延時(shí)電路設(shè)計(jì).doc

摘 要路燈控制器主要由聲控電路、光控電路、延時(shí)電路組成。白天的時(shí)候，在光控電路（無(wú)論有無(wú)聲音）作用下，電路的開(kāi)關(guān)元件處于斷開(kāi)狀態(tài)，LED燈不亮。晚上沒(méi)有聲音的時(shí)候，在聲控電路作用下，電路的開(kāi)關(guān)元件處于斷開(kāi)狀態(tài)，LED仍舊不亮；當(dāng)有聲響的時(shí)候，電路的開(kāi)關(guān)元件閉合，燈LED形成通路，LED亮，由于延時(shí)電路的存在，LED持續(xù)亮一段時(shí)間后熄滅，持續(xù)亮的時(shí)間長(zhǎng)短由RC積分電路控制。關(guān)鍵詞：聲控電路；光控電路；RC積分電路。 延時(shí)電路控制系統(tǒng)1.引言科技的進(jìn)步，人們的生活質(zhì)量越來(lái)越好，體力勞作越來(lái)越少這都是自動(dòng)化給人們的解放，相信在不久的將來(lái)，大量的自動(dòng)化技術(shù)會(huì)越來(lái)越多地出現(xiàn)在我們的生活中，出現(xiàn)在我們的身邊。燈具是我們?nèi)粘Ｉ钪斜夭豢缮俚恼彰鞴ぞ?，二十一世紀(jì)的今天，節(jié)能是一種美德，是一種潮流，我們?cè)谶\(yùn)用燈具時(shí)，做為使用者，既想節(jié)能，又不想給自己帶來(lái)頻繁操作的麻煩。路燈控制器能滿足使用者的要求，它在白天的時(shí)候（或者說(shuō)是光線亮的時(shí)候）燈具不會(huì)亮；在晚上，當(dāng)沒(méi)有聲音的時(shí)候，燈具也是不會(huì)亮的，當(dāng)有聲音的時(shí)候，燈具便會(huì)亮，延遲一段時(shí)間后，燈具自動(dòng)熄滅，使人們避免了開(kāi)關(guān)燈具的動(dòng)作。路燈控制器，可以廣泛地應(yīng)用在走廊、衛(wèi)生間、樓道、及道路兩旁的路燈上等處，這樣既方便了自身，又節(jié)約了電能。1.1設(shè)計(jì)目的設(shè)計(jì)一個(gè)路燈控制電路，準(zhǔn)確地理解有關(guān)要求，獨(dú)立完成系統(tǒng)設(shè)計(jì)，要求所設(shè)計(jì)的電路具有以下功能：（1）具有光控功能，白天光線較亮、即使有聲音時(shí)路燈也不亮，光線較暗、有聲音時(shí)路燈點(diǎn)亮；（2）具有聲控功能，晚上光線較暗、有聲音時(shí)路燈點(diǎn)亮，聲音消失后延時(shí)照明一段時(shí)間后自動(dòng)熄滅；（3）采用高亮度LED作為照明光源。1.2 設(shè)計(jì)要求用光控電路和聲控電路兩個(gè)控制電路，以及一個(gè)運(yùn)放器來(lái)實(shí)現(xiàn)發(fā)光二極管的延時(shí)功能。要求：A、在白天，不管有沒(méi)有聲音，發(fā)光二極管始終不發(fā)光。B、在晚上，只要有聲響，發(fā)光二極管就發(fā)光，且延時(shí)一段時(shí)間后自動(dòng)熄滅。C、時(shí)間要求160s可調(diào)。1.3設(shè)計(jì)內(nèi)容1搭建電源整體電路：2. 設(shè)計(jì)聲控、光控電路3. 設(shè)計(jì)延時(shí)電路2方案論證2.1設(shè)計(jì)方案一采用含555定時(shí)器、光敏三極管、雙向可控硅的聲光控電路簡(jiǎn)要分析其優(yōu)點(diǎn)：此聲、光同時(shí)控制的新式照明燈用光敏三極管的輸出端控制555的觸發(fā)控制端，用音頻放大電路控制555的復(fù)位端。555定時(shí)器接成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，控制雙向可控硅，簡(jiǎn)單易制、成本低、節(jié)電又方便。但是在該電路在聲強(qiáng)50dB時(shí)，對(duì)照明燈的有效控制率高于94，過(guò)于敏感。很小的聲音也會(huì)促使燈發(fā)光，會(huì)造成能源的浪費(fèi)。2.2設(shè)計(jì)方案二LED燈與可做為開(kāi)關(guān)的元件串聯(lián)，聲控電路和光控電路來(lái)控制開(kāi)關(guān)的閉合和斷開(kāi)。當(dāng)既滿足聲控電路的條件，又滿足光控電路的條件時(shí)，開(kāi)關(guān)元件閉合，形成導(dǎo)電回路，燈LED亮，延時(shí)電路會(huì)在沒(méi)有下一個(gè)觸發(fā)信號(hào)到來(lái)時(shí)使燈LED持續(xù)亮一段時(shí)間，持續(xù)時(shí)間的長(zhǎng)短由電容C的充放電時(shí)間常數(shù)決定。當(dāng)只滿足光控電路的條件或者只滿足聲控電路的條件時(shí)，開(kāi)關(guān)元件處于斷開(kāi)狀態(tài)，LED沒(méi)有形成回路，故LED不亮。聲控信號(hào)和光控信號(hào)由四個(gè)與非門進(jìn)行處理，處理后的電平對(duì)開(kāi)關(guān)元件進(jìn)行控制?？傮w設(shè)計(jì)框圖如下： 聲控電路光控電路信號(hào)處理執(zhí)行機(jī)構(gòu)延時(shí)電路電源電路 圖1 總體設(shè)計(jì)框圖2.3方案對(duì)比選擇考慮到節(jié)能，以及電路的構(gòu)造問(wèn)題，比起方案一，方案二符合我們的設(shè)計(jì)要求，所以選擇方案二來(lái)完成本學(xué)期模擬電子基礎(chǔ)課 3.單元電路圖3.1電源電路1. 橋式整流橋式整流是電流電路重要的組成部分，它為整個(gè)電路提供電能，使電路能正常工作。220V的市電，經(jīng)橋式整流后的電壓理論傎為0.9*220=198V，實(shí)測(cè)傎為170V左右。它的作用是把交流電，變換成單向脈動(dòng)直流電。2. 濾波電路電容C1為濾波電容，它的作用是把整流后的脈動(dòng)直流電，變換為較為平滑的直流電。R1和R2起到分壓的作用。電路圖如下： 圖3.1 電源電路圖3.2聲控電路聲控電路中，主要的元器件有三極管VT和聲敏電阻。靜態(tài)時(shí)，VT處于導(dǎo)通狀態(tài)，out為低電平；當(dāng)有聲音信號(hào)時(shí)，三極管處于截止?fàn)顟B(tài)，out為高電平。電路圖如下：圖3.2 聲控電路圖3.3光控電路光照強(qiáng)時(shí)，光敏電阻R9的阻值變小，74ls00第二管腳相應(yīng)就為低電平；當(dāng)光照弱時(shí)，R9阻值變大，74ls00第二管腳相應(yīng)為高電平。電路圖如下：圖3.3 光控電路3.4延時(shí)電路延時(shí)電路由RC積分電路組成的，利用電容兩端電壓不能突變的特性來(lái)實(shí)現(xiàn)的，改變電容C的值，可以改變延遲時(shí)間的長(zhǎng)短。4.整體電路工作原理分析4.1電路原理方框圖聲控電路光控電路信號(hào)處理執(zhí)行機(jī)構(gòu)延時(shí)電路電源電路 圖4.1總體設(shè)計(jì)框圖4.2電路工作原理1.電源單元：市交流電經(jīng)D14整流后，經(jīng)R1、R2分壓，在C1兩端獲得約12V的工作電壓，供控制電路工作。2.路燈控制單元：包括光控和聲控單元，R9為光敏電阻，白天時(shí)在光照的作用下，呈低阻狀態(tài)，74ls00二腳處于低電平，而由于R5的存在，在靜態(tài)時(shí)VT為導(dǎo)通狀態(tài)，74ls00一腳為低電平，其第三腳輸出為高電平。該電平經(jīng)與非門反相后74ls00四腳為低電平，使二極管D5因處于反偏狀態(tài)而截止，使得74ls00十一腳為低電平，三極管TIP4處于截止?fàn)顟B(tài)，燈LED0不亮。5.電路仿真與測(cè)試調(diào)整5.1延時(shí)路燈控制電路仿真采用multisim仿真軟件進(jìn)行仿真。將整個(gè)電路原理圖繪于軟件后，進(jìn)行仿真。仿真圖如下：圖5.1 延時(shí)電路仿真圖5.2延時(shí)路燈控制電路安裝與調(diào)試（1）根據(jù)電路原理圖準(zhǔn)備好所需要的元器件；（2）對(duì)單元電路進(jìn)行試驗(yàn)；（3) 對(duì)線路進(jìn)行布局，使得電路連接簡(jiǎn)化清晰；（4）接實(shí)物圖，檢查電路是否導(dǎo)通。經(jīng)驗(yàn)總結(jié)：（1）三極管各級(jí)容易接錯(cuò)，需要仔細(xì)檢查；（2）第一次焊接電路時(shí)，容易使銅線擦掉，焊接好后，要檢查電路是否斷路；（3）注意安全。6.總結(jié)與致謝在本次課程設(shè)計(jì)中，我感觸很多，平常模電學(xué)習(xí)時(shí)只是空洞的書本理論，缺乏實(shí)際操作，往往讓人產(chǎn)生厭倦。而課程設(shè)計(jì)正是跳出純粹的理論知識(shí)在實(shí)踐中檢驗(yàn)我們各項(xiàng)學(xué)習(xí)和動(dòng)手能力。隨著設(shè)計(jì)，好多需要考慮的問(wèn)題一個(gè)一個(gè)的出現(xiàn)在我的眼前，要想完成電路的設(shè)計(jì)，就需要仔細(xì)地把一個(gè)個(gè)問(wèn)題解決好。為了解決設(shè)計(jì)中的問(wèn)題，自己不厭其煩的去圖書館查資料，和同學(xué)交流一起想解決問(wèn)題的辦法。以前在學(xué)習(xí)專業(yè)課時(shí)，感覺(jué)沒(méi)有多少實(shí)際的用途，因而學(xué)習(xí)興趣不高。通過(guò)這次的課程設(shè)計(jì)，我認(rèn)識(shí)到了學(xué)校開(kāi)設(shè)的課程都是有一定作用的，只是在學(xué)習(xí)的時(shí)候沒(méi)有體會(huì)到罷了。以后要好好學(xué)習(xí)自己的專業(yè)課，勤于動(dòng)手，把所學(xué)的用于實(shí)際的生活中，做到實(shí)踐與理論相結(jié)合?？傊?，這次的課程設(shè)計(jì)讓我學(xué)到了很多東西，牢記了很多東西。體會(huì)到理論到實(shí)踐有很大的距離，從理論到實(shí)踐是一次質(zhì)的跨越，只有把理論運(yùn)用到實(shí)際中，才能體現(xiàn)出知識(shí)的作用和價(jià)值。感謝系里給予我們這個(gè)寶貴的平臺(tái)，讓我們有了鍛煉自己、展示自己的機(jī)會(huì)。感謝所有幫助過(guò)我們的同學(xué)們！在此我們真誠(chéng)的對(duì)你們說(shuō)一句：謝謝！我們會(huì)把老師們的教導(dǎo)銘記在心，運(yùn)用到今后的學(xué)習(xí)和工作中！參考文獻(xiàn)1電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)與課程設(shè)計(jì) 趙淑范主編 出版社：清華大學(xué)出版社2002年10月1版2電子技術(shù)基礎(chǔ)數(shù)字部分 康華光主編 高等教育出版社 2006年01月5版3電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬部分 康華光主編 高等教育出版社 2006年01月54朱紅、李穎、韓冰、唐續(xù)、王華玉.電子技術(shù)綜合實(shí)驗(yàn).電子科技大學(xué)出版社，20055卞小梅.電子技術(shù)基礎(chǔ).電子工業(yè)出版社，2005附錄一：電路原理圖與PCB圖附錄三：整機(jī)實(shí)物圖附錄三：元件清單DescriptionDesignatorFootprintLibRefQuantityCapacitor (Semiconductor SIM Model)C1CAPR2.54-5.1x3.2Cap Semi1Capacitor (Semiconductor SIM Model)C2CAPR2.54-5.1x3.2Cap Semi1CapacitorC3RAD-0.3Cap11 Amp General Purpose RectifierD1DIODE-0.4Diode 1N400711 Amp General Purpose RectifierD2DIODE-0.4Diode 1N400711 Amp General Purpose RectifierD3DIODE-0.4Diode 1N400711 Amp General Purpose RectifierD4DIODE-0.4Diode 1N400711 Amp General Purpose RectifierD5DIODE-0.4Diode 1N40071Typical INFRARED GaAs LEDDS1LED-0LED01Header, 2-PinP1HDR1X2Header 21Header, 2-PinP2HDR1X2Header 21Header, 2-PinP3HDR1X2Header 21NPN General Purpose AmplifierQ1BCY-W3/E42N39041Silicon Controlled RectifierQ2SFM-T3/E10.7VSCR1ResistorR1AXIAL-0.