1、息職業技術學院畢業設計說明書（論文）設計（論文）題目:光控延時照明燈電路的設計專業:應用電子技術班級:應電07-2班學號：姓名：指導教師:二00九年十二月十日息職業技術學院畢業設計（論文）任務書學生學號姓名學號0班級07應電班專業應用電子技術設計（或論文）題目光控延時照明燈電路的設計指導教師姓名職稱工作單位及所從事專業聯系方式備注高講程系0高級工程師28設計（論文）內容：1、查閱傳感器有關方面的相關資料，了解此方面的發展狀況。2、掌握所用器件的特性。3、采用合理的設計方案。4、設計、實現該系統。5、撰寫設計報告。進度安排：37周：根據要求設計出方框圖和原理電路圖。根據電路分析其工作原理。810

2、周：根據電路準備電子元件。1114周：制作出電路板，安裝并調試，測試出相應的技術指標。1516周：根據調試分析其優缺點和提出整改措施，完成論文。主要參考文獻、資料：:1高吉祥電子技術基礎實驗與課程設計北京：電子工業出版社，2002年:2彭介華.電子技術課程設計指導.北京：高等教育出版社，1997年:3畢滿清電子技術實驗與課程設計北京：機械工業出版社，2001年審 批意見教研室負責人：年 月日備注：任務書由指導教師填寫，一式二份。其中學生一份，指導教師一份。四川信息職業技術學院畢業設計說明書（論文）目錄摘要1第1章緒論2.第2章設計框圖及電路系統概述 .32.1目的3.2.2基本部分3.2.3發

3、揮部分3.2.4設計框圖3.2.5各個單元框圖原理分析4.第3章電源電路5.3.1電路原理圖5.3.2工作原理分析5.第4章光耦合電路原理及光耦合器簡單介紹 64.1光耦合電路的組成 6.4.1.1光耦合電路原理圖6.4.1.2工作原理分析6.4.2光耦合器的組成7.第5章鎖定電路原理及其中關鍵元器件的介紹 95.1鎖定電路的組成9.5.1.1鎖定電路的原理圖9.5.1.2工作原理分析9.5.2555定時器的簡單介紹9.第6章電路的仿真1.26.1白天不工作電路的仿真 126.1.1仿真電路現象126.1.2仿真電路原理126.2夜晚工作電路的仿真136.2.1仿真電路現象136.2.2仿真電

4、路原理 13總結14參考文獻15附錄1整機電路圖 16附錄2元器件明細表1.7II四川信息職業技術學院畢業設計說明書（論文）摘要本文介紹的是具有延時控制功能的照明燈，它是具有光控制功能的節能燈頭。結 構簡單，體積小巧，使用方便，性能可靠。文中介紹它的組成、功能、工作原理。光 控延時照明燈，采用紅外線發光二極管以及光敏三極管作為雙重光控元件，利用 NE555集成塊來控制電路的開關狀態。光控延時照明燈一般用于走廊樓道照明。 該燈 白天由于光線的照射，始終處于關閉狀態。一到晚上，該燈就會自動點亮，延時一段 時間后，又會自動熄滅。是一種十分實用的節能照明燈電路，不僅實用于家庭樓道， 也同樣實用于公共廁

5、所、公共走廊、住宅區、工廠、學校走廊的公共照明。關鍵詞光控；延時；照明燈第7頁第1章緒論由于近年來我國的照明器材行業的迅速崛起， 中國已經成為電光源產品的主要輸 出國之一。照明器材行業屬一般性競爭行業，是我國輕工業對外開放較早的行業之一。 我國加入WTO后，國際上一些知名品牌大企業相繼進入國內產銷領域，使得國內競 爭國際化。努力增加節能光源和不同檔次、花樣、用途的照明器具的開發，加快綠色、 節能光源產品的開發、推廣和應用是我國目前照明器材行業結構調整的重點。我國照明器材行業將面臨著前所未有的機遇和挑戰，而由此帶來的巨大商業利益也成為一些 企業矚目的焦點。隨著電子技術的發展，尤其是數字技術的發展

6、，用數字電路技術實現燈的自動發 亮、節能省電、延長燈的壽命變得越來越重要，而且貼近我們的實際生活。光控電路 已成為人們日常生活中必不可少的必需品， 它不需要開關，當有人經過時會自動點亮； 廣泛應用于走廊、樓道等公共場所，給人們的生活、帶來極大的方便。因此，得到了 廣泛的應用。光控電路是利用光控制電路工作的電子開關。 該電路在設計時應用了仿 真軟件來進行仿真，然后才確定下來的，雖然用的僅僅是 EWB軟件，但是在論文中 也是比較有特色。能夠使人們在不知不覺中感受方便。第2章 設計框圖及電路系統概述2.1目的1 掌握單穩態觸發器的工作原理和各元器件的功能。2進一步了解光控延時照明燈組成框圖和各個單元

7、工作原理及相互聯系。3掌握自己實際操作動手能力的形成和進一步提高。4 鍛煉自己對所學理論知識和技能的綜合運用能力。5 提高自己對文獻資料的搜索和信息處理能力。6 培養自己對社會普通科學知識的了解。7增強自身的知識見解和設計論文的方法。2.2基本部分1 電源電路，用的是交流電。2 電轉換及放大部分，包括它的組成工作原理。3延時部分，包括它的電路及工作原理。4 光控開關部分，包括它的組成及工作原理。2.3發揮部分1 可以采用不同的原理來完成。2 可以采用不同的元件來實現各部分的工作。2.4設計框圖為了在公共場所，如走廊、衛生間等，提供一種方便節能的燈頭，設計了以光照 控制的開關。白天，通過光照鎖定

8、燈不會亮；晚上，電路開始工作，有人進入光控區 時，燈變亮，延時一段時間后自動熄滅，從而起到方便節能的作用。根據設計電路得 到所要完成的功能和達到的效果。圖2-1設計框圖2.5各個單元框圖原理分析1. 電源電路電源電路為整個電路提供需要的電壓。整機電路圖 （見附錄1）中C4、R5、VD、 R6及C3組成電源電路，220V交流市電壓經VD整流，C3濾波電容，即利用電容通 交阻直作用為下一電路提供交流電壓，使整個電路開始工作。2. 光耦合電路光敏二極管VTL1在此電路中的作用主要是光敏二極管 VTL1接收到VL發出的 紅外線使其導通，從而使光敏二極管集電極與IC芯片2腳相連，為其提供工作電壓。3.

9、鎖定電路VTL2是一個3DU系列的光敏三極管，它的集電極與IC芯片4腳相連，在白天 光敏三極管導通，4腳呈現低電平，IC集成塊被鎖死，3腳始終呈現低電平，燈泡不 會發光，只有在夜晚，光敏三極管截止，4腳呈現高電平，IC塊鎖定被解除，整個電 路才可以正常工作。4. 燈光開關控制燈光開關控制電路由VT和EL組成。下面簡單介紹一下電源電路中各元器件的 功能和作用。VT選用的是MAC97A6小型塑封雙向晶閘管，其內部相當于是由 3個PN結組 成，每個PN結都具有單向導電性，在電路中相當于一個自動開關，決定著 3條支路 的通斷情況：連接電源的部分；連接芯片 IC第3腳電路；連接燈泡電路。EL是一個簡單的

10、照明燈，顯示燈亮滅的情況。亮滅由雙向晶閘管決定，當電路滿足工作情況時，IC芯片3腳輸出高電平時候雙向晶閘管導通，這時候 EL燈亮。第3章電源電路3.1電路原理圖K1VD220VUV,UVL很小為0.2,所以 忽略，則 l1=220V/ R1=220V/10K=22mA。在圖中 R1，VL 與 R2，VTL1 組成并聯電 路，構成光電耦合電路。2. VL選用的是型號為HG501的中功率紅外發射二極管，具有單向導電性，起 到開關作用，工作在導通與截止兩種狀態。3. VTL1是光敏二極管，在此電路中，當光敏二極管 VTL1接收到VL發出的紅 外線時使其導通，從而使光敏二極管集電極與IC芯片2腳相連，

11、為其提供工作電壓。 4.2光耦合器的組成光電耦合器主要由兩個元件組成：一是光源，實際上它是一個發光二極管（LED） 二是光敏器件，它可選用光電池、光敏三極管、光敏單向可控硅等器件。最通用的光 電耦合器件是把砷化鉀發光二極管 （LED）和硅光敏三極管封裝在完全與外界光線隔 離的外殼中。如圖4-2所示：CQ/ TK aB圖4-2光電耦合光電耦合器的基本工作過程如下：當有電流流過 LED時，便產生光源，光的強度取決于激勵電流的強度，此光源照射到封裝在一起的光敏三極管上后，控制光敏三極管產生與LED正向電流成比例的集電極電流。圖 4-3表示的是線性工作方式的光 耦器件。圖4-3線性工作方式的光電耦合器

12、件原理圖二極管有正向電流IF時產生光源，使光敏三極管的集電極電流Ic供給負載電阻RL。為了設計光耦合器件的輸入電路要掌握以下三個參數：二極管正向電流、二極管正向電壓VF和輸入電壓Vin。四川信息職業技術學院畢業設計說明書（論文）限流電阻R可用下式計算:R = (Vi nVD) lF(4-1)一般說來，二極管的正向電流、電壓曲線由生產廠家給出。這樣，按照曲線，就 可以確定工作點，限流電阻 R的值也就很容易計算了。在光耦器件的輸出部分，有 意義的參數是光敏三極管的集電極電流 lc。在光敏三極管的集電極生成的電流的大 小，與二極管的正向電流IF和光耦器件的直流電流傳輸率或稱耦合系數n成正比。如果二極

13、管的正向電流是已知的。光敏三極管的集電極電流可由下式進行計算：(4-2)在生產廠家提供的資料中，會給出在特定的集電極一發射極電壓Vce下的交流電流傳輸率曲線，從這個曲線中，可以求出集電極和發射極電流，為了得到負載電壓Vout,可以選擇合適的負載 RL值。第8頁四川信息職業技術學院畢業設計說明書（論文）第I10頁第5章 鎖定電路原理及其中關鍵元器件的介紹5.1鎖定電路的組成5.1.1鎖定電路的原理圖R351K2/3Vcc，且低觸發端TR1/3Vcc時，比較器 C輸出為低電 平；Ci輸出的低電平將RS觸發器置于0狀態，即Q=0，使得定時器的輸出OUT為 0,同時放電管VT導通。(2) 當低觸發端T

14、R1/3Vcc，且低觸發端TH2/3Vcc時，比較器C2輸出為低電 平；C2輸出的低電平將RS觸發器置為1狀態，即Q=1，使得定時器的輸出OUT為 1,同時放電管VT截止。(3) 當TH1/3Vcc時，定時器的輸出 OUT和放電管VT的狀態保持不變。根據以上分析，可以得出555定時器的功能表，見表5-1 表5-1 555定時器的功能表輸入輸出THTRROUTVT一一00導通2 一 Vcc31Vcc310導通VCC3 CC1不變不變2VCC3 CCVCC3 CC1不變截止第6章電路的仿真此次電路仿真運用的EWB仿真軟件，在仿真過程中也遇到少許問題，例如EWB 元器件庫中沒有光電耦合器之類的元器件

15、而只能用開關代替。而且在仿真電路時不能改變元器件庫里面設置好的元件參數。但是，通過努力，最終仿真還是比較成功。對 于白天不工作和夜晚工作的電路都通過了仿真。6.1白天不工作電路的仿真VCCVCCR4?22k| ?R5R3 5.11k| ?U1Key=B_J50%4VCCRST OUTDISTHRTRIJ1A Key = A工 C2 |J3 *1054CONGNDKey1= D + 10nF0uFD12&1N4007 J2*10mA 0 mA3510|?丄6LM555CMQ19X112 V2N2221A7R1.510|?U2DC 10M W12V6-1白天有光照不工作的仿真圖6.1.1仿真電路現

16、象燈泡不亮。6.1.2仿真電路原理如圖6-1，白天有光照射時，VTL2呈現導通狀態，使IC的4腳（復位端）為低電平，整個控制電路白天被鎖定而不工作，不管有無人進入控制區燈泡都不會亮。第17頁6.2夜晚工作電路的仿真X112 V621仿真電路現象燈泡發光。6.2.2仿真電路原理如圖6-2,在晚上，VTL2因無光照射而呈現截止狀態，IC的4腳變為高電平， 整個光控電路開始進入工作狀態。當有人進人光控區后，VTLl截止、VT2飽和，IC的2腳變為低電平，IC的3 腳輸出高電平，使VT受觸發而導通（相當于仿真圖中開關閉合），照明燈EL被點亮。當人離開光控區時，光線照射使 VTL1飽和、VT2截止，IC

17、的2腳變為高電平， 電源經過RP對C1充電，當充電結束時，IC塊7腳變為高電平，電路發生翻轉，IC 塊暫穩態結束后，其3腳恢復低電平，使VT截止，照明燈EL熄滅。總結通過這次畢業設計，使我受到了一次應用所學的專業知識、 專業技能分析和解決 問題的全面系統的鍛煉。使我在綜合知識的選用方面，在產品開發的基本思想、方法 方面，以及在常用電路分析思路技巧的掌握方面都能向前邁了一大步。為日后成為合格的應用型人才打下良好的基礎。 這次在指導老師的幫助下，在同學的幫助下，基本 上完成了設計任務，在電路分析與設計方面也有了一定的提高， 為今后走上工作崗位 打下了專業基礎。在這次的畢業設計中，讓我深深地體會到進

18、行電子產品的開發不是 一件簡單的事情，它需要設計者具有全面的專業知識、 縝密的思維、嚴謹的工作態度 以及較高的分析問題、解決問題的能力，而我在很多方面還有欠缺。最后，我要衷心 感謝老師在我的設計過程中給予我的極大幫助，使我能夠及時、順利地完成此次的畢 業設計。同時，也要感謝我的老師和同學們在本畢業設計過程中給予我的支持和幫助。參考文獻1 高吉祥電子技術基礎實驗與課程設計北京：電子工業出版社，2002年2 彭介華電子技術課程設計指導北京：高等教育出版社，1997年3 畢滿清電子技術實驗與課程設計北京：機械工業出版社，2001年附錄1整機電路圖AOM 2P8.09XFS0G ST附錄2元器件明細表序號編號名稱數量型號1R1電阻1只10K2R2電阻1只2.2K3R3電阻1只5.1K4R4電阻1只5105R5電阻1只1M6R6電阻1只10K7RP電位器1只5K8C1電容1只0.1u9C2電容1只0.01u10C3電容1只0.33u11C4滌綸電容1只0.1uF/1000V12VTL1光敏三極管1只3DU系列13VTL2光敏