数字电子电路课程设计报告.docx
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数字电子电路课程设计报告.docx
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数字电子电路课程设计报告
数电课程设计报告
2012年12月5日
学生姓名
专业
电气自动化1班
年级
10
学号
课程
数字电子技术
设计题目
声光控楼道灯
评价内容
评价指标
评分
权值
评定
成绩
业务水平
有扎实的基础理论知识和专业知识;能正确设计实验方案(或正确建立数学模型、机械结构方案);独立进行实验工作;能运用所学知识和技能去发现与解决实际问题;能正确处理实验数据;能对课题进行理论分析,得出有价值的结论
50
论文(设计说明书、图纸)质量
综述简练完整,有见解;立论正确,论述充分,结论严谨合理;实验正确,分析处理科学;文字通顺,技术用语准确,符号统一,编号齐全,书写工整规范,图表完备、整洁、正确;论文结果有应用价值;图纸绘制符合国家标准,质量符合要求;计算及测试结果准确;工作中有创新意识;对前人工作有改进或突破,或有独特见解
50
工作量、
工作态度
按期完成规定的任务,工作量饱满,难度较大;工作努力,遵守纪律;工作作风严谨务实
合计
100
指导教师评语
设计任务书…………………………………………………….....2
1引言……………………………………………………………..3
2总体设计方案………………………………………………….3
2.1设计思路…………………………………………………3
2.2总体设计框图…………………………………………….3
3设计原理分析…………………………………………………..4
3.1声控电路………………………………………………..4
3.2光控电路………………………………………………...4
3.3稳压电路………………………………………………...5
3.4延时电路………………………………………………...5
3.5控制电路………………………………………………...6
3.6总体电路………………………………………………….6
4调试过程………………………………………………………6
4.1电阻调试………………………………………………….6
5总结与体会……………………………………………………..7
附录………………………………………………………………..8
元件清单…………………………………………………………8
参考文献…………………………………………………………8
仿真图……………………………………………………………9
路灯控制器设计任务书
1.设计目的与要求
设计出一个用于控制灯的控制器。
准确地理解有关要求,独立完成系统设计,要求所设计的电路具有以下功能:
(1)具有光控功能,白天光线较亮,即使有声音路灯也不亮,光线较暗,有声时路灯点亮。
(2)具有声控功能,晚上光线较暗,有声音时路灯点亮,声音消失后延长。
2.设计内容
(1)画出电路原理图;
(2)确定元器件及元件参数;
(3)进行电路模拟仿真;
(4)按照电路图在万能版上焊接各元器件;
3.编写设计报告
写出设计的全过程,附上有关资料和图纸,有心得体会。
4.答辩
在规定时间内,完成叙述并回答问题。
1、引言
声光控节能路灯具有许多实际意义:
一是省电,灯泡不会长时间亮着,所以节电效率很高;二是便利,不需要接触,全自动智能控制;三是安装便利,接线简略,是公共场所照明的首选。
再者,随着科技的发展,公共场所照明控制手段也将慢慢更新,除了现已有的声光控开光,另有热释远红外感应开关。
红外感应开关在安装上比较稳定,但安装复杂,比较娇气,价格也比较高,比较合适在一些管理比较完善的场所,如宾馆,大饭店楼道及居家走廊应用。
但在普通住宅楼、办公楼道等场所的照明控制考虑到价格、管理及安装方便等因素,在长一段时间内,声光控将是首选产品。
2、总体设计方案
2.1设计思路
整个电路由电源电路、声控电路、光控电路等部分组成。
电源由220V交流电提供。
光控电路对外界光亮程度进行检测,输出与光亮程度相对应的电压信号,从而实现白天灯泡不亮,晚上遇见声音时,通过声控电路使灯泡自动点亮。
声控电路主要将声音信号转变为电信号,从而实现自动
2.2总体设计框图
图2-1总体设计框图
3、设计原理分析
3.1声控电路
图3-1声控电路
如图3-1所示电路由驻极体话筒连接电路及放大电路组成。
话筒将声音信号转化为电信号,但是话筒转化的电信号很小,输出阻抗很大。
因此不能直接放大电路,此电路用R2,C2组成话筒的链接电路,实现阻抗的变换以及放大电路的输入变换,使放大电路对信号电压进行放大,没有声音时,放大电路没有输入信号,三极管静态工作。
当有微弱的声音时,经过话筒接收并转换为电信号,为2管脚输入高电平
3.2光控电路
图3-2光控电路
该电路如图3-2所示,该电路由R5和光敏电阻RG组成,白天或者光照较强的情况下,光敏阻值小,输出为低电平,不会使晶闸管导通,灯泡不亮。
夜晚时,光敏阻值增大,在CD4011的1管脚为高电平,此时,若有声音,经过声控放大电路,两者经过cd4011后,为晶闸管输入高电平,此时晶闸管导通,为灯泡提供电源,灯泡变亮。
3.3稳压电路
图3-3稳压电路
该电路如图3-3由整流电路和稳压电路串联而成,整流器把220V的交流电变成直流电,为电路提供直流电源。
另外一部分由电阻R1,稳压管和极性电容C1组成。
整流后,为电路降压,降压至约为7.5V,同时,稳定了整个电路的电压,使电压的波动不会太大烧坏器件。
3.4延时电路
图3-4延时电路
如图3-4所示该电路由极性电容C3和电阻R6以及变阻器W(500K)组成,在整体电路中起延时作用,在夜晚,有声音时,经过声控电路,灯泡变亮。
声音消失后,声控放大电路回到原来的静态工作状态。
此时,电容开始放电,经过电阻放大电压,为晶闸管提供了持续的高电平,过一段时间后,晶闸管两端电压变低,晶闸管相当于断路,灯泡熄灭。
延时为t=RC(此电路延时时间在10s到120s)
3.5总体电路
图3-6
220V的市电经过灯泡和整流桥整流后,一路加在单向可控硅之上,另外一路经过R1限流后给本电路供电。
一开始可控硅没有触发信号,处于关断状态,灯泡不亮。
C1为主滤波电容,VD为7.5V的稳压管,负责给本电路提供稳定的工作电压。
Q1,R3,R4组成前级电压放大电路,当有微弱的声音时,经过话筒接收并转换为电信号,经C2耦合到Q9014的基极进行放大,R2为话筒的供电限流电阻,R3,R4是三极管的偏置电阻,放大的信号送到与非门F1的2管脚,光敏电阻GR和R5组成串联分压电路,夜晚环境下,无光时,光敏电阻阻值很大,TC4011管脚1电压为高,F1和F2将信号进行两级整形放大,后经D5整流加在F3的输入端,及同时给C3充电,很快C3就冲到了门电路F3的翻转电压,F3输出低电平,F4输出高电平。
经过R7加在单项可控硅的G极,可控硅导通,灯泡点亮。
在此过程中,声音信号只需一个瞬间即可,这是因为,当声音信号来时,C3上的电压很快就充到了电源电压,而这时即使声音信号消失,C3只能通过W,R6放电,所以C3上持续一段时间的高电平,这个高电平将维持单向可控硅导通,这就是延时的效果,灯亮后所能延时的长短取决于C3上维持高电平时间的长短,所以选择C3,W和R6的组合,可以控制延时的长短。
当C3上的电压放到低于1/3电源电压时,F3输出高电平,F4输出低电平,单向可控硅的控制端没了控制信号,当交流电压过零时就被关断,灯熄灭。
4、调试过程
4.1电阻的调试
如下图,对滑动变阻器w进行调试,当调至1M以上的电阻时,延时时间太长,在夜晚人走过后容易浪费电,经过多次调整,所以我采用500K的电阻能够延时近50s,足够人走出灯光范围。
图4-1调试电阻
5、总结与体会
通过近两周的课程设计,我觉得自己确实学到了很多东西,以前学习模拟和数字电子技术的时候,觉的这些离我还很远,也不会过多的接触,没什么实用性,而现在发现这些思想是错误的。
例如我们实验时做的555定时器应用,抢答器等。
都离不开模拟电路和数字电路这两门基础课程,这两门课程完全可以使生活方便很多。
这次是我第一次自己制作课程设计,遇到的问题主要是两个方面,第一在电路的原理选取、分析、参数计算过程中出现了一些问题,由于器件参数的选取不对,不能使三极管和晶闸管不能处于正常的工作状态,这是对学过的知识不熟悉的反应。
第二,第一次设计的电路在仿真软件中很多元件都没有且没有替代用的元件故设计了这个电路图这是对软件的不熟悉。
通过这次课程设计,我学会了许多专业知识,遇到困难时,我积极的去查看教材,去图书馆查找资料,上网收索相关信息,直到把原理弄明白,大大增强了我的自学能力和独立能力,更重要的是,使我开阔了视野,活跃了思想,培养了自己的动手能力。
在这次课程设计过程中,我从对自己没自信变的敢于面对错误,这些都是在设计过程中同学的帮助下,使我找到了自信,同时,也促进了我们之间的友谊,牢固了同学之间的友情。
在克服重重困难之后,我们的实习画上了圆满的句号,充分体现了拼搏精神和团队精神,使我终身难忘。
赵丽娜
2012/12/5
附录
芯片引脚图
元器件清单:
元件代号
型号
名称
R1
22K
电阻
R2
2M
电阻
R3
33K
电阻
R4
100K
电阻
R5
500K
电阻
R6
56K
电阻
R7
270K
电阻
C1/C2
10μ
电容
C3
100u
电容
D1
1N4148
二极管
D3
BTA140
晶闸管
D2
BAS81
肖特基二极管
D4/D5/D6/D7
1N4007
二极管
Q1
2N914
三极管
LAMP
220V/25W
灯泡
U2(A/B/C/D)
74LS00
集成块
MIC
话筒
MG
MG45
光敏电阻
参考文献:
模拟电子技术基础数字电子技术基础第五版阎石编著
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- 关 键 词:
- 数字 电子电路 课程设计 报告