模拟与数字电子技术课程设计报告

设计课题：  声光控路灯                      

专业班级：电子信息工程 1002                 

学生姓名：      xxx            

指导教师：       xxx          

设计时间：    2012.06.20              

声光控路灯

设计者：xxx

指导教师：xxx

摘要：本文介绍了一种用模拟电路知识以及模拟电路元器件设计的模拟声光控路灯系统解决方法，本方法应用一些简单的元器件构成电路系统，电路简单，结构紧凑，经过多次测试与调控能够达到设计要求，通过声音和光线两路信号同时控制灯泡的亮灭，能稳定工作。

关键词：运算放大器、三极管、声光信号控制器件、恒流源、路灯

引言：针对目前社会上有的地方使用长明灯路灯，不能实现灯光照明智能化造成电能的巨大浪费。为达到科学的减排和节能科学发展，因而设计了声光控路灯控制系统。

本电路采用驻极体话筒、光敏电阻构成光照信号和声音采集信号电路，运用运放进行模拟放大、进行逻辑控制，给出是否亮灯的信号，由RC充放及开关电路执行，通过控制单向可控硅控制路灯。

此系统能很好的控制路灯的亮灭，即在有声和无光的情况下灯亮，其他情况下灯灭，从而达到节能的效果。

1  设计任务与要求

(1) 设计一能够通过声音和光两路信号同时控制的路灯；

(2) 光线很暗，有声灯亮；

(3)其他情况灯灭。

2  方案设计与论证

方案一、声音信号和光信号两路信号单独产生，通过一个两输入端的与门来控制路灯的开启。

本系统主要由声光信号产生控制电路、开关延时电路以及电源电路等几部分构成。几部分电路如下图所示。声音信号产生后通过一三极管偏置电路对其进行放大，然后与由光敏电阻控制的光信号进行叠加，通过两级运放来控制路灯的开启，接入延迟电路是路灯亮一段时间后自动灭掉，再等下一次声光信号的控制，如此就能实现对路灯的声光控制。本方案与所学知识紧密相连，能灵活应用所学知识，而且方案简单，所以采用本方案。

方案二、采用比较器的解决方案。

光敏电阻与固定电阻串联，加一级电压跟随器后输入比较器，与比较器负输入端的电压值进行比较，得到一个高电平或低电平输出，进入单片机的IO口。

优点是电路比较直观，操作比较方便，可直接通过电位器调节路灯的开启亮度。对维护人员的要求不高。

3  单元电路设计与参数计算

3.1声信号产生电路

此声音信号产生电路图中采集声音信号的驻极话筒以电流源代替。假设有声音时驻极体话筒输出电流为10微安，三极管电流放大倍数为200，则经过放大运放正端电压为：10微安*200*1k=2v，为使有声音时运放工作，假设运放负端电压为1v，所以取R4=1k，则R3=（5-1）/1/1=4k此为有声音时情况；当没有声音时由于干扰电流较小，所以不能使运放工作。所以总结当有声音时电路导通，无声音时电路不导通。

3.2光信号产生电路

仿真软件中光敏电阻以可变电阻X1代替。光敏电阻黑暗时可达到1-10M，假设光敏电阻在黑暗是电阻是2.5M，有光时为几百千欧姆，则当黑暗时运放负端电位为[5/(2.5+2.5)]*2.5=2.5，正端电位为[5/(8+2)]*8=4此时运放输出为高电平；当有光时正端电位低于负端电位，运放输出为低电平。

3.3与门电路

3.4开关延时电路

延时电路的时间即电源经过电阻R给电容充电到0.63倍电源电压需要的时间。

3.5电源电路

4  总原理图及元器件清单

4.1  总原理图

4.2  元件清单

5  安装与调试

系统安装原则：1）先装矮后装高、先装小后装大、先装耐焊等；

2）一定要注意排版，不能东倒西歪，方向应尽量一致；

3）布线尽量使电源线和接地线靠近实验电路板周边，以起一定屏蔽作用；

4）最好一部分一部分安装。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，不能耐高温，比如焊接三极管时，电烙铁绝对不能停留太久；同时过焊铜片将脱落，给焊接带来不必要的麻烦、也将影响板子的视觉效果。

控制驱动电路的调试：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要更换芯片。

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。这时应调整三极管，增加放大倍数。

系统总体调试：在三个部分分别调试成功的前提下，按照电路图将五个部分连接好，检查是否正确连线，连接正确时则可以接上220V的交流电源，遮住光敏电阻看是否灯泡发光，加上声音时看灯泡是否发光。即在有光是不管是有声音和没声音灯泡都不亮，在无光时有声音时灯泡亮且延时20秒左右，没声音时灯泡不亮。如果达不到设计要求或根本不会出现所要的结果，可以用万用表和示波器逐个检测信号，再检查是否存在虚焊的问题。调试过程中如果发现电路不是怎么灵敏，可以调节声音检测放大系统的电位器，改变二极管基极的电压从而实现灵敏度的调节，如果延时时间达不到要求可以调节电位器改变充放电路的放电时间。

6  性能测试与分析

1打开电源，给系统加上激励信号源（如拍手声、打击声），用眼睛直接观察灯泡是否亮和按时熄灭。

强光下，发出声响，看灯泡是否发光。若灯亮了，则应检查电路故障并加以改正。

用手遮住光敏电阻，发出声响，看灯是否亮，若亮了，再观察它到底能亮多久。

测试前，先将焊好的电路板对照印刷电路图认真核对一遍，不要有错焊、漏焊、短路、元件相碰等现象发生。通电后，人体不允许接触电路板的任一部分，防止触电，注意安全。

本电路调试时先将光敏电阻的光挡住，用手轻拍发出声响，这时灯应亮，若用光照射光敏电阻，再发出声响，这时灯不亮，说明光敏电阻完好，这时即说明本套系统制作成功。若不成功还应仔细检查电路有无错误。

7  结论与心得

在为期一周的课程设计实验中，完成了“声光控路灯控制系统”的设计。本系统可以控制路灯、楼梯、库房灯灯光的只能照明，即在有光时灯始终不亮；在无光时当有声音时灯亮并且会延时一定的时间，无声音灯不亮。从而实现节能节电的效果。由于此电路在光线较暗时是否接通取决于声音的强弱，通过放大器对信号进行放大。LC充放电路为延时部分，三级管起到开关作用。

本次的设计有很多的不足，做得比较辛苦效果却不是很好，从中反映出平常很多东西都学得不够透彻，主要是听懂后就疏于下课复习巩固。从而在真正用到要学的东西时才发现根本没有完全掌握。课程设计的每一处细节都是一份锻炼。将平常所学的知识紧密的与实践联系在一起，通过查阅资料不断充实而得到设计的灵感，在此过程中把所有的知识转化为真正对自己有用的东西，得到能力的提升。

8  参考文献

[1] 康光华.模拟电子技术基础第五版[M]. 高等教育出版社.1979

[2] 郑步生.电路设计及仿真入门与应用[M].北京.电子工业出版社.2008

[3] 胡斌.图表细说电子元器件[M]北京：电子工业出版社.2008

[4] 邱关源.电路第五版.高等教育出版社1999

[5] 陈新城.实用电子电路设计与调试[M] 中国电力出版社

[6] 高吉祥.电子技术基础实验与课程设计[M].北京： 电子工业出版社2002

 

第二篇：20xx秋电子技术课程设计报告封面及格式

课程设计报告

课程设计题目__ ____ ______ 专 业 姓 名 学 号 指导教师

盐城工学院电气工程学院

目录

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1.1节1标题 .......................................................................................................... - 1 - 2 章标题......................................................................................... - 2 -

2.1节1标题 .......................................................................................................... - 2 - 参考文献......................................................................................... - 3 -

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20xx年盐城工学院课程设计报告

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图1-1 图标题

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课题名称

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表1-1 表标题

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1 学号 2 2 2 专业 3 3 3 班级 4 4 4 正文部分正文部分正文部分正文部分正文部分正文部分正文部分正文部分正文部分正文部分正文部分正文部分正文部分正文部分正文部分正文部分正文部分正文部分正文部分正文部分正文部分正文部分正文部分正文部分正文部分正文部分正文部分正文部分正文部分正文部分正文部分正文部分正文部分正文部分。 2 章标题

2.1节1标题

2.1.1节2标题

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20xx年盐城工学院课程设计报告

参考文献

[1] 戴燕云.基于脉冲技术低功耗高性能触发器设计[D]. 浙江大学,2009.

[2] 夏银水，吴训威. 多值时钟与并列式多拍多值触发器[J]电子学报, 1997, (08) .

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