毕业设计说明书(论文)设计(论文)题目: 声光控楼道灯开关设计专业: 班级: 学号: 姓名: 指导教师:年月日任务书设计（论文）内容：运用电子技术知识、技能设计一个声光控楼道灯开关。

功能要求如下：1．白天电路不工作，电灯不亮。

2．晚上电灯闻声而亮。

3．电灯亮时延时。

要求完成：选择各单元电路结构并阐述工作原理，绘制整机电路原理图（A4图纸）；准确计算或估算电路参数，正确选择电路元件与设备，给出元件、设备明细表；撰写设计说明书，要求准确阐述电路选择依据，反映计算方法、元件、设备选择等设计过程，并使用EWB进行仿真或制作实物。

进度安排：第2～4周：查找资料，选择参考方案；第5～6周：确定方案第7～10周：查找资料，进行单元电路的设计；第11～13周：整机电路整机与分析.第14～15周：整理报告，确定初稿；第15周：检查定稿；第16～17周：答辩。

主要参考文献、资料：[1] 康华光．电子技术基础．高等教育出版社出版，2006[2] 彭介华．电子技术课程设计指导．高等教育出版社，2006[3] 杨旭东刘行景杨兴瑶．实用电子电路精选．化学工业出版社，2007[4] 华成英．电子技术．中央广播电视大学出版社，2006[5] 童诗白．模拟电子技术基础．高等教育出版社，2004[6] 刘树林．低频电子线路．电子工业出版社，2003[7] 孙建设．模拟电子技术．化学工业出版社，2002[8] 高卫斌主编．电子线路．电子工业出版社，2003[9] 黄俊王兆安．电力电子变流技术．机械工业出版社，2006审批意见教研室负责人：年月日备注：任务书由指导教师填写，一式二份。

其中学生一份，指导教师一份。

世嘉科技职业技术学院毕业设计说明书(论文)目录摘要 (1)第1章绪论 (24)第2章总体电路设计方案 (24)2.1 总体电路设计方案 (24)2.2 功能阐述 (25)第3章单元电路设计与分析 (24)3.1 电源电路设计 (24)3.2 信号放大整形电路设计 (25)3.3 延时处理电路单稳态电路设计 (25)3.3.1 定时器 (25)3.3.2 单稳态触发器 (27)第4章整机电路原理分析 (24)4.1 整机电路图 (24)4.2 电路工作原理 (24)第5章实物制作 (24)5.1 元器件的选择 (24)5.2 安装及调试 (24)结论 (24)参考文献 (24)附录元器件清单 (24)摘要在学校、机关及厂矿的公共场所和居民居住区的公共楼道里普遍使用的都是机械手动开关。

由于机械手动开关经常被人为拨动，致使用了一段时间后就开始出现各种各样的原因使许多灯泡点亮长明的现象，这样既缩短了灯泡的寿命，又浪费了国家的电量，为国家、单位、个人造成了很多的经济损失。

另外，由于频繁开关或其他的人为因素，墙壁开关的损坏率很高，既增大了维修量、浪费了资金，又容易造成事故隐患。

所以，应该要改善一下这种现象，设计一种既安全又简单方便的新型墙壁开关，为消除事故隐患做足准备。

本项目研究的是一种利用声、光双重控制功能的无触点开关。

开关控制电路主要由声控部分、光控部分和延时处理部分组成。

白天光控电路对外界光亮程度进行检测，由于光亮程度较强，光敏三极管呈现小电阻使晶闸管呈现截止状态，无论多大的声音干扰也不能开灯，从而实现白天灯泡不亮。

晚上或遇到阴天，光敏三极管感受到较暗的光强度并输出较大的电阻使晶闸管呈现导通状态，遇到声响时，通过声控电路使灯泡自动点亮，并实现延时，从而实现自动控制。

而且对于声音感知的灵敏度和对光强度感知的灵敏度以及延时时间能够调节，即可以人为的设定延时时间。

这种开关特别适用于住宅楼、办公楼楼道、走廊、仓库、地下室及厕所等公共场所的照明灯的自动控制，是一种集声、光、延时于一体的既节电又方便的自动控制开关。

此外开关还采用两线制工作方式，即开关对外只有两个引脚，所以能直接取代普通机械开关以简化安装。

关键字声光控；灵敏度；延时；信号放大第1章绪论当今世界在电子信息技术的领域里取得了社会跨跃式的进步，科学技术的飞速发展使各国生产力大规模提高。

由此可见科技已成为各国竞争的核心，尤其是电子信息技术更显得重要，在国民生产各部门中电子信息技术得到了广泛的应用。

曾经不被人们所重视的如声音、光等如今在电子信息技术方面都得到了广泛的应用，尤其是光能更是人们有待开发的具大的能源宝库。

电子信息技术发展的主要目标是实现高度智能化，在不需要人为操作下使机器能独立处理各种工作。

智能化照明电路也是如此，如我们所熟知的走廊照明电路其智能化实现方法就是利用了声学、光学、电学原理的综合；而马路上的路灯是应用了光学的原理；另一个我们所熟知的交通系统红绿灯则是采用了电子学中计数器的原理。

可见原理不同电路所实现的功能也不尽相同。

随着电子技术、数字技术的不断发展，以及人们生活水平的不断提高，人们对自己的生活及社会的能源也逐渐的开始重视起来。

企业、学校、各大城市及社会的每个角落都离不开“电”，足见其重要性。

但随着人们生活水平的不断提高，电力的供需矛盾日益加剧。

要发出更多的电就意味着要消耗更多的煤、石油、天然气、核原料等不可再生能源，还会带来许多相应的环境污染问题。

但是对于整个地球来说，所有能源都是有限的，那怎么样才能做到对能源的有效利用呢？只有节约能源。

所以我们应该设计一个节能、耐用的自动控制开关。

此开关的主要功能应该是：白天楼道上光线强烈时电路处于断开状态，电路不工作，以节约电能源；夜晚或者阴天时电路闻声而亮，并从电灯亮时就开始延时，等到延时时间到了电灯就自动熄灭，等待下一次声响的发出。

第2章 总体电路设计方案2.1 总体电路设计方案总体电路的基本原理方框图如图2-1所示。

图2-1 总体电路原理框图 原理简述：在接通电源的情况下，根据光亮程度决定电路是否工作。

当光亮程度低时，声源产生的声音信号，经声电转换器后转换成微弱的电信号，该电信号经放大电路放大后送到处理器处理，处理器将幅度、频率不尽相同的一群声波信号转换成一次状态改变的控制信号，该信号经延时处理电路达到设计要求的时间与设计要求的功能，从而点亮灯泡，处理电路如图2-2所示。

图2-2 信号处理电路 总体电路简述：本电路为一声光自动控制白炽灯开关。

电路主要由555定时器和声光控电路组成。

白天光线较亮时，光控部分将开关自动断开，声控部分不起作用。

当光线较暗时，光控部分将开关自动接通，负载电路的通断受控于声控部分。

电路是否接通，取决于输入 输入输出（a ）框图（b ）波形图 处理 输出延时 点亮灯泡声源 电源光亮程度 声电转换 放大声音信号强度。

当声音信号强度达到一定程度时，电路自动接通，点亮白炽灯，并开始延时，延时时间到，开关自动断开，等待下一次声音信号触发。

2.2 功能阐述声音是一种模拟量而非电信号，无法在数字电路中使用，所以在设计声控电路时就面临怎样把模拟量转化为数字量，把声音信号转化为电信号的问题。

现在可以使用驻极体话筒，它可以很好的将声音信号转换成电信号。

当声音信号转化为电信号时，电信号一般较弱，必须对其进行放大。

对此可选择功放电路，运放电路，差分电路等，根据电路对信号的要求一般选择运放电路较好，提高信号输出电压。

这样就实现了声音信号到电信号的转换。

但是，如果开关闻声就点亮的话，那么在白天就会造成很大的能源浪费。

所以这个时候就必须要利用白天的自然光。

此电路就可以使用光敏三极管或者光敏电阻来感知自然光的强度，从而来控制下一级电路的工作情况。

在夜晚电灯点亮时，可以利用555定时器构成单稳态触发器来实现它的延时功能。

有了对光强度的感知和声音信号的转换，实现声光控就容易了。

先让光敏三极管对光强度的感知使下一级电路是否导通，然后让声音信号转换的电信号去触发晶闸管使电路导通。

这样的电路设计对外加电源的要求必须稳定，故最好再设计一个稳压电路，这样才能使电路稳定工作。

如今对于这样的电路设计我们也不必烦恼，因为有了光敏三极管以及声音传感器，可以直接将光亮程度和声音信号转换为电信号，大大简化了电路结构，使声光控电路的设计显得更加容易。

下面就对用光敏三极管及声音传感器设计的声光控照明电路加以分析。

声光控照明电路的主要原理：利用光学、声学和电子学的原理，即用光敏三极管和声音传感器将光亮程度和声音信号转换成电信号，从而推动晶闸管导通使电路正常工作。

作为一个智能化声光控照明电路应具有以下功能：①白天电路呈封锁状态，电路不工作；②夜晚电路随声音信号而工作，点亮灯泡；③点亮灯泡并可以延时30s。

第3章 单元电路设计与分析3.1 电源电路设计电源电路的种类繁多，如变压器降压、桥式全波整流、Lc 、Rc 滤波、三端稳压器稳压等等。

具体采用什么电路合适，则要根据主体电路及执行机构不同和可靠、价廉、有效益等要求进行选用。

考虑到电路的稳定性以及经济方面的原因，此电路采用单相桥式整流滤波电路。

所以，电源的设计结构如图3-1所示。

图3-1 电源电路设计结构图首先，民用交流电是220V ，而整个电路只需要8～10V 的电压就能正常工作，所以第一步必须对220V 的电压进行降压。

其次，降低的电压不够稳定，为了电路能够稳定的工作，从而我们必须对其进行整流、滤波及稳压。

所以，电源电路的设计如图3-2所示。

图3-2 电源电路我们来分析一下，220V 的交流电压既为灯泡提供正常的工作电压，又为整个电路提供稳定的工作电压。

全桥QD 和由R1、C1并联组成的部分并联在220V 的交流电压上，起到了对交流电压降压和整流的作用。

通过R1、C1、全桥QD 整流、C2滤降压 整 流 滤 波波，再经稳压二级管DW1稳压后可以得到一个+9V的直流电压，为电灯控制电路提供稳定的工作电压。

3.2 信号放大整形电路设计放大电路实现方法有很多，除分立器件实现之外，还可采用集成运放，也可采用门电路等来实现。

本电路的信号放大部分主要采用由多级三极管组成的谐振放大电路，其电路设计结构如图3-3所示。

图3-3 信号放大整形电路拾音器采用电压蜂鸣器HTD35—14，当有音响作用到压点陶瓷片上时，声震导致的绕曲变形就会产生相应的电效应。

当话筒感应到声音时，就马上把声音信号转换成电信号，电信号直接经过C4耦合，再由VT1，VT2构成的直耦式音频放大器进行放大。

电信号此时从VT2的集电极出来经过C6耦合，二极管D3导通流向VT3基极。

此时，VT3工作于饱和导通状态，集电极输出低电平去触发单稳态电路。

3.3 延时处理电路单稳态电路设计3.3.1 定时器图3-4为555定时器的封装引脚图和内部电路组成框图。

555定时器的内部主要包括两个用运放构成的集成电路电压比较器、一个R-S触发器、一个晶体管和几个电阻。

由于用在电压比较器的三个分压电阻都是5kΩ的，故称为555定时器。