开关显得相当有必要。

使公共场所和居民居住区的公共楼道灯在白天时不亮，晚上闻声自亮，待人走后，几十秒后自动关闭，既方便，又省电。

关键词：光敏电阻二极管三极管目录第1章绪论............................................................ - 3 -1.1 课题背景......................................................... - 3 -1.2 声控灯的简介..................................................... - 3 -第2章系统方案设计.................................................... - 4 -2.1 设计思路......................................................... - 4 -2.2 设计要求......................................................... - 4 -2.3 系统框图......................................................... - 5 -2.4 系统框图分析......................................... 错误!未定义书签。

第3章各单元电路设计和参数计算........................................ - 6 -3.1 传感电路......................................................... - 6 -3.2 放大电路......................................................... - 6 -3.3 T触发器......................................................... - 6 -3.4 单稳定性电路..................................................... - 7 -3.5 驱动显示电路..................................................... - 8 -第4章电路的调试..................................................... - 10 -4.1 调试方法........................................................ - 10 -4.2 调试数据........................................................ - 10 -4.3 焊接调试过程.................................................... - 10 -总结................................................................... - 12 -参考文献............................................................... - 12 -第1章绪论1.1 课题背景如今，光电产业的结合已经是未来光机电一体化趋势的代表。

这一结合最与我们息息相关的就是光控走廊灯的使用。

我们经常可以看到，每天傍晚，当天色较暗，走廊灯灯便自动点亮；每到清晨，当太阳照亮整个走廊时，走廊灯就自动熄灭。

其实，实现这些功能的并不是哪位辛勤的街道管理者，而是光电器件的杰作。

其中，其主要作用的，就是光敏电阻的使用。

本文所要做的，便是用软件模拟整个光控路灯的实现过程，仿真成功后制作真实电路[1]。

单片机电路仿真工具能够实现绘制电路原理图并提供连续性的仿真信息。

这样可以极大地缩短系统开发的时间和成本。

1.2 声控灯的简介通过声音和光的强弱来控制灯的亮暗变化。

在光线充足时，发出多大的声音声控灯都不亮,在光线不足时，只要声音达到一定程度它就发出了亮光。

这是由于声控灯是先通过光的强弱进行控制，当光的强度达到标准时就通过声音来控制。

其原理是利用了声学,光学和电子学的原理即用声音传感器将声音信号转换成电信号从而推动触发器触发使电路导通工作[2]。

其中用到了光敏电阻，555定时器，二极管，三极管，麦克风等元器件所组成的放大电路，延时电路从而达到了对灯亮灭控制的目的。

第2章系统方案设计2.1 设计思路声控走廊灯是把声音信号（如脚步声）通过传感器转化成电信号，用电信号来驱动电灯泡。

声控走廊灯具有的特点：(1)．稳定性好，及时的为人们提供照明。

(2)．作用时间合理，人进楼道口时亮，人尽可能离开时熄灭，不要人在中途时就熄灭。

(3)．节能性好，声控走廊灯需很少的电就能工作很长时间。

2.2 设计要求声控走廊灯的设计要求：（1）开关式控制：击掌一次灯亮，再击掌一次灯灭。

（2）延时式控制：一次击掌后灯亮，延时3秒后自动熄灭。

声控走廊灯的设计原理：根据设计任务的要求，首先要将声音信号转化成电信号，这需要传感器电路，由于传感器电路输出的电信号比较微弱，所以我们需要放大电路，经放大后的电信号要实现开关式控制和延时式控制两种控制方法，开关式控制中要求击掌一次灯亮，击掌一次灯灭，如果将击掌信号视为触发脉冲，这上述现象恰好与T触发器的翻转功能相一致，到另一端所以我们选用T触发器实现开关失控制；延时式控制要求击掌一次后灯亮10秒钟自动熄灭，如果我们将上述击掌信号视为触发信号，将此触发信号加到一个单稳态触发器上恰好可以满足上述要求，所以我们在放大电路后面用一个双路开关实现上述两种控制方式，开关拨到一端实现开关式控制，开关拨到另一端实现延时式控制，经过T触发器或单稳态触发器输出的信号是数字信号[3]，驱动能力略显不足，所以我们考虑增加一级驱动放大电路，然后再输出给电灯控制电路。

2.3 系统框图图2.1 电路原理框图2.4 系统框图分析（1）.传感器是将声音信号转变成电信号，我们常用的是话筒。

市场上话筒的种类很多，我们选用的是驻极体话筒，驻极体话筒具有体积小、结构简单、电声性能好、价格低的特点，广泛用于盒式录音机、无线话筒及声控等电路中。

属于最常用的电容话筒。

（2）.放大电路是将信号放大，由于这里对放大的信号没什么特殊的要求，所以我们采用LM324即可。

（3）.T触发器，由于厂家一般只生产JK触发器和D触发器，所以T触发器需要用D 触发器改装得到。

（4）.单稳态电路，单稳态电路可以用分离元件自己搭，可以用555定时器构成。

我们这里仍用D触发器，因为一片CD4013有两个D触发器，做T只需一个D触发器，还有一个不能浪费，要充分利用资源，这样才会节省成本。

（5）.驱动电路，驱动电路我们采用常规的三极管驱动。