毕业论文声光控路灯控制系统设计控制驱动模块精品.docx

1、毕业论文声光控路灯控制系统设计控制驱动模块精品 课程设计说明书课程设计名称： 模拟电路课程设计 课程设计题目：声光控路灯控制系统设计控制驱动模块 学 院 名 称： 信息工程学院 专业： 通信工程 班级： 080423 学号： 20 姓名： 龙光平 评分： 教师： 陈琼、刘敏 20 10 年 4 月 2 日 模拟电路 课程设计任务书20092010学年 第 2 学期第 1 周 2 周 题目声光控路灯控制系统设计内容及要求1. 设计要求：光照度强（白天）路灯不点亮，光照度暗（夜晚）路灯可由声音控制；有声音时路灯点亮，否则不点亮。2. 电路组成框图3. 组织安排：6人一大组，每2人一小组完成框图中的

2、一个独立部分。进度安排1. 布置任务、查阅资料、选择方案，领仪器设备： 2天； 2. 领元器件、制作、焊接：3天3调试验收： 2.5天4. 提交报告：2009-2010学年第二学期37周学生姓名：刘帅、李星、龙光平、徐帮帮、陈健刚、冯希龙指导时间：第12周指导地点：E楼610室任务下达2010年 1 月16 日任务完成2010 年 3 月 13 日考核方式1.评阅 2.答辩 3.实际操作 4.其它指导教师陈琼、刘敏系（部）主任陈琼 课程设计说明书课程设计名称： 模拟电路课程设计 课程设计题目：声光控路灯控制系统设计控制驱动模块 学 院 名 称： 信息工程学院 专业： 通信工程 班级： 0804

3、23 学号： 20 姓名： 龙光平 评分： 教师： 陈琼、刘敏 20 10 年 4 月 2 日 模拟电路 课程设计任务书20092010学年 第 2 学期第 1 周 2 周 题目声光控路灯控制系统设计内容及要求4. 设计要求：光照度强（白天）路灯不点亮，光照度暗（夜晚）路灯可由声音控制；有声音时路灯点亮，否则不点亮。5. 电路组成框图6. 组织安排：6人一大组，每2人一小组完成框图中的一个独立部分。进度安排1. 布置任务、查阅资料、选择方案，领仪器设备： 2天； 2. 领元器件、制作、焊接：3天3调试验收： 2.5天4. 提交报告：2009-2010学年第二学期37周学生姓名：刘帅、李星、龙光

4、平、徐帮帮、陈健刚、冯希龙指导时间：第12周指导地点：E楼610室任务下达2010年 1 月16 日任务完成2010 年 3 月 13 日考核方式1.评阅 2.答辩 3.实际操作 4.其它指导教师陈琼、刘敏系（部）主任陈琼the abstractWith the development of science and technology, public lighting control methods will now update, in addition to the existing electric switch, and the sound of microwave inductio

5、n switch and infrared sensor switches. At present, the microwave induction switch is not ideal, anti-jamming performance of infrared sensor switches in the ideal, but is fragile, installation is complex, the price is high, also suit in some places such as hotels excellent management, hotel corridor

6、and family in ordinary residential hallway application, building, office of the place such as lighting control considering the price, management and convenient installation and other factors, based on Chinas national conditions, can be expected in a period time, electric lamp will be preferred mains

7、tream products.This topic is sound electric lamp control system design, the design of the control system of lamps mainly by using modular structure, three modules, namely sound detection amplifier module, light amplification module and control test driver module. In the design of the control system,

8、 the modular design ideas, make a design more simple and easy, up clear. While commissioning up more easily. This circuit is through the choice of external signal light bulbs and make the function. This circuit to amplify the signal LM324 by comparison, LM393 constitute the main circuit, signals use

9、d to screen door 7408, and relay control drive, experiments using light-emitting diodes bulb resistance of a 10k instead.The preliminary evaluation using acoustic electric lamp is more convenient, also relatively wide application. This system during the day or more brightness is not bright, the situ

10、ation in the light of smaller conditions meet will light and sound for a period of time and then be extinguished. This circuit can be applied to the commodity house, companies, such as the hallway, can satisfy the need of these specific situations, have widely application value.Through the experimen

11、t, strengthened my understanding of analog electronic technology and application of analog circuits through a preliminary analysis, preparation, and teachers instruct, this topic in the aspects of design with proper enough beautiful, the circuit design basic finished all the design requirements.关键字：

12、 LM324 LM393 7408 延时 第一章设计要求21.1 基本要求 21.2 设计任务及目标 21.3 主要参考器件 2第二章 电路设计原理及单元模块 32.1 设计原理 32.2 设计方案 32.3 单元模块 42.3.1与门7408信号筛选模块 42.3.2 multisim仿真图6 2.3.3 三极管放大模块 82.3.4 继电器驱动模块 8第三章 安装与调试103.1 电路的安装103.2 控制驱动电路的调试103.3 系统调试11第四章 实验小结124.1 心得与体会 124.2 结论13参考文献14附 录一 15附 录二 16 第一章 设计要求 1.1 基本要求：（1）白天

13、由于光敏电阻或其它器件控制，不受声音的影响，不工作。（2）晚，正常受声音控制，拍手之类的声音灯亮，亮后30秒熄灭； 1.2设计任务及目标： （1）根据所学知识画出设计原理图。（2） 分析各模块电路的功能。（3）按原理图焊接好电路，然后调试，直到达到设计要求。（4）完成课程设计报告。1.3 主要参考器件： LM324 LM393 与门7408第二章 电路设计原理与单元模块21 设计原理声光控路灯的控制驱动系统总体参考方案图如图2-1所示。它包括声音信号和光照度信号的筛选模块、三极管放大模块、继电器控制驱动三个模块组成。从外界进行信号混合筛选和驱动控制系统，从而达到灯泡发亮的功能。 图2.1 声光

14、控路灯控制驱动系统设计框图声音信号和光照信号筛选模块主要依靠与门7408对信号进行筛选只有都是高频信号才能通过。三极管放大模块是对进来的信号进行放大。继电器控制驱动模块是使信号达到灯亮的目的，从而达到实验设计要求。22 设计方案该课程设计的是声光控路灯控制系统。将该装置安装在楼道、走廊或卫生间等场所，在夜间或光线不足时，有人走动或发声时，灯会自动点亮，延时30S秒后自动熄灭。在白天，控制开关不通，有光时，即使有声音也不能亮。该课程设计的目的是声光控路灯控制系统的设计与制作，其主要工作方法是由声控和光控传感器来感应四周环境的变化，而做出相关的动作，从而控制照明灯的开关。白天当光线照射到光敏电阻上

15、时，其通过感应使电路封锁声音通道，使声音脉冲不能通过，则灯泡不受声音控制，即声控传感器暂时失去作用，灯泡不亮。夜间或光线较暗时，光敏电阻因无光照呈低阻，经感应使声音通道开通，当有人走动或有人谈话时，通过声控传感器的感应，使得灯泡自动点亮，经过内部设定的时间后，灯泡自动熄灭。23 单元模块2.3.1 与门7408模块与门又称“与电路”。执行“与”运算的基本门电路。有几个输入端，只有一个输出端。当所有的输入同时为“1”电平时，输出才为“1”电高，否则输出为“0”电平。与的含义是只有当决定一件事的所有条件都具备时，这个事件才会发生。逻辑与也称逻辑乘。 图2.2 与门工作图一个与门芯片一般有14个管脚

16、，其中分四个分块工作每个分块工作图如图2-1，其中7管脚接地，14管脚接5V的电压。信号从两个输入端输进，经信号筛选看是否出来信号。 图2.3 与门14管脚图 与门表达式：F = A * B 表2.1 与门电路状态表ABF010100111000 2.3.2 与门信号Mutisim2001的仿真图注：输入为一个高电平信号和一个低电平信号时，经过与门没有信号出来。如图2.4所示 图2.4：低电平信号注：当输入的都是低电平信号的时，经过与门后没有信号出来。如图2.5所示图2.5：低电平信号图注：当输入的都是高电平信号时，经过与门后出来一个高电平信号。如图2.6所示图2.6：高电平信号图2.3.3

17、三极管放大模块为了使进来的信号达到固定要求，必须对信号进行放大，所以本模块采用的是三极管9013来放大。晶体三极管（以下简称三极管）按材料分有两种：锗管和硅管。而每一种又有NPN和PNP两种结构形式，但使用最多的是硅NPN和锗PNP两种三极管，两者除了电源极性不同外，其工作原理都是相同的，本次试验使用的事NPN硅管。 对于NPN管，它是由2块N型半导体中间夹着一块P型半导体所组成，发射区与基区之间形成的PN结称为发射结,而集电区与基区形成的PN结称为集电结,三条引线分别称为发射极e、基极b和集电极c。 三极管是一种电流放大器件，但在实际使用中常常利用三极管的电流放大作用，通过电阻转变为电压放大

18、作用。 图2.7 三极管工作原理图2.3.4 继电器控制驱动模块该实验设计的最后一个驱动控制模块是继电器。 继电器是一种电子控制器件，它具有控制系统（又称输入回路）和被控制系统（又称输出回路），通常应用于自动控制电路中，它实际上是用较小的电流去控制较大电流的一种“自动开关”。故在电路中起着自动调节、安全保护、转换电路等作用。 该实验设计采用的是电磁继电器。电磁式继电器一般由铁芯、线圈、衔铁、触点簧片等组成的。只要在线圈两端加上一定的电压，线圈中就会流过一定的电流，从而产生电磁效应，衔铁就会在电磁力吸引的作用下克服返回弹簧的拉力吸向铁芯，从而带动衔铁的动触点与静触点（常开触点）吸合。当线圈断电后

19、，电磁的吸力也随之消失，衔铁就会在弹簧的反作用力返回原来的位置，使动触点与原来的静触点（常闭触点）吸合。这样吸合、释放，从而达到了在电路中的导通、切断的目的。对于继电器的“常开、常闭”触点，可以这样来区分：继电器线圈未通电时处于断开状态的静触点，称为“常开触点”；处于接通状态的静触点称为“常闭触点”。 图2.8 继电器原理图第三章 安装与测试3.1 电路的安装一电路安装要注意几个原则：1.先装矮后装高、先装小后装大、先装耐焊等等；2. 布线尽量使电源线和地线靠近实验电路板的周边，以起一定的屏蔽作用；3. 最好分模块安装。此外焊接时不能出现虚焊、假焊、漏焊，更不能出现过焊，因为有些器件，不能耐高

20、温，比如焊接三极管时，电烙铁绝对不能停留太久。3.2 控制驱动电路的调试本实验调试分三部分，首先给电路一个高频信号和一个低频信号，和两个低频信号，用示波器检测与门过后是否有信号。若没有信号则说明与门工作正常。再输入两个高频信号，看输出是否有信号，若有信号则说明与门工作正常，否则就是芯片有问题需更换芯片。若有信号进来，但灯泡未亮，则可能是信号太小没有达到继电器闭合的电流限度。这是应调整三极管，增加放大倍数。3.3 系统调试 将三个模块连接好，附上电源。看实验是否达到预定效果。若没有，则用示波器逐个检测信号，再检查是否存在虚焊的问题。直到达到实验效果。调试过程中如果发现电路不是怎么灵敏，可以调节声

21、音检测放大系统的电位器，增加它的灵敏度。此外，还需要多次上电调试，观察电路是否有其他状况，是否有不稳定的情况发生。在调试过程中尤其要注意电路中的虚焊，如果电路不稳定，很有可能是虚焊引起的。在调试电路过程中，电路就出现了不稳定的问题，主要是灯时亮时不亮，最后发现时由于电源线虚焊了，经过重新检查和焊接，问题的得到解决。图3.1 驱动模块实物图第四章 实验小结4.1 心得与体会在这两周的电子技术设计中，完成了“声光控路灯控制系统设计”的课题。这是一种声音和光照双控照明灯，它可以用于楼梯、过道、库房的场合。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，电路的咪头只要检测到有碎发声响，

22、就会自动亮为行人照明，过几分钟后又自动熄灭，节能节点。由于此电路在光线较暗时是否接通取决于声音的强弱，因此为加强其工作效应，设计了信号放大整形电路，微弱的信号经过此电路加工也能使开关工作。本次的声光控路灯的设计实践将平时学到的知识应用到了实践，深化了对模拟电子设计的认识，在设计的实践中获得新知。学习了的理论知识和实践操作，不仅仅得到的是课本上的东西，更重要的是通过自己的独立动手，老师和同学的耐心指导，学会了分析电路、设计电路的步骤以及仿真焊接等。在此设计中利用到了三极管的放大 、光敏效应，温习了LM324的知识与应用， 进一步空固和掌握前面所学的基础知识，加深对了对模拟电路的理解，对元器件的使

23、用更加深刻。设计一开始不知如何下手，经过查阅资料和老师指导，终于成功的完成了设计。懂得了无论是生活还是学习都离不开外界的力量，当然也要有自己的努力，老师说：“做得好不好是另外一回事，但是要自己动手去做，认真思考。”这次的设计有很多的不足，做得比较辛苦效果却不是很好，很多东西平时学得也不透彻，觉得做一次课程设计从每一个细节都是在锻炼。从中收获良多，能把知识真正变成自己的东西。. 4.2结 论本设计主要通过模块化思想，逐步实现设计所需达到的功能要求：声音检测放大模块是对外界信号的感应系统。光照度检测模块主要是感应外界光照度。继电器控制驱动模块主要是为了实现对外界光信号和声音信号的感应，从而筛选出高

24、频信号，达到灯亮的功能。此次课程设计采用的电路原理基于模拟电子电路的基本知识，模块化的设计理念是此次设计的亮点。对于信号的放大可以用LM324做，再经过延时比较出来一个感应信号。对于光照信号，采用桥式电路可以更好的采取光信号，再经过放大比较出来一个感应信号。然后由与门检测感应信号，从而达到驱动的目的而使灯发亮。该设计虽然比较粗糙，但随着能源的供应紧张化，节能的目的显得越来越重要。该设计的目的就是节能。因此该设计还是很有发展潜力的，而且控路灯相对长明灯来说方便、廉价，所以在未来的一段时间内，该设计的前景非常美好。参考文献1童诗白.模拟电子技术基础（第四版）M.北京：高等教育出版社，2006 2高

25、吉祥.电子技术基础实验与课程设计M.北京：电子工业出版社，20023 邱关源.电路（第五版）M.北京：高等教育出版社，20064 邓谦.低频线路指导书M.南昌：南昌航空大学信息工程学院，20095 胡斌.图表细说电子元器件M.北京：电子工业出版社20086 郑步生.Multisim2001电路设计及防真入门与应用M.北京：电子工业出版社2008附录一 元器件清单序号类型型号数量1芯片LM32422LM39323CD740814MIC15继电器9V16电容1044747uF18二极管发光二极管194148210三极管9013111电阻200k11247k11310k12142k2151k116电位器2011710k3182k1附录二 方案总原理实物图关键字： LM324 LM393 7408 延时 第一章设计要求21.1 基本要求 21.2 设计任务及目标 21.3 主要参考器件 2第二章 电路设计原理及单元模块 32.1 设计原理 32.2 设计方案 32.3 单元模块 42.3.1与门7408信号筛选模块 42.3.2 multisim仿真图6 2.3.3 三极管放大模块 82.3.4 继电器驱动模块 8第三章 安装与调试103.1 电路的安装103.2 控制驱动电路的调试103.3 系统调试11第四章 实验小结