数字电子技术课程设计---声控灯的设计与制作
自制声控灯教学设计方案
## 一、教学目标1. 知识目标：- 了解声控灯的基本原理和组成部分。
- 掌握声控电路的设计方法。
- 熟悉电子元器件的识别和使用。
2. 技能目标：- 学会使用电子工具和仪器进行电路组装。
- 能够根据设计要求调整电路参数，实现声控灯的功能。
3. 情感目标：- 培养学生对电子技术的兴趣和好奇心。
- 增强学生的动手实践能力和团队协作精神。
## 二、教学内容1. 声控灯的基本原理：- 声控开关的工作原理。
- 声音传感器的工作原理。
2. 电路设计：- 声控电路的基本设计思路。
- 常用电子元器件的选择和应用。
3. 电路组装：- 电路板焊接技巧。
- 常用电子工具的使用。
4. 调试与测试：- 声控灯的性能测试。
- 故障排除方法。
## 三、教学步骤### 1. 导入新课- 以生活中的声控灯为例，激发学生的兴趣。
- 简要介绍声控灯的基本原理和组成部分。
### 2. 知识讲解- 详细讲解声控开关和声音传感器的工作原理。
- 介绍常用电子元器件及其功能。
### 3. 电路设计- 引导学生根据设计要求绘制电路图。
- 讲解电路图中的各个元件及其连接方式。
### 4. 电路组装- 指导学生使用电子工具和仪器进行电路组装。
- 强调焊接技巧和注意事项。
### 5. 调试与测试- 指导学生进行声控灯的性能测试。
- 教授故障排除方法，让学生学会分析问题并解决问题。
### 6. 总结与拓展- 总结本节课所学内容，强调重点和难点。
- 引导学生思考如何将声控灯应用于实际生活中。
## 四、教学评价1. 过程评价：- 观察学生在课堂上的参与程度。
- 评估学生的动手实践能力。
2. 结果评价：- 检查学生组装的声控灯是否能够正常工作。
- 评估学生对声控灯原理的理解程度。
3. 反馈与改进：- 收集学生对教学过程的意见和建议。
- 根据反馈调整教学内容和方法。
## 五、教学资源1. 教材：《电子技术基础》等相关教材。
2. 实验器材：声控开关、声音传感器、电阻、电容、二极管、三极管、电路板、焊接工具等。
声控灯的设计与制作
声控灯的设计与制作声控灯是一种利用声音信号控制灯光开关的智能家居设备，具有节能、方便等特点，受到了越来越多人的青睐。
本文将从声控灯的设计原理、制作步骤以及可行性进行介绍。
首先，声控灯的设计原理是基于声音信号的识别和处理。
当用户发出特定的声音信号时，传感器可以感知到并将其转化为电信号，通过对电信号的处理可以判断用户的意图，从而控制灯光的开关。
例如，用户发出的声音信号为“开灯”，则传感器可以将此声音信号转化为电信号，并通过系统判断用户的意图是要打开灯光，从而控制灯光的开关。
其次，声控灯的制作可以分为硬件部分和软件部分。
硬件部分主要包括传感器、电路板、灯具等组件。
传感器是感知声音信号的重要器件，可选择市场上常见的麦克风传感器或声控传感器。
电路板是实现声音信号转化和处理的主要部件，可以使用Arduino等开源硬件平台制作，并根据实际需要添加适当的电路元件，如电容、电阻等。
灯具可选择与电路板相配套的LED灯条或其他类型的灯具。
软件部分主要包括声音信号的识别和处理算法。
根据用户的需求可以选择不同的算法，如基于模式匹配的算法、基于语音识别的算法等。
在程序设计过程中，需要通过编程语言实现声音信号的识别与处理，并将其转化为控制信号，从而控制灯光的开关。
最后，声控灯的制作步骤如下：1.购买所需材料：传感器、电路板、灯具等。
2.搭建电路：根据电路图将传感器和电路板连接起来，并根据需要添加其他元件。
3.烧录程序：使用编程软件对电路板进行烧录操作，将声音信号的识别和处理算法写入电路板。
4.接入灯具：将电路板与灯具相连接，确保灯具与电路板可以正常配合工作。
5.完善功能：对程序进行调试和优化，确保声控灯的功能正常。
6.安装和使用：将声控灯安装在需要的位置，根据需要测试其功能，并根据实际需求进行调整。
从上述步骤可以看出，声控灯的制作相对简单，只需购买合适的材料和组件，并进行基础的电路搭建和编程操作就能实现。
可行性方面，由于市场上已经有成熟的传感器和开源硬件平台，并且声控技术也已经比较成熟，因此制作声控灯相对容易，并且有很大的可行性。
声控灯的课程设计报告
声控灯的课程设计报告一、课程目标知识目标：1. 学生能理解声控灯的基本工作原理，掌握声音与电信号转换的基础知识。
2. 学生能描述声控灯电路的组成部分及其功能，了解电路图的阅读与绘制。
3. 学生掌握声控灯的制作步骤，了解相关的电子元件及其在电路中的作用。
技能目标：1. 学生通过实践操作，能独立完成声控灯的制作，培养动手能力和问题解决能力。
2. 学生能运用所学知识，分析并解决声控灯制作过程中遇到的问题，提高创新思维和实际操作技能。
情感态度价值观目标：1. 学生在学习过程中，培养对科学技术的兴趣，提高探索精神和求知欲。
2. 学生通过团队协作完成项目，学会沟通与分享，培养合作意识。
3. 学生在实践过程中，认识到科技对生活的改变，培养环保意识和创新意识。
课程性质分析：本课程为科技制作类课程，旨在通过声控灯的制作，使学生掌握基础电子知识，提高动手实践能力。
学生特点分析：考虑到学生所在年级的特点，课程内容以形象、直观的方式呈现，注重实践操作，激发学生的学习兴趣。
教学要求：1. 课程内容与课本知识紧密结合，注重知识的应用与实践。
2. 教师引导学生主动参与，鼓励学生提问、思考，培养解决问题的能力。
3. 教学过程中关注学生的个体差异，给予个性化指导，确保每个学生都能达到课程目标。
二、教学内容本课程教学内容以《电子技术基础》教材中“声音传感器及其应用”章节为依据，结合以下内容展开：1. 声音传感器原理：介绍声音传感器的工作原理，包括声音信号的采集、转换和放大过程。
2. 声控灯电路设计：讲解声控灯电路的组成部分，如麦克风、运算放大器、继电器等，分析各部分功能及相互关系。
3. 电子元件识别与应用：学习常用电子元件，如电阻、电容、二极管、三极管等，了解其在声控灯电路中的作用。
4. 电路图绘制与解读：教授电路图的绘制方法，指导学生阅读和理解声控灯电路图。
5. 实践操作：安排学生进行声控灯制作实践，包括电路搭建、调试和优化。
6. 故障分析与排除：教授学生分析声控灯制作过程中可能出现的故障，掌握相应的排查和解决方法。
数电声控灯课程设计
苏州科技大学数字电子技术课程设计院系：电子与信息工程专业：电子信息工程班级：1199学号：1254567788姓名：李明目录第一部分设计说明 (2)1.1 设计任务 (2)1.2 实验目的 (2)1.3目的与意义 (2)第二部分原理方案设计 (3)2.1 方案的形成和方案的比较 (3)2.2 具体框图原理解释与相关器件的考虑 (3)2.3 具体的理论依据 (3)第三部分详细设计过程 (5)3.1 原理图设计方法与具体过程 (5)3.2原理图的重点解释和设计考虑 (5)3.2.1 由555定时器接成的单稳态触发器 (5)3.2.2 继电器器控制电路 (6)3.2.3 声控电路部分 (7)第四部分实验 (8)4.1 实验仪器 (8)4.2 实验电路图 (8)4.2 实验注意 (8)第五部分实验总结 (9)第一部分：设计说明1设计任务楼道声控灯控制器设计，具体要求如下：1：器件条件：声音传感器、555定时器、继电器、LED灯泡，其它自定；2：功能实现：当有声音时，开启灯光，并维持2秒钟，然后灯光关闭。
3：基于器件条件，不可以采用其它微控制器，可只有发挥完成功能。
2目的与意义训练综合运用学过的数字电子技术、硬件设计基础及电路相关基本知识，培养独立设计比较复杂数字系统设计能力。
通过综合设计，力争掌握使用基本电子元器件设计数字系统电路的基本方法，包括原理方案的确定、Protel画图工具、原理图的绘制、软件模拟与理论计算过程，为以后进行工程实践问题的研究打下设计基础。
本次课程设计的内容是光电声控灯，是日常生活中非常常见，应用非常广泛的一种声控灯，它不需要开关，有人经过时会自动亮，可以通过设计确定其亮一次大概的时间，方便快捷，我们都会看到过它的外形，本次课程设计，会论述光电声控灯的原理，所用到的各种器件引脚及其功能，随着社会的发展，资源的大量开采，能源在逐渐的减少，所以现在要建立节能意识，电能是首当其冲，楼道声控灯就是楼道的一个重要的节能装置，它由声音控制电路和三五定时器，再加上输出信号通过继电器来连接起来，以控制灯亮的时间来达到节能的目的。
模电课程设计声控灯
模电课程设计声控灯一、教学目标本章节的教学目标是使学生掌握声控灯的基本原理和电路设计，学会使用模拟电子技术进行简单的系统分析和设计。
1.了解声控灯的工作原理。
2.掌握常用的声控电路设计方法。
3.熟悉模拟电子技术在声控灯中的应用。
4.能够使用基本的电子仪器进行电路测试和调试。
5.能够独立设计并实现简单的声控电路。
6.能够对声控灯系统进行故障排查和维护。
情感态度价值观目标：1.培养学生的创新意识和实践能力。
2.增强学生对模拟电子技术的兴趣和热情。
3.培养学生团队协作和沟通的能力。
二、教学内容本章节的教学内容主要包括声控灯的工作原理、电路设计方法和模拟电子技术的应用。
1.声控灯的工作原理：介绍声控灯的工作原理，包括声音的检测、放大和处理等。
2.电路设计方法：讲解常用的声控电路设计方法，如声控放大器、滤波器和稳压电路等。
3.模拟电子技术的应用：介绍模拟电子技术在声控灯中的具体应用，如声控放大器的调试和优化等。
三、教学方法为了激发学生的学习兴趣和主动性，本章节将采用多种教学方法，包括讲授法、讨论法、案例分析法和实验法等。
1.讲授法：通过讲解声控灯的工作原理和电路设计方法，使学生掌握基本概念和理论知识。
2.讨论法：学生进行小组讨论，分享各自的设计思路和经验，促进学生之间的交流和合作。
3.案例分析法：分析具体的声控灯设计案例，使学生了解实际应用中遇到的问题和解决方案。
4.实验法：引导学生进行声控灯的实验设计和制作，培养学生的实践能力和创新思维。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施，丰富学生的学习体验，我们将选择和准备以下教学资源：1.教材：选用《模拟电子技术》等相关教材，为学生提供系统性的理论知识学习。
2.参考书：推荐学生阅读《声控技术手册》等参考书籍，拓展学生的知识面。
3.多媒体资料：制作声控灯原理和电路设计的PPT、视频等多媒体资料，提高学生的学习兴趣。
4.实验设备：准备声控放大器、滤波器、稳压电路等实验设备，供学生进行实验操作和调试。
声控灯电子课程设计555
声控灯电子课程设计555一、课程目标知识目标：1. 让学生理解并掌握555定时器的原理及应用，了解声控灯的工作机制。
2. 使学生了解并掌握电子电路设计的基本流程，包括电路图绘制、元器件选型、电路搭建及调试。
技能目标：1. 培养学生运用555定时器设计声控灯电路的能力，提高动手实践能力。
2. 培养学生独立分析问题、解决问题的能力，提高团队协作能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对电子技术的兴趣，激发学生的创新意识和探索精神。
2. 培养学生严谨的科学态度，养成认真细致的学习习惯。
3. 引导学生关注电子技术在日常生活中的应用，认识到科技对生活的改善作用。
课程性质分析：本课程为电子技术实践课程，以项目为导向，结合课本知识，培养学生的实际操作能力和创新思维。
学生特点分析：学生在本年级已具备一定的电子技术基础知识，对电子电路有一定了解，但实际操作能力和创新能力有待提高。
教学要求：1. 结合课本知识，注重理论与实践相结合，提高学生的实际操作能力。
2. 采用项目式教学，引导学生主动探究，培养学生的创新思维和团队协作能力。
3. 关注学生的个体差异，因材施教，使每位学生都能在课程中取得进步。
二、教学内容本课程教学内容主要包括以下三个方面：1. 理论知识学习：- 555定时器原理：讲解555定时器的内部结构、工作原理及功能。
- 声控灯工作原理：分析声控灯的电路组成、工作原理及设计要点。
2. 实践操作环节：- 电路图绘制：指导学生使用相关软件绘制声控灯电路图。
- 元器件选型：教授学生如何根据电路要求选择合适的元器件。
- 电路搭建与调试：引导学生动手搭建声控灯电路，并进行调试。
3. 教学大纲与进度安排：- 第一周：555定时器原理学习，了解声控灯工作原理。
- 第二周：电路图绘制，元器件选型。
- 第三周：电路搭建，调试与优化。
教材章节关联：本课程教学内容与教材中以下章节相关：- 第三章：时序逻辑电路- 第四章：模拟电路- 第五章：传感器及其应用教学内容组织：课程内容以项目为导向，将理论与实践相结合，使学生能够学以致用。
声控灯的设计与制作
声控灯的设计与制作声控灯是一种通过声音信号来控制灯光的智能设备，它可以根据声音的强弱和频率来调节灯光的亮度和颜色。
声控灯的设计和制作涉及到电子电路、传感器技术和编程等多个方面。
以下是一种声控灯的设计与制作过程。
设计步骤：1.确定功能需求：声控灯的基本功能是根据声音信号来控制灯光的亮度和颜色。
可以根据实际需求来确定其他功能，如灯光的切换、延时关闭等。
2.选择硬件组件：为了实现声音信号的采集和处理，需要选择合适的硬件组件。
通常可以选择电位器、麦克风传感器、音频放大器等。
3.设计电路：根据功能需求和硬件组件的选择，设计电路原理图。
主要包括声音信号的采集电路、信号处理电路、灯光控制电路等。
需要注意电路的连线和电阻、电容等元件的数值选择。
4.制作电路板：根据电路原理图，使用电路设计软件绘制PCB板的图纸。
然后选择合适的电路板材料，进行切割、打孔和焊接等工艺，制作完成整个电路板。
5. 程序编写：根据电路和硬件组件的设计，编写相应的程序代码。
根据声音信号的采集和处理，控制灯光的亮度和颜色变化。
程序可以使用Arduino编程语言或其他单片机的编程语言。
6.调试与测试：将程序烧录到相应的芯片上，将电路连接好，进行电源供给后进行调试和测试。
测试过程中要注意观察灯光亮度和颜色的变化是否符合预期，是否能够正确响应声音信号的变化。
7.封装与制作外壳：根据需求进行声控灯的封装和制作外壳。
可以使用3D打印技术或其他材料来制作外壳，保护电路和硬件组件。
外壳的设计要考虑灵活性和美观性。
以上是声控灯的设计与制作的基本步骤，具体的实施过程可能会有所差异。
需要根据实际情况和具体需求来进行调整和改进。
声控灯的设计和制作需要一定的电子电路和编程知识，同时也需要仔细的操作和耐心的调试。
通过设计和制作声控灯，不仅可以提高自己的技能水平，还可以实现自己独特的创意和想法。
数电课程设计 声控灯设计
声光控延时照明灯的设计一、设计目的本次设计是以实践性为课题，起到巩固所学知识，加强综合能力，培养电路设计能力，提高实验技术，启发创新思想的效果。
用声光控延时开关代替住宅小区的楼道上的开关，只有在天黑以后，当有人走过楼梯通道，发出脚步声或其它声音时，楼道灯会自动点亮，提供照明，当人们进入家门或走出公寓，楼道灯延时几分钟后会自动熄灭。
在白天，即使有声音，楼道灯也不会亮，可以达到节能的目的。
声光控延时开关不仅适用于住宅区的楼道，而且也适用于工厂、办公楼、教学楼等公共场所，它具有体积小、外形美观、制作容易、工作可靠等优点。
二、方案设计电路由直流供电电路、控制电路、延时电路三部分组成。
控制电路采用基本数字逻辑单元进行设计。
直流供电电路由D1-D4组成桥式整流电路。
交流220V电压经桥式整流桥后变成脉动的直流电，供后续电路工作。
控制电路由四与非门CD4011、驻极体话筒BM、光敏电阻R5、三极管9014、单向可控硅SCR等元器件组成。
由CD4011的选定的输出端控制晶闸管的关闭，从而控制整个灯的关灭。
光敏电阻在白天时，电阻值小， CD40011输出永远为低电平，晶闸管为低电压，不导通，灯不亮。
光敏电阻在夜晚时阻值大，光敏电阻与声音信号的有无一起控制CD4011的输出。
夜晚当有声音时，声音信号经过放大，与光敏电阻控制的CD40011输出为高电平，晶闸管导通，灯亮。
无声音信号时，不亮。
延时电路有电容C和电阻R的冲放电里控制。
三、电路设计及理论分析1、原理框图图1 声控灯原理框图图2 声控电路原理图2．单元电路设计及分析电路由直流供电电路、控制电路、延时电路三部分组成。
2.1 直流供电电路直流供电电路由D1-D4组成桥式整流电路。
交流220V电压经桥式整流桥后变成脉动的直流电，供后续电路工作。
2.2 控制电路控制电路由四与非门CD4011、驻极体话筒BM、光敏电阻R5、三极管9014、单向可控硅SCR等元器件组成。
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课程设计说明书（论文）
课程名称：数字电子技术基础
设计题目：声控灯的设计与制作
院系：电气学院
班级：
设计者：
学号：
指导教师：
设计时间：
课程设计任务书
一、设计任务及原理
1.设计任务
设计一个声控开关，控制对象为发光二极管。
基本要求：
1、接收到一定强度的声音后，声控开关点亮发光二极管（电流5～10mA），延时时间在1～15s之间可调。
2、延时时间用数字显示（采用共阳极数码管），时间单位可调，显示范围为1～15s。
2.设计原理
声控灯的功能是将声音信号转换为电信号、再将电信号转换为光信号的一个装置。
声控灯装置的输入部分由是一个话筒。
话筒的高分子极化膜中拥有一定的永久电荷。
在声波的作用下，极化膜在声音的作用下震动，因此电容的大小不断地变化。
电容两极间的电压随着电容的增大而减小。
和声音对应的电压便可以由电容两端的电压推算出来，起到一个传感器的作用。
然而由于这个电压的大小极小不能够使LED灯发光，因此需要用多级放大电路对这个电压信号进行放大，对其进行整形，处理，最终得到一个理想的大小适中的电压信号来驱动二极管发光。
单稳态触发电路可以满足声控灯延时的实现。
其暂态时间就是发光二极管的发光持续时间。
用经过多级放大电路放大的电压作为触发脉冲输送给单稳态触发电路，会得到一个持续特定时间的输出电压。
进而达到了驱动二极管发光的目的。
对于计数器部分，首先需要一个时钟源。
多谐振荡器产生时钟源脉冲。
满足了单稳态电路的输出与时基脉冲结合，控制计数器的计数与清零，就可以使计数部分与发光部分同步工作。
计数结果经译码器的译码输送给数码管，数码管便可以将数字显现出来，达到了本次课程设计的目的。
二、设计过程
1.声控灯电路原理：
接受到声音信号进入到驻极体话筒时，话筒将声音信号转换为电压信号，经三极管放大电路对该电压信号进行放大以及接下来的施密特触发器整形后，触发单稳态延时电路，便可以产生一个可调宽度的脉冲信号，该脉冲信号足够大便能够驱动发光二极管使其发光。
该脉冲信号还作为选通信号，达到使计数器计数的目的，接下来将信号送到数码管，最终驱动数码管显示数字，此即为声控灯电路工作的原理，下面为其中的电路原理的设计简图。
2.电路设计
2.1放大电路设计：
放大电路由两个三极管实现，将驻极体话筒采集的声音信号转换成的电信号进行放大，电路图如下所示：
2.2整形电路设计
整形电路由555定时器构成的施密特触发器实现，放大后的尖峰脉冲经整形电路后，得
到的波形接近方波，当尖峰脉冲信号大于
3cc 时，输出为低电平；当尖峰脉冲信号小于1
3cc V 时，输出为高电平；当尖峰脉冲信号大于13cc V 小于2
3
cc V 时，输出为保持原电平。
整形电路如下图所示：
2.3单稳态延时电路设计
单稳态延时电路由555定时器构成的单稳态触发器实现，高电平触发，其中 1.1w t RC ，通过调节滑动变阻器，时间是0s~99s 可调，电路如下图所示：
2.4时基电路设计
时基电路由555定时器构成的多谐振荡器实现，0.7(2)A B T R R C ≈+，占空比为
100%2A B
A B
R R D R R +=
⨯+，电路如下图所示：
时基电路产生方波，为计数器提供时钟脉冲。
通过调节滑动变阻器，可以改变输出方波的占空比，进而计数器的计数快慢。
2.5计数译码显示电路设计
计数译码器显示电路将根据单稳态延时电路、
门电路及时基电路决定的主脉冲给计数器。
计数器由74LS90构成，译码器由74LS47构成，显示电路由数码管构成，如下图所示：
三、电路实物图连接与电路图仿真
根据以上所述设计的声控灯仿真电路如下所示：
四、电路检测与调试
（1）调试9013三极管构成的放大电路，利用示波器观测放大电路的输入端（即话筒输出端）和第1个三极管集电极的输出波形。
如下图所示：
第一级放大器输出波形
第二级放大器输出波形
（2）调试555构成的单稳态触发器，利用示波器观测单稳态延时电路的输出端波形；调节滑动变阻器，观测LED发光二极管延时时间。
（3）调试555构成的多谐振荡器，利用示波器观测时基电路的输出端波形；调节滑动变阻器，观测时基电路的输出端波形。
输出波形基本为方波。
五、原件清单
i.与非门：74LS00
ii.计数器：74LS90
iii.译码器：74LS47
iv.直流稳压电源
v.电阻、电容、导线若干
i.555定时器
ii.三极管：9013
iii.驻极体话筒
iv.发光二极管LED（共阳极）
六.设计总结与心得
通过此次基于声控灯的设计与制作的数字电子技术课程设计，我受益匪浅，不仅对数电课上老师所讲授的理论知识有了更深刻的理解，并在实验的过程中提高了自己的动手实践和操作能力，在最后的一个附加环节还提高了我的创新能力，在这个环节中，我们小组提出了多种设计方案，但是通过仔细的深刻研究分析及考虑到元件的限制因素，我们最终选择了一个最优方案，对面包版搭建电路更加熟悉，对我印象最深的是我们在最初完成电路的连接后进行第一次调试，结果失败了，但是经过我们细心讨论和排查每一条线，最终排除了错误，达到了本次课程设计的要求，我们得到了成功的喜悦，希望以后能够有更多这样动手实践的能力，更有助于提高我们将理论知识应用到实际生活中的能力。