声光控制楼道开关设计.doc

四川信息职业技术学院毕业设计说明书(论文) i 目 录 摘 要 .1 绪 论 .2 第 1 章 方案选择 .3 1.1 方案设计 .3 1.2 功能阐述 .4 第 2 章 单元电路设计 .5 2.1 电源电路设计 .5 2.2 延时处理电路设计 .6 2.2.1 555 定时器.6 2.2.2 555 定时器构成的单稳态电路.7 2.3 声控电路设计 .9 2.4 继电器控制电路设计 .10 2.5 光控制电路设计 .11 第 3 章 整机电路 .12 第 4 章 电路仿真 .14 第 5 章 实物制作与调试 .15 5.1 常用电子元器件的安装 .15 5.1.1 ic 插座的安装.15 5.1.2 晶体管的安装 .15 5.1.3 电阻的安装 .15 5.1.4 电容的安装 .15 5.2 焊接 .16 5.2.1 焊接准备 .16 四川信息职业技术学院毕业设计说明书(论文) ii 5.2.2 焊接过程 .16 5.3 调试 .17 5.3.1 静态调试 .17 5.3.2 动态调试 .18 总 结 .19 致 谢 .20 参考文献 .21 附录 1 整机电路图.22 附录 2 元器件明细表.23 四川信息职业技术学院毕业设计说明书(论文) 第 1 页 共 23 页 摘 要 声光控制楼道灯开关，能自动控制白天开关、夜晚亮灯、人走灯灭。这里介绍的 声光控制自动延时开关，综合了声光和延时控制，工作稳定，节电并延长灯泡寿命。 整个电路由声控电路、延时电路、光控电路、电源电路组成。220v 供交流电压供 电，光控电路对外界光亮程度进行检测，输出与亮度程度相对的电压信号。从而实现 白天灯泡不亮，晚上遇到声响时，通过声控电路使灯泡自动点亮，声控电路主要将声 音信号转变为电信号，从而实现自动控制，延时电路当声音消失后延长一段光照时间。 在白天或光线较强的场合，即使有较大的振动声响也能控制灯泡不亮；晚上或光线较 暗时遇到声响、振动后灯自动点亮，并延时一段时间。声光控制楼道灯开关不仅适用 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，它具有灵敏、低 耗、性能稳定、使用寿命长、节能、体积小，外形美观，制作容易，工作可靠等优点。 关键词关键词 声控；延时；光控；光照强度；节能 四川信息职业技术学院毕业设计说明书(论文) 第 2 页 共 23 页 绪 论 众所周知，公共场所和居民居住区的公共楼道里普遍使用的都是机械手动开关。 由于各种各样的原因往往出现许多灯泡点亮长明的现象，这样既缩短了灯泡的寿命， 又浪费了国家的电量，为国家、单位、个人造成很多经济损失。另外，由于频繁开关 或其它的人为因素，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。因此，设计一种电路新颖、安全节能、结构简单、安装方便的声控楼 道灯自动开关相当有必要。 楼道灯是一种广泛使用的公用照明设备，很多人对它的节能不太重视，人们对它 的一些特殊性不了解,造成它的电能浪费。在重视节能和绿色生活的今天,我们很有必 要研究它了解它,让它既能更好的为我们服务,又能节约能源,寿命更长,省钱又方便。 本作品可代替住宅小区楼道上的开关，天黑有人走过楼梯通道有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，楼道灯延时几秒钟后会 自动熄灭。在白天，即使有声音，楼道灯也不会亮，这样可以达到节能的目的。此项 目研究的是一种声、光双重控制功能的无触点开关。 当今世界在电子信息技术的领域里取得了社会跨跃式的进步，科学技术的飞速发 展使各国生产力大规模提高。随着电子技术、数字技术的不断发展，人们生活水平的 不断提高，人们对自己的生活及社会的能源也逐渐的开始重视起来。在电的领域里， 电灯的样式、种类以及对灯的控制方式千变万化。在现代的科学研究中，科学家使用 的先进仪器离不开电子技术；在国民经济的各个部门，电子技术广泛地应用于工农业 生产，而且掺透到各个领域中。无论是通信、广播、电视、计算机、自动化设备、电 子医疗器械、新型武器、人造卫星和宇宙飞船，还是人们日常生活中不可缺少的家用 电器，都离不开采用电子技术制造出来的各种电子设备。 本设计采用开关电压过零保护技术，可消除白炽灯开启瞬间的大电流冲击，有效 防止继电器元件启动时的电流过载，大大地延长了开关的使用寿命，并且可以起到保 护灯泡的作用。 四川信息职业技术学院毕业设计说明书(论文) 第 3 页 共 23 页 第 1 章 方案选择 1.1 方案设计 设计声光控开关，最起码要考虑三方面的问题，其一是灯泡的开关控制，这是由 220v 市电供电。其二是光控制，使其在有光时，即使有声音也不能亮。其三就是声音 控制，在晚上或光线不足时，只要有人经过，发出声音，灯泡就会点亮并延时。 方案一： 电路由 555 定时电路、声光控电路、电源电路组成。白天光线较强时，光控部分 将开关自动断开，声控部分不工作。夜晚光线较暗时，光控部分将开关自动接通，负 载电路的通断受控于声控部分，电路是否接通，取决于声音信号强度。当声音信号强 度达到一定程度时，电路自动接通，点亮白炽灯开始延时，延时时间到，开关自动断 开，等待下一次声音信号触发。方案一原理框图如图 1-1 所示。 电 源 电 路 声 音 处 理 电 路 光 处 理 电 路 触 发 延 时 电 路 控 制 电 路 图 1-1 方案一电路框图 方案二： 电路中的主要元器件是用了数字集成电路芯片 cd4011 ,它内部有 4 个独立的与 非门 d1 d4 ，电路结构简单，可靠性高。声光控制灯主要由声控电路，光控电路， 延时电路三部分组成。方案二原理框图如图 1-2 所示。 四川信息职业技术学院毕业设计说明书(论文) 第 4 页 共 23 页 图 1-2 方案二原理框图 该电路产生的声音信号，通过声电转换器转换成微弱的电信号，该信号经放大送 处理器处理，处理器将幅度、频率不相同的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与设计要求功能，经执行机构直接控制负载 动作，处理电路如图 1-3 所示。 信号 处理 输入 输出 输入 输出 （a）框图 （b）波形 图 图 1-3 信号处理电路 由于两套方案均能实现声光控功能，而第二种方案结构复杂，生产成本高，且生 产的工作量比较大，不易设计。从设计以及个人多方面的原因，选用第一个方案，用 555 定时器，此方案结构简单又实用，易与设计。 1.2 功能阐述 声光控照明电路的主要原理：利用光学、声学和电子学的原理，即用光敏电阻和 声音传感器将光亮程度和声音信号转换成电信号，从而推动 ne555 的 q 端输出高电平 继电器吸合使电路正常工作。此声光控制照明电路应具有以下功能： 1.白天灯灭； 2.晚上有声响时灯亮，延迟几十秒（设成 30s）后熄灭； 3.灯泡任意功率。 四川信息职业技术学院毕业设计说明书(论文) 第 5 页 共 23 页 第 2 章 单元电路设计 2.1 电源电路设计 电源电路由变压，整流、滤波、稳压四部分组成，电源电路框图如图 2-1 所示。 变压器整流桥 滤波 稳压 220v 图 2-1 为电源电路设计框图 电源电路原理图如图 2-2 所示。 图 2-2 电源电路原理图 该图中，由 d3、d4、d5、d6 四个二极管构成桥式整流电路，它利用二极管的单向 导电特性将 220v 的交流电转换成脉动的直流电；c8、c9 为电容滤波，它将整流后的脉 动成分滤掉，使之变成比较平滑的直流电；u2、c3、c4 组成的三端固定式稳压器，稳 压后输出稳定的+5v 直流电压，其中 c3 为抗干扰电容，用以旁路在输入导线过长时引 入的高频干扰脉冲，c4 具有改善输出瞬态特性和防止电路产生自激振荡的作用；二极 管 d7 对集成稳压器起保护作用。 四川信息职业技术学院毕业设计说明书(论文) 第 6 页 共 23 页 2.2 延时处理电路设计 2.2.1 555 定时器 555 定时器的内部电路封装和引脚图组成框图如图 2-3 所示。 a) 555 定时器的内部组成 b) 555 定时器的引脚图 图 2-3 555 定时器 555 定时器的内部主要包括两个运放构成的集成电路电压比较器、一个 r-s 触发器、 一个晶体管和几个电阻。下面介绍 555 定时器各引脚的连接及功能： 脚为接地端，也是芯片的公共端； 脚为电源端 vcc； 脚为电路的输出端； 脚为放电端，相当于一个开关； 脚为电路的复位端，其接地时，555 的输出为低电平，且保持不变，一般将 4 脚 接在电源的正极上，电路能正常工作；只要在此输入低电平，输出端立即被置为低电 平，不受其它输入状态影响。正常工作时接高电平可直接接到电源上。 脚为比较电压控制端，如果 vcc端没有外加电压时两个比较器的参考电压，由 电源电压经过三个等值电阻分压提供，则 vr1=vcc，vr2=vcc。在这种情况下，该端 3 2 3 1 可通过电容（0.01uf）接地，防干扰信号窜入。如果该端接入外电压 vco时，则 vr1= vco， vr2= 2 1 vco，因此 vco可改变参考电压值 vr。 脚、脚为两个电压比较器的输入端，一个为反相输入端，一个为同相输入端， 它们输入的信号可以是数字信号也可以是模拟信号，分别与比较器所设置的参考电压 ne555 四川信息职业技术学院毕业设计说明书(论文) 第 7 页 共 23 页 进行比较便于控制输出状态。同时它们和 7 脚在电路中的接法决定了 555 的工作 状态。 为置 0 输入端，当=0 时，定时器的输出 out 为 0；当=1 时，555 定时器具rrr 有以下功能： 1.当高触发端 th 3 2 vcc，且低触发端 3 1 vcc 时，比较器 c1 输出为低电平；tr c1 输出的低电平将 rs 触发器置为 0 状态，即 q = 0，使得定时器的输出 out 为 0，同 时放电管 vt 导通。 2.当低触发端 3 1 vcc，且高触发端 th 3 2 vcc 3 1 vcc 1 0 导通 3 1 vcc 1 不变 不变 3 2 vcc 3 1 vcc 1 1 截止 2.2.2 555 定时器构成的单稳态电路 将低触发端作为触发信号的输入端，再将高触发端 th 和放电管输出端 d 接tr i u 在一起，并与定时元件 r、c 连接，则可以构成一个单稳态触发器。具体电路及工作波 形如图 2-4 所示。 四川信息职业技术学院毕业设计说明书(论文) 第 8 页 共 23 页 a）电路 b）工作波形 图 2-4 555 定时器构成的单稳态触发器 当触发脉冲 u1下降沿到来时，由于 3 1 vcc，而 th =0，从 555 定时器的功tr c u 能表不难看出，输出端 out 为高电平，电路进入暂稳态，此时放电管 vt 截止。由于 vt 截止，vcc 则通过 r 对 c 充电，当 th= 3 2 vcc 时，输出端 out 跳变为低电平，电路 c u 自动返回稳态，此时放电管 vt 导通。电路返回稳态后，c 通过导通的放电管 vt 放电， 使电路迅速恢复到初始状态。可以算出，输出脉冲的宽度1.1rc。 w t 所谓光控就是利用光敏三极管对不同光照呈现的阻抗不同，从而对 ne555 的 4 脚 进行高低电平控制，使 555 处于等待触发状态或处于强制复位状态。 白天，亮度较强时，当有足够的光通量照射在光敏电阻上时，其电阻值突然降得 很低，既光敏电阻两边的电压就变小，q6 基极电流大于集电极电流，从而工作于饱和 导通状态，集电极与发射级短路，ne555 的 4 脚呈低电平，使 555 处于强制复位状态， q 端不输出高电平，继电器不吸合电灯不亮。 夜晚，亮度较暗时，在黑暗状态下光敏电阻 rv1 呈高阻态，阻值100k，电路 通过光敏电阻 rv1 形成低电平，不能使 q6 饱和导通，q6 工作于截止状态，集电极与发 射极断路，ne555 的 4 脚呈高电平，ne555 触发器处于单稳态触发状态。电灯点亮的时 间即单稳态电路触发后高电平持续的时间，它取决于单稳态电路的时间常数，其大小 为： 1.1470k47uf 30s (2-1) w t 经计算，下图电路的单稳态时间为 30s，即电灯点亮后 30s 熄灭。 ne555 和 r8、c5、q6、c6、r7 等组成延时处理电路如图 2-5 所示。 四川信息职业技术学院毕业设计说明书(论文) 第 9 页 共 23 页 r7470k r8 20k c5 0.01uf r 4 dc 7 q 3 gnd 1 vcc 8 tr 2 th 6 cv 5 u1 555 c6 47uf q6 npn +5v q3集电极 光敏电阻 继电器 继电器 图 2-5 延时处理电路 2.3 声控电路设计 驻极体话筒属于电容式话筒的一种，它是在电容器金属极板之间加上一层驻极体 薄膜，作为电介质。当薄膜受声波作用而振动时，就引起电容量的变化，并在极板间 产生电荷。如果施以直流电源电压，即可输出音频信号，实现声电转换。 本电路的信号放大部分主要采用由多级三极管组成的谐振放大电路，其电路原理 图如图 2-6 所示。 c1 4.7uf q1 9013 r3 2.4k r2 3.3k r1 4.70k r5 20k c2 10uf d1 1n4007 d2 1n4007 (2) r6 10k q2 pnp +5v 声音采集 q3基极 gnd 图 2-6 声控电路原理图 拾音器采用电压蜂鸣器 htd3514，当有音响作用到压点陶瓷片上时，声震导致的 四川信息职业技术学院毕业设计说明书(论文) 第 10 页 共 23 页 绕曲变形就会产生相应的电效应。当话筒感应到声音时，就马上把声音信号转换成电 信号，电信号直接经过 c1 耦合，再由 q1，q2 构成的直耦式音频放大器进行放大。电 信号此时从 q2 的集电极出来经过二极管 d1 导通流向 q3 基极。此时，q3 工作于饱和导 通状态，集电极输出低电平去触发单稳态电路。 2.4 继电器控制电路设计 继电器是一种电子控制器件，它具有控制系统（又称输入回路）和被控制系统 （又称输出回路），通常应用于自动控制电路中，它实际上是用较小的电流去控制较 大电流的一种“自动开关”。故在电路中起着自动调节、安全保护、转换电路等作用。 电磁继电器的工作原理和特性： 电磁式继电器一般由铁芯、线圈、衔铁、触点簧片等组成的（如图 2-7）。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）吸合。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”。 图 2-7 电磁继电器结构 q 端输出高电平，继电器吸合，l2 发光；q 端输出低电平，继电器断开，l2 不发 光。 继电器控制电路如图 2-8 所示。 四川信息职业技术学院毕业设计说明书(论文) 第 11 页 共 23 页 l2 rl1 w171dip-12 gnd 555q端 gnd l2 220v 图 2-8 继电器控制电路 2.5 光控制电路设计 在光线较暗时，光敏电阻呈高阻态；在光线较亮时，光敏电阻呈低阻态；光敏电 阻通常都工作于直流或低频状态下。光控电路由光敏电阻器 rv1，电阻 r8、r9 和 q6 组 成。如图 2-9 所示。 r8 20k c5 0.01uf r 4 dc 7 q 3 gnd 1 vcc 8 tr 2 th 6 cv 5 u1 555 c6 47uf 39% rv1 10k q6 npn r9 1k +5v q3集电极 q3发射极 继电器 继电器 图 2-9 光控电路 在黑暗状态下光敏电阻 rv1 呈高阻态，电路通过光敏电阻 rv1 形成低电平，不能 使 q6 饱和导通。当同时有声音信号时，经过声音信号转换为电信号后放大使后级电路 工作。在白天，有足够的光照射在光敏电阻上时，其电阻值突然降得很低，既光敏电 阻两边的电压就很低，q6 基极电流大于集电极电流，从而工作于饱和导通状态，集电 极与发射级短路，ne555 的 4 脚呈低电平，使 555 处于强制复位状态，q 端不输出高电 平，继电器不吸合电灯不亮。 四川信息职业技术学院毕业设计说明书(论文) 第 12 页 共 23 页 第 3 章 整机电路 通过对电源电路、延时电路、声音信号处理电路、继电器控制电路以及光控制电 路的设计与分析。整机电路原理图如图 3-1 所示。 r7470k r8 20k c5 0.01uf r 4 dc 7 q 3 gnd 1 vcc 8 tr 2 th 6 cv 5 u1 555 c6 47uf c1 4.7uf q1 9013 r3 2.4k r2 3.3k r1 4.70k r5 20k c2 10uf d1 1n4007 d2 1n4007 q3 9014 r4 5.1k (2) 39% rv1 10k q6 npn l2 声音采集 rl1 w171dip-12 gnd r6 10k q2 pnp vi 1 vo 3 gnd 2 u2 7805 tr1 tran-2p2s d3 1n4007 d4 1n4007 d5 1n4007 d6 1n4007 r9 1k c8 220uf c9 220uf d7 1n4007 c3 1nf c4 1nf +5v +5v 220v l2 图 3-1 整机电路图 d3、d4、d5、d6 四个二极管构成桥式整流电路，它利用二极管的单向导电特性将 220v 的交流电转换成脉动的直流电；c8、c9 为电容滤波，它将整流后的脉动成分滤掉， 使之变成比较平滑的直流电；u2、c3、c4 组成的三端固定式稳压器，稳压后输出稳定 的+5v 直流电压，当话筒感应到声音时，就马上把声音信号转换成电信号，电信号直接 经过 c1 耦合，再由 q1，q2 构成的直耦式音频放大器进行放大。电信号此时从 q2 的集 电极出来经过二极管 d1 导通流向 q3 基极。此时，q3 工作于饱和导通状态，集电极输 出低电平去触发单稳态电路。 白天，亮度较强时，当有足够的光通量照射在光敏电阻上时，其电阻值突然降得 四川信息职业技术学院毕业设计说明书(论文) 第 13 页 共 23 页 很低，既光敏电阻两边的电压就变小，q6 基极电流大于集电极电流，从而工作于饱和 导通状态，集电极与发射级短路，ne555 的 4 脚呈低电平，使 555 处于强制复位状态， q 端不输出高电平，继电器不吸合电灯不亮。 夜晚，亮度较暗时，在黑暗状态下光敏电阻 rv1 呈高阻态，阻值100k，电路 通过光敏电阻 rv1 形成低电平，不能使 q6 饱和导通，q6 工作于截止状态，集电极与发 射极断路，ne555 的 4 脚呈高电平，ne555 触发器处于单稳态触发状态。此时当话筒感 应到声音时，就马上把声音信号转换成电信号，电信号直接经过 c1 耦合，再由 q1，q2 构成的直耦式音频放大器进行放大。电信号此时从 q2 的集电极出来经过二极管 d1 导通流向 q3 基极。q3 工作于饱和导通状态，以触发 555 定时器的 2 脚。2 脚接收到 触发信号而使 555 翻转置位，3 脚输出高电平，继电器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。灯泡 l2 发光。图示电路的单稳态延 时时间为 30s，即电灯点亮 30s 就熄灭，等待下一次信号的触发。 四川信息职业技术学院毕业设计说明书(论文) 第 14 页 共 23 页 第 4 章 电路仿真 一个应用系统，要完成各项功能，首先必须有较完善的硬件作保证。同时还必须 得到相应设计合理的软件的支持，本设计采用 proteus 仿真软件对硬件部分进行仿真。 首先绘制如图 4-1 所示的仿真图。 r7470k r8 20k c5 0.01uf r 4 dc 7 q 3 gnd 1 vcc 8 tr 2 th 6 cv 5 u1 555 l2 220v c6 47uf c1 4.7uf q1 9013 r3 2.4k r2 3.3k r1 4.70k r5 20k c2 10uf d1 1n4007 d2 1n4007 q3 9014 r4 5.1k (2) 39% rv1 10k q6 npn l2(2) 声音采集 rl1 w171dip-12 gnd r6 10k q2 pnp vi 1 vo 3 gnd 2 u2 7805 tr1 tran-2p2s d3 1n4007 d4 1n4007 d5 1n4007 d6 1n4007 r9 1k c8 220uf c9 220uf d7 1n4007 +5v +5v c3 1nf c4 1nf 图 4-1 声光控楼道灯开关仿真原理图 经过仿真测试，本设计成功实现了任务需求。仿真的目的是测试灯开关在不同光 照强度及有无声音状态下的工作情况，测试结果如表 4-1。 表 4-1 仿真测试结果 光照强度有无声源灯的工作状态 强（白天）有灯不亮 强（白天）无灯不亮 弱（夜晚）有灯亮（待声源消失后灯持续亮 30s） 弱（夜晚）无灯不亮（但有声源时灯亮，声源消失后持续亮 30s） 四川信息职业技术学院毕业设计说明书(论文) 第 15 页 共 23 页 第 5 章 实物制作与调试 5.1 常用电子元器件的安装 电路板上元器件的安装次序应该以前道工序不妨碍后道工序为原则，一般是先装 低矮的小功率卧式元器件，然后装立式元器件和大功率卧式元器件，再装可变元器件、 易损元器件，最后装带散热器的元器件和特殊元器件。 5.1.1 ic 插座的安装 尽管插座本身在电气上并无极性可言，但错误的安装方向将对以后 ic 的插入形成 误导。另外特别要注意每个引脚的焊接质量，因为 ic 插座的引脚的可焊性差，容易出 现虚焊，焊接时可以适当采用活性较强的焊剂，焊后应加强清洗。 5.1.2 晶体管的安装 各种晶体管在安装时要注意分辨它们的型号、出脚次序和正负极性；要注意防止 在安装焊接的过程中对它们造成损伤。小功率的三极管、场效应管和继电器，封装外 形有时完全相同，有些微型封装的器件，表面只能印一、两个标注字，容易混淆，应 该尽量与它们的原包装一道拿取，一时用不完的要及时地放回原包装中去。有时即使 是同一种型号的器件，由于生产厂家不同、其出脚的次序也有变化，一定要认准其排 列不要相互插错。二极管的引出脚也有阴阳极之分，不能插反。 5.1.3 电阻的安装 安装电阻时要注意区分同一电路中阻值相同而功率不同、类型不同的电阻，不要 相互插错。小功率电阻大多采用卧式安装，并且要紧贴底板安装，以减少引线形成的 分布电感。 5.1.4 电容的安装 瓷片电容安装时要注意其耐压级别和温度系数。铝质电解电容、钽电解电容的正 极所接电位一定要高于负极所接，否则将会增大损耗，尤其是铝质电解电容，极性接 反工作时将会急剧发热，引起鼓泡、爆炸。 四川信息职业技术学院毕业设计说明书(论文) 第 16 页 共 23 页 5.2 焊接 焊接，是用加热的方式使两件金属物体结合起来。如果在焊接的过程中需要熔入 第三种物质，则称之为“钎焊” ，所加熔上去的第三种物质称为“焊料” 。按焊料熔点 的高低又将钎焊分为“硬钎焊”和“软钎焊” ，通常以 450 度为界，低于 450 度的称为 “软钎焊” 。电子产品安装工艺中的所谓“焊接”就是软钎焊的一种，主要用锡、铅等 低熔点合金做焊料。 当一个合格的焊接过程完成后，在这两个界面上都必定会形成良好的扩散层。要 形成扩散层，必须满足以下几个条件： 1.两金属表面能充分接触，中间没有杂质隔离。 2.温度足够高。 3.时间足够长。 5.2.1 焊接准备 焊接开始前必须清理工作台面，准备好焊料、焊剂和镊子等必备的工具。更重要 的是要准备好电烙铁。准备好电烙铁不仅是要选好一只功率合适的电烙铁，而且是说 要调整好电烙铁的工作温度。不可让温度过高，否则烙铁头就会被烧死。烙铁头一旦 烧死就必须锉掉表层重新上锡，这对于长寿烙铁头来说就是致命的损失了。必须注意 调节电烙铁的工作温度，使其大约维持在 300 度左右。 5.2.2 焊接过程 1.元器件引出脚的上锡 即将元器件引出脚及焊片、焊盘等被焊物分别地预先用烙铁搪上一层焊锡。这样 可以基本保证不出现虚焊。在焊接操作中，一定要养成将元器件预先上锡的良好习惯。 对于那些表面氧化、有污渍的引脚和有绝缘漆的线头，上锡前还必须进行表面的清洁 处理，手工焊接时一般采用刮削的办法处理。刮削时必须注意做到全面、均匀。尤其 是处理那些小直径线头时，不能在刮削的起始部位留下伤痕。较粗的引出脚可以压在 粗糙的工作台板的边缘上边转边刮，细线头则应该夹在刀片和手指之间进行。 2.焊接的操作手法 手工焊接有两种基本手法：一种是用实芯焊锡条时的手法，一种是使用松香焊锡 丝作焊料时的手法。 操作要领是：始终带着焊剂液膜操作，让焊锡在凝固以前总是处于晶莹发亮的状 四川信息职业技术学院毕业设计说明书(论文) 第 17 页 共 23 页 态。因为焊锡液滴变哑色就说明表面一层已经氧化，已经不是金属，在焊接温度下不 会熔解，隔着这层固体杂质，金属间的浸润、扩散将无法进行。 两种焊接手法的基本要求是一致的，就是要在尽量短的时间里得到一个有着完美 合金层的真焊点。实际操作时在第二种手法中往往掺和着第一种手法。 3.焊接的质量检验 检验焊接质量有多种方法，比较先进的方法是用仪器进行。而在通常条件下，则 采用观察外观和用烙铁重焊的方法来检验。 （1）外观观察检验法 一个焊点的焊接质量最主要的是要看它是否为虚焊，其次才是外观。个良好的 焊点其表面应该光洁、明亮，不得有拉尖、起皱、鼓气泡、夹渣、出现麻点等现象； 其焊料到被焊金属的过渡处应呈现圆滑流畅的浸润状凹曲面。 （2）带松香重焊检验法 带松香重焊是最可靠的检验方法，同时多用此法还可以积累经验，提高用观察法 检查焊点的准确性。 5.3 调试 由于元器件特性参数的分散性、装配工艺的影响以及其他如元器件缺陷和干扰等 各种因素的影响，使得安装完毕的电子电路不能够达到设计要求的性能指标，需要通 过调整和试验来发现、纠正、弥补，使其达到预期的功能和技术指标，这就是电子电 路的调试。 调试的一般步骤是： 1.经过初步调试，使电子电路处于正常工作状态。 2.调整元器件的参数以及装配工艺分布参数，使电子电路处于最佳工作状态。 3.在设计和元器件允许的条件下，改变内部、外部因素（如过压、过流、高温、 连续长时间运行等）以检验电子电路的稳定性和可靠性，即所谓的考机。 调试的一般原则是先静态调试后动态调试。 5.3.1 静态调试 所谓静态调试即在电路未加输入信号的直流工作状态下测试扣凋整其静态工作点 和静态技术性能指标。 四川信息职业技术学院毕业设计说明书(论文) 第 18 页 共 23 页 5.3.2 动态调试 所谓动态调试即对电子电路输入适当信号的工作状态下测试和调整其动态指标。 动态调试是在静态调试的基础上进行的。调试的关键是善于对实测的数据、波形和现 象进行分析和判断，发现电路中存在的问题和异常现象，并采取有效措施进行处理， 使电路技术性能指标满足预定要求。这需要具备一定的理论知识和调试经验。 调试的方法是在电路的输人端接人适当频率和幅值的信号，并循着信号的流向逐 级检测各有关点的波形、参数和性能指标。发现故障现象，应采取不同的方法缩小故 障范围，最后设法排除故障。因为电子电路的各项指标互相影响，在调试某一项指标 时往往会影响另一项指标。动态调试时，必须全面考虑各项指标的相互影响，实际情 况错综复杂，出现的问题多种多样，处理的方法也是灵活多变的。 制作出实物如图 5-1 所示： 图 5-1 实物图 进行整机电路的调试，其过程是：按照电路先静态，后动态，先局部，后整体的 调试的基本原则进行。同时借助仪表进行测试点的检测，如果测得的数据与电路的技 术指标相符，确定无误后，再进行通电测试。若不能正常工作，则必须对电路进一步 检测，观察有无元器件错焊、漏焊等，有错误立即纠正。调试直到整机能够正常工作 为止。 四川信息职业技术学院毕业设计说明书(论文) 第 19 页 共 23 页 通过实物调试，本设计实现了功能需求。 四川信息职业技术学院毕业设计说明书(论文) 第 20 页 共 23 页 总 结 我设计的题目是声光控制楼道灯开关，设计初不知如何下手，经过广泛查阅资料 和李老师的精心指导，我了解并掌握了各部分电路的功能，独立完成了一个简单声光 控制楼道灯开关的设计，虽然设计的简单，但简洁清晰易懂，其中声控电路、光控电 路、延时电路是本设计的核心部分。在设计基本完成后，我又用大部分时间改仿真， 做实物，以更好的实现功能需求。我知道这是一个不断学习新鲜事物的过程，从设计 初的不懂到最后能够顺利完成，我体会到在实践中学习的重要性，对于将来我走上工 作岗位具有十分重要意义。由于前期工作不彻底，对所设计的需求分析的要求认识不 够清楚，体会到在设计中每一步的重要性，如果上一个步骤不能很好的完成，在后续 的设计将会付出百倍的代价。 在整个设计阶段我感受最为深刻的是掌握学习的方式和解决问题的方法。首先是 解决问题的方式，其次就是解决问题的方法，在设计过程中，我深刻的体会到了这一 点的重要性，在今后的学习和研究中我也会继续将这种方法延续下去。毕业设计是理 论和实践的结合，通过本次毕业设计不仅让我巩固和加深了以前所学的知识，加深了 对模拟、数字电路的理解，对元器件的使用更加深刻理解，同时也让我发现了自身的 不足。学习不能只学表面的，很多知识是需要我们深入了解的。学习也不能是一时的， 知识的日新月异需要我们长期的坚持和日积月累。 技术只是一方面，更多的我是学会了利用资源。 “时间作为一种最宝贵的资源” ， 让我在这设计中体会颇深。由于在这设计过程中有很多事情要做，所以时间显的特别 紧张。但我制定了论文写作计划。当然，我要付出比别人更多的时间和精力，因为我 专业课学的不是很精。本次设计虽在磕磕绊绊中完成了，但学习过程中暴露出我拙劣 的基础知识和差距，同时，我也看到了方向，大学生活的结束并不代表对知识追求的 结束，相反这仅仅是学习的开始。差距激励人进步，我想我在今后的生活学习中会更 好的充实自己，向着自己希望的方向努力飞翔。 四川信息职业技术学院毕业设计说明书(论文) 第 21 页 共 23 页 致 谢 时光过得真快，转眼间即将毕业，即将离开这读了三年的乐土，经过大学三年的 学习，我学到了许多知识，同时也从中明白了许多道理。在毕业前的这一段日子里， 为了对大学三年来自己学习成果进行验证，我在同学与老师的帮助下圆满的完成了这 份毕业设计，在这次毕业设计中，我学到了许多的知识，并且也认识到了自己的不足 之处。 在这里，我首先向我的指导老师李晓丽老师致以深深的谢意，李老师平日里工作 繁多，但是在我做毕业设计遇到困难请教她的时候，她总是给予我悉心的指导和帮助。 李老师细心的指导我论文的写作，耐心的帮助我解决楼道开关系统仿真过程中遇到的 种种问题，可以说，没有李老师的悉心指导和帮助，我是不可能顺利完成我的毕业设 计的。其次，我要感谢我的朋友与同学，在我毕业设计期间，他们细心帮我收集资料， 并且帮我检查设计中的不足，及时给我建议，在我遇到困难的时候，帮助我一起解决 困难。 在整个毕业设计过程中，无论老师还是同学都给予了我极大的关心和帮助，并对 我的毕业设计进行了悉心的指导。李晓丽老师定期检查我的设计进度，对于设计中出 现的问题都给我及时纠正，正是由于她的耐心指导，我才能顺利的完成整个设计。从 她的身上我不仅学到了设计的思想，还学到了严谨的学风和敬业的精神。 我感谢大学三年来所有教过我的四川信息职业技术学院的老师们，是他们传授了 有用的专业知识给我，使我在整个毕业设计过程中能游刃有余的发挥，感谢我们四川 信息职业技术学院为我们提供了良好的学习环境，感谢耐心听我答辩的老师们，在此 向他们致以深深的