声控开关的设计与制作.docx

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声控开关的设计与制作

声控开关的设计与制作

四川师范大学成都学院电路与电子技术课程设计

—声控开关的设计与制作

学生姓名肖龙学号2012101137所在学院通信工程学院专业名称通信工程班级2012级宽带2班

景文芳指导教师

成绩

四川师范大学成都学院

二?

一四年十二月

四川师范大学成都学院课程设计报告

课程设计任务书

肖龙2012101137学生姓名学生学号

通信工程2012级宽带2班学生专业学生班级

景文芳指导教师职称

年月日2014年12月3日发题日期完成日期

声控开关的设计与制作设计题目

设计目的:

设计一个声控开关，控制对象为发光二极管。

（1）、接受到一定强度的声音后，声控开关点亮发光二极管（电流5~10mA），延时时间在1~15s之间可调。

（2）、延时时间用数字显示（采用共阳极数码管），时间单位可调，显示时间在1~15s。

具体任务及要求:

给出声音信号后，发光二极管可以发光并维持一段时间，并且维持时间可调;二极管发光时计数器进行计数，并且可以调节技术的速度，二极管停止发光时，计数器自动清零。

1、接收到一定强度的声音后，声控开关点亮发光二极管（电流5,10mA），延时时间在1,15s之间可调。

2、延时时间用数字显示（采用共阳极数码管），时间单位可调。

课程设计进度安排:

序号内容安排时间

1审阅题目，查找相关资料，做好准备工作2014.10

2整理资料，拟出大纲2014.10

3根据大纲编写相关内容，准备所需器件2014.11

4完成课程设计的编写2014.12

5检查课程设计，上交2014.12

课程设计参考文献:

[1]康华光，陈大钦.电子技术基础—模拟部分（第五版）,M].北京:

高等教育出版社，2005

[2]黄继昌，郭继忠，张海贵，范伦才，徐巧鱼.数字集成电路应用300例[M].北京:

人民邮电出版社,2004

[3]李银华.电子线路设计指导[M].北京:

北京航空航天大学出版社，2007[4]姜立华.常用电工电子线路200列[M].中国电力出版社，2010[5]张延琪.常用电子电路280例解析[M]中国电力出版社[6]谢自美.电子线路设计）实验）测试（第三版）[M].武汉:

华中科技大学出版社，2002

指导教院长审核师签字签字

II

四川师范大学成都学院课程设计报告

声控开关的设计与制作

摘要:

声控开关，全称是声控延时开关，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开关。

生活中，好多地方都使用声控灯照明，声光双控延时照明灯白天自动关闭，夜间有人走动时，其脚步声或谈话声可使电灯自动点亮，声音过后30s电灯又会自动熄灭。

这种延时照明控制开关能有效地消除长明灯、节约电能;声控开关，即采用模电数电混合集成电路，进行逻辑运算，控制电路中电流。

其中重要部件光控电子开关，它的“开”和“关”是通过可控硅的通断来实现，而可控硅的通断又受自然光的亮度（或人为亮度）控制，故声控灯又名为声光控灯。

该装置适合广泛用于楼梯、走廊、路灯和厕所等场所的照明，起到日熄夜亮的控制作用，以节约用电。

由于设计条件限制，该课程设计只涉及了声控部分和计数器部分，对光控部分不再进行分析。

本次设计主要是利用三极管基本放大电路、单稳态触发器、多谢振荡器等基本电路，利用,,,,,,、,,,,,,、,,,,,,、,,,等芯片实现电路声控的功能，做到声音信号发出时，二极管可以指示发光，计数器可以同步计数，声音信号消失时，二极管熄灭，计数停止进行清零。

声控器件，就是利用声音来控制电路的一种元件，当声音信号来临时，电路动作，一般声控器件是对震动敏感的物质，有声音时就接通（电阻变小），没有声音时就断开（电阻变的很大）。

再通过电路和芯片做个延时，就可以使有声音时电路接通一段时间。

计数器是数字系统中用的较多的基本逻辑器件，它的基本功能是统计时钟脉冲的个数，即实现计数操作，它也可用与分频、定时、产生节拍脉冲和脉冲序列等。

例如，计算机中的时序发生器、分频器、指令计数器等都要使用计数器。

本次直流稳压电源课程设计，使用proteus软件，对原理图进行绘制;借助示波器和万用表等器械，对电路进行仿真分析。

这一设计方案能够快速、轻松、高效地对电路进行设计和验证产生，从而缩短建模循环。

关键词:

proteus声控开关集成电路计数器

III

四川师范大学成都学院课程设计报告

前言................................................................11任务提出与方案论证................................................1

1.1任务.......................................................1

1.2要求.......................................................1

1.3基本工作原理及原理图.......................................12相关芯片介绍......................................................3

2.1集成芯片555................................................3

2.2.1555定时器的定义......................................3

2.1.2555集成电路的工作原理................................4

2.1.3555芯片管脚介绍......................................5

2.1.4555定时器的功能表....................................5

2.1.5典型应用电路..........................................6

2.2十进制计数器74LS90.........................................6

2.2.174LS90功能:

十进制计数器（?

2和?

5）................6

2.374LS47芯片.................................................8

2.4两输入与非门74LS00及数码管...............................103总体设计.........................................................10

3.1共射极基本放大电路........................................10

3.2整形电路部分..............................................11

3.3单稳态电路部分............................................12

3.4多谐振荡器部分............................................13

3.5计数器以及译码器部分......................................144总体设计图.......................................................15

5总结.............................................................17参考文献...........................................................18

IV

四川师范大学成都学院课程设计报告

声控开关的设计与制作

前言

声控开关在实际中的应用相当广泛，是一些声控灯基本组成部分，其原理适用于很多声控器械，它涉及到时序逻辑电路如何设计、分析和工作等方面。

通过此电路更深刻的了解时序逻辑部件的工作原理，从而掌握如何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。

本课题要求根据电路原理图装配与调试声控计数器电路。

本电路采用声音控制方式进行计数，有数码管显示计数结果，计数范围是0,99，它具有快捷、方便、直观和准确的优点，可用于自动控制、统计等场合。

1任务提出与方案论证

声控开关在实际中的应用相当广泛，是一些声控灯基本组成部分，其原理适用于很多声控器械，它涉及到时序逻辑电路如何设计、分析和工作等方面。

通过此电路更深刻的了解时序逻辑部件的工作原理，从而掌握如何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。

本课题要求根据电路原理图装配与调试声控计数器电路。

本电路采用声音控制方式进行计数，有数码管显示计数结果，计数范围是0,99，它具有快捷、方便、直观和准确的优点，可用于自动控制、统计等场合。

1.1任务

设计一个声控开关，控制对象为发光二极管

1.2要求

（1）、接收到一定强度的声音后，声控开关点亮发光二极管（电流5,10mA），延时时间在1,15s之间可调。

（2）、延时时间用数字显示（采用共阳极数码管），时间单位可调，显示范围为1,15s。

1.3基本工作原理及原理图

此方案采用74LS90计数器，74ls47译码器，晶体管放大电路，555构成的整形电路，555构成的单稳态触发器和多谐振荡器，还有74ls00等门电路。

驻极体话筒接收到一定强度的声音信号后，声音信号转换为电压信号，幅度很小，

1

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经放大、整形后，触发单稳态延时电路，产生一个宽度可调的脉冲信号，驱动发光二极管显示。

同时，这个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。

原理图如图1-1:

图1-1

电路图如图1-2:

图1-2

原理设计电路图如图1-3:

2

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图1-3:

声控开关原理图

2相关芯片介绍

本课程设计中共用到了555，74LS90，74LS47，74LS00，共阳极数码管五种芯片。

现分别介绍如下:

2.1集成芯片555

2.2.1555定时器的定义

555定时器是一种模拟和数字功能相结合的中规矩集成器件。

一般用双极性工艺制作的成为555。

555定时器的电源电压范围宽，可在4.5V,16V工作，7555可在3,18V工作，输出驱动电流约为200mA，因而其输出可与TTL、CMOS或者模拟电路电平兼容。

555定时器是一种产生时间延迟和多种脉冲信号的电路，由于内部电压标准使用了三个5K电阻，故取名555电路。

其电路类型有双极性和CMOS型两大类，二者的结构和工作原理类似。

二者的逻辑功能和引脚排列完全相同，易于互换。

555定时器成本低，性能可靠，只需要外接几个电阻、电容，就可以实现多谐振荡器、单稳态触发器及施密特触发器等脉冲产生与变换电路。

它也常作为定时器广泛应用于仪器仪表、家用电器、电子测量及自动控制等方面。

它