简易声光控延时照明灯电路_电子技术课程设计郑州轻工业学院Word文档格式.docx
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主要参考资料
1.何小艇，电子系统设计，浙江大学出版社，2001年6月
2.姚福安，电子电路设计与实践，山东科学技术出版社，2001年10月
3.王澄非，电路与数字逻辑设计实践，东南大学出版社，1999年10月
4.李银华，电子线路设计指导，北京航空航天大学出版社，2005年6月
5.康华光，电子技术基础，高教出版社，2003
完 成 期 限：
2012 年06月22日指导教师签章：
专业负责人签章：
2012年06 月11 日
目 录
摘要 I
1.1解读技术要求 1
1.2确定方案 2
1.2.1电源电路 2
1.2.2光控电路 2
1.2.3声控延时电路 2
1.2.4照明灯开关电路 3
2电路基本组成及工作原理 4
2.1电源电路 4
2.1.1有关元器件型号选择 4
2.2光控制电路 5
2.2.1电路原理图及电路功能分析 5
2.2.2电路元件参数整定 6
2.3声控制电路 7
2.3.1声控电路原理图 7
2.3.2电路功能分析 7
2.4延时控制电路 8
2.4.1延时控制电路原理图 8
2.4.2电路的功能分析 8
2.4.3NE555的简要介绍 10
2.5总电路 12
3简易声光控延时照明灯电路的介绍 13
3.1电路的用途 13
3.2工作原理 13
4元件清单 14
5 总结 15
致 谢 16
参考文献 17
附 录 18
简易声光控延时照明灯电路
摘 要
在本设计中介绍了声光控照明灯控制器的组成、性能、及工作原理，给出各电路原理图及元件参数选择，节电效果十分明显。
白天光照好，不管过路者发出多大声音，都不会是灯泡发亮。
夜晚光暗，电路的拾音器只要检测到有碎发声响，就会自动亮为行人照明，过几分钟后又自动熄灭，节能节点。
本电路采用两级控制（光线强弱的感应与声强的感应）。
光控电路是根据光线的强弱来优先决定电灯的亮灭。
该电路可以对声控延时电路进行控制，在白天光线较强时，光控电路输出低电平将声控电路封锁；
在晚上光线较弱时，光控电路输出高电平，则声控功能打开。
声控电路中采用了双三极管构成的放大电路，将MIC转化的电信号连续放大，通过延时电路实现灯亮及灯亮的时间。
关键词 总电路工作原理元件清单
1方案提出
1.1解读技术要求
第一、要求电路能够通过照明灯开关对光线强弱的感应，控制照明灯第一级开关。
该要求主要针对光控制电路，要使电路能够实现对光线强弱的感应，则应使用对
光线强弱敏感的电子器件，如光敏电阻、光敏二极管等光电传感器。
在电路中，光电传感器根据光线强弱的变化而变化，从而使电路参数发生相应的变化。
由于光控电路的输出状态只有两种：
高电平和低电平。
因此，光控电路可使用555定时器来实现对电压变化的转换。
第二、要求电路能够通过照明灯开关对声强的感应，在第一级开关开通的前提下，控制照明灯的亮灭。
该要求主要针对声控电路，要使电路能够实现对声强的感应，则应使用对声音信号敏感的电子器件，如小型驻极电容话筒、压电陶瓷片等声电传感器。
由于声电传感器收集来的声音信号都比较微弱，所以要对信号进行放大处理。
又因为声音信号是连续振荡的不确定信号，为了便于处理，先将信号波形进行整形。
利用该信号可以去控制555定时器的触发输入端。
另外，由光控电路的输出控制此555定时器的复位端，来决定声控电路的开启与关闭。
在这两种控制信号的作用下，达到声音控制照明灯亮灭的目的。
第三、要求电路能够实现照明灯点亮时间t后自动关断，并且可以手动调节。
该要求可以通过处于单稳模式的555定时器实现（说明：
此处的555定时器与第
二条要求中的555定时器为同一片）。
对时间t的手动调节可利用可变电阻和电位器来实现。
2
1.2确定方案
简易声光控延时照明电路的总体框图：
光强检测
处理电路
声强检测
延时控制
电路
照明灯开关
电源电路
图1—1总体框图
1.2.1电源电路
电源电路主要为控制电路提供工作电压，本设计采用传统的电源电路设计方法，即降压、整流、滤波、稳压，使电路输出12V直流电压供给控制电路。
1.2.2光控电路
本设计采用光敏电阻和其他电阻组成的分压电路来控制555定时器的触发输入端2脚，并且将555定时器的2脚和6脚连接在一起，通过一电容接地，555定时器的输出去控制声控电路中的555定时器的复位端。
1.2.3声控延时电路
该电路主要在光线较弱时起作用。
这主要是通过光控电路的输出来控制的。
在白天，该电路在光控电路的控制作用下，处于关闭状态，对任何声音信号都不响应；
在晚上，光控电路将该电路的功能打开，使得该电路能根据外界声音信号作出相应的响应。
本设计采用微型麦克风作为声电转换元件，并加入了两级信号放大电路和倍压整流电路来对声音信号进行处理，经处理后的声音信号控制处于单稳工作模式的 555定时器来实现声控及延时功能。
1.2.4照明灯开关电路
该电路受声控电路555定时器输出端的控制。
当其输出低电平时，继电器开关保持断开，由于照明灯与继电器串联，所以灯熄灭；
当其输出高电平时，继电器开关吸合，照明灯点亮。
19
2电路基本组成及工作原理
2.1电源电路
图2—1（电源电路图）的原理：
直接从电网供电，通过变压器电路、整流电路、滤波电路和稳压电路将电网中的220V交流电转化为+12V的直流电压。
电路中变压器的常规铁心变压器，整流电路采用二极管桥式整流电路，C9、C10、C11和C12完成滤波功能，稳压电路采用三端稳压集成电路来实现。
图2-1电源电路原理图
2.1.1有关元器件型号选择
MC78L12CP，是精密稳压IC，三端稳压12V的。
该系列稳压器有过流、过热和调整管安全工作区保护，以防过载而损坏。
用它来组成稳压电源只需很少的外围元件，电路简单，且安全可靠。
正常输出 输出电流（A）
输出电压变 输入电压允 电压调整
直流电压
化范围（V） 许范围（V） 率
（V） 最小 最大
12.0
11.5~12.5
15.0~17.0
0.1
0.5
10mV/V
表3-1集成三端稳压器MC78L12CP的有关参数
2.2光控制电路
该电路将外界的光强变化转化为电路输出电平的变化，其输出的电平信号控制声控延时电路，从而实现对照明灯亮灭的控制。
2.2.1电路原理图及电路功能分析
通过对技术要求的解读可知，该电路可由光敏电阻和普通电阻组成的分压电路及一片
555定时器来实现，其原理电路图如图2—2所示。
图中RL为光敏电阻，在光线较弱或者是无光照射时，光敏电阻RL呈高阻状态，有RL>
>
R10+RP1，使得555
（1）的触发输入端2脚和阈值输入端6脚均为低电平即均小于1/3VCC，则555
（2）输出高电平，将声控延时电路打开，使得继电器开关电路的开闭由声控延时电路控制；
在有光照射时，RL呈低阻状态，有RL+R9<
<
R10+RP1，则555定时器的2脚和6脚均为高电平，即都高于2/3Vcc，此时555定时器输出低电平，将声控延时电路封锁，使得开关电路中的继电器断开，照明灯熄灭。
图2—2光控电路原理图
原理图2-2中的的电阻R8~R10均为保护电阻。
R9、R10分别与RL和RP1串联是为了防止在光敏电阻RL和RP1阻值过小时电路发生短路。
R8为限流电阻，防止在光
线较强时，RL阻值大大下降，造成电路电流过大而烧毁555定时器。
电容C8为保持电容，其具体工作情况如下：
给电路通电之前，电容C8未储存电荷，因此其两端电压Vc为零，555
（1）的2脚和6脚则为低电平。
在光线较强时，光敏电阻呈低阻状态，使得R8<
R10+RP1，则电源通过RL、R9、R8向电容快速充电，使电容电压Vc迅速升高到2/3Vcc，555
（1）输出低电平将声控延时电路封锁。
由于电容C8无放电回路，所以只要外界光线强弱不发生明显的变化，电容C8两端的电压波动就不会太大，从而使555
（1）维持输出低电平。
当外界光线较暗时，光敏电阻呈高阻状态，使得RL>
R10+RP1，电容C8通过R8、R10、RP1回路放电，其两端电压Vc下降，当下降到低于1/3Vcc时，555
（1）输出高电平，声控延时电路开启。
基于以上分析可知，开始时，电路输出为高电平，电容C8充电到电压为2/3Vcc时，电路输出发生反转，此后，只要光线的强弱变化不大，则电路的输出维持低电平；
若光线较弱，则电容C8放电，当电压Vc下降到1/3Vcc时，电路发生反转，输出高电平，同样，只要光线强弱变化不大，则电路的输出维持高电平。
因此，555
（1）工作在施密特触发器模式。
2.2.2电路元件参数整定
光敏电阻RL的选择要求是亮阻与暗阻相差倍数愈大愈好。
经查资料，MG45-14型光敏电阻满足要求，其最大亮阻（10KΩ）与最小暗阻（10MΩ）相差1000倍，反应时间小于20ms。
下面利用这两个阻值来确定R8、R9、R10的值。
在光线较强时，RL=10KΩ，此时应有，555
（1）的2脚和6脚的电压大于2/3Vcc，
假设就等于2/3Vcc，并将电位器的取值定为100KΩ，则有
Vcc（R10+RP1）/[（RL+R9）+（R10+RP1）]=2/3Vcc （2-1）
当RP1=100KΩ时，有
2R9-R10=80（KΩ） （2-2）若取R10=51KΩ，则R9=15KΩ。
确定R8的值，使得在RL最小时，电路中的电流不超过555定时器的最大允许电流就行了。
取R8=10KΩ。
R8~R10均采用1/8W金属膜电阻，如RJ45-1/8W；
RP1采用
WH系列碳膜电位器，如WH148型。
电阻与电源电路中一样，电容C8用铝电解电容，
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