电子电工课程设计 声控电子锁.docx
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电子电工课程设计声控电子锁
题目声控电子锁
班级
学号
姓名
指导
时间2011年12月12-16号
景德镇陶瓷学院
电工电子技术课程设计任务书
姓名班级指导老师
设计课题：
声控电子锁
设计任务与要求
1、分析电路由几个部分组成，并用方框图对它进行整体描述；
2、对电路的每个部分分别进行单独说明，画出对应的单元电路，分析电路原理、元件参数、所起的作用、以及与其他部分电路的关系等等；
3、用简单的电路图绘图软件绘出整体电路图，在电路图中加上自己的班级名称、学号、姓名等信息；
4、对整体电路原理进行完整功能描述；
5、列出标准的元件清单；
设计步骤
1、查阅相关资料，开始撰写设计说明书；
2、先给出电路设计的总体方案并对工作原理进行大致相关的说明；
3、依次对各部分分别给出单元电路，并进行相应的原理、参数分析计算、功能以及与其他部分电路的关系等等说明；
4、列出设计电路的标准的元件清单；
5、总体电路的绘制及总体电路原理相关说明；
6、列出设计中所涉及的所有参考文献资料。
参考文献
【1】曲学基《常用电子电器电路600例》电子工业出版社1995.8
【2】翁飞兵《电子技术实践教程》国防科技大学出版社2003.6
【3】谢自美《电子线路设计.实验.测试》电子工业出版社
【4】康华光《数字电子技术基础》高等教育出版社
【5】张宪《电子元器件的选择与测试问答》化工业出版社2005
【6】张庆双《家用电器控制与保护应用电路集萃》电子工业出版2005.
【7】夏路易《电路原理图与电路板设计教程》北京希望电子出版社，2002.
目录
1、总体方案与原理说明.................................1
2、信号放大电路.......................................2
3、信号整形电路........................................3
4、定时电路........................................4
5、CP检测电路........................................5
6、信号检测电路.....................................6
7、计数报警电路.......................................7
8、总体电路原理相关说明..................................8
9、总体电路原理图......................................10
10、元件清单....................................................11
11、参考文献........................................12
12、设计心得体会................................................13
一、总体方案与原理说明
锁是人们日常生活的基本器具，锁的结构形式很多。
声控电子锁是以声音作为开锁信号，用电子器件构成控制电路以推动锁的装置动作，从而实现锁的功能。
本课题的任务是设计制作一个能以声音作为开锁信号的控制电路。
图1声控电子锁的原理框图
设计制作一个由掌声控制的电子锁电路，输入的掌声信号中出现“啪！
啪！
-！
啪！
”的节奏时，既输入开锁代码1101时（代码可以自行设定），使电路输出一个高电平脉冲，推动执行机构动作，可将锁打开。
执行机构的动作可用发光二极管模拟，例如，用红灯表示关锁绿灯表示开锁。
二、单元电路1——信号放大电路
此电路由压电片产生电信号，经过门1、2、3及相关阻容元件构成的高输入阻抗放大器进行放大，电路图如下
图2信号放大电路
三、单元电路2——信号整形电路
在此电路中由门5和6构成单稳电路由门7和8构成施密特电路，这两个电路共同对电路进行整形。
电路图如下
图3信号整形电路
四、单元电路3——定时电路
本电路是由555定时器集成电路为主体而组成的。
他产生恒定的的0.1HZ方波输出。
可用作永不间断的自由振荡时钟信号源。
此信号使555正常的定时斜波处于从属地位，555此时只起作放大器或斯密特触发器的作用。
图4定时电路
五、单元电路4——CP检测电路
本电路由CC7555
（2）构成的振荡电路产生时钟脉冲作检测电路的CP。
电路中的黄灯表示时钟节拍，击掌声应与之同步。
电路图如下
图5CP检测电路
六、单元电路5——信号检测电路
信号检测电路由两个JK触发器构成，如输入密码与设定密码相同JK2输出高电平，如密码不正确，输出低电平。
电路如图：
图6信号检测电路
七、单元电路6——计数报警电路
计数报警电路由一74161计数器和一片555构成。
74161设置为3进制计数器，当输入3个脉冲时电路置0。
由Q2输出高电平到555。
555构成一多谐振荡器，输出端接一扬声器报警，电路图如下
图7计数报警电路
八、总体电路原理相关说明
当检测到开锁的掌声节拍代码与设定的代码相等时，电路输出开锁信号使锁打开。
若用LED发光二极管模拟执行机构的动作，则相应的指示灯发亮。
可以设想用压电陶瓷片将声音节拍变成电脉冲信号然后进行放大，整形变换成标准的脉冲信号。
其二是所设定的代码，如1101这一开锁代码的检测电路，该电路在检测到输入脉冲中出现1101代码时，即输出开琐信号。
其三是报警电路，当发现连续三次有开锁信号到来但未获得成功时，报警电路进入工作状态，并实现电路自锁。
这里的主要单元电路是检测击掌代码“1101”（该代码可以自行设定）的序列检测电路，应按同步时序电路设计。
“1101”序列脉冲检测电路的设计。
第一步：
设输入信号脉冲为011101100，列输入输出及状态之间的关系表，状态图：
序号123456789
输入X011101100
输入Y000001000
状态SS0S1S2S2S3S4S2S3S0
图示1
第二步：
列状态表且做简化（S1与S4状态等效）
比较S1和S4两个状态就会发现，两个状态是相互等效的。
因为从S1状态出发的两条状态转换路径的转换条件（0/0,1/0）及所到达的目标状态（S0,S2）与从S4出发的两条状态转换路径的转换条件（0/0,1/0）及所到达的目标状态（S0,S2）是对应一致的。
既然S1与S4状态等效，则在状态转换图中就可以把S4合并到S1状态去，S4状态则删去，使状态转换图得到简化。
在状态转换简图中，原从S4出发的两条状态转换路径被吸收，而从S3指向S4的一条状态转换路径，改向为S1。
简化后的1101序列脉冲检测电路状态转换图如图示2所示。
图示2
第三步：
根据JK触发器的特征方程及编码后的状态表列出各触发器的JK端的激励表：
S
Q1Q0
S0
00
S1
01
S2
10
S3
11
SX
0
1
Q1nQ0n
Q1n+1Q0n+1Y
Q1n+1Q0n+1Y
00
000
010
01
000
100
10
110
100
11
000
011
九、总体电路原理图
八、元件清单
名称
位号
型号
数量
电阻
R1
47K
1
电阻
R2、R3
2M
1
电阻
R4
3M
1
电阻
R6、R9、R24
100K
1
电阻
R7
300K
1
电阻
R8
4.7K
1
电阻
R10
1K
1
电阻
R11、R13
20K
1
电阻
R12
620K
1
电阻
R14
200K
1
电阻
R17
5.6K
1
电阻
R23
2K
1
电容
C1、C8、C10
0.01uF
1
电容
C2
200uF
1
电容
C5、C9
4.7uF
1
电容
C7
22uF
1
数字IC六反相器
U1A、U2A、U8A、
U5B、U4C、U3D、
U5A、U8B
74f04
1
555定时器
U1、U2、U3
——
1
二进制同步计数器
UI
74F161A
1
CMOS芯片
U1A、U2A
CD4027
1
集成电路（CD）
U5A
74F00
1
十、参考文献
【1】曲学基《常用电子电器电路600例》电子工业出版社1995.8
【2】翁飞兵《电子技术实践教程》国防科技大学出版社2003.6
【3】谢自美《电子线路设计.实验.测试》电子工业出版社
【4】康华光《数字电子技术基础》高等教育出版社
【5】张宪《电子元器件的选择与测试问答》化工业出版社2005
【6】张庆双《家用电器控制与保护应用电路集萃》电子工业出版2005.
【7】夏路易《电路原理图与电路板设计教程》北京希望电子出版社，2002
十一、设计心得体会
通过这次声控电子锁的设计，我发现了以往学习中的许多不足，我更加深深地体会到了自学的重要性。
其实，大学中很多东西都是要靠自己去学的，当然，我们不能盲目的去学一些对自己专业没有很大帮助的东西。
相反，我们应该抽时间好好的学习那些对我来说很有用的软件。
像我自己，我学的这个专业，绘图软件是相当重要的。
经过这次课程设计，我想我还应该要学习一下常用的绘制电路图的软件Visio。
自学是我们学习，学习好一门课、一门专业重要的一种能力。
一个拥有很强自学能力的人，他在某种程度上可以比那些自学能力相对弱的人更容易成功。
因为一个自学能力强的人，可以很快地掌握一项从来没有接触过的技术，适应环境的能力强，自然，这种人是很受欢迎的，因此他们比较容易成功。
总之，这次实验过程中我受益匪浅，培养了我的设计思维，增加了动手操作的能力。
最重要的是我明白了自学的重要性，掌握了更为正确的自学方法，这将使我今后离开学校，踏上社会是相当有帮助的。
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