目录
摘要 (1)
第一章设计背景 (2)
第一节课题背景 (2)
第二节课题研究的目的和意义 (2)
一、研究目的： (2)
二、研究意义: (3)
第三节国内外概况 (3)
第二章电路组成及工作原理 (5)
第一节课题分析 (5)
第二节设计方案 (6)
第三节方案论证 (8)
第四节电路的工作原理 (9)
第五节部分数值计算 (11)
一单管放大电路参数的设置： (11)
二、Au的计算: (11)
第六节实验结果及结论 (12)
一、实验结果： (12)
二、实验结论： (12)
第三章元器件清单选择及元件清单 (13)
第一节器件的选择及检测方法 (13)
一、可控硅的原理： (13)
二、CD4011： (15)
三、电解电容器的极性检测： (16)
四、二极管测试： (16)
五、三极管测试： (17)
六、光敏电阻： (17)
第二节元器件清单 (18)
第四章总结及展望 (19)
参考文献 (21)
附录 (22)
附录一单向可控硅的外形 (22)
附录二一个PNP型三极管和一个NPN型三极管的复合管 (22)
附录三简易声光控延时照明灯电路图 (23)
附录四CD4011的引脚图 (23)
摘要
我的设计主要介绍的是关于声光控延时电路的设计.声光控是通过光敏电阻来实现的，当光敏电阻在背光的的时候灯就会慢慢的熄灭，即这时也是人走过了的时候.这样就给路人提供了相应的方便，同时，也达到了节电和节能的目的;延长灯的寿命。
在本设计中介绍了多种声光控路灯控制器的组成、性能，适用范围及工作原理，给出各电路原理图及元件参数选择，节电效果十分明显，同时也大大减少了维修量、节约了资金，使用效果良好。白天光照好，不管过路者发出多大声音，都不会是灯泡发亮。夜晚光暗，电路的拾音器只要检测到有碎发声响,就会自动亮为行人照明，过数十秒后又自动熄灭，节能节电.
关键词: 电路放大光敏电阻可控开关延迟电路话筒放大
第一章设计背景
第一节课题背景
随着电子技术的发展，尤其是数字技术的发展，用数字电路技术实现灯的自动发亮、节能节电、延长灯的寿命变得越来越重要，而且贴近我们的实际生活。声光控电路已成为人们日常生活中必不可少的必需品，它不需要开关，当有人经过时会自动的亮；广泛应用于走廊、楼道招待所等公共场所，给人们的生活、带来极大的方便。因此，得到了广泛的应用。声光控电路是声音和光控制电路工作的电子开关。它将声音（如击掌声）和光转化为电信号,经放大、整形，输出一个开关信号去控制各种电器的工作，在自动控制工业电器和家用电器方面有着广泛的用途。由于，本电路广泛应用于人们的日常生活中，所以，有很大的重用作用。随着现代科技的高速发展，照明灯的需求也在不断地发展，人类有意识地采用各种方法改进它。照明,不仅改变了人们”日出而作，日落而息“的生活方式,也丰富了我们的精神世界。是的,也许你不禁要问："为什么一个小小的照明灯有如此神奇的功效。“我想这要归功它的结构及发明原理啊！这当中到底包含了多少值得我们去探索，发现的奥秘呢?带着这个问题，我会从我的设计中给你答案！
第二节课题研究的目的和意义
一、研究目的：
通过这次的课题研究我希望在理清它的发展脉络上进一步了解它的发明原理，将平时所学习的知识运用到实验探索上，这对提高我的动手能力、
创新意识及锻炼思维活动无疑是一个莫大的帮助。同时我也希望这次的设计能让同学们进一步地了解照明灯，而不是仅局限于课本知识以内。从小的突破点入手,掌握又一项科技知识，从而实现课堂外的又一次提高，为现代教育科学尽一份力量！
二、研究意义:
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，适合于各种楼房走廊的照明设备。降低能耗、节约能源、注重环保是当今世界的主潮流，高能耗且会加剧温室效应的白炽灯越来越不受欢迎.
继公布“欧盟后年封杀白炽灯”的时间表后，世界各地陆续抛弃白炽灯已成定局,环保型节能荧光灯是白炽灯的替代者。
节能荧光灯VS白炽灯，胜券在握已无悬念，但楼道照明却限制了荧光灯的使用，因为楼道照明是非持续性的，有人经过才需要光亮，而不断的开关通断会影响荧光灯的使用寿命,所以声光控白炽灯在楼道照明
领域得到广泛应用。
第三节国内外概况
由于近年来我国的照明器材行业的迅速崛起,中国已经成为电光源
产品的主要输出国之一。照明器材行业属一般性竞争行业，是我国轻工
业对外开放较早的行业之一.WTO后，国际上一些知名品牌大企业相继进入国内产销领域,使得国内竞争国际化。努力增加节能光源和不同档次、花样、不同用途的照明器具的开发,加快绿色、节能光源产品的开发推广和应用是我国目前照明器材行业结构调整的重点。我国照明器材行业将面临着前所未有的机遇和挑战，而由此带来的巨大商业利益也成为一些企业瞩目的焦点。
随着全球经济一体化，发达国家产业调整的步伐进一步加快,一般照明电器产品生产大量向发展中国家转移，而中国又是一个比较适合的国家,一是中国具备生产这些产品的条件，二是劳动力成本比较低，从而使中国逐步成为照明电器产品出口大国。展望未来的国内市场，需求仍会呈逐年增长趋势，以上强力因素都预示着我国照明市场仍有很大的潜力可挖。基础设施建设方面：机场、铁路、港口、城市轨道交通等讯速发展,每一项工程均需要照明。城市亮化工程方面：城市广场、绿地、道路、建筑物泛光照明，已从大城市发展到中小城市。
根据国内外市场需求预测,我国照明电器行业的高速增长期还将继续，对未来的预测如何更加科学化是我们面临的问题。进一步提高照明产品的质量和档次进一步提高照明产品的质量和档次，这既是当前摆在我们面前的课题,同时也是全行业共同努力的长期目标.就国内市场需求而言，人们生活水平逐步提高,对生存环境质量的要求也越来越高，对照明电器产品提出更高的要求。新的建筑照明标准已完成制订工作，即将批准执行，新标准基本及国际接轨,对不同场合的照明提高了要求，也需要我们生产企业适应新标准的要求，为各类照明场所提供相应的产品。
第二章电路组成及工作原理
第一节课题分析
它主要由9部分组成：整流、稳压二极管；话筒；光敏电阻,可控硅开关等.能够通过调节电阻和电容的大小来改变灯亮的时间长短，如果时间过长就应该减小电阻或电容的值，反之则增大。光敏电阻和话筒的高度也会使灯的时间受到影响.声光控节电开关,在白天或光线较亮时，节电开关呈关闭状态,灯不亮；夜间或光线较暗时，节电开关呈预备工作状态，当有人经过该开关附近时，脚步声、说话声、拍手声等都能开启节电开关.灯亮后经过40秒左右的延时节电开关自动关闭，灯灭。该开关适用于楼道、走廊、洗涮间、厕所等公共场合，能节电并延长灯泡使用寿命.给人们的生活带来了很多的方便,受到了广泛的应用.本电路是采
用分离元件的声控延时电路，其电路原理图如下图所示（电路图见方案三），原理图说明：220V的灯充电直接整流。在输出端串联25W灯泡，输出端接可控硅（负载）供电电路稳压电路,稳压电路是给话筒放大，音频放大等提供8。2V直流电，话筒放大，可以把声音信号转换为电信号并放大，然后，经过音频放大器使信号达到足够大;检波音频信号的正半周，即把音频信号转换为直流信号。经过延时电路以后送到控制电路，由控制电路去控制可控硅,若可控硅断开，则整流电路负载断开，若导通，则整流电路负载导通。光敏控制电路把光照变成电信号，从而去控制音频信号往后边输送情况。可见：本电路灯泡要受可控硅的控制，可控硅受话筒取得的音频信号和光敏电阻的控制，从而可以实现声控和光控；灯亮的时间由延时电路的时间长度决定.
第二节设计方案
一、从实验的主要内容及要求中可以看出该电路可以有以下三个方案：（1）、利用门电路来完成声光控的调节，电路图如图一下：
图一门电路声光控延时照明灯电路
（2)、采用LM324运算放大器制作而成的声、光控楼梯走道延迟照明开关，采用二线制接法，可以直接取代普通照明开关，而不必更改室内原有布线.图中，接成四只电压比较器的运放A1~A4可采用一块单电源四运放集成电路LM324，其他元件如图所示,无特殊要求,电路图如图二:
图二运放集成电路LM324完成声光控延时照明灯电路
（3）、使用了数字集成电路CD4011，其内部含有4个独立的及非门VD 1～VD4，使电路结构简单，工作可靠性高。电路图如下:（图3）
在这几个方案中,由于我在学校学了数字电路和门电路，而且这个方法比较简单，又实用，能充分体现出我在校期间对所学知识掌握的程度，所以我选择了第三种方案。
第三节方案论证
整流电路采用桥式整流电路，二极管稳压电路加上滤波电容。可控硅开关起开关作用，非常重要,由这个开关去控制整流电路的工作及否，从而控制灯的亮和熄.稳压电路需8.2V稳定电压，并要求不高所以我们采用它话筒放大为实现声控功能,要设制话筒放大电路，主要是由话筒拾音电路（就是把声音信号变为电信号电路,由于声音微小，所以加放大电路)和放大电路组成。光敏控制电路实现光控的功能，可以有光敏电阻来实现。音频放大电路因话筒输出的音频信号小，不能满足检波的需要,
设制二极管音频放大电路，倍数几千上万倍。检波电路音频信号是交流信号，不用交流信号控制可控硅,需转换为直流信号，才能控制可控硅，因是小信号，要反映信号的蜂值电路线变化。延迟电路在灯点亮时需要有延迟，检波输出直流电压通过延迟电路是电压消失,保持一段时间，所保持时间的长短由延迟电路的参数决定，实际上延迟电路由RC电路组成，时间常数τ=RC,这是可控制电压。控制电路是控制可控硅栅极的开关电路，它的输入由延时端的延时电路送来的电压控制，输出控制可控硅的导通情况。
论证方案：声源产生的声音信号，经声电转换器后转换成微弱的电信号，该信号经放大后送处理器处理，处理器将幅度、频率不尽相同的一群声波信号转换成一次状态改变的控制信号，该信号经延时处理电路达到设计要求时间及设计要求功能，经执行机构直接控制负载动作.
第四节电路的工作原理
声光控延时开关的电路原理图见图3所示。电路中的主要元器件是使用了数字集成电路CD4011，其内部含有4个独立的及非门VD1～VD4，使电路结构简单，工作可靠性高。
顾名思义，声光控延时开关就是用声音来控制开关的“开启”,若干分钟后延时开关“自动关闭".因此,整个电路的功能就是将声音信号处理后，变为电子开关的开动作。明确了电路的信号流程方向后，即可依据主要元器件将电路划分为若干个单元,由此可画出图4示的方框图：
结合图4来分析图3。声音信号（脚步声、掌声等）由驻极体话筒BM接收并转换成电信号，经C1到VT的基极进行电压放大，放大的信号
送到及非门(VD1）的2脚，R4、R7是VT偏置电阻，C2是电源滤波电容。
为了使声光控开关在白天开关断开，即灯不亮，由光敏电阻Rg
等元件组成光控电路,R5和Rg组成串联分压电路,夜晚环境无光时,光敏电阻的阻值很大,Rg两端的电压高，即为高电平间t=2πR8C3，改变R8
或C3的值，可改变延时时间，满足不同目的.VD3和VD4构成两级整形电路，将方波信号进行整形.当C3充电到一定电平时,信号经及非门VD3、VD4后输出为高电平，使单向可控硅导通,电子开关闭合；C3充满电后只向R8放电，当放电到一定电平时，经及非门VD3、VD4输出为低电平，使单向可控硅截止，电子开关断开，完成一次完整的电子开关由开到关的过程.
二极管VD1～VD4将交流220V进行桥式整流，变成脉动直流电,又经R1降压，C2滤波后即为电路的直流电源,为BM、VT、IC等供电.
第五节部分数值计算
一、单管放大电路参数的设置:
经测试,得知r=164，实测9013的导通电压为Uon=Ube=0.4V，给定电源电压Vcc=+6V。
在静态工作的时候,要使三极管发处于放大状态，则Vce一般取大于2V小于Vcc的2/3。又由于Vce是根据公式Vce=Vcc—Vr4—Vr5,Vr4+Vr5=(Rc+Re)*Ice而得，
而Ice=(Vr3-0。4)/Re，Vr3=[Rb2/（Rb2+Rb1)］*Vcc
先假定Rb2=6.8K，则有：Rb1=75K，Rc=24K,Re=2K。此时
Ice=（Vr3-0。4）/Re =0.1mA，
Vce=Vcc-（Rc+Re)*Ice=3。43V
Vbe=0。4+Ice*Re=0.50V
这些参数满足使三极管工作在放大状态.
二、Au的计算：
Au=Uo/Ui=—（r*Rc）/Rbe
其中r=164, Rbe=Rbb+[（1+r）*Ut］/Ice，Ut=26mV
经计算得出:
Rbe=43.1k,Au=95。47 .
图三中C1的作用是对电源进行滤波,通常取得较大，这里取C1=100UF。R1取10K是为了给麦克风起保护作用。
第六节实验结果及结论
一、实验结果：
白天当光线照射到光敏电阻上时，其通过感应使电路封锁声音通道，使声音脉冲不能通过，则灯泡不受声音控制，即声控传感器暂时失去作用，灯泡不亮.夜间或光线较暗时，光敏电阻因无光照呈低阻，经感应使声音通道开通，当有人走动或有人谈话时，通过声控传感器的感应,使得灯泡自动点亮，经过内部设定的时间后,灯泡自动熄灭。
二、实验结论：
(一)、设计原理清晰，设计性能指标的灵敏度基本达到设计的要求;
（二)、在整个设计过程中,本着节约的精神，我们用的都是简单廉价的元器件，降低了系统成本。
(三）、这次课程设计对我们所学摸电知识起到了加深和巩固的作用,也使我获得了搭建和调试实验电路的能力。
（四）、锻炼了我主动学习的能力、及他人合作的能力.还可以从各种渠道获得一定的资料共同加以研究学习，提高了我们的综合动手能力。
第三章元器件清单选择及元件清单
第一节器件的选择及检测方法
一、可控硅的原理：
（一）、可控硅是可控硅整流元件的简称,是一种具有三个PN 结的四层结构的大功率半导体器件,一般由两晶闸管反向连接而成。它的功用不仅是整流，还可以用作无触点开关以快速接通或切断电路，实现将直流电变成交流电的逆变，将一种频率的交流电变成另一种频率的交流电等等。可控硅和其它半导体器件一样,其有体积小、效率高、稳定性好、工作可
靠等优点。它的出现，使半导体技术从弱电领域进入了强电领域，成为工业、农业、交通运输、军事科研以至商业、民用电器等方面争相采用的元件。（如附录图一所示）。
晶闸管T在工作过程中，它的阳极A和阴极K及电源和负载连接，组成晶闸管的主电路，晶闸管的门极G和阴极K及控制晶闸管的装置连接,组成晶闸管的控制电路。
（二）、从晶闸管的内部分析工作过程：
晶闸管是四层三端器件，它有J1、J2、J3三个PN结附录图四，可以把它中间的NP分成两部分,构成一个PNP型三极管和一个NPN型三极管的复合管(附录图二）.
当晶闸管承受正向阳极电压时,为使晶闸管导铜，必须使承受反向电压的PN结J2失去阻挡作用。图2中每个晶体管的集电极电流同时就是另一个晶体管的基极电流.因此,两个互相复合的晶体管电路，当有足够的门极电流Ig流入时，就会形成强烈的正反馈，造成两晶体管饱和导通，晶体管饱和导通.
设PNP管和NPN管的集电极电流相应为Ic1和Ic2;发射极电流相应为Ia 和Ik；电流放大系数相应为a1=Ic1/Ia和a2=Ic2/Ik,设流过J2结的反相漏电电流为Ic0,
晶闸管的阳极电流等于两管的集电极电流和漏电流的总和：
Ia=Ic1+Ic2+Ic0 或Ia=a1Ia+a2Ik+Ic0
若门极电流为Ig,则晶闸管阴极电流为Ik=Ia+Ig
从而可以得出晶闸管阳极电流为：I=(Ic0+Iga2)/（1—（a1+a2）） (1-1）硅PNP管和硅NPN管相应的电流放大系数a1和a2随其发射极电流的改变而急剧变化。
当晶闸管承受正向阳极电压，而门极未受电压的情况下，式（1—1)
中，Ig=0，(a1+a2）很小,故晶闸管的阳极电流Ia≈Ic0 晶闸关处于正向阻断状态。当晶闸管在正向阳极电压下，从门极G流入电流Ig,由于足够大的Ig流经NPN管的发射结，从而提高起点流放大系数a2，产生足够大的极电极电流Ic2流过PNP管的发射结，并提高了PNP管的电流放大系数a1，产生更大的极电极电流Ic1流经NPN管的发射结。这样强烈的正反馈过程迅速进行。当a1和a2随发射极电流增加而(a1+a2）≈1时，式（1—1）中的分母1-(a1+a2）≈0，因此提高了晶闸管的阳极电流Ia。这时，流过晶闸管的电流完全由主回路的电压和回路电阻决定。晶闸管已处于正向导通状态。
式（1—1)中，在晶闸管导通后,1—（a1+a2）≈0，即使此时门极电流Ig=0，晶闸管仍能保持原来的阳极电流Ia而继续导通。晶闸管在导通后,门极已失去作用。
在晶闸管导通后，如果不断的减小电源电压或增大回路电阻，使阳极电流Ia减小到维持电流IH以下时,由于a1和a1迅速下降，当1—(a1+a2）≈0时，晶闸管恢复阻断状态。
二、CD4011:
IC选用CMOS数字集成电路CD4011，其里面含有四个独立的及非门电路.内部结构见图5，VSS是电源的负极,VDD是电源的正极.可控硅t
选用1 a／400v的进口单向可控硅1 00—6型，如负载电流大可选用3a、6a、10a等规格的单向可控硅,单向可控硅的外形如图六示，它的测量方法是：用r×1档，将红表笔接可控硅的负极，黑表笔接正极（如印制板图所示)，这时表针无读数，然后用黑表笔触一下控制极k，这时表针有读数，黑表笔马上离开控制极k这时表针仍有读数(注意触控制极时正负
表笔是始终连接说明该可控硅是完好的。驻极体选用的是一般收录机用的小话筒，它的测量方法是：用r×100档将红表笔接外壳的s、黑表笔接d，这时用口对着驻极体吹气，若表针有摆动说明该驻极体完好，摆动越大灵敏度越高；光敏电阻选用的是625A型，有光照射时电阻为20k 以下，无光时电阻值大于100mq，说明该元件是完好的.二极管采用普通的整流二极管1n4001～1n4007.总之，元件的选择可灵活掌握，参数可在一定范围内选用。在测试时先把指针表满偏同时将指针表打到1K档，其次:用表笔对电容进行放电，在用表进行测试，用红笔接负极，黑笔接正极；最后：看指针的偏转,且还要指针还原，如能还原就表明电容正常,不能回到原位则表明电容漏电。测试漏电电容方法：用万用表的电阻挡（R*100和R*1K），将表笔接触电容器两引线.刚接触时，由于电容充电电流大，表头指针偏转角度大，随着充电电流减小，指针逐渐向R=无穷方向返回，最后稳定处即漏电电阻值。一般电容器的漏电电阻为几百至几千兆欧，漏电电阻相对小的电容质量不好。测量时,若表头指针指到或接近欧姆零点，表示电容器内部短路。若指针不动，始终指在R=无穷处，则意味着电容器内部短路或已失效。对于电容量在0.1μF以下的小电容，由于漏电电阻接近无穷，难以分辨，故不能此法侧漏电阻或判定好坏。
三、电解电容器的极性检测：
电解电容的正负极性不允许接错,当极性接反时，可能因电解液的反向极化,引起电解电容器的爆裂。当极性标记无法辨认时,可根据正向连接时漏电电阻大、反向连接时漏电电阻相对小的特点判断极性.交换表笔前后两次测量漏电电阻，阻值大的一次，黑表笔接触的是正极，因为黑
表笔及万用表内电池正极相接(采用数字万用表时，红表笔接电池正极)。但用这种办法有时并不能明显地区分正、负向电阻,所以使用电解电容时,要注意保护极性标记。
四、二极管测试：
二极管主要分为三种:整流二极管、稳压二极管、发光二极管;此外，还有开关二极管。先打磨引脚，再用指针表测试，因二极管具有单相导电性,所以，在测试时，红笔接负极，黑笔接正极，若是导通，且红笔接正极,黑笔接负极，为截止，则表明二极管是正常的,若不是则表明二极管是坏的.注:发光二极管用10K,其它用1K档；发光二极管的光线是非常微弱的，因此，在观察是要仔细。
半导体二极管的极性判别一般情况下，二极管有色点的一端为正极，如2AP1—2AP7，2AP11—2AP17等.如果是透明玻璃壳二极管，可直接看出极性，即内部连触丝的一头是正极，连半导体片的一头是负极.塑封二极管有圆环标志的是负极，如1N4000系别。
五、三极管测试:
和所有元件一样三极管也要打磨引脚,然后在进行测试。用手拿住元件，用指针表来回测量六次，判断出基极、是PNP型还是NPN型。若:红笔不动——PNP型; 黑笔不动—-NPN型。如果是NPN型：用手捏住三支引脚，用表笔测试两边引脚，并交换表笔；若指针偏转较大，黑表笔接的是集电极，另一方则是发射集。如果是PNP型：步骤及NP N型一样，但当指针偏转较大是，黑笔接的是发射极，另一方则是集电极。三极管
除了判断其管型和极点外,还要判断出它所处的状态，是截止、饱和、还是放大.
六、光敏电阻:
（一）、光敏电阻的分类:根据光敏电阻的光谱特性，可分为三种光敏电阻器:
紫外光敏电阻器：对紫外线较灵敏,包括硫化镉、硒化镉光敏电阻器等，用于探测紫外线。
红外光敏电阻器:主要有硫化铅、碲化铅、硒化铅。锑化铟等光敏电阻器,广泛用于导弹制导、天文探测、非接触测量、人体病变探测、红外光谱,红外通信等国防、科学研究和工农业生产中。
可见光光敏电阻器：包括硒、硫化镉、硒化镉、碲化镉、砷化镓、硅、锗、硫化锌光敏电阻器等.主要用于各种光电控制系统，如光电自动开关门户,航标灯、路灯和其他照明系统的自动亮灭,自动给水和自动停水装置，机械上的自动保护装置和“位置检测器”，极薄零件的厚度检测器，照相机自动曝光装置，光电计数器,烟雾报警器，光电跟踪系统等方
面。
（二）、光敏电阻的检测:先用手拿住两只引脚，使其对着光，然后，用数字表测出值;再用握住使其背光，测出其值.
第二节元器件清单
第四章总结及展望
时间总是过得很快，经过一周课程设计的学习，我已经能自己制作一个简易声光控延时照明灯电路，这其中的兴奋是无法用言语表达的.
做课程设计这段时间是我这一学期比较忙的日子，不仅面临着期末考试,而且中间还有英语六级考试，再加上我之前还没学过
Protel99，一周内必须完成这项课程设计,任务是很重的。由于缺乏对
Protel99相关知识的了解，我从图书馆借了好几本这方面的书籍，照着原理图学习视频一步一步做，终于知道了如何操作。
我在网上搜索了一下课程设计的相关内容，也到学校图书馆借相
关书籍,经过不断比较及讨论,最终敲定了建议声光控延时照明灯的
电路原理图.
经过这段课程设计的日子，我明白了一个道理：不管是学习哪种软件，如果以前没有没有接触，开始学得很费力，但到后来就好了。在每次的课程设计中，遇到问题,最好的办法就是查阅相关资料，如果找不到就向老师和其他同学请教，因为每个人掌握情况不一样，一个人不可能做到处处都懂，集合多个人的思想，复杂的事情就会变得很简单。这一点我深有体会。尽管现在只是初步学会了声光控延时照明等电路的设计，但学习的这段日子确实令我收益匪浅，不仅因为它发生在特别的时间，更重要的是我又多掌握了一门新的技术，付出的过程中我已经收获了很多快乐！
为期一周的电子课程设计即将结束,回顾这一周真是收益匪浅。以前对知识的了解仅限于理论知识，而且是有的能够理会，有的只是停留在似懂非懂的状态。对于器件就不知道有什么用途，也就更加难以理解。但这一周之后，我对电子技术有了更深的理解，知道了自己的不足，同时也明白了所学知识的重要性，培养了自己对课程设计学习的兴趣。
以前，我们经常在学校很难有机会锻炼自己的动手能力,刚设计时不免有一些不知所措。但在老师的指引下我参考了很多资料书，查阅了相关知识之后，才渐渐有了思路.对于我们这些大二的学生,由于动手能力不足，很难在一周内完成所要设计的课件，就需要组员之间不断的配合，充分的合作才能跟完美的设计自己的电路。
开放性实验 ——声光控延时照明电路 题目声光控延时电路的设计 班级通信102 学号 姓名 指导吴老师 时间 2012.10—2012.12
目录 1.总体方案与原理说明 (1) 2.光控电路 (3) 3.声控电路 (4) 4.延时电路 (5) 5.总体电路原理相关说明 (6) 6.总体电路原理图 (8) 7.元件清单 (9) 参考文献 (10) 设计心得体会 (11)
1、总体方案与原理说明 此电路主要由整流、稳压二极管，话筒，光敏电阻，可控开关等部分组成，能够通过调节电阻和电容的大小来改变灯亮的时间长短，如果时间过长就减小电阻或电容的值，反之则增大。光敏电阻和话筒的高度也会使灯的时间受到影响。声光控节电开关，在白天或光线较亮时，节电开关呈关闭状态，灯不亮；夜间或光线较暗时，节电开关呈预备工作状态，当有人经过该开关附近时，脚步声、说话声、拍手声等都能开启节电开关。灯亮后经过40秒左右的延时节电开关自动关闭，灯灭。该开关适用于楼道、走廊、洗漱间、厕所等公共场合，能节电并延长灯泡使用寿命。给人们的生活带来了很多的方便，受到了广泛的应用。 声光控延时开关，顾名思义就是用声音来控制开关的开启，若干时间后延时开关自动关闭。因此，整个电路的功能就是将声音信号处理后，变为电子开关的开动作。明确了电路的信号流程方向后，即可依据主要元器件将电路划分为若干个单元，由此画出电路的原理框图： 图1 声音信号（脚步声、掌声等）由驻极体话筒BM接收并转换成电信号，经经C1到VT的基极进行电压放大，放大的信号送到与非门(VD1)的2脚，R4、R7是VT偏置电阻，C2是电源滤波电容。 为了使声光控开关在白天开关断开，即灯不亮，由光敏电阻Rg等元件组成光控电路，R5和Rg组成串联分压电路，夜晚环境无光时，光敏电阻的阻值很大，Rg两端的电压高，即为高电平间t=2πR8C3，改变R8或C3的值，可改变延时时间，满足不同目的。VD3和VD4构成两级整形电路，将方波信号进行整形。
声光控延时电路 C2容量决定电灯熄灭时间，原理图标值为4.7uF，PCB标10uF，实测熄灭太快，换成22-47uF 比较合理，发货时统一发47uF，您也可以根据需要自行改变C2大小。 电路功能： 白天灯不亮，夜间有声音（喊话拍手）时灯亮，延时一段时间后自动关闭，起着节约用电、方便控制的作用。 工作电压： 本电路设计工作电压为市电220V，用于控制5-60W以内的白炽灯通断电。实际应用时，改变R1的阻值可以改变本电路的工作电压，电压范围控制在5-250V的交流电为宜，可控制带有钨丝不同电压下的小灯泡（如汽车灯泡），220V时R1阻值为150K，22V时为15K，其它电压按比例增减。 电路原理： 220V交流电通过灯泡流向D1～D4，经D1～D4整流，R1限流降压，LED稳压（兼待机指示），C1滤波后输出约1.8V左右的直流电给电路供电。由于LED采用发光二极管，一方面利用其正向压降稳压，同时又利用其发光特性兼作待机指示。控制电路由R2、驻极体话筒MIC、C2、R3、R4、VT、RG组成。在周围有其它光线的时候光敏电阻的阻值约为1kΩ左右，VT 的集电极电压始终处于低电位，就算此时拍手，电路也无反应。到夜间时，光敏电阻的阻值上升到1MΩ左右，对VT解除了钳位作用，此时VT处于放大状态，如果无声响，那么VT 的集电极仍为低电位，晶闸管因无触发电压而关断。当拍手时声音信号被MIC接收转换成电信号，通过C2耦合到VT的基极，音频信号的正半周加到VT基极时，VT由放大状态进入饱和状态，相当于将晶闸管的控制极接地，电路无反应。而音频信号的负半周加到VT基极时，迫使其由放大状态变为截止状态，集电极上升为高电位，输出电压触发晶闸管导通，使主电路有电流流过，等效于开关闭合，而串联在其回路的灯泡得电工作。此时C2的正极为高电位，负极为低电位，电流通过R3缓慢地给C2充电（实为C2放电），当C2两端电压达到平衡时，VT重新处于放大状态，晶闸管关断，电灯熄灭，改变C2大小可以改变电灯熄灭时间。此开关可带100W以下的负载，适用于家庭照明和楼梯走廊等场所。
声光控延时电路 实验要求：要求制作节能型走道灯能实现以下功能1.能够实现光控声控控制灯的点亮2.能够使灯包点亮后一段时间自动熄灭。 设计思路：首先要实现声光自熄必须先要分布来实现其功能最后在把所有的功能综合在一起就能实现了。 根据现有的情况我决定先设计一个能点亮LED灯的直流稳压电路最后用继电器来控制交流部分的灯。 所以我第一先设计一个声控电路. 1．声控电路： 根据上次的实训我借鉴了上次的声控电路然后稍作改进把电路图画了出来：
首先来看一下电路图电源是6V供电当有声音信号的时候会通过点解电容给第一个三极管一个较小的电流但电流经过第一个三极管的b 极的时候三级管导通把较小的电流放大之后又经过一个三极管放大后使发光二极管点亮这样就实现了第一个步骤光控. 在光控电路中我们要注意电源不能过大以免把LED烧掉其次是三极管的管脚判别：其判别规则是把三极管管脚对自己半圆向左其管脚从上到下依次是e.b.c。特别要注意不要把管脚判断错误不然会把三极管烧坏的。还有一点是麦克的焊接我们在焊接麦克是要注意焊接的速度因为过高的温度会损坏麦克使其不能正常工作。注意以上部分的工作光控电路很快就焊接好了。 2.光控电路： 要设计光控电路首先要了解光敏电阻的特性经过查找资料和实际测 量我得知一些关于光敏电阻的数据。光敏电阻的阻值在一般情况下受
光时是2k-5k之间，而不受光时是10k-15k之间。根据这一特性我们就可以设计电路了。 我首先想到的是利用光敏电阻的这一特性用电阻并联分流的特性来控制光对电路的影响。根据这一假想我设计出了光控电路： 首先是接一个30K的电阻位的是使电流变小以至于经过光敏电阻时是电流的分流更加的明显。而第二个10k电阻是根据光敏电阻的最大最小值而取的。目的是同光敏电阻一同来实现电流的分流。 当接上电源时有光照是光敏电阻的阻值变小，过的三极管的电流就变小放大后的电流也就小就不能使LED发光。而当没光时光敏电阻变大，通过三极管的电流就变大经过三极管放大后的电流就大就能使二极管点亮就起到了一个光控的现象。 焊接电路时也是应该注意一下三极管的管脚。其次是发光的管脚其规则是长正短负。注意这些以后也能把电路焊接成功。
目录 摘要 (1) 1 设计方案 (2) 2主要单元电路设计 (3) 2.1感光控制 (3) 2.2检声控制 (4) 2.3电源电路 (5) 2.4延时控制电路 (6) 2.5开关 (6) 2.6简易声光双控延时照明灯电路总原理 (7) 3组成框图 (9) 4 元件清单 (10) 参考文献 (11) 附录 (12) 心得体会 (14) 摘要 该声光双控延时照明灯电路由五部分组成：电源电路、感光电路、检音电路，延时开启电路及开关电路组成。本电路通过光敏电阻和MK对
外界光照和声音感应，经过电路的进一步处理从而实现对照明灯亮灭的控制。感光电路主要是由光敏电阻组成，当有光照时电阻阻值变小；夜晚无光时光敏电阻变大。声控检测功能是通过声音传感器实现的，当传感器接收到声音信号时，在电路产生谐振后产生一个微弱脉冲，从而将声音信号转化为电信号，即可方便及时的打开声控照明装置。白天有光照时，无论外界有没有声响，照明灯都不会点亮；夜晚无光照，当外界有声响时，照明灯点亮时间t后自动关闭,并且时间t可以手动调节.电路还具有在照明灯点亮期间又有新的声源出现，照明灯可重新计算通电时间t的功能。 1设计方案 本设计的声控电路时这样实现的：声音传感器对声强的感应，是在第一级开关开通时来控制照明灯的亮灭。当声音信号通过MK接收后，产生微小的交流信号，在经过三极管放大信号后，流入单向晶闸管的控制极，来实现主回路的导通，从而控制照明灯的点亮。 而光敏电阻对光线强弱的感应，有光照时光敏电阻阻值变小，时光信号变为低电平，当光信号和声音信号同时经过一个与非门，光敏电阻端为低电平，将此门锁住，从而实现控制照明灯第一级开关。 此电路照明灯点亮时间t后可以自动关闭，并且时间t可以手动调节。主要通过可调电阻与电容的充放电来实现延时控制及延时时间t的手动调节。在照明灯点亮期间若有新的声源出现，本电路可以重新计算通电时间t。当照明灯点亮期间，如有新的触发信号，电容快速放电后，又继续充电，从而使照明灯重新实现通电时间t。
声光控延时照明灯电路课程设计 目录 第一章设计目的及技术要求 (1) 第一节设计概述 (1) 第二节技术要求 (1) 第三节设计目的 (1) 第二章电路方案的选择 (2) 第一节解读技术要求 (2) 第二节确定方案 (3) 第三章电源电路设计 (4) 第一节电源电路原理图 (4) 第二节电路元件的选择及型号的确定 (5) 第四章光控电路设计 (7) 第一节电路原理图及各部分电路的功能分析 (7) 第二节电路元件参数整定 (9) 第五章声控延时电路设计 (10) 第一节电路结构及功能分析 (10) 第二节元器件参数的计算及型号选择 (12) 第六章课程设计总结及体会 (17) 第一节课程设计总结 (17) 第二节设计体会 (18) 参考资料 (19) 附录A声光控延时照明电路总图 (20)
附录B声光控延时电路印制板图 (21) 附录C电路原器件清单 (22) 第一章设计目的及技术要求 第一节设计概述 随着社会的不断发展，利用电子技术实现的自动控制，在各个领域种的作用越来越突出。本设计基于节能性要求，利用所学电子技术基础的相关知识，为照明灯设计了一款自动控制电路，该电路能够实现声光双控功能，可广泛应用于道路，楼梯等不需要连续长时间照明的场所的照明设施的控制，从而实现节约电能的目的。同时，通过对该课题的设计，来提高自身对实际问题的分析及解决能力。 第二节技术要求 一、要求电路能够通过照明灯开关对光线强弱的感应，控制照明灯第一级开关。 二、要求电路能够通过照明灯开关对声强的感应，在第一级开关开通的前提下，控制照明灯的亮灭。 三、要求电路能够实现照明灯点亮时间t后自动关断，并且可以手动调节。 第三节设计目的 一、利用所学电子技术基本知识来进行综合性设计实验，以巩固所学理论。 二、熟练掌握555定时器的几种工作模式及其应用。 三、学会如何查找器件手册及其参数，进而学会利用元器件。
声光双控延时电路设计方案 引言： 声光双控延时电路是一种常见的电子电路设计，它通过声音和光线信号的输入，控制信号的延时输出。这种电路在实际应用中具有广泛的用途，比如在音频设备中实现音频延时效果，或者在安防系统中实现触发延时等。本文将介绍声光双控延时电路的设计方案。 一、电路原理 声光双控延时电路主要由声音输入电路、光线输入电路、延时电路和输出电路组成。声音输入电路通过麦克风将声音信号转换为电信号，光线输入电路通过光敏二极管将光信号转换为电信号。延时电路根据输入的声音信号和光信号来控制输出信号的延时时间。输出电路将延时后的信号转换为人们可感知的声音或光信号。 二、电路设计 1. 声音输入电路设计： 声音输入电路主要由麦克风和放大电路组成。麦克风将声音转换为微弱的电信号，放大电路将微弱的电信号放大到合适的幅度，以便后续的处理。 2. 光线输入电路设计： 光线输入电路主要由光敏二极管和放大电路组成。光敏二极管可以将光信号转换为电信号，放大电路将电信号放大到合适的幅度。
3. 延时电路设计： 延时电路是声光双控延时电路的核心部分，它根据声音输入和光线输入来控制输出信号的延时时间。延时电路可以采用计时器芯片或者时钟电路实现。在设计延时电路时，需要考虑延时时间的精确性和可调节性。 4. 输出电路设计： 输出电路根据需求将延时后的信号转换为人们可感知的声音或光信号。输出电路可以采用放大电路或者驱动电路实现。 三、电路实现 声光双控延时电路可以采用电路板的方式进行实现。首先，根据设计方案绘制电路原理图，并选取合适的元器件进行布局。然后，将元器件固定在电路板上，并进行焊接。最后，对电路进行调试和测试，确保电路的正常工作。 四、电路参数调整 在实际使用中，可能需要根据实际需求对声光双控延时电路的参数进行调整。比如，延时时间的调整、信号放大倍数的调整等。可以通过调整电路中的电阻、电容、放大器增益等元器件来实现参数的调整。 五、电路应用
目录 摘要 (1) 第一章设计背景 (2) 第一节课题背景 (2) 第二节课题研究的目的和意义 (2) 一、研究目的： (2) 二、研究意义: (3) 第三节国内外概况 (3) 第二章电路组成及工作原理 (5) 第一节课题分析 (5) 第二节设计方案 (6) 第三节方案论证 (8) 第四节电路的工作原理 (9) 第五节部分数值计算 (11) 一单管放大电路参数的设置： (11) 二、Au的计算: (11) 第六节实验结果及结论 (12) 一、实验结果： (12) 二、实验结论： (12) 第三章元器件清单选择及元件清单 (13) 第一节器件的选择及检测方法 (13) 一、可控硅的原理： (13) 二、CD4011： (15) 三、电解电容器的极性检测： (16) 四、二极管测试： (16) 五、三极管测试： (17) 六、光敏电阻： (17) 第二节元器件清单 (18) 第四章总结及展望 (19) 参考文献 (21) 附录 (22) 附录一单向可控硅的外形 (22) 附录二一个PNP型三极管和一个NPN型三极管的复合管 (22) 附录三简易声光控延时照明灯电路图 (23) 附录四CD4011的引脚图 (23)
摘要 我的设计主要介绍的是关于声光控延时电路的设计.声光控是通过光敏电阻来实现的，当光敏电阻在背光的的时候灯就会慢慢的熄灭，即这时也是人走过了的时候.这样就给路人提供了相应的方便，同时，也达到了节电和节能的目的;延长灯的寿命。 在本设计中介绍了多种声光控路灯控制器的组成、性能，适用范围及工作原理，给出各电路原理图及元件参数选择，节电效果十分明显，同时也大大减少了维修量、节约了资金，使用效果良好。白天光照好，不管过路者发出多大声音，都不会是灯泡发亮。夜晚光暗，电路的拾音器只要检测到有碎发声响,就会自动亮为行人照明，过数十秒后又自动熄灭，节能节电. 关键词: 电路放大光敏电阻可控开关延迟电路话筒放大
摘要 在日常生活当中，长明灯的现象十分普遍，这不仅造成了能源的极大浪费，而且由于频繁开关或某些人为因素，墙壁开关的毁坏率很高，造成大量人力物力的浪费。因此，设计一个安全节能、使用方便、结构简单、使用寿命长的声光控延时照明电路具有重大意义。 本电路采用两级控制（光控与声控），通过光敏电阻RG对光线的感应，改变自身阻值的大小。白天光线较强时，RG呈现低阻状态，通过IC的控制作用，使得VT截止，照明灯EL不亮。此时即便出现声音信号，照明灯也不会导通。夜晚光线较弱时，RG呈现高阻状态，此时若出现声音信号，该声音信号转变为电信号后，经C2加到V的基极，使V瞬间截止，通过IC使VT导通，照明灯亮。声音信号消失后，照明灯仍然会发光，发光时间由电容和电阻来控制。通过这样一个简易装置，起到节能方便的目的。 关键词：光敏电阻声光控延时电路
第1章概述 1.1课题背景 随着科技的发展和现代生活的需求，人们对日常生活用品的要求已经越来越高，节能节电，简单实用，寿命长是人们的追求，如何最高效的生活是我们永恒不变的研究课题，日光灯与我们的生活密不可分，如何实现高效节能，如何给我们带来方便？基于这样一个背景，声光控延时电路应运而生。 1.2 课题目的及意义 为了加强和检测我们对本学期模拟电子技术和数字电子技术的理解和掌握，同时也为了给毕业设计做好铺垫，提高同学们的创新意识，将平时所学的知识运用到实际生活当中，学以致用，互相促进。也通过这次设计，锻炼同学们的自学能力，自己查找文献、器件手册，总结资料文档等的能力。 1.3 国内外概况 随着全球经济一体化，发达国家产业调整的步伐进一步加快，一般照明电器产品生产大量向发展中国家转移，而中国又是一个比较适合的国家。根据国内外市场需求预测，我国照明电器行业的高速增长期还将继续，对未来的预测如何更加科学化是我们面临的问题。进一步提高照明产品的质量和档次，这既是当前摆在我们面前的课题，同时也是全行业共同努力的长期目标。 就国内市场需求而言，人们生活水平逐步提高，对生存环境质量的要求也越来越高，对照明电器产品提出更高的要求。从国际市场分析，虽然我们的出口逐年大幅度增长，但我国大部分产品在国际市场仍属中低档水平。我国目前已成为世界照明电器产品生产大国，我们的目标是要成为照明电器产品生产强国，我们与发达国家在照明电器产品的质量、档次、生产工艺、设备、材料以及新产品开发能力等方面均存在明显差距。因此，看到我们
声光控延时开关 目录 第一章声光控延时开关的实现 (2) 1.1系统概述 (2) 1.2各部分工作原理 (3) 1.2.1电源电路 (3) 1.2.2声光控部分 (4) 1.2.3延时关断部分 (7) 1.3 电路仿真 (7) 1.3.1电源电路仿真 (8) 1.3.2 声光控部分电路仿真 (9) 1.3.3 延迟关断部分仿真 (11) 第二章心得体会及建议 (13) 第三章附录 (14) 第四章参考文献 (15)
第一章 声光控延时开关的实现 1.1系统概述 系统分为电源电路，控制部分和延迟开关部分，示意图如图1所示： 图1.1 电源电路组成框图 图1.2 声光控延时开关组成框图 整流 电路 降压 电路 滤波 电路 稳压 电 路 放大 感光 控制 电路 整 形 延时 电子开关 检音 220v 50Hz 交流电 24v
1.2各部分工作原理 1.2.1电源电路 由D1~D6、R1、C1构成，如图2标注，D1~D4为整流电路，R1为限流电阻、电容C1滤去交流分量并储存一定的电能，为延时提供电压，稳压管D6起稳压作用。 图2 电源电路
1.2.2声光控部分 电路通过光信号和声音信号控制，分别使电路中的三极管处于截止放大或者饱和状态，从而控制部分特殊点的电位达到声光控的目的。如图3所示为静态工作点示意图，三极管处于放大状态时，Ube处于0.4V~0.7V之间。 图 1 三极管静态工作点示意图 模拟声光，光控由光敏电阻模拟，声控由压电陶瓷片模拟，电路中光敏电阻用RG1和RG2串联代替，压电陶瓷片由函数信号发生器代替。如图4所示
声光控延时电路的开发 1、功能与技术指标： 实现一个由声音和环境亮度共同控制的开关电路，控制电灯开和关，其功能是在白天，电路总是关断。在黑暗条件下，电路处于等待工作状态，当有人经过或有声音出现时，可控硅导通，驱动白炽灯发光，并开始进入延时状态，延时时间结束后可控硅自动关断，电路断开，电灯熄灭，节电环保。 系统可以直接接入市电，平均延时时间1~2分钟。 2、原理框图： 感应系统对信号进行采集后将信号传至控制与延时电路，进而控制可控硅通断，实现本课题所要求的功能与指标。 信号采集 原理框图 设计思想：白天或晚上光线较亮时，光控部分将开关断开，声控部分不起作用，当光线较暗时，光控部分将开关自动打开，负载电路的通断受控于声控部分。电路能否接通依据声音信号的强度，当声音强度达到一定程度时，电路自动接通，白炽灯点亮，并开始延时，延时时间结束后开关自动关闭，等下一次声音信号触发。
元件选择：MIC用驻极体话筒，RG用一般光敏电阻即可，YFA-YFD用一片低工耗COMS四与非门电路TC4011，T1用9014低频管，放大倍数越大灵敏度越高，D1用IN4148，D2是7.5v的稳压管，C2、C3用电解电容、SCR可选用MCR100-6A的单向可控硅，电阻均为1/8w炭膜电阻，阻值按图。D3-D7用IN4007，反向漏电必须小。电灯的功率60W。 3、电路图 工作原理：电路如下图，220V市电通过灯丝、D3-D7、降压整流后，经过R7限流、D2、C3稳压滤波为电路提供稳定的工作电压。R4、RG组成分压电路，白天由于光照RG阻值变小，YFA1脚电位被拉低，由与非门的逻辑关系可知此时YFA3脚输出为高电平，经过YFA2反相变为低电平，D1截止后级电路不动作。晚上光线暗RG阻值变大，YFA1脚电位升高，如果此时有声音被MIC接收，经C1
光声控延时照明灯的设计 一、设计目的 本次课程设计主要是配合《模拟电子技术》和《数字电子技术》理论课程而设置的一门实践性课程，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、方案论证和选择 1、方案论证 1.1 方案1主要包含四部分电路，分别为：电源电路、光控电路、声控延时电路、晶闸管开关电路，下面对其功能进行逐一分析并确定电路结构。 电源电路主要为控制电路提供工作电压，本设计采用传统的电源电路设计方法，即降压、整流、滤波、稳压，使电路输出12V直流电压供给控制电路。 光控电路是根据光线的强弱来优先决定电灯的亮灭。该电路可以对声控延时电路进行控制，在白天光线较强时，光控电路输出低电平将声控电路封锁；在晚上光线较弱时，光控电路输出高电平，则声控功能打开。本设计采用光敏电阻和其他电阻组成的分压电路来控制555定时器的触发输入端2脚，并且将555定时器的2脚
和6脚连接在一起，通过一电容接地，555定时器的输出去控制声控电路中的555定时器的复位端。 声控延时电路该电路主要在光线较弱时起作用。这主要是通过光控电路的输出来控制的。在白天，该电路在光控电路的控制作用下，处于关闭状态，对任何声音信号都不响应；在晚上，光控电路将该电路的功能打开，使得该电路能根据外界声音信号作出相应的响应。经放大处理后的声音信号控制处于单稳工作模式的555定时器来实现声控及延时功能。 晶闸管开关电路该电路受声控电路555定时器输出端的控制。当其输出低电平时，晶闸管截止，由于照明灯与晶闸管串联，所以灯熄灭；当其输出高电平时，晶闸管导通，照明灯点亮。 1.2 方案2 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。 2、方案选择 由于方案一电路设计过于复杂，需要两个555计时器，并且需要变压器实现低电压来执行各个电路，所需要的元器件多，不易实现，可行性较差。而方案二设计简单，易实现，所用元器件少，可行性好。故选择二号方案。
目录 摘要I 第一章设计目的、技术指标及要求2 第一节设计目的 (2) 第二节技术要求 (2) 第三节设计报告要求 (2) 第二章设计方案、框图及论证3 第一节设计要求分析 (3) 第二节设计原理及方案 (3) 第三章：单元电路的设计及功能5 第一节声控电路 (5) 第二节光控电路 (5) 第三节触发电路 (6) 第四节延时电路 (7) 第四章总电路图及简要说明9第五章元件清单及管脚图功能表11 第一节主要元件清单 (11) 第二节NE555功能及引脚图 (11) 第三节SN74LS04功能及引脚图 (14) 致谢15参考文献16附录17
第一章设计目的、技术指标及要求 第一节设计目的 1．熟悉工程实践中电子的设计方法和规范，达到综合应用电子技术的目的。2．学习文件检索和查找数据手册的能力。 3．学会元器件的选择与使用。 4．学会电路设计软件的使用。 5．学会整理和总结设计文档报告。 第二节技术要求 1．要求电路能够通过照明灯开关对光线强弱的感应，控制照明灯第一级开关。2．要求电路能够通过照明灯开关对声强感应，在第一级开关开通的前提下，控制照明灯亮灭。 3．要求电路能够实现照明灯点亮时间t后自动关断，并且时间t可手动调节。 第三节设计报告要求 1.报告要求必须用A4纸打印。 2. 报告要求附有指导老师提供的课程设计任务书。 3.报告要求书写摘要。 4.报告要求附有目录，并表明报告各部分的页数。 5.报告要求叙述设计方案及设计原理。 6.报告要求用PROTEL软件画出原理电路图。 7.报告要求列出所有使用的元器件清单。集成电路要求画出管脚图和列出功能表。 8.报告要求写出总结。 9.报告要求附有参考文献，并且不少于5项。
1.原理设计 1.1 方案选择 声光控路灯是一种与普通路灯电路不同的路灯，它比平常的路灯更“人性化”。在白天或光照强的时候它是熄灭的，可是一到晚上或者光照弱的时候灯又会自动亮起来。当它们用在走廊里时，只要有脚步声它也会亮，当安静下来时它又会熄灭，做的好的声光控路灯还有延时功能。这就省去了认为操作的繁琐，如此“人性化”的路灯正越来越取代传统路灯的地位。 这次课设我们题目的声光控路灯电路，要求是能让它在白天或光照强的时候熄灭，在晚上或光照弱的时候灯亮。声控能在晚上起作用，有声音时灯亮，并能延时30秒钟后等再灭，当没有声音时路灯熄灭。老师并没有像其他班的老师那样给我们题目，所以还得自己去合适的图来完成任务。最后我们两个基本符合条件的原理图，如下图所示： 图1.1 电路原理图1
图1.2 电路原理图2 从表面上看来，图1.1和图1.2都能满足课设的要求，刚开始我们选择的是图1.2，因为当时还未找到图1.1，照当时的情况看来，图1.2算是最符合条件的了，不过由于感觉图1.2的原理过于复杂，对于我们来说还有点难理解，于是我们又找到一张图，也就是我们制成板的原理图了，与图1.2相比，图1.1明显更简单，并且各不分都有说明，让人一目了然，还有一点就是图1.2的供电电压是220V，而图1.1的供电电压为6V，为了方便检测，6V的电压显然更好搞，所以在既满足课设条件又符合简单清爽的观念的评判下，我们最终选择了图1.1作为本次课设的原理图。 1.2 对电路元器件及原理的分析 1.2.1 对电路元件CD4011的介绍 图1.3 CD4011引脚线图
如图1.3所示为CD4011内部引脚线的图，因为该元件为本电路最复杂的元器件，所以先对它进行一点介绍。 CD4011是四-2输入与非门集成电路，它的内部由4个与非门组成，它具有功耗低，抗扰能力强，电源电压范围宽广等特点，而且附加输出缓冲器，因此输入输出特性得到改善，当负荷增加而引起的传输时间变化被控制在最小限度。特别要注意图1.3中所示，cc V 和ss V 是接直流电源的，这是保障该元件正常工作的不可缺少的条件。 1.2.2 电源部分 为了方便使用，本次我们使用了4节干电池充当电源，电压源并联了一个电容C1，它能改善电源的内阻，减小电源的内阻，尤其是在电池使用较久，电压降低时。C1可是 使声控放大电路继续发挥较好的作用。 1.2.3 声控部分 如图1.3所示，该部分主要用到了三极管和压电陶瓷片，由于当时我们去买元器件时店里没有它卖，所以我们便用蜂鸣器代替了它，它们二者都能充当传感器的作用。当外界有一定声响时，它的输出电压给三极管的B,E 极残生b I ，C 极点位下降，与非门1A 的输出端变为高电压；当响声消失时，1A 的输出端又回复到低电位。 该部分中R1的阻值为M 2Ω，三极管的C 极连接可变电阻W ，调节这个电阻使C 极的起始电压处在比与非门电路1A 输入阀值略高一点的电位。1A 的初始状态，由于两个输入端都是高电位，所以输出端都是低电位。 1.2.4 光控部分 该部分主要由一个光敏电阻R L 和单排阵T3-4组成。 单排阵大概相当与一个开关的作用。当把它上面的“帽子”拿掉后该部分就断开了，当它戴上“帽子”后又会导通，再看光敏电阻R L 的作用：当环境有一
课程设计——声光延时电路 一．设计思路： 一个声光控制延时开关电路包含光传感器和声传感器，当楼道内外界光线亮度低于一定值时，光传感器工作。当楼道内声音大于某一定值时，声传感器工作。只有当光和声传感器同时工作时楼道电灯才会持续点亮。 因此准备使用光敏电阻、声控传感器、555延时电路，LM7805稳压电路、78LS08与门、电磁继电器搭建一个电路实现上述功能。 因为78系列的门电路要求工作电压为5V，因此使用Lm7805稳压电路将220V交流电稳压成5V直流电。又因为设计过程中555延时电路为了保证可以正常触发延时，因此需要一个电压为3V的电源，因此使用LM7805的稳压电路通过电阻分压分压出一个3V的电路。 二、各个主要元件以及其功能的介绍 1、光敏电阻： 光敏电阻的制作材料在光的照射下，有其阻值迅速减小的特性。这是由于光照产生的载流子都参与导电，在外加电场的作用下作漂移运动，电子奔向电源的正极，空穴奔向电源的负极，从而使光敏电阻器的阻值迅速下降。 光敏电阻的阻值在光照情况下非常小，只有几十欧姆，而在暗处可以达到106欧姆以上。
这次设计中光敏电阻等效为一个可变电阻，在光照情况下，电阻为50欧姆，在没有光照的情况的下，相当于电路短路，电阻为无穷大，没有电流。 2.声控传感器 一般声控模块可以使用驻极体话筒。这是一个恒电荷Q 的电容器，当声音震动话筒膜时，使得其电容值改变，进而改变其两端电压V ，产生电流，在本设计中采用一个电阻模拟。即当有声音震动时，电阻阻值很小，产生电流。当没有声音的时候，电阻为正无穷，相当于短路。 3、555延时电路 555芯片简介：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。一般用双极性工艺制作的称为 555 R1和C1用于确定输出脉冲的时间，典型经验公式为111.1**t R C 管脚4为reset ，低电平时有效使得555清零
电子信息工程学院 电子技术综合实验室课程设计报告 题目：自动节能开关的设计与实现指导教师：xxx 年级：2008 专业：光信息科学与技术 学号：xxx 学生姓名：xxx 2010 年11 月1日
1、功能与技术指标： 实现一个由声音和环境亮度共同控制的开关，其功能是在白天，电路总是关断。在黑暗条件下，电路处于等待工作状态，当有声音出现时（或有人经过），可控硅导通，驱动灯泡发光，并开始进入延时状态，一段时间后可控硅自动关断，灯泡熄灭，节电环保。 系统直接接入市电。平均延时时间1~2分钟。 2、原理框图： 感应电路对信号进行采集后将信号传至控制与延时电路，进而控制可控硅通断，实现课题所要求的功能与指标。 原理框图 设计思想：白天或晚上光线较亮时，光控部分将开关断开，声控部分起不了作用。当光线较暗时，光控部分将开关自动打开，负载电路的通断受控于声控部分。电路能否接通就看声音信号强度。当声音强度达到一定程度是，电路自动接通，白炽灯点亮，并开始延时，延时时间到开关自动关闭，等下一次声音信号触发。 元件选择：MIC用驻极体话筒，RG用一般光敏电阻即可，YFA-YFD用一片低工耗COMS四与非门电路TC4011，T1用9014低频管，放大倍数越大灵敏度越高，D1用IN4148，D2是7.5v的稳压管，C2、C3用电解电容、SCR可选用MCR100-6A的单向可控硅，电阻均为1/8w炭膜电阻，阻值按图。D3-D7用IN4007，反向漏电必须小。电灯的功率60W。
3、电路图 工作原理：电路如下图，220V市电通过灯丝、D3-D7、降压整流后，经过R7限流、D2、C3稳压滤波为电路提供稳定的工作电压。R4、RG组成分压电路，白天由于光照RG阻值变小，YFA1脚电位被拉低，由与非门的逻辑关系可知此时YFA3脚输出为高电平，经过YFA2反相变为低电平，D1截止后级电路不动作。晚上光线暗RG阻值变大，YFA1脚电位升高，如果此时有声音被MIC接收，经C1耦合T1放大，在R3上形成音频电压，此电压如高于1/2电源电压，则YF13脚输出低电平，经YFB反相，4脚输出的高电平经D1向C2瞬间充电，使YFC输入端接近电源电压，10脚输出低电平，由YFD 反相缓冲后经R6触发可控硅导通，电灯正常点亮。（此时则由C2向电路供电）如此后无声被MIC接收，则YFA输出恢复为高电平，C2通过R5缓慢放电，当C2电压下降到低于1/2电源电压时（按图中参数约一分钟）YFC反转、YFD反转，可控硅（SCR）截止电灯关闭，等待下次触发。
《模拟电路》电路设计报告电路名称：声光双控延时电路 班级： 姓名： XXX 学号： XXXXXXXXXX
目录 一、电路功能 (1) 二、电路设计 (1) 1、设计思路 (1) 2、电路图 (1) 3、电路原理 (1) 4、所用元件 (2) 三、各模块工作原理 (2) 1、整流模块 (2) 2、延时模块 (2) 3、光控模块 (3) 4、声控模块 (3) 5、控制信号传递模块 (4) 四、电路仿真（Multisim仿真） (4) 五、心得体会 (6) 六、附录
一、电路功能 本电路即模拟日常生活的声光双控灯。在黑夜的时候，发出一个声音信号，LED灯就会亮。其组成部分主要是由驻极体MIC，电压比较器LM358，整流二极管1N4148，光敏电阻和电容。 本电路是模拟楼道中的声光双控延时的电灯。在白天亮度比较高的时候无论声音多么大电灯都不会亮。但是到了晚上亮度低的时候，有较大声响的时候等就会发光。经过一定的延时之后电灯自动熄灭。 二、电路设计 1、设计思路 2、电路图（Multisim仿真电路图） 图1 总电路仿真图 3、电路原理 电路电源接220V交流电，通过整流桥整流在左侧电路的上面为高电压，下面那根线为低电压。当白天时关照较强，光敏二极管为低电阻使得A点处为低电压，不论D点电平的高低，经过两个与非门之后在B点都输出一个低电平，对应D1不导通，C点为低电平晶闸管经过两个与非门之后晶闸管门极为低电平，
晶闸管截止。 当夜晚时，光线较暗，光敏二极管为高电阻A点处为高电平，当有声音时最左侧的电阻式麦克风将声信号转换为电信号控制左侧三极管截止，D点为高电平，这样使得B点输出高电平，D1导通C点为高电平，C2和R4构成的电路充电，经过与非门处理之后晶闸管满足导通条件而导通，主电路中的电灯被点亮。当没有声音时B点仍输出低电平灯不亮。 4、所用元件 220V交流电源，220V电灯，晶闸管2N6507，二极管1N4007，驻极体话筒MIC，整流桥3N258，与非门4011BD，三极管2N2219A，光敏二极管OP999，电容：100uF、10uF、，电阻：Ω，120kΩ，56kΩ，100kΩ，1kΩ，Ω，10kΩ。 三、各模块工作原理 1、整流模块 图2 整流电路 由四个二极管构成整流桥进行桥式整流，与左侧晶闸管构成回路，加在晶闸管两端的电压是一脉动直流电压，当晶闸管门极注入电流时晶闸管导通从而主电路导通。当晶闸管门极没有触发时，晶闸管因脉动直流的零点而关断，从而主回路截止。在电阻R5的左侧，经过电容C4的滤波和稳压管的稳压，上下两条线之间的电压稳定在9V。 2、延时模块
目录 1.控制电路的常见类型 1 2.声光控制电路的原理 3 3.电路的工作原理 4 4.制作过程 6 4.1元器件的选择 6 4.2仿真 6 4.3安装制作 7 4.4调试过程 7 5.元件清单 8 6.心得体会 9 参考文献 11 1.控制电路的常见类型 控制电路的常见类型有声光控制、开关控制、电源控制、红外控制、照明控制、温度控制和可控硅控制以及交通灯控制等等。不同的电路他们的工作原理不同，作用和功能也就不相同了。
在交通灯控制电路里面又有不同的分类，例如基于CIPH9806芯片的交通灯控制电路，该电路具有工作安全、可靠、外围电路简单、维护方便等多种特点，在我国大中型城市的交通灯控制系统中具有广泛的应用前景。其原理图如下： 图1 基于CIPH9806芯片的交通灯控制电路原理图 其中，CIPH9806是一种可用于交通灯控制的集成电路芯片，具有东西和南北两个方向来往车辆的通行时间设置与显示功能，且具有允许执行特殊任务的车辆通行，而禁止普通车辆通行以及恢复正常交通秩序等功能。 芯片引脚功能 CIPH9806芯片的引脚排列如图1所示，具体引脚功能说明如下： RX：串行数据输出端，用于输出显示时间； TX：串行时钟输出端。该端每输出一个脉冲，“RX”端输出一位二进制位数据；RST：复位端，高电平有效；
XTAL1，XTAL2：晶体振荡器接入端，接6MHz晶振； DF：双功能输入端，低电平有效。若当前为正常交通状态，该端有效一次后，进入紧急车辆的通行状态。在当前状态，若该端再一次有效后，则重新恢复为正常交通状态。因此，在“DF”端可接入按键，以实现正常交通状态与紧急车辆通行状态的相互切换； INC：时间增量输入端，负脉冲有效。该端有效一次，可使东西方向车辆通行时间增加5s； DEC：时间减量输入端，正脉冲有效。该端有效一次，则可使东西方向车辆的通行时间减少5s； NC：无用端，接10kΩ上拉电阻； GND：电源地； VDD：正电源，接5V； COM0,COM1,COM2：是三位共阴极显示器扫描输出线，低电平有效。分别用于控制信号三位显示器的公共阳极端； NBR：南北方向红灯控制信号输出端，低电平有效； NBY：南北方向黄灯控制信号输出端，低电平有效； NBG：南北方向绿灯控制信号输出端，低电平有效； DXR：东西方向红灯控制信号输出端，低电平有效； DXY：东西方向黄灯控制信号输出端，低电平有效； DXG：东西方向绿灯控制信号输出端，低电有效。 2.声光控制电路的原理 声光控制电路的原理其实很简单。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，就像我们耳膜一样，震动即引起了电路内电容的变化，声控电路是根据电容的变化来控制开关的。光线就更简单了，里面有一个光敏电阻作传感器，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。在电路
声光延时电路的设计 一：设计要求 一个声光控制延时开关电路包含光传感器和声传感器，当楼道内外界光线亮度低于一定值时，光传感器工作。当楼道内声音大于某一定值时，声传感器工作。只有当光和声传感器同时工作时楼道电灯才会持续点亮。 二：相关知识 制作声光延时开关，电路主要由以下几个部分组成：电源、感应器、控制电路、灯泡。 该声光控制延时开关电路框架如下： 感光器主要部分为光敏电阻，光强度的改变，而引起阻值的改变。体现在电路的输出上。另一方面要注意到，光强足够大时，感光电路应对检音电路有抑制作用。 检音器采用的是话筒，通过接受环境中的声信号，经放大器放大。当声音强度大于某一值时，输出高电平。 延迟电路有两个思路，一个是先将感应电路的输出信号经过门电路，然后采用RC 电路，通过调整R 的值，是电容两端电压在一定时间内保持高电平，输出给照明控制，使灯持续通电；二是采用比较经典的555集成电路，正确连接各管脚，即可完成，且电路比较简单清晰。 控制电路主要是与灯泡串联，保证电路不工作时处于低电平，下接零线。核心部件是一个可控硅，在经由延迟电路传来的高点平时，导通，使灯泡点亮，其余时刻维持二极管截止的状态。 三：设计思路 首先，对于PSpice 仿真，需要用到灯泡的等效模型。当负载为灯泡时，接通电源的瞬间，冲击电流是稳态电流的10～15倍，稳定后，灯泡等效为线性电阻，以100W/220V 灯泡为例，其工作电阻约为484Ω。 （1）主电路：220V 市电接进来后，应分成两个部分。一路作灯泡电源，串联灯泡与晶闸管； 另一路经过整流，稳压，滤波，后变成低电压直流电，供给控制电路使用。为了避免人员伤害，以及减少电路损耗，这里选取10V 作为稳定电压。稳压部件为稳压二极管：1N4740。起到控制作用的可控硅部件选用的是MAC97A6，其最大电压400V ，大于交流电压，能够有效截止；Vgt （导通电压）为2V ，接受来自延迟电路的高电平信号。 220~直流电源