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毕业设计论文
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上饶职业技术学院声光控楼梯照明开关设计,毕业设计论文
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上饶职 业技术学院课程设计 第 1 页 上饶职业技术学 院 电 子工程系 课 程 设 计 年级 ： 06 级 班级 : 06 电子 (1) 姓名 ：鲍辉 学号 ： ZD060100124 2007年 12 月 28日 nts上饶职 业技术学院课程设计 第 2 页 课程设计任务书 1 课程名称 数字电子技术 2 课程性质 必修专业基础课 3 适用年级 06级 4 适用专业 应用电子技术专业 5 设计课题 声光控楼梯照明开关 6 课题性质 必开 7 选题要求 最 多组数 3组 每组最多人数 3人 8 指导老师 李彩云 职称 电气工程师 9 设计目的 学会用数字电子技术中所学的知识完成简单的应用电路设计。 10 设计要求 10.1 用光控电路和声控电路去触发单向可控硅的导通使得照明灯发光；白天有光照，电路锁定，即使有声音照明灯也不发光，晚上没光照，只要有声音照明灯就发光，延迟 30S灯自动熄灭； 10.2 写出设计过程，画出原理图，完成设计报告。 11 课程设计的进度安排 16学时 12 参考书目 数字电子技术，康发光主编，高等教育出版社， 2002 通用集成电路应用与实例分析，陈有卿编，中国电力出版社 ,2007.4 nts上饶职 业技术学院课程设计 第 3 页 CMOS数字电路应用 300例 , 肖景和主编中国电力出版社 ,2005.2 13 任务书下达时间 2007年 12月 12日 nts上饶职 业技术学院课程设计 第 4 页 课程设计评分标准（必开实验） 姓名：鲍辉 年级： 06 级 专业：应用电子技术 班级： (1)班 总分： 考核项目 平 时 成 绩 实 验 成 绩 设 计 报 告 总成绩 考核内容 态度、纪律（ 10%） 分析解决问题的能力（ 50%） 设计报告书写和水 平（ 40%） 考核环节 团结协作有钻研精神 爱护公物文明卫生 遵守纪律和制度 独立、熟练、综合应用所学知识分析解决问题的能力，有实验数据，又有理论分析。 摘要符合要求、语句通顺、内容充实、图表和曲线清晰符合规范、文字规范。方案选择、论证、设计、计算正确。 分值 3 3 4 50 40 100 评分 评分教师： 评分时间： 年 月 日 课程设计评分标准（选开实验） 姓名：鲍辉 年级： 06 级 专业：应用电子技术 班级： (1) 班 总分： 考核项目 平 时 成 绩 设 计 报 告 总成绩 考核内容 态度、纪律（ 20%） 设计报告书写和水平（ 80%） 考核环节 团结协作有钻研精神 爱护公物文明卫生 遵 守 纪律 和 制度 摘要符合要求、语句通顺、内容充实、图表和曲线清晰符合规范、文字规范。方案选择、论证、设计、计算正确。 分值 6 6 8 80 100 评分 评分教师： 评分时间： 年 月 日 nts上饶职 业技术学院课程设计 第 5 页 课程设计报告 年级 06 级 专业 应用电子技术专业 班级 （ 1）班 姓名 鲍辉 同组人姓名 周凯 指导老师 李彩云 职称 电气工程师 课程名称 数字电子技术 课程性质 必开 选开 设计课题 声光控楼梯照明开关 1 设计目的 1.1 进一步熟悉 数字 电子技术主要理论知识 8.2 能综合运用所学知识解决实际问题 8.3 能根据设计要求进行系统的电路设计 8.4 熟悉 555电路的应用和脉冲整形电路。 2 设计要求 2.1 用光控电路和声控电路去触发单向可控硅的导通使得照明灯发光；白天有光照，电路锁定，即使有声音照明灯也不发 光，晚上没光照，只要有声音照明灯就发光，延迟 30S灯自动熄灭； 2.2 写出设计过程，画出原理图，完成设计报告 3 课程设计的进度安排 3.1 搜集查阅相关资料 ,进行初稿设计用 10个学时完成 3.2 把初稿 交 给指导老师进行修改完善 ,并打印封装用 6个学时完成 nts上饶职 业技术学院课程设计 第 6 页 4 设计原理 及结果 4.1 摘要 本 电路采用了 555 电路组成了延时电路，能够准确的 延迟30S，同时利用了 SN74LS04 六非门反相器进行脉冲整形 。 主要用到了可控硅 、 光敏电阻 、 驻极地传声器等元器件。 4.2 关键词 声控 光控 触发 延时 4.3 引言 随 着电子技术的发展和人民生活水平的提高 ,各种采用电子电路控制的新型灯具不断推出 ,给百姓生活增加了色彩 ,也带来了方便和舒适 .同时各种灯光控制应用电路也在发展 .尤其是声光双控 延时 开关 ,常用于楼道、走廊或农村庭院等 . 4.4 设计要求分析 根据 声光控楼梯照明开关在白天不工作 ,可采用光控电路 .白天它不工作 ,夜晚就工作 ,使用到的主要元器件是光敏电阻 (或光敏二极管 ). 光敏电阻受光照射越强 ,阻值就越小 ,反之 ,光照越弱 ,就会呈现高阻状态 .因此白天时 电路锁定 ,就是有声音照明灯也不发光 .要求在夜晚收到突发声响时 ,可采用声 控电路控制 . 同时要求有声音照明灯就发光，延迟30S 灯自动熄灭 ,可采用 延时 控制电路 来完成 . 4.5 设计原理及 方案论证 nts上饶职 业技术学院课程设计 第 7 页 图 1 原理框图 工作原理 白天由于 光控电路的工作状态，声控电路不起作用。晚上由于光控电路的工作状态的改变，声控电路进入工作状态。当有行人的走动或其它声响发出后，声控电路将声音信号转换成电信号，推动主控门电路，进而 使触发电路受到触发，电路开始工作灯亮。 重要元器件介绍： 图 2 NE555 内部结构图 nts上饶职 业技术学院课程设计 第 8 页 图 3 NE55 引脚图 脚 ：低 电平 触发端，当 脚 电平小于 1/3VCC时 ，输出 端 UOT 高 电平 ，DIS 端关断 脚 ：控制电压端，接不同的电压值 可以改变 脚 和 脚 的触发 电平值 脚： 高 电平 触发端，当 TH 电平大于 2/3VCC时 输出端 UOT低 电平 ， DIS端 通 脚： 为放电端，其内的三极管的导通或关断，能为外部 RC 回路提供放电通路 脚： 电源 脚 GND ：地 脚 OUT： 输出端 脚 ：复位端 TH TR R OUT DIS X X 0 0 导通 2/3VCC 1/3VCC 1 0 导通 2/3VCC 1/3VCC 1 不变 不变 2/3VCC 1/3VCC 1 1 截止 nts上饶职 业技术学院课程设计 第 9 页 图 4 定时器 NE555的功能 方案一 采用 74LS04 六非门集成块实现的 。用非门和压电陶瓷 BC 以及电阻组成声控电路。如图 光控电路主要采用光 电 二极管 、非门、普通二极管来完成。延 时 控制电路采用 RC充放电来完成，延时 30秒相当于时 电容放电时间。触发控制主要采用可控硅、非门电路来完成。 方案二 采用了 555定时电路，组成单稳态触发器 。单稳态触发器输出的脉冲宽度 tw 为暂稳态维持的时间，也就是电容 C 的充电时间 。声控电路采用驻极地 传声器来完成，触发控制也是主要采用了可控硅。 光控主要采用光敏电阻， 综上所述，两者的声控和光控电路差不多，没什么新颖的地方。但 由于方案二 采用了 555定时电路，组成单稳态触发器，延迟时间比较准，而方案一采用 RC 充放电来完成延时，延迟时间效果不怎么好， 而且 555集成块价格不是很贵， 因此采用 方案二 进行设 计，效果比较好。 4.6 单元电路设计 4.6.1 声控电路 nts上饶职 业技术学院课程设计 第 10 页 图 5 声控电路 原理图 电路工作原理 ： 驻极地传声器把声音信号转换成电信号，经过 D4A 处理形成矩形脉冲，通过 C1，并经 VT放大进行输出。 4.6.2 光控电路 图 6 光控电路原理图 电路工作原理： 电桥 R3、 VS、 C1、 R1 为集成块提供工作电源。在白天nts上饶职 业技术学院课程设计 第 11 页 时，光敏电阻阻值很低， D1 输入端为低 电平， D3 输出端为低电平，光控电路不起作用。夜晚时， 光敏电阻的值很高， D1输入端为高电平， D3输出端为高电平，二极管导通。利用此原理光控开关在白天不工作，夜晚工作。 其中 SN74LS04 起着脉冲整形作用。 4.6.3 触发电路 图 7 触发电路原理图 电路工作原理：当输入端为高电平时，相当于在可控硅的控制端与阴极加了一个正向触发电压，使得可控硅导通 照明灯发光 。 反之，当输入 端为低电平时，相当于在可控硅的控制端与阴极加了一个反向触发电压，使得可控硅截止 照明灯不发光。 其中 SN74LS04起着脉冲整形作用。 4.6.4 延时电路 nts上饶职 业技术学院课程设计 第 12 页 图 8 延时电路 原理图 R 和 C 为定时元件 .没有加触发信号时， Ui为高电平。接通电源后， VCC经 R 对电容 C 进行充电，当电容 C上的电压 UC 2/3VCC时，输出 Uo=0。与此同时电容 C通过放电端迅速放完电， Uc=0.内部的的 RS触发器的两个输入信号都为高电平 1，保持 0状态不变。所以，在稳定状态时， Uo=0 当输入电平 1/3VCC时 ，触发进入暂稳态，输出为高电 平 1 单稳态触发器输出的脉冲宽度 tw为 暂稳态的时间，可用如下公算 : tw 1.1RC跟据电路延迟 30秒 , 得 tw 1.1RC=30,算出 RC=27.可取 R=27K C=1uF. 4.7 系统电路设计 nts上饶职 业技术学院课程设计 第 13 页 图 9 总电路图 在白天时，光敏电阻阻值很低， D1 输入端为低电平， D3 输出端为低电平，光控电路不起作用 , 灯不亮 . 夜晚时，光敏电阻的值很高， D1输入端为高电平， D3 输出端为高电平，二极管导通 ,如果有声音的话 ,驻极地传声器把声音信号转换成电信号 经过 D1和 D2进行脉冲整形 ,变为高电平 1. 通过光控电路进入 D5和 D6, nts上饶职 业技术学院课程设计 第 14 页 在可控硅的控制端与阴极加了一个正向触发电压，使得可控硅导通 照明灯发光 给可控硅 .同时可控硅处于暂稳态 ,当声音结束以后 ,VD5 截止输入低电平 ,单稳态触发器 进入暂稳态 ,开始延迟 30 秒 .之后输出低电平 , 在可控硅的控制端与阴极加了一个反向触发电平，使得可控硅截止 照明灯不发光 . 5 小结 该电路能够很好的工作 ,在声音结束以后 ,能延长 30秒 .同时采用了非门电路进行脉冲整形 ,信号比较好 .但由于市交流电不是很稳定，存在着波动，会影响到电路的工作。 同时该电路对声音的灵敏度很高。 6 本次课程设计的心得体会 通过 这次课程设计我学到了很多东西，尤其是做好一件事实在是不容易，特别是在 准备不足的情况下，更是难上加难。幸运地是在 课程设计过程中 我 得到了广大老师和同学的帮助，特别是得到了 李彩云 老师的分析 与讲解！他严谨的治学态度和对问题的分析方法以及解决问题方法，使我一生受用！同时我也学会了怎么在浩瀚如海的大堆资料里搜集自己所需要的东西，怎样与人沟通去完成一件事。 然而我也看到了自身地不足，专业知识不是很过硬，缺乏对问题地分析能力 ,还有自己知识储备的不足 ,使得搞课程设计时 ,不知从何处下手 . 因此从现在开始我要认真地学好专业知识 以及其他相关知识，充实自己。 nts上饶职 业技术学院课程设计 第 15 页 致谢词 感谢我们的导师 李彩云 老师，他渊博的知识，严肃的科学态度，严谨的治学精神，灵活的思维方式，耐心、细致的指导，给予了我们莫大的帮助和支持。您循循善诱的教导和不拘一格的思路，给予我们启迪，使我们在自己的学业上更上一层，丰富了我们的经验，充足了我们的知识，再次致谢我们的导师 李彩云 老师 7 参考书目 数字电子技术，康发光主编，高等教育出版社， 2002 通用集成电路应用与实例分析，陈有卿编，中国电力出版社 ,2007.4 CMOS数字电路应用 300例 ,
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