【文章內(nèi)容簡介】 電路 原理 圖如圖 所示。 圖 穩(wěn)壓，濾波 整流，降壓 聲音拾取 聲音放大 控制部分 受控部分 延時電路 浙江工商職業(yè)技術學院電子與信息工程學院畢業(yè)設計 5 方案三 系統(tǒng)總框圖如圖 。 本方案主要由以 NE555 為核心設計的電路。整個系統(tǒng)主要由聲控電路、光控電路、放大電路、延時電路四部分組成。其中，聲控電路與光控電路分別由 LM324 內(nèi)部兩個放大器組成。聲控部分其實是一個負反饋放大器，主要是將駐極體話筒接收到的信號進行放大，輸出到電壓比較電路中，通過電壓的變化來決定 LM324輸出的是高還是低電平，最終決定是否能驅(qū)動 NE555 工作。光控部分是一個由光敏電阻與另外幾個電阻組成的電壓比較器，由于 NE555 中④腳的特性（低電平有效，輸出為低電平）。當有光時，光敏電阻器阻值很小，電流經(jīng)反向端輸出 低電平，有無聲音信號經(jīng)過時， LED 燈都不亮，且 NE555 復位；當無光或光線暗時，光敏電阻阻值很大，電流經(jīng)同向端輸出高電平，當有聲音信號經(jīng)過時， LED 燈亮， NE555 輸出高電平。由駐極體話筒接收到的聲音信號經(jīng)反向放大電路送到 NE555 的⑥、⑦腳來對 LED 燈亮的時間進行延時。 圖 方案三系統(tǒng)總框圖 經(jīng)三種方案的比較，方案一設計到的核心元件是 AT89S52 單片機，單片機功耗低，編程麻煩， 軟件 調(diào)試復雜；方案二電路中使用 CD4011 來 實現(xiàn)聲光轉(zhuǎn)換相對復雜，使用電源信號來實現(xiàn)聲電轉(zhuǎn)換，傳達聲音效果不明顯。 而 方案三相對于前兩種方案對比，使用的元器件價格便宜，電路結(jié)構(gòu)簡單，制作成本低，使用駐極體話筒實現(xiàn)聲電轉(zhuǎn)換，傳達聲音信號的靈敏度高、效益好。綜上考慮，我決定使用方案三作為本次設計的總體方案。 電源 聲控電路 延時電路 光控電路 驅(qū)動 LED 浙江工商職業(yè)技術學院電子與信息工程學院畢業(yè)設計 6 3 硬件 電路 設計 設計 本設計電路圖見附錄 A 所示，主要采用由 LM32 NE55 LM780駐極體話筒、光敏電阻、二極管 400 414 NPN 三極管和若干個電阻與電容組成的電路。接通 +12V電壓后，經(jīng)過 LM7809 將電 壓穩(wěn)定在 9V左右輸出，電源指示燈 L2亮起。由駐極體話筒P接收到外部聲音后先經(jīng)過一個主要由 NPN 三極管和幾個電阻組成的放大電路放大后，通過帶阻濾波電路過濾掉 50HZ 以下頻率的信號，然后通過 LM324 組成的單電源放大電路放大約 15倍左右后，通過兩個二極管 4007 對聲音信號檢波，通過一個電壓比較電路，LM324 的 ⑨ 腳流入的是一個基準電壓，當流經(jīng) ⑩ 腳的電壓大于門限電壓后， ⑧ 腳輸出高電平，流入 NE555 的 ② 腳。 NE555 的 ② 腳是一個低電平觸發(fā)腳，此時如果是夜晚光線較暗時，光敏電阻 Rg 組成的光控電路輸出高電平觸發(fā) NE555 工作， LED 亮起， NE555 的 ⑥、⑦ 腳控制延長時間 2 秒后， LED 燈自動熄滅，如果是白天光線較強時，由于 Rg 阻值較小，輸出低電平觸發(fā) NE555 的 ④ 腳復位， NE555 不工作 LED 不亮。 三極管放大電路 三極管放大電路如圖 所示。本級電路采用的是由駐極體話筒接收到的信號首先進入此由一個 NPN 三極管和幾個電阻電容構(gòu)成的三極管共射極放大電路，該電路是由直流電源 UCC 通過 R R R R5 使三極管獲得合適的偏置，為三極管的放大作用提供必要的條件， R R3稱為基極偏置電阻， R5 為發(fā)射極電阻， R4 為 集電極負載電阻，利用 R4 的降壓作用，將三極管集電極電流的變化轉(zhuǎn)換成集電極電壓的變化，從而實現(xiàn)信號的電壓放大。電源電壓 UCC 進入電路后經(jīng)過電解電容 E1 簡單的濾波處理后分壓加到晶體管基極，通過三極管進行一定倍數(shù)的電壓放大。 圖 三極管放大電路 浙江工商職業(yè)技術學院電子與信息工程學院畢業(yè)設計 7 帶阻濾波電路 帶阻濾波電路如圖 所示。主要由運放 Lm324 和幾個電阻電容組成，因為聲音信號是連續(xù)振蕩的不確定信號，為了便于處理，要將信號波形整形，經(jīng)測試，該電路的設計可以有效的將 50HZ 以下頻率的信號波形進行帶阻濾波，從而得到較為穩(wěn)定的信號輸送到 下一級電路中。電容的作用通常是阻止直流信號通過，而允許交流信號通過，或者是減小低頻信號的通過能力，增加高頻信號的通過能力。在這里通過電容與電阻的串并聯(lián)可以有效的阻止一些低頻信號的通過，對信號進行了很有效的處理，得到比較穩(wěn)定的信號。再輸送到下一級。 圖 帶阻濾波電路 單電源放大電路 單電源放大電路如圖 所示。輸入電壓通過電阻 R11 作用于集成運放的反相輸入端，反饋電阻跨接在集成運放的輸出端和反相輸入端之間，引入的是電壓并聯(lián)負反饋。同向輸入端通過 R12 和 R13 串聯(lián)接地，其為補償電阻，以 保證集成運放的對稱性。 上一級接收到的信號進入此電路后進行單電源放大，主要由 LM324 起作用，反饋電阻是變阻器 Rp1 和 R14 串聯(lián)連接到 LM324 的反向輸入端⑥腳中，⑤腳連接了電阻 R12 和R13，該電路主要是一個負反饋放大電路，擴展通頻帶、減小失真，使輸出的信號更加穩(wěn)定。并且對信號進行了第二級放大，放大倍數(shù)約為 15倍（見式 ）。 A=（ R14+Rp1）／ R11=（ 14K+5K）／ 1K=15 （式 ） 浙江工商職業(yè)技術學院電子與信息工程學院畢業(yè)設計 8 圖 單電源放大電路 檢波和 電壓比較電路 檢波和電壓比較電路如圖 所示。本設計使用的比較器是運放 LM324。該集成件的具體介紹見下章 。檢波二極管的作用是利用其單向?qū)щ娦詫⒏哳l或中頻無線電信號中的低頻信號或音頻信號取出來，廣泛應用于半導體收音機、收錄機、電視機及通信等設備的小信號電路中，其工作頻率較高，但是處理信號幅度較弱。 圖 檢波和電壓比較電路 此電路中主要由上一級接收的信號通過兩個 4007 二極管對信號進行檢波，然后進入一個由運放 LM324 比較器和電阻 R1 RP2 構(gòu)成的電壓比較觸發(fā)電路， LM324 的⑨腳是一個基準電壓，該電壓作為一個門限電壓，平時此處的電壓約為189。 UCC，⑩腳處的電壓平時沒有聲音信號時是一個低電平，比⑨腳（基準電壓）小的多，反向電壓大于同向電壓，⑧腳輸出低電平，一旦前級電路采集的聲控信號輸出電壓升高，⑩腳處的電壓大于⑨腳的門限電壓， LM324 比較器的正向電壓大于反向電壓，⑧腳輸出高電平，信號進入下一級電路，聲控啟動。 浙江工商職業(yè)技術學院電子與信息工程學院畢業(yè)設計 9 光控電路 光控電路如圖 所示。 R1 R1 Rp光敏電阻 Rg 和運放 LM324 比較器構(gòu)成比較觸發(fā)電路，平常（ 13）腳處的電壓為189。 UCC，白天光照較好的時候，電阻 Rg 的阻值很小，所以（ 12）腳處的電壓很低，低于基準電壓（比較器的（ 13）腳），比較器輸出低電平，因為 NE555 芯片的④腳其實是一個使能端，低電平進入④腳后會復位， NE555 芯片不工作，光控電路輸出的信號被封鎖，此時無論有無聲音都不會導通 LED 燈不會亮。當夜晚光線比較弱的時候，光敏電阻 Rg 的阻值升高，（ 12）腳的電壓升高（ U=IR），高于基準電壓，由于正向電壓大于反向 電壓，比較器輸出高電平，送到 NE555 的④腳驅(qū)動NE555 芯片開始工作，如果此時②腳同時接收到小于 ?UCC 的電壓時， NE555 的③腳輸出高電平， LED 燈點亮。 圖 光控電路 延時電路 延時電路如圖 所示。由 NE555 設計的可重復觸發(fā)的單穩(wěn)態(tài)電路，電路初始處于輸出低電平 LED 熄滅狀態(tài)，在晚上無光前提下，②腳接收到低電平脈沖后， NE555 輸出狀態(tài)立即發(fā)生改變，變成高電平， LED 燈點亮，電路進入暫穩(wěn)態(tài)狀態(tài)，延時一段時間后，由于電解電容 E5的充電，電壓上升到 ?UCC 的時候，輸出再次轉(zhuǎn)為低 電平， LED 燈熄滅，電路進入穩(wěn)態(tài)狀態(tài)，當②腳再次接收到低電平脈沖后，電路觸發(fā)， E5 放電，電路又進入暫穩(wěn)態(tài)狀態(tài)，燈持續(xù)亮一段時間后自動熄滅，此處主要設計通過電阻和電容對 NE555的⑥、⑦腳并聯(lián)起來來實現(xiàn)對燈點亮時間長短進行控制，控制時間公式為 Tw==（ 10K+5K） 100uF=≈ 2，延長時間大約為 2 秒左右后，燈自動熄滅。 浙江工商職業(yè)技術學院電子與信息工程學院畢業(yè)設計 10 圖 延時電路 電源電路 電源電路如圖 所示。在穩(wěn)壓器的兩端都接有二極管、電容和電解電容。電容用來實現(xiàn)頻率補償，防止穩(wěn)壓器產(chǎn)生高頻自激振 蕩和抑制電路引入的高頻干擾。電解電容用以減少穩(wěn)壓電源輸出端由輸入電源引入的低頻干擾。這里的 4007 二極管是一個保護二極管，當輸入端短路時，給電解電容一個放電回路，防止電解電容兩端電壓作用于調(diào)整管 7809 的 be結(jié)擊穿而損壞。 接通電源后（輸入電壓差不多 +12V 左右）后，經(jīng)過二極管 4007 整流，然后經(jīng)過電解電容 E6 和瓷片電容 C5 對信號進行簡單的濾波處理，得到較為穩(wěn)定的電壓，再通過一個 LM7809 將電壓穩(wěn)定在