聲光控制樓道開(kāi)關(guān)最全畢業(yè)設(shè)計(jì)論文56735(編輯修改稿)
2024-07-25 12:48 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 圖1 仿真聲控部分原理圖顧名思義，聲光控延時(shí)開(kāi)關(guān)就是用聲音來(lái)控制開(kāi)關(guān)的“開(kāi)啟，若干分鐘后延時(shí)開(kāi)關(guān)“自動(dòng)關(guān)閉。因此，整個(gè)電路整個(gè)電路的功能就是將聲音信號(hào)處理后，變?yōu)殡娮娱_(kāi)關(guān)的開(kāi)動(dòng)作。明確了電路的信號(hào)流程方向后，即可依據(jù)主要元器件將電路劃分為若干個(gè)單元。仿真電路原理如圖1所示。在仿真當(dāng)中，由于仿真軟件的不熟，聲音輸入部分我們用開(kāi)關(guān)代替，同樣電容C2具有通交流阻直流的作用，由于聲音輸入相當(dāng)于一個(gè)正弦信號(hào)輸入。所以在仿真中，我們把麥克風(fēng)用導(dǎo)線代替，電容也用開(kāi)關(guān)代替。當(dāng)外界有聲音發(fā)出時(shí)，開(kāi)關(guān)閉合，可使三極管VT瞬間截止，集成電路A的2腳便通過(guò)電阻器R4連接12V電壓正極，又因A的一腳在晚上也是高電壓，便相繼使A的3腳輸出低電壓，5腳和6腳也為低電壓，4腳則輸出高電壓。該電壓經(jīng)二極管VD1正偏導(dǎo)通，向電容器C2充電，又使A的8腳和9腳為高電壓，繼續(xù)控制A的10腳輸出低電壓，12腳和13腳為低電壓，11腳輸出高電壓。使三極管導(dǎo)通，便使繼電器工作，開(kāi)關(guān)閉合，從而驅(qū)動(dòng)燈泡H放光。注：在仿真中燈泡我們用的是發(fā)光二極管（LED）。 當(dāng)外界沒(méi)有聲音發(fā)出時(shí)，開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，三極管輸入到集成電路A的2腳一個(gè)低電平。又因A的一腳在晚上也是高電壓，便相繼使A的3腳輸出高電壓，5腳和6腳也為高電壓，4腳則輸出低電壓。該電壓經(jīng)二極管VD1正偏導(dǎo)通，又使A的8腳和9腳為低電壓，繼續(xù)控制A的10腳輸出高電壓，12腳和13腳為高電壓，11腳輸出低電壓。三極管不工作，繼電器無(wú)法產(chǎn)生電流，繼而無(wú)法導(dǎo)通開(kāi)關(guān)，從而燈泡H不 第四章 信號(hào)處理模塊1 芯片TC4081BP的介紹TC4081BP是一種將四個(gè)基本二輸入與非門(mén)電路集合在一起制成的集成電路，因此稱(chēng)為二輸入四與非門(mén)集成電路。利用該集成電路既可以設(shè)計(jì)放大器，也可以設(shè)計(jì)振蕩器，還可以設(shè)計(jì)控制開(kāi)關(guān)，因此被廣泛應(yīng)用于各種電子設(shè)備中。另外，TC4081BP內(nèi)部四個(gè)二輸入與非門(mén)電路各自獨(dú)立，實(shí)際中可選用其中一個(gè)，也可以四個(gè)全用，還可進(jìn)行并聯(lián)、串聯(lián)應(yīng)用，這又給我們的設(shè)計(jì)帶來(lái)了極大的方便。2 芯片TC4081BP的工作原理TC4081BP的外形如圖41所示，它是采用晶體管制造工藝在硅晶片上生產(chǎn)四個(gè)各自獨(dú)立的二輸入與非門(mén)電路，然后采用DIP14標(biāo)準(zhǔn)封裝而成的雙列14腳直插式結(jié)構(gòu)。 圖41 圖42TC4081BP的14個(gè)引腳的排列、引腳名稱(chēng)及內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖42所示，可以很清楚的看到四個(gè)二輸入與非門(mén)相互獨(dú)立，每個(gè)單獨(dú)的與非門(mén)有兩個(gè)輸入端和一個(gè)輸出端。四個(gè)與非門(mén)被集成后，TC4081BP的1腳、2腳、3腳屬于第一個(gè)與非門(mén)電路，其中1腳的1IN1端為該與非門(mén)的輸入端，2腳的1IN2端為該與非門(mén)的另一個(gè)輸入端，3腳的1OUT端為該與非門(mén)的輸出端；4腳、5腳、6腳屬于第二個(gè)與非門(mén)電路，其中4腳的2IN1端為該與非門(mén)的輸入端，5腳的2IN2端為該與非門(mén)的另一個(gè)輸入端，6腳的2OUT端為該與非門(mén)的一個(gè)輸出端；8腳、9腳、10腳屬于第三個(gè)與非門(mén)電路，其中8腳的3IN1端為該與非門(mén)的輸入端，9腳的3IN2端為該與非門(mén)的另一個(gè)輸入端，10腳的3OUT端為該與非門(mén)的一個(gè)輸出端；11腳、12腳、13腳屬于第四個(gè)與非門(mén)電路，其中11腳的4IN1端為該與非門(mén)的輸入端，12腳的4IN2端為該與非門(mén)的另一個(gè)輸入端，13腳的4OUT端為該與非門(mén)的一個(gè)輸出端；7腳、14腳為T(mén)C4081BP的工作電源輸入端，7腳位電源的負(fù)極Vss，14腳為電源的正極Vdd。在TC4081BP中，每個(gè)與非門(mén)的兩個(gè)輸入端與一個(gè)輸出端之間所呈現(xiàn)的關(guān)系見(jiàn)表41。第一個(gè)輸入端（1腳）第二個(gè)輸入端（2腳）輸出端（3腳）011101001110表中以TC4081BP的第一個(gè)與非門(mén)為例，“0”表示低電壓，“1”表示高電壓與非門(mén)集成電路是一種價(jià)格最低廉的集成電路，而且工作損耗小，適應(yīng)電壓范圍寬，可在3~18V的范圍內(nèi)正常工作，因此得到廣泛應(yīng)用。圖 43 信號(hào)處理 第五章 延時(shí)模塊 延時(shí)電路的設(shè)計(jì)根據(jù)電容的特性，電容兩端的電壓時(shí)緩慢變化的，譬如說(shuō)：燈泡要通電，它的電壓在通電一刻有0變?yōu)榱硪粋€(gè)值，如1V。但是由于其時(shí)緩慢變化的，即0~1V中間的每一個(gè)值燈泡都經(jīng)歷過(guò)，突然的變化不會(huì)到時(shí)突變，時(shí)存在電容緩沖的。根據(jù)這一特性，將電容兩端并聯(lián)一個(gè)電阻，從而可以一個(gè)延時(shí)電路，即圖中的由延時(shí)電阻器R6和延時(shí)電容器C2組成的延時(shí)電路。如圖51所示。圖 51 延時(shí)電路的原理圖 延時(shí)電路的工作原理燈泡H在晚上受聲音控制發(fā)光后，若不再有響聲輸入到話筒B，三極管VT又受RR3分壓正偏導(dǎo)通，使A得3腳輸出高電壓，A的4腳輸出低電壓，二極管VD1無(wú)正偏截止。但是電容器C2正極電壓不會(huì)很快降低，它通過(guò)電阻器R6放電。由于電阻器R6的阻值較大，電容器C2上所充的電需要一定時(shí)間才能放完。這樣就使A的10腳保持為低電平，11腳保持為高電平，燈泡保持發(fā)光。只有等到電容器C2放點(diǎn)結(jié)束，使A的8腳，9腳將為低電平，10腳輸出高電平，12腳、13腳位高電壓，11腳輸出低電壓后，通過(guò)三極管控制繼電器的工作狀態(tài)，以切斷燈泡H的電流回路，實(shí)現(xiàn)燈泡H在延時(shí)亮一段時(shí)間后又自動(dòng)熄滅，從而實(shí)現(xiàn)了延時(shí)功能。 RC電路的放電過(guò)程當(dāng)電容C2已有電壓U0時(shí)，且二極管無(wú)正偏截止時(shí)，電容器立即對(duì)電阻R6驚醒放電，放點(diǎn)開(kāi)始時(shí)的電流為,放電電流的實(shí)際方向與充電時(shí)相反，放電時(shí)的電流與電容電壓隨時(shí)間均按指數(shù)規(guī)律衰減為零，電流與電壓的數(shù)學(xué)表達(dá)式為: （） （） 式中為電容器的初始電壓。放電時(shí)和的變化曲線如圖52所示。 圖 52 RC放電時(shí)電壓和電流的而變化曲線 RC電路的時(shí)間常數(shù)RC電路的時(shí)間常數(shù)用表示， ,的大小決定了電路充放電時(shí)間的快慢。對(duì)于充電而言，%所需而當(dāng)時(shí)間；對(duì)放電而言，%所需的時(shí)間。R6的阻值為250K，C2為100,則有=250K*100=25 所以延遲時(shí)間為25
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