数电声控灯设计.docx
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数电声控灯设计.docx
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数电声控灯设计
HarbinInstituteofTechnology
课程设计说明书(论文)
课程名称:
数字电子技术基础
设计题目:
声控灯的设计与制作
院系:
实验学院
班级:
设计者:
金字塔的小蜗牛
学号:
指导教师:
设计时间:
2010.12.3
哈尔滨工业大学
哈尔滨工业大学课程设计任务书
姓名:
院(系):
实验学院控制科学与工程系
专业:
自动化班号:
任务起至日期:
2010年11月26日至2010年12月19日
课程设计题目:
具有可调延时、计数功能的声控灯的设计与制作
已知技术参数和设计要求:
1.驻极体话筒接受到一定强度的声音信号后,LED发光二极管发光,延时时间在0s~99s可调。
2.延时时间用数码管显示(采用共阳极数码管),时间单位为1s,显示范围为0s~99s。
3.计数器计数快慢可调。
4.当二极管熄灭时,计数器停止计数并清零,数码管显示清零。
工作量:
1.设计逻辑电路
2.连接电路并测试
3.检测关键电信号
4.完成设计报告
工作计划安排:
1.设计逻辑电路1天
2.连接电路并测试1天
3.检测关键电信号1天
4.完成设计报告1天
同组设计者及分工:
同组人:
分工:
共同完成
指导教师签字___________________
年月日
教研室主任意见:
教研室主任签字___________________
年月日
*注:
此任务书由课程设计指导教师填写。
摘要:
在现实生活中,声控灯得到了越来越广泛的应用。
声控灯是一种声音作控制开关的电灯装置,一个声控灯电路包括音频放大器、选频电路、延时开启电路和可控硅电路。
本文格局声控灯的原理阐述了在声控灯电路结构上的设计过程,并对设计成果进行了实践验证。
关键词声控灯电路设计
一、设计任务及要求
设计一个声控灯电路,要求:
(1)当话筒接受到一定强度的声音信号后二极管发光,延时时间可调,范围在0~99s之内。
(2)延时时间用数码管显示出来,范围在0s~99s之内。
(3)当二极管发光结束后数码管显示能够归零。
二、原件清单
(1)555定时器
(2)三极管:
9013
(3)驻极体话筒
(4)发光二极管LED(共阳极)
(5)与非门:
74LS00
(6)计数器:
74LS90
(7)译码器:
74LS47
(8)直流稳压电源
(9)电阻、电容、导线若干
三、设计过程
声控灯电路原理:
当驻极体话筒接受到一定强度的声音信号时,声音信号转换为电压信号,经三极管放大、施密特触发器整形后,触发单稳态延时电路,产生一个宽度可调的脉冲信号,驱动发光二极管发光。
同时,该脉冲信号作为选通信号,使计数器计数,并用数码管显示延时时间。
电路结构如下所示:
1.放大电路设计
放大电路由两个三极管实现,将来自声音信号经由驻极体话筒转换成的电信号进行放大,电路图如下所示:
2.整形电路设计
整形电路由555定时器构成的施密特触发器实现,经放大后的尖峰脉冲经整形电路后,得到的波形大致为方波,当尖峰脉冲信号大于
时,输出为低电平;当尖峰脉冲信号小于
时,输出为高电平;当尖峰脉冲信号大于
小于
时,输出为保持原低(高)电平。
整形电路如下图所示:
3.单稳态延时电路设计
单稳态延时电路由555定时器构成的单稳态触发器实现,高电平触发,其中
,通过调节滑动变阻器,时间是0s~99s可调,电路如下图所示:
4.时基电路设计
时基电路由555定时器构成的多谐振荡器实现,
,占空比为
,电路如下图所示:
时基电路产生方波,为计数器提供时钟脉冲。
通过调节滑动变阻器,可以改变输出方波的占空比,进而计数器的计数快慢。
5.计数译码显示电路设计
计数译码器显示电路将根据单稳态延时电路、门电路及时基电路决定的主脉冲给计数器。
计数器由74LS90构成,译码器由74LS47构成,显示电路由数码管构成,如下图所示:
四、设计成果
根据以上所述设计的声控灯仿真电路如下所示:
根据仿真电路图连成的实物电路图如下所示:
五、电路检测与调试
(1)调试9013三极管构成的放大电路,利用示波器观测放大电路的输入端(即话筒输出端)和第1个三极管集电极的输出波形。
如下图所示:
第一级放大器输出波形
第二级放大器输出波形
(2)调试555构成的单稳态触发器,利用示波器观测单稳态延时电路的输出端波形;调节滑动变阻器,观测LED发光二极管延时时间。
(3)调试555构成的多谐振荡器,利用示波器观测时基电路的输出端波形;调节滑动变阻器,观测时基电路的输出端波形。
六、设计总结与心得
(1)所设计的电路成功的实现了声控灯的功能作用,在电路设计过程中对数字电路有了更直观的认识和更深刻的体会。
(2)在电路的实际连接中遇到了一些问题,其中有管脚错接、接触不良等等。
但经过使用万用表检查后将错误一一排除了。
(3)在电路设计中能够实现同一种功能的方法有多种,在这个过程中对分析与选择有了更深切的感受。
参考文献:
(1)阎石.《数字电子技术基础》(第五版).高等教育出版社.2006
(2)廉玉欣《电子技术基础实验教程》机械工业出版社2010
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- 关 键 词:
- 声控 设计