电子技术课程设计 声控走廊灯 报告.doc

电子技术设计电子技术课程设计报告 设计课题： 声控走廊灯 姓 名： 学 号： 专 业 指导老师： 设计时间： 10目录一、 课题简介2二、 方案设计 2三、 各单元电路设计 35四、 总电路图 56五、 焊接调试过程 78六、 设计总结 8七、 参考资料 9一、 课题简介声控灯是一种声控电子照明开关装置。它提供一种操作简便,实用可靠,控制灵敏的装置。此外，利用此装置可以达到省电的目的，响应国家节能的号召。此次课程设计的声控灯由话筒,音频放大电路,选频电路,倍压整流电路,鉴幅限幅电路,延时关闭等电路组成。将实现：（a）开关式控制：击掌一次灯亮，再击掌一次灯灭；（b）延时式控制：一次击掌后灯亮，延时3秒后自动熄灭。二、 方案设计根据设计任务的要求，首先要将声音信号转换成电信号，这需要传感器电路，由于传感器电路输出的电信号比较微弱，所以我们需要放大电路，经放大后的电信号要实现开关式控制和延时式控制两种控制方式，开关式控制中要求击掌一次灯亮、击掌一次灯灭，如果将击掌信号视为触发脉冲，则上述现象恰好与T,触发器的翻转功能相一致，所以我们选用T,触发器实现开关式控制；延时式控制要求击掌一次后灯亮10秒钟自动熄灭，如果我们将上述击掌信号视为触发信号，将此触发信号加到一个单稳态触发器上恰好可以满足上述要求，所以我们在放大电路后用一个双路开关实现上述两种控制方式，开关拨到一端实现开关式控制，开关拨到另一端实规延时式控制，经过T,触发器或单稳态触发器输出的信号是数字信号，驱动能力略显不足，所以我们考虑增加一级驱动放人电路，然后再输出给电灯控制电路。综上所述，我们根据设计任务要求绘出如图所示的电路框图。图1 电路原理框图三、 各单元电路设计1、 传感器电路本课题将声音信号转换成电信号的传感器选用驻极体话筒，驻极体话筒的电路如图2所示。图中的100 k电阻.是为电容提供一个放电通路。图3 同相比例放大电路图2 驻极体话筒电路2、放大电路选用LM324或LM258均可，放入电路如图3所示，LM324引脚图如图4所示。由于驻极体话筒输出阻抗高，我们选用高输入阻抗的同相比例放人电路，反相比例放人电路的输入阻杭较低。图6 CD4013引脚图图5 滤波电路图4 LM324引脚图如图所示，设驻极体话筒装换的电信号u=20mV,经放大后的电压如果选用CMOS电路，则要求放大后的输出电压uB3V，这个放大后的输入电压也不要过高，以免过于灵敏。这样有下式：u=1+RfR3=uBuA30.02=150取u=200这样Rf=200R3。我们取R3=1，Rf=200k。对于LM32=4的电源，我们采用6V的干电池单电源连接方式供电，故R3上再串联一个小电容接地。放大后的输出信号最好再经过一次整形处理，我们采用图5的二极管1N4148和电容C构成的滤波电路，图中的10k电阻是为滤波电路的电容C提供，一个放电通路。 3、T，触发器采用CMOS电路实现，这是因为TTL电路的功耗大，且要求电源5V稳定，而采用CMOS电路318V的电源均可且省电，所以选用CD4013实现T，触发器和单稳态电路。CD4013的引脚图如图6所示。根据设计要求，将击掌信号即为触发信号，利用CD4013中的一个D触发器实现T，触发器的电路图如图7所示。图8 驱动显示电路图7 T，触发器和单稳态电路4、单稳态电路选用CD4013加外围电路实现，如图7单稳态电路所示，这里利用三要素法对电路中的阈值电平UT=12VCC。当有击掌信号即触发脉冲到来时，Q置1对C开始充电，当充电电压到达阈值电平UT时复位信号R有效，Q复位，单稳态过程结束。ft=f+f0+-f()e-t上式中，f=VCC、f0+=0、以t=510s为例计算，代入上式得：=7.1414.2由于=RC，取C=220F、R=51k。5、驱动显示电路选用三极管电流放大电路，采用发光二极管模拟灯的显示，如图8所示。下面对基极电阻RB和集电极电阻RC的选取进行计算。发光二极管如果选用普亮的发光二极管，流过电流要求为510mA，选用高亮的发光一极管，流过的电流要求为1 mA，发光二极管的管压降UD为1.82V。下面以选用普亮的发光二极管ID=510mA为例进行计算。RC=VCC-UD-UCESID=(6-2-0.3)V510mA=370740故图8中的R7=510。三极管选用NPN型三极管9013，其电流放大倍数=60120，ICS=510mA。取=100，ICS=10mA，故IBS=ICS=100A。RB=VCC-0.7RB,而IB=（35）IBS较好，代入上式得RB=1017k，故取RB=10k，即图8中的R6=10k。四、 总电路图元器件清单序号名称型号数量备注1集成运放LM32412二极管IN414813T，触发器401324三极管901315电容0.1F16电容100F17电容0.22F18电容220F19电阻10K310电阻100K111电阻1K112电阻200K112电阻51K114电阻510115拨动开关116发光二极管11718五、 焊接调试过程1、 焊接前清点各元器件清单，检查是否有缺损现象。2、 通过书刊、网络查找元器件的管脚等信息，为实际焊接做好必要的准备。3、 按照电路图进行实物焊接。4、 调试过程：接通5V电源，将拨动开关拨向左端（里端），理论上将实现开关式控制，即击掌一次灯亮，再击掌一次灯灭。将拨动开关拨向右端（外端），理论上将实现延时式控制，一次击掌后灯亮，3秒后自动熄灭。在实际检验过程中，发现，没有预期效果的出现，通过万用表检测发现发光二极管两端电压小于5V，所以初步猜测：电路某处开路。进一步调试，二极管出有虚焊现象。至此，调试完成，到达预期效果。六、 设计总结经过这为期两周的电子技术课程设计，在设计“声控开关”的过程中，我终于知道了在做这样的一个课程设计的时候，应该从什么地方着手，应该怎样构造自己的思路，怎样利用已学知识来实现自己的设计方案，并通过不断地查找资料来实现它的功能。在此过程中，不但让我体会到设计的繁琐与艰辛，同时也让我更好地巩固了以前所学的知识。以前我一直这样认为，我们只要学好课本的专业知识就行，但我们并不一定要知道如何利用利用课本知识来完成某些设计，并实现它的功能。而通过这次的课程设计让我大大改变了自己以前错误的想法。学以致用，这句话是说：为了实际应用而学习。脱离了实际，学习再多的东西，也无用武之地，今后学习过程中要特别注意这点。通过这次电子设计，使我对电子工艺的理论有了更深的了解。了解到了焊普通元件与电路元件的技巧等。这些知识不仅在课堂上有效，在日常生活中更是有着现实意义，也对自己的动手能力是个很大的锻炼。在实习中，我锻炼了自己动手能力，提高了自己解决问题的能力。通过本次实习培养了我理论联系实际的能力，提高了我分析问题和解决问题的能力，增强了独立工作的能力，比如：熟悉常用电子器件的类别、型号、规格