课题名称步脚声控制照明灯。
脚步声控制照明灯。
要求：1.白天光线较强，照明灯不会点亮；
2.晚上有脚步声照明灯被点亮，脚步声小的时候灯亮，延时十秒再自动熄灭；
3.元件：功率集成电路加分立元件；
目录。第一章． 设计背景 1
1.1 课题背景 1
1.2 课题研究的目的和意义 1
1.2.1 研究目的： 1
1.2.2 研究意义： 1
1.3 国内外概况 2
第二章．设计方案 3
2.1 方案提供 3
2.1.1 方案1 3
2.1.2 方案2 4
2.2 方案选择 4
第三章． 电路的原理和组成 5
3.1 电路的原理 5
3.1.1 电路原理框图 5
3.1.2 电路原理图 5
3.1.3 电路的原理 5
3.2 电路的组成 6
3.2.1 声音放大电路 6
3.2.2 光敏电阻控制电路 7
3.2.3 延时电路 7
3.2.4 交流开关和限流电路 8
第四章．实验结果 8
第五章．结束语 9
参考文献 9
第一章． 设计背景。
1.1 课题背景。
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。声光控电路已成为人们日常生活中必不可少的必需品，它不需要开关，当有人经过时会自动的亮；广泛应用于走廊、楼道、招待所等公共场所，给人们的生活带来极大的方便。因此，得到了广泛的应用。
声光控电路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各种电器的工作，在自动控制工业电器和家用电器方面有着广泛的用途。由于，本电路广泛应用于人们的日常生活中，所以，有很大的重要作用。
随着现代科技的高速发展，照明灯的需求也在不断的增大，人类有意识地采用各种方法改进它。照明，不仅改变了人们“日出而作，日落而息”的生活方式，也丰富了我们的精神世界。
1.2 课题研究的目的和意义。
1.2.1 研究目的：
通过这次的课题研究，我希望在理清它的发展脉络的基础上，进一步了解它的发明原理，将平时所学习的知识运用到实验探索上，这对提高我的动手能力、创新意识及锻炼思维活动无疑是一个莫大的帮助。同时我也希望这次的设计能让同学们进一步地了解照明灯，而不是仅局限于课本知识以内。从小的突破点入手，掌握又一项科技知识，从而实现课堂外的又一次提高，为现代教育科学尽一份力量！
1.2.2 研究意义：
用声光控延时开关代替住宅小区的楼道上的开关，只有在天黑以后，当有人走过楼梯通道，发出脚步声或其它声音时，楼道灯才会自动点亮，提供照明。当人们进入家门或走出公寓，楼道灯延时几秒钟后会自动熄灭。在白天，即使有声音，楼道灯也不会亮，可以达到节能的目的。
声光控延时开关不仅适用于住宅区的楼道，而且也适用于工厂、办公楼、教学楼等公共场所，它具有体积小、外形美观、制作容易、工作可靠等优点，适合于各种楼房走廊的照明设备。 降低能耗、节约能源、注重环保是当今世界的主潮流，高能耗且会加剧温室效应的白炽灯越来越不受欢迎。继公布“欧盟后年**白炽灯”的时间表后，世界各地陆续抛弃白炽灯已成定局，环保型节能荧光灯是白炽灯的替代者。
节能荧光灯vs白炽灯，胜券在握已无悬念，但楼道照明却限制了荧光灯的使用，因为楼道照明是非持续性的，有人经过才需要光亮，而不断的开关通断会影响荧光灯的使用寿命，所以声光控白炽灯在楼道照明领域得到广泛应用。
1.3 国内外概况。
由于近年来我国的照明器材行业的迅速崛起，中国已经成为电光源产品的主要输出国之一。照明器材行业属一般性竞争行业，是我国轻工业对外开放较早的行业之一。wto后，国际上一些知名品牌大企业相继进入国内产销领域，使得国内竞争国际化。
努力增加节能光源和不同档次、花样、不同用途的照明器具的开发，加快绿色、节能光源产品的开发推广和应用是我国目前照明器材行业结构调整的重点。我国照明器材行业将面临着前所未有的机遇和挑战，而由此带来的巨大商业利益也成为一些企业瞩目的焦点。
随着全球经济一体化，发达国家产业调整的步伐进一步加快，一般照明电器产品生产大量向发展中国家转移，而中国又是一个比较适合的国家，一是中国具备生产这些产品的条件，二是劳动力成本比较低，从而使中国逐步成为照明电器产品出口大国。 展望未来的国内市场，需求仍会呈逐年增长趋势，以上强力因素都预示着我国照明市场仍有很大的潜力可挖。基础设施建设方面：
机场、铁路、港口、城市轨道交通等讯速发展，每一项工程均需要照明。城市亮化工程方面：城市广场、绿地、道路、建筑物泛光照明，已从大城市发展到中小城市。
根据国内外市场需求**，我国照明电器行业的高速增长期还将继续，对未来的**如何更加科学化是我们面临的问题。进一步提高照明产品的质量和档次进一步提高照明产品的质量和档次，这既是当前摆在我们面前的课题，同时也是全行业共同努力的长期目标。就国内市场需求而言，人们生活水平逐步提高，对生存环境质量的要求也越来越高，对照明电器产品提出更高的要求。
新的建筑照明标准已完成制订工作，即将批准执行，新标准基本与国际接轨，对不同场合的照明提高了要求，也需要我们生产企业适应新标准的要求，为各类照明场所提供相应的产品。
第二章． 设计方案。
2.1 方案提供。
2.1.1 方案1
方案1利用集成电路cd4011和单向可控硅来控制电路，电路如下图所示。
图2-12.1.2 方案2
方案2利用分立元件三极管和可控硅来控制电路，主要是控制三极管的导通与截止来改变电路，电路如下图所示。
图2-22.2 方案选择。
方案1用到集成电路cd4011，集成电路工作稳定，抗干扰能力强，电路灵敏度搞，可行性高，而方案2采用分立元件三极管，三极管稳定工作点不易找到，导致电路灵敏度不高，再者自己对数字电路比较熟悉，所以我采用方案1的原理来完成我的课程设计。
第三章． 电路的原理和组成。
3.1 电路的原理。
3.1.1 电路原理框图。
图3-13.1.2 电路原理图。
本电路主要由驻极体传声器、光敏电阻、与非门集成电路cd4011、晶体二极管、三极管、单向晶闸管等元器件组成，电原理电路下图所示。
图3-23.1.3 电路的原理。
在电路原理图中集成电路ic的门a和门b接成“与”输入，用以鉴别输入动态。按逻辑功能只有当门a的两输入端都呈高电平时，门b的输出端为高电平，再经门c门d两级反相后触发晶闸管vs导通、接通灯路。白天因光敏电阻rg受光线照射电阻变小，ic的1脚呈低电位、ic的输出端为低电平，vs阻断、灯路关闭，这时无论有多大声响都不会亮灯。
到夜晚rg的电阻随环境光线减弱而增大，脚1变成高电位，当有人走动的脚步声传到传声器bm时，声波转换成电信号经三极管vt放大，使脚2电位也由低变高，门b输出高电平，通过二极管vdl向c2迅速充电到阈值电压，门d输出高电平，vs导通、灯亮。人过声息，门b输出电平变低，由c2电压维持门c输入高电平、门d输出状态不变、灯不熄。这时由vdl隔离c2经r5缓慢放电，约10秒后，电压降到关门电压值时，门c、门d翻转、vs截止、灯自动熄灭。
二极管d1~d4将串接灯泡的220v交流市电经桥式整流与晶闸管vs形成回路，同时由r7限流稳压，向cd4011等部分的电路提供约7v直流电压和0.7ma的工作电流。
3.2 电路的组成。
3.2.1 声音放大电路。
当mic检测到声音信号后，其会转换成电信号，考虑到后面步骤需此信号控制电子开关，所以必须加放大器放大该信号。为了获得较高的灵敏度，vt1 的β值选用大于100。话筒mic也选用灵敏度高的。
r3不宜过小，否则电路容易产生间歇振荡。部分电路如下所示：
图3-33.2.2 光敏电阻控制电路。
核心元件为光敏电阻，其通过对光线变化程度自动改变阻值从而改变电压信号的大小，部分电路如下所示。
图3-43.2.3 延时电路。
由于需要的灯泡持续点亮时间并不是很长，大概10几秒左右，所以考虑用一个电容和一个电阻构成延时电路来延时电灯的点亮时间即可。如需要改变电路的延时时间，只需改变电阻和电容的参数大小即可，部分电路如下。
图3-53.2.4 交流开关和限流电路。
交流开关由整流桥和单向可控硅组成，通过控制可控硅的导通与截止来点亮和熄灭电灯。图中r9是一个限流电阻，目地是给集成电路cd4011提供适合的工作电流，保证芯片不因为电流过大而烧坏，部分电路如下。
图3-6第四章． 实验结果。
白天光照在光敏电阻上，光敏电阻处在低阻态，对于与门电路来说，只有两个都为高电平时，输出才为高电平，由于光敏电阻处在低阻态，即为低电平，所以无论声音有多大，也不能控制电灯的工作状态。当晚上光线较暗时，光敏电阻处在高阻态，即为高电平，当检测到声音信号时，声音信号通过放大，此时变为高电平，两个信号都为高电平，使与门电路输出为高电平，从而控制电灯的工作状态，经过内部设定的延时时间后，电灯自动熄灭。
第五章． 结束语。
时间总是过得很快，经过几天课程设计的学习，我已经把自己的课程设计题目做出来了——脚步声控制照明电路。此时的心情是无法用语言表达的。我在网上搜索了一下课程设计的相关内容，也到学校图书馆借相关书籍，经过不断比较和讨论，最终定下来声光控延时照明灯的电路原理图。
在每次的课程设计中，遇到问题，最好的解决办法就是查阅相关资料寻找答案。如果找不到额话，就向老师和其他同学请教。因为我知道“三人行，必有我师”，每个人对知识的掌握情况不一样，一个人不可能做到处处都懂。
如果能集合多个人的思想，复杂的事情就会变得很简单。这一点我深有体会。尽管现在只是初步学会了声光控延时照明等电路的设计，但学习的这段日子确实令我收益匪浅，不仅因为它发生在特别的时间，更重要的是我又多掌握了一门新的技术，在付出的过程中我已经收获了很多的知识和快乐！
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