简易照明灯的设计毕业设计说明书.docx
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简易照明灯的设计毕业设计说明书
信息职业技术学院
毕业设计说明书(论文)
设计(论文)题目:
简易照明灯的设计
专业:
通信技术
班级:
学号:
姓名:
指导教师:
二ΟΟ八年十二月三十日
四川信息职业技术学院毕业设计(论文)任务书
学生
姓名
学号
班级
通技06-2
专业
通信技术
设计(或论文)题目
简易电话照明灯的设计
指导教师姓名
职称
工作单位及所从事专业
联系方式
备注
助教
高级工程师
设计(论文)内容:
夜间接听固定电话或使用固定电话拨打电话时,往往需要先打开照明灯,这对于熟睡初醒的人来说非常不便。
本设计所实现的电话灯能给夜间使用电话的人带来方便,它能在电话铃声响起或主人摘机拨号时,自动点亮照明小灯,挂机后延迟1分钟左右,灯又能自行熄灭。
此外,还可以通过按键开关,在需要照明时打开照明小灯,照明1分钟后自动熄灭。
学生需完成系统方案制定的工作原理分析、硬件设计、电路仿真或实物制作、设计报告撰写等工作。
设计可按如下步骤进行:
1.收集有关资料并消化吸收;2.制定设计方案;3.系统仿真测试或硬件制作;4.PCB板的制作;5.撰写设计报告(不少于4000字)。
进度安排:
1. 收集有关资料并消化吸收------第6~7周; 2. 制定设计方案---------------------第8~9周;
3. 系统仿真测试----------------------第10~11周; 4. PCB板制作-------------------------第12周;
5. 撰写设计报告----------------------第13~14周; 6. 准备毕业答辩---------------------第15周。
主要参考文献、资料(写清楚参考文献名称、作者、出版单位):
[1] 杨振江,雷光纯.新颖实用电子设计与制作.西安:
西安电子科技大学出版社,2000
[2] 熊建云,Protel99SEEDA技术及应用.北京:
机械工业出版社,2007
[3] 邱寄帆,唐程山.数字电子技术.人民邮电出版社,2005年
审
批
意
见
教研室负责人:
年月日
备注:
任务书由指导教师填写,一式二份。
其中学生一份,指导教师一份。
目 录
摘 要1
第1章 绪 论2
第2章 方案设计3
第3章 硬件设计4
铃流检测模块5
负脉冲产生电路6
单稳态触发器6
开关驱动电路7
12V直流电源模块7
按键操纵电路8
第4章 系统仿真测试9
结 论10
致 谢11
参考文献12
附录1 总电路原理图13
附录2 PCB板底图14
摘 要
夜间接听固定或利用固定拨打时,往往需要先打开照明灯,这关于熟睡初醒的人来讲超级不便。
本设计所实现的灯能给夜间利用的人带来很多方便,它能在铃声响起或主人摘机拨号时,自动点亮照明小灯,挂机后延迟1分钟左右,灯又能自行熄灭。
该进程主若是通过使单稳态触发器工作在稳态和暂稳态来操纵按时的。
另外,还能够通过按键开关,在需要照明时打开照明小灯,照明1分钟后又自动熄灭。
关键词 照明灯;555按时器;负脉冲产生器
第1章 绪 论
在信息技术高度发达的今天,通信是咱们必不可少的交流工具。
此刻几乎家家户户都有固定,可是固定在夜间利历时超级不方便,专门是关于熟睡初醒的人来讲,往往需要先打开照明灯,才能接听或拨打。
本设计介绍的照明灯就解决了以上的问题。
它能在铃声响起或主人摘机拨号时,自动点亮照明小灯,挂机后延迟1分钟左右,灯又能自动熄灭。
另外,还能够通过按键开关,在需要照明时打开照明小灯,照明1分钟后自动熄灭。
整个课题要紧由以下六部份组成:
铃流检测模块,负脉冲产生电路,单稳态触发器,开关驱动电路,电源模块,按键按时驱动电路组成。
本课题的内容要紧包括模拟电子技术,数字电子技术等。
俗语说“温故而知新”,通过对本课题的设计,使得咱们对以前所学的知识有一个专门好的回忆,能够更好的把握所学的知识,达到了学以致用的目的。
第2章 方案设计
本设计要紧由铃流检测模块、负脉冲产生器、单稳态触发器、开关驱动电路、按键操纵电路及12V直流电源电路等几部份组成。
系统结构框图如图2-1所示。
图2-1 有效照明灯系统结构框图
各模块的功能如下:
铃流检测模块:
其功能是检测电路中有无打进,当有打进时,输出一个高电平;没有打进那么输出为低电平。
负脉冲产生电路:
其功能是当电路中有电流流过时,可产生一个负脉冲,促使单稳态触发器工作。
单稳态触发器:
其作用是当输入端输入一个低电平常,触发器通过自身的充放电进程来按时一分钟,使输出端输出高电平驱动灯亮。
开关驱动电路:
其功能是单稳态触发器输出一个高电平常,可控硅开关因取得触发电流而导通,那么驱动灯亮。
按键操纵电路:
其功能是当电路中无电流通过时,只要通过按键就可人为的给单稳态触发器输入端输入一个低电平,迫使触发器翻转进入暂态,故能使灯点亮。
12V直流电源模块:
其功能是将220V的交流电转换成12V的直流电,该模块通过电容降压半波整流稳压电路,为整机提供12V的直流工作电压。
第3章 硬件设计
有效照明灯电路图如图3-1所示。
该电路要紧由铃流检测模块,反相放大电路,单稳态触发器,开关驱动电路,电源模块,按键操纵电路组成。
图3-1 有效照明灯电路原理图
电路的大体工作原理如下:
接线柱X1、X2串联在线路当中,平常线路无电流通过,光电耦合器A1的内藏发光二极管不发光,对应的光敏管截止,即A1的4脚输出低电平。
负脉冲产生管VT处于截止状态,其集电极为高电平,单稳态触发器A2处于稳固态,输出端3脚输出低电平,可控硅VS关断,照明灯H不亮。
当外线有打进或主人摘机拨号,线路有电流通过,A1的内藏发光管点亮发光,对应光敏管导通,即A1的4脚输出高电平,VT因取得基流而导通,其集电极输出低电平,即向单稳态触发器A2的2脚输入一负脉冲,A2被触发翻转置位进入暂态,输出端3脚即输出高电平,VS因门极取得触发电流而开通,灯H即被点亮。
如铃响毕无人摘机或打完后挂机,A1的1、2脚因失去话音电流,内藏发光管熄灭,对应光敏管恢复截止态,VT也随之截止,现在正电流就可通过R3向C1充电,经约1分钟后,使A2的6脚电平上升到2/3VDD,暂态终止触发器翻回稳固态,3脚输出低电平,VS失去触发电流当交流电过零时即断开,灯H熄灭。
SB为开灯按钮,平常需要开灯照明时,只要按一下SB,人为给A2的2脚输入一低电平,迫使A2翻转进入暂态,故能使灯H点亮1分钟。
RG与RP组成光控电路,白天因RG受室内自然光线照射而呈低电阻,因此在白天即便有打进,尽管A1的内藏光敏管导通,因RP阻值远大于RG,故A1的4脚仍能维持低电平,VT维持截止态不变,因此电路可不能被触发工作。
只有在夜幕降临时,且室内又没有开电灯的条件下,因RG无光照射而呈高电阻,且阻值远大于RP,当有打进时,A1内藏光敏管导通时就能够使A1的4脚输出高电平,促使电路翻转工作。
但手控按键开关SB不受光线操纵,在任何情形下,只要按SB都能点亮电灯。
二极管VD1~VD4接成桥式电路,其目的是使接线柱X1、X2与线连接时没必要区分正负极方便接线。
VD5、VD6,C4与C5组成简单的电容降压半波整流稳压线路,为整机提供12V直流工作电压。
3.1 铃流检测模块
铃流检测模块电路如图3-2所示。
X1、X2为串接在电路中的两个接线柱。
VD1~VD4是由四个1N4001型硅整流二极管组成的桥式整流电路,其目的是接线柱X1、X2与线连接时没必要区分正负极方便接线。
A1为4N25型光电耦合器。
RG和RP组成光控电路。
RG为MG45型光敏电阻。
RP为WSW型有机实芯微调可变电阻器,阻值为470KΩ。
图3-2 铃流检测模块电路原理图
该模块主若是检测有无打进。
当有打进时,光电耦合器输出一个正脉冲;当没有打进时,那么输出一负脉冲。
同时,RG为一光敏电阻,因此在白天即便有打进,光电耦合器输出也为负脉冲。
只有在夜幕降临时,且室内又没有开电灯的条件下,当有打进时,光电耦合器输出才为正脉冲。
负脉冲产生电路
负脉冲产生电路如图3-3所示。
R1、R2为RTX-1/8W型碳膜电阻器,R1阻值为,R2阻值为3KΩ。
VT为9013型晶体管。
当铃流检测端输出为一正脉冲,通过该电路可将正脉冲反相放大成负脉冲至单稳态触发器;当铃流检测端输出为一负脉冲,可将负脉冲反相放大成正脉冲。
图3-3 负脉冲产生电路原理图
3.3 单稳态触发器
单稳态触发器电路图如图3-4所示。
当前端负脉冲产生管VT处于截止状态,集电极输出为高电平常,A2的2脚输入一个高电平,单稳态触发器A2处于稳固态。
当前端负脉冲产生管VT导通时,其集电极输出低电平,即向单稳态触发器A2的2脚输入一负脉冲,A2被触发翻转置位进入暂态,输出端3脚即输出高电平,现在正电源就通过R3向C1充电,灯自动照明1分钟后,由NE555按时器按时1分钟,A2的6脚电平上升到2/3VDD,暂态终止触发器翻回稳固态,3脚输出低电平。
由于要按时1分钟,由公式TR3C1=1分钟,可得R3=1MΩ,C1=47uF。
R3、R4为RTX-1/8W型碳膜电阻器,R3阻值为1MΩ,R4阻值为1KΩ。
A2为NE555单稳态触发器。
C1为CD11-25型电解电容器电容值为47uF。
C2、C3为CT1型瓷介电容器,C2电容值为uF,C3电容值为uF。
SB为开灯按钮,平常需要开灯照明时,只要按一下SB,人为给A2的2脚输入一低电平,迫使A2翻转进入暂态,故能使灯H点亮1分钟。
图3-4 单稳态触发器电路原理图
开关驱动电路
当触发器输出端3脚输出低电平常,可控硅VS关断,照明灯H不亮。
当触发器输出端3脚即输出高电平常,VS因门极取得触发电流而开通,灯H即被点亮。
VS为MCR100-8型1A/600V小型塑封单向可控硅。
H为25W小型磨砂白炽灯泡。
3.5 12V直流电源模块
电源模块电路如图3-5所示。
该模块主若是将220V的交流电通过阻容降压作用转换成12V的直流电,在通过整流,通过电容C4滤波,滤除多余的交流信号,最后通过稳压,使其为整机提供12V的直流工作电压。
图3-5 12V直流电源电路原理图
C4为CD11-25V型电解电容,电容值为470uF。
C5为CBB-400V型聚丙烯电容器,电容值为0.68U。
R5为RTX-1/8W型碳膜电阻器,阻值为1M。
VD5为1N4001型硅整流二极管。
VD6为2CW60型12V,1/2W稳压二极管。
3.6 按键操纵电路
当电路中无电流通过时,只要通过按键就可人为的给单稳态触发器输入端输入一个低电平,迫使触发器翻转进入暂态,故能使灯点亮。
第4章 系统仿真测试
该仿真结果是单稳态触发器输出端的波形。
理想情形下仿真波形应该是一个方波,但由于下降脉冲太快,致使仿真结果和理想的结果有必然的不同。
仿真电路图如图4-1所示;单稳态触发器输出的仿真波形图如图4-2所示。
图4-1 简易照明灯仿真电路图
图4-2 单稳态触发器输出波形
结 论
毕业设计是大学学习时期一次超级宝贵的理论与实际相结合的机遇,通过这次比较完整的简易照明灯的设计,我摆脱了单纯的理论知识学习状态,和实际设计的结合锻炼了我的综合运用所学的专业基础知识,解决实际问题的能力,同时也提高我查阅文献资料、设计手册、设计标准和电脑制图等其他专业能力水平,而且通过对整体的掌控,对局部的取舍,和对细节的斟酌处置,都使我的能力取得了锻炼,体会取得了丰硕,而且意志力和抗压能力及耐力也都取得了不同程度的提升。
在这次设计进程中,我碰到了很多的困难,专门是电路参数计算和系统仿真,但这些都在教师和同窗的帮忙下一一被解决了。
我感觉这次的毕业设计要紧表现出了同窗们的自学和钻研的精神。
本设计的要紧目的是解决夜间需要照明所用,这关于夜间熟睡的人初醒时十分方便。
本设计主若是由铃流检测模块;反相放大器;单稳态触发器;半波整流稳压电路组成。
它的本钱不高,超级适合广大人民利用。
通过本次设计,使我对以前所学的知识有了更深的把握,同时也达到了学以致用的目的。
致 谢
感激我的导师曾教师,他严谨细致、一丝不苟的作风一直是我工作、学习中的表率,他循循善诱的教诲和不拘一格的思路给予我无尽的启发。
感激教师,这片论文的每一个实验细节和每一个数据,都离不开你的细心指导。
而你爽朗的个性和宽容的态度,加上你耐心的教诲的帮忙,使我能够专门快的完成了本次的毕业设计,在论文即将完成之际,我的心情无法安静,从开始进入课题到论文的顺利完成,有多少可敬的师长、同窗、朋友给了我无言的帮忙,在那个地址请同意我真挚的谢意!
参考文献
[1] 杨振江,雷光纯.新颖有效电子设计与制作.西安:
西安电子科技大学出版社,2000
[2] 熊建云.Protel99SEEDA技术及应用.北京:
机械工业出版社,2007
[3] 邱寄帆,唐程山.数字电子技术.北京:
人民邮电出版社,2005
附录1 总电路原理图
附录2 PCB板底图
四川信息职业技术学院
学生姓名
贾红梅
学号
0620062
班级
通技06-2
专业
通信技术
设计(论文)题目
简易电话照明灯的设计
指导教师
曾宝国 谭望春
指导老师考核意见
等级:
指导教师:
答辩
评语
等级:
答辩老师:
总评
成绩
等级:
考核小组组长:
备注
以上两项成绩综合后,指导老师考核成绩占总分的60%,答辩成绩占总分的40%,按五级记分(优、良、中、及格、不及格)。
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