1、電子實習報告 聲光雙控開關的設計摘 要     在學校、機關、廠礦企業等單位的公共場所以及居民區的公共樓道，長明燈現象十分普遍，這造成了能源的極大浪費。另外，由于頻繁開關或者人為因素，墻壁開關的損壞率很高，增大了維修量、浪費了資金。同時，為了加強我們對模擬電子技術合數字電子技術的理解合鞏固，我花了1個星期的時間進行電子技術課程設計，而我設計的課題是聲光控制路燈的設計，我設計了一種電路新穎、安全節電、結構簡單、安裝方便、使用壽命長的聲光雙控白熾燈節能路燈。在本設計中介紹了多種聲光控路燈控制器的組成、性能，適用范圍及工作原理，給出各電路原理圖及元件參數選擇，

2、節電效果十分明顯，同時也大大減少了維修量、節約了資金，使用效果良好。白天光照好，不管過路者發出多大聲音，都不會是燈泡發亮。夜晚光暗，電路的拾音器只要檢測到有碎發聲響，就會自動亮為行人照明，過幾分鐘后又自動熄滅，節能節點。 關鍵字：自動控制；節能；信號放大整形；光電開關；聲控電路；光控電路；延時電路 目錄一綜述二總體電路設計2.1. 方案一設計2.2. 方案二設計2.3. 方案比較三單元電路設計與分析3.1. 電源設計3.2. 信號放大整形電路設計3.3. 延時處理電路單穩態電路的設計四、電路仿真五、所需元器件清單補充： 555定時器六、收獲和體會七 參考文獻 一綜述整個電路由電源電路，放大電路

3、，處理電路（聲控電路、光控電路）及延時電路等部分組成。電源由太陽能電池供電，光敏控電路對外界光亮程度進行檢測，輸出與光亮程度相對應的電壓信號。從而實現白天燈泡不亮晚上遇到聲響時，通過聲控電路使燈泡自動點亮，聲控電路主要將聲音信號轉變為電信號，從而要實現自動控制，延時電路聲音消失后延長一段光照時間。必要時可加一個手動開關，以增強電路的實用性。總體方框圖如下所示圖。二總體電路設計2.1.方案一原理框圖圖4.1電路圖如圖2.1 圖 2.1電路簡述 本電路為一聲光自動控制白熾燈開關。白天或夜晚光線較亮時，光控部分將開關自動關斷，聲控部分不起作用。電路主要由555集成電路和聲控專用集成電路bhsk-1組

4、成。白天或夜晚光線較亮時，光控部分將開關自動關斷，聲控部分不起作用。當光線較暗時，光控部分將開關自動打開，負載電路的通斷受控于聲控部分。電路是否接通，取決于聲音信號強度。當聲強達到一定程度時，電路自動接通，點亮白熾燈，并開始延時，延時時間到，開關自動關斷，等待下一次聲音信號觸發。2.2.方案二原理框圖原理簡述：聲源產生的聲音信號，經聲電轉換器后轉換成微弱的電信號，該信號經放大后送處理器處理，處理器將幅度、頻率不盡相同的一群聲波信號轉換成一次狀態改變的控制信號，該信號經延時處理電路達到設計要求時間與設計要求功能，經執行機構直接控制負載動作，處理電路如下圖：2.1聲光控路燈控制器電路原理圖2.2：

5、圖2.2電路簡述 本電路為一聲光自動控制白熾燈開關。白天或夜晚光線較亮時，光控部分將開關自動關斷，聲控部分不起作用。電路主要由555集成電路和聲控專用集成電路bhsk-1組成。白天或夜晚光線較亮時，光控部分將開關自動關斷，聲控部分不起作用。當光線較暗時，光控部分將開關自動打開，負載電路的通斷受控于聲控部分。電路是否接通，取決于聲音信號強度。當聲強達到一定程度時，電路自動接通，點亮白熾燈，并開始延時，延時時間到，開關自動關斷，等待下一次聲音信號觸發。2.3.方案比較方案一和方案二的原理基本相同，但考慮到電源的穩壓性能，和器材的價格，覺得方案二比較適合。三單元電路設計與分析3.1電源設計電源電路的

6、種類繁多，如變壓器降壓；橋式整流全波整流；lc、rc濾波；三端穩壓器穩壓等。具體采用什么電路合適，則根據主體電路及執行機構不同和可靠、價廉、有效益等要求進行選用。電源的設計結構如下：降壓穩流部分由r1c1、全橋qd和濾波電容c2組成，dw穩壓后得到+9v的電壓，為電燈控制電路提供了工作電壓。電源電路3.13.2信號放大整形電路設計放大電路實現方法很多，除分立器件實現之外，還可采用運放，也可采用門電路等來實現。本系統放大整形電路設計結構信號放大整形電路圖 3.2拾音器采用電壓蜂鳴器htd3514他的壓電效應，既當有音響作用到壓點陶瓷片上時，聲震導致的繞曲變形就會產生相應的電效應。由于聲電效應較小

7、，設計了vt1，vt2，直耦式音頻放大器，將信號放大，并由d2，d3，c7倍壓整流再經t3倒相放大，觸發單穩態電路。3.3延時處理電路單穩態電路的設計555和r9、c8、vt4、vt5等組成光控單穩態電路。所謂光控就是利用光敏三極管對不同光照呈現的阻抗不同，對時基電路555的四腳進行高低電平的控制，或處于等待觸發狀態，或處于強制復位狀態。白天光照vt5呈低阻，vt2正偏置而飽和倒通。其集電極電位，即555的4腳被鉗制在0.3v左右，從而是555處于強制復位狀態，此時不管2腳有多大的觸發電平，555均不會翻轉置位。可控硅不會觸發倒通，電燈無電不亮。夜晚光暗，此時vt5呈高阻而截止，vt4無偏置電

8、流，呈截止狀態。555的4腳呈高位，使555觸發器處于單穩態觸發狀態，此時如果有聲響，經拾音，放大，倍壓整流后，正極性信號使vt3飽和倒通，下跳變信號加之555的二腳使555翻轉置位。3腳由原來的低電平變為高電平（約+8.5v），經r3限流后觸發雙向可控硅scr并倒通，電燈h得電點亮。電燈點亮的時間即單穩態電路觸發后高電平持續的時間（穩態時間），他取決于單穩態電路的時間常數，其大小為， td=1.1（r9）（c8）圖示電路的單穩態時間為120s，即電燈點亮后2分鐘熄滅。本電路裝配無須調試，但元器件的選擇很重要，拾音器的選用直徑較大的壓電陶瓷片，htd35a-1,目的是拾取教多的聲壓，他的諧振頻

9、率較低2.8kh，對淬發的聲音聲壓較好。v1管選用c485，的值不少于150倍。光敏三極管vt5選用暗電流id較小,光電流ic較大3ud，降壓電容選用耐壓400v以上的金屬化紙介電容器，全橋整流的qd的反向擊穿電壓選用1a300v以上的器件，以確保安全。延時處理電路單穩態電路圖 3.3四、電路仿真4.1聲光控制開關電路原理圖聲光控制開關電路原理圖5.14.2當白天時，回路沒有接通，路燈不亮，仿真為4.3電燈處電壓的波形為電源電壓波形，但沒有回路電燈不亮仿真如圖：4.4當夜晚時候，有外界聲源，回路接通，路燈點亮，仿真為：4.5電燈處原電壓的波形為電源電壓波形，但因繼電器沒有閉合沒有回路電燈不亮仿

10、真如圖：4.6而線路接通后的電燈處的波形圖為下圖可作比較，仿真圖為：五、所需元器件清單表6-1元器件名稱數量備注555定時器1全橋電路qd1htd35a-11c110.47ufc21220ufc3147ufc414.7ufc5110ufc6110ufc710.68ufc81100ufc910.01ufnpn5光敏三極管vt51二極管3電阻11r1（560k），r2（200），r3（300），r4（430k），r5（4.3k），r6（2.7k），r8（5.6k），r9（1.1m），r10（22k），r11（20k）補充：555定時器555定時器是一種將數字功能和模擬功能集為一體的中規模集成電路。

11、它的結構比較簡單，使用卻非常靈活，也很方便，可以用它構成多諧波振蕩器、施密特觸發器和施密特觸發器等。用555定時器構成的各種電路，都是通過定時控制，實現信號的產生與變換，從而完成其他控制功能。（1）.555定時器的結構各種555定時器的電路結構大同小異，它由比較器c和c、基本觸發器和輸出級三個部分組成，外部共有8根引腳，各腳的名稱和功能如下：1腳為接地端，也是芯片的公共端；8腳為電源端v；3腳為信號輸出端v；7腳為放電端。如果經過一個足夠大的電阻街道電源上那么放電端可獲得一個與輸出端相一致的電平。4腳為直接復位端。只要在此輸入低電平，輸出端立即被置為低電平，不受其他輸入狀態的影響。正常工作是接

12、高電平可直接接到電源上6腳為c比較器的信號輸入端v又稱閾值段th；2腳為c比較器的信號輸入端v又稱為觸發端。它們輸入的信號可以是數字信號也可以是模擬信號，分別與比較器所設置的參考電壓進行比較便于控制輸出狀態。5腳為控制電壓輸入端v。如果v端沒有外加電壓時兩個比較器的參考電壓，由電源電壓經過三個等值電阻分壓提供，則v=v，v=v。在這種情況下，該端可通過電容（0.01f）接地，防干擾信號竄入。如果該端接入外電壓v時，則，v= v， v=v，因此v可改變參考電壓值v。（2）. 芯片功能 1 若=0，不管其它輸入如何輸出端都為低電平。2 若=1，當v>()v且v>(v)時，比較器c輸出為

13、0，c輸出為1，即v=0，v=1，基本rs觸發器狀態q置成0，輸出v為低電平；同時放電管t導通。3若=1，當v>()v且v<(v)時，比較器c、c輸出都為0，即v=v=0，基本rs觸發器狀態q=1，輸出低q端為高電平，v也輸出為高電平，同時放電管t截止，放電端沒有放電回路。4 若=1，當v<()v且v<(v)時, 比較器c輸出為1，c輸出為0，即v=1，v=0，基本rs觸發器狀態q置成高電平，v也輸出為高電平，同時放電管t截止，放電端沒有放電回路。5若=1，當v<()v且v>(v)時，比較器c、c輸出都為1, 即v=v=1, 基本rs觸發器狀態q保持不變，v

14、和放電管狀態保持不變。 表6 -2輸入各級輸出t狀態vvvv觸發器輸出q輸出vt狀態00低電平導通1()v(v)010低電平導通1()v(v)001高電平截止1()v(v)100高電平截止1()v(v)11q不變不變（3）. 555定時器連接的施密特觸發器用555定時器連接成施密特觸發器，端2和端6接在一起作為輸入信號，5端和8端接接直流電源，4端接電容，即可得到施密特觸發器。為了提高其穩定性長在4端接0.01左右的電容。6端和2端處的輸入信號為v當v<v時，v=1，v=0，q=1，故v=v；當v< v<v時，v=v=1，故v=v保持不變；當v>v以后，v=0，q=0，

15、故v=v；因此v=v。其次，再看v從高于v開始下降的過程：當v< v<v時，v=v=1，v=v保持不變；當v<v以后，v=1，v=0，q=1，故v=v；因此v=v由此得到電路回差電壓為v= v- v=v如果參考電壓由由外接電壓v供給，則不難看出這時v= v，v=v，v=v。通過改變v值可以調節回差電壓的大小。六、收獲和體會 在這兩周的電子技術課程設計中，我做的課題是“聲光控制開關”。這是一種聲音和光照雙控照明燈，它可以用于樓梯、過道、庫房的場合。白天光照好，不管過路者發出多大聲音，都不會是燈泡發亮。夜晚光暗，電路的拾音器只要檢測到有碎發聲響，就會自動亮為行人照明，過幾分鐘后又

16、自動熄滅，節能節點。在電源設計中要根據其主體電路及執行機構不同，要求可靠，價廉，有效益。由于此開關在光線較暗時是否接通取決于聲音的強弱，因此為加強其工作效應，設計了信號放大整形電路，微弱的信號經過此電路加工也能使開關工作。本次的聲光控制開關的設計實踐將我們學到的知識應用到了實踐，深化了對數字電路設計、和模擬電子設計的認識，使我們在設計的實踐中獲得新知。學習了一年的理論知識和實踐操作，我不僅僅得到的是課本上的東西，更重要的是我通過自己的獨立動手，老師和同學的耐心指導下，讓我學會了分析電路、設計電路的步驟以及計算機輔助作圖等。在此設計中利用到了三極管的放大 、光敏效應，特別是讓我溫習了555觸發器的知識與應用， 讓我們進一步空固和掌握前面所學的基礎知識，加深對了對模擬電路.數字電路.理解，對元氣件的使用更加深刻。設計一開始不知如何下手，經過廣泛查閱資料方 我們無論是生活還是學習都離不開外界的力量，當然也要有自己的努力，老師說：“做得好不好是另外一回事，但是要自己動手去做，認真思考：”我自知這次的設計有很多的不