设计报告学院电子与信息学院课程名称电子电路课程设计设计题目声、光、触摸三控自动照明灯电路设计专业班级姓名学号指导教师时间目录1.设计简介 (2)1.1设计任务和要求 (2)1.2设计功能 (2)1.3基本思路 (2)1.4方案比较与论证 (2)2.作品设计 (3)2.1电路原理总图 (3)2.2控制原理解析 (3)3、调试结果及分析 (5)3.1调试步骤及结果 (5)3.2调试过程及问题 (5)3.3、注意事项 (6)4、电路的创新及发展空间 (6)参考文献 (6)附录 (7)A、元器件清单 (7)B、电路性能可调 (7)C、电路特点 (7)D、改进意见 (7)设计心得 (8)声、光、触摸三控自动照明灯电路设计1.设计简介1.1设计任务和要求实现光、声、触摸3种方式合在同一个电路中控制发光二极管，发光二极管发光表明电源接通。
详细控制过程：声控和触摸控制，控制灯亮的时间为17秒；光控为即时控制（有光照时灯不亮，无光照时灯亮）。
声控和触摸控制时光控无效；光控时，有声控或触摸控制信号传入会锁定灯亮17秒。
1.2设计功能主要用与楼道间的照明，它有光时不亮，光线暗时自动亮。
且当有人走动时，此时声控电路会发生作用。
灯自动亮，人走后又自动关灯。
这样就实现了智能控制灯。
且这个电路是三合一，也就是说有三重保障，如果光控电路部分坏了，还有声控电路在自动控制。
如果光控，声控部分电路都坏了，那么自动控制功能丧失，此时不得不人工触摸，灯还是会亮的。
因此此电路是经久耐用的。
1.3基本思路先通过查书和网上搜索选择三种单独控制电路若干，从中挑出一些符合要求的简单易行的电路，然后分析其控制原理。
分别对三种电路做接线实验，调试成功后两两进行整合，最终搭试出一个新的电路，再对新电路进行测试，不断修改，符合要求后，再焊接到电路板上。
1.4方案比较与论证根据题目要求，本设计主要由声控部分、声音感应及放大部分、单稳态电路、触摸部分和遮光等部分构成。
本系统的方框图如下图所示：方案1：利用3个5振荡器来达到延迟控制作用。
优点是电路简单，稳定，可靠，易实现。
缺点是电路原理较复杂，焊接过程需注意问题较多，知识涉及面较广。
方案2：利用电容、电阻及三极管来达到延迟控制作用。
优点是元件简单易焊接，电路原理简单，知识面涉及不广，所利用知识基本已掌握，不必花费过多精力学习未掌握知识，适合单个人作品。
经过比较，且考虑到我所学知识暂有限，人手也不够，我选择了方案2。
2.作品设计2.1电路原理总图：该电路图主要由：声控部分、声音感应及放大部分、单稳态电路、触摸部分和遮光等部分组成，它们分别实现声、光、触摸等功能。
整个电路的功能通过各个部分的功能来实现。
下面，将对各个部分进行详细说明。
2.2控制原理解析：图（1）声控电路原理图图（2）声音感应、放大电路图图（3）单稳态电路图（1）单稳态电路构成。
图（3）中三极管VT2、VT3及其电阻、电容器组成了单稳态电路。
电阻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510KΩ，电容C2为47μF,所以t≈17s。
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。
电路中的B是一只驻极体传声器，它能将声音信号转变为电信号。
驻极体传声器压所转换的电信号较微弱，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。
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，LED电路导通从而灯亮。
2、触摸控制原理在搞懂单稳态电路原理的基础上，很好的利用单稳态电路的性质尝试了触摸控制的实现，经试验得到了两个点可以通过触摸来控制的即R6电阻两端（VT3的集电极和VT4的基极），取的是VT4基极，这样有利于焊接分布元件。
图（4）触摸控制图图（5）遮光感应图如图（4），当人体触摸A点时，人体感应电压使得VT4的基极电压降低，VT4导通。
继电器吸合，LED发光。
其熄灭原理与声控电路相同。
3、光控原理光敏二极管性质：当有光照时（达到一定强度）相当于断路，当无光照时，相当于导线。
如图（5）当有光照D2时，三极管VT6的基极与R10的交叉点断路，VT6截止，从而VT5也截止。
当无光照时，VT6导通，其集电极电压接入VT5基极使其导通，VT5发射极的电压触发继电器吸合。
LED电路通路。
（之所以这样设计，是为了直接实现光控功能。
也可以将光控作为电路的总开关。
）3、调试结果及分析3.1调试步骤及结果1、在电路板的正负极处接入一个9.5到11伏的电压；2、此时发光二极管亮，17秒后自动熄灭，达到自动效果；3、触摸一下触摸线圈，图（4）电路接通，则发光二极管再一次亮，17秒后又自动熄灭，达到触摸发光效果；4、当驻声体周围的声音达到一定程度时，图（1）电路接通，发光二极管亮，17秒后熄灭，达到声控效果；5、当光敏二极管周围的光受遮时，图（5）电路接通，发光二极管亮，17秒后又熄灭。
3.2调试过程及问题1、该电路开始调试时，只要接上电压，二极管就发光，而且不会熄灭，其他功能也没有实现。
经电脑软件仿真，发现该电路的功能是可以实现的，因此断定问题出在焊接电路中。
2、经过再三检查，发现离光敏二极管最近的那个三极管焊接时管脚接错了，把c、e脚接反了，换回后，该处电路功能实现。
3、该电路还有一个问题，三个功能是连在一起的，无论触动哪一个电路都会接通，所以对调试环境要求较高，而且都很灵敏，一经触动，发光二极管马上亮，既是优点，又会造成不变，如能改进，让它们要达到某一个特定程度才实现则更好。
4、电源要高于9.5伏，否则启动不了继电器，发光二极管会长亮。
3.３、注意事项电路应注意事项：1、接入电压不能超高12伏，可接入电压最大可达12伏，但接入超过11伏电压时，电路虽然功能实现，而且不被烧坏，但光敏二极管旁边的三极管发热，且温度很高，工作久就有可能烧掉，所以最好控制在9到11伏之间。
2、在调试功能时，如果调试声控，则最好不要接触到触摸线圈，因为这样有可能会影响功能及效果；如果在调试光控，则最好不要接触到触摸线圈及周围不要由过大的声音。
总之，在调试功能时，对于声、光、触摸等影响条件要控制好，否则会影响调试结果。
４、电路的创新及发展空间1、该电路把声、光、触摸各个控制条件集于一身，达到全方面控制电路，而且它们各自实现，不会因为某一功能损坏而影响其他实现条件，所以应用时不用担心。
而且该电路是全自动的，不用费任何人力管理。
2、该电路中，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。
延迟时间t=0.7×R3×C2。
在本电路中电阻R3为510KΩ，电容C2为47μF,所以t≈17s。
但根据这个公式，可以改变电阻R3或电容C2的参数，可以随意延长或缩短电路的延迟时间从而满足不同需要。
3、而且如有可能，该电路的发展空间较大，如：一是如果能够改进电路，则可能使只要光敏二极管有光照时，其他两个条件不起作用。
这也是该电路的不足之处，经改进多次还是无法实现，因为所学知识还是有限，而且人力也不够，如有机会，一定将电路进行改进，这样，该电路的推广性会更大。
参考文献：1、《电工与电子技术基础》周元兴机械工业出版社2、《光电实验及光电课程设计》陈羽3、《电子技能与EDA技术》韩克柳秀山暨南大学出版社4、《电子技术基础》(模拟部分第五版) 康华光高等教育出版设5、《电路》邱关源高等教育出版社附录：⑴调节R1可改变声控电路的灵敏度，一般选在30K～100K为宜。
⑵调节R3和C2可改变声控和触摸控制的灯灭时间。
⑶在光敏二极管与VT6基极加电阻，可控制光控的灵敏度。
C、电路特点实现光、声、触摸3种方式合在同一个电路中控制发光二极管，发光二极管发光表明电源接通。
详细控制过程：声控和触摸控制，控制灯亮的时间为17秒；光控为即时控制（有光照时灯不亮，无光照时灯亮）。
声控和触摸控制时光控无效；光控时，有声控或触摸控制信号传入会锁定灯亮17秒。
D、改进意见1）把光控加入声控和触摸控制，有光照时声控和触摸控制失效；无光照可实现声控和触摸控制。
2）电路还有电磁波感应现象，可以进行设计利用。
3）扩大知识面，用3个5振荡器，电路设计会更简单。
设计心得该作品从图跟原件看起来都很简单，但制作过程其实费了我不少功夫。
一开始，我忘了拿图交给老师就直接把元器件买回来了，等到给老师看了电路图，老是又让我重新加入两三个功能，这样我只能再买多一些元器件了。
而且电路图也要改过。
因为上年学的EDA的知识有些已经忘了，所以焊电路前我要从新翻书查阅如三极管等原件的脚的焊接方法。
焊电路前，我怕改过的电路不能实现功能，于是先进行仿真，成功后才敢焊接。
