【正文】 二節(jié) 元器件參數(shù)的計(jì)算及型號(hào)選擇 9 第五章 聲控延時(shí)電路 設(shè)計(jì) 7 第二節(jié) 電路元件參數(shù)整定 7 第一節(jié) 電路原理圖 及各部分電路的功能分析 3 第三章 電源電路設(shè)計(jì) 2 第二節(jié) 確定方案 2 第一節(jié) 解讀技術(shù)要求 目錄 第一章 設(shè)計(jì)目的及技術(shù)要求 1 第一節(jié) 設(shè)計(jì)概述 1 第二節(jié) 技術(shù)要求 1 第三節(jié) 設(shè)計(jì)目的 1 第二章 電路方案的選擇 4 第一節(jié) 電源電路原理圖 4 第二節(jié) 電路元件的選擇及型號(hào)的確定 5 第四章 光控 電路 設(shè)計(jì) 10 第一節(jié) 電路結(jié)構(gòu)及功能分析 12 第六 章 課程設(shè)計(jì)總結(jié)及體會(huì) 17 第二節(jié) 設(shè)計(jì)體會(huì) 20 附錄 B聲光控延時(shí)電路印制板圖 22 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說(shuō)明 原創(chuàng)性聲明 本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文），是我個(gè)人在指導(dǎo)教 師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的成果。對(duì)本研究提供過(guò)幫助和做出過(guò)貢獻(xiàn)的個(gè)人或集體，均已在文中作了明確的說(shuō)明并表示了謝意。 作者簽名： 日 期： 學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明 本人鄭重聲明：所 呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的研究成果。對(duì)本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。 作者簽名： 日期： 年 月 日 學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書(shū) 本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國(guó)家有關(guān)部門(mén)或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。 涉密論文按學(xué)校規(guī)定處理。 本設(shè)計(jì) 基于節(jié)能性要求， 利用所學(xué)電子技術(shù)基礎(chǔ)的相關(guān)知識(shí)， 為照明燈設(shè)計(jì)了一款自動(dòng)控制電路，該電路能夠?qū)崿F(xiàn)聲光雙控功能，可廣泛應(yīng)用于道路，樓梯等不需要連續(xù)長(zhǎng)時(shí)間照明的場(chǎng)所的照明設(shè)施的控制， 從而實(shí)現(xiàn)節(jié)約電能的目的 。 第二節(jié) 技術(shù)要求 一、 要求 電路能夠通過(guò)照明燈開(kāi)關(guān)對(duì)光線強(qiáng)弱的感應(yīng)，控制照明燈第一級(jí)開(kāi)關(guān)。 三、 要求 電路能夠?qū)崿F(xiàn)照明燈點(diǎn)亮?xí)r間 t 后 自動(dòng)關(guān)斷 ，并且可以手動(dòng)調(diào)節(jié)。 二、 熟練掌握 555 定時(shí)器的 幾種工作模式及其應(yīng)用。 四、 學(xué)會(huì) 利用 Protel 軟件來(lái)繪制電路原理圖及 PCB 板圖。 3 第二章 電路方案的選擇 第一節(jié) 解讀技術(shù)要求 一、 要求 電路能夠通過(guò)照明燈開(kāi)關(guān)對(duì)光線強(qiáng)弱的感應(yīng)，控制照明燈第一級(jí)開(kāi)關(guān)。在電路中，光電傳感器根據(jù)光線強(qiáng)弱的變化而變化，從而使電路參數(shù)發(fā)生相應(yīng)的變化。因此，光控電路可使用 555定時(shí)器來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)電壓變化的轉(zhuǎn)換。 該要求主要針對(duì)聲控電路，要使電路能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)聲強(qiáng)的感應(yīng)，則應(yīng)使用對(duì)聲音信號(hào)敏感的電子器件，如小型駐極電容話筒、壓電陶瓷片等聲電傳感器。又因?yàn)槁曇粜盘?hào)是連續(xù)振蕩的不確定信號(hào)，為了便于處理，先將信號(hào)波形進(jìn)行整形，這可以由模擬遲滯比較器來(lái)實(shí)現(xiàn)。另外，由光控電路的輸出控制此 555 定時(shí)器的復(fù)位端，來(lái)決定聲控電路的開(kāi)啟與關(guān)閉。 三、 要求 電路能夠?qū)崿F(xiàn)照明燈點(diǎn)亮?xí)r間 t 后自動(dòng)關(guān)斷，并且可以手動(dòng)調(diào)節(jié)。對(duì)時(shí)間t 的手動(dòng)調(diào)節(jié)可利用電位器來(lái)實(shí)現(xiàn)。 一、 電源電路 電源電路主要為控制電路提供工作電壓，本設(shè)計(jì) 采用傳統(tǒng)的電源電路設(shè)計(jì)方法，即降壓、整流、濾波、穩(wěn)壓，使電路輸出 12V直流電壓供給控制電路。該電路可以對(duì)聲控延時(shí)電路進(jìn)行控制 ，在白天 光線較強(qiáng) 時(shí) ，光 控電路輸出低電平將聲控電路封鎖 ；在 晚上 光線較弱 時(shí) ，光控電路輸出高電平，則聲控功能打開(kāi)。 三、 聲控延時(shí)電路 該電路 主要 在 光線較弱時(shí)起作用。在白天，該電路在光控電路的控制作用下，處于關(guān)閉狀態(tài)，對(duì)任何聲音信號(hào)都不響應(yīng)；在晚上，光控電路將該電 5 路的功能打開(kāi)，使得 該電路能根據(jù)外界聲音信號(hào)作出相應(yīng)的響應(yīng)。 四、晶閘管開(kāi)關(guān)電路 該電路 受聲控電路 555 定時(shí)器輸出端的控制。 第三章 電源電路設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)的電源電路 部分 為控制電路部分提供 12V 直流電壓。 第一節(jié) 電源電路原理圖 本設(shè)計(jì)的電源電路原理圖如圖 31 所示，電路包含降壓、整流、濾波、穩(wěn)壓四部分 。 第二 節(jié) 電路元件的選擇 及型號(hào)的確定 式中， V2=12V，則電容兩端電壓 Vc≈ ，符合三端穩(wěn)壓器7812 的輸入電壓 要求。 正常輸出直流電壓（ V） 輸出電壓變化范圍（ V） 輸入電壓允許范圍（ V） 輸出電流（ A） 電壓調(diào)整率 最小 最大 ~ ~ 10mV/V 由表可知，要使三端穩(wěn)壓器輸出 12V 的直流電壓，則經(jīng)整流 7 濾波后，濾波電容兩端的電壓應(yīng)在 ~ 之間（ 因?yàn)橐话?輸入電壓 要比 輸出電壓 大 3～ 5V ，才能保證集成穩(wěn)壓器工作在線性區(qū) ）。 橋式整流電路中的二極管選用最大反向工作電壓為 400V，額定工作電流為 1A 的硅整流二極管 1N4004。由于三端集成穩(wěn)壓器的輸入阻抗很高，相當(dāng)于開(kāi)路，則 Vc≈√ 2V2 （ 31） 由于 鋁電解電容的耐壓范圍為 ~630V， 容值范圍 為~10 000μ F，因此，濾波電容 C11 可以采用鋁電解電容CD1125V。 電容 C21一般取為 F，可用獨(dú)石電容，如 F/50V。 電容 C22的選擇： 由于電解電容 電解電容 C1 C12取得比較大，只能濾除低頻波動(dòng)。 二、電源電路圖 根據(jù)以上內(nèi)容，下面給出 完整的電源 電路圖，如圖 32 所示。 第一節(jié) 電路原理圖及各 部分電路的 功能分析 通過(guò)對(duì)技術(shù)要求的解讀可知，該電路可由光敏電阻和普通電阻組成的分壓電路及一片 555 定時(shí)器來(lái)實(shí)現(xiàn)，其原理電路圖如圖 41 所示。 原理圖 41 中的的電阻 R1~R3均為保護(hù)電阻。 R3為限流電阻，防止在光線較強(qiáng)時(shí)， RL 阻值大大下降，造成電路電流過(guò)大而燒毀 555 定時(shí)器。 在光線較 強(qiáng)時(shí)，光敏電阻呈低阻狀態(tài)， 使得 R3 R2+RP1，則電源通過(guò) RL、 R R3 向電容 快速充電 ， 使電容 電壓 VC迅速升高到 2/3 VCC， 555（ 1）輸出低電平將聲控延時(shí)電路封鎖 。當(dāng)外界光線較暗時(shí)， 光敏電阻呈高阻狀態(tài)，使得RLR2+RP1， 電容 C4通過(guò) R R RP1回路 放電，其兩端電壓 VC下 10 降，當(dāng)下降到低于 1/3VCC時(shí)， 555（ 1）輸出高電平，聲控延時(shí)電路開(kāi)啟。 因此 ，555（ 1）工作在施密特觸發(fā)器模式。經(jīng)查資料， MG4514 型光敏電阻滿足要求 ， 其 最大亮阻（ 10KΩ ）與最小暗 阻 （ 10MΩ）相差 1000 倍， 反應(yīng)時(shí)間小于 20ms。 在光線較強(qiáng)時(shí)， RL1=10 KΩ，此時(shí)應(yīng)有， 555（ 1）的 2腳和 6腳的電壓大于 2/3VCC,假設(shè)就等于 2/3VCC， 并將電位器的取值定為100 KΩ ，則有 VCC(R2+RP1)/[（ RL1+R1） +(R2+RP1)]= 2/3VCC （ 41） 當(dāng) RP1=100 KΩ 時(shí)，有 2R1R2=80（ KΩ） （ 42） 若取 R2=51KΩ，則 R1=15KΩ。取 R3=10KΩ。電阻 與電源電路中一樣，電容 C4用鋁電解電容， 耐壓值為 16V 11 就能滿足要求，即可采用 CD1116V 型；為使電路的充放電時(shí)間常數(shù)盡量小，則電容的 C4容值要取得小一些，可取為 100μ F。 二、光控電路圖 根據(jù)以上所確定的電路元件參數(shù)及型號(hào)，下面給出該電路 的完整線路圖，如圖 42 所示。 第一節(jié) 電路結(jié)構(gòu)及功能分析 12 由對(duì)技術(shù)要求的解讀可知，該電路由四部分構(gòu)成，分別為：音頻信號(hào)采集放大電路、模擬比較器電路、工作于單穩(wěn)模式的 555定時(shí)電路及晶閘管開(kāi)關(guān)電路。 12JTR4R5R6R8R9RP2R10VT1VT2C6C7U3uA74112345678NE555U4555(2)~220VR11C9C8R12VC10+VCCELSCRR7圖 51 聲控延時(shí)電路原理圖 一、 電路結(jié)構(gòu) 圖中聲電傳感器件為壓電陶瓷片 JT；晶體管 VT VT2及 其偏置電路組成兩級(jí)音頻放大電路； 電阻 R7~R10及集成運(yùn)放 U1組成模擬比較電路， 經(jīng)放大后的聲音信號(hào)，從模擬比較器的反相輸入端輸入； 為了提高電路對(duì)聲音信號(hào)的敏感性，在 555（ 2）的觸發(fā)輸入端（ 2腳）加上由 C R12組成的微分電路；定時(shí)器 555（ 2）工作于單穩(wěn)態(tài)模式，電源對(duì)電容 C9的充電過(guò)程實(shí)現(xiàn)照明燈點(diǎn)亮?xí)r間的延遲； 555（ 2）的輸出控制晶閘管 SCR， 晶閘管 SCR 與電燈 EL串聯(lián)，從而能夠通過(guò)控制晶閘管的導(dǎo)通和截止來(lái)控制電燈 EL 的亮滅。 當(dāng)外界光線較強(qiáng)時(shí)， 555（ 1）始終輸出低電平，致使 555（ 2）的總是處于復(fù)位狀態(tài)，即輸出始終為低電平，晶閘管 SCR 處于截止?fàn)顟B(tài)，燈 EL 不亮。比較器的基準(zhǔn)電壓由 R8 、 R9組成的分壓電路提供 基準(zhǔn)電壓為