声光控制电路设计报告.docx
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声光控制电路设计报告.docx
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声光控制电路设计报告
电子技术课程设计
声光控制电路设计
姓名
周利辉
学院
信息与电气工程学院
年级
电气1402
学号
20142202437
指导教师
韩辅君
2015年6月29日
声光控制电路设计
一、内容及要求:
1.设计声音控制电路。
要求:
(1)利用电阻式麦克作为声音接收器件。
(2)设计后续电路完成将声波信号转换为电压信号电路。
2.设计光控制电路。
要求:
(1)利用光敏二极管作为光接收器件。
(2)设计后续电路将光信号转换为电压信号。
3.设计延时电路。
要求:
灯亮持续055后自动熄灭。
4.将各部分电路联合起来,完成声与光的共同控制电路。
要求:
(1)能够模拟居民楼声控灯原理,只有在暗环境下才能由声音控制灯的亮灭;在亮环境下,声控无效。
(2)灯光点亮持续30s后自动熄灭。
二、设计总体方案选择
(一)方案一
根据设计任务和要求,通过查阅、参考资料,询问同学,同学之间相互讨论等,最终制订了一个相对可行的方案。
制定的声光控制电路参考图如图2.1所示。
图2.1声光控制电路参考图
参考电路简要说明
声光控制电路图
1.整流、滤波
用一个开关代替电阻式麦克,再用两个运算放大器对采集到的进行声音信号的放大。
还用555定时器组成一个施密特电路,起到“非”的作用。
2.光敏电阻部分
用一个单刀双置开光代替光敏电阻。
在白天光较强时,光敏电阻的阻值较低(约为1.2kΩ)。
在白天我们要求第二个555定时器的4引脚输入低电平,则不管声控部分输出的是高电平或低电平,555定时器最终都输出低电平,
在晚上光线较暗时,光敏电阻的阻值变大(最大约为50MΩ),在晚上我们要求555定时器的4引脚输入高电平,若此时有声音即声控部分输出高电平,则555定时器最终输出高电平。
即控制灯泡在晚上无声时不亮。
(二)方案二
电路图采用反相放大器进行放大,再经过三极管进行“非”,最后用555定时器延时,控制LED灯的亮灭。
三、单元模块设计
1.电源电路:
电源电路就是把220V的交流电转换成需要的5V的直流电。
首先通过一个变压器降压,然后再加上一个电桥,中间通过一些电阻和电容,起到滤波的作用。
还用到一个7805芯片,把输出电压稳定在5V上。
用到的电路图如下:
得到的电压如图所示:
2.声音控制电路:
首先通过一个电阻式麦克来收集声音信号,然后让它通过两个正相放大电路,把声音信号放大。
再用555定时器构成一个施密特触发器来整波。
当Vi由0v开始增加,一直到Vi 注: 555定时器简介: 功能 555定时器的功能主要由两个比较器决定。 两个比较器的输出电压控制RS触发器和放电管的状态。 在电源与地之间加上电压,当5脚悬空时,则电压比较器C1的同相输入端的电压为2VCC/3,C2的反相输入端的电压为VCC/3。 若触发输入端TR的电压小于VCC/3,则比较器C2的输出为0,可使RS触发器置1,使输出端OUT=1。 如果阈值输入端TH的电压大于2VCC/3,同时TR端的电压大于VCC/3,则C1的输出为0,C2的输出为1,可将RS触发器置0,使输出为低电平。 它的各个引脚功能如下: 1脚: 外接电源负端VSS或接地,一般情况下接地。 2脚: 低触发端TR。 3脚: 输出端Vo 4脚: 是直接清零端。 当此端接低电平,则时基电路不工作,此时不论TR、TH处于何电平,时基电路输出为“0”,该端不用时应接高电平。 5脚: VC为控制电压端。 若此端外接电压,则可改变内部两个比较器的基准电压,当该端不用时,应将该端串入一只0.01μF电容接地,以防引入干扰。 6脚: 高触发端TH。 7脚: 放电端。 该端与放电管集电极相连,用做定时器时电容的放电。 8脚: 外接电源VCC,双极型时基电路VCC的范围是4.5~16V,CMOS型时基电路VCC的范围为3~18V。 一般用5V。 在1脚接地,5脚未外接电压,两个比较器A1、A2基准电压分别为低电平的情况下,555时基电路的功能表如表6—1示。 电路图如下: 其仿真电路图如图所示: 3.光控制电路: 主要通过一个光敏电阻来实现。 当光照强时,阻值很小,相当于短路;光照弱时,阻值大,相当于断路。 由于在此软件中没有光敏电阻,所以用一个开关代替。 并把它接到555定时器的复位端上,并把电路与灯泡相连。 电路图如下: 4.延时电路: 延时电路主要通过一个由555定时器组成的单稳态电路来实现。 通过调整R和C的大小来改变延时的时间长短,公式为: Tw=1.1RC。 四.元器件清单: (1)LM555CN定时器2片。 (2)开关2个。 (3)电阻、电容、导线若干。 (4)面包板1块。 五.总结 通过这次课程设计的实习,让我学到了很多东西。 主要分为两部分,软件方面和硬件方面。 在软件方面,我学会了使用multisim12的使用,会用它画电路图,以及用它来仿真调试。 硬件方面: 通过这次实习,我的焊工更上一层楼,比以前更好了。 而且连接的线路也更复杂了,我的水平也提高了不少。 让我印象最深刻的是画电路图的时候和连接元器件的时候。 在我画图之前,还不会用这个软件。 刚开始是我自己摸索着,一步一步来,不会的问同学,慢慢的就学会了用它。 其次,这个题目在画图的时候首先得有个思路,知道要分为好几个模块,先把各个模块画好,再把它们连接起来。 在实际焊接电路的时候,线有点多,有点绕,稍微一不小心就会连错线。 经过四个小时的焊接,我的电路板终于焊好了。 但是,在接通电源的时候,发光二极管却不亮。 于是,我就开始检查电路,看看连线有没有出错,经过检查还真就查出了不少的问题,然后我又把它们都解决掉再重新测试一下。 但是还是不行。 电路图在软件上仿真的时候还是行的,但到了实际电路图中却不行。 最后我只好调整我的方案,把电路图调整一下,然后再进行焊接。 当我尽快的焊完的时候,连上电,二极管还是不亮。 我只好挨个进行,一个模块一个模块的进行调试。 经过调试,让我对万用表和示波器的使用熟练程度进一步提高,并且我的动手能力也进一步提高了。 对于这次的课程设计,我有很大的体会,只了解书本上的知识是远远不够的,重要的是要把书本上的知识应用与实践中,用与解决实际问题。 而且在设计过程中,会遇到很多问题,面对问题,我们不能害怕,要寻找正确的方法去解决问题,而且要注重合作,同心协力去解决问题,只靠一个人的力量是不行的。
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