声光控延时闪烁灯

1、 声光控延时实验报告1、 设计目的1.掌握与非门芯片CD4011、NE555和三极管等数字集 成电路工作的原理和应用；2.认识声光控开关电路的结构和原理；3.熟练掌握二极管、三极管的参数、作用及测量方法；4.掌握放大电路的简单分析。 5.培养独立分析电路的能力。2、 内容摘要 电路采用两级控制（光线强弱的感应与声强的感应）。光线强时，光敏电阻的阻值变小，光敏电阻导通，光控电路3引脚输出低电平，即使声控电路4引脚输出高电平，声光控输出的信号经与非门后输出高电平送入延时控制电路NE555的2引脚，而NE555定时器的2引脚只有在低电平时才工作，因此此时LED不会受声光控的控制；光线弱时，光敏电阻的

2、阻值变大，光控电路3引脚输出高电平，当声控电路4引脚输出高电平，声光控输出的信号经与非门后输出低电平送入NE555的2引脚后，LED将受声光控的控制；NE555和RV1、C1等组成单稳定时电路，定时时间TD=1.1RT *CT时间可通过调节VR1的大小来控制。声音控制电路和光控制电路输出的信号经与非门加到延时控制电路NE555的触发端2脚，通过充电放电的过程达到延时的效果，NE555的3引脚输出的信号同闪烁电路输出的信号通过与门作用后，输出的信号就能控制LED。如果光线强，即使进行声控，LED电路也不工作。在日常生活中，节电节能。3 方案提出电源电路照明灯开关电路延时控制电路光强监测处理电路声

3、强监测处理电路简易声光控延时照明电路的总体框图为： 图一（总体框图）电路采用声光两级控制照明电路。照明灯开关对光线强弱的感应控制照明灯的第一级开关，对声强的感应控制第二级开关。对于声强的监测是利用驻极体话筒的特性，即当其接收到足够的光强时，在其中会产生一个为脉冲波，从而把声信号变为电信号，通过对声强信号的处理可得一个电平信号，为控制电路准备。延时控制功能通过555定时器构成的可重复触发单稳态电路来实现。光信号的感应通过光敏三极管来实现，使得光控电路在光强时输出低电位，光弱时输出高电位。将光控电路的输出作为555定时器的复位端输入。将声控输出端作为延时电路的输入，从而可以实现在光线强的情况下，即

4、使有足够强的声信号，照明灯电路也不工作。而在光线弱的情况下，可以通过声信号来控制照明。在日常生活中，节电节能。四、电路工作原理声控控制电路 图二（声控控制电路） 驻极体话筒接收到足够的声强时，电路产生谐振并输出一个微弱脉冲， 从而将声音信号转换为电信信号。 驻极体话筒输出信号是一个非常微弱的信号，为了后续电路能够对声强信号进行处理，必须加入信号放大电路。信号放大电路如图二所示，电路中采用了双三极管构成的放大电路，这样可以使电路的放大的倍数比单管当打电路的倍数增加b 倍，从而得到适合的信号。电阻阻值43K和10M为放大电路的集电极偏置电阻，电容型号104为放大电路的滤波电容。电路中的延时控制电路

5、一般采用电平信号触发，经过整流控制后，这样当驻极体话筒接受到了足够大的声强后，声强信号处理电路通过放大和整流就输出了一个高电平信号。 光控控制电路 光线强时，光敏电阻的阻值变小，光敏电阻导通，从而点亮LED；光线弱时，光敏电阻RL的阻值变大，经过CD4011后输出高电平。当声控电路和光控电路都输出高电平，经CD4011控制后，输出高电平，进而可控制LED。延时控制电路 延时控制电路的核心部分是NE555集成电路，NE555集成电路是一种非常有用的、并且应用十分灵活的集成电路。NE555集成电路的引脚图和功能表如下图所示，集成电路共有8个引脚，引脚1为接地端，引脚8为电源端，引脚2为触发电平端，

6、引脚3为输出端，引脚4为清零端，引脚5为控制电平端，引脚6为阀值输入端，引脚7为放电端。从功能表中可以看出：NE555集成电路通过改变THR和TRIG端的电压值，来影响输出端和放电短的状态；同时它还具有储存信号的功能，因此NE555集成电路的应用十分广泛。 如图所示,延时控制电路是由NE555定时器构成的可重复触发的单稳态电路。当Vthr<(2/3)Vcc,Vtrig>(1/3)Vcc,Q=0,放电管导通。当Vtrig=Vce=0.3V时，电路进入暂稳态，此时Q=1，放电管截止。同时直流电源通过可变电阻R2对电容C1充电，使得Vthr的值渐渐上升，当Vthr的值大于（2/3）Vcc

7、时，电路重新进入稳态，Q=0，放电管导通。电路暂稳态的持续时间，即C1的充电时间取决于可变电变电阻RV1和电容C1的数值，其计算公式为：TD=1.1*(RT*CT)NE555集成电路的引脚图阀值输入THR触发输入TRIG复位端输出端Q放电管DIS任意值任意值00导通<(2/3)Vcc<(1/3)Vcc11截止>(2/3)Vcc>(1/3)Vcc10导通<(2/3)Vcc>(1/3)Vcc1不变不变 NE555 集成电路的功能表闪烁控制电路 闪烁控制电路主要是利用NE555振荡器电路(无稳电路)定时器构成的多谐振荡器，如图(a)所示，其工作波形见图(b)。接通

8、电源后，电源VCC通过R1和R2对电容C充电，当Uc<1/3 VCC时，振荡器输出V0=1，放电管截止。当Uc充电到2/3VCC后，振荡器输出V0翻转成0，此时放电管导通，使放电端(DIS)接地，电容C通过R2对地放电，使Uc下降。当Uc下降到1/3VCC后，振荡器输出，此时放电管又截止，使放电端(DIS)不接地，电源VCC通过R1和R2又对电容C充电，又使Uc从1/3VCC上升到2/3VCC,触发器又发生翻转，如此周而复始，从而在输出端V0得到连续变化的振荡脉冲波形。脉冲宽度TL0.7R2C,由电容C放电时间决定；TH=0.7(R1+R2)C，由电容C充电时间决定，脉冲周期TTH+TL

9、 (a) (b)最终LED电路是将延时电路NE555的3引脚输出的信号与闪烁电路NE555产生的脉冲信号接入一个与门，通过与门的作用将输出接入单刀双掷开关的一个引脚，由于与门输出的信号同时受延时和闪烁的控制，且闪烁控制电路输出的脉冲信号会随电容C充放电的时间的变化而产生方波信号，进而达到LED闪烁并延迟一定的时间的效果。5、 原件的选择 声光控电路选用COMS数字集成电路CD4011，其里面含有四个独立的与非门电路。内部结构见图（c），VSS是电源的负极，VDD是电源的正极。可控硅T选用1A/400V的进口单向可控硅1 00-6型，如负载电流大可选用3A、6A、 10A等规格的单向可控硅，单向

10、可控硅的外形如图(d)所示，它的测量方法是：用R×1档，将红表笔接可控硅的负极，黑表笔接正极，这时表针无读数，然后用黑表笔触一下控制极K，这时表针有读数，黑表笔马上离开控制极k这时表针仍有读数。注意触控制极时正负表笔是始终连接说明该可控硅是完好的。驻极体选用的是一般收录机用的小话筒，它的测量方法是：用R×100档将红表笔接外壳的S、黑表笔接D，这时用口对着驻极体吹气，若表针有摆动说明该驻极体完好，摆动越大灵敏度越高；二极管采用普通的整流二极管IN4007。总之，元件的选择可灵活掌握，参数可在一定范围内选用。其它元件按图一所示的标注即可。 图（c）CD4011内部结构图 图（

11、d）单向可控硅6、 安装制作与调试 准备好全套元件后，用万用表粗略地测量一下各元件的质量，做到心中有数。焊接时注意先焊接无极性的阻容元件，电阻采用卧装，电容采用直立装，紧贴电路板焊接有极性的元件如电解电容、话筒、整流二极管、三极管、单向可控硅等元件时千万不要装反，注意极性的正确，否则电路不能正常工作甚至烧毁元器件。在安装时我们要是采取先安装小的元件比如电阻、整流管，再安装比较大的元件如电容、7805等。在安装过程中同时考虑元件的所占的空间和位置，以便节省材料，节约成本。焊接好电路后，接上电源，发现电压不稳定，经检查后发现电源部分的7805引脚焊接不牢固。光敏控制电路对光线变化不明显，原来是光控电路的电阻阻值没有选择合理。在最后LED电路安装好后，调试发现：当开关按下或者弹起声（即直接接入VCC）控部分的LED和综合作用下的LED常亮，出现回流现象，导致出现这种现象的原因是在接线时将单刀双掷开关的引脚选择错误，经过改正后，LED能正常工作了。七、制作心得 在这次试验中，我们做的是“声光控延时灯”。这是一种声音和光照双控电路，多用于楼梯、过道、库房的场合。白天光照时，不管过路者发出多大声音，都不会使灯泡亮。夜晚光暗，电路的拾音器只要检测到有声响，灯就会自动照明。若再无声响，则过一段