数字电子技术基础课程设计**。
楼道声光控制照明灯设计。
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学号： 设计时间。
实验地点。目录。
第一章设计内容3
1.1 前言3
1.2 目的3
1.3 工具及材料3
1.4 使用电烙铁注意事项3
第二章电路制作过程4
2.1 工作原理4
2.2 电路原理4
2.3 电路主要组成5
第三章电路调试9
3.1 电路连接9
3.2 装配与调试9
3.3 心得体会9
3.4 附录10
参考文献10
第一章。1.1前言。
随着电子技术的发展，声控灯走进了我们的生活并广泛被人们所使用。它仅节约了电资源，而且用起来异常的方便，使人们不必在黑暗中摸索开关。
1.2目的。
通过课程设计，制作楼道声光控制灯，学会用电烙铁焊接电路板完成实验，掌握数字电路设计方法，学会焊接技术，进一步了解数电与实际生活的联系。
1.3工具及材料。
材料：电路主要由555定时器运算放大器单稳态触发器电阻光敏电阻电容发光二极管驻极话筒。
工具：万用表钳子镊子电烙铁。
驻极话筒。1.4使用电烙铁注意事项。
电烙铁要用220v交流电源，使用时要特别注意安全。应认真做到以下几点：
电烙铁插头最好使用三项插头。要使外壳妥善接地。
使用前，应认真检查电源插头、电源线有无损坏。并检查烙铁头是否松动。
电烙铁使用中，不能用力敲击。要防止跌落。烙铁头上焊锡过多时，可用布擦掉。不可乱甩，以防烫伤他人。
焊接过程中，烙铁不能到处乱放。不焊时，应放在烙铁架上。注意电源线不可搭在烙铁头上，以防烫坏绝缘层而发生事故。
使用结束后，应及时切断电源，拔下电源插头。冷却后，再将电烙铁收回工具箱。
第二章。2.1 工作原理。
声控照明电路的主要原理：是利用了声学和电子学的原理即用声音传感器将声音信号转换成电信号从而推动触发器触发使电路导通工作。
作为一个智能化声控照明电路应具有以下功能：
能在声音的控制下实现电路的导通与截止。
声音的发出应是多方面的如脚步声，物体打击声等。
响应时间应越短越好。
2.2 电路原理：
电路原理：利用光敏元件随光照强度的变化而阻抗发生变化的特点，去控制电信号的强弱，再由传感器将变化的电信号传递给触发器，只要电信号强度达到一定程度将触发触发器使其导通工作。光控照明电路其主要功能是实现当外界光照强度降低到一定程度时，使照明电路导通工作。
就其方案而言多种多样，但我们在设计时必须要考虑方案的可行性，稳定性以及元器件的灵敏度，尤其是光敏元件必须选择灵敏度高的这样电路功能才能较容易实现，为此我们在设计光控电路时，不但要尽量使电路结构简化，而且要使电路功能强，功能的实现要可靠稳定。
对于由硬件构成的定时器，一般是用改变r、c元件值控制定时的，其效率较高，但灵活性，通用性较差如555定时器；而由软件构成的定时器是执行一段程序来实现定时的，其灵活性通用性较高，但效率较差；故现在设计定时器一般都是采用软硬相结合的方法集两者之长通过编程设定不同的延时常数，而由硬件控制定时过程，其效率和灵活性都得到了较大的提高。如大规模集成电路可编程计数器8253，51单片机通过编程构成计数器等。在一个实际的电路中延时不是主要目的，而主要目的是为了完善电路功能。
故作为一个延时电路，在整个电路中其应在延时结束后能发出一个结束信号，控制电路是否继续工作下去。
所以前述声控，光控电路尽管也能实现控制电路的功能，但其功能是不完善的，为此应对其进行改进有三种方案可行：①声控延时；②光控延时；③声光联控延时；此三种方案可用于不同的场合，现就第三种方案加以事例进行分析。
2.3 电路主要组成部分：
555定时器：
555定时器是一种多用途的数字---模拟混合集成电路，利用它能极方便地构成施密特触发器。555 定时器一般用双极性工艺制作的称为 555，用 cmos 工艺制作的称为 7555，除单定时器外，还有对应的双定时器 556/7556。555 定时器的电源电压范围宽，可在 4.
5v~16v 工作，7555 可在 3~18v 工作，输出驱动电流约为 200ma，因而其输出可与 ttl、cmos 或者模拟电路电平兼容。
555 定时器成本低，性能可靠，只需要外接几个电阻、电容，就可以实现多谐振荡器、单稳态触发器及施密特触发器等脉冲产生与变换电路。它也常作为定时器广泛应用于仪器仪表、家用电器、电子测量及自动控制等方面。555 定时器的内部电路框图和外引脚排列图分别如图 2.
9.1 和图 2.9.
2 所示。它内部包括两个电压比较器，三个等值串联电阻，一个 rs 触发器，一个放电管 t 及功率输出级。它提供两个基准电压vcc /3 和 2vcc /3
555 定时器的功能主要由两个比较器决定。两个比较器的输出电压控制 rs 触发器和放电管的状态。在电源与地之间加上电压，当 5 脚悬空时，则电压比较器 a1 的反相输入端的电压为 2vcc /3，a2 的同相输入端的电压为vcc /3。
若触发输入端 tr 的电压小于vcc /3，则比较器 a2 的输出为 1，可使 rs 触发器置 1，使输出端 out=1。如果阈值输入端 th 的电压大于 2vcc/3，同时 tr 端的电压大于vcc /3，则 a1 的输出为 1，a2 的输出为 0，可将 rs 触发器置 0，使输出为 0 电平。
2.3.1 lm358
lm358 内部包括有两个独立的、高增益、内部频率补偿的双运算放大器，适合于电源电压范围很宽的单电源使用，也适用于双电源工作模式，在推荐的工作条件下，电源电流与电源电压无关。它的使用范围包括传感放大器、直流增益模块和其他所有可用单电源供电的使用运算放大器的场合。
lm358 的封装形式有塑封8引线双列直插式和贴片式。
特性(features):
· 内部频率补偿。
· 直流电压增益高(约100db)
· 单位增益频带宽(约1mhz)
· 电源电压范围宽：单电源(3—30v)；
双电源(±1.5 一±15v)
· 低功耗电流，适合于电池供电。
· 低输入偏流。
· 低输入失调电压和失调电流。
· 共模输入电压范围宽，包括接地。
· 差模输入电压范围宽，等于电源电压范围。
输出电压摆幅大(0 至vcc-1.5v)
2.3.2单稳态触发器74ls123：
74ls123芯片是一种常用的单稳态触发器，常用在各种数字电路和单片机系统的显示系统之中，74ls123的输入采用了施密特触发输入结构，所以74ls123的抗干扰能力比较强。
74ls123管脚图和逻辑符号。
2.3.3 声控部分：
mic是一种声控元件，声音是震动产生的，声波在空气中传播，如果遇到固体则会把这种震动传播到固体上。声控元件就是这种对震动敏感的物质，把声音信号转化为电信号，有声音时就接通（电阻变小），没有声音时就断开（电阻变的很大）。
2.3.4 光控部分：
光敏电阻器是利用半导体的光电效应制成的一种电阻值随入射光的强弱而改变的电阻器；入射光强，电阻减小，入射光弱，电阻增大。光敏电阻器一般用于光的测量、光的控制和光电转换（将光的变化转换为电的变化）。通常，光敏电阻器都制成薄片结构，以便吸收更多的光能。
当它受到光的照射时，半导体片（光敏层）内就激发出电子—空穴对，参与导电，使电路中电流增强。
第三章。3.1 电路连接。
mic为声电转换器。
电路中lm358构成电压比较放大器。
非门和与非门构成信号逻辑分析电路。
555定时器为定时开关。
继电器为照明电路接通开关。
d1，d2，c5，mc78l05cp和降压器构成降压整流电路。
当白天时，光敏电阻rl成低阻状态，与非门输出高电平，555定时器3脚则保持低电平，继电器开关k保持断开状态，照明电路断开。
当夜晚时，光敏电阻rl成高阻状态。阻值远远大于r6，输出高电平。
当话筒未接收到声音时，lm3900的4脚输出为高电平，电容c2右端为高电平，信号通过逻辑门电路后变为高电平，输入到555定时器2脚，555定时器3脚则保持低电平，继电器开关k保持断开状态，照明电路断开。
当话筒接收到声音时，lm3900的4脚输出为低电平。由于电容两端电压不能突变，电容c2右端为低电平，信号通过逻辑门电路后变为低电平。输入到555定时器2脚，当555定时器2脚接收到一个低电平时，555定时器3脚则输出一定时间的高电平，使三极管t导通，继电器开始工作，继电器开关k闭和，照明电路接通。
照明持续一段时间后，555定时器3脚变为低电平，继电器开关k关断，照明电路断开。
3.2 装配与调试。
1制图。在电路图中，往往不画出数字集成电路的电源接线，因为这并不影响电路功能的分析，但在实际制作时要按规定接入工作电源和地线，
2制作电路板。
将电子元件按电路图所示一个接一个焊到电路板上，焊接时要仔细小心，同时要注意电容的正负极，二极管的正负极，同时也要注意不要烫伤自己。
3 调试。电路连接完成后关掉室内的灯，确保没有自然地光源，发出一些声音观察二极管是否发光，停止发出声音，等待几秒观察二极管是否自动熄灭，如果熄灭则说明制作成功。否则说明有问题需继续调试。
3.3 心得体会。
通过这次课程设计是我对声控灯的原理有了进一步的认识，而且在连接电路时也遇到了一些问题，如焊晚时发现等不亮，经过仔细的检查之后才发现原来是有些地方虚焊了，而且在焊电路的过程中一定要仔细，若果不仔细很容易使电子元件短路。通过这次课程设计也进一步增强我们小组的合作能力。
楼道声控灯课程设计
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