電子技術(shù)課程設(shè)計報告——腳步聲控制照明燈作品 報告 答辯 平時 總分40% 20% 20% 20% 100%設(shè)計題目： 腳步聲控制照明燈班級學(xué)號： 自動化111學(xué)生姓名： 唐傳冬1/15下載文檔可編輯目錄一、預(yù)備知識 錯誤!未定義書簽。二、課程設(shè)計題目：腳步聲控制照明燈 ..錯誤!未定義書簽。三、課程設(shè)計目的及基本要求 5四、設(shè)計內(nèi)容提要及說明 54.1設(shè)計內(nèi)容 錯誤!未定義書簽。4.2設(shè)計說明 錯誤!未定義書簽。五、原理圖及原理 錯誤!未定義書簽。5.1功能模塊電路原理圖. 錯誤!未定義書簽。5.2模塊工作原理說明. 錯誤!未定義書簽。六、課程設(shè)計中涉及的實驗儀器和工具 ..錯誤!未定義書簽。七、課程設(shè)計心得體會 7八、參考文獻 81/15下載文檔可編輯一、預(yù)備知識對原器件的了解；⑴、咪頭：、是將聲音信號轉(zhuǎn)換為電信號的能量轉(zhuǎn)換器件，是和喇叭正好相反的一個器件（電→聲）。是聲音設(shè)備的兩個終端，咪頭是輸入，喇叭是輸出。又名麥克風(fēng)，話筒，傳聲器，咪膽等。、判斷咪頭的正負極：和外殼連通的是負極，接屏蔽層。⑵、三極管：、晶體三極管（以下簡稱三極管）按材料分有兩種：鍺管和硅管。而每一種又有NPN和PNP兩種結(jié)構(gòu)形式，但使用最多的是硅NPN和鍺PNP兩種三極管；是一種控制元件，主要用來控制電流的大??；、作用：電流放大、電流飽和、電流截至；、三極管的識別：1腳：發(fā)射極、2腳：基極、3腳：集電極；⑶、光敏電阻：、光敏電阻（photocell ，注意：光電池是photovoltaic cell）1/15下載文檔可編輯又稱光敏電阻器（photoresistor orlight-dependent resistor ，后者縮寫為ldr）或光導(dǎo)管（photoconductor），常用的制作材料為硫化鎘，另外還有硒、硫化鋁、硫化鉛和硫化鉍等材料。這些制作材料具有在特定波長的光照射下，其阻值迅速減小的特性。這是由于光照產(chǎn)生的載流子都參與導(dǎo)電，在外加電場的作用下作漂移運動，電子奔向電源的正極，空穴奔向電源的負極，從而使光敏電阻器的阻值迅速下降。、入射光強，電阻減小，入射光弱，電阻增大。還有另一種入射光弱，電阻減小，入射光強，電阻增大。、⑷、二極管：、二極管又稱晶體二極管,簡稱二極管(diode);它只往一個方向傳送電流的電子零件。它是一種具有1個零件號接合的2個端子的器件，具有按照外加電壓的方向，使電流流動或不流動的性質(zhì)。晶體二極管為一個由p型半導(dǎo)體和n型半導(dǎo)體形成的p-n結(jié)，在其界面處兩側(cè)形成空間電荷層，并建有自建電場。當(dāng)不存在外加電壓時，由于p-n結(jié)兩邊載流子濃度差引起的擴散電流和自建電場引起的漂移電流相等而處于電平衡狀態(tài)。、作用：整流、鉗位、穩(wěn)壓、續(xù)流；2/15下載文檔可編輯、⑸、電阻：、電阻（Resistance，通常用“R”表示），是一個物理量，在物理學(xué)中表示導(dǎo)體對電流阻礙作用的大小。導(dǎo)體的電阻越大，表示導(dǎo)體對電流的阻礙作用越大。不同的導(dǎo)體，電阻一般不同，電阻是導(dǎo)體本身的一種特性。電阻將會導(dǎo)致電子流通量的變化，電阻越小，電子流通量越大，反之亦然。而超導(dǎo)體則沒有電阻。、作用：標準電阻的主要作用是發(fā)熱，跟其它元件并聯(lián)時，電阻可以分流。跟其它元件串聯(lián)時，電阻可以分壓。、⑹、電容：、電容器通常簡稱其為電容，用字母C表示。定義1：電容器，顧名思義，是‘裝電的容器’，是一種容納電荷的器件。、作用：電容是電子設(shè)備中大量使用的電子元件之一，廣泛應(yīng)用于電路中的隔直通交，耦合，旁路，濾波，調(diào)諧回路，能量轉(zhuǎn)換，控制等方面。3/15下載文檔可編輯、⑺、芯片：、CD4011數(shù)字集成芯片 IC 選用CMOS數(shù)字集成電路CD4011，CD4011有四個獨立的與非門電路，；、作用：它可做成振蕩、單穩(wěn)、雙穩(wěn)，又可作為整形、反相等等。在本電路中CD4011僅用作反相和整形以及控制門的作用。、CD4011引腳圖⑻、IC底座：、有的怕焊接時燒毀，有的需要燒寫程序，有的需要拆下來測試調(diào)試，有的為了更換升級方便，有的。 。。。總之，有插座更靈活！、4/15下載文檔可編輯二、課程設(shè)計題目：腳步聲控制照明燈題目：腳步聲控制照明燈，能自動控制白天開關(guān)燈、夜晚亮燈、人走燈滅。它具有靈敏、低耗、性能穩(wěn)定、使用壽命長、節(jié)能明顯等特點。可用于樓梯、廁所等公共場所照明燈的自動管理。三、課程設(shè)計目的及基本要求⑴、設(shè)計目的：提高學(xué)生的動手實踐能力、運用所學(xué)的知識分析電路和了解元器件的基本用法。⑵、基本要求：主要介紹了聲控?zé)舻闹谱髟硪约癕ultisim10和protel的一些基本的操作和用法。電路分塊清晰，PCB板美觀、模塊清晰。經(jīng)仿真電路原理正確。達到任務(wù)要求。運用PROTEL軟件繪制最小系統(tǒng)原理圖及部分外圍擴展，在使用該軟件當(dāng)中，學(xué)會創(chuàng)建設(shè)計文檔管理庫，加載元件庫，繪制電路圖，放置電源部件，修改元件參數(shù)，生成網(wǎng)絡(luò)表文件，同時還要將自己設(shè)計的電路原理圖生成PCB電路板圖等方法。在此基礎(chǔ)之上將自己設(shè)計的電路進行仿真，并對其波形及數(shù)據(jù)進行分析。但是由于學(xué)校條件有限，只能用萬用板焊接。按照原理圖連接好各原件，然后焊接完成即可，焊接完后會有話筒輸入端和電源端，電源端一端接電源，一段接地，剛開始用燈光照射，發(fā)現(xiàn)LED燈不亮，然后將光敏電阻遮住，結(jié)果 LED燈發(fā)光了，接著測試聲控部分，對著話筒用手拍一下手掌，發(fā)現(xiàn)當(dāng)掌聲超過一定的響度時LED燈就會發(fā)光，并持續(xù)一段時間就熄滅，這與設(shè)計的內(nèi)容基本符合。5/15下載文檔可編輯四、設(shè)計內(nèi)容提要及說明4.1設(shè)計內(nèi)容提要：⑴、白天光線強，開關(guān)中的光控電路工作，將電路切斷；聲控是用人走動時，腳步聲控制電路，將電路接通。兩個兩部分的控制相當(dāng)于兩個開關(guān)串聯(lián)。從邏輯上來講，就是“光暗”和“腳步聲”是“與非”的關(guān)系，滿足這兩個條件，電路接通，燈亮。這個“與非門”輸出，接通燈的電源，燈亮。再經(jīng)過一個時延，燈亮幾十秒鐘后，經(jīng)過電阻電容組成的充放電電路，燈光熄滅。⑵、要求：設(shè)計一個樓道聲光控?zé)艨刂齐娐肥菬襞莩掷m(xù)亮20秒后熄滅。4.2設(shè)計說明：⑴、聲光雙控延時開光不僅適用于住宅區(qū)的樓道，而且也適用于工廠、辦公室、教學(xué)樓等公共場所，它具有體積小，外形美觀，制作容易，工作可靠等優(yōu)點，而且降低能耗，節(jié)約能源，注重環(huán)保是當(dāng)今世界的主潮流。此外，它在一定的場所使用還可起防盜作用。它是公共場所照明開關(guān)的理想選擇。⑵、設(shè)計合理的控制電路控制燈泡：設(shè)計一個靈敏度較高的聲光控制開關(guān)，行人只要發(fā)出聲音就能將電路觸發(fā)，電路僅使用一只555定時器、一個光敏電阻器以及若干電阻、電容配合就能將電路觸發(fā)，使其導(dǎo)通，將電燈打開。它不需要發(fā)送關(guān)閉信號，由電路自身的延時電路將燈關(guān)閉。當(dāng)燈被打開后，延時電路延時約20s后將燈自動關(guān)閉。該電路還具有自動光控作用，在白天由光敏電阻器控制著電路。即使6/15下載文檔可編輯受到聲音信號的觸發(fā)，開關(guān)也不會打開。五、原理圖及原理說明腳步聲控制照明燈原理圖5.1本制作主要由駐極體傳聲器、光敏電阻、與非門集成電路CD4011、晶體二極管、晶體三極管、電阻電容等元器件組成。5.2工作原理：電路中集成電路IC的門1和門2接成“與”輸入，用以鑒別輸入動態(tài)。按邏輯功能只有當(dāng)門1的兩輸入端都呈高電平時，門2的輸出端為高電平，再經(jīng)門3門4兩級反相后觸發(fā)晶閘管VS導(dǎo)通、接通燈路。白天因光敏電阻RG受光線照射電阻變小，IC的1腳呈低電位、IC的輸出端為低電平，VS阻斷、燈路關(guān)閉，這時無論有多大聲響都不會亮燈。到夜晚RG的電阻隨環(huán)境光線減弱而增大，腳1變成高電位，當(dāng)有人走動的腳步聲傳到傳聲器MIC時，聲波轉(zhuǎn)換成電信號經(jīng)三極管VT放大，使腳2電位也由低變高，門2輸出高電平，通過二極管VDl向C2迅速充電到閾值電壓，門4輸出高電平，VS導(dǎo)通、燈亮。7/15下載文檔可編輯人過聲息，門 2輸出電平變低，由 C2電壓維持門3輸入高電平、門4輸出狀態(tài)不變、燈不熄。這時由VDl隔離C2經(jīng)R5緩慢放電，約10秒后，電壓降到關(guān)門電壓值時，門3、門4翻轉(zhuǎn)、VS截止、燈自動熄滅。二極管VD2~VD5將串接燈泡的220V交流市電經(jīng)橋式整流與晶閘管VS形成回路，同時由R7，DW限流穩(wěn)壓，向CD4011等部分的電路提供約7V直流電壓和0.7mA的工作電流。本制作靜態(tài)功耗甚微。六、課程設(shè)計中涉及的實驗儀器和工具工具和實驗儀器：電烙鐵、烙鐵架、鑷子、吸錫器、斜口鉗、松香、錫絲、萬用板、萬用表、示波器等其他工具。⑴、電烙鐵使用說明和細節(jié)：新烙鐵使用前，應(yīng)用細砂紙將烙鐵頭打光亮，通電燒熱，蘸上松香后用烙鐵頭刃面接觸焊錫絲，使烙鐵頭上均勻地鍍上一層錫。這樣做，可以便于焊接和防止烙鐵頭表面氧化。舊的烙鐵頭如嚴重氧化而發(fā)黑，可用鋼挫挫去表層氧化物，使其露出金屬光澤后，重新鍍錫，才能使用；、使用前，應(yīng)認真檢查電源插頭、電源線有無損壞。并檢查烙鐵頭是否松動；電烙鐵使用中，不能用力敲擊。要防止跌落。烙鐵頭上焊錫過多時，可用布擦掉。不可亂甩，以防燙傷他人；焊接過程中，烙鐵不能到處亂放。不焊時，應(yīng)放在烙鐵架上。注意電源線不可搭在烙鐵頭上，以防燙壞絕緣層而發(fā)生事故；8/15下載文檔可編輯、焊接電子元件，一般采用有松香芯的焊錫絲。這種焊錫絲，熔點較低，而且內(nèi)含松香助焊劑，使用極為方便。⑵、萬用表的簡單使用：、插孔和轉(zhuǎn)換開關(guān)的使用：首先要根據(jù)測試目的選擇插孔或轉(zhuǎn)換開關(guān)的位置，由于使用時測量電壓，電流和電阻等交替的進行，一定不要忘記換檔。切不可用測量電流或測量電阻的檔位去商量電壓。如果用直流電流或電阻去測量 220的交流電壓，萬用表則會立馬燒壞；、測試表筆的使用：萬用表有紅，黑筆，別看它就有兩根，使用中能不能運用自如，也是大有學(xué)問的，如果位置接反，接錯，將會帶來測測試錯誤或燒壞表頭的可能性。一般紅表筆為“+”，黑筆為“-”；表筆插放萬用表插孔時一定要嚴格按顏色和正負插入。測直流電壓或直流電流時，一定要注意正負極性~沒電流時，表筆與電路串聯(lián)，測電壓時，表筆與電路并聯(lián)，不能搞錯。、如何正確讀數(shù)：萬用表使用前應(yīng)檢查指針是否在零七八碎位上，如不指零位，可調(diào)正表蓋上的機械調(diào)節(jié)器，調(diào)至零位；萬用表有多條標尺，一定要認清對應(yīng)的讀數(shù)標尺，不能圖省事面而把交流和直流標尺任意混用，更不能看錯；萬用表同一測量項目有多個量程，例如直流電壓量程有 1V，10V，15V，25V，100V，500V等，量程選擇應(yīng)使指針滿刻度的 2/3附近。測電阻時，應(yīng)將指多云指向該檔中心電陰值附近，這樣才9/15下載文檔可編輯能使測量準確。⑶、示波器的組成：示波器是利用電子示波管的特性，將人眼無法直接觀測的交變電信號轉(zhuǎn)換成圖像，顯示在熒光屏上以便測量的電子測量儀器。它是觀察數(shù)字電路實驗現(xiàn)象、分析實驗中的問題、測量實驗結(jié)果必不可少的重要儀器。示波器由示波管和電源系統(tǒng)、同步系統(tǒng)、X軸偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)、Y軸偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)、延遲掃描系統(tǒng)、標準信號源組成；示波器的簡單使用如下：、熒光屏是示波管的顯示部分。屏上水平方向和垂直方向各有多條刻度線，指示出信號波形的電壓和時間之間的關(guān)系。水平方向指示時間，垂直方向指示電壓。水平方向分為10格，垂直方向分為8格，每格又分為5份。垂直方向標有0％，10％，90％，100％等標志，水平方向標有10％，90％標志，供測直流電平、交流信號幅度、延遲時間等參數(shù)使用。根據(jù)被測信號在屏幕上占的格數(shù)乘以適當(dāng)?shù)谋壤?shù)(V／DIV，TIME／DIV)能得出電壓值與時間值。、示波管和電源系統(tǒng)：電源、輝度、聚焦、標尺亮度。、時基選擇(TIME／DIV)和微調(diào)。時基選擇和微調(diào)的使用方法與垂直偏轉(zhuǎn)因數(shù)選擇和微調(diào)類似。七、課程設(shè)計心得體會此次課程設(shè)計是有關(guān)晶體管器件的課程設(shè)計，再經(jīng)過了大量的查閱書籍，網(wǎng)絡(luò)資料后，我選擇了《腳步聲控制照明燈電路的設(shè)計》這/15下載文檔可編輯個題目，首先進行電路原理圖的設(shè)計，然后再 PROTELL上進行繪制原理圖，然后對電路中的各個部分進行調(diào)整修改，成功后我對它進行了 PCB版圖制作，按照設(shè)計的電路原理圖用電烙鐵把元器件焊接在萬用板上，連接后在實驗室不斷地調(diào)試、修改，最后得到所需要的結(jié)果。此次晶體管器件的課程設(shè)計對我們的總體電路的設(shè)計的要求更嚴格，需要通過翻閱復(fù)習(xí)以前學(xué)過的知識確立實驗總體的設(shè)計方案，然后進行各模塊的設(shè)計，還有就是在仿真中總會有大大小小的問題導(dǎo)致得不到所要求的結(jié)果，因此需要我們不斷的變換參數(shù)， 這兩周下來，我對三極管的原理及 CD4011集成芯片的工作過程有了更深的了解， protel 的基本操作有了重新的認識，這對我們以后的工作和學(xué)習(xí)有很大的幫助，通過整個設(shè)計過程，對我的專業(yè)電路知識提高很大， 通過典型電路的設(shè)計與制作，加深對基本原理的了解，增強了實踐能力。硬件制作過程是艱辛的，從把電路原理圖到萬用板上的布線，再把每一個元器件焊接在萬用板上，調(diào)試過程，從電壓電流的測試，再到參數(shù)調(diào)節(jié)，可以說每一步都很艱難，每一步都是我們一步一個腳