基础组 声控开关.docx

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基础组声控开关

电子竞赛设计报告

赛题名称：

声控开关

竞赛组别：

基础组_______

学生姓名：

Xx

2012年5月

摘要

声控灯是一种声控电子照明装置，由音频放大器、选频电路、延时开启电路和可控硅电路组成。

它提供了一种操作简便、灵活、抗干扰能力强，控制灵敏的声控灯，它采用人嘴发出约1秒的控制信号“呼”声，即可方便及时地打开声控照明装置，并有防误触发而具有的自动延时关闭功能，使其应用更加方便。

声控灯由话筒、音频放大器、选频电路、倍压整流电路、鉴幅电路、恒压源电路、延时开启电路、可控延时开关电路、可控硅电路组成。

关键词：

话筒；音频放大器

目录

1项目的主要任务1

2总体设计方案2

整机电路的制作2

3硬件设计3

放大电路的原理3

4系统调试4

硬件调试4

5设计总结5

参考文献6

附录1实物图7

附录2元器件清单9

1项目的主要任务

为了方便大家制作和理解我们采用驻极体话筒获取声音信号，经放大后驱动延时开关电路，达到控制灯亮、灭的效果。

晶体管（transistor）是一种固体半导体器件，可以用于检波、整流、放大、开关、稳压、信号调制和许多其它功能。

晶体管作为一种可变开关，基于输入的电压，控制流出的电流，因此晶体管可做为电流的开关，和一般机械开关（如Relay、switch）不同处在于晶体管是利用电讯号来控制，而且开关速度可以非常之快，在实验室中的切换速度可达100GHz以上。

　晶体管，本名是半导体三极管，是内部含有两个PN结，外部通常为三个引出电极的半导体器件。

它对电信号有放大和开关等作用，应用十分广泛。

输入级和输出级都采用晶体管的逻辑电路，叫做晶体管－晶体管逻辑电路，书刊和实用中都简称为TTL电路，它属于半导体集成电路的一种，其中用得最普遍的是TTL与非门。

TTL与非门是将若干个晶体管和电阻元件组成的电路系统集中制造在一块很小的硅片上，封装成一个独立的元件.晶体管是半导体三极管中应用最广泛的器件之一，在电路中用“V”或“VT”（旧文字符号为“Q”、“GB”等）表示。

本文介绍了基于晶体管的简易声控灯设计。

声控灯已经广泛应用在居民楼的楼道中，它给人民的生活带来很多的方便。

这些声控灯电路中几乎都使用了集成电路，并且直接使用220V的交流电源。

虽然这样做简化了电路，但对于初学者来说他们理解电路有一定的困难,调试电路也具有一定的危险性。

这里介绍一个简单的声控灯电路，采用了三极管等分立元件和低压电源。

2总体设计方案

整机电路的制作

图2-1是声控灯电路的整机图。

对照电原理图2-1中元器件的数值认清元器件。

安装时首先将8只电阻器焊到电路板上,然后依次将电容器、二极管、三极管、焊到电路板上,注意电解电容器的极性和三极管的管脚排列。

压电陶瓷片要通过导线与电路板连接,注意在焊接压电陶瓷片时，时间不能太长以免烫坏压电陶瓷片的镀银层。

图2-1原理图

3硬件设计

放大电路的原理

如下图所示，在本次设计电路中使用了一只104的压电陶瓷片，它的符号和外形见图3.1所示，压电陶瓷片所转换的电信号很微弱，只有通过由三极管组成的放大器把微弱的信号进行放大后，才能去触发单稳态电路。

所以要设置一个简单的放大电路，将微弱的信号放大，才能触发后边的电路。

图3.1压电陶瓷片的符号和外形

图3.2所示为放大电路的组成，将信号放大。

图3.2放大电路部分

4系统调试

调试是电路与系统设计中的重要环节，通过调试，逐步排除电路连接、元件装配、程序运行过程中可能存在的各种故障，使系统在满足功能要求的前提下稳定、可靠地工作。

焊好电路板后先用万用表检测是否存在短路故障，有的话一定要找到短路点，否则，一旦通电，极有可能损坏电源或电路板。

在没有短路存在的情况下，初次上电也一定要细心，不要接反电源极性，否则很容易烧坏芯片。

电路板除短路或断路外还可能存在其它故障，如元器件老化失效或管脚接错等，为了验证电路板硬件的正确性，可先编写一些针对硬件各单元的基本测试程序，经编译、连接、转换后下载到单片机运行，发现硬件故障要及时排除，直到各部分硬件都能独立正常工作。

根据系统功能要求编写完整的控制程序，并经编译、连接、转换后下载到单片机运行。

若发现软件当中的逻辑错误（BUG），则需要对源程序进行修改，并重新进行调试，直到系统可以正确可靠地实现要求的功能为止。

单片机最小系统虽然结构简单，但如果不细心的话，可能很简单的程序都不能正确运行。

最常出现的问题包括：

两个30pF电容另一端忘记接地，复位电容和电阻位置颠倒，

管脚没有接到电源正极等。

硬件调试

根据本设计中的电路原理图进行实物的连接，焊接连接各元件即可。

连接完成后，引出两根根导线，一根导线接+5V电源的正极，另一根导线接地，接好线后，刚开始第一次闭合开关，继电器会自动吸合一次，然后自动松开，接着拍手来触发声控电路，每拍一下手，继电器就应吸合，发光二极管发光，然后延迟11秒后发光二极管自动熄灭。

与设计的内容基本相符合。

同样设计中仍然存在误差，这是由于元器件参数的精度不够、实物连接时引入附加阻值、性能不够高以及环境温度等多方面的影响所致。

在实际生活中可以通过多种措施来提高输出音频信号的的稳定度，如可以选择电容的并联使电容的值更精确；同时外界温度也会影响实验的精确性。

5设计总结

本次设计是完成一个简易声控灯电路设计，首先通过查找书籍资料，首先进行电路原理图的设计、制作，然后对电路中的各个部分进行调整修改，按照设计的电路原理图完成实物的连接，连接后在实验室不断地调试、修改，最后得到设计要求的输出波形。

此次晶体管设计对我们的总体电路的设计的要求更严格，需要通过翻阅复习以前学过的知识确立了实验总体设计方案，然后逐步细化进行各模块的设计；需要我们细心解决，所以，对电路故障的排查能力有了很大的提高；再次，通过此次设计，对我们以后的工作和学习的帮助都很有用处。

当然，经过了设计，我也发现了自己的很多不足。

但是通过自己的动手动脑，既增加了知识，又给了我专业知识以及专业技能上的提升，我也会更加努力，认真学习，争取在以后的课程中做得更好！

在这次设计中，我首先要感谢学校给我们提供的机会，其次我要感谢我的老师在设计上给予我的指导、提供给我的支持和帮助，这是我能顺利完成这次报告的主要原因，更重要的是老师帮我解决了许多技术上的难题，让我能把设计做得更加完善。

在此期间，我不仅学到了许多新的知识，而且也开阔了视野，提高了自己的设计能力。

最后，要感谢帮助过我们的同学，他们也为我解决了不少我不太明白的设计上的难题。

同时也感谢学院为我提供良好的做课程设计的环境。

最后再一次感谢所有在设计中帮助过我的老师和同学。

参考文献

[1]廖芳.电子产品制作工艺与实训.北京电子工业出版社，2010.1

[2]蔡美琴.MSC-51单片机系统及其应用[M].高等教育出版社，1992

[3]何立民.单片机应用系统设计[M].北京航空航天大学出版社，1993

[4]康光华,陈大钦.电子技术基础（模拟部分）[M].高等教育出版社,1999

[5]陈汝全.电子技术常用器件手册[M].机械工业出版社,1994

[6]刘守义.单片机应用技术（第二版）.西安电子科技大学出版社，2007.8

[7]刁修睦，杜保强.模拟电子技术与应用.北京大学出版社，2008.6

附录1实物图

附图1声控开关（正面）

附图2声控开关（反面）

附录2元器件清单

器件名称

器件规格

器件数量

电阻

1.5KΩ

1个

电阻

2KΩ

1个

电阻

47kΩ

1个

电阻

10kΩ

1个

电阻

220Ω

1个

电阻

33Ω

1个

电阻

51kΩ

1个

瓷片电容

104

1个

电解电容

47uF

3个

电解电容

10uF

1个

发光管

3mm2

1个

二极管

1n4148

1个

三极管

9013

1个

三极管

9014

2个

话筒

1个