路灯用声音、光测量电路设计

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1、中北大学课 程 设 计 说 明 书学生姓名： 李博 学 号： 0805014120 学 院： 信息与通信工程学院 专 业： 电子信息科学与技术 题 目： 路灯用声音、光测量电路设计 指导教师： 程耀瑜 职称: 教授 李文强 职称: 讲师 2011 年 1 月 6 日 中北大学课程设计任务书 2010/2011 学年第 一 学期学 院： 信息与通信工程学院 专 业： 电子信息科学与技术 学 生 姓 名： 李博 学 号： 0805014120 课程设计题目： 路灯用声音、光测量电路设计 起 迄 日 期： 12月26日1月 7日 课程设计地点： 中北大学 指 导 教 师： 程耀瑜，李文强 系 主 任

2、： 程耀瑜 下达任务书日期: 2010 年 12 月 26 日课 程 设 计 任 务 书1设计目的：本课程设计主要针对模拟电子技术和数字电子技术课程要求，培养学生在查阅资料的基础上，进行实用电路设计、计算、仿真、调试等多个环节的综合能力，同时培养学生用课程中所学的理论独立地解决实际问题的能力。另外还培养学生用专业的、简洁的文字,清晰的图表来表达自己设计思想的能力。2设计内容和要求（包括原始数据、技术参数、条件、设计要求等）：（1）掌握声音测量电路的设计、仿真与调试；（2）掌握光测量电路的设计、仿真与调试；（3）掌握方案设计与论证；（4）掌握用相关软件进行电路图设计、仿真，以及对仿真结果的分析、

3、总结；3设计工作任务及工作量的要求包括课程设计计算说明书(论文)、图纸、实物样品等：（1）提供核心器件的工作原理与应用介绍；（2）提供用Protel99设计的电路原理图，也可给出印刷板电路图；（3）提供用Multisim、MaxPluss、Proteus等其他软件对电路的仿真结果与分析；（4）提供符合规定要求的课程设计说明书；（5）提供参考文献不少于三篇，且必须是相关的参考文献； 课 程 设 计 任 务 书4主要参考文献：（1） 阎石.数字电子技术基础.北京：高等教育出版社，1998；（2） 王远.模拟电子技术.北京：机械工业出版社，2001；（3） 陈汝全.电子技术常用器件应用手册.北京：机

4、械工业出版社，2003；（4） 毕满清.电子技术实验与课程设计.北京：机械工业出版社，2006；（5） 何希才.传感器技术及应用.北京：航空航天大学出版社，2005；（6） 赵阳.声光控制延时电路的设计.电子制作，2007；5设计成果形式及要求：（1）电路原理图，仿真结果；（2）课程设计说明书；6工作计划及进度：2010年 12月26日12 月28日：分析课程设计任务书，查找资料，初步确定方案； 12月 29日12月30 日：论证、确定方案； 12 月31日2011年1月4 日：电路设计、计算、仿真，并完善设计与方案； 2011年1月5日1月6 日：整理资料，书写课程设计说明书；1月 7日：

5、答辩，提交课程设计说明书。系主任审查意见： 签字： 年 月 日摘要本文阐述了简单的声、光同时控制的路灯电路的制作。声、光同时控制的路灯电路，能自动控制白天开关、夜晚亮灯、人走灯灭。具有灵敏、低耗、性能稳定、使用寿命长、节能等特点。选择声敏传感器、光敏传感器作为基本元件。综合了声、光和延时控制、工作稳定、节电并可延长灯泡寿命。光敏传感器,声控传感器两种传感器形成了声控、光控两种控制的电路。利用布局和布线规则完成了电路板的制作。实现了电子开关的两种控制，实验结果实现了灯的控制。关键词：传感器；声控；光控；节能；目录摘要2第1章 绪论41.1 课题研究背景及意义41.2 本文的主要工作4第2章 总体

6、电路设计及其原理说明62.1设计要求6 2.1.1总体要求.6 2.1.2声控电路.7 2.1.3光控电路.8 2.1.4延时电路.82.2总体电路设计.9 2.2.1原理框图.9 2.2.2电路设计.9第3章 单元电路设计与分析113.1电源设计113.1.1电源结构设计113.1.2 结构原理说明113.2声控部分电路设计.123.3光控部分电路的设计.133.4延时处理部分电路的设计.143.5参数计算16第4章 电路图绘制184.1 Protel 99 SE简介184.1.1原理图设计18总结20附录一21附录二22第1章 绪论1.1 课题研究背景及意义 在学校、机关、厂矿企业等单位的

7、公共场所以及居民区的公共楼道，长明灯现象十分普遍，这造成了能源的极大浪费。另外，由于频繁开关或者人为因素，墙壁开关的损坏率很高，增大了维修量、浪费了资金。同时，为了加强我们对模拟电子技术合数字电子技术的理解合巩固，而我设计的课题是声光控制路灯的设计，我设计了一种电路新颖、安全节电、结构简单、安装方便、使用寿命长的声光双控白炽灯节能路灯。在本设计中介绍了声光控路灯控制器的组成、性能，适用范围及工作原理，给出各电路原理图及元件参数选择，节电效果十分明显，同时也大大减少了维修量、节约了资金，使用效果良好。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，电路的拾音器只要检测到有碎发声响

8、，就会自动亮为行人照明，过几分钟后又自动熄灭，节能节电。1.2 本文的主要工作研究目标在了解555、光敏三极管、可控硅等基础上，研究声光双控路灯电路，并对电路进行理论和可行性分析，使研究具有一定的理论水平与使用价值。研究内容随着电子技术的发展，尤其是数字技术的发展，用数字电路技术实现灯的自动发亮、节能节电、延长灯的寿命变得越来越重要，而且贴近我们的实际生活。给人们的生活、带来极大的方便。声光控制开关是声音和光控制电路工作的电子开关。它将声音（如击掌声）和光转化为电信号，经放大、整形，输出一个开关信号去控制白炽灯的工作，在自动控制工业电器和家用电器方面有着广泛的用途。公共场所和居民居住区的公共楼

9、道普遍使用机械手动开关,由于各种原因往往出现许多灯泡点亮长明的现象,故使灯泡寿命短,浪费电量,为国家、单位、个人造成经济损失。另外，由于频繁开关或其他人为因素，墙壁开关的损坏率很高，既增大了维修量、浪费了资金，又容易造成事故隐患。因此，设计研制一种电路新颖、安全节电、结构简单、安装方便的声光双控白炽灯节能自动开关显得相当有必要。使公共场所和居民居住区的公共楼道灯在白天时不亮，晚上闻声自亮，待人走后，几十秒后自动关闭，既方便，又省电。以往的声控开关大多都是应用模拟电子技术进行设计，分立元件多，不可靠，如今单片机技术已经相当成熟，运用单片机可以设计出智能型的声控开关，电路设计好后，运用软件编程来实

10、现其功能，灵活方便，修改简单。本电路为一声光自动控制白炽灯开关。白天或夜晚光线较亮时，光控部分将开关自动关断，声控部分不起作用。当光线较暗时，光控部分将开关自动打开，负载电路的通断受控于声控部分。电路是否接通，取决于声音信号强度。当声强达到一定程度时，电路自动接通，点亮白炽灯。这样，通过对环境声光信号的检测与处理，完成对白炽灯的控制。论文共有4章，其具体内容如下：第1章：绪论：主要介绍本课题的研究背景及意义、研究目标及研究内容第2章：总体电路设计及其原理说明：主要介绍本课题的设计要求以及总体电路的设计第3章：单元电路设计与分析：介绍各个单元电路的结构以及功能，其中包括：电源设计、声控部分电路设

11、计、光控部分电路的设计、延时处理部分电路的设计以及参数计算第4章：电路仿真：利用PROTEL绘制出电路图。第2章 总体电路设计及其原理说明2.1设计要求2.1.1 总体要求 整个电路由电源电路、放大电路、声控电路、光控电路及延时电路等部分组成。（1）当白天或夜晚光线较亮时，整个电路由光控部分控制，声控部分不起作用。光控电路对外界光亮程度进行检测，输出与光亮程度相对应的电压信号，从而实现白天灯泡不亮。此时即便有声音，灯泡也不亮。（2）当光线较暗时，负载电路的通断受控于声控部分。声控电路主要将声音信号转变为电信号，且电路是否接通，取决于声音信号的强度。当声强达到一定程度时，电路自动接通，点亮灯泡。