声光控路灯电路

武汉理工大学模拟电子技术基础课程设计指南1软件简介1.1 Protel简介早期的PROTEL主要用作印刷电路板自动布线工具，在DOS环境下工作，可以在硬件要求很低、没有硬盘286机的1M内存中工作，但功能较少，只有电气原理图和印刷电路板设计功能，印刷电路板的自动布线也较低，而当前的PROTEL已发展为PROTEL99(可从web下载的测试板)。200米完全安装的EDA软件，它是在WINDOWS95环境下运行的完整主板级电子设计系统，包括绘制电路图、模拟模拟电路和数字电路混合信号、多层印刷电路板设计(包括印刷电路板自动布线)、设计可编程逻辑设备、生成图表、创建电子表格，以及支持宏操作。与其他设计软件文件格式(如ORCAD、PSPICE和EXCEL)兼容的客户机/服务器(客户/服务器)体系结构和多层印刷电路板的自动布线，可实现高密度PCB的100%传输速度。1.2 Protel的功能Protel99 SE共分为5个模块：原理图设计、PCB设计(包括信号完整性分析)、自动接线器、原理图混合信号模拟和PLD设计。在本课程中，您将主要使用绘制原理图的功能。1.3普罗米修斯简介Proteus软件是英国Labcenter electronics公司发行的EDA工具软件(该软件是中国总代理广州风标准电子技术有限公司)。不仅模拟其他EDA工具软件的模拟功能，还模拟单片机和外围设备。模拟微控制器和外围设备的最佳工具。虽然现在国内刚刚开始普及，但已经受到了单片机爱好者、单片机教员、专门负责单片机开发和应用的科学技术人员的欢迎。Proteus是世界著名的EDA工具(模拟软件)，它通过单击即可转换到PCB设计，从原理图布局、代码调试到与微控制器和外围电路的协作模拟，实现了从概念到产品的完整设计。世界上唯一具有电路模拟软件、PCB设计软件和虚拟模型模拟软件的设计平台。从编译的角度看，它还支持多种编译器，如IAR、Keil、MPLAB等。1.4 Proteus的功能Proteus软件具有其他EDA工具软件(如Multisim)的功能。这些功能包括：(1)原理布局(2)PCB自动或手动布线(3)香料电路仿真创新功能：(1)交互电路仿真还可以实时采用RAM、ROM、键盘、马达、LED、液晶屏、AD/DA、部分SPI设备和部分IIC设备等。(2)模拟处理器和外围电路可以模拟51系列、AVR、PIC、ARM和其他常用主流微控制器。也可以直接位于基于原理图的虚拟基本体中在本课程中，您将主要使用强大的模拟功能。2电路使用的新组件2.1驻极体麦克风驻极体麦克风是静电麦克风的一种，声音电转换的关键组件是驻极体震动膜。输入声波时，驻极体膜片与声波的强弱一起振动，电容器极之间的距离发生变化，驻极体两侧的电荷发生变化，因此驻极体两侧的电压发生变化(UC=q/c)，从而实现声波转换。由于振动引起的输出电压变化较小，因此可以在电容器后插入效果管并放大，提高麦克风的灵敏度，同时将fet与音频放大器相匹配。驻极体麦克风的形状和内部电路如图2.1所示。(a)示意图(b)内部结构图图2.1驻极体麦克风的形状和结构2.2光敏电阻光敏电阻器是半导体的光电效应产生的电阻随入射光的强弱而变化的一种电阻器。入射光强度，电阻减小，入射光减弱，电阻增加。感光电阻器通常用于光的测量、光的控制和光电转换(将光的变化转换为电的变化)。常用光敏电阻器CDs光敏电阻器是由半导体材料制成的。光敏电阻的电阻取决于入射光(可见光)的强度变化，在黑暗条件下电阻在1 10米欧洲，在强光条件下电阻(100LX)只有几百到几千欧姆。光敏电阻对光的敏感度(即光谱特性)与人眼对可见光的反应非常相似，只要人眼能感觉到的光，其电阻就会发生变化。图2.2光敏电阻原理图2.3 51单片机51单芯片微型计算机是与当前英特尔8031命令系统兼容的所有单芯片微型计算机的统称。这个微控制器系列的始祖是Intel的8031微控制器。随后随着闪存rom技术的发展，从8031微控制器大幅度发展到目前使用最广泛的8位微控制器之一，代表模型是ATMEL公司AT89系列，广泛应用于工业测量和控制系统。现在很多企业都有51系列兼容的型号，现在和未来很长时间内将占据很多市场。51单片机或应用最广泛的单片机。3声光控制节能灯电路配置总电路分为5个模块：电源电路、光控制电路、声控电路、单片机控制电路、继电器驱动电路。3.1电源电路此过程设计为使用v双电源和5V单电源的两级电路。如图所示：图3.1直流电源电路电源电路由变压、整流、滤波、调压器四部分组成。配置压电路由通用电源变压器，将220V交流电转换为低压交流电；整流电路由将低压交流转换为脉动直流的桥式整流组成。过滤电路包括过滤容量C1和C2，过滤交流组件，增加直流组件。电压调节器电路主要包括7812，7912和7805三种集成电压调节器、输入容量C5和C6以及输出容量C3、C4、C7、C8、集成电压调节器，利用负反馈进一步稳定过滤电压，利用输出电容改善负载的瞬态效应，消除电路的高频噪音，并提供振荡消除效果。发光二极管D2用作电源指示，电阻R1用作限流电阻保护发光二极管。此外，单行J1、J2、J3和J4用作电源和地面的输出。3.2声控制电路光控制电路由拾音器、两步放大电路和磁滞比较器组成。图3.2光控制电路搓纸电路将声音转换为微弱的电压信号。然后，弱电压信号通过磁滞比较器转换为被识别为单片机的方波信号，通过双向稳定压力管道转换为v的方波，然后传送到单片机的外部中断P3.4端口。接电路由小型麦克风和限流电阻组成，自制的5V电源供应驱动电流。两阶段放大器电路由由NPN管和PNP管组成的两阶段工程单管放大组成。迟滞比较器的正向阈值电压为：负阈值电压为：是以画所知，所以：(样式3.2)通过阈值电压的设置，可以消除两级放大的噪声，防止噪声对方波信号生成的干扰，从而消除对单片机的噪声干扰，提高对有用信号的识别。电阻，非常，电容放电时间延长。3.3光控制电路包括光敏电阻、滑动电阻、电阻、NPN晶体管和运算放大器LM358，如下图所示。图3.3光控制电路光敏电阻接收到光后，电阻减少，运算放大器东方向输入部处于低水平。弱光会增加电阻，运算放大器各向同性输入端为高水平。当光控制电路的输出信号通过电压跟随时，将较弱的电流信号放大到单片机能够识别的电流，然后op放大器输出端将放大信号传送到单片机的P1.6端口。电路图的集电极电阻R16用限流电阻保护晶体管；调整隔离器R15将改变基准电流，以控制发射连接和集电极电流，并控制整个光控制电路的光信号灵敏度。3.4单片机控制电路微控制器最小系统如下图所示。图3.4单片机最低系统P1.6是光控制信号的输入端口，P3.4是声控制信号的输入端口，P1.7作为输出端子连接到继电器驱动电路。没有外部ROM，因此与外部电源连接以直接读取内部ROM。在本课程中，您将通过单片机实现延迟电路和电路功能。程序原理如下：#include#define uint unsigned intsbit JD=P1 7；sbit GM=P1 6；void delay(uint z)；Main()TMOD=0x10EA=1；ET1=1；JD=0；GM=0；While(1)If(JD=1)delay(10000)；JD=0；Void counter1() interrupt 3If(GM=1) JD=1；Void delay(uint z)Uint x、y；for(x=110；x0；X-)for(y=z；y0；y-)；3.5继电器驱动器和灯泡照明电路3.5.1发射结接地开关电路包括限流电阻、负载和NPN管道，VCC是5v直流电源。如图所示：图3.5.1开关电路如果输入端为0V(低电平)，则晶体管底座没有合适的偏置电压，晶体管处于阻塞状态。输入端为5V(高电平)时，基波-发射器位于传导，即晶体管导轨。如果不添加限流电阻R1，则通过非常大的基极电流。因此，添加了电流限制电阻R1，如图所示。3.5.2继电器驱动程序将开关电路的负载变更为继电器。也就是继电器驱动的电路。如图所示：图3.5.2继电器驱动器和照明电路运算放大器铜像输入部连接到微控制器P1.7，电压跟随器放大微弱微控制器I0端口输出电流，从而增加频带负载容量，从而使电流能够驱动晶体管，但为了防止电流过多，晶体管电流添加了电流限制电阻R13，从而在晶体管开关的作用下驱动继电器。如果开关的负载是马达或继电器等感性负载，则当电流流动(晶体管进入截止状态)时，产生感应电动势(伦茨定律)。此时产生的电压很大。如果这个电压超过晶体管，晶体管就会被破坏。因此，将二极管给继电器，左右夹紧集电极电位，防止晶体管倒塌。3.6原则摘要原理图如下：图3.6原理摘要包括声学选择电路、放大电路、磁滞比较器组成的声光控制电路、光控制电路、延迟电路和由逻辑和电路组成的单片机控制电路、继电器驱动电路和电源电路。声控制电路和光控制电气道路是整个电路的核心部分，其作用是放大MIC输出的微弱声音信号，将其转换为方波信号。最后通过单片机的比较输出，控制继电器的传导装置，控制灯的开启。4参数计算4.1电源电路如果集成电压调节器输出端为v和5V，则输入端为15V或更高，因此选择220V旋转v的变压器和7815、7915、7805的集成稳定管。该电路中的电流都是毫安级的，因此选择最大输出电流为1A的集成镇流器，可以完全满足电路要求。一般来说，过滤器电容越大越好。通常选择2200u或1000u。其中，选择1000u的电容。输入容量C5和C6抵消了输入端的电感效应，从而防止了自冲击和电源高平面脉冲的干扰。通常介于0.1u和1u之间，其中选择0.33u的电容。输出端电容通常采用大尺寸，选择0.1u和100u的电容。4.2声控制电路驻极体麦克风将声音信号转换成几毫伏特大小的电信号，麦克风由5V电源驱动，电阻R2是电流限制电阻。电阻太大，驱动电流太小。电阻太小，电流过多，所以请将电阻设置为2K。两阶段直接耦合放大电路放大；和(二次输入电阻)；(样式4.2)设定、=、，拿吧，因为基础电流更小；，拿；=2.8K，=1.5k输入交流信号时，电容器打开，电阻连接短。-=1K，=7.1K，而不是。晶体管使用9013和9012的互补对称完全满足要求。将它加入电路后，模拟了700倍左右，测试了实际比例为500个左右。因此，在设计迟滞比较器时，使用实际值。由于双级放大电路的噪声，测量值约为5mV，因此需要迟滞比较器，并设置适当的阈值电压以过滤此分段噪声。测量的声音信号在第二阶段放大到0.5V左右，因此阈值电压设置为=。因此，迟滞比较器的输出加上电流限制电阻1K。如果从阻力=10K，3.2获得，则将阻力=200K，滑动阻力设置为150K，以根据外部声音信号的大小调整阈值电压值。4.3光控制电路如果将基准电流设置为0.1mA，则当光照射时，=50K与感光电阻的当前电阻(约1K到10K)相比，感光电阻可以忽略。通过选择100K的滑动电阻系数(而不是50K)来调整基准电流，控制发射电平电流，控制光控制电路的灵敏度。集电极电阻是限流电阻，值为22K。4.4继电器驱动电路单片机的高电平输出池电流，可能0.08-0.16毫安，因为52的输出容量弱，所以需要添加驱动器，这次使用UA741配置电压跟随器，增加负载容量。继电器选择晶体管，基极电流，方法是5V电压供给，触点电流为1A，吸入电流为50mA，基极电流为0.5mA。因此，晶体管集电极电流(负载电流)的值大于50毫安。晶体管集电极-发射器和集电极-基座之间的最大额定值大于5V。即，晶体管9013完全满足要求。参数为集电极-基极击穿电压为30 V，集电极-发射极击穿电压为25 V，集电极电流为500 mA，基极电流为50mA，放大倍数符合要求。单芯片P1.7输出信号为5V高水平时的晶体管传导。继电器驱动电路的输入端为5V。在示意图中，从5V中减去基极和发射极连接电压0.7V，获得电流限制电阻的分压为4.3V，然后将其替换为公式R=U/I，4.