數字電子技術基礎課程設計**
——樓道聲光控制照明電路系統設計
院系專業
班級：姓名
學號指導教師
2023年 1 月8 日
目錄第一章緒論 2
1.1 引言 2
1.2 課程設計要求 3
1.3 課程設計的實際應用 3
1.4 電路功能簡介 3
第二章設計過程 3
2.1設計思路 3
2.2所需要的元器件 3
2.3 電路工作原路圖，引腳間的接法及引數計算 4
2.4設計方案論證 4
第三章器件功能介紹 5
3.1發光二極體 5
3.2光敏電阻 6
3.3 lm358 7
3.4駐極管話筒功能簡 9
第四章電路的焊接與除錯 11
4.1操作方法 11
4.2除錯 12
第五章心得 12
第六章參考文獻 13
參考文獻： 13
第一章緒論
1.1 引言
隨著科技的發展，電子產品越來越多的走近了人們的生活，工藝也是越來越精湛，科技的力量對科學技術的發展起著不可估量的作用，從愛迪生發明了電燈，讓人來迎來了電的時代到現在ttl電路，cmos等新技術的應用，確實為人們帶來了便捷。
本次課程設計的內容是光電聲控燈，是日常生活中非常常見，應用非常廣泛的一種聲控燈，它不需要開關，有人經過時會自動亮，可以通過設計確定其亮一次大概的時間，方便快捷，我們都會看到過它的外形，本次課程設計，會論述光電聲控燈的原理，所用到的各種器件引腳及其功能，如何進行焊接及測試是否虛焊，自己在這個過程中的心得及體會。
1.2 課程設計要求
運用數電指示以，老師所給的資料，每個器件的引腳功能，根據要求，通過計算，確定所用電阻，電容，光敏電阻的大小等，設計出總體的電路，各引腳之間如何進行連線的。
1.3 課程設計的實際應用
該設計成品可以廣泛的應用於樓道，可以節省很多的電力資源，因為它只有在夜晚燈光昏暗時，有人經過才工作，而且可以控制其亮的時間，盡到最大的可能，節省資源。
1.4 電路功能簡介
本電路適用於樓道內，當白天的時候，由於光敏電阻的阻值發生變化使輸出控制為低電平（0），相當於開關閉合；晚上的時候控制為高電平（1），相當於開關開啟。這樣起到了節能的優點。
第二章設計過程
設計方案
2.1設計思路
在白天光線即使很亮，有人經過，燈也不會亮，相當於感應到低電平，發光二極體不亮，當夜晚降臨，有人經過有聲音，燈會亮設定的秒數，相當於感應到高電平，發光二極體亮。
2.2所需要的元器件
這次課程設計主要用了74hc123、lm358和nes555三個整合器件，發光二極體，光敏電阻，電容，電阻，駐極體話筒以及電烙鐵，焊錫，萬用表。
2.3 電路工作原路圖，引腳間的接法及引數計算
lm358積體電路的5腳和6腳作為輸入，7腳作為輸出接成聲控放大電路，2腳和3腳作為輸入，1腳作為輸出接成光控電路。將ne555電路2引腳和6引腳連在一起使其具有施密特觸發器的功能，後一併與接成放大電路的lm358整合塊7引腳相連，ne555電路控制端4引腳與接成放大器電路的lm358整合塊1引腳相連。分別將74hc123可重複觸發單穩態觸發器的1、2引腳，3、4引腳相連，將1、2引腳與ne555電路輸出端相連，3、4引腳與電源高電平相連，6腳接發光二極體和電阻。
電路的延時功能體現在單穩態觸發器的波形整理功能及連線在其14和15引腳的電容與電阻的適當組合上，本次課程設計使用的是低功耗實驗電路所以選擇150k歐及47uf電容串聯方式，經計算其延時時間約為5秒。
2.4設計方案論證
利用聲控，光控電路將聲音頻號，光訊號轉化為電訊號，其中的運放lm358將收到的訊號放大，用555構成的施密特觸發器對波形進行整形，使其輸出為方波，用74hc123單穩態觸發器控制延時時間，接led發光二極體，從而實現整個電路的設計。
總的電路的設計是將聲控放大電路、光控電路、555構成的施密特觸發器和74hc123構成的單穩態觸發器組合起來，這樣即可以實現聲控、光控、波形整形和延時的功能。
2.4.1聲音控制的電路原理圖
2.4.2 光控制的電路原理圖
第三章器件功能介紹
3.1發光二極體
發光二極體的結構
二極體又被稱作晶體二極體，它只往乙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。晶體二極體為乙個由p型半導體和n型半導體形成的p-n結，在其介面處兩側形空間電荷層，並建有自建電場。
當不存在外加電壓時，由於p-n 結兩邊截流子濃度差引起的擴散電流和自建電場引起的漂流電荷相等而處於電平衡狀態。
二極體在正向電壓作用下電阻很小，處於導通狀態，相當於乙隻接通的開關；在反向電壓作用下，電阻很大，處於截止狀態，如同乙隻斷開的開關。
二極體實物圖
3.2光敏電阻
光敏電阻器是利用半導體的光電效應製成的一種電阻值隨入射光的強弱而改變的電阻器；入射光強，電阻減小，入射光弱，電阻增大。光敏電阻器一般用於光的測量、光的控制和光電轉換（將光的變化轉換為電的變化）。常用的光敏電阻器硫化鎘光敏電阻器，它是由半導體材料製成的。
光敏電阻器的阻值隨入射光線（可見光）的強弱變化而變化，在黑暗條件下，它的阻值（暗阻）可達1~10m歐,在強光條件（100lx）下，它阻值（亮阻）僅有幾百至數千歐姆。光敏電阻器對光的敏感性（即光譜特性）與人眼對可見光（0.4~0.
76）μm的響應很接近，只要人眼可感受的光，都會引起它的阻值變化。設計光控電路時，都用白熾燈泡（小電珠）光線或自然光線作控制光源，使設計大為簡化。
光敏電阻實物圖
3.3 lm358
實物圖外部引腳圖
各引腳功能：內部頻率補償
低輸入偏流
低輸入失調電壓和失調電流
共模輸入電壓範圍寬，包括接地
差模輸入電壓範圍寬，等於電源電壓範圍
直流電壓增益高(約100db)
單位增益頻帶寬(約1mhz)
電源電壓範圍寬：單電源(3—30v)；
雙電源(±1.5 一±15v)
低功耗電流，適合於電池供電
輸出電壓擺幅大(0 至vcc-1.5vlm358 內部包括有兩個獨立的、高增益、內部頻率補償的雙運算放大器，適合於電源電壓範圍很寬的單電源使用，也適用於雙電源工作模式，在推薦的工作條件下，電源電流與電源電壓無關。它的使用範圍包括感測放大器、直流增益模組和其他所有可用單電源供點的使用運算放大器的場合3.
4 ne555ne555內部原理圖
555定時器由3個阻值為5kω的電阻組成的分壓器、兩個電壓比較器c1和c2、基本rs觸發器、放電三極體td和緩衝反相器g4組成。虛線邊沿標註的數字為管腳號。其中，1腳為接地端；2腳為低電平觸發端，由此輸入低電平觸發脈衝；6腳為高電平觸發端，由此輸入高電平觸發脈衝；4腳為復位端，輸入負脈衝（或使其電壓低於0.
7v）可使555定時器直接復位；5腳為電壓控制端，在此端外加電壓可以改變比較器的參考電壓，不用時，經0.01uf的電容接地，以防止引入干擾；7腳為放電端，555定時器輸出低電平時，放電電晶體td導通，外接電容元件通過td放電；3腳為輸出端，輸出高電壓約低於電源電壓1v—3v，輸出電流可達200ma，因此可直接驅動繼電器、發光二極體、指示燈等；8腳為電源端，可在5v—18v範圍內使用。
555定時器工作時過程分析如下：
5腳經0.01uf電容接地，比較器c1和c2的比較電壓為：ur1=2/3vcc、ur2=1/3vcc。
當vi1＞2/3vcc，vi2＞1/3vcc時，比較器c1輸出低電平，比較器c2輸出高電平，基本rs觸發器置0，g3輸出高電平，放電三極體td導通，定時器輸出低電平。
當vi1＜2/3vcc，vi2＞1/3vcc時，比較器c1輸出高電平，比較器c2輸出高電平，基本rs觸發器保持原狀態不變，555定時器輸出狀態保持不來。
當vi1＞2/3vcc，vi2＜1/3vcc時，比較器c1輸出低電平，比較器c2輸出低電平，基本rs觸發器兩端都被置1，g3輸出低電平，放電三極體td截止，定時器輸出高電平。
當vi1＜2/3vcc，vi2＜1/3vcc時，比較器c1輸出高電平，比較器c2輸出低電平，基本rs觸發器置1，g3輸出低電平，放電三極體td截止，定時器輸出高電平。
數電課程設計報告
第一章設計指標 設計指標 第二章系統概述 2.1設計思想 2.2可行性論證 2.3各功能的組成 2.4總體工作過程 第三章單元電路設計與分析 3.1各單元電路的選擇 3.2設計及工作原理分析 第四章電路的組構與除錯 4.1 遇到的主要問題 4.2 現象記錄及原因分析 4.3 解決措施及效果 4.4 ...
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