楼道声光控制照明灯课程设计

数字逻辑系统设计论文——楼道声光控制照明灯

院系：

专业：

班级：

姓名：

学号：

指导教师：

2011年6 月26日

目录

第一章：绪论 (1)

1.1：题目 (1)

1.2：设计目的 (1)

1.3：设计要求 (1)

1.4：设计内容 (1)

第二章：系统总体方案设计 (2)

2.1：方案设计 (2)

2.2：电路原理图 (2)

2.3：方案认证 (3)

2.4：设计所需器件 (5)

第三章：硬件电路安装及调试 (7)

3.1：了解工具 (7)

3.2：安装器件 (7)

3.3：调试电路 (7)

第四章：总结与展望 (8)

4.1：总结 (8)

4.2：展望 (8)

参考文献 (9)

致谢 (10)

附录 (1)

第一章：绪论

1.1：题目

楼道声光控制照明灯设计

1.2：设计目的

1.掌握数字电路设计方法、练习原件焊接技术；

2.培养综合应用所学知识来指导实践的能力；

3.掌握常用元器件的识别和测试；

4.熟悉常用仪表，了解电路调试的基本方法。

1.3：设计要求

按既定元件方案设计，实现无光有声时，触发灯亮并延迟5秒，有光时无论是否有声都不亮。

1.4：设计内容

1.电路原理图设计，按照要求计算参数，达到理想效果；

2.通过电路原理图制作电路板；

3.设计论文。

LED声光控灯是及LED灯和声光控电路为一体，安装方便，使用寿命长。声光控电路是集声学、光学和延时技术为一体组成的自动照明开关，白天或光线较强时，开关电路为自锁状态，LED灯不亮，当光线黑暗时或晚上来临时，开关进入预备工作状态，此时，当来人有脚步声、说话声、拍手声等声源时，开关自动打开，灯亮，延时一段时间后自动熄灭，从而实现了“人来灯亮，人去灯熄”，杜绝了长明灯，使得LED声光控灯低能耗、长寿命。

本次设计的楼道声光控制照明灯具有声控，光控以及延时功能。控制灵敏的声控电路，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。光控电子开关，它的“开”和“关”是靠可控硅的导通和阻断来实现的，而可控硅的导通和阻断又是受自然光的亮度（或人为亮度）的大小所控制的。该装置适合作为街道、宿舍走廊或其它公共场所照明灯，起到日熄夜亮的控制作用，以节约用电。

第二章：系统总体方案设计

2.1：方案设计

利用一块基时电路及少数外围元件可能组成声光双控电灯。装置省去了能耗大、笨重、极易产生热量的电源变压器具有结构简单、自耗电轻微、性能稳定、灵敏度高、通用性强的特点。图2-1为声光节电灯电路原理图，驻极体话筒对促发声响有极为敏感的特性，本电路由声电转换元件，及电信号放大部分、NE555施密特触发器整形部分，单稳态延时部分和光控组成部分。

LM358的其中一个运放接为比较器，由光敏电阻所在支路和基准电压进行比较，给出高低电平接到NE555的复位端。当有光时，光敏电阻的阻值下降，比较器输出低电平，NE555复位，故此电路在有光时LED不亮，为光控电路。另一运放将声信号转成的电信号放大，通过施密特触发器整形为方波，此支路为声控电路。将整形后的波形给单稳态触发器74LS122，通过外围电路的参数选取确定触发时间。

2.2：电路原理图

图2-1

Q ↑d R 1A 2A 1B 2B Q ⨯H L

⨯⨯H H H H H H ↑

⨯⨯⨯⨯L H H H ⨯⨯L H L H L

H

⨯⨯⨯⨯⨯⨯L L L ⨯H ↑L ⨯H ↑L ⨯H ↑L ⨯H ↑H H H H

H H H H H H

H L ⨯

↓↓↓↓H ⨯L

2.3：方案认证

计主要由声控电路，光控电路，放大电路，整形电路，延时电路几部

分组成。其中，声控电路与光控电路分别由LM358内部两个放大器组成。声控部分其实是一个负反馈放大器，主要是将驻极体话筒接收到的信号进行放大，输出到整流电路中。光控部分是一个由光敏电阻与另外几个电阻组成的电压比较器，由于NE555中4脚的特性（低电平有效，输出为低电平）。当有光时，光敏电阻器阻值很小，故电流经反向端输出低电平，有无信号经过时，LED 灯都不亮。且NE555复位；当无光或光线暗时，光敏电阻阻值很大，电流经同向端输出高电平，当有信号经过时，LED 灯亮。NE555输出高电平。最后经过74LS122进行延迟，即可得到与设计内容相一致的电路。本方案经老师与同学的讨论，以及实际电路连接，证明方案正确。

74122是一个TTL 可再触发单稳态多谐振荡器集成电路，它的引脚排布如下：

（74LS122引脚图） （74LS122功能表）

555 定时器是一种模拟和数字功能相结合的中规模集成器件。555 定时器的电源电压范围宽，可在 4.5V~16V 工作，7555 可在 3~18V 工作，输出驱动电流约为 200mA，因而其输出可与 TTL、CMOS 或者模拟电平兼容。 555 定时器成本低，性能可靠，只需要外接几个电阻、电容，就可以实现多谐振荡器、单稳态触发器及施密特触发器等脉冲产生与变换电路。 NE555是一种应用特别广泛作用很大的的集成电路于小规模集成电路，在很多电子产品中都有应用。NE555的作用是用内部的定时器来构成时基电路，给其他的电路提供时序脉冲。

NE555内部结构、引脚排列及功能表如下列图所示：

（ NE555内部结构及引脚排列）

（NE555功能表）