声控开关的课程设计报告.docx

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声控开关的课程设计报告

HarbinInstituteofTechnology

课程设计说明书（论文）

课程名称：

数字电子技术基础

设计题目：

声控开关的设计与制作

院系：

班级：

设计者：

学号：

指导教师：

设计时间：

2013.02.27——2013.03.03

哈尔滨工业大学

声控开关的设计与制作

1绪论

1.1课题背景

声控开关，即声控延时开关，是一种内无接触点，在特定环境光线下采用声响效果激发拾音器进行声电转换来控制用电器的开启，并经过延时后能自动断开电源的节能电子开关。

有发声启控、自动测光、延时自关、延长用电器使用寿命、用途广泛等特点。

生活中，好多地方都使用声控灯照明，如路灯、楼道照明灯。

当有脚步声或谈话声时，电灯自动点亮，声音过后一段时间电灯又会自动熄灭。

这种延时照明控制开关能有效地延长灯使用寿命、节约电能。

1.2课题描述

声控开关在实际中的应用广泛，是声控灯的基本组成部分，其原理涉及到时序逻辑电路的设计、分析。

本课题要求设计、制作与调试声控开关及计数器电路，控制二极管亮灭并由数码管显示计数结果，计数范围是0～99。

1.3设计任务技术指标

设计一个声控灯电路，要求：

（1）当话筒接受到一定强度的声音信号后二极管发光，延时时间可调，范围在0~99s之内。

（2）延时时间用数码管显示出来，范围在0s~99s之内。

（3）当二极管发光结束后数码管显示能够归零，重新计数。

1.4元件清单

（1）555定时器2个

（2）三极管3个

（3）驻极体话筒1个

（4）发光二极管LED（共阳极）1个

（5）与非门：

74LS001个

（6）计数器：

74LS902个

（7）译码器：

74LS472个

（8）直流稳压电源1台

（9）电阻、电容、导线若干

1.5基本工作原理及原理图

电路原理为：

当驻极体话筒接受到一定强度的声音信号时，声音信号转换为电压信号，经三极管放大、555构成的斯密特触发器整形后，触发555构成的单稳态延时电路，产生一个宽度可调的脉冲信号，驱动发光二极管发光。

同时，该脉冲信号作为选通信号，使计数器计数，并用数码管显示延时时间。

电路流程图如图1所示：

图1电路流程图

电路原理图如图2所示：

图2声控开关原理图

2.各部分设计

2.1放大电路设计

放大电路由两个三极管实现，将来自声音信号经由驻极体话筒转换成的电信号进行放大，电路图如图3所示：

图3放大电路

共射基本放大电路的电压放大倍数可以表示为：

经两级放大，可以输出放大后的正脉冲。

2.2整形电路设计

整形电路由555定时器构成的施密特触发器实现，整形电路如图4所示：

图4整形电路

2.3单稳态电路设计

单稳态延时电路由555定时器构成的单稳态触发器实现，高电平触发，其中

，通过调节滑动变阻器，时间是0s~99s可调，电路如图5所示：

图5单稳态电路

2.4多谐振荡器设计

时基电路由555定时器构成的多谐振荡器实现，

，占空比为

，故通过调节电阻和电容值可以设定Ｔ的值，来产生满足要求的时钟信号驱动计数器计数。

电路如图6所示：

‘

图6多谐振荡器

2.5计数译码显示电路设计

该电路将根据单稳延时电路和时基电路决定的主脉冲给计数器。

计数器由十进制计数器74ls90构成，译码器由74ls47构成。

电路如图7所示：

图7计数译码电路

3.结果验收及成品展示

3.1话筒输出波形：

为一个幅值较小的正脉冲

3.2第一级放大电路输出波形：

为一个幅值较大的负脉冲

3.3第二级放大电路输出波形：

为一个幅值更大的正脉冲　　　　

3.4多谐振荡器部分的输出时钟信号

4．总结

4.1成果总结

所设计的电路成功的实现了要求的功能及附加功能。

4.2问题总结

在设计连接电路中也遇到了一些问题，比如管脚功能不清楚、接触不良以及连线错误等。

但经过查阅书籍资料，及对于电路详细的检查后一一排除了错误。

4.3收获体会

在这次课程设计中，我受益匪浅。

通过此电路更深刻的了解所学习的知识，锻炼了根据需要设计满足要求的各种电路图，解决生活中的实际问题，将所学知识应用于实践中的能力，加强了自己的动手能力和分析能力。

且在电路设计过程中对数字电路有了更直观的认识和更深刻的体会。

5．参考文献

【1】阎石.《数字电子技术基础》（第五版）.高等教育出版社.2006

【2】数字电子技术基础杨春玲王淑娟高等教育出版社

【3】模拟电子技术基础王淑娟蔡惟铮齐明高等教育出版社

参考文献

[1]数字集成电路应用300例黄继昌人民邮电出版社

[2]实用电路小丛书光电电路赵宏图电子工业出版社

[3]电子线路设计指导李银华北京航空航天大学出版社

[4]常用电工电子线路姜立华中国电力出版社

[5]常用电子电路280例解析张延琪中国电力出版社

[6]编电子元器件选用与检测郑凤翼福建科学技术出版社

[7]使用电子装置DIY本书编写组福建科学技术出版社

[8]电子技能与训练朱国兴高等教育出版社

[9]红外辐射红外器件与典型应用陈永甫电子工业出版社

[10]电子制作实训刘进峰中国劳动社会保障出版社

[11]传感器原理与应用张正伟中央广播电视大学出版社

[12]家用电器与工业控制实用电路精选杨绪东化学工业出版社

[13]模拟电子技术基础王淑娟蔡惟铮齐明高等教育出版社

[14]数字电子技术基础杨春玲王淑娟高等教育出版社