电子电工课程设计 声控电子锁

题目声控电子锁班级学号姓名指导时间2011年12月12-16号景德镇陶瓷学院电工电子技术课程设计任务书姓名班级指导老师设计课题：声控电子锁设计任务与要求1、分析电路由几个部分组成，并用方框图对它进行整体描述；2、对电路的每个部分分别进行单独说明，画出对应的单元电路，分析电路原理、元件参数、所起的作用、以及与其他部分电路的关系等等；3、用简单的电路图绘图软件绘出整体电路图，在电路图中加上自己的班级名称、学号、姓名等信息；4、对整体电路原理进行完整功能描述；5、列出标准的元件清单；设计步骤1、查阅相关资料，开始撰写设计说明书；2、先给出电路设计的总体方案并对工作原理进行大致相关的说明；3、依次对各部分分别给出单元电路，并进行相应的原理、参数分析计算、功能以及与其他部分电路的关系等等说明；4、列出设计电路的标准的元件清单；5、总体电路的绘制及总体电路原理相关说明；6、列出设计中所涉及的所有参考文献资料。参考文献【1】曲学基《常用电子电器电路600例》电子工业出版社1995.8【2】翁飞兵《电子技术实践教程》国防科技大学出版社2003.6【3】谢自美《电子线路设计.实验.测试》电子工业出版社【4】康华光《数字电子技术基础》高等教育出版社【5】张宪《电子元器件的选择与测试问答》化工业出版社2005【6】张庆双《家用电器控制与保护应用电路集萃》电子工业出版2005.【7】夏路易《电路原理图与电路板设计教程》北京希望电子出版社，2002.目录1、总体方案与原理说明.................................12、信号放大电路.......................................23、信号整形电路........................................34、定时电路........................................45、CP检测电路........................................56、信号检测电路.....................................67、计数报警电路.......................................78、总体电路原理相关说明..................................89、总体电路原理图......................................1010、元件清单....................................................1111、参考文献........................................1212、设计心得体会................................................13一、总体方案与原理说明锁是人们日常生活的基本器具，锁的结构形式很多。声控电子锁是以声音作为开锁信号，用电子器件构成控制电路以推动锁的装置动作，从而实现锁的功能。本课题的任务是设计制作一个能以声音作为开锁信号的控制电路。传感电路信号放大电路整形电路锁模拟电路时钟发生电路代码检测电路时钟指示电路开锁次数检测报警电路09计科（2）班王远图1声控电子锁的原理框图设计制作一个由掌声控制的电子锁电路，输入的掌声信号中出现“啪！啪！-！啪！”的节奏时，既输入开锁代码1101时（代码可以自行设定），使电路输出一个高电平脉冲，推动执行机构动作，可将锁打开。执行机构的动作可用发光二极管模拟，例如，用红灯表示关锁绿灯表示开锁。二、单元电路1——信号放大电路此电路由压电片产生电信号，经过门1、2、3及相关阻容元件构成的高输入阻抗放大器进行放大，电路图如下74FO4U1A74FO4U2A74FO4U3A22112C2200P11CAPR147KC10.01uR22MR32MR42M09计科(2)班王远图2信号放大电路三、单元电路2——信号整形电路在此电路中由门5和6构成单稳电路由门7和8构成施密特电路，这两个电路共同对电路进行整形。电路图如下74FO4U8A74FO4U3D74FO4U5B4C14.7u74FO4U4C2918563R6100KR9100KR7600KR84.7K09计科(2)班王远图3信号整形电路四、单元电路3——定时电路本电路是由555定时器集成电路为主体而组成的。他产生恒定的的0.1HZ方波输出。可用作永不间断的自由振荡时钟信号源。此信号使555正常的定时斜波处于从属地位，555此时只起作放大器或斯密特触发器的作用。48RESETVCC2TRIG76513C80.01uVDDR101KR12620KC722uR1310KR1120KDISCHGTHOLDCVOLT555GND09计科(2)班王远图4定时电路五、单元电路4——CP检测电路本电路由CC7555（2）构成的振荡电路产生时钟脉冲作检测电路的CP。电路中的黄灯表示时钟节拍，击掌声应与之同步。电路图如下31428R175.6KOUT5RESETVCCDISCHGTHOLDCVOLTTRIGC100.01UC94.7UR120KR14200KD21N34D31N34U2R132.4K09计科(2)班王远图5CP检测电路六、单元电路5——信号检测电路信号检测电路由两个JK触发器构成，如输入密码与设定密码相同JK2输出高电平，如密码不正确，输出低电平。电路如图：14616910111312151412JCKKSQ1USAUSB74FO474FO4R4027JQCK4027KR非Q非Q09计科(2)班王远图6信号检测电路七、单元电路6——计数报警电路计数报警电路由一74161计数器和一片555构成。74161设置为3进制计数器，当输入3个脉冲时电路置0。由Q2输出高电平到555。555构成一多谐振荡器，输出端接一扬声器报警，电路图如下OUTRESETVCCDISCHGTHOLDCVOLTTRIG248VDDSPEAAKER3C1010UUSR232KR24100KC90.022u5551396543107`111121415Q4Q3Q2Q1Q0P4P3P2P1TEPRCLRCLKU174F161AVDD09计科(2)班王远图7计数报警电路八、总体电路原理相关说明当检测到开锁的掌声节拍代码与设定的代码相等时，电路输出开锁信号使锁打开。若用LED发光二极管模拟执行机构的动作，则相应的指示灯发亮。可以设想用压电陶瓷片将声音节拍变成电脉冲信号然后进行放大，整形变换成标准的脉冲信号。其二是所设定的代码，如1101这一开锁代码的检测电路，该电路在检测到输入脉冲中出现1101代码时，即输出开琐信号。其三是报警电路，当发现连续三次有开锁信号到来但未获得成功时，报警电路进入工作状态，并实现电路自锁。这里的主要单元电路是检测击掌代码“1101”（该代码可以自行设定）的序列检测电路，应按同步时序电路设计。“1101”序列脉冲检测电路的设计。第一步：设输入信号脉冲为011101100，列输入输出及状态之间的关系表，状态图：序号123456789输入X011101100输入Y000001000状态SS0S1S2S2S3S4S2S3S0图示1第二步：列状态表且做简化（S1与S4状态等效）比较S1和S4两个状态就会发现，两个状态是相互等效的。因为从S1状态出发的两条状态转换路径的转换条件(0/0,1/0)及所到达的目标状态(S0,S2)与从S4出发的两条状态转换路径的转换条件(0/0,1/0)及所到达的目标状态(S0,S2)是对应一致的。既然S1与S4状态等效，则在状态转换图中就可以把S4合并到S1状态去，S4状态则删去，使状态转换图得到简化。在状态转换简图中，原从S4出发的两条状态转换路径被吸收，而从S3指向S4的一条状态转换路径，改向为S1。简化后的1101序列脉冲检测电路状态转换图如图示2所示。S1S2S3S4S0X/Y0/01/01/01/01/10/00/00/00/01/0图示2第三步：根据JK触发器的特征方程及编码后的状态表列出各触发器的JK端的激励表：SX01Q1nQ0nQ1n+1Q0n+1YQ1n+1Q0n+1Y00000010010001001011010011000011SQ1Q0S000S101S210S311九、总体电路原理图74FO4U1A74FO4U2A74FO4U3A22112C2200P11CAPR147KC10.01uR22MR32MR42M74FO4U8A74FO4U3D74FO4U5B4C14.7u74FO4U4C2918563R6100KR9100KR7R848RESETVCC2TRIG76513C80.01uVDDR101KR12620KC722uR1310KR1120KDISCHGTHOLDCVOLT555GND31428R175.6KOUT5RESETVCCDISCHGTHOLDCVOLTTRIGC100.01UC94.7UR1R14200KD21N34D31N34U2R132.4K616910111315141USAUSB74FO474FO4RJQCKKR非QOUTRESETVCCDISCHGTHOLDCVOLTTRIG248VDD3C1010UUSR232KR24100KC90.022u5551396543107`121415Q4Q3Q2Q1Q0P4P3P2P1TEPRCLRCLKU174F161AVDD1SPEAAKER09计科2班王远八、元件清单名称位号型号数量电阻R147K1电阻R2、R32M1电阻R43M1电阻R6、R9、R24100K1电阻R7300K1电阻R84.7K1电阻R101K1电阻R11、R1320K1电阻R12620K1电阻R14200K1电阻R175.6K1电阻R232K1电容C1、C8、C100.01uF1电容C2200uF1电容C5、C94.7uF1电容C722uF1数字IC六反相器U1A、U2A、U8A、U5B、U4C、U3D、U5A、U8B74f041555定时器U1、U2、U3——1二进制同步计数器UI74F161A1CMOS芯片U1A、U2ACD40271集成电路（CD）U5A74F001十、参考文献【1】曲学基《常用电子电器电路600例》电子工业出版社1995.8【2】翁飞兵《电子技术实践教程》国防科技大学出版社2003.6【3】谢自美《电子线路设计.实验.测试》电子工业出版社【4】康华光《数字电子技术基础》高等教育出版社【5】张宪《电子元器件的选择与测试问答》化工业出版社2005【6】张庆双《家用电器控制与保护应用电路集萃》电子工业出版2005.【7】夏路易《电路原理图与电路板设计教程》北京希望电子出版社，2002十一、设计心得体会通过这次声控电子锁的设计，我发现了以往学习中的许多不足，我更加深深地体会到了自学的重要性。其实，大学中很多东西都是要靠自己去学的，当然，我们不能盲目的去学一些对自己专业没有很大帮助的东西。相反，我们应该抽时间好好的学习那些对我来说很有用的软件。像我自己，我学的这个专业，绘图软件是相当重要的。经过这次课程设计，我想我还应该要学习一下常用的绘制电路图的软件Visio。自学是我们学习，学习好一门课、一门专业重要的一种能力。一个拥有很强自学能力的人，他在某种程度上可以比那些自学能力相对弱的人更容易成功。因为一个自学能力强的人，可以很快地掌握一项从来没有接触过的技术，适应环境的能力强，自然，这种人是很受欢迎的，因此他们比较容易成功。总之，这次实验过程中我受益匪浅，培养了我的设计思维，增加了动手操作的能力。最重要的是我明白了自学的重要性，掌握了更为正确的自学方法，这将使我今后离开学校，踏上社会是相当有帮助的。我深深地意识到了我必须提高我的自学能力。此外，我还体会到，我们书本上所学的知识和实际的东西相差甚远，我们所不懂的知识还有很多，因此今后我们要更加注重实际方面的锻炼和运用。在解决问题的过程无疑