声光控制照明灯课程设计2
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2.3.1 楼道声控灯电路图
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吉林工程技术师范学院课程设计论文
2.4 参数设计
74122 为可重复单稳态触发器， 根据其输出脉冲宽度 t w Rext C ext ln 2 实现延 时 5s。 要使 LM358 的声控放大电路的放大倍数为 30～50，即 Av 1 之间,可选用 R1 =4.7K 、 R f =150 ，此时算得 Av 32.9 。
2.5.3 光敏电阻
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工作原理是基于内光电效应。在半导体光敏材料两端装上电极引线，将 其封装在带有透明窗的管壳里就构成光敏电阻如图所示。为了增加灵敏度， 两电极常做成梳状。构成光敏电阻的材料有金属的硫化物、硒化物、碲化物 等半导体。 半导体的导电能力取决于半导体导带内载流子数目的多少。当光敏电阻 受到光照时，价带中的电子吸收光子能量后跃迁到导带，成为自由电子，同 时产生空穴，电子—空穴对的出现使电阻率变小。光照愈强，光生电子—空 穴对就越多，阻值就愈低。当光敏电阻两端加上电压后，流过光敏电阻的电 流随光照增大而增大。入射光消失。 4. 发光二极管 发光二极管简称为 LED。由镓（Ga）与砷（AS）、磷（P）的化合物制成 的二极管，当电子与空穴复合时能辐射出可见光，因而可以用来制成发光二 极管，在电路及仪器中作为指示灯，或者组成文字或数字显示。磷砷化镓二 极管发红光，磷化镓二极管发绿光，碳化硅二极管发黄光。 它是半导体二极管的一种，可以把电能转化成光能，发光二极管与普通二 极管一样是由一个 PN 结组成，也具有单向导电性。当给发光二极管加上正向 电压后，从 P 区注入到 N 区的空穴和由 N 区注入到 P 区的电子，在 PN 结附近 数微米内分别与 N 区的电子和 P 区的空穴复合，产生自发辐射的荧光。不同 的半导体材料中电子和空穴所处的能量状态不同。当电子和空穴复合时释放 出的能量多少不同，释放出的能量越多，则发出的光的波长越短。常用的是 发红光、绿光或黄光的二极管。
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2.5.2 工作原理：
74LS123 引脚分布
74LS122 为可重复单稳态触发器， 根据其输出脉冲宽度 t w Rext C ext ln 2 实 现延时 5s。当 74LS122 的 1 脚和 2 脚接收到一个上升沿脉冲，输入到 74122 单稳态触发器后再次经波形变换，Q 端产生一个上升沿脉冲。由于 LED 接入 74122 的 Q’引脚，故其在 Q’引脚是一个下降沿脉冲，此时发光二极管负端 为低，灯会亮，亮时延迟时间为脉冲宽度 t w 5s 。声音信号消失，Q 端上升 沿维持 5s 后灯会自动熄灭。 3. 光敏电阻
2.3 电路原理
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。
1.2 课题研究的目的和意义
研究目的：通过这次的课题研究我们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，这对提高我们 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。同时我们 也希望这次的研究能让同学进一步了解照明灯，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！ 研究意义：用霞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，楼道灯会延时几秒种后自动熄灭。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。
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第二章
2.1 课题分析
方案认证及电路原理
本次设计主要由声控电路,光控电路, 放大电路,整形电路,延迟电路几部分 组成。
2.2 方案认证
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受到的信号进行放大， 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。最后经过 74LS122 进行延迟，即可得到 与设计内容相一致的电路。
参考文献................................................................................................11
i
吉1 引言
绪论
随着电子技术的发展，尤其是数字技术的发展，用数字技术实现灯的自 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 过时会自动亮起；广泛应用于走廊、楼道等公共场所，给人们的生活带来极 大的方便。因此，行到了广泛的应用。声光控是声音和光控制电路工作的电 子开关。它将声音和光转化为电信号，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。
1.1 引言.................................................................................................................................1 1.2 课题研究的目的和意义.................................................................................................1
第四章 总结与心得.............................................................................. 9
4.1 总结.................................................................................................................................9 4.2 心得.................................................................................................................................9
R1 在 30 和 50 Rf
2.5 器件介绍
1.NE555 内部框图，工作原理
2.5.1 555 内部原理图 引脚功能：
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（1）6 脚 TH：高电平触发端，当 TH 电平大于 2/3VCC，输出端 OUT 呈低 电平，DIS 端通。 （2）2 脚 TR：低电平触发端，当 TR 电平小于 1/3VCC，输出端 OUT 呈高电 平，DIS 端关断。 （3）5 脚 VCO：控制电压端，VCO 若接不同的电压值可以改变 TR 低电平、 TH 的触发电平值。 （4）7 脚 DISC：为放电端，其内部三极管的导通或关断，能为外部 RC 回路 提充放电通路。 （5）4 脚 RD：为复位端，若 RD=0，OUT 输出低电平。 （6）3 脚 VO：为输出端。 （7）8 脚 VCC：电源。 （8）1 脚 GND：地。 NE555 定时器由 3 个阻值为 5kΩ的电阻组成的分压器、两个电压比较器 C1 和 C2、基本 RS 触发器、放电三极管 TD 和缓冲反相器 G4 组成。虚线边 沿标注的数字为管脚号。其中，1 脚为接地端；2 脚为低电平触发端，由此输 入低电平触发脉冲；6 脚为高电平触发端，由此输入高电平触发脉冲；4 脚为 复位端，输入负脉冲（或使其电压低于 0.7V）可使 NE555 定时器直接复位； 5 脚为电压控制端，在此端外加电压可以改变比较器的参考电压，不用时，经 0.01uF 的电容接地，以防止引入干扰；7 脚为放电端，NE555 定时器输出低 电平时，放电晶体管 TD 导通，外接电容元件通过 TD 放电；3 脚为输出端， 输出高电压约低于电源电压 1V—3V，输出电流可达 200mA，因此可直接驱 动继电器、发光二极管、指示灯等；8 脚为电源端，可在 5V—18V 范围内使 用。 2. 74LS122 引脚图及工作原理
第三章 硬件电路安装及调试.............................................................. 8
3.1 电路的焊接.....................................................................................................................8 3.2 电路的调试.....................................................................................................................8
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74122 为可重复单稳态触发器， 根据其输出脉冲宽度 t w Rext C ext ln 2 实现延 时 5s。 要使 LM358 的声控放大电路的放大倍数为 30～50，即 Av 1 之间,可选用 R1 =4.7K 、 R f =150 ，此时算得 Av 32.9 。
2.5.3 光敏电阻
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工作原理是基于内光电效应。在半导体光敏材料两端装上电极引线，将 其封装在带有透明窗的管壳里就构成光敏电阻如图所示。为了增加灵敏度， 两电极常做成梳状。构成光敏电阻的材料有金属的硫化物、硒化物、碲化物 等半导体。 半导体的导电能力取决于半导体导带内载流子数目的多少。当光敏电阻 受到光照时，价带中的电子吸收光子能量后跃迁到导带，成为自由电子，同 时产生空穴，电子—空穴对的出现使电阻率变小。光照愈强，光生电子—空 穴对就越多，阻值就愈低。当光敏电阻两端加上电压后，流过光敏电阻的电 流随光照增大而增大。入射光消失。 4. 发光二极管 发光二极管简称为 LED。由镓（Ga）与砷（AS）、磷（P）的化合物制成 的二极管，当电子与空穴复合时能辐射出可见光，因而可以用来制成发光二 极管，在电路及仪器中作为指示灯，或者组成文字或数字显示。磷砷化镓二 极管发红光，磷化镓二极管发绿光，碳化硅二极管发黄光。 它是半导体二极管的一种，可以把电能转化成光能，发光二极管与普通二 极管一样是由一个 PN 结组成，也具有单向导电性。当给发光二极管加上正向 电压后，从 P 区注入到 N 区的空穴和由 N 区注入到 P 区的电子，在 PN 结附近 数微米内分别与 N 区的电子和 P 区的空穴复合，产生自发辐射的荧光。不同 的半导体材料中电子和空穴所处的能量状态不同。当电子和空穴复合时释放 出的能量多少不同，释放出的能量越多，则发出的光的波长越短。常用的是 发红光、绿光或黄光的二极管。
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2.5.2 工作原理：
74LS123 引脚分布
74LS122 为可重复单稳态触发器， 根据其输出脉冲宽度 t w Rext C ext ln 2 实 现延时 5s。当 74LS122 的 1 脚和 2 脚接收到一个上升沿脉冲，输入到 74122 单稳态触发器后再次经波形变换，Q 端产生一个上升沿脉冲。由于 LED 接入 74122 的 Q’引脚，故其在 Q’引脚是一个下降沿脉冲，此时发光二极管负端 为低，灯会亮，亮时延迟时间为脉冲宽度 t w 5s 。声音信号消失，Q 端上升 沿维持 5s 后灯会自动熄灭。 3. 光敏电阻
2.3 电路原理
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。
1.2 课题研究的目的和意义
研究目的：通过这次的课题研究我们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，这对提高我们 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。同时我们 也希望这次的研究能让同学进一步了解照明灯，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！ 研究意义：用霞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，楼道灯会延时几秒种后自动熄灭。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。
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第二章
2.1 课题分析
方案认证及电路原理
本次设计主要由声控电路,光控电路, 放大电路,整形电路,延迟电路几部分 组成。
2.2 方案认证
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受到的信号进行放大， 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。最后经过 74LS122 进行延迟，即可得到 与设计内容相一致的电路。
参考文献................................................................................................11
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吉1 引言
绪论
随着电子技术的发展，尤其是数字技术的发展，用数字技术实现灯的自 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 过时会自动亮起；广泛应用于走廊、楼道等公共场所，给人们的生活带来极 大的方便。因此，行到了广泛的应用。声光控是声音和光控制电路工作的电 子开关。它将声音和光转化为电信号，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。
1.1 引言.................................................................................................................................1 1.2 课题研究的目的和意义.................................................................................................1
第四章 总结与心得.............................................................................. 9
4.1 总结.................................................................................................................................9 4.2 心得.................................................................................................................................9
R1 在 30 和 50 Rf
2.5 器件介绍
1.NE555 内部框图，工作原理
2.5.1 555 内部原理图 引脚功能：
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（1）6 脚 TH：高电平触发端，当 TH 电平大于 2/3VCC，输出端 OUT 呈低 电平，DIS 端通。 （2）2 脚 TR：低电平触发端，当 TR 电平小于 1/3VCC，输出端 OUT 呈高电 平，DIS 端关断。 （3）5 脚 VCO：控制电压端，VCO 若接不同的电压值可以改变 TR 低电平、 TH 的触发电平值。 （4）7 脚 DISC：为放电端，其内部三极管的导通或关断，能为外部 RC 回路 提充放电通路。 （5）4 脚 RD：为复位端，若 RD=0，OUT 输出低电平。 （6）3 脚 VO：为输出端。 （7）8 脚 VCC：电源。 （8）1 脚 GND：地。 NE555 定时器由 3 个阻值为 5kΩ的电阻组成的分压器、两个电压比较器 C1 和 C2、基本 RS 触发器、放电三极管 TD 和缓冲反相器 G4 组成。虚线边 沿标注的数字为管脚号。其中，1 脚为接地端；2 脚为低电平触发端，由此输 入低电平触发脉冲；6 脚为高电平触发端，由此输入高电平触发脉冲；4 脚为 复位端，输入负脉冲（或使其电压低于 0.7V）可使 NE555 定时器直接复位； 5 脚为电压控制端，在此端外加电压可以改变比较器的参考电压，不用时，经 0.01uF 的电容接地，以防止引入干扰；7 脚为放电端，NE555 定时器输出低 电平时，放电晶体管 TD 导通，外接电容元件通过 TD 放电；3 脚为输出端， 输出高电压约低于电源电压 1V—3V，输出电流可达 200mA，因此可直接驱 动继电器、发光二极管、指示灯等；8 脚为电源端，可在 5V—18V 范围内使 用。 2. 74LS122 引脚图及工作原理
第三章 硬件电路安装及调试.............................................................. 8
3.1 电路的焊接.....................................................................................................................8 3.2 电路的调试.....................................................................................................................8
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