题目：基于晶体管的简易声控灯的设计
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控灯的设计；
2.通过声音震动使灯发光，并且延迟10秒左右后熄灭；
3.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）。
目录
摘要............................................................................................................................ I Abstract ........................................................................................ 错误！未定义书签。1绪论............................................................................................................................ II 2设计内容及要求....................................................................................................... I II
2.1设计目的及主要任务..................................................................................... I II
2.1.1设计目的............................................................................................... I II
2.1.2设计任务及要求................................................................................... I II
2.2设计思想......................................................................................................... I II 3声控灯的工作与设计原理....................................................................................... I V
3.1放大电路的原理............................................................................................. I V
3.2单稳态电路的原理.......................................................................................... V
3.3继电器电路的原理......................................................................................... V I
3.4整机电路的原理........................................................................................... VII 4整机电路的制作.................................................................................................... V III
5软件仿真与硬件调试............................................................................................... I X
5.1 multisim10仿真 ............................................................................................. I X
5.1.1 仿真图示.............................................................................................. I X
5.1.2 仿真结果............................................................................................... X
5.2 Protel绘制PCB版图 .................................................................................. XII
5.3硬件调试...................................................................................................... X III 6元器件清单表........................................................................................................ X IV 7设计总结................................................................................................................. XV 8参考文献................................................................................... 错误！未定义书签。
摘要
本文介绍作品采用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。例如，原理图sch的绘制，当然其中也包括元件的制作；印刷电路板PCB的制作；对电路原理图进行仿真。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。
关键词：Multisim，protel，声控灯，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。本文介绍了基于晶体管的简易声控灯设计。
声控灯已经广泛应用在居民楼的楼道中，它给人民的生活带来很多的方便。这些声控灯电路中几乎都使用了集成电路，并且直接使用220V的交流电源。虽然这样做简化了电路，但对于初学者来说他们理解电路有一定的困难,调试电路也具有一定的危险性。这里介绍一个简单的声控灯电路，采用了三极管等分立元件和低压电源，不仅适合初学者的学习，而且通过电路中的继电器也可以控制其它电器进行工作。当你对着声控电路拍手或喊叫时，电路中的继电器会动作,如果用它控制小灯，可以使小灯工作几秒钟,然后自动关闭。
2设计内容及要求
2.1设计目的及主要任务
2.1.1设计目的
提高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的选择有一定的了解；学习晶体管电路的基本设计能力及基本调试能力；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。
2.1.2设计任务及要求
根据已知条件，完成通过基于晶体管的声控灯的设计、连接与仿真。须符合以下要求：
1.采用晶体管设计电路完成一个简易声控灯的设计；
2.通过声音震动使灯发光，并且延迟10秒左右后熄灭；
3.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）。
2.2设计思想
本次设计要求完成基于晶体管的声控灯的设计、连接与仿真，选择适合三极管。而整个设计的核心部分就在采用了三极管等分立元件和低压电源,通过电路中的继电器也可以控制其它电器进行工作的设计，当你对着声控电路拍手或喊叫时，电路中的继电器会动作,如果用它控制小灯,可以使小灯工作几秒钟，然后自动关闭。该模块完成的功能主要包括放大电路和单稳态电路以及继电器控制电路。随后运用Multisim10中的仿真功能对其予以仿真，从仿真的结果中分析程序的正确性。然后运用Protel画出电路图待
所有模块的功能正确之后，然后制作相应的PCB板。最后照着原理图进行整机电路的连接。
3声控灯的工作与设计原理
3.1放大电路的原理
如下图所示，在本次设计电路中使用了一只φ20的压电陶瓷片，它的符号和外形见图3.1所示，压电陶瓷片所转换的电信号很微弱，只有通过由三极管VT1组成的放大器把微弱的信号进行放大后，才能去触发单稳态电路。所以要设置一个简单的放大电路，将微弱的信号放大，才能触发后边的电路。
图3.1 压电陶瓷片的符号和外形
图3.2所示为放大电路的组成，将信号放大。
图3.2 放大电路部分
由R1和R2比例控制放大的倍数。图中V o输出了放大的信号。
3.2单稳态电路的原理
图3.3中三极管VT2、VT3及其电阻器、电容器组成了单稳态电路。电阻器R3为三极管VT2提供了基极电流；而三极管VT3的基极电流则是从三极管VT2的集电极电阻R4上得到的。三极管VT2集电极与三极管VT3基极之间是直接耦合的；而三极管VT3集电极与三极管VT2基极之间的耦合则是由电容器C2来完成的。电阻器R4是三极管VT2的集电极负载，三极管VT3的集电极负载是电阻器R5。
图3.3 单稳态电路部分
单稳态电路的特点是它只有一个稳定状态。电路在没有信号输入时，选择合理的R3使三极管VT2稳定在饱和状态，此时它的集电极电压约为0.3V以下。这样使三极管VT3稳定在截止状态。这就是单稳态电路的稳定状态。
当一个负脉冲通过C1到达三极管VT2的基极时，三极管VT2开始趋向截止，它的集电极电流减小，集电极电压升高；经过直接耦合，使三极管VT3的基极电压升高，三极管VT3开始导通，它的集电极电压下降；经电容C2的藕合又使三极管VT2的基极电压进一步下降(虽然这时负脉冲已经不再存在)，形成一个正反馈，很快达到一个新的状态。此时三极管VT2截止，三极管VT3饱和导通。这就是单稳态电路的暂稳态现象。
单稳态电路的暂稳态是不能持久的。在暂稳态期间，电容器C2通过电阻器R3进行放电,随着放电的进行,三极管VT2的基极电压逐渐升高，当它达到0.5V 以上时，三极管VT2开始导通,正反馈现象再次发生,整个电路很快又回到VT2
饱和导通，VT3截止的稳定状态。电容C2通过电阻R3的放电过程决定了电路暂稳态的维持时间。根据计算，这个时间t =0.7×R3×C2。在本电路中电阻R3为330K，电容C2为47μF,所以
t=0.7×330×103×47×10-6=1ls.根据这个公式改变电阻R3或电容C2的参数,可以延长或缩短电路的延迟时间。
电路复原后,电容器C2通过电阻器R5和三极管VT2的发射结进行充电。充电完成后电路才可以接收下一次的触发。
3.3继电器电路的原理
电磁式继电器一般由铁芯、线圈、衔铁、触点簧片等组成的。只要在线圈两端加上一定的电压，线圈中就会流过一定的电流，从而产生电磁效应，衔铁就会在电磁力吸引的作用下克服返回弹簧的拉力吸向铁芯，从而带动衔铁的动触点与静触点（常开触点）吸合。当线圈断电后，电磁的吸力也随之消失，衔铁就会在弹簧的反作用力返回原来的位置，使动触点与原来的静触点（常闭触点）释放。这样吸合、释放，从而达到了在电路中的导通、切断的目的。对于继电器的“常开、常闭”触点，可以这样来区分：继电器线圈未通电时处于断开状态的静触点，称为“常开触点”；处于接通状态的静触点称为“常闭触点”。如图3.4为继电器电路原理图。
图3.4 继电器电路原理图
在本实验中，触点那端应该连接外部的电路控制灯。如图3.5所示。
图3.5 电路中的继电器部分控制的电路
当有电流经过线圈时，开关闭合使右边的二极管发光；当电流逐渐消失时，发光二极管熄灭，实现控制功能。电路图中，二极管接到K的线圈两端起到保护作用。
3.4整机电路的原理
如下图3.6所示，电路中的B是一只压电陶瓷片,它能将声音信号转变为电信号。压电陶瓷片所转换的电信号很微弱,只有通过由三极管VT1组成的放大器把微弱的信号进行放大后，才能去触发单稳态电路。放大后信号中的负脉冲作用在三极管VT2的基极上时，可以使单稳态电路翻转。电路中的电容器C3是电源退耦滤波电容器。
在电路的稳态过程下，单稳态电路中三极管VT2导通,三极管VT3截止。三极管VT3的集电极为高电平，接在它上面的三极管VT4是PNP型三极管，所以三极管VT4没有导通,继电器不工作。一旦有外界的声音来触发电路，单稳态电路中三极管VT2的基极受到负脉冲的作用而截止，单稳态电路处在了暂态的过程中。这时三极管VT3导通，它的集电极电压下降，导致与它连接的三极管VT4也导通,继电器吸合。由于单稳态电路的暂态时间是由电阻器R3与电容器C2的参数决定的,所以十秒钟后单稳态电路会自动恢复到稳态过程下，继电器停止工作。
图3.6声控电路电原理图
4整机电路的制作
图4.1是声控灯电路的整机图。对照电原理图4.1中元器件的数值认清元器件。安装时首先将六只电阻器焊到电路板上,然后依次将电容器、二极管、三极管、继电器焊到电路板上,注意电解电容器的极性和三极管的管脚排列。压电陶瓷片要通过导线与电路板连接,注意在焊接压电陶瓷片时，时间不能太长以免烫坏压电陶瓷片的镀银层。小型开关和电池夹也通过导线与电路板连接。
图4.1 声控灯整机电路图
元器件装好后可接通直流电源进行调试。首次通电时继电器会吸合几秒钟然后释放。这时可以拍手来触发声控电路,每拍一下手，继电器就应吸合，十秒钟后继电器会自动释放。
继电器的一组常开触点可以作为受控电路的开关，这一部分在电原理图中没有画出。电路板安装图的右边两接点即为继电器的常开触点。声控电路调试成功
后就可用这两点作为电灯开关。
电路是按HRS4H-S型5V继电器的尺寸设计的，也可以根据需要选用其他符合要求的继电器。
5软件仿真与硬件调试
5.1 multisim10仿真
5.1.1 仿真图示
打开multisim10，文件-新建-原理图，在按照图4.1所示连接电路图。将整机电路，将压电陶瓷片换成个电阻串联个开关，实现输入信号的控制。因为压电陶瓷片在仿真中不能自启动，形成不了负脉冲信号，采用个开关，当闭合时，VT1的基极是正电压，当瞬间断开时，产生一个类似的负脉冲信号。所以采用开关模拟压电陶瓷片的瞬间交流信号。
整机仿真电路如图5.1所示
图5.1 整机仿真电路
快速的闭合开关然后再断开开关，则会看到发光二极管变亮，然后延迟11秒左右，然后熄灭。
示波器查看C2两端电压，开关闭合断开后，C2的电压由5.5V左右一直降低直至降到负值，同时，继电器两端电压保持6V，延迟11秒后直接变为0，引起继电器断开，发光二极管熄灭。
5.1.2 仿真结果
当开关闭合时，电路仿真如图5.2所示。
图5.2 开关闭合瞬间仿真图
然后将开关瞬间断开，模拟压电陶瓷片的交流信号，电路仿真如图5.3所示。
图5.3 开关再次断开后的电路仿真
待电路延迟11秒左右后，发光二极管自动熄灭。如图5.4所示
图5.4 延迟11秒后电路仿真情况
经过示波器查看电容C2两端电压变化和继电器两端的电压变化。如图5.5所示。
图5.5 电路工作在暂稳态的示波器情况
根据示波器观察，其中A通道为电容C2两端电压，通道B为继电器两端电
图5.6 暂稳态结束后进入稳态的波形
压，在暂稳态的时间内，A通道的电压逐渐减小，B通道两端电压一直持续在6V左右，继电器一直在工作，此时发光二极管发光，当C2放电结束时，A通道变为0V，B点电压瞬跳至0V，此时发光二极管熄灭然后电容两端经过充电又
回到6V，但是由于没有负脉冲信号触发单稳态电路反转，所以电路处于稳定状态。如图5.6所示。
5.2 Protel绘制PCB版图
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4.1连接，连接完成，如图5.7所示。然后分别填写各个元件的封装号。
图5.7 protel连接图
然后点击TOOLS-ERC，检验自己的电路是否出错。点击DESIGN-CREATE NETLIST，生成网络表，检验电路连接元件完整。然后新建一个PCB文档，进入后选择Keepoutlayer，然后将网络表载入PCB，将元件放置紧密合适，然后点击AUTO ROUTE-ALL，全部自动布线，完成如图5.8所示的PCB版图。
图5.8 整机电路的PCB版图
5.3硬件调试
根据本设计中的电路原理图进行实物的连接，焊接连接各元件即可。连接完成后，引出两根根导线，一根导线接+5V电源的正极，另一根导线接地，接好线后，刚开始第一次闭合开关，继电器会自动吸合一次，然后自动松开，接着拍手来触发声控电路，每拍一下手，继电器就应吸合，发光二极管发光，然后延迟11秒后发光二极管自动熄灭。与设计的内容基本相符合。同样设计中仍然存在误差，这是由于元器件参数的精度不够、实物连接时引入附加阻值、性能不够高以及环境温度等多方面的影响所致。在实际生活中可以通过多种措施来提高输出音频信号的的稳定度，如可以
选择电容的并联使电容的值更精确；同时外界温度也会影响实验的精确性。
6元器件清单表
表6.1 元件清单表
序号名称型号数量备注
1 电阻680k 1 R1
2 电阻680 1 R2
3 电阻330k 1 R3
4 电阻13k 1 R4
5 电阻 2.7k 2 R5、R6
6 二极管1N4148 1 D1
7 电解电容10uF 1 C1
8 电解电容47uF 1 C2
9 电解电容100uF 1 C3
10 三极管9013 3 VT1~VT3
11 三极管9015 1 VT4
12 压控陶瓷片φ20 1 B
13 继电器HRS4H-S型5V 1 K
14 开关1×2小型开关 1 S
7设计总结
本次课设是完成一个简易声控灯电路设计，首先通过查找书籍资料，首先进行电路原理图的设计、绘制以及PCB版图制作，然后对电路中的各个部分进行调整修改，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，最后得到设计要求的输出波形。此次晶体管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了实验总体设计方案，然后逐步细化进行各模块的设计；其次，在电路仿真的过程中总会出现一些问题，需要我们细心解决，所以这周下来，我对电路故障的排查能力有了很大的提高；再次，通过此次课程设计，我对设计所用到的软件Multisim10和Protel 99SE有了更加深刻地了解，这对我们以后的工作和学习的帮助都很有用处。当然，经过了课程设计，我也发现了自己的很多不足。但是通过自己的动手动脑，既增加了知识，又给了我专业知识以及专业技能上的提升，我也会更加努力，认真学习，争取在以后的课程中做得更好！
在这次课设中，我首先要感谢学校给我们提供的机会，其次我要感谢我的老师在课程设计上给予我的指导、提供给我的支持和帮助，这是我能顺利完成这次报告的主要原因，更重要的是老师帮我解决了许多技术上的难题，让我能把设计做得更加完善。在此期间，我不仅学到了许多新的知识，而且也开阔了视野，提高了自己的设计能力。最后，我要感谢帮助过我的同学，他们也为我解决了不少我不太明白的设计上的难题。同时也感谢学院为我提供良好的做课程设计的环境。最后再一次感谢所有在设计中帮助过我的老师和同学。
第一章绪论 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，而且贴近我们的生活。声光控楼道灯已成为人们日常生活中必不可少的必需品，它电路新颖、安全节电、结构简单、安装方便。它不需要开关，在白天时不亮，晚上闻声自亮，行人走后几十秒后自动关闭，既方便，又省电。广泛的应用于走廊、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。 声光控楼道灯是一种智能灯具，既满足夜晚楼道照明的需要，又能最大限度地节约电能。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，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。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。 采用高亮的白色LED发光管，其优点是：⑴、白天自动熄灭.天黑后灯就处于等待状态,一有响动,灯就亮，延时约1~2分钟,灯自动熄灭。⑵、耗电很小。以50支5mm的LED灯测试，耗电约3W，不到40W白炽灯的十分之一.而亮度是很接近的.⑶、寿命极长。以LED灯每天点亮12小时算，可使用20年。⑷、以相同7层楼的不同单元做对比测试得出数据：采用40W白炽灯声光控开关的每月电费是5元，一层楼约0.71元；而采用LED灯的每
H a r b i n I n s t i t u t e o f T e c h n o l o g y 课程设计说明书（论文） 课程名称：电子技术课程设计 设计题目：声控开关的设计与制作 院系：电气工程及其自动化 班级：1406111 设计者：元胜 学号：1140610319 指导教师：吕超 设计时间：2016年12月5-18日 工业大学
工业大学课程设计任务书
*注：此任务书由课程设计指导教师填写。
声控灯的设计与制作 1设计任务及原理 设计任务基本要求：设计一个声控开关，控制对象为发光二极管，接收到一定强度的声音后，声控开关点亮发光二级管，灯亮时间可调。控制延时时间用数字显示。 扩展要求：发光二极管点亮时间延时显示。 1.1设计原理 声控灯是将声音信号转换为电信号、电信号再转换为光信号的装置。 输入部分可由一个驻极体话筒实现。话筒的高分子极化膜生产时就注入了一定的永久电荷。在声波的作用下，极化膜随着声音震动，电容是随声波变化。于是电容两极间的电压就会成反比的变化。将电容两端的电压取出来，就可以得到和声音对应的电压了。但是这个电压信号非常小，不能驱动LED灯。对这个电压信号进行放大、整形，才能得到足够大的电压。 声控灯的延时可以由一个单稳态触发电路实现。单稳态电路的暂态时间就是发光二极管的发光持续时间。用前面经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电压输出。这个输出来驱动发光二极管，就达到了声控、发光的目的。 计数器部分首先需要一个时钟源。时钟源脉冲可由多谐振荡器获得。将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。 计数结果再经译码输送给共阳极数码管，显示出来。 2设计过程 2.1声控灯电路原理： 当驻极体话筒接受到一定强度的声音信号时，声音信号转换为电压信号，经三极管放大、施密特触发器整形后，触发单稳态延时电路，产生一个宽度可调的脉冲信号，驱动发光二极管发光。同时，该脉冲信号作为选通信号，使计数器计数，并用数码管显示延时时间。电路的流程图如图 1所示：
LED楼道声控灯工作原理与电路原理 节能环保是当前社会发展的重要主题，其中最受关注的就是照明节能领域。声控灯是一种非常有趣的照明装置，使用起来非常方便，且在节能环保方面的表现比较优异。五金机电销售数据显示，最近几年来，不管是旧楼改造还是新楼建设，LED楼道声控灯的使用都非常频繁。除此之外，它在太阳能光伏照明系统、公共场所照明等领域都有非常广泛的应用。 一、工作原理 220V交流电通过H及整流全桥后，变成直流脉动电压，作为正向偏压，加在可控硅VS及R支路上。白天，亮度大于一定程度时，光敏二极管D呈现底阻状态≤1KΩ，使三极管V截止，其发射极无电流输出，单向可控硅VS因无触发电流而阻断。此时流过灯泡H的电流≤2.2mA,灯泡H不能发光。电阻R1和稳压二极管DW使三极管V偏压不超过6.8V，对三极管起保护作用。夜晚，亮度小于一定程度时，光敏二极管D呈现高阻状态≥100KΩ，使三极管V正向导通，发射极约有0.8V的电压，使可控硅VS触发导通，灯泡H发光。RP是清晨或傍晚实现开关转换的亮度选择元件。 尽管家装建材配件有很多，LED楼道声控灯由音频放大器、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，它采用人嘴发出约1秒的控制信号“嘶”声，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，并设有手动开关，使其应用更加方便。五金批发市场人员表示，声控灯由话筒、音频放大器、选频电路、倍压整流电路、鉴幅电路、恒压源电路、延时开启电路、可控延时开关电路、可控硅电路组成。 二、电路图
三、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R4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R4阻值为150K，22V时为15K，其它电压按比例增减。 四、电路原理： 1． D2～D5构成桥式电路，在U1D输出端为低电平时，可控硅SCR不导通，电灯LAMP无电流通路不会点亮。只有在U1D输出端为高电平时，可控硅SCR1导通时，电灯LAMP才会点亮。五金建材专家提醒您，安装接线要注意电路安全。2． D2～D5、R7、DW、C3组成稳压二极管稳压电路产生7.5V直流电压给 控制电路供电。 3．控制电路由三极管9013、COMS电路四与非门CD4011等元件组成。声电转换器MIC将声音转换成电信号、光敏电阻MG45受光线控制改变其阻值的大小（光强电阻变小）。C2、R5组成亮灯延时电路，时间常数＝R5×C2。 在安装楼道声控灯的时候要尤其注意防止触电，及时断电，做好预防措施，选择优质五金配件。据中国五金机电网专业人士分析，LED楼道声控灯在当前市场上
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。另外，由于频繁开关或其他人为因素，墙壁开关的损坏率很高，既增大了维修量、浪费了资金，又容易造成事故隐患。当有人走过楼道通道，发出脚步声或其他声音时，楼道灯会自动点亮，提供照明进入家门或走出公寓，楼道灯延时几分钟后会自动熄灭。
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。
浅谈楼道声控灯工作原理 声控灯是一种声控电子照明装置，声控灯由话筒、音频放大器、选频电路、倍压整流电路、鉴幅电路、恒压源电路、延时开启电路、可控延时开关电路、可控硅电路组成。 而声控灯有一种有趣的现象，那就是光线充足时，任你发出多大的声音都不亮；但在黑夜，轻轻一声它就发出了亮光，这是为什么呢？原来声控灯还光控电路，以使其在光线足够的时候不工作，所以声控灯的控制盒是声、光同时控制的，在光亮度能达到的情况下，灯不会亮。你可以做一个小实验，你可以用手遮挡声控开关的光控原件然后再发出声音，灯就会亮了 关键词:声控灯；音频放大器；选频电路； 1引言 声控灯是一种由自然光控制其熄与亮的光控灯。声控灯是利用触发元件、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，该控制线路只有7个零件，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。 当然，也有弊端，由于开关的频率比较高，灯泡的寿命大大降低，同时，也造成了一定的噪音污染。也就是说，在遇到声控灯时，人们往往是用不同的办法，让它发光照明。但有一点是相同的：不管采用何种方法，一定要发出声音才可以。
2原理 声控灯包括灯负载RL、可控硅SCR、话筒MIC及声控电路，灯负载RL与可控硅SCR串接后与电源相连，话筒将声音信号转换成电信 号，声控电路通过声音信号控制可控硅SCR的导通状态，其特征在 于，所述声控电路包括电源部分，谐振放大部分及触发器，电源部分 通过电容降压、整流及稳压提供声控电路所需的直流电压，谐振放大 部分包括多极三极管放大，话筒接在第一级放大三极管的基极上并由 电容耦合，一个由电感和电容构成的振荡电路接在末级放大三极管 的基极上，放大后的信号影响触发器的翻转，并最终控制可控硅的控 制极的电位。包括灯负载RL、可控硅SCR、话筒MIC及声控电路，灯 负载RL与可控硅SCR串接后与电源相连，话筒将声音信号转换成电 信号，声控电路通过声音信号控制可控硅SCR的导通状态，其特征在 于，所述声控电路包括电源部分，谐振放大部分及触发器，电源部分 通过电容降压、整流及稳压提供声控电路所需的直流电压，谐振放大 部分包括多极三极管放大，话筒接在第一级放大三极管的基极上并由
课程设计报告 华中师范大学武汉传媒学院 传媒技术学院 电子信息工程2011 仅发布百度文库，版权所有.
单片机课程设计 一、设计题目、要求 题目：声控灯设计 要求：A.使用单片机实现声控灯 B.当说话声音大于一定程度时，发光二极管显示，延时大于1秒 二、设计框图 1、硬件框图 三、方案设计 如果要让接在P1.0口的LED1亮起来，那么只要把P1.0口的电平变为低电平就可以了；相反，如果要接在P1.0口的LED1熄灭，就要把P1.0口的电平变为高电平；同理，接在P1.1～P1.7口的其他7个LED的点亮和熄灭的方法同LED1。因此，要实现流水灯功能，我们只要将发光二极管LED1～LED8依次点亮、熄灭，8只LED灯便会一亮一暗的做流水灯了。在此我们还应注意一点，由于人眼的视觉暂留效应以及单片机执行每条指令的时间很短，我们在控制二极管亮灭的时候应该延时一段时间，否则我们就看不到“流水”效果了。 四、硬件原图设计
五、程序流程图 六、仿真图 仿真结果如下：当S2关闭
当S3关闭 七、制作
八、调试 流水灯制作完成后，我们对它进行了调试，一开始灯不停地闪，无法接受到声音信号。后来，我们对PCB进行了检查，发现有放大电路的集电极连接线断路了，导致声音信号没法被芯片接收到。我们迅速的电路进行了修复。修复后，电路能够顺利的进行工作了。 九、心得体会 回顾起此课程设计，至今我仍感慨颇多，从理论到实践，在这段日子里，可以说得是苦多于甜，但是可以学到很多很多的东西，同时不仅可以巩固了以前所学过的知识，而且学到了很多在书本上所没有学到过的知识。在今后社会的发展和学习实践过程中，一定要不懈努力，不能遇到问题就想到要退缩，一定要不厌其烦的发现问题所在，然后一一进行解决，只有这样，才能成功。 在设计过程中虽然遇到了一些问题，但经过一次又一次的思考，一遍又一遍的检查终于找出了原因所在，也暴露出了前期我在这方面的知识欠缺和经验不足。比如在调试的时候，程序老是不稳定中断服务程序有时执行一次，有时又执行两次，开始我以为是板子受环境影响。后来在网上百度才知道是软件问题，是我忘了在执行中断服务程序时候把相应的中断关了，导致在执行中断服务程序时易受影响执行两次或两次以上。在这个发现问题之后，我在中断服务程序中关了相应的外中断之后。问题就解决了，下载程序到板子之后，运行就正常了。
1、声控灯走廊开关的主要功能 1、走廊声控灯白天呈关闭状态。 2、夜晚听到声响时自动点亮。 3、具有节能优点。 2、系统框图 本声控灯的设计方案为：当为白天时，光开关为开启状态，无论声开关是否关闭，声控灯都处于关闭状态。当为夜晚时，光开关处于闭合状态，但声控灯依然处于开启状态，当外界有声音发出时，声开关处于关闭状态，声控灯自动点亮。系统框图如下： 系统框图 3、单元电路的设计及元器件的选择 三极管VT选用9014，?>=150。F1~F6选用CD4069或国产CC4069型六反相器集成电路。CD4069六反相器内部结构及脚管排列如图所示： CD4069六反相器内部结构 单向晶闸管VS为MCR100-6或MCR100-8或1A/400V的单向晶闸管。光电二极管VD1为2CU312.电阻均为1/8W金属膜电阻。C1、C2为CD11型电解电容器。
发光二极管是一种能把光照强弱变化转换成电信号的半导体器件。下图为2CU型发光二极管的外形、符号及接脚法。 2CU型光电二极管外形及电路符号 声控走廊灯开关的接线方法如下 声控走廊灯开关的接线方法 4、总电路原理图 电路原理如图所示：
声控走廊节能灯电路 二极管VD4~VD7组成桥式整流电路。电阻R10、电容C4组成降压、滤波电路。 单向晶闸管VS是照明灯HL的无触点开关。VS导通，HL点亮；VS关断，HL熄灭。 白天，由于光电二极管CD1受到环境光线的照射阻值很小，反相器F3的13脚呈低电位，12脚呈高电位，经反相器F4的10脚呈低电位，二极管VD3呈截止状态。反相器F5的6脚呈高电位，反相器F6的8脚呈低电位，三极管VT处于截止状态。由于单向晶闸管VS无触发电压而关断。照明灯HL不亮。 天黑时，光电二极管的阻值增大，虽然F3的13脚的电位有所上升，但仍达不到开启F3的阈值电压，故处于预备工作状态。此时，F6的8脚呈低电位，照明灯HL依然不亮。 当外界有声音发出时，其声波被压电陶瓷片BC转换为电信号，经两级反相器F1和F2变换，4脚输出的信号经电容C1耦合，由限流电阻R3加给F3的13脚。F3的13脚达到阈值开启电压，F3反相器工作，12脚呈低电位，F4的10脚呈高电位，二极管VD3获得正向电压而导通，并给电容C3充电（由于这种延时，可有效地减缓冲击电流，从而大大的延长灯泡使用寿命）。F5的5脚电位升高，则6脚电位降低，经F6反相，8脚呈高电位，单向晶闸管VS获得高电位而触发导通，HL点亮。同时三极管VT导通。 无声时，F3的13脚又回到原等待电位，则二极管VD3截止。此时充足电荷的电容C3开始向电阻R8放电。由于放电过程中F6的8脚仍维持高电位，HL仍旧保持照明状态。随着时间的推移，电容C3的端电压放电到一定低电位时，促使F5反相，6脚电位变高，则F6的8脚电位变低，VS关断，等HL熄灭。 电路中三极管VT只要是为节能而设置的。当F6的8脚呈高电位时，三极管VT导通，
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：
目录 第1章设计目的 (1) 第2章设计要求 (1) 第3章硬件电路设计 (1) 3.1电路设计结构框图 (1) 3.2整流电路部分 (2) 3.3声控电路部分 (3) 3.4光控电路部分 (3) 3.5延时电路部分 (4) 3.6总电路图 (5) 3.7仿真图 (5) 第4章元件选择及计算 (6) 第5章设计总结 (6) 参考文献 (8)
第1章设计目的 设计一种照明自动控制电路。要求照明灯在白天（光照度足够）不亮，晚上（或照度不足）拍手或有种脚步声即亮，延时30秒自动熄灭。 第2章设计要求 将220v交流整流稳压成10v左右的直流电压，对555定时器和三级管静态供电。555接成单稳态触发器，控制双向晶闸管，当555定时器输出高电平，触发器晶闸管导通，灯泡亮；当555定时器输出低电平，触发器晶闸管未导通，灯泡灭；同时可以实现声光控制，可考虑用光敏三极管的输出端控制555定时器的触发复位端，音频放大电路控制555的触发端。 第3章硬件电路设计 3.1电路设计结构框图 图3-1 电路设计结构框图 该设计电路大致可分为以下几部分：整流电路部分、声控电路部分、光控电路部分、延时电路部分。电路设计结构图3-1所示。在整流电路中，是用单相桥式全波整流电路来实现的整流。声控电路是利用拾音元件把声音信号转换为电信号然后再用三极管的放大特性把电信号放大。光控电路中是用光敏三极管的特性把不同的光照强度转换为不同电流的电信号，电信号再经三极管放大输入到555定时器。延时电路是用555定时器接成单稳态触发电路形式，利用其延时特性实现延时30s的控制。
3.2 整流电路部分 所谓桥式整流电路，就是用二极管组成的一个整流电桥，它是由图中的二极组成，其功能是将220V 的交流电转换为10V 直流电压以提供后续声控电路、光控电路延时电路及开关电路等电路所需的工作电压。电路图如下所示。 图3-2 整流电路部分 整流电路的降压过程是将220V 单相交流电压直接输入有一定匝数比的变压器，得到降压后的电压，然后将变压器副边的交流电压通过单相桥式整流电路，得到脉动系数较大的直流电压。为了减小电压的脉动，将经过整流桥整流后的直流电压通入由滤波电容构成的滤波电路，使输出较为平滑的电压。要得到稳定的直流电源需将滤波后的电压输入稳压电路。稳压电路由1个稳压二极管构成，利用二极管的稳压特性，使得到不受电网电压的波动和负载电阻变化影响的稳定性较高的直流电压。 为了得到10V 的直流电源，将220V 频率为50HZ 的单项正弦交流电输入变压器，其原边与副边的比为21n n ，经过变压器得到8.3V 电压。 交流电220V 通入单相桥式整流电路经过全波整流得到平均值为10v 的直流电压，其脉冲系数很大。单相桥式电路中的整流桥的二极管选用MDA2501。然后将()1O AV U 的直流电压通入滤波进行滤波，可以得到平均值为()2O AV U =1.22u =10V 的直流电压。滤波电路中的电容为1C ，与1C 并联的负载为R1，1C 的取值满足 R11C =（3~5）2T (3-1) 得到1C =（3~5）T ／2／1／R1
模电课程设计 声控灯开关 目录 一设计的目的和任务 (3) 二设计要求 (3) 三总体框图设计 (3) 四功能设计 (3) 4.1 VCC值的确定 (5) 4.2 延迟的确定 (5) 4.3 与非门的高低电平的输入确定 (5) 4.4 整流电路的设计 (6) 4.5 电容滤波电路 (7) 4.6 晶闸管的工作原理 (9) 五总原理图 (10) 六元件清单 (10) 七总结 (11) 八参考文献 (11)
一设计的目的和任务 1、巩固加深对模拟电子技术基础的理解，提高综合运用所学知识的能力，培养学生独立分析问题、解决问题的能力。 2、通过查找资料、选方案、设计电路、写报告等环节的训练，熟悉设计过程、步骤。为今后从事电子线路的设计、研制电子产品打下良好的基础。 3、设计模拟和数字电子混合电路，实现特定功能。学习这一技能，积累这方面的经验。二设计要求 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，若无人声，灯不亮；若有人声，则灯亮。 三总体框图设计 根据技术要求，此声控灯开关可由以下几个单元组成： 图1 整体框图 四功能设计
本设计主要由桥式整流电路、降压滤波电路、声音信号输入电路、光信号输入电路、延时控制电路以及外接电路6部分组成。 图2 声光控制电路图 根据图2 电路，原理如下： 由四个二极管组成的桥式整流电路将输入电路的220V 50Hz交流电压变换成脉动直流。该脉动直流电压一路有R3和R1、C3分压并滤波后得到传感及逻辑控制电路所用的电压VCC；另一路接到晶闸管BT169的阳极。 当BT169的控制级（栅极）为高电平且输入的交流信号V i=COS(wt+Φ) 处于正半周期时，电流由D2→地→D4→灯流过而将灯点亮。当V i处于负半周期时，电流由灯→D3→地→D1而将灯点亮。当BT169的控制级为低电平时，晶闸管截止，此时不会产生驱动灯的电流，此时灯是熄灭的。由此可见，灯的亮灭是由晶闸管的控制级电平决定的。因此，关键问题是如何控制其栅极电平的高低。 有光时灯灭；无光无声时灯灭；无光有声时灯亮。参考图2，对光敏电阻R W而言，当有光时，R W<2kΩ，此时HD14011的1脚即第一个与非门的一个输入端为低电平（地），所以3脚为高电平、4脚为低电平，10脚为高电平，11脚为低电平，则此时晶闸管截止，灯泡是灭的。相反，如果无光时，R W>2MΩ，此时HD14011的1脚是高电平，此时第一个与非门的输出取决于2脚的状态，而2脚的状态将由噪声传感器来决定，当没有声音时，2脚为低电平，因此A为高电平，B为低电平，C为高电平，D为低电平，此时晶闸管截止，灯泡灭。当有声音产生时，在麦克风两端产生一个交流信号，经过电容而将2脚置为
电子技术基础（模拟部分）光控路灯控制器的设计 学生姓名：刘腾艳 专业：电气工程及其自动化 班级：电器四班 学号：1416301053 指导教师：郭宇
第一章内容摘要 光电子技术是继微电子技术之后近30年来迅猛发展的综合性高新技术。1962年半导体激光器的诞生是近代科学技术史上一个重大事件。经历十多年的初期探索，从70年代后期起，随着半导体光电子器件和硅基光导纤维两大基础元件在原理和制造工艺上的突破，光子技术与电子技术开始结合并形成了具有强大生命力的信息光电子技术和产业。光电子技术是一个比较庞大的体系，它包括信息传输，如光纤通信、空间和海底光通信等；信息处理，如计算机光互连、光计算、光交换等；信息获取，如光学传感和遥感、光纤传感等；信息存储，如光盘、全息存储技术等；信息显示，如大屏幕平板显示、激光打印和印刷等。 20世纪60年代激光问世以来，最初应用于激光测距等少数应用，到70年代，由于有了室温下连续工作的半导体激光器和传输损耗很低的光纤，光电子技术才迅速发展起来。现在全世界敷设的通信光纤总长超过1000万公里，主要用于建设宽带综合业务数字通信网。以光盘为代表的信息存储和激光打印机、复印机和发光二极管大屏幕现实为代表的信息显示技术称为市场最大的电子产品。人们对光电神经网络计算机技术抱有很大希望，希望获得功耗的、响应带宽很大，噪音低的光电子技术。 光电子技术也是一个非常宽泛的概念，它围绕着光信号的产生、传输、处理和接收，涵盖了新材料（新型发光感光材料，非线性光学材料，衬底材料、传输材料和人工材料的微结构等）、微加工和微机电、器件和系统集成等一系列从基础到应用的各个领域。光电子技术科学是光电信息产业的支柱与基础，涉及光电子学、光学、电子学、计算机技术等前沿学科理论，是多学科相互渗透、相互交叉而形成的高新技术学科。
摘要 本课题设计一款基于单片机的楼道内声控灯及报警系统，主要由声控灯和意外紧急报警两部分组成。声控灯部分是通过声音传感器进行声音检测，然后经单片机进行处理，实现灯的开关智能控制。报警部分主要由蜂鸣器和按键组成，当声控灯出现故障时，通过触动按键实现蜂鸣器报警进行维修提示。硬件电路包括单片机最小系统电路、声音传感器检测模块、按键模块、LED显示模块、蜂鸣器报警电路模块；软件部分主要通过C程序的编程实现等灯的亮灭，然后通过发光二极管显示出来，通过按键操作实现报警功能。设计中结合硬件、软件的分步调试，达到要求的控制效果。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。当出现故障时，可触动按钮，进行报警维修。声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。 关键词:单片机；声控灯；报警系统；声音传感器；蜂鸣器
Abstract This project is based on single-chip design a voice-activated light and alarm system in the building, by voice-activated lights and emergency alarm which two key components.V oice-activated light partly through sound sensors for sound detection, and then single-chip processing, realization of intelligent control for the light switch.Alarm part consists mainly of beeper and keys, when voice-activated lights fail, through touches the pressed key realization light buzzer alarms for maintenance tips.The hardware circuit consists of single chip microcomputer minimum system circuit, sound sensors module, keys module, LED display module, a buzzer alarm circuit module;Software part mainly accomplished by programming of C programs such as destroy the light of lights, and then through the led display,Alarm functions are realized by key operation.In the design of combination of hardware and software debugging step by step, meet the requirements of control effect.When people walk through the stairs, when making footsteps or other sound, stair lights will automatically light up and lighting.When people enter the House or get out of the apartment, corridor lamp delay automatically turns off after a few minutes.When a failure occurs, you can touch a button and alarm servicing.V oice-activated inertia switch applies not only to the residential area of the building, but also to factories, office buildings, school buildings and other public places, it is of small size, pleasing in appearance, making easy, reliable and so on. Keywords:microcontroller; voice-activated light and alarm system; sound sensors; buzzer
目录 第一章摘要 (2) 第二章设计内容及要求 (2) 2.1设计目的 (2) 2.2设计任务及要求 (2) 第三章声控灯的工作与设计原理 (2) 3.1原理图 (3) 3.2工作原理 (4) 第四章原件识别 (6) 4.1电阻 (6) 4.2二极管 (7) 4.3三极管 (8) 4.4电容 (9) 第五章组装与调试 (9) 5.1组装 (9) 5.2调试 (9) 第六章电路特点及改进 (10) 第七章电路使用的元器件 (11) 第八章参考文献 (12) 第九章结论 (13)
声控灯设计 摘要 现如今社会科技发展迅速，人们越来越追求生活的方便性与舒适性，公共场所和居民居住区的公共楼道普遍使用机械手动开关,由于各种原因往往出现许多灯泡点亮长明的现象,故使灯泡寿命短,浪费电量,为国家、单位、个人造成经济损失。另外，由于频繁开关或其他人为因素，墙壁开关的损坏率很高，既增大了维修量、浪费了资金，又容易造成事故隐患 我们常见的电路都是有很多开关如照明电路要让它工作我们必须机械地去控制它，这对于当今社会各种各样的智能化建筑如智能办公楼，智能化公寓等是非常不实用的；在这种情况下声音就派上了用场，声控作为智能化电路的一部分是不可缺少的；然而要实现声控也不是一件容易的事，因为声音是一模拟量且非电信号无法在数字电路中使用，所以我们在设计声控电路时就面临怎样把模拟量转化为数字量，把声音信号转化为电信号的问题。要解决这个问题我们设计一个专门用来接听声音信号并将声音信号转化为电信号转送到下一级电路。但是作为声控电路对声音信号的要求既不能太强也不能太弱，太强声控难以实现； 而太弱电路结构复杂也难以实现，所以最好是能接收到如人的讲话声，脚踏地板声。当这类信号转化为电信号时，电信号一般较弱，必须对其进行放大对此可选择功放电路，运放电路，差分电路等，根据电路对信号的要求一般选择运放电路较好，提高信号输出电压。 经过这一步实现了声音信号到电信号的转换。有了电信号实现声控就容易了，我们可以让产生的电信号去触发触发器使电路导通。对于这样的电路设计对外加电源的要求必须稳定，不断电，故最好再为其设计一个稳压电路这样才能使电路稳定工作。而对元件的要求也较高，特别是半导体器件必须保证灵敏度高，各电参数精确稳定，这样电路才能高效地工作。 如今对于这样的电路设计我们以不必为其烦恼，因为有了声音传感器，可以直接将声音信号转换为电信号，大简化了电路结构，使声控电路的设计显得更加容易。 自从电子计数器的出现之后各式各样，功能万千的定时/计数器层出不穷。正是由于电子计数器的出现使得声控电路能更好的实现智能化。在白天由光控部件控制电路，无论外界有无声音发出电路都不会工作，而到了夜晚光控部件就不在起作用由声控部件控制电路，只要在一定范围内有声音发出且达到一定响度电路就会导通工作，又由延时部件控制其工作时间；由该事例可知声、光、延时三部分是相互联系的没有光控电路智能化实现不完善，没有声控电路也谈不上延时，而没有延时电路也谈不上智能。该电路的设计较完备，在电能节约方面处理的较好，但该电路也存在一定的缺陷如要使灯常亮则该电路无法实现；要对电路进行维护在白天需要灯亮则该电路也无法实现；为此要对该电路进行升级，所谓升级就是对电路的功能进行进一步完善。我们可以为其添加一些硬件使在不影响电路正常智能化实现的前提下，电路能受人为所控制以至更好的为人们服务。 关键字：声控二极管三极管
声控灯课程设计报告 声控技术是利用微型话筒把声信号转化为电信号,从而实现声音对灯的控制。以下是小编整理的声控灯课程设计报告，快乐看看吧。 意义 从建国以来，我国的电子技术的不断地飞速发展，广泛应用于社会的各个领域，工业、农业、医学、军事及日常生活等，但我国由于没有赶上前两次科技革命，经济发展相对于发达国家比较晚，仍属于发展中国家，所以作为21世纪的大学生有义务肩负起振兴国家的使命。 忆往昔，1837年画家出身的莫尔斯发明了电报，1876年，美国人贝尔虽然不懂电学和机械，但他凭借造福人类的激情和毅力发明了电话，没有受过正规大学教育的马可尼利用赫兹的火花振荡器作为发射器，实现了无线电信号的传递…… 鉴于以上各种事实，同样也点燃了我决心未来成为一名电子工程师内心的火花，我认为在学习好文化知识的基础上，我们应该多实践，把所学到的知识能尽量多地转化为造福社会的生产力。 目的 经过我们组四个人共同的商议，我们决定从比较简单的实验入手，设计一个声控闪光灯。声音由麦克风拾取，
LED灯能随着环境声音的强弱起伏而闪烁发光，当有声音时闪光灯发光，并且在一定范围内随着声音的大小闪光灯的亮暗发生变化，声音越大越亮。 设计任务 制作声控闪光灯。 1理解声控闪光灯电路的工作过程。 2理解电路中各元件的作用，如耦合电容决定整个电路的下限频率，了解驻极体话筒的结构和特点。 3会对声控闪光灯电路进行安装、调试和测试。 4会用万用表对驻极体话筒进行正、负极识别和质量检测。 5掌握电阻、发光二极管、三极管、驻极体话筒的插装要求与工艺。 6掌握印制电路板元器件的焊接技术。7熟悉印制电路板的连线方法。 帮助我们更好地理解所学的理论知识。 能利用模拟电电子技术课程一些基础知识制作出简单的电子器件。 学会查找资料，包括图书、网络等渠道。 提升我们的动手能力。 培养我们制作报告的一些基本方法。 基本概况
电子小制作:自制声控灯 声控灯已经广泛应用在居民楼的楼道中,它给人民的生活带来很多的方便。这些声控灯电路中几乎都使用了集成电路,并且直接使用220V的交流电源。虽然这样做简化了电路,但对于初学者来说他们理解电路有一定的困难,调试电路也具有一定的危险性。这里介绍一个简单的声控灯电路,采用了三极管等分立元件和低压电源,不仅适合初学者的学习,而且通过电路中的继电器也可以控制其它电器进行工作。当你对着声控电路拍手或喊叫时,电路中的继电器会动作,如果用它控制小灯,可以使小灯工作几秒钟,然后自动关闭。 一、元器件的准备
所用的元器件如表7所示。电路中使用了一只Φ27的压电陶瓷片,它的符号和外形见图7-1所示,最好带有共鸣腔。电路板是按 J R C4098型6V继电器的尺寸设计的,也可以根据需要选用其他符合要求的继电器。电路也可以使用外接电源。
图7-1 压电陶瓷片的符号和外形 三、电路工作原理 图7-2中三极管VT2、VT3及其电阻器、电容器组成了单稳态电路。电阻器R3为三极管V T2提供了基极电流;而三极管V T3的 基极电流则是从三极管V T2的集电极电阻R4上得到的。三极管 V T2集电极与三极管V T3基极之间是直接耦合的;而三极管V T3 集电极与三极管VT2基极之间的耦合则是由电容器C2来完成的。电阻器R4是三极管V T2的集电极负载,三极管VT3的集电极负 载是电阻器R5。 单稳态电路的特点是它只有一个稳定状态。电路在没有信号输入时,选择合理的R3使三极管V T2稳定在饱和状态,此时它的集电 极电压约为0.3V以下。这样使三极管V T3稳定在截止状态。这 就是单稳态电路的稳定状态。 当一个负脉冲通过C1到达三极管V T2的基极时,三极管V T2开 始趋向截止,它的集电极电流减小,集电极电压升高;经过直接耦 合,使三极管VT3的基极电压升高,三极管V T3开始导通,它的集 电极电压下降;经电容C2的藕合又使三极管V T2的基极电压进 一步下降(虽然这时负脉冲已经不再存在),形成一个正反馈,很快 达到一个新的状态。此时三极管V T2截止,三极管V T3饱和导通。
题目：声控灯开关 第一章? 系统概述。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。4 第二章? 单元电路设计与分析。。。。。。。。。。。。。。。5 第三章? 电路的安装与调试。。。。。。。。。。。。。。。。12 总结。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。13 参考文献。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。16 附录。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。14 题目 声控灯开关 1设计的目的和任务： 1、巩固加深对模拟电子技术基础知识的理解，提高综合运用所学知识的能力，培养学生独立分析问题、解决问题的能力。 2、通过查找资料、选方案、设计电路、仿真或调试、写报告等环节的训练，熟悉设计过程、步骤。为今后从事电子线路的设计、研制电子产品打下良好的基础。 3、作为电力电子技术的入门，学习晶闸管的应用。
4、设计模拟和数字电子混合电路，实现特定功能。学习这一技能，积累这方面的经验。 2设计要求： 1、设计办公大楼、写字楼或居民住宅楼内应用的声光控灯开关。 2、在白天照度较高时，即楼道内光线充足时本开关不启动，灯熄灭。 3、夜晚楼道内光线较差时，若楼道内充分安静（无人行动时），灯泡不启动。 4、若在光线较差的楼道内有人发出声响，就启动该装置使灯泡点亮。 5、画出电路图? ? ? （1）用protel绘制电路图 （2）布局合理、排列均匀、图面清晰、便于看图、有利于对图的理解和阅读。 （3）图形符号要标准，图中应加适当的标注。 3总体框图设计 根据技术要求，此声控灯开关可由以下几个单元组成： 图1整体框图
4功能设计 图2 声光控制电路图 根据图2电路，原理如下： 由四个二极管组成的桥式整流电路将输入电路的220v50hz交流电压变换成脉动直流。该脉动直流电压一路由R3和R1、C3分压并滤波后得到传感及逻辑控制电路所用的电压VCC；另一路接到晶闸管BT169的阳极。 当BT169的控制极（栅极）为高电平且输入的交流信号Vi=COS（wt+Φ）处于正半周期时，电流由D2→地→D4→灯流过而将灯点亮。当Vi处于负半周期时，电流由灯→D3→地→D1而将灯点亮。当BT169的控制极为低电平时，晶闸管截止，此时不会产生驱动灯的电流，此时灯是熄灭的。由此可见，灯的亮灭是由晶闸管的控制极电平决定的。因此，关键的问题是如何控制其栅极电平的高低。 有光时灯灭；无光无声时灯灭；无光有声时灯亮。参见图2，对光敏电阻RW 而言，当有光时，RW<2kΩ，此时HD14011的1脚亦即第一个与非门的一个输入端为低电平（地），所以3脚为高电平、4脚为低电平，10脚为高电平，11脚为低电平（后文设上述由左至右四个与非门的输出分别为A,B,C,D），则此时晶闸管截止，灯泡是暗的。相反，如果无光时，RW>2MΩ，此时HD14011的1脚是高电平，此时第一个与非门的输出取决于2脚的状态，而2脚的状态将由噪声传感器来决定，当没有声音时，2脚为低电平，因此A为高电平，B为低电平，C为高电平，D 为低电平，此时晶闸管截止，灯泡为暗。当有声音产生时，在麦克两端产生一个交流信号，经过电容而将2脚置成高电平，此时A为低电平，B为高电平，C为低电