课程设计任务书
学生姓名：专业班级：电子0803班
指导教师：工作单位：信息工程学院
题目：声光控延时照明灯电路的设计
初始条件：
具较扎实的电子电路的理论知识及较强的实践能力；对电路器件的选型及电路形式有一定的了解；具备晶体管电路的基本设计及基本调试能力；能够正确使用实验仪器进行电路的调试与检测；使用适当的软件进行仿真和制作PCB板图。要求完成的主要任务：
1.采用晶体管设计电路完成一个简易声光控灯的设计；
2.利用仿真软件Pspice或Multisim仿真电路，并学习PROTEL软件，并用其绘制电路的原理图和PCB图，要求图纸绘制清晰，布线合理，符合绘图规范；
4.完成课程设计报告（应包含电路图，清单、调试及设计总结）。
时间安排：
1．2011年6月10日分班集中，布置课程设计任务、选题；讲解课设具体实施计划与课程设计报告格式的要求；课设答疑事项。
2．2011年6月10日至2010年6月22日完成资料查阅、设计、制作与调试；完成课程设计报告撰写。
3. 2011年6月23日提交课程设计报告，进行课程设计验收和答辩。
指导教师签名：年月日系主任（或责任教师）签名：年月日
目录
摘要.............................................................. I Abstract........................................................... I I 1绪论.. (1)
2电路的工作原理与设计 (2)
2.1光控控制部分 (2)
2.2声控控制部分 (2)
2.3延时控制部分 (4)
2.4总电路图 (6)
3电路仿真及PCB版图的制作 (7)
3.1电路仿真 (7)
3.2 PCB版图的制作 (8)
3.3硬件调试 (9)
4总结体会 (10)
5参考文献 (11)
附录一原件清单 (12)
摘要
本次课设采用Multisim10对简易声控灯电路进行绘制电路图及仿真工作以及protel 进行绘制电路图制作PCB 板。主要介绍了声控灯的制作原理以及Multisim10和protel的一些基本的操作和用法。电路分块清晰，PCB板美观、模块清晰。经仿真电路原理正确。达到任务要求。
运用PROTEL软件绘制最小系统原理图及部分外围扩展，在使用该软件当中，学会创建设计文档管理库，加载元件库，绘制电路图，放置电源部件，修改元件参数，生成网络表文件，同时还要将自己设计的电路原理图生成PCB电路板图等方法。在此基础之上将自己设计的电路进行仿真，并对其波形及数据进行分析。
实验原理大体如下：声音信号经Q1、Q4和倍压整流电路（D1、D2、C4构成）放大后，加到555的触发端2脚，通过充电放电的过程达到延时的效果，从而通过555的3端口控制发光二极管的导通和截止。如果光线强，即使进行声控，照明灯电路也不工作。在日常生活中，节电节能。
关键词：Multisim，protel，声控灯，PCB
Abstract
The class is located using simple voice-activated lights on Multisim10 draw circuit diagrams and circuit simulation work and to draw circuit diagrams produced protel PCB board. Introduces the principles of voice production of light and Multisim10 and protel some of the basic operation and usage. Clear the circuit block, PCB board appearance, the module definition. The simulation circuit is correct. Meet mission requirements.
PROTEL software minimum system using the schematic drawing and some peripheral expansion in the use of the software, I learned to create the design document management library, load libraries, drawing schematics, place the power components, modify component parameters, generate a netlist file, but also their design of the circuit board PCB schematic diagram generation and other methods. On this basis, the design of their circuit simulation, and its waveforms and data analysis.
Experimental works roughly as follows: the sound signal by Q1, Q4 and doubler rectifier circuit (D1, D2, C4 form) amplified, added to the trigger end of 2 555 feet, through charge and discharge process to achieve the effect of delay, thereby 555 3-port control of light-emitting diode turn-on and cut-off. If the light is strong, even if the voice, lighting circuit not working. In daily life, saving energy.
Keywords: Multisim, protel, voice-activated lights, PCB
1绪论
晶体管（transistor）是一种固体半导体器件，可以用于检波、整流、放大、开关、稳压、信号调制和许多其它功能。晶体管作为一种可变开关，基于输入的电压，控制流出的电流，因此晶体管可做为电流的开关，和一般机械开关（如Relay、switch）不同处在于晶体管是利用电讯号来控制，而且开关速度可以非常之快，在实验室中的切换速度可达100GHz以上。
晶体管，本名是半导体三极管，是内部含有两个PN结，外部通常为三个引出电极的半导体器件。它对电信号有放大和开关等作用，应用十分广泛。输入级和输出级都采用晶体管的逻辑电路，叫做晶体管－晶体管逻辑电路，书刊和实用中都简称为TTL 电路，它属于半导体集成电路的一种，其中用得最普遍的是TTL与非门。TTL与非门是将若干个晶体管和电阻元件组成的电路系统集中制造在一块很小的硅片上，封装成一个独立的元件.晶体管是半导体三极管中应用最广泛的器件之一，在电路中用“V”或“VT”（旧文字符号为“Q”、“GB”等）表示。
晶体管被认为是现代历史中最伟大的发明之一，在重要性方面可以与印刷术，汽车和电话等的发明相提并论。晶体管实际上是所有现代电器的关键活动（active）元件。晶体管在当今社会的重要性主要是因为晶体管可以使用高度自动化的过程进行大规模生产的能力，因而可以不可思议地达到极低的单位成本。
本实用新型涉及一种照明用灯，是一种由自然光控制其熄与亮的光控灯。本实用新型是利用触发元件、开关控制元件及对自然光敏感的光敏电阻组成开关控制线路，控制照明用灯的开关，该实用新型具有结构简单、容易调试、成本低等特点，适用于任何可用自然光控制熄、亮的环境，特别是公共场合，它可减少人工开关电灯的麻烦，也避免了忘记关灯而造成的用电浪费。
2电路的工作原理与设计
2.1光控控制部分
电路如下图2.1所示：
图2.1 光控控制电路图
光线强时，光敏电阻RL的阻值变小，R9、RL导通，555定时器的复位端4至于低电平；光线弱时，光敏电阻RL的阻值变大，R10导通，555定时器的复位端4至于高电平。光控控制电路对电路起总控制作用。
2.2声控控制部分
电路图如下图2.2所示：
图2.2声控控制部分
MIC接收到足够的声强时，电路产生谐振并输出一个微弱脉冲，从而将声音信号转换为电信信号。
MIC输出信号是一个非常微弱的信号，为了后续电路能够对声强信号进行处理，必须加入信号放大电路。图中所示信号放大电路是由电阻R1—R4、T1、T2和C1—C3构成，电路中采用了双三极管构成的放大电路，这样可以使电路的放大的倍数比单管当打电路的倍数增加b 倍，从而得到适合的信号。R2和R3为放大电路的集电极偏置电阻，C1和C2为放大电路的滤波电容。R1和R4为放大电路的反馈电阻，它们的功能是保证放大电路有一个稳定的静态工作点和稳定的输出电压，C3的作用是减小电路中加入反馈电阻对放大倍数的影响。电路中的延时控制电路一般采用电平信号触发，因此有必要对放大的交流信号进行整流。上图中采用了由C4、D1和D2构成的倍压整流电路，倍压整流电路不但能够完成整流的任务，同时还可以将输出电压增大一倍，这样当MIC接受到了足够大的胜强后，声强信号处理电路通过放大和整流就输出了一个高电平信号V。
2.3延时控制部分
延时电路的核心是555定时器，电路图如下：
图2.3 延迟控制部分
555集成电路的引脚图和功能表如下图2.4及表1所示，集成电路共有8个引脚，引脚1为接地端，引脚8为电源端，引脚2为触发电平端，引脚3为输出端，引脚4为清零端，引脚5为控制电平端，引脚6为阀值输入端，引脚7为放电端。从功能表中可以看出：555集成电路通过改变THR和TRIG端的电压值，来影响输出端和放电短的状态；同时它还具有储存信号的功能，因此555集成电路的应用十分广泛。需注意是控制电平端CV01t,
当它接入任意电压Vcv01t时，THR和TRIG端的变化分界点就不再是（1/3）Vcc和（2/3）Vcc，而是（1/2）Vcv01t和Vcv01t。
图2.4 555定时器引脚图
表1 555定时器的功能表
如图2.3所示，延时控制电路包括两部分：第一部分是由三极管构成的触发信号产生电路；第二部分是由555定时器构成的可重复触发的单稳态电路。
首先，声强信号处理电路的输出信号V1接三极管T3的基极。因为MIC接收到了足够大的声强后，V1为高电平，则三极管T3饱和，使三极管T3的集电极和发射极之间的Vce 约为0.3V,Vce接入555集成电路的TRIG端作为触发电平。
555集成电路构成的可重复触发的单稳态电路处于稳态时，Vthr<(2/3)Vcc,Vtrig>(1/3)Vcc,Q=0,放电管导通。当Vtrig=Vce=0.3V时，电路进入暂稳态，此时Q=1，放电管截止。同时直流电源通过可变电阻R6对电容C5充电，使得Vthr的值渐渐上升，当Vthr的值大于（2/3）Vcc时，电路重新进入稳态，Q=0，放电管导通。电路暂稳态的持续时间，即C5的充电时间取决于可变电阻R6和电容C5的数值，其计算公式为（设可变电阻R6=1M）： t=Tw=(1.1R6*C5=1.1*1000000*50)/1000000=55S
当MIC持续接收到足够大的声强时，那麽V1一直为高电平，T3始终饱和导通，Vce 持续为0.3V，这样使T4始终导通，电容C5就可以T2进行放电，电路将无法对电容C5进行充电。这样电路就一直处于暂稳态，知道声强信号消失，电路才能重新进入稳态，从而可以满足设计要求。
2.4总电路图
综上所述，总电路图如下：
图2.5 总电路图
总结一下，其工作过程大体如下所示：光线强时，光敏电阻RL的阻值变小，R9、RL 导通，555定时器的复位端4至于低电平；光线弱时，光敏电阻RL的阻值变大，R10导通，555定时器的复位端4至于高电平。MIC接收到足够的声强时产生谐振并输出一个微弱脉冲，将声音信号转换为电信信号，T1、T2和C1—C3构成，电路中采用了双三极管构成的放大电路，C4、D1和D2构成的倍压整流电路，输出了一个高电平信号V。V作用在T3上时，T3饱和，E-C之间0.3v，使VTRIG<(1/3)Vcc，VTHR>(2/3) Vcc.使Q端输出为1，照明灯亮。此时DIS截止，使C5充电，当其两端电压大于（2/3）Vcc时，VTRIG>(1/3)Vcc。使555定时器的输出端为0，及使开关断开（放电的过程）。当VTRIG>(1/3)Vcc，VTHR<(2/3) Vcc，555定时器的3端保持，照明灯电路不亮，达到延时的功能。
调节变阻器R6的大小可以改变照明电路的照明时间。当在次给其一生源时，重复上述过程，则照明灯还会再次点亮。从而达到声光双控延时照明灯电路的目的。
3电路仿真及PCB版图的制作
3.1电路仿真
电路仿真是运用Multisim软件来实现的，因软件中找不到9013的三极管，因此用2N2222来代替，用Multisim画原理图要比ORCAD简单的多，主要是ORCAD的原件太难找了，因此选择Multisim来仿真，仿真原理图如下：
图3.1 Multisim原理图
当闭合开关前，输入端是接地的，LED灯不发光。如下图3.1：
图3.1 LED的初始状态
当闭合开关，并立即断开开关后，发现LED灯发光了一段时间，随后熄灭。如下图所示：
图3.2 LED灯开始工作
仿真的结果符合要求，仿真成功。
3.2 PCB版图的制作
打开Protel 99SE，新建一个设计，输入名称*.ddb，然后点击文件，新建一个Schematic Document文件，然后利用画图元件按照图2.5连接，连接完成，如图3.3所示。然后分别填写各个元件的封装号。
图3.3 protel连接图
然后点击“工具”下的“电气规则检查”，检验自己的电路是否出错。没有错会出现下面的显示。
图3.4 电气规则检查结果
然后点击“设计”下面的“创建网络表”的选项，就可以生成网络表，检验电路连接元件完整。然后新建一个PCB文档，进入后在“设计”下选择“网络表”选项，网络表就载入了PCB，画一个框，然后将元件放进去并紧密合适，然后点击“自动布线”下的“全部”选项，全部自动布线，完成如图3.5所示的PCB版图。
图3.5 PCB版图
3.3硬件调试
按照原理图连接好各原件，然后焊接完成即可，焊接完后会有话筒输入端和电源端，电源端一端接电源，一段接地，刚开始用灯光照射，发现LED灯不亮，然后将光敏电阻遮住，结果LED灯发光了，接着测试声控部分，对着话筒用手拍一下手掌，发现当掌声超过一定的响度时LED灯就会发光，并持续一段时间就熄灭，这与设计的内容基本符合。
4总结体会
此次课程设计是有关晶体管器件的课程设计，再经过了大量的查阅书籍，网络资料后，我选择了《声光控延时照明灯电路的设计》这个题目，首先进行电路原理图的设计，然后再Multisim上进行绘制原理图并仿真，然后对电路中的各个部分进行调整修改，成功后我对它进行了PCB版图制作，按照设计的电路原理图完成实物的连接，连接后在实验室不断地调试、修改，最后得到所需要的结果。此次晶体管器件的课程设计对我们的总体电路的设计的要求更严格，需要通过翻阅复习以前学过的知识确立实验总体的设计方案，然后进行各模块的设计，还有就是在仿真中总会有大大小小的问题导致得不到所要求的结果，因此需要我们不断的变换参数，这两周下来，我对三极管的原理及555定时器的工作过程有了更深的了解，也对Multisim和protel的基本操作有了重新的认识，这对我们以后的工作和学习有很大的帮助，通过整个设计过程，对我的专业电路知识提高很大，通过典型电路的设计与制作，加深对基本原理的了解，增强了实践能力。
在此次课程设计中，我充分体会到了熟练运用相关软件的重要性，实际的操作仅仅只是画出了电路图之后用元器件在电路板上焊接就行了。此次课设绝大多数工作都高度依赖计算机，从仿真到绘制原理图，再到参数调节，可以说每一步都很艰难，每一步都是我们一步一个脚印结结实实踩下去的。
5参考文献
[1] 康华光，陈大钦，张林《电子技术基础模拟部分》北京：高等教育出版社 2006
[2] 周南生主编《晶体管电路设计与制作》北京：科学出版社 2006
[3] 方维，高荔主编《电路与电子学基础》北京：科学出版社 2004
[4] 徐国华主编《模拟及数字电子技术实验教程》北京：北京航空航天大学出版社 2004
[5] 周南生，张文敏编《晶体管电路设计》北京：科学出版社 2004
附录一元器件清单
本科生课程设计成绩评定表
指导教师签字：
年月日
声光路灯控制器的设 计与制作 电气10-1 101054107 马志强
摘要 在公共场所（例如学校、机关、居民区、厂矿企业等）的楼道中和车流量较小的偏远地区，长明灯现象十分普遍，从而造成了极大的能源浪费。在今天电力能源供应比较紧张的情况下，在没有人员活动的深夜让这些灯关掉一些，不仅可以节约能源，也能够节约一些开支。 本设计采用MCS-51单片机作为主控端各路灯的控制核心。声音传感器、键盘模块、光敏电阻等作为系统的辅助电路。分别实现了对开关灯时间的控制，不同环境明暗与不同交通情况下的路灯智能控制。 该系统可以设定每只路灯的开关灯时间，还可以通过传感器来识别外部环境的明暗变化和有无车辆与人员通过，是一种实用的路灯控制系统。该控制系统有十分明显的节电效果，同时维修量也大大减少了，从而节约了资金，有良好地使用效果。白天光照强度高，不管过路者发出声音多大，灯泡都不会发亮。夜晚光线变暗，光敏电阻检测到信号，传达至声音检测电路，使其开始工作。当检测到声响时，它就将声音信号传送给单片机，控制路灯打开。几秒钟后，如果没有声响，则再通过单片机来控制路灯熄灭，达到节能节电的目的。 研究该系统的重要性在于利用单片机来控制路灯的亮灭，不仅实现了节能节电的目的，同时提高了对外界环境变化检测的灵敏度，使整个路灯控制系统变得更加智能化。 【关键词】 MCS-51单片机；智能控制；键盘模块；声音传感器；光敏电阻
方案设计与论证 本声光控路灯照明系统是一种新型的电子智能控制系统，该系统的设计是将声音控制、光线控制结合在一起实现对路灯亮灭的控制，从而形成一个节能、高效的路灯控制系统。系统总体由声音传感器、光控电路、键盘模块、继电器等组成，系统组成如下所示。 为了较好的实现系统各个模块的功能和彼此之间的配合衔接，并且考虑到性价比，我们对系统各部分做了几个方案并对其进行了设计对比论证，具体论证如下： 1.1主控系统的选择 采用通用的51单片机作为主控制器。51单片机通用灵活、价格低廉、使用方便，程序易于编写和调试，支持在线仿真。开发更加容易，使整个系统变得更加简单，性价比较高，C语言与汇编语言可以互相调用。 1.2电源模块的选择 方案一：采用1.5伏干电池。体积小，重量轻，使用灵活方便。但是不满足长时间的持续供电。 方案二：采用直流稳压电源。输出精度高，0到32V可调，调节范围大，使用简单，但是体积重量较大，不方便携带。 为避免单片机与外围模块电源之间的干扰、本着轻便节约的思路，单片机供电我们采用方案一. 环境明暗-路灯控制模块选择 方案一：在电子城购买声光敏传感器。采购光敏传感器，使用方便，节省时间。
学号: 12103119 东营科技职业学院 毕业设计（论文）任务书 题目：声光控制楼道灯开关的设计 主要内容、基本要求、主要参考资料等： 1、设计(论文)课题要求：本论文要求广泛搜集相关研究资料，并进行深入对比分析。在撰写毕业论文有一定的学术性，一定的创见性，具有科学性，做到观点正确、论据充分、推理严密；层次分明、条理清楚、语言简练。论文主要在以下几个方面展开论述： 根据节约资源的任务要求，初步拟定声光控制电路工作原理的可行性，真正的有利于人们的方便、节能 2、文献查阅要求：在查阅相关参考文献时，首先要分析研究课题，明确查阅要求，其次选择合适的检索工具和检索方法；利用检索工具查找文献线索，了解馆藏情况，获取原始文献；最终要把检索到文献认真地加以筛选、消化和吸收，变为可用的活资料。 完成期限：自2014年11月15日至2015年3月31日 指导教师：教研室主任：
系主任: 2014年11月 15日
目录 绪论 摘要 (1) 第一章元件的介绍 (2) 1.1 电阻的定义及分类 (2) 1.2 电容的分类及选用 (3) 1.3二极管的定义及分类 (4) 1.4三极管 (5) 1.5晶闸管 (6) 1.5.1光控晶闸管的结构 (6) 1.5.2光控晶闸管的工作原理 (7) 1.5.3光控晶闸管的特性 (7) 第二章电路设计及工作原理 (8) 2.1设计流程 (8) 2.2光控电路 (9) 2.3声控电路 (9) 2.4延时电路 (11) 2.4.1电路的放电过程 (11) 2.4.2电路的时间常数 (12) 2.4.3延迟时间的可优化性 (13) 第三章电路的焊接与调试 (13) 总结 (15) 致谢 (16)
控电路在城市路灯或楼道照明中有着至关重要的作用,采用光控电路,可以根据光线的强弱来自动开启与关闭照明灯,做到无人自动控制,可以减轻工人的劳动强度,有效的节约能源。但光控电路有其缺陷,就就是夜晚无光线的时候,照明灯将一直工作着,这样会造成资源的浪费,也会缩短照明灯的寿命。 这时若在光控电路的基础上添加一个声控电路,使得照明电路在无光线的时候,只受声音的控制,当有脚步声或其它较强声响的时候,照明电路自动工作。当声音消失的时候,照明灯自动熄灭,这就需要在光控电路与声控电路联合工作的条件下添加一个延时电路,使照明灯点亮后,延时一定时间后自动熄灭。 本文设计的声光控制照明灯,该电路夜间有声音信号时,照明灯(用LED发光管模拟)点亮;无声时延迟5秒后熄灭;如声音间隔小于5秒,则LED持续点亮。白天有声无声均不点亮。这款小巧美观又实用节能,可以用蚊钉固定在自家门口也可以安装在走廊上,还可以用在厂房,建筑工地。 使用这种照明电路,人们就不必在黑暗中摸索开关,也不必再担心点长明灯费电与损坏灯泡了。夜间只要有脚步声或其它较强的声响时,灯便自动点亮,延时一定时间后自动熄灭。特别适用自动控制路灯照明以及走廊与楼道等处的短时照明。 二、楼道声控灯电路设计 2、1楼道声控灯的基本原理 该电路由声控电路、光控电路及放大电路、单稳态延时电路组成,下面对其功能进行逐一分析并确定电路结构。 光控电路就是根据光线的强弱来优先决定电灯的亮灭。声音信号由驻极体话筒BM接收,经过反比放大,放大的信号送到NE555定时器的2,6脚。该电路可以对声控延时电路进行控制,在白天光线较强时,该电路在光控电路的作用下,处于关闭状态,对任何声音信号都不响应,在晚上光线较弱时,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做出相应的响应。NE555定时器的输出去控制74HC123声控延时电路。该电路主要在光线较弱时起作用。这主要就是通过光控电路的输出来控制的。
目录 第一章绪论 (2) 2.1设计题目 (3) 2.2设计内容 (3) 2.3使用器件 (3) 2.4方案设计 (3) 第三章硬件电路安装及调试 (11) 3.1元器件的焊接 (11) 3.2调试 (12) 第四章总结与展望 (13) 参考文献： (15) 致谢： (16)
第一章绪论 随着科技的发展，电子产品越来越多的走近了人们的生活，工艺也是越来越精湛，科技的力量对科学技术的发展起着不可估量的作用，从爱迪生发明了电灯，让人来迎来了电的时代到现在TTL电路，CMOS等新技术的应用，确实为人们带来了便捷。 本次课程设计的内容就是光电声控灯，光控电路有着广泛的应用。比如城市中的路灯或楼道照明等一般都是由人工操作的，如果采用光控电路，根据光线的强弱来自动开启和关闭照明灯，做到无人自动控制，可以减轻工人的劳动强度，有效的节约能源。但光控电路有其缺陷，就是夜晚无光线的时候，照明灯将一直工作着，这样会造成资源的浪费，也会缩短照明灯的寿命。 这是若在光控电路的基础上添加一个声控电路，使得照明电路在无光线的时候，只受声音的控制，当有脚步声或其它较强声响的时候，照明电路自动工作。当声音消失的时候，照明灯自动熄灭，这就需要在光控电路和声控电路联合工作的条件下添加一个延时电路，使照明灯点亮后，延时一定时间后自动熄灭。 声控灯顾名思义，声控灯及时用声旨束控制电灯亮灭或亮度强弱的一种灯具，控制某一用电负载的方法多种多样，用光的强弱控制的成光控，用温度高低控制的称温控，用磁场强弱控制的称磁控，还有依靠压力，湿度的等等。
第二章系统总体方案设计 2.1设计题目 楼道声光控制照明灯。 2.2设计内容 设计声光控制照明灯，在夜间（黑罩模拟）有声音信号时，使灯（用Led发光管模拟）点亮；无声时延迟5秒后熄灭，声音间隔小于5秒，则Led持续点亮。白天有声音均不亮。 2.3使用器件 1、光敏电阻 2、驻极体话筒 3、运放LM358 4、NE555 5、单稳态触发器 6、放光管 7、电容 8、电阻 2.4方案设计 2.4.1总体设计 本次设计主要由声控电路，光控电路，放大电路，整形电路，延迟几部分组成。其中，声控电路与光控电路分别有LM358内部两个放大器组成。经过74LS122进行延迟，即可得到与设计内容相一致的电路。 2.4.2电路原理 1．光控部分 LM358作为一个同相输出的单门限电压比较器，即比较输入
基于单片机的声光控制模拟路灯 （程序部分） 前言：单片机是一种集成电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU、随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计数器等功能集成到一块硅片上构成的一个小而完善的微型计算机系统，在工业控制领域广泛应用。本次我们采用at89c51单片机设计一种基于单片机控制的声光控制模拟路灯。该灯有声控，光控，声光同时控制楼道灯三种模式，经过调查，现在绝大多数小区的楼道灯都是纯电路形式实现声光控制的，这较之智能控制缺乏功能多样性，稳定性，而未来肯定是智能化的天下，所以我们用单片机模拟这一个多功能灯的系统。 关键字：单片机，at89c51，智能社区，楼道灯 目录： 一、设计目的 (2) 二、总体设计 (2) 方案选择： (2) 三、硬件设计 (3) 原理说明： (3) 四、软件设计 (3) 主要程序清单： (3) 程序框图： (5) 五、实验结果 (6) 六、总结 (6)
通过此次设计，主要是为了巩固我们的单片机相关知识及对单片机的相关应用，培养电子系统设计与实践的能力，学会设计使用简易的声、光传感器，并能用这些传感器设计一个声光控制的路灯（楼道灯）。 完成功能： 1）、声控灯模式。当传感器接收到声音信号时，单片机控制灯亮，并在5秒后灯自动熄灭。 2）、光控等模式。当光电传感器接收到为暗光时，灯自动点亮，接收到为亮光时，等自动熄灭。 3）、楼道灯模式。声光控制结合，即模拟当天暗并且楼道里有人走过的时候灯自动点亮5秒后熄灭。 二、总体设计 此次设计的声光控制灯包括三个基本模块，即声音处理模块、光处理模块、单片机小系统。总体设计框图如下： 图1、总体设计框图 方案选择： 1）、单片机部分。由于此次设计对单片机的要求较低，所以我们选择最为常用的at89c51单片机作控制部分。 2）、声控部分 一：选择专用的声音传感器模块来完成，能得到正确的波形、电压、频率等参数，且设计电路简单省事，但成本较高。 二：用驻极体话筒通过相应的信号处理电路对声音信号进行处理，成本较低，但电路设计麻烦。 综上所述：我们选择方案二，因为此次设计对声音信号的波形等参数要求较小，只要单片机接收到并能判断为高电平即可。 3）、光控部分 一：用光敏二极管作光电元件，光敏二极管对光转换为相应的电流。 二：用光敏电阻作光电元件，光敏电阻对光转换为相应的电阻。 综上所述：我们选用光敏电阻作光控部分的核心元件，因为光敏二极管转换成的是电流，而我们需要判断的是电压信号，将电流转换为电压信号的电路较复杂。
试简析声光控路灯的工作原理. 声光控制指通过利用声音以及光线的变化来控制电路实现特定功能的一种电子学控制方法。声光控制延时节电灯电路包括声控,光控传感元件,放大器和由555构成的单稳态时电路及降压整流电路. 它是一种内无接触点，在特定环境光线下采用声响效果激发拾音器进行声电转换来控制用电器的开启，并经过延时后能自动断开电源的节能电子开关。广泛用于楼道、建筑走廊、洗漱室、厕所、厂房、庭院等场所，是现代极理想的新颖绿色照明开关，并延长灯泡使用寿命。 随着科学技术的发展，公共场所照明控制手段也将逐步更新，除现在已有的声光控开关外，还有微波感应开关和热释远红外感应开关．目前，微波感应开关的抗干扰性能尚不理想，红外感应开关在性能上较为理想，但安装复杂，比较娇气，价格也偏高，比较适合在一些管理完善的场所如宾馆、大饭店楼道及居家庭走廊应用，在普通住宅楼、办公楼道等场所的照明控制考虑到价格、管理及安装方便等因素，根据我国国情，可以预计在相当一段时期内，声光控延时开关将是首选的主流产品。但在家庭走廊、宾馆等场所，声光控延时开关并不是很适用。 据调查报告;声光控制延时开关在出租应用最为广泛,尤其在中小城市. 在21世界节能的时代,尽可能减少能源消耗.声光控制延时开关能得好广泛的应用,证明其节能效应. 白天或光线较强时，电路为断开状态，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，并且触发自动延时电路，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，免去了在黑暗中寻找开关的麻烦，尤其是上下楼道带来不便。 主要结构及工作原理 声光控制延时开关主要由声控开关、光控开关、延时电路几部分组成。 声控是通过柱极体话筒采集声音，并产生脉冲信号。光控电路则是由光敏电阻控制，光敏电阻在有光和无光状态下电阻阻值差距很大，能产生高低电平及通过逻辑器件控制电路。延时电路则是由电阻和电容组成的充放电电路组成，通过电容的充放电来实现的。最常用的延时电路是555，靠外接电容和电阻来控制时间，计算容易，缺点是延时时间不能很精确。 姓名：王佳班级：物理11003班学号：201006524
声光控延时楼道灯控制电路的安装与调试 项目描述 声光控延时楼道灯控制电路是利用声波为控制源的新型智能开关，它避免了繁琐的人工开灯，同时具有自动延时熄灭的功能，更加节能，且无机械触点、无火花、寿命长，广泛应用于各种建筑的楼梯过道、走廊等公共场所。常见的声光控延时楼道灯如图所示。 图1 常见的声光控延时楼道灯 知识准备 1.电路原理图的识读 电路原理图用于将该电路所用的各种元器件用规定的符号表示出来，并用连线画出它们之间的连接情况，在各元器件旁边还要注明其规格、型号和参数。电路原理图主要用于分析电路的工作原理。在数字电路中，电路原理图是用逻辑符号表示各信号之间逻辑关系的逻辑图，应注意的是，在逻辑符号上没有画出电源和接地线，当逻辑符号出现在逻辑图上时，应理解为数字集成电路内部已经接通了电源。 在图2所示的声光控延时楼道灯控制电路原理图中，CD4011为四个2输入与非门电路，其功能为有0出1，全1出0。交流电源12V经桥式全波整流和VD2、 =+稳定电压电容C2滤波获得直流电压×12≈,经限流电阻R1，使VS稳压管有U Z 供给电路（灯亮时U 有所降低），而灯泡L串于整流电路中。白天时，光敏电阻 Z RG阻值较小，与非门U1A的②脚（TP4）输入为低电平0态，U1A门被封锁，即不管U1A的①脚（TP3）为何种状态，U1A总是出1，U1B出0，U1C输入端（TP5）
为0，U1C 出（TP6）1，U1D 出0，TP7为低电平，单向晶闸管VT2不导通。在晚上天暗时，RG 阻值增大，TP4为高电平1态，U1A 门打开，TP3信号可传送。若无脚步声或掌声，驻极体话筒MC 无动态信号。偏置电阻（RP2、R4和R3）使VT1的NPN 三极管导通，TP3为低电平0态，则U1A 出1，其余状态与上述相同，晶闸管VT2控制极G 无触发信号，故不导通，灯泡L 不亮。 图2 声光控延时楼道灯控制电路原理图 晚上当有脚步声或掌声时，驻极体话筒MC 有动态波动信号输入到放大电路VT1的基极，由于电容C1的隔直通交作用，加在基极信号相对零电平有正、负波动信号，使集电极输出端TP3有高电平动态信号为1态，因此使U1A 全1出0为负脉冲，而U1B 出1为正脉冲，二极管VD1导通对C3充电达5V,TP5也为1, U1C 出0，U1D 出1为高电平，经R7限流,在单向晶闸管VT2控制极G 有触发信号使VT2导通，桥式全波整流电路中串联的灯泡L 经晶闸管VT2导通，灯泡L 点亮。由于晶闸管导通后的U AK 正向压降会降至约由此VD2用来防止U Z 电压下降，避免影响控制电路电源。在脚步声消失后，电容C3上的电压经过R6放电过程，TP5电压仍为1态，故灯泡L 仍亮，直到TP5电压小于与非门阀值电压U TH = 1 2 V CC 时刻，U1C 出1，U1D 出0，当U AK 过零电压时，晶闸管VT2截止，整个过程持续约为30～60秒钟后，灯泡L 熄灭。 板图的识读
声光控制电路设计报告 Company Document number：WUUT-WUUY-WBBGB-BWYTT-1982GT
电子技术课程设计 声光控制电路设计 姓名周利辉 学院信息与电气工程学院 年级电气1402 学号 指导教师韩辅君 2015 年 6 月29日 声光控制电路设计 一、内容及要求： 1.设计声音控制电路。 要求：（1）利用电阻式麦克作为声音接收器件。 （2）设计后续电路完成将声波信号转换为电压信号电路。 2.设计光控制电路。 要求：（1）利用光敏二极管作为光接收器件。 （2）设计后续电路将光信号转换为电压信号。 3. 设计延时电路。 要求：灯亮持续 055后自动熄灭。 4.将各部分电路联合起来，完成声与光的共同控制电路。 要求：（1）能够模拟居民楼声控灯原理，只有在暗环境下才能由声音控制灯的亮灭；在亮环境下，声控无效。
（2）灯光点亮持续30s后自动熄灭。 二、设计总体方案选择 （一）方案一 根据设计任务和要求，通过查阅、参考资料，询问同学，同学之间相互讨论等，最 终制订了一个相对可行的方案。 制定的声光控制电路参考图如图所示。 图声光控制电路参考图 参考电路简要说明 声光控制电路图 1.整流、滤波 用一个开关代替电阻式麦克，再用两个运算放大器对采集到的进行声音信号的放 大。还用555定时器组成一个施密特电路，起到“非”的作用。 2.光敏电阻部分 用一个单刀双置开光代替光敏电阻。 在白天光较强时，光敏电阻的阻值较低（约为Ω）。在白天我们要求第二个555定时器的4引脚输入低电平，则不管声控部分输出的是高电平或低电平，555定时器最终都输出低电平， 在晚上光线较暗时，光敏电阻的阻值变大（最大约为50MΩ），在晚上我们要求555 定时器的4引脚输入高电平，若此时有声音即声控部分输出高电平，则555定时器最终 输出高电平。即控制灯泡在晚上无声时不亮。
目录 摘要 (1) 1.设计方案 (2) 2.设计原理 (3) 2.1第一级电路：光控电路 (3) 2.2第二级电路：声控电路 (4) 2.3第三级电路：555可重复触发的单稳态电路 (5) 2.4第四级电路：LED照明灯电路 (6) 2.5 直流稳压电源 (6) 3.元器件选型 (8) 3.1红外线发射管 (8) 3.2红外线接收管 (9) 3.3继电器 (11) 3.3.1 继电器概述 (11) 3.3.2 继电器JRC-21F (12) 3.4驻极体话筒 (13) 3.4.1驻极体话筒概述 (13) 3.4.2驻极体话筒与电路的接法 (14) 3.4.3 驻极体话筒极性判别 (15) 3.4.4驻极体话筒灵敏度检测: (15) 3.4.5 驻极体话筒工作原理 (16) 3.4.6 驻极体话筒选配注意 (16) 3.4.6驻极体话筒的种类规格 (17) 3.5电压比较器 (17) 3.5.1工作原理 (17) 3.5.2功能作用 (18) 3.5.3 LM393 (18) 3.6 NE555定时器 (19)
3.7 变压器 (20) 3.8 直流稳压芯片 (21) 心得体会 (22) 参考文献 (24) 附录 (25) 附录1：元器件清单 (25) 表附录1-1 控制电路元器件清单 (25) 表附录2-2直流稳压电源中元器件清单 (26) 附录2：声光双控延时照明灯电路全图 (27)
摘要 随着电子技术的发展，用模拟电路和数字电路设计实现灯的自动开关，既能节能省电，有能延长灯的实际使用时间是非常重要的。灯泡在白天不会点亮，而在夜晚，一旦有声音振动，灯泡就会自动点亮。这种设计可以广泛应用于走廊、楼道招待所等公共场所，给人们的生活、带来极大的方便，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。该电路由电源电路、声控电路、光控电路和延时控制开关电路等组成。本设计以红外发射管作为模拟可见光，红外接收管作为光源传感器，以驻极体话筒作为感应声音的传感器，同时用NE555定时器搭建可重复触发单稳态电路，实现可重复触发LED供电电路工作。 关键词：声控，光控，照明，延时
控电路在城市路灯或楼道照明中有着至关重要的作用，采用光控电路，可以根据光线的强弱来自动开启和关闭照明灯，做到无人自动控制，可以减轻工人的劳动强度，有效的节约能源。但光控电路有其缺陷，就是夜晚无光线的时候，照明灯将一直工作着，这样会造成资源的浪费，也会缩短照明灯的寿命。 这时若在光控电路的基础上添加一个声控电路，使得照明电路在无光线的时候，只受声音的控制，当有脚步声或其它较强声响的时候，照明电路自动工作。当声音消失的时候，照明灯自动熄灭，这就需要在光控电路和声控电路联合工作的条件下添加一个延时电路，使照明灯点亮后，延时一定时间后自动熄灭。 本文设计的声光控制照明灯，该电路夜间有声音信号时，照明灯（用LED发光管模拟）点亮；无声时延迟5秒后熄灭；如声音间隔小于5秒，则LED持续点亮。白天有声无声均不点亮。这款小巧美观又实用节能，可以用蚊钉固定在自家门口也可以安装在走廊上，还可以用在厂房，建筑工地。 使用这种照明电路，人们就不必在黑暗中摸索开关，也不必再担心点长明灯费电和损坏灯泡了。夜间只要有脚步声或其它较强的声响时，灯便自动点亮，延时一定时间后自动熄灭。特别适用自动控制路灯照明以及走廊和楼道等处的短时照明。 二、楼道声控灯电路设计 2.1楼道声控灯的基本原理 该电路由声控电路、光控电路及放大电路、单稳态延时电路组成，下面对其功能进行逐一分析并确定电路结构。 光控电路是根据光线的强弱来优先决定电灯的亮灭。声音信号由驻极体话筒BM接收，经过反比放大，放大的信号送到NE555定时器的2,6脚。该电路可以对声控延时电路进行控制，在白天光线较强时，该电路在光控电路的作用下，处于关闭状态，对任何声音信号都不响应，在晚上光线较弱时，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做出相应的响应。NE555定时器的输出去控制74HC123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。
声光控制开关电路的设 计毕业设计 集团标准化办公室：[VV986T-J682P28-JP266L8-68PNN]
毕业设计（论文） 题目声光控制开关电路的设计系 物理与电子科学系（院） 专业电子信息科学与技术 班级2007级3班 学生姓名 学号 指导教师 职称讲师 二〇一一年六月十八日 独创声明
本人郑重声明：所呈交的毕业设计(论文)，是本人在指导老师的 指导下，独立进行研究工作所取得的成果，成果不存在知识产权争 议。尽我所知，除文中已经注明引用的内容外，本设计（论文）不含 任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做 出重要贡献的个人和集体均已在文中以明确方式标明。 本声明的法律后果由本人承担。 作者签名: 二〇一一年六月一十 八日 毕业设计（论文）使用授权声明 本人完全了解滨州学院关于收集、保存、使用毕业设计（论文） 的规定。 本人愿意按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版，同意学 校保存学位论文的印刷本和电子版，或采用影印、数字化或其它复制 手段保存设计（论文）；同意学校在不以营利为目的的前提下，建立 目录检索与阅览服务系统，公布设计（论文）的部分或全部内容，允 许他人依法合理使用。 （保密论文在解密后遵守此规定） 作者签名: 二〇一一年六月一十八日
声光控制开关电路的设计 摘要 生活用照明灯大多数都是由普通开关控制，但在现实生活中普通开关控制不仅在晚上使用不方便，而且由于没有及时关闭造成大量能源浪费，尤其是在教室等公共场所长明灯现象更为严重。随着电子技术的快速发展,尤其是数字电子技术的发展,用数字电路技术实现灯的自动点亮、节能节电、延长灯的使用寿命已变得越来越成熟,而且也贴近我们的实际生活。 本文设计的声光控制开关电路是一种利用声音信号和光信号双重控制且具有定时功能的电子开关，它主要有电源电路、声控电路、光控电路、延时电路及开关电路等部分组成，实质上就是一个替代传统手动开关的受声、光双重控制的电子开关。白天或光线较亮时，光控电路通过光敏电阻对外界光照强度进行检测，将外界光强信号转化为电信号，此时开关电路输入端为低电平，开关不导通，无论外界有没有声音信号灯都不亮，从而实现控制灯白天不亮的功能；晚上或光线较暗时，光控电路通过光敏电阻将光照强度信号转化为电信号，外界有声音信号时，声控电路将检测到的声音信号转化为电信号，并与光控电路转化来的电信号经与非门一起送入后续电路，此时开关电路输入端为高电平，开关导通，灯点亮，并延时一段时间后自动熄灭，从而实现控制灯晚上受声音信号控制的功能。而且对于声音信号感应的灵敏度和对光信号感应的灵敏度能够调节，还可以人为设定延时时间。 本系统使用的是分离元器件，电路明了，结构简单，克服了现有声光控制开关成本高、体积大等缺点，同时还大大减少了维修量，不仅节约了资金，更节约了能源，是家庭及公共场所理想的照明开关，特别适用于楼梯、走廊、仓库、厕所等公共场所的照明自动控制。 关键词：自动控制；声控电路；光控电路；放大电路；延时电路
声光控制电路设计 报告
电子技术课程设计 声光控制电路设计 姓名周利辉 学院信息与电气工程学院 年级电气1402 学号 指导教师韩辅君 年 6 月29日 声光控制电路设计 一、内容及要求： 1.设计声音控制电路。 要求：（1）利用电阻式麦克作为声音接收器件。 （2）设计后续电路完成将声波信号转换为电压信号电路。 2.设计光控制电路。
要求：（1）利用光敏二极管作为光接收器件。 （2）设计后续电路将光信号转换为电压信号。 3. 设计延时电路。 要求：灯亮持续 055后自动熄灭。 4.将各部分电路联合起来，完成声与光的共同控制电路。 要求：（1）能够模拟居民楼声控灯原理，只有在暗环境下才能由声音控制灯的亮灭；在亮环境下，声控无效。 （2）灯光点亮持续30s后自动熄灭。 二、设计总体方案选择 （一）方案一 根据设计任务和要求，经过查阅、参考资料，询问同学，同学之间相互讨论等，最终制订了一个相对可行的方案。 制定的声光控制电路参考图如图2.1所示。 图2.1 声光控制电路参考图 参考电路简要说明
声光控制电路图 1.整流、滤波 用一个开关代替电阻式麦克，再用两个运算放大器对采集到的进行声音信号的放大。还用555定时器组成一个施密特电路，起到“非”的作用。 2.光敏电阻部分 用一个单刀双置开光代替光敏电阻。 在白天光较强时，光敏电阻的阻值较低（约为 1.2kΩ）。在白天我们要求第二个555定时器的4引脚输入低电平，则不论声控部分输出的是高电平或低电平，555定时器最终都输出低电平， 在晚上光线较暗时，光敏电阻的阻值变大（最大约为50MΩ），在晚上我们要求555定时器的4引脚输入高电平，若此时有声音即声控部分输出高电平，则555定时器最终输出高电平。即控制灯泡在晚上无声时不亮。 （二）方案二
楼道声光控灯及开关----课程设计(总30页) 本页仅作为文档页封面，使用时可以删除 This document is for reference only-rar21year.March
课程设计 楼道声光控制灯 系别：电子工程系 班级：电信13-2 组员：杨芹周超周正 霖 黄永杰格绒次 里 唐兢杰湛清华 指导老师：蒋雪琴
目录 摘要 (3) 引言 (4) 第1章设计流程 (5) 第2章电源模块 (7) 电源电路的设计 (7) 电源电路的工作原理及相关参数的分析 (7) 电源电路的其他设计 (9) 第3章信号收集模块 (9) 光信号收集电路 (11) 光信号电路的设计 (11) 光信号电路的工作原理相关参数的分析 (11) 光信号电路相关参数的分析 (12) 声音信号收集电路 (12) 第4章信号处理模块 (14) 芯片TC4081BP的介绍 (14) 芯片TC4081BP的工作原理…………………………………………..14. 第5章延时模块 (16) 延时电路的设计 (16) 延时电路的工作原理 (16) RC电路的放电过程 (17) RC电路的时间常数 (17) 延时时间的可优化性 (18)
第6章被控制模块 (19) 被控制电路的设计 (19) 被控制电路相关参数的分析 (20) 相关元件介绍 (20) 总结 (24) 参考文献 (25) 摘要 声光双控延时开光不仅适用于住宅区的楼道，而且也适用于工厂、办公室、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，而且降低能耗，节约能源，注重环保是当今世界的主潮流。此外，它在一定的场所使用还可起防盗作用。它是公共场所照明开关的理想选择，被人们誉为“长明灯的克星”。 本次课程设计的是一个灵敏度较高的声光控制开关，行人只要拍个巴掌就能电路触发。本电路仅使用一只CMOS门电路TC4081BP、一个CRZ2-113F型小型驻极体式电容话筒、一个CdS型光敏电阻器以及若干电阻、电容配合就能将电路触发，使其导通，将电灯打开。它不需要发送关闭信号，由电路自身的延时电路将灯关闭。当灯被打开后，延时电路延时约25s后将灯自动关闭。该电路还具有自动光控作用，在白天由光敏电阻器控制着电路。即使受到声音信号的触发，开关也不会打开。 在此电路的设计中，要注意三点，第一是要合理设计三极管的静态工作点，使之处于饱和或截止两状态；第二要调节好电位器，从而使声控开关和光
成绩评定： 传感器技术 课程设计 题目声光控制照明灯开关
摘要 声光控制照明灯开关，能自动控制白天开关，夜晚亮灯，人走灯灭。具有灵敏、低耗、性能稳定、使用寿命长、节能等特点。这里介绍声、光控制节能灯开关。综合了声、光和延时控制、工作稳定、节电并可延长灯泡寿命。在白天或光线较强的场合，光敏电阻小，即使有较大的振动声响也能控制灯泡不亮；晚上或光线较暗时，光敏电阻随环境的光线减弱而增大，遇到声响、振动后灯自动点亮，经过约一分钟（时间可设定）自动可用于楼梯、厕所等公共场所照明灯的自动管理。选择驻极体传声器、光敏电阻和四二输入与非门CD4011作为基本元件。光敏电阻和声控传感器两种传感器形成了声控、光控和延时三种控制的电路板。实现了电子开关的三种控制。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，适用于各种楼 房走廊的照明设备。 【关键词】传感器声控光控节能方便
目录 一、设计目的------------------------- 1 二、设计任务与要求--------------------- 1 2.1设计任务------------------------- 1 2.2设计要求------------------------- 1 三、设计步骤及原理分析 ----------------- 2 3.1设计方法------------------------- 2 3.2设计步骤------------------------- 3 3.3设计原理分析---------------------- 4 四、课程设计小结与体会 ----------------- 5 五、参考文献-------------------------- 6
电工电子技能训练 总结报告 项目名称：声光双控延时开关电路的设计与制作所在学院：矿业技术学院 姓名：杜奕飞 同组成员：郭恩博杜奕飞王界骄王鹏刘毅
指导教师：宋绍楼毛姣姣施泽勇 训练地点：静远218 完成时间：2017年7月2日 摘要 声光双控延时开光不仅适用于住宅区的楼道，而且也适用于工厂、办公室、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，而且降低能耗，节约能源，注重环保是当今世界的主潮流。此外，它在一定的场所使用还可起防盗作用。它是公共场所照明开关的理想选择，被人们誉为“长明灯的克星”。 本次设计的是一个灵敏度较高的声光控制开关，行人只要拍个巴掌就能电路触发。本电路仅使用一只CMOS门电路TC4081BP、一个CRZ2-113F型小型驻极体式电容话筒、一个CdS型光敏电阻器以及若干电阻、电容配合就能将电路触发，使其导通，将电灯打开。它不需要发送关闭信号，由电路自身的延时电路将灯关闭。当灯被打开后，延时电路延时约25s后将灯自动关闭。该电路还具有自动光控作用，在白天由光敏电阻器控制着电路。即使受到声音信号的触发，开关也不会打开。 关键词：变压；整流；滤波；稳压；检音、感光；放大；整形；延时可调。
目录 1 市场同类产品综述 (3) 2 设计方案及原理分析 (3) 主要电子元器件清单 (3) CD4011构成的声光控延时开关参考电路 (4) 工作原理 (5) 3 电路制作及调试、试验 (10) 灯一直不亮 (10) 灯常亮不熄 (10) 实际操作 (11) 4 技术经济分析 (11) 5 总结 (11) 6 参考文献 (12)
电子技术课程设计 声光控制电路设计 姓名周利辉 学院信息与电气工程学院 年级电气1402 学号437 指导教师韩辅君 2015 年6 月29日 声光控制电路设计 一、内容及要求： 1.设计声音控制电路。 要求：（1）利用电阻式麦克作为声音接收器件。 （2）设计后续电路完成将声波信号转换为电压信号电路。 2.设计光控制电路。 要求：（1）利用光敏二极管作为光接收器件。 （2）设计后续电路将光信号转换为电压信号。 3. 设计延时电路。 要求：灯亮持续055后自动熄灭。 4.将各部分电路联合起来，完成声与光的共同控制电路。 要求：（1）能够模拟居民楼声控灯原理，只有在暗环境下才能由声音控制灯的亮灭；在亮环境下，声控无效。
（2）灯光点亮持续30s后自动熄灭。 二、设计总体方案选择 （一）方案一 根据设计任务和要求，通过查阅、参考资料，询问同学，同学之间相互讨论等，最终制订了一个相对可行的方案。 制定的声光控制电路参考图如图所示。 图声光控制电路参考图 参考电路简要说明 声光控制电路图 1.整流、滤波 用一个开关代替电阻式麦克，再用两个运算放大器对采集到的进行声音信号的放大。还用555定时器组成一个施密特电路，起到“非”的作用。 2.光敏电阻部分 用一个单刀双置开光代替光敏电阻。 在白天光较强时，光敏电阻的阻值较低（约为Ω）。在白天我们要求第二个555定时器的4引脚输入低电平，则不管声控部分输出的是高电平或低电平，555定时器最终都输出低电平， 在晚上光线较暗时，光敏电阻的阻值变大（最大约为50MΩ），在晚上我们要求555定时器的4引脚输入高电平，若此时有声音即声控部分输出高电平，则555定时器最终输出高电平。即控制灯泡在晚上无声时不亮。 （二）方案二 电路图采用反相放大器进行放大，再经过三极管进行“非”，最后用555定时器延时，控制LED灯的亮灭。 三、单元模块设计
课程设计名称：电子技术课程设计题目：声光控制灯感应系统 学期：2014-2015学年第2学期 专业：电气工程及其自动化 班级：电气12-*班 姓名：*** 学号：1206**** 指导教师：***
辽宁工程技术大学 课程设计成绩评定表
课程设计任务书 一、设计题目 声光控制灯感应系统 二、设计任务 1.设计课题任务设计一个应用声光控制原理的声光控制灯感应系统。2．要求如果有光有声音控制灯不亮，没光有声音控制灯亮。 三、设计计划 通过理论设计和实物制作解决相应的实际问题，巩固和运用在《模拟电子技术》中所学的理论知识和实验技能，掌握常用模拟电路的一般设计方法，提高设计能力和实践动手能力，为以后从事电子电路设计、研发电子产品打下良好的基础。 1、学习声光控制灯感应系统的设计方法； 2、研究声光控制灯感应系统的研究方案； 3、掌握声控原理、光控原理﹑以及可控硅的工作原理； 4、掌握三极管管脚极性的判断方法； 5、掌握电烙铁的使用方法。 四、设计要求 光照度强（白天）路灯不点亮，光照度弱（夜晚）路灯由声音控制；有声音时路灯点亮，否则不点亮。 （1）电路稳定性和可靠性要高。这是控制电路性能的最基本要求，否则自控能力弱，严重时会失去自动控制功能； （2）功耗要小。控制电路一直接于交流220伏电路上，若功耗特别是
静态功耗大，则不利于节能，甚至还会大大缩短控制电路的寿命； （3）灵敏度要能调节。这是控制电路正常工作时，对声光控制信息信号的最低要求，控制信号的灵敏度应满足不同的环境要求； （4）带负载能力要强。被控灯的功率不尽相同，因此要求控制电路的一定范围的驱动能力； （5）触发延时时间要能按要求调节。延时时间至少在1分钟内可以调节。 指导教师： 日期：2015年1月23日
学号20100602050131 密级公开 ####本科毕业论文 声光控楼道延时灯控制电路的设计与制作 学院名称：##### 专业名称：电子信息#### 学生姓名：#### 指导教师：### 副教授 二零一四年五月
###### Design and Manufacture of Sound and Light Controlled Delay Control Circuit of the Corridor Lamp College ：##### Subject ：#### Name ：#### Directed by ：#### May 2014
郑重声明 本人呈交的学位论文，是在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，所有数据、图片资料真实可靠。尽我所知，除文中已经注明引用的内容外，本学位论文的研究成果不包含他人享有著作权的内容。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体，均已在文中以明确的方式标明。本学位论文的知识产权归属于培养单位。 本人签名：日期：
摘要 本设计主要通过音频放大电路、电平比较电路、延时开启电路、触发控制电路、恒压源电源电路和晶闸管主回路组成控制电路，运用学过的模拟电路、数字电路等知识设计出实用的电路，并进行理论分析画出原理模拟图，然后利用仿真软件对电路的功能进行仿真测试，再设计出符合实际的印制电路板，最后对元器件进行选择、检测，通过焊接和技术检测制作出符合设计原理和要求的电路实物。 关键词：声光控；延时；控制电路；仿真
ABSTRACT This design mainly through the audio amplification circuit, a level comparator circuit, open circuit delay, the trigger control circuit, the constant voltage power supply circuit and the main circuit composed of a thyristor control circuit. Using the learned knowledge of analog circuitry and digital circuitry designs of practical circuit and draw the principle of the simulation diagram by theoretical analysis. Then using the functions of the circuit simulation software processes prsimulation test for the object of functions of the circuit t, and then designs the printed circuit board matching the actual use. Last, after the components’s selection and test, the circuit physical objects which meet the requirements of the design principle will be produced by the means of welding and technical test. Keywords: Sund and light control ; Dlay ; Ntrol circuit ; Mulation
目录 摘要 (2) 引言 (2) 第1章设计流程 (3) 第2章电源模块 (5) 2.1 电源电路的设计 (5) 2.1 电源电路的工作原理及相关参数的分析 (5) 2.3 电源电路的其他设计 (7) 第3章信号收集模块 (9) 3.1 光信号收集电路 (9) 3.1.1 光信号电路的设计 (9) 3.1.2 光信号电路的工作原理相关参数的分析 (10) 3.2 声音信号收集电路 (10) 第4章信号处理模块 (12) 4.1 芯片TC4081BP的介绍 (12) 4.2 芯片TC4081BP的工作原理..................................................12. 第5章延时模块 (14) 5.1 延时电路的设计 (14) 5.2 延时电路的工作原理 (14) 5.3 RC电路的放电过程 (15) 5.4 RC电路的时间常数 (15) 5.5 延时时间的可优化性 (16) 第6章被控制模块 (17) 6.1 被控制电路的设计 (17) 6.2 被控制电路相关参数的分析 (18) 总结 (22) 致谢 (22) 参考文献 (24) 附录 (25)
摘要 声光双控延时开光不仅适用于住宅区的楼道，而且也适用于工厂、办公室、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，而且降低能耗，节约能源，注重环保是当今世界的主潮流。此外，它在一定的场所使用还可起防盗作用。它是公共场所照明开关的理想选择，被人们誉为“长明灯的克星”。 本次设计的是一个灵敏度较高的声光控制开关，行人只要拍个巴掌就能电路触发。本电路仅使用一只CMOS门电路TC4081BP、一个CRZ2-113F型小型驻极体式电容话筒、一个CdS 型光敏电阻器以及若干电阻、电容配合就能将电路触发，使其导通，将电灯打开。它不需要发送关闭信号，由电路自身的延时电路将灯关闭。当灯被打开后，延时电路延时约25s后将灯自动关闭。该电路还具有自动光控作用，在白天由光敏电阻器控制着电路。即使受到声音信号的触发，开关也不会打开。 在此电路的设计中，要注意三点，第一是要合理设计三极管的静态工作点，使之处于饱和或截止两状态；第二要调节好电位器，从而使声控开关和光敏电阻具有良好的灵敏度；第三要合理设定延时RC，实际和理论延时时间总会有差距的。 关键词：声光双控延时节电开光 引言 近年来，城市居民住宅越来越趋向高层化。高层建筑的一个不可忽略的问题是楼道等公用部分的照明问题。楼道照明灯如果能做到随手关灯，将是一个极大的能源消耗，以一栋六单元十二层楼房为例：每层安装一只15瓦的灯泡，就是72只灯泡，每小时耗电1.08度。如果这些灯彻夜通明，一晚耗电10多度，一年就是4000多度。一般住户在开灯后往往忘了或不愿意再费事去专门关灯。感应式楼道照明开关是解决这个问题的一种简单方法。它可以在开灯后一定时间内自动熄灭。在白天，即使有人走过，楼道等也不会亮，可以达到节能的目的。声光双控延时开关体积小，外形美光，制作容易，且节能环保，是当今世界的主潮流。由于今年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。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，而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。 因此我设计一个声光双控延时开关来解决此浪费问题。夜晚，行人经过楼道出入口时，照明灯点亮25s后熄灭；白天，照明灯自动停止工作。