目录摘要 (1)1.设计方案 (2)2.设计原理 (3)2.1第一级电路：光控电路 (3)2.2第二级电路：声控电路 (4)2.3第三级电路：555可重复触发的单稳态电路 (5)2.4第四级电路：LED照明灯电路 (6)2.5 直流稳压电源 (6)3.元器件选型 (8)3.1红外线发射管 (8)3.2红外线接收管 (9)3.3继电器 (11)3.3.1 继电器概述 (11)3.3.2 继电器JRC-21F (12)3.4驻极体话筒 (13)3.4.1驻极体话筒概述 (13)3.4.2驻极体话筒与电路的接法 (14)3.4.3 驻极体话筒极性判别 (15)3.4.4驻极体话筒灵敏度检测: (15)3.4.5 驻极体话筒工作原理 (16)3.4.6 驻极体话筒选配注意 (16)3.4.6驻极体话筒的种类规格 (17)3.5电压比较器 (17)3.5.1工作原理 (17)3.5.2功能作用 (18)3.5.3 LM393 (18)3.6 NE555定时器 (19)3.7 变压器 (20)3.8 直流稳压芯片 (21)心得体会 (22)参考文献 (24)附录 (25)附录1：元器件清单 (25)表附录1-1 控制电路元器件清单 (25)表附录2-2直流稳压电源中元器件清单 (26)附录2：声光双控延时照明灯电路全图 (27)摘要随着电子技术的发展，用模拟电路和数字电路设计实现灯的自动开关，既能节能省电，有能延长灯的实际使用时间是非常重要的。

灯泡在白天不会点亮，而在夜晚，一旦有声音振动，灯泡就会自动点亮。

这种设计可以广泛应用于走廊、楼道招待所等公共场所，给人们的生活、带来极大的方便，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。

该电路由电源电路、声控电路、光控电路和延时控制开关电路等组成。

本设计以红外发射管作为模拟可见光，红外接收管作为光源传感器，以驻极体话筒作为感应声音的传感器，同时用NE555定时器搭建可重复触发单稳态电路，实现可重复触发LED供电电路工作。

关键词：声控，光控，照明，延时1.设计方案本设计由四级电路组成，第一级电路用一红外对管加上外围电路做为光控电路，当红外接收管接收到红外发射管的红外光束时，接收管通过三极管调制转换为高低电平，从而控制继电器的吸合与断开，实现对下一级电路的导通与截止。

第二级电路为声控电路，使用驻极体话筒作为声音传感器，有振动的时候，驻极体话筒其自身电阻会发生变化，从而两端电压发生变化，与另一电组两端电压，通过LM393电压比较器，输出高低电平，来控制第三级555定时器组成的可重复触发的单稳态电路。

当无声音振动时，LM393输出高电平，当有声音振动时，输出低电平，而由555定时器组成的可重复触发的单稳态电路是低电平触发有效，当有负脉冲输入时，555定时器输出高电平，高电平持时间t，并且在高电平持续期间如果有新的脉冲输入，则持续时间就会重新维持时间t。

555定时器输出高电平，可以用来触发下一个继电器，继电器导通第四级LED工作电路，实现照明。

本设计各部分电路只需+5V电源供电，采用一个5V的直流稳压电源供电。

2.设计原理2.1第一级电路：光控电路图2-1 第一级光控电路该光控电路由一对红外收发管、三极管，继电器和一个反向保护二极管组成。

红外线发射管也称红外线发射二极管，属于二极管类。

它是可以将电能直接转换成近红外光（不可见光）并能辐射出去的发光器件，主要应用于各种光电开关及遥控发射电路中。

红外线发射管的接法和一般发光二极管接法一样。

需要串联一个限流电阻。

本设计采用了1K 的限流电阻。

使电流保持在5ma 左右。

红外线接收管是将红外线光信号变成电信号的半导体器件。

红外接收管接收到的是模拟量，本设计在第一级工作电路中，使用三极管来处理红外接收管接收到的模拟量，将其转变为高低电平，使在接收管未接收到红外光时为高电平，接收到红外光时转变为低电平，从而导通继电器，使继电器吸合，将下一级电路导通。

其中继电器是一种电控制器件。

它具有控制系统（又称输入回路）和被控制系统（又称输出回路）之间的互动关系。

通常应用于自动化的控制电路中，它实际上是用小电流去控制大V C C 1电流运作的一种“自动开关”。

在本设计中，由于继电器内部有一个线圈，这个线圈在通电时会产生一个比较高的反向电压，为了防止这个反向电压可能会倒灌到控制电路中击穿控制电路的元器件，在继电器的线圈两端反向并入一个二极管来吸收这个反向电压，二极管的接法是继电器与控制电路的正极连接的一端接二极管的负极，继电器与负极连接的一端接二极管的正极。

2.2第二级电路：声控电路图2-2 第二级声控电路在第一级工作电路中，继电器吸合之后，会给第二级电路提供电源VCC 1，第二级电路开始工作。

电路中红色的发光二极管是电源指示灯。

第二级电路是从网上参考的电路。

第二级电路的主体是驻极体话筒。

当有声音振动时，驻极体话筒电阻发生变化。

本设计采用的驻极体话筒灵敏度较小，且是从别人做的板子上拆下来的二手货，其性能较差，所以必须用力吹，其电阻才能发生较大变化。

驻极体话筒电阻的变化，使其两端电压发生变化。

电压的变化较大时，与比较器LM 393的另一端的输入电压相比变为较大或者变为较小时，LM 393输出由高电平变为低电平，绿色LED 指示灯被点亮。

指示有电平的变化。

LM 393的另一输入端的电压变化是由一滑动变阻器实现，通过调节滑动变阻器电阻值的大小，实现输入电阻值的大小的变化，根据驻极体话筒阻值的变化范围来调节滑动变阻器。

2.3第三级电路：555可重复触发的单稳态电路图2-3 由555定时器构成可重复触发的单稳态电路该电路是借鉴数电课本上的由555定时器构成的可重复触发的单稳态电路当PNP 三极管8550的基极输入低电平时，电路进入暂稳态，同时8550导通，电容C 放电，输入高电平时，电容C 充电，在电容电压未冲到三分之二VCC 之前，电路处于暂稳态，如果在此期间，又加入新的低电平触发脉冲，8550又导通，电容C 再次放电，输出仍然维持在暂稳态。

只有在触发脉冲撤出后，且在输出脉冲宽度t 时间间隔内没有新的低电平触发脉冲，电路才返回到稳定状态。

时间t 的计算式：t=1.1RC 。

这种电路产生的脉冲宽度t 可从几个微秒到数分钟，精度可达0.1%。

O U T2.4第四级电路：LED 照明灯电路图2-4 LED 照明灯电路在第三级工作电路中，555定时器输出高电平，在第四级工作电路中，高电平经NPN 三极管8050后由集电极输出，使三极管集电结工作在放大状态，电流由VCC 经集电极通过发射极流向GND ，从而使继电器吸合，将第四级工作电路导通，使LED 发光二极管工作照明。

2.5 直流稳压电源图2-5 直流稳压电源电源模块有变压器、整流桥、电容、稳压器、二极管等组成。

其中变压器用于将220V 交流电转变为9V 输出。

后接全波整流桥变为单方向的全波脉动波形。

整流桥后边接了集成稳压器LM 7805，用以输出5V 电压。

在稳压器的两端都接有二极管、电容和电解电容。

电容用来实现频率补偿，防止稳压器产生高频自激振荡和抑制电路引入的高频干扰。

电解电容用以减少稳O U T _1A C /220VA C /5V....压电源输出端由输入电源引入的低频干扰。

其中二极管为保护二极管，当输入端短路时，给电解电容一个放电回路，防止电解电容两端电压作用于调整管的be结击穿而损坏。

3.元器件选型3.1红外线发射管图3-1 红外发射管红外线发射管也称红外线发射二极管，属于二极管类。

它是可以将电能直接转换成近红外光（不可见光）并能辐射出去的发光器件，主要应用于各种光电开关及遥控发射电路中。

红外线发射管的结构、原理与普通发光二极管相近，只是使用的半导体材料不同。

红外发光二极管通常使用砷化镓（GaAs ）、砷铝化镓（GaAlAs ）等材料，采用全透明或浅蓝色、黑色的树脂封装。

红外线发射管是由红外发光二极管矩组成发光体，用红外辐射效率高的材料（常用砷化镓）制成PN 结，正向偏压向PN 结注入电流激发红外光，其光谱功率分布为中心波长830～950nm 。

LED 是英文Light Emitting Diode 的简称，表现是正温度系数，电流越大温度越高，温度越高电流越大，LED 红外灯的功率和电流大小有关，但正向电流超过最大额定值时，红外灯发射功率反而下降。

常用的红外发光二极管（如SE303.PH303)，其外形和发光二极管LED 相似，发出红外光。

管压降约1.4v ，工作电流一般小于20mA 。

为了适应不同的工作电压，回路中常常串有限流电阻。

红 ....当电压越过正向阈值电压（约 0.8V 左右）电流开始流动，而且是一很陡直的曲线，表明其工作电流对工作电压十分敏感。

因此要求工作电压准确、稳定，否则影响辐射功率的发挥及其可靠性。

辐射功率随环境温度的升高 ( 包括其本身的发热所产生的环境温度升高 ) 会使其辐射功率下降。

红外灯特别是远距离红外灯，热耗是设计和选择时应注意的问题。

红外二极管的最大辐射强度一般在光轴的正前方，并随辐射方向与光轴夹角的增加而减小。

辐射强度为最大值的 50% 的角度称为半强度辐射角。

不同封装工艺型号的红外发光二极管的辐射角度有所不同。

3.2红外线接收管图3-2 红外接收管红外线接收管是在LED 行业中命名的，是专门用来接收和感应红外线发射管发出的红外线光线的。

一般情况下都是与红外线发射管成套运用在产品设备当中。

特征与原理：红外线接收管是将红外线光信号变成电信号的半导体器件，它的核心部件是一个特殊材料的PN 结，和普通二极管相比，在结构上采取了大的改变，红外线接收管为了更多更大面积的接受入射光线，PN 结面积尽量做的比较大，电极面积尽量减小，而且PN 结的结深很浅，一般小于1微米。

红外线接收二极管是在反向电压作用之下工作的。

没有光照时，红 ....反向电流很小（一般小于0.1微安），称为暗电流。

当有红外线光照时，携带能量的红外线光子进入PN结后，把能量传给共价键上的束缚电子，使部分电子挣脱共价键，从而产生电子---空穴对（简称：光生载流子）。

它们在反向电压作用下参加漂移运动，使反向电流明显变大，光的强度越大，反向电流也越大。

这种特性称为“光电导”。

红外线接收二极管在一般照度的光线照射下，所产生的电流叫光电流。

如果在外电路上接上负载，负载上就获得了电信号，而且这个电信号随着光的变化而相应变化。

红外接收管一般是接收、放大、解调一体头，一般红外信号经接收头解调后，数据“0”和“1”的区别通常体现在高低电平的时间长短或信号周期上，单片机解码时，通常将接收头输出脚连接到单片机的外部中断，结合定时器判断外部中断间隔的时间从而获取数据。