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1、题目_班级_学号_姓名_指导_时间_景德镇陶陶瓷学电工电子子技术课程程设计任任务书姓名戴玉玉昆_ 班班级 _10热热工二班班_指导老老师 金光浪浪 设计课题题：声光光控延时时电路的的设计设计任务务与要求求查找一个个感兴趣趣的电工工电子技技术应用用电路，要要求电子子元件超超过30500个或以上，根根据应用用电路的的功能，确定封面上的题目，然后完成以下任务：1、 分析电路路由几个个部分组组成，并并用方框框图对它它进行整整体描述述；2、 对电路的的每个部部分分别别进行单独独说明，画画出对应应的单元元电路，分分析电路路原理、元元件参数数、所起起的作用用、以及及与其他他部分电电路的关关系等等等；3、 用
2、简单的的电路图图绘图软软件绘出出整体电电路图，在在电路图中中加上自自己的班班级名称称、学号号、姓名名等信息息；4、 对整体电电路原理理进行完完整功能能描述；5、 列出标准准的元件件清单；设计步骤骤1、 查阅相关关资料，开开始撰写写设计说说明书；2、 先给出总总体方案案并对工作作原理进进行大致致的说明明；3、 依次对各各部分分分别给出出单元电电路，并并进行相相应的原原理、参参数分析析计算、功功能以及及与其他他部分电电路的关关系等等等说明；4、 列出标准准的元件件清单；5、 总体电路路的绘制制及总体体电路原原理相关关说明；6、列出出设计中中所涉及及的所有有参考文文献资料料。设计说明明书字数数不得少
3、少于30000字。参考文献献1.何何小艇，电电子系统统设计，浙浙江大学学出版社社，20001年年6月22.姚福安安，电子子电路设设计与实实践，山山东科技技技术出出版社，220011年100月3.王澄非非，电路路与数字字逻辑设设计实践践，东南南大学出出版社，119999年100月4.李银华华，电子子线路设设计指导导，北京京航空航航天大学学出版社社，20005年年6月55.康华光光，电子子技术基基础，高高教出版版社，220033年6韩振振振，数数字电路路逻辑设设计，大大连理工工大学出出版社，220000年7湘潭潭电机制制造学校校，可控控硅技术术，机械械工业出出版社，119799年目录1、 总体方案
4、案与原理理说明. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .12、 单元电路路1（用用实际的的单元电电路名称称，下同同）. . . . . . . . . . . . . . . . . . .aa3、 单元电路路2. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .bb4、 单元电路路3. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5、. . . . . . . . . .cc5、 总体电路路原理相相关说明明. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .e6、 总体电路路原理图图. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .f7、 元件清单单；. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .g8、 参考文献献. . .
6、. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .h9、 设计心得得体会. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . i1、 总体方案案与原理理说明它主要由由9部分分组成：整流、稳稳压二极极管；话话筒；光光敏电阻阻，可控控硅开关关等。能能够通过过调节电电阻和电电容的大大小来改改变灯亮亮的时间间长短，如如果时间间过长就就应该减减小电阻阻或电容容的值，反反之则增增大。光光敏电阻阻和话筒筒的高度度也会
7、使使灯的时时间受到到影响。声声光控节节电开关关,在白白天或光光线较亮亮时,节节电开关关呈关闭闭状态,灯不亮亮；夜间间或光线线较暗时时，节电电开关呈呈预备工工作状态态，当有有人经过过该开关关附近时时，脚步步声、咳咳嗽声、说说话声、拍拍手声、车车的喇叭叭声等等等都能开开启节能能开关。灯灯亮后大大概一分钟左左右节能能灯自动动关闭。这这样的开开关一般般用在公公共场合合较多，比比如走廊廊、厕所所等地方方。该装装置既能能节约能能源又能能延长灯灯泡的寿寿命，一一举两得得。给人人们的生生活带来来很多好好处，所所以一直直被民众众广泛使使用。 因为这这个装置置是声光光控延时时开关就就是用声声音来控控制开关关的开启
8、启，若干干分钟后后延时开开关“自自动关闭闭。所所以，整整个电路路的功能能就是将将声音信信号处理理后，变变为电子子开关的的开动作作。明确确了电路路的信号号流程方方向后，即即可依据据主要元元器件将将电路划划分为若若干个单单元，由由此可画画出电路路的方框图图：图一声音信号号(脚步步声、掌掌声等)由驻极极体话筒筒BM接收收并转换换成电信信号，经经C1到VT的基基极进行行电压放放大，放放大的信信号送到到与非门门(VDD1)的的2脚，R4、R7是VT偏置电阻，C2是电源滤波电容。为了使声光控开关在白天开关断开，即灯不亮，由光敏电阻Rg等元件组成光控电路，R5和Rg组成串联分压电路，夜晚环境无光时，光敏电阻
9、的阻值很大，Rg两端的电压高，即为高电平间t=2R8C3，改变R8或C3的值，可改变延时时间，满足不同目的。VD3和VD4构成两级整形电路，将方波信号进行整形。当C3充电到一定电平时，信号经与非门VD3、VD4后输出为高电平，使单向可控硅导通，电子开关闭合；C3充满电后只向R8放电，当放电到一定电平时，经与非门VD3、VD4输出为低电平，使单向可控硅截止，电子开关断开，完成一次完整的电子开关由开到关的过程。二极管VD1VD4将交流220V进行桥式整流，变成脉动直流电，又经R1降压，C2滤波后即为电路的直流电源，为BM、VT、IC等供电声光控制制节能灯灯主要由由三部分分组成，分分别为声声控电路路
10、，光控控电路，延延时电路路，下面面我将分分块对电电路的原原理加以以详细的的阐述。2单元元电路11光控电路路用图形绘制软件绘制图2结合图 2 来分分析图 1 。白天，光敏电阻器RL呈现低电阻，与非门D2的4脚为低电平，则输出高电平，VD1截止，所以电路封锁了声音通道，使声音脉冲不能通过，此时总控制门D3不通，晶闸管SCR截止，所以电灯EL不能点亮。夜间RL呈现高电阻，使与非门D2的4输入端为逻辑高电平“1”，这就为声音通道的考通创造了条件。3单元元电路22声控电路路当在夜晚晚时，光光控电路路已为声声音通道道开通创创造了条条件。如如果此时时楼梯有有人走动动或者有有人谈话话，话筒筒BM拾拾取了声声音
11、信号号经与非非门D11放大输输出，经经C2耦耦合加到到R3的的两端，即即与非门门D2的的5号输输入端。当当音频信信号的正正半周期期峰值电电平超过过与非门门的输入入阈值电电平时，与与非门DD2因两两个输入入端均为为逻辑”0”,则输输出端为为逻辑“1”，此高电平平经过RR7加至至晶闸管管SCRR的门极极，使SSCR触触发开通通，接通通由整流流桥组成成的电源源电路，此此时电灯灯EL即即可点亮亮。4单元元电路33延时电路路当夜晚同时又又有外界界声音信信号时，控控制门 ( 与与非门 )D22的两个输入入端均为为高电平平，输出出为低电电平，VVD1导导通，在在VD11导通的的瞬间，CC3被迅迅速充电电，在
12、声声音信号号过后，VVD1虽虽然恢复复了截止止，但由由于C33储存电电荷需要要通过高高值电阻阻慢慢放放电，从从而使与与非门DD3的输输入端仍仍然保持持低电平平“0”，所以以电灯EEL不会会马上熄熄灭。随随后则CC3的放放电，与与非门DD3的输输入端得得电平不不断升高高，当升升至与非非门阈值值电压时时，与非非门D33发生翻翻转，输输出端就就变成低低电平“0”，晶闸闸管SCCR当交交流电过过零时即即关断，电电灯ELL才熄灭灭。 电电路的延延迟时间间主要有有R5,C3等等放电时时间常数数决定。T=2R5C3， 增减R5或C3的数值可以调整电路的延迟时间。本设计的延时时间约为5分钟，即灯亮后若不再有声
13、音5分钟后灯自动熄灭。二极管 VD22-VDD5 将交交流 2220VV 进行行桥式整整流变变成脉动动直流电电。又经经 R66 降压压， CC4 滤滤波后即即为电路路的直流流电源，为为 BMM 、 IC 等供电电。控制制部分电电路就是是通过控控制可控控硅的导导通与截截止进而而连接和和切断供供电电路路，而达达到目的的。5总体体电路原原理相关关说明本电路是是采用分分离元件件的声控控延时电电路，其其电路原原理图如如图1所示，原原理图说说明：2220VV的灯充充电直接接整流。在输出端串联25W灯泡，输出端接可控硅（负载）供电电路稳压电路，稳压电路是给话筒放大，音频放大等提供8.2V直流电，话筒放大，可
14、以把声音信号转换为电信号并放大，然后，经过音频放大器使信号达到足够大；检波音频信号的正半周，即把音频信号转换为直流信号。经过延时电路以后送到控制电路，由控制电路去控制可控硅，若可控硅断开，则整流电路负载断开，若导通，则整流电路负载导通。光敏控制电路把光照变成电信号，从而去控制音频信号往后边输送情况。可见：本电路灯泡要受可控硅的控制，可控硅受话筒取得的音频信号和光敏电阻的控制，从而可以实现声控和光控；灯亮的时间由延时电路的时间长度决定。（一）、可控硅硅是可控控硅整流流元件的的简称,是一种种具有三三个PNN 结的的四层结结构的大大功率半半导体器器件,一一般由当夜晚同时又又有外界界声音信信号时，控控
15、制门 ( 与与非门 )D22的两个输入入端均为为高电平平，输出出为低电电平，VVD1导导通，在在VD11导通的的瞬间，CC3被迅迅速充电电，在声声音信号号过后，VVD1虽虽然恢复复了截止止，但由由于C33储存电电荷需要要通过高高值电阻阻慢慢放放电，从从而使与与非门DD3的输输入端仍仍然保持持低电平平“0”，所以以电灯EEL不会会马上熄熄灭。随随后则CC3的放放电，与与非门DD3的输输入端得得电平不不断升高高，当升升至与非非门阈值值电压时时，与非非门D33发生翻翻转，输输出端就就变成低低电平“0”，晶闸闸管SCCR当交交流电过过零时即即关断，电电灯ELL才熄灭灭。 电电路的延延迟时间间主要有有R
16、5,C3等等放电时时间常数数决定。T=2R5C3， 增减R5或C3的数值可以调整电路的延迟时间。本设计的延时时间约为5分钟，即灯亮后若不再有声音5分钟后灯自动熄灭。二极管 VD22-VDD5 将交交流 2220VV 进行行桥式整整流变变成脉动动直流电电。又经经 R66 降压压， CC4 滤滤波后即即为电路路的直流流电源，为为 BMM 、 IC 等供电电。控制制部分电电路就是是通过控控制可控控硅的导导通与截截止进而而连接和和切断供供电电路路，而达达到目的的。两晶闸管管反向连连接而成成.它的的功用不不仅是整整流，还还可以用用作无触触点开关关以快速速接通或或切断电电路，实实现将直直流电变变成交流流电
17、的逆逆变，将将一种频频率的交交流电变变成另一一种频率率的交流流电等等等。可控控硅和其其它半导导体器件件一样，其其有体积积小、效效率高、稳稳定性好好、工作作可靠等等优点。它它的出现现，使半半导体技技术从弱弱电领域域进入了了强电领领域，成成为工业业、农业业、交通通运输、军事科研以至商业、民用电器等方面争相采用的元件。（如附图一所示）。附图一：单向可可控硅的的外形晶闸管TT在工作作过程中中，它的的阳极AA和阴极极K与电电源和负负载连接接，组成成晶闸管管的主电电路，晶晶闸管的的门极GG和阴极极K与控控制晶闸闸管的装装置连接接，组成成晶闸管管的控制制电路。（二）、从晶闸管的内部分析工作过程：晶闸管是是四
18、层三三端器件件，它有有J1、JJ2、JJ3三个个PN结结附录图四，可以以把它中中间的NNP分成成两部分分，构成成一个PPNP型型三极管管和一个个NPNN型三极极管的复复合管（附附图二）。当晶闸管管承受正正向阳极极电压时时，为使使晶闸管管导铜，必必须使承承受反向向电压的的PN结结J2失失去阻挡挡作用。图图2中每每个晶体体管的集集电极电电流同时时就是另另一个晶晶体管的的基极电电流。因因此，两两个互相相复合的的晶体管管电路，当当有足够够的门极极电流IIg流入入时，就就会形成成强烈的的正反馈馈，造成成两晶体体管饱和和导通，晶晶体管饱饱和导通通。设PNPP管和NNPN管管的集电电极电流流相应为为Ic11
19、和Icc2；发发射极电电流相应应为Iaa和Ikk；电流流放大系系数相应应为a11=Icc1/IIa和aa2=IIc2/Ik，设设流过JJ2结的的反相漏漏电电流流为Icc0,晶闸管的的阳极电电流等于于两管的的集电极极电流和和漏电流流的总和和：Ia=IIc1+Ic22+Icc0 或或Ia=a1IIa+aa2Ikk+Icc0 若门极电电流为IIg,则则晶闸管管阴极电电流为IIk=IIa+IIg从而可以以得出晶晶闸管阳阳极电流流为：II=(IIc0+Igaa2)/（1-（a11+a22） （11）硅PNPP管和硅硅NPNN管相应应的电流流放大系系数a11和a22随其发发射极电电流的改改变而急急剧变化化
20、。当晶闸管管承受正正向阳极极电压，而而门极未未受电压压的情况况下，式式（11）中中，Igg=0,(a11+a22)很小小，故晶晶闸管的的阳极电电流IaaIcc0 晶晶闸关处处于正向向阻断状状态。当当晶闸管管在正向向阳极电电压下，从从门极GG流入电电流Igg,由于于足够大大的Igg流经NNPN管管的发射射结，从从而提高高起点流流放大系系数a22,产生生足够大大的极电电极电流流Ic22流过PPNP管管的发射射结，并并提高了了PNPP管的电电流放大大系数aa1,产产生更大大的极电电极电流流Ic11流经NNPN管管的发射射结。这这样强烈烈的正反反馈过程程迅速进进行。当当a1和和a2随随发射极极电流增增
21、加而（aa1+aa2）1时，式式（11）中中的分母母1-（aa1+aa2）0,因因此提高高了晶闸闸管的阳阳极电流流Ia.这时，流流过晶闸闸管的电电流完全全由主回回路的电电压和回回路电阻阻决定。晶晶闸管已已处于正正向导通通状态。式（11）中中，在晶晶闸管导导通后，11-（aa1+aa2）0,即即使此时时门极电电流Igg=0,晶闸管管仍能保保持原来来的阳极极电流IIa而继继续导通通。晶闸闸管在导导通后，门门极已失失去作用用。在晶闸管管导通后后，如果果不断的的减小电电源电压压或增大大回路电电阻，使使阳极电电流Iaa减小到到维持电电流IHH以下时时，由于于a1和和a1迅迅速下降降，当11-（aa1+a
22、a2）0时，晶晶闸管恢恢复阻断断状态。IC选用用CMOOS数字字集成电电路CDD40111（见见附图二二），其其里面含含有四个个独立的的与非门门电路。内内部结构构见图55，VSSS是电电源的负负极，VVDD是是电源的的正极。可可控硅tt选用11 a4000v的进进口单向向可控硅硅1 000-66型，如如负载电电流大可可选用33a、6a、10aa等规格格的单向向可控硅硅，单向向可控硅硅的外形形如图六六示，它它的测量量方法是是：用rr1档档，将红红表笔接接可控硅硅的负极极，黑表表笔接正正极(如如印制板板图所示示)，这这时表针针无读数数，然后后用黑表表笔触一一下控制制极k，这这时表针针有读数数，黑表
23、表笔马上上离开控控制极kk这时表表针仍有有读数(注意触触控制极极时正负负表笔是是始终连连接说明明该可控控硅是完完好的。驻驻极体选选用的是是一般收收录机用用的小话话筒，它它的测量量方法是是：用rr1000档将将红表笔笔接外壳壳的s、黑黑表笔接接d，这这时用口口对着驻驻极体吹吹气，若若表针有有摆动说说明该驻驻极体完完好，摆摆动越大大灵敏度度越高；光敏电电阻选用用的是6625AA型，有有光照射射时电阻阻为200k以下下，无光光时电阻阻值大于于1000mq，说说明该元元件是完完好的。二二极管采采用普通通的整流流二极管管1n4400111nn40007。总总之，元元件的选选择可灵灵活掌握握，参数数可在一
24、一定范围围内选用用。在测测试时先先把指针针表满偏偏同时将将指针表表打到11K档，其其次：用用表笔对对电容进进行放电电，在用用表进行行测试，用用红笔接接负极，黑黑笔接正正极；最最后：看看指针的的偏转，且且还要指指针还原原，如能能还原就就表明电电容正常常，不能能回到原原位则表表明电容容漏电。测测试漏电电电容方方法：用用万用表表的电阻阻挡（RR*1000和RR*1KK），将将表笔接接触电容容器两引引线。刚刚接触时时，由于于电容充充电电流流大，表表头指针针偏转角角度大，随随着充电电电流减减小，指指针逐渐渐向R=无穷方方向返回回，最后后稳定处处即漏电电电阻值值。一般般电容器器的漏电电电阻为为几百至至几千
25、兆兆欧，漏漏电电阻阻相对小小的电容容质量不不好。测测量时，若若表头指指针指到到或接近近欧姆零零点，表表示电容容器内部部短路。若若指针不不动，始始终指在在R=无无穷处，则则意味着着电容器器内部短短路或已已失效。对对于电容容量在00.1F以下下的小电电容，由由于漏电电电阻接接近无穷穷，难以以分辨，故故不能此此法侧漏漏电阻或或判定好好坏。附图二：CD440111的引脚脚图6、总体体电路原原理图图表 1声光控延延时开关关的电路路原理图图见图 1 所所示。电电路中的的主要元元器件是是使用了了数字集集成电路路 CDD40111 。其其内部含含有 44 个独独立的与与非门 D1 DD4 ，电电路结构构简单。
26、可可靠性高高。本设设计中只只用到了了集成块块中的三三个与非非门。元件清单单IC 选选用 CCMOSS 数字字集成电电路 CCD40011 ， CCD40011 有四个个独立的的与非门门电路，内内部功能能见图 3 ， Vsss 是电电源的负负极， VDDD 是电电源的正正极。可可控硅 T 选选用 11A 4000V 的进口口单向可可控硅 10006 型型，如负负载电流流大可选选用 33A 、 6A 、 10AA 等规规格的单单向可控控硅，它它的测量量方法是是：用 RX11 档，将将红表笔笔接可控控硅的负负极，黑黑表笔接接正极，这这时表针针无读数数，然后后用黑表表笔触一一下控制制极 KK ，这这时
27、表有有读数，黑黑表笔马马上离开开这时表表仍有读读数 ( 注意意触控制制极时正正负表笔笔是始终终连接的的 ) 说明该该可控硅硅是完好好的。驻驻极体选选用的是是一般收收录机用用的小话话筒，它它的测量量方法是是：用 RX1100 档将红红表笔接接外壳的的 S 、黑表表笔接 D ，这这时用口口对着驻驻极体吹吹气，若若表针有有摆动说说明该驻驻极体完完好，摆摆动越大大灵敏度度越高；光敏电电阻选用用的是 6255A 型型，有光光照射时时电阻为为 200K 以以下，无无光时电电阻值大大干 1100MM ，说说明该元元件是完完好的。二二极管采采用普通通的整流流二极管管 1NN40001 1NN40007 。总总
28、之，元元件的选选择可灵灵活掌握握，参数数可在一一定范围围内选用用。其它它元件按按图 11 所示示的标注注即可。序号名称型号规格格位号数量1集成块TC40011IC1块2话筒54+22DBBM1个3二极管1N41148VS1只4二极管1n40007D1-DD55只5点解电容容10u,1000uC3,CC42只6瓷片电容容0.011,0.1uC1,CC22只7电阻100KKR61只8电阻5.1R51只9电阻1MR41只10电阻270KKR31只11电阻2.7MMR21只12电阻10KR11只13单向可控控硅100-6SCR1只14光敏电阻阻器3K-55MRL1只8.参考考文献1.何何小艇，电电子系
29、统统设计，浙浙江大学学出版社社，20001年年6月22.姚福安安，电子子电路设设计与实实践，山山东科技技技术出出版社，220011年100月3.王澄非非，电路路与数字字逻辑设设计实践践，东南南大学出出版社，119999年100月4.李银华华，电子子线路设设计指导导，北京京航空航航天大学学出版社社，20005年年6月55.康华光光，电子子技术基基础，高高教出版版社，220033年6韩振振振，数数字电路路逻辑设设计，大大连理工工大学出出版社，220000年7湘潭潭电机制制造学校校，可控控硅技术术，机械械工业出出版社，119799年设计心得得体会（占占完整一页页）经过一周周课程设设计的学学习，我我已
30、经能能自己设设计一个个简易声声光控延延时照明明灯电路路，这是一一周的学学习换来来的成果果。通过在网网上搜索索课程设设计的相相关内容容，也到学校校图书馆馆借相关关书籍，经经过不断断比较与与讨论，最最终确定定了声光控控延时照照明灯的的电路原原理图。通过这次课程设计，我明白了不管是学习哪种软件，如果以前没有没有接触，开始学得很费力，但到后来就好了。在每次的课程设计中，遇到问题，最好的办法就是查阅相关资料，如果找不到就向老师和其他同学请教，因为每个人掌握情况不一样，一个人不可能做到处处都懂，集合多个人的思想，复杂的事情就会变得很简单。这一点我深有体会。尽管现在只是初步学会了声光控延时照明等电路的设计，
31、但学习的这段日子确实令我收益匪浅，不仅因为它发生在特别的时间，更重要的是我又多掌握了一门新的技术，付出的过程中我已经收获了很多快乐！做课程设设计这段段时间是是这一学期期比较忙忙的日子子，面临临着即将将到来的的四级考试试和期末末考试，再加上上对Prroteel999比较陌陌生，一周内内必须完完成这项项课程设设计，任务比较较重。由于缺缺乏对PProttel999相关关知识的的了解，我们从从网络上上查阅了了不少相相关资料料。一周的电电子课程程设计即即将结束束，这一一周学到到了很多多东西。以以前对知知识的了了解仅限限于理论论知识，而而且是有有的能够够理会，有有的只是是停留在在似懂非非懂的状状态。对对于
32、器件件就不知知道有什什么用途途，也就就更加难难以理解解。但这这一周之之后，我我对电子子技术有有了更深深的理解解，知道道了自己己的不足足，同时时也明白白了所学学知识的的重要性性，培养养了自己己对课程程设计学学习的兴兴趣。我我们在学学校时很很难有机机会锻炼炼自己的的动手能能力，刚刚设计时时不免有有一些不不知所措措。但在在老师的的指引下下我参考考了很多多资料书书，查阅阅了相关关知识之之后，才才渐渐有有了思路路。对于于我们这这些大二二的学生生，由于于动手能能力不足足，很难难在一周周内完成成所要设设计的课课件，就就需要组组员之间间不断的的配合，充充分的合合作才能能更完美美的设计计自己的的电路。通过这次次的电子子电工课课程设计计我受益匪匪浅，不不仅巩固固了先前前学的模模电的理理论知识识，而且且培养了了动手能能力和团团队合作作的能力力，更令令我的创创造性思思维得到到拓展。希希望今后后类似这这样的锻锻炼机会会能更多多。最后，我我能顺利利完成这这次课程程设计，首首先要感感谢老师师的悉心心指导，其其次要感感谢我的的同学，如如果没有有他们给给我的意见，凭凭我一个个人是完完成不了了这个实实验的，这这个实验验是大家家的努力力换回了了这次课课程设计计的成功功！