数电课程设计报告06张俊玲

数字电子技术基础课程设计论文——楼道声光控制照明电路系统设计院系专业班级：姓名学号指导教师2011年1月8日目录第一章绪论................................................................................................................................21.1引言.................................................................................................................................21.2课程设计要求..............................................................................................................21.3课程设计的实际应用..................................................................................................21.4电路功能简介..............................................................................................................2第二章设计过程............................................................................................................................32.1设计思路............................................................................................................................32.2所需要的元器件................................................................................................................32.3电路工作原路图，引脚间的接法及参数计算................................................................32.4设计方案论证...................................................................................................................4第三章器件功能介绍..............................................................................................................53.1发光二极管.......................................................................................................................53.2光敏电阻..........................................................................................................................63.3LM358................................................................................................................................73.4驻极管话筒功能简......................................................................................................10第四章电路的焊接与调试........................................................................................................124.1操作方法..........................................................................................................................124.2调试.................................................................................................................................12第五章心得................................................................................................................................13第六章参考文献..........................................................................................................................14参考文献：............................................................................................................................14第一章绪论1.1引言随着科技的发展，电子产品越来越多的走近了人们的生活，工艺也是越来越精湛，科技的力量对科学技术的发展起着不可估量的作用，从爱迪生发明了电灯，让人来迎来了电的时代到现在TTL电路，CMOS等新技术的应用，确实为人们带来了便捷。本次课程设计的内容是光电声控灯，是日常生活中非常常见，应用非常广泛的一种声控灯，它不需要开关，有人经过时会自动亮，可以通过设计确定其亮一次大概的时间，方便快捷，我们都会看到过它的外形，本次课程设计，会论述光电声控灯的原理，所用到的各种器件引脚及其功能，如何进行焊接及测试是否虚焊，自己在这个过程中的心得及体会。1.2课程设计要求运用数电指示以，老师所给的资料，每个器件的引脚功能，根据要求，通过计算，确定所用电阻，电容，光敏电阻的大小等，设计出总体的电路，各引脚之间如何进行连接的。1.3课程设计的实际应用该设计成品可以广泛的应用于楼道，可以节省很多的电力资源，因为它只有在夜晚灯光昏暗时，有人经过才工作，而且可以控制其亮的时间，尽到最大的可能，节省资源。1.4电路功能简介本电路适用于楼道内，当白天的时候，由于光敏电阻的阻值发生变化使输出控制为低电平（0），相当于开关闭合；晚上的时候控制为高电平（1），相当于开关打开。这样起到了节能的优点。第二章设计过程设计方案2.1设计思路在白天光线即使很亮，有人经过，灯也不会亮，相当于感应到低电平，发光二极管不亮，当夜晚降临，有人经过有声音，灯会亮设定的秒数，相当于感应到高电平，发光二极管亮。2.2所需要的元器件这次课程设计主要用了74HC123、LM358和NES555三个集成器件，发光二极管，光敏电阻，电容，电阻，驻极体话筒以及电烙铁，焊锡，万用表。2.3电路工作原路图，引脚间的接法及参数计算LM358集成电路的5脚和6脚作为输入，7脚作为输出接成声控放大电路，2脚和3脚作为输入，1脚作为输出接成光控电路。将NE555电路2引脚和6引脚连在一起使其具有施密特触发器的功能，后一并与接成放大电路的LM358集成块7引脚相连，NE555电路控制端4引脚与接成放大器电路的LM358集成块1引脚相连。分别将74HC123可重复触发单稳态触发器的1、2引脚，3、4引脚相连，将1、2引脚与NE555电路输出端相连，3、4引脚与电源高电平相连，6脚接发光二极管和电阻。电路的延时功能体现在单稳态触发器的波形整理功能及连接在其14和15引脚的电容与电阻的适当组合上，本次课程设计使用的是低功耗实验电路所以选择150K欧及47uF电容串联方式，经计算其延时时间约为5秒。2.4设计方案论证利用声控，光控电路将声音信号，光信号转化为电信号，其中的运放LM358将收到的信号放大，用555构成的施密特触发器对波形进行整形，使其输出为方波，用74HC123单稳态触发器控制延时时间，接LED发光二极管，从而实现整个电路的设计。总的电路的设计是将声控放大电路、光控电路、555构成的施密特触发器和74HC123构成的单稳态触发器组合起来，这样即可以实现声控、光控、波形整形和延时的功能。2.4.1声音控制的电路原理图2.4.2光控制的电路原理图第三章器件功能介绍3.1发光二极管发光二极管的结构二极管又被称作晶体二极管，它只往一个方向传送电流的电子零件。它是一种具有1个零件号接合的器件，具有按照外加电压的方向，使电流流动或不流动的性质。晶体二极管为一个由p型半导体和n型半导体形成的p-n结，在其界面处两侧形空间电荷层，并建有自建电场。当不存在外加电压时，由于p-n结两边截流子浓度差引起的扩散电流和自建电场引起的漂流电荷相等而处于电平衡状态。二极管在正向电压作用下电阻很小，处于导通状态，相当于一只接通的开关；在反向电压作用下，电阻很大，处于截止状态，如同一只断开的开关。二极管实物图3.2光敏电阻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）。常用的光敏电阻器硫化镉光敏电阻器，它是由半导体材料制成的。光敏电阻器的阻值随入射光线（可见光）的强弱变化而变化，在黑暗条件下，它的阻值（暗阻）可达1~10M欧,在强光条件（100LX）下，它阻值（亮阻）仅有几百至数千欧姆。光敏电阻器对光的敏感性（即光谱特性）与人眼对可见光（0.4~0.76）μm的响应很接近，只要人眼可感受的光，都会引起它的阻值变化。设计光控电路时，都用白炽灯泡（小电珠）光线或自然光线作控制光源，使设计大为简化。光敏电阻实物图3.3LM358实物图外部引脚图各引脚功能：内部频率补偿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，适合于电池供电输出电压摆幅大(0至Vcc-1.5V)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点的使用运算放大器的场合。3.4NE555NE555内部原理图555定时器由3个阻值为5kΩ的电阻组成的分压器、两个电压比较器C1和C2、基本RS触发器、放电三极管TD和缓冲反相器G4组成。虚线边沿标注的数字为管脚号。其中，1脚为接地