长春建筑学院课程设计报告PAGE-9-课程设计名称：电子技术课程设计题目：声控灯开关专业：电气工程及其自动化班级：电1002姓名：刘宇宙学号：20指导教师：闫坤目录设计目的和任务………………………………………………………………3设计要求………………………………………………………………………..3总体框图设计……………………………………………………………….….3声控灯开关的工作原理…………………………………………….…..………3电路板上元器件布局及其明细………………………………………………...4晶闸管及一片集成电路14011的描述……………………………………….5安装及调试要点…………………………………………………………………7实物电路图……………………………………………………………………….7总结…………………………………………………..……………………………8第九章参考文献…………………………………………………………………………9一设计的目的和任务1、巩固加深对模拟电子技术基础的理解，提高综合运用所学知识的能力，培养学生独立分析问题、解决问题的能力。2、通过查找资料、选方案、设计电路、写报告等环节的训练，熟悉设计过程、步骤。为今后从事电子线路的设计、研制电子产品打下良好的基础。3、设计模拟和数字电子混合电路，实现特定功能。学习这一技能，积累这方面的经验。二设计要求(1)设计办公大楼、写字楼或居民住宅楼内应用的声控灯开关。(2)在白天照度较高时，即楼道内光线充足时本开关不启动，灯熄灭。(3)夜晚楼道内光线较差时，若楼道内充分安静(无人行动时)，灯泡不启动，(4)若在光线较差的楼道内有人发出声响，就启动该装置使灯泡点亮。三总体框图设计根据技术要求，此声控灯开关可由以下几个单元组成：图1整体框图四声控灯开关的工作原理控灯开关的原理图见图3-1。图3-1声控灯开关原理图由四个二极管组成的桥式整流电路将输入电路的220V50Hz交流电压变换成脉动直流。该脉动直流电压一路由R3和R1、C3分压并滤波后得到传感及逻辑控制电路所用的电压VCC；另一路接到晶闸管BTl69的阳极。当BT169的控制极(栅极)为高电平且输入的交流信号Vi=cos(ωt+Φ)处于正半周期时，电流由D2→地→D4→灯流过而将灯点亮。当Vi处于负半周期时，电流由灯→D3→地→D1而将灯点亮。当BTl69的控制极为低电平时，晶闸管截止，此时不会产生驱动灯的电流，因此灯是熄灭的。由此可见，灯的亮灭是由晶闸管的控制极电平决定的。因此，关键的问题是如何控制其栅极电平的高低。我们的目的是要达到：有光时灯灭；无光无声时灯灭：无光有声时灯亮。参见原理图3-1。对光敏电阻RW而言，当有光时，Rw<2KΩ，此时HDl4011的1脚亦即第一个与非门的一个输入端为低电平(地)，所以3脚为高电平、4脚为低电平，10脚为高电平，11脚为低电平(后文设上述由左至右四个与非门的输出分别为A，B，C，D)，则此时晶闸管截止，灯泡是暗的。相反，如果无光时，RW>2MΩ，此时HDl4011的1脚是高电平，此时第一个与非门的输出取决于2脚的状态，而2脚的状态将由噪声传感器来决定，当没有声音时，2脚为低电平，因此A为高电平，B为低电平，C为高电平，D为低电平，此时晶闸管截止，灯泡为暗。当有声音产生时，在麦克两端产生一个交流信号，经过电容而将2脚置成高电平，此时A为低电平，B为高电平，C为低电平，D为高电平，从而将晶闸管触发导通，灯泡点亮，同时由于B点为高电平，可对电容C2充电，这样，当声音消失之后，由于C2和R7的存在，使C点维持在低电平直到C2放电结束，在此过程中，灯泡将会一直保持在亮的状态直至此过程结束。五电路板上元器件布局及其明细PCB电路板上的元件布局见图3-2。图3-2元、器件布局示意图元、器件明细：R1：20kΩR2：4.7MΩR3：150kΩR4：20kΩR5：470kΩR6：2MΩR7：2MΩR8：43kΩR9：160kΩC1：0.1μFC2：22μFC3：22μFD1,D2,D3,D4：1N4007×4噪声传感器CZN-15E晶体管S9014晶闸管BT169四双输入与非门HD140115.1晶闸管及一片集成电路14011的描述晶闸管的工作原理分析：晶闸管可用两个不同极性（P-N-P和N-P-N）晶体管来模拟，如图8所示。当晶闸管的栅极悬空时，BG1和BG2都处于截止状态，此时电路基本上没有电流流过负载电阻RL，当栅极输入一个正脉冲电压时BG2导通，使BG1的基极电位下降，