電子技術(shù)課程設計 聲控走廊燈 報告

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1、電子技術(shù)設計 電子技術(shù)課程設計報告 設計課題： 聲控走廊燈 姓 名： 學 號： 專 業(yè) 指導老師： 設計時間： 11 目錄 一、 課題簡介 ………………………………………………2 二、 方案設計 ……………………

2、…………………………2 三、 各單元電路設計 ………………………………………3~5 四、 總電路圖 ………………………………………………5~6 五、 焊接調(diào)試過程 …………………………………………7~8 六、 設計總結(jié) ………………………………………………8 七、 參考資料 ………………………………………………9 一、 課題簡介 聲控燈是一種聲控電子照明開關裝置。它提供一種操作簡便,實用可靠,控制靈敏的裝置。此外，利用此裝置可以達到省電的目的，響應國家節(jié)能的號

3、召。 此次課程設計的聲控燈由話筒,音頻放大電路,選頻電路,倍壓整流電路,鑒幅限幅電路,延時關閉等電路組成。將實現(xiàn)：（a）開關式控制：擊掌一次燈亮，再擊掌一次燈滅；（b）延時式控制：一次擊掌后燈亮，延時3秒后自動熄滅。 二、 方案設計 根據(jù)設計任務的要求，首先要將聲音信號轉(zhuǎn)換成電信號，這需要傳感器電路，由于傳感器電路輸出的電信號比較微弱，所以我們需要放大電路，經(jīng)放大后的電信號要實現(xiàn)開關式控制和延時式控制兩種控制方式，開關式控制中要求擊掌一次燈亮、擊掌一次燈滅，如果將擊掌信號視為觸發(fā)脈沖，則上述現(xiàn)象恰好與T,觸發(fā)器的翻轉(zhuǎn)功能相一致，所以我們選用T,觸發(fā)器實現(xiàn)開關式控制；延時式控制

4、要求擊掌一次后燈亮10秒鐘自動熄滅，如果我們將上述擊掌信號視為觸發(fā)信號，將此觸發(fā)信號加到一個單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器上恰好可以滿足上述要求，所以我們在放大電路后用一個雙路開關實現(xiàn)上述兩種控制方式，開關撥到一端實現(xiàn)開關式控制，開關撥到另一端實規(guī)延時式控制，經(jīng)過T,觸發(fā)器或單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器輸出的信號是數(shù)字信號，驅(qū)動能力略顯不足，所以我們考慮增加一級驅(qū)動放人電路，然后再輸出給電燈控制電路。綜上所述，我們根據(jù)設計任務要求繪出如圖所示的電路框圖。 圖1 電路原理框圖 三、 各單元電路設計 1、 傳感器電路 本課題將聲音信號轉(zhuǎn)換成電信號的傳感器選用駐極體話筒，駐

5、極體話筒的電路如圖2所示。圖中的100 kΩ電阻.是為電容提供一個放電通路。 圖3 同相比例放大電路 圖2 駐極體話筒電路 2、放大電路 選用LM324或LM258均可，放入電路如圖3所示，LM324引腳圖如圖4所示。由于駐極體話筒輸出阻抗高，我們選用高輸入阻抗的同相比例放人電路，反相比例放人電路的輸入阻杭較低。 圖6 CD4013引腳圖 圖5 濾波電路 圖4 LM324引腳圖 如圖所示，設駐極體話筒裝換的電信號uΑ=20mV,經(jīng)放大后的電壓如果選用CMOS電路，則要求放大后的輸出電壓uB>3V，這個放大后的輸入電壓也不要過高，以免過于靈敏。這樣有下式：

6、 Αu=1+RfR3=uBuA>30.02=150 取Αu=200這樣Rf=200R3。我們?nèi)3=1Ω，Rf=200kΩ。 對于LM32=4的電源，我們采用6V的干電池單電源連接方式供電，故R3上再串聯(lián)一個 小電容接地。放大后的輸出信號最好再經(jīng)過一次整形處理，我們采用圖5的二極管1N4148和電容C構(gòu)成的濾波電路，圖中的10kΩ電阻是為濾波電路的電容C提供，一個放電通路。 3、T，觸發(fā)器 采用CMOS電路實現(xiàn)，這是因為TTL電路的功耗大，且要求電源5V穩(wěn)定，而采用CMOS電路3~18V的電源均可且省電，所以選用CD4013實現(xiàn)T，觸發(fā)器和單穩(wěn)態(tài)電路。CD4013的引腳圖如圖

7、6所示。根據(jù)設計要求，將擊掌信號即為觸發(fā)信號，利用CD4013中的一個D觸發(fā)器實現(xiàn)T，觸發(fā)器的電路圖如圖7所示。 圖8 驅(qū)動顯示電路 圖7 T，觸發(fā)器和單穩(wěn)態(tài)電路 4、單穩(wěn)態(tài)電路 選用CD4013加外圍電路實現(xiàn)，如圖7單穩(wěn)態(tài)電路所示，這里利用三要素法對電路中的閾值電平UT=12VCC。當有擊掌信號即觸發(fā)脈沖到來時， Q置1對C開始充電，當充電電壓到達閾值電平UT時復位信號R有效，Q復位，單穩(wěn)態(tài)過程結(jié)束。 ft=f∞+[f0+-f(∞)]e-tτ 上式中，f∞=VCC、f0+=0、以t=5~10s為例計算，代入上式得： τ=7.14~14.2 由于τ=RC，取C

8、=220μF、R=51kΩ。 5、驅(qū)動顯示電路 選用三極管電流放大電路，采用發(fā)光二極管模擬燈的顯示，如圖8所示。下面對基極電阻RB和集電極電阻RC的選取進行計算。發(fā)光二極管如果選用普亮的發(fā)光二極管，流過電流要求為5~10mA，選用高亮的發(fā)光一極管，流過的電流要求為1 mA，發(fā)光二極管的管壓 降UD為1.8~2V。下面以選用普亮的發(fā)光二極管ID=5~10mA為例進行計算。 RC=VCC-UD-UCESID=(6-2-0.3)V5~10mA=370~740Ω 故圖8中的R7=510Ω。三極管選用NPN型三極管9013，其電流放大倍數(shù)β=60~120，ICS=5~10mA。取β

9、=100，ICS=10mA，故IBS=ICSβ=100μA。 RB=VCC-0.7RB,而IB=（3~5）IBS較好，代入上式得RB=10~17kΩ，故取RB=10kΩ，即圖8中的R6=10kΩ。 四、 總電路圖 元器件清單 序號 名稱 型號 數(shù)量 備注 1 集成運放 LM324 1 2 二極管 IN4148 1 3 T，觸發(fā)器 4013 2 4 三極管 9013 1 5 電容 0.1μF 1

10、 6 電容 100μF 1 7 電容 0.22μF 1 8 電容 220μF 1 9 電阻 10KΩ 3 10 電阻 100KΩ 1 11 電阻 1KΩ 1 12 電阻 200KΩ 1 12 電阻 51KΩ 1 14 電阻 510Ω 1 15 撥動開關 1 16 發(fā)光二極管 1 17 18 五、 焊接調(diào)試過程 1、 焊接前清點各元器件清單，檢查是否有缺損現(xiàn)象。 2、 通過書刊、網(wǎng)絡查找元器件的管腳等信息，為

11、實際焊接做好必要的準備。 3、 按照電路圖進行實物焊接。 4、 調(diào)試過程： 接通5V電源，將撥動開關撥向左端（里端），理論上將實現(xiàn)開關式控制，即擊掌一次燈亮，再擊掌一次燈滅。將撥動開關撥向右端（外端），理論上將實現(xiàn)延時式控制，一次擊掌后燈亮，3秒后自動熄滅。在實際檢驗過程中，發(fā)現(xiàn)，沒有預期效果的出現(xiàn)，通過萬用表檢測發(fā)現(xiàn)發(fā)光二極管兩端電壓小于5V，所以初步猜測：電路某處開路。進一步調(diào)試，二極管出有虛焊現(xiàn)象。至此，調(diào)試完成，到達預期效果。 六、 設計總結(jié) 經(jīng)過這為期兩周的電子技術(shù)課程設計，在設計“聲控開關”的過程中，我終于知道了在做這樣的一個課程設計的時候，應該從什么地方著手

12、，應該怎樣構(gòu)造自己的思路，怎樣利用已學知識來實現(xiàn)自己的設計方案，并通過不斷地查找資料來實現(xiàn)它的功能。在此過程中，不但讓我體會到設計的繁瑣與艱辛，同時也讓我更好地鞏固了以前所學的知識。 以前我一直這樣認為，我們只要學好課本的專業(yè)知識就行，但我們并不一定要知道如何利用利用課本知識來完成某些設計，并實現(xiàn)它的功能。而通過這次的課程設計讓我大大改變了自己以前錯誤的想法。學以致用，這句話是說：為了實際應用而學習。脫離了實際，學習再多的東西，也無用武之地，今后學習過程中要特別注意這點。 通過這次電子設計，使我對電子工藝的理論有了更深的了解。了解到了焊普通元件與電路元件的技巧等。這些知識不僅在課堂上有效，

13、在日常生活中更是有著現(xiàn)實意義，也對自己的動手能力是個很大的鍛煉。在實習中，我鍛煉了自己動手能力，提高了自己解決問題的能力。通過本次實習培養(yǎng)了我理論聯(lián)系實際的能力，提高了我分析問題和解決問題的能力，增強了獨立工作的能力，比如：熟悉常用電子器件的類別、型號、規(guī)格、性能及其使用范圍。 總之，這次課程設計，使我的各個方面都有一定的認識與提高。 七、 參考資料 1、《模擬電子技術(shù)基礎實驗與課程設計》 李萬臣等編著 2、《實驗單元電路及其應用》 黃繼昌等編著 3、《新型實用電路制作200例》 楊邦文編著 4、《數(shù)字電子技術(shù)基礎》（第五版） 閻石主編 5、《模擬電子技術(shù)

14、基礎》（第四版） 童詩白等編著 本文來自網(wǎng)絡，請不要使用盜版，謝謝閱讀 版權(quán)所有 2010 本文來自網(wǎng)絡，請不要使用盜版，謝謝閱讀 版權(quán)所有 201 我愛朱丹老婆 本文來自網(wǎng)絡，請不要使用盜版，謝謝閱讀 版權(quán)所有 2010中華人民共和國 本文來自網(wǎng)絡，請不要使用盜版，謝謝閱讀 版權(quán)所有 我愛朱丹老婆 本文來自網(wǎng)絡，請不要使用盜版，謝謝閱讀 版權(quán)所有 2010 本文來自網(wǎng)絡，請不要使用盜版，謝謝閱讀 版權(quán)所有 我愛朱丹老婆 本文來自網(wǎng)絡，請不要使用盜版，謝謝閱讀 版權(quán)所有 2010 本文來自網(wǎng)絡，請不要使用盜版，謝謝閱讀 版權(quán)所有 2010 本文來自網(wǎng)絡

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