课程设计名称：电子技术课程设计题目：感应式延时照明灯的设计学期：2015-2016学年第2学期专业：电气工程及其自动化班级：电气14-5班姓名：史晓玉学号：1405040514指导教师：谢国民辽宁工程技术大学课程设计成绩评定表课程设计任务书一、设计题目感应式延时照明灯二、设计任务1.采用非接触式控制，有人或物体靠近则灯亮，延时一段后自动熄灭。
2.延时时间人工调节，可在15—30秒之间可调。
3.要求外接交流220V电源即可工作。
三、设计计划电子技术课程设计共1周。
第1天：选题，查资料；第2天：方案分析比较，确定设计方案；第3～4天：电路原理设计与电路仿真；第5天：编写整理设计说明书。
四、设计要求1. 要求有两种或以上方案比较、设计。
2. 对所设计的电路全部或部分进行仿真，使之达到设计任务要求。
3. 画出整体电路图，写出设计说明书。
指导教师：谢国民时间：2016 年 7 月1 日进入21世纪,人们的生活水平逐渐提高,伴随着环保事业的兴起,人们的环保意识也在逐渐提高。
因此，作为现代生活中的主要耗能领域之一的照明系统也发生了很大的变化，从传统的白炽灯具向LED智能化照明灯发展。
红外感应延时照明灯适宜于门厅、楼梯和楼道等地方，是公共照明基本实现了“人来灯亮，人离灯媳”的自动控制，明显改善了楼房的公共照明效果，还能大幅度节省公共照明用电，照明灯的实际使用寿命也明显延长。
该设计可作为企业、宾馆、商场及住宅的走廊、楼梯、电梯间、卫生间、库房等处的自动开关，起到人来灯自亮，人走灯自灭的作用，既新颖方便，又节约用电，在某些场所还能起到威慑盗窃活动的防范作用。
关键词：声光控；非触摸；555定时器；照明灯；自动控制1感应式延时感应灯设计方案一、二的对比 (1)2 感应式延时照明灯设计方案一 .............................................. 错误！未定义书签。
2.1方案论证 ........................................................................................... 错误！未定义书签。
2.2 原理及技术指标 (3)2.3 单元电路设计及参数计算 (4)2.4 仿真 (7)3 感应式延时照明灯设计方案二 (8)3.1 方案论证 (8)3.2 原理及技术指标 (9)3.3仿真 (12)4设计小结 (13)5参考文献 (14)辽宁工程技术大学电子技术课程设计1 感应式延时感应灯设计方案一、二的对比此次的课程设计中，方案一和方案二采用非接触式控制,电路采用声光两级控制照明电路。
方案一照明灯开关对光线强弱的感应控制照明灯的第一级开关，对声强的感应控制第二级开关。
光信号的感应通过光敏三极管来实现，使得光控电路在光强时输出低电位，光弱时输出高电位。
对于声强信号的处理市利用音频集成功率放大器，把声信号变为电信号，通过对声强信号的处理可得一个电平信号，为控制电路准备。
而方案二声控电路采用器件LM311。
延时控制功能通过555定时器构成的单稳态触发电路来实现。
将光控电路的输出作为555定时器的复位端输入。
将声控输出端作为延时电路的输入，从而可以实现在光线强的情况下，即使有足够强的声信号，照明灯电路也不工作。
而在光线弱的情况下，可以通过声信号来控制照明。
相比较方案二更简易，便于仿真。
史晓玉 感应式延时照明灯2感应式延时照明灯方案一2.1方案一论证电路采用声光两级控制照明电路。
照明灯开关对光线强弱的感应控制照明灯的第一级开关，对声强的感应控制第二级开关。
光信号的感应通过光敏三极管来实现，使得光控电路在光强时输出低电位，光弱时输出高电位。
对于声强信号的处理市利用音频集成功率放大器，把声信号变为电信号，通过对声强信号的处理可得一个电平信号，为控制电路准备。
延时控制功能通过555定时器构成的单稳态触发电路来实现。
将光控电路的输出作为555定时器的复位端输入。
将声控输出端作为延时电路的输入，从而可以实现在光线强的情况下，即使有足够强的声信号，照明灯电路也不工作。
而在光线弱的情况下，可以通过声信号来控制照明。
图2-1-1原理结构图辽宁工程技术大学电子技术课程设计2.2 原理及技术指标2.2.1电路组成原理该电路主要由四部分电路组成，分别为：电源电路、光控电路、声控电路、延时照明电路。
2.2.2组成器件1.555定时器图2-2-1定时器555的内部结构图图2-2-2定时器555的逻辑功能表史晓玉感应式延时照明灯2.三端集成稳压器W7812图2-2-3 三端集成稳压器W7812电路原理图2.3 电路单元结构2.3.1.电源电路电源电路主要为控制电路提供工作电压，直接从电网得到的220V交流电压，通过变压器电路、整流电路、滤波电路和稳压电路将该交流电转化为+12V的直流电压。
电路中变压器的常规铁心变压器，其作用是将市电进行降压处理变成整流桥所需要的交流电压；整流电路采用二极管桥式整流电路，将变压器的输出电压进行全波整流；C1、C2和C3完成滤波功能，用来滤除整流桥输出电压中的纹波；稳压电路采用三端稳压集成电路7812来实现。
图2-3-1电源电路2.3.2.光控模块光控电路部分主要由U2非门、U4与非门、光敏三极管和电阻R6组成。
光敏三级管和电阻R6串联分压：当有强光照射时，光敏三极管处于导通状态，节点31输出电压较低，为低电平；当无光照或者光线较弱时，光敏三极管处于截止状态，节点31输出电压较高，为高电平。
放大信号从U2输入，光控信号从U4输出：当节点31输出低电平时，U4门关闭，放大信号无法输入，照明灯不受声音信号控制；当节点31输出高点平时，U4门打开放大信号可以输入，声音信号控制照明灯的开关。
光控控制电路对整体电路起总控制作用。
图2-3-2光控电路2.3.3.声控模块声控电路由低压音频集成功率放大器LM386构成，当光线较弱，有声音时，照明灯就会亮起。
同时用信号发生器代替声音信号，音频功率放大器将脉冲信号放大，输出较大电压的信号。
该音频集成放大器是一个三级放大电路：第一级为差分放大电路，Q1、和Q3、Q2和Q4分别构成复合管，作为差分放大电路的方大管；Q5和Q6组成镜像电流源，作为Q1和Q2的有源负载；信号从Q3和Q4管的基极输入，从Q2的集电极输出，为双端输入单端输出差分电路。
使用镜像电流源作为差分放大电路的有源负载，可使单端输出电路增益近似等于双端输出电路的增益。
第二级为共射放大电路，Q7为放大管，恒流源作为有源负载，以增大放大倍数。
第三级中Q8和Q9管复合成PNP型管，与NPN型管Q10构成准互补输出级。
二级管D2和D3为输出级提供合适的偏置电压，可以消除交越失真。
图2-3-3 声控模块2.3.4.延时照明模块延时电路的核心部分是555定时器构成的单稳态触发电路，来实现当光线较弱且有声音时，照明灯点亮，一段时间后，照明灯自动熄灭；但当照明灯点亮时有新的声音出现，照明灯会重新通电同样的时间。
由555定时器构成的此单稳态触发电路，为保证该电路上电后，引脚3输出低电平，增加了R21和C13组成的上电复位电路。
复位电路可保证上电后，复位引脚4为低电平，引脚3输出为低电平，LED 灯没有电流通过，不会被点亮。
当节点8输入脉冲下降沿（即555定时器的引脚2有脉冲下降沿）时，触发单稳态电路进入暂稳态，引脚3输出高电平，使LED 灯有电流通过，而被电亮。
当定时器555内部放电管截止，电源通过电位器R20、电阻R23向电容C11充电，当引脚6的电压超过2/3Vcc 时，引脚3输出为低电平，LED 灯中不再有电流通过，此时灯熄灭，555定时器返回上电后的初始状态，等待再一次脉冲下降沿的到来。
延迟时间可由公式2-3-1求出。
3ln 320lnRC V V V RC t CCCC CC w =--=（2-3-1）26S=RCt1.1=w (2-3-2)图2-3-5延时照明仿真图2.4方案一总体设计电路图2-4-1 方案一仿真仿真结果：光线弱且有声音时，LED灯亮。
电源电路中从电网中输出的220V 交流电源，经过降压、整流、滤波和稳压输出+12V电压，提供电路中的直流电源。
声控电路中用信号发生器代替声音信号，当有声响时，信号经过音频放大器得到稳定放大的电压信号，连接到一个单刀双掷开关，连接到非门的输入端，和光控信号共同作用。
光控电路中用光敏三极管控制电路，当光线较强时，光敏三极管处于导通状态，与非门输入高电平，放大的声音信号不起作用；当光线较弱或无光照时，光敏三极管处于截止状态，与非门输入低电平，放大的声音信号作用，与非门输出从高电平变为低电平，构成一个脉冲下降沿。
光控电路的输出端连接延时电路。
延时电路当有脉冲下降沿时，触发该部分电路，电路进入暂稳态，使LED灯被点亮。
经过t时间后，555定时器恢复到初始状态，LED灯灭，等待下一次信号的来临。
3 感应式延时照明灯设计方案二3.1 方案论证该电路采用两级控制（光线强弱的感应与声强的感应）。
光线强时，光敏电阻R8的阻值很小，使得555定时器的复位端4为低电平，不管其他输入端的状态如何，输出端（3端）为低电平，晶闸管断开，电灯不亮；光线弱时，光敏电阻R8的阻值变大，555定时器的复位端4为高电平，555可正常工作；当有声音信号时，可通过驻极式话筒接收处理成交变信号经Q1、Q2放大后，由比较器LM311处理成脉冲信号加到555的触发端2脚，2脚触发时，晶闸管导通，电灯点亮；555和R5、R6、C6、Q3等组成可重复触发单稳电路；通过电容C6充电放电的过程达到延时的效果，定时时间Tw=1.1*（R5+R6)*C6,时间可通过调节R6的大小来控制；通过555的3端控制双向晶闸管VS 的控制极的导通和截止，来达到控制照明灯的目的。
3.2 原理及技术指标3.2.1元器件选择图3-2-1LM311LM311比较器的1脚=地，4脚=电源V-，8脚=电源V+，2脚=输入+,3脚=输入-,7脚=输出.5脚=平衡,6脚=平衡/选通.电源电压 最大:36V ；电源电压 最小:5V ，因为其是OC 输出（集电极开路），所以输出端接电阻才能正常工作。
U1LM311HB/STBVS+GND BAL VS-234871563.2.2部分电路 3.2.2.a 电源电路图3-2-1电源电路220V 市电经过变压器转化为12V 的交流电，再经过整流桥整流，电容滤波，三端稳压集成电路稳压转化为+12V 的直流电压。
滤波由电解电容C1完成，电容C2、C4可除去一些高频干扰，电解电容C3可在进一步过滤信号的同时储存一些能量，在负载电流突然变大时释放。
选择电解电容时要确保其耐压值不能小于施加在两端的电压，否则电解电容极易发生爆炸。