声控灯的设计(毕业设计)

毕 业 设 计 （论 文）

题 目: 声控照明设计 姓 名: 系 别: 专 业: 班 级: 学 号: 指导老师: 日 期:

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摘要

本设计通过声音和光的强弱来控制灯的亮暗变化。在光线充足时，发出多大的声音声控灯都不亮,在光线不足时，只要声音达到20分贝它就发出了亮光。这是由于声控灯是先通过光的强弱进行控制，当光的强度达到标准时就通过声音来控制。其原理是利用了声学,光学和电子学的原理即用声音传感器将声音信号转换成电信号从而推动触发器触发使电路导通工作。其中用到了光敏电阻，555定时器，二极管，三极管，麦克风等元器件所组成的放大电路，延时电路从而达到了对灯亮灭控制的目的。

关键词：光敏电阻 555定时器 二极管 三极管 麦克风

目录

第一章 绪论 ..................................................... 1 第二章 声光控灯元件的介绍及检测 ................................. 4 2.1电阻 ...................................................... 4 2.1.1电阻器的介绍 ......................................... 4 2.1.2电阻的种类 ........................................... 4 2.1.3电阻的标识 ........................................... 7 2.1.4电阻的检测 ........................................... 7 2.2电容 ...................................................... 8 2.2.1电容的介绍 ........................................... 8 2.2.2电容的检测 ........................................... 8 2.3二极管 ................................................... 10 2.3.1二极管介绍 .......................................... 10 2.3.2二极管的分类 ........................................ 10 2.3.3二极管的检测 ........................................ 11 2.4三极管 ................................................... 12 2.4.1三极管的介绍 ........................................ 12 2.4.2三极管的分类 ........................................ 13 2.5（555）定时器 ............................................. 13 2.6硅整流桥 ................................................. 15 2.6.1硅整流桥好坏的测试 .................................. 15 2.6.2硅整流桥四肢引脚的判定 .............................. 16 第三章 声控灯的原理 ............................................ 17

3.1电路的总体框架 ........................................... 18 3.2电路主要组成 ............................................. 18 3.3电路工作原理 ............................................. 19 第四章 结语 .................................................... 21 4.1全文总结 ................................................. 21 4.2 结论 ..................................................... 21 附录 ............................................................ 23 参考文献 ........................................................ 24 致谢 ............................................................ 25

第一章 绪论

当今世界在以电子了信息技术为前提下推动社会跨跃式的进步，科学技术的飞速发展日新月异带动了各国生产力的大规模提高。由此可见科技已成为各国竞争的核心，尤其是电子信息技术更显得尤为重要，在国民生产各部门电子信息技术得到了广泛的应用。同时随着人们生活现代化水平不断提高，国民经济的快速发展，电力的供需矛盾日益加剧生产更多的电即意味着要消耗更多的煤、石油、天然气、核原料等不可再生资源，还会带来许多相应的环境问题。为此，我们应该从身边做起，珍惜并节约每一度电。从而曾经不被人们所重用的如声音，光等如今在电子信息技术方面都得到了广泛的应用，尤其是光能更是人们有待开发的具大的能源宝库。

在第三次科技革命的推动下，光能这一伟大的，自然的以及人类生存所必须的宝贵资源在被人类遗忘了若干年后，今天终于得到了广泛的应用。太阳能热水器，太阳能电池，太阳能浴场等都成为人们热议的话题，大到天上的人造卫星，小到街道的路灯太阳能的应用无所不在。而作为智能化电路的设计考虑光能的应用也是理所应当的。在半导体技术的飞速发展下大促进了光能应用的快速进步，在发电，取暖等方面尤为突出，智能化电路设计引进光技术已不是新奇事了，在光控电路的设计中不同于声控电路复杂的结构，随着半导体光敏元器件的快速发展，光敏元器件的应用在光照的情况下使其电参数发生变化从而使其对电流的阻碍作用减小或增大，进而使电路导通或截止，电信号强弱的改变光控转化为电控电路功能的实现便容易了。在这样的电路设计中，对电路元器件的要求也极为高尤其是光敏元件是光控电路功能实现的核心，必须保证其各项参数的精确，稳定。故在选择这类元器件时

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一定要选择高灵敏度工作稳定可靠的元件，当然电路工作的稳定是否？功能能否实现？并不仅仅只和电路元器件有关，外加电源也是不可忽视的，与声控电路一样最好也是给光控电路加上一个稳压电路确保电路能正常工作。

同样如今留给我们的就是怎样合理高效的利用声音资源。以前人们在设计电路时只求一个“用”字，只要能永久万事大吉了，所以我们常见的电路都是有很多开关如照明电路要让它工作我们必须机械地去控制它，这对于当今社会各种各样的智能化建筑如智能办公楼，智能化公寓等是非常不实用的；在这种情况下声音就派上了用场，声控作为智能化电路的一部分是不可缺少的；然而要实现声控也不是一件容易的事，因为声音是一模拟量且非电信号无法在数字电路中使用，所以我们在设计声控电路时就面临怎样把模拟量转化为数字量，把声音信号转化为电信号的问题。要解决这个问题我们设计一个专门用来接听声音信号并将声音信号转化为电信号转送到下一级电路。但是作为声控电路对声音信号的要求既不能太强也不能太弱，太强声控难以实现；而太弱电路结构复杂也难以实现，所以最好是能接收到如人的讲话声，脚踏地板声。当这类信号转化为电信号时，电信号一般较弱，必须对其进行放大对此可选择功放电路，运放电路，差分电路等，根据电路对信号的要求一般选择运放电路较好，提高信号输出电压。经过这一步实现了声音信号到电信号的转换。有了电信号实现声控就容易了，我们可以让产生的电信号去触发触发器使电路导通。对于这样的电路设计对外加电源的要求必须稳定，不断电，故最好再为其设计一个稳压电路这样才能使电路稳定工作。而对元件的要求也较高，特别是半导体器件必须保证灵敏度高，各电参数精确稳定，这样电路才能高效地工作。如今对于这样的电路设计我们以不必为其烦恼，因为有了声音传感器，可以直接将声音信号转换为电信号，大简化了电路结

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构，使声控电路的设计显得更加容易。

从20世纪中后期数字电路的飞速发展到今天技术已越来越成熟。自从电子计数器的出现之后各式各样，功能万千的定时/计数器层出不穷。正是由于电子计数器的出现使得声控电路能更好的实现智能化。在白天由光控部件控制电路，无论外界有无声音发出电路都不会工作，而到了夜晚光控部件就不在起作用由声控部件控制电路，只要在一定范围内有声音发出且达到一定响度电路就会导通工作，又由延时部件控制其工作时间；由该事例可知声、光、延时三部分是相互联系的没有光控电路智能化实现不完善，没有声控电路也谈不上延时，而没有延时电路也谈不上智能。该电路的设计较完备，在电能节约方面处理的较好，但该电路也存在一定的缺陷如要使灯常亮则该电路无法实现；要对电路进行维护在白天需要灯亮则该电路也无法实现；为此要对该电路进行升级，所谓升级就是对电路的功能进行进一步完善。我们可以为其添加一些硬件使在不影响电路正常智能化实现的前提下，电路能受人为所控制以至更好的为人们服务。

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第二章 声光控灯元件的介绍及检测

2.1电阻

2.1.1电阻器的介绍

电阻，物质对电流的阻碍作用就叫该物质的电阻。电阻小的物质称为电导体，简称导体。电阻大的物质称为电绝缘体，简称绝缘体。

电阻器，简称电阻，英文名字resistance，通常用“r”表示。是所有电子电路中使用最多的元件。电阻的主要物理特征是变电能为热能，也可说它是一个耗能元件，电流经过它就产生内能。电阻在电路中通常起分压分流的作用，对信号来说，交流与直流信号都可以通过电阻。

电阻的基本单位是欧姆，用希腊字母“Ω”表示，表示电阻阻值的常用单位还有千欧（kΩ），兆欧（mΩ）。

2.1.2电阻的种类

电阻的种类有很多，按阻值特性:固定电阻、可调电阻、特种电阻(敏感 电阻)。

光敏电阻又称光导管，常用的制作材料为硫化镉，另外还有硒、硫化铝、硫化铅和硫化铋等材料。这些制作材料具有在特定波长的光照下，其阻值迅速减小的特性。这是由于光照产生的载流子都参与导电，在外加电场的作用下作漂移运动，电子奔向电源的负极，从而使光敏电阻起的阻值迅速下降。

光敏电阻器是利用半导体的光电效应制成的一种电阻值随入射光的强弱而改变的电阻器。入射光强，电阻减小，入射光弱，电阻增大。光敏电阻器

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一般用于光的测量、光的控制和光电转换（将光的变化转换为电的变化）。常用的光敏电阻器硫化镉光敏电阻器，它是由半导体材料制成的。光敏电阻器的阻值随入射光线（可见光）的强弱变化而变化，在黑暗条件下，它的阻值（暗阻）可达1~10M欧在强光条件（100LX）下，它的阻值（亮阻）仅有几百至数千欧姆。光敏电阻器对光的敏感性（即光谱特性）与人眼对可见光（0.4~0.76）μm的响应很接近，只要人眼可感受的光，都会引起它的阻值变化。设计光控电路时，都用白炽灯泡（小电珠）光线或自然光线作控制光源，使设计大为简化。 光敏电阻的结构：

通常，光敏电阻器都制成薄片结构，以便吸收更多的光能。当它受到光的照射时，半导体片（光敏层）内就激发出电子—空穴对，参与导电，使电路中电流增强。为了获得高的灵敏度，光敏电阻的电极常采用梳状图案，它是在一定的掩膜下向光电导薄膜上蒸镀金或铟等金属形成的。

光敏电阻器通常由光敏层、玻璃基片（或树脂防潮膜）和电极等组成。光敏电阻器在电路中用字母“R”或“RL”、“RG”表示。 主要参数与特性：

根据光敏电阻的光谱特性，可分为三种光敏电阻器：

紫外光敏电阻器：对紫外线较灵敏，包括硫化镉、硒化镉光敏电阻器等，用于探测紫外线。

红外光敏电阻器：主要有硫化铅、碲化铅、硒化铅。锑化铟等光敏电阻器，广泛用于导弹制导、天文探测、非接触测量、人体病变探测、红外光谱，红外通信等国防、科学研究和农业生产中。

可见光光敏电阻器：包括硒、硫化镉、硒化镉、碲化镉、砷化镓、硅、

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锗、硫化锌光敏电阻等。主要用于各种光电控制系统，如光电自动开关门户，航标灯、路灯和其他照明系统的自动亮灭，自动给水和自动停水装置，机械上的自动保护装置和“位置检测器”，极薄零件的厚度检测器，照相机自动曝光装置，光电计数器，烟雾报警器，光电跟踪系统等方面。主要参数是：

（1）光电流、亮电阻光敏电阻器在一定的外加电压下，当有光照射时，流过的电流称为光电流，外加电压与光电流之比称为亮电阻，常用“100LX”表示。

（2）暗电流、暗电阻。光敏电阻在一定的外加电压下，当没有光照射的时候，流过的电流称为暗电流。外加电压与暗电流之比称为暗电阻，常用“0LX”表示。

（3）灵敏度。灵敏度是指光敏电阻不受光照射时的电阻值（暗电阻）与受光照射时的电阻值（亮电阻）的相对变化值。

（4）光谱响应。光谱响应又称光谱灵敏度，是指光敏电阻在不同波长的单色光照射下的灵敏度。若将不同波长下的灵敏度画成曲线，就可以得到光谱响应的曲线。

（5）光照特性。光照特性指光敏电阻输出的电信号随光照度而变化的特性。从光敏电阻的光照特性曲线可以看出，随着的光照强度的增加，光敏电阻的阻值开始迅速下降。若进一步增大光照强度，则电阻值变化减小，然后逐渐趋向平缓。在大多数情况下，该特性为非线性。

（6）伏安特性曲线。伏安特性曲线用来描述光敏电阻的外加电压与光电流的关系，对于光敏器件来说，其光电流随外加电压的增大而增大。

（7）温度系数。光敏电阻的光电效应受温度影响较大，部分光敏电阻在低温下的光电灵敏较高，而在高温下的灵敏度则较低。

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（8）额定功率。额定功率是指光敏电阻用于某种线路中所允许消耗的功率，当温度升高时，其消耗的功率就降低。

2.1.3电阻的标识

国际上惯用“色环标注法”。事实上，“色环电阻”占据着电阻器元件的主流地位。“色环电阻”顾名思义，就是在电阻器上用不同颜色的环来表示电阻的规格。有的是用4个色环表示，有的用5个。两者有所区别：4环电阻，一般是碳膜电阻，用３个色环来表示阻值，用1个色环表示误差。５环电阻一般是金属膜电阻，为更好地表示精度，用４个色环表示阻值，另一个色环也是表示误差.色环电阻的规则是最后一圈代表误差，对于四环电阻，前二环代表有效值，第三环代表乘上的次方数。例如第一环是棕色的，第二环是黑色的，第三环是红色的，第四环是金色的，那么它的电阻值是1、0，第三环是添零的个数，这个电阻添2个零，所以它的实际阻值是1000Ω，即1kΩ。

2.1.4电阻的检测

将两表笔(不分正负)分别与电阻的两端引脚相接即可测出实际电阻值。为了提高测量精度，应根据被测电阻标称值的大小来选择量程。由于欧姆挡刻度的非线性关系，它的中间一段分度较为精细，因此应使指针指示值尽可能落到刻度的中段位置，即全刻度起始的20％～80％弧度范围内，以使测量更准确。根据电阻误差等级不同。读数与标称阻值之间分别允许有±5％、±10％或±20％的误差。如不相符，超出误差范围，则说明该电阻值变值了。

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2.2电容

2.2.1电容的介绍

电容器是“储存电荷的容器”,简称电容，用字母C表示。尽管电容器品种繁多，但它们的基本结构和原理是相同的。两片相距很近的金属中间被某物质（固体、气体或液体）所隔开，就构成了电容器。两片金属称为的极板，中间的物质叫做介质。电容器也分为容量固定的与容量可变的。但常见的是固定容量的电容，最多见的是电解电容和瓷片电容。

在电子线路中，电容用来通过交流而阻隔直流，也用来存储和释放电荷以充当滤波器，平滑输出脉动信号。

电容器的选用涉及到很多问题。首先是耐压的问题。加在一个电容器的两端的电压超过了它的额定电压，电容器就会被击穿损坏。

2.2.2电容的检测

1．固定电容器的检测

检测10pF以下的小电容：

因10pF以下的固定电容器容量太小，用万用表进行测量，只能定性的检查其是否有漏电，内部短路或击穿现象。测量时，可选用万用表R×10k挡，用两表笔分别任意接电容的两个引脚，阻值应为无穷大。若测出阻值(指针向右摆动)为零，则说明电容漏电损坏或内部击2）、检测10PF～0.01μF固定电容器是否有充电现象，进而判断其好坏。

万用表选用R×1k挡。两只三极管的β值均为100以上，且穿透电流要小。可选用3DG6等型号硅三极管组成复合管。万用表的红和黑表笔分别与复合管的发射极e和集电极c相接。由于复合三极管的放大作用，把被测电容

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的充放电过程予以放大，使万用表指针摆幅度加大，从而便于观察。应注意的是：在测试操作时，特别是在测较小容量的电容时，要反复调换被测电容引脚接触A、B两点，才能明显地看到万用表指针的摆动。

对于0.01μF以上的固定电容：

可用万用表的R×10k挡直接测试电容器有无充电过程以及有无内部短路或漏电，并可根据指针向右摆动的幅度大小估计出电容器的容量。 2．电解电容器的检测

（1）因为电解电容的容量较一般固定电容大得多，所以，测量时，应针对不同容量选用合适的量程。根据经验，一般情况下，1～47μF间的电容，可用R×1k挡测量，大于47μF的电容可用R×100挡测量。

（2）将万用表红表笔接负极，黑表笔接正极，在刚接触的瞬间，万用表指针即向右偏转较大偏度(对于同一电阻挡，容量越大，摆幅越大)，接着逐渐向左回转，直到停在某一位置。此时的阻值便是电解电容的正向漏电阻，此值略大于反向漏电阻。实际使用经验表明，电解电容的漏电阻一般应在几百kΩ以上，否则，将不能正常工作。在测试中，若正向、反向均无充电的现象，即表针不动，则说明容量消失或内部断路；如果所测阻值很小或为零，说明电容漏电大或已击穿损坏，不能再使用。

（3）对于正、负极标志不明的电解电容器，可利用上述测量漏电阻的方法加以判别。即先任意测一下漏电阻，记住其大小，然后交换表笔再测出一个阻值。两次测量中阻值大的那一次便是正向接法，即黑表笔接的是正极，红表笔接的是负极。D

使用万用表电阻挡，采用给电解电容进行正、反向充

电的方法，根据指针向右摆动幅度的大小，可估测出电解电容的容量。

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2.3二极管 2.3.1二极管介绍

二极管又称晶体二极管，简称二极管（diode）。它只往一个方向传送电流的电子零件。它是一种具有1个零件号接合的2个端子的器件，具有按照外加电压的方向，使电流流动或不流动的性质。晶体二极管为一个由p型半导体和n型半导体形成的p-n结，在其界面处两侧形成空间电荷层，并建有自建电场。当不存在外加电压时，由于p-n结两边载流子浓度差引起的扩散电流和自建电场引起的漂移电流相等而处于电平衡状态。二极管最明显的性质就是它的单向导电特性，就是说电流只能从一边过去，却不能从另一边过来（从正极流向负极）。

2.3.2二极管的分类

二极管种类有很多，按照所用的半导体材料，可分为锗二极管（Ge管）和硅二极管（Si管）。根据其不同用途，可分为检波二极管、整流二极管、稳压二极管、开关二极管、隔离二极管、肖特基二极管、发光二极管、硅功率开关二极管、旋转二极管等。按照管芯结构，又可分为点接触型二极管、面接触型二极管及平面型二极管。点接触型二极管是用一根很细的金属丝压在光洁的半导体晶片表面，通以脉冲电流，使触丝一端与晶片牢固地烧结在一起，形成一个“PN结”。由于是点接触，只允许通过较小的电流（不超过几十毫安），适用于高频小电流电路，如收音机的检波等。面接触型二极管的“PN结”面积较大，允许通过较大的电流（几安到几十安），主要用于把交流电变换成直流电的“整流”电路中。平面型二极管是一种特

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制的硅二极管，它不仅能通过较大的电流，而且性能稳定可靠，多用于开关、脉冲及高频电路中。

2.3.3二极管的检测

可以使用万用表测试二极管性能的好坏。测试先把万用表的转换开关拨到欧姆档的R×1k档位（注意不要使用R×1档，以免电流过大烧坏二极管），再将红、黑两根表笔短路，进行欧姆调零。 1、正向特性测试

把万用表的黑表笔（表内正极）搭触二极管的正极，红表笔（表内负极）搭触二极管的负极。若表针不摆到0值而是停在标度盘的中间，这时的阻值就是二极管的正向电阻，一般正向电阻越小越好。若正向电阻为0值，说明管芯短路损坏，若正向电阻接近无穷大值，说明管芯断路。短路和断路的管子都不能使用。 2、反向特性测试

把万用表的红表笔搭触二极管的正极，黑表笔搭触二极管的负极，若表针指在无穷大值或接近无穷大值，管子就是合格的。 发光二极管的检测： 1.正、负极的判别

将发光二极管放在一个光源下，观察两个金属片的大小，通常金属片大的一端为负极，金属片小的一端为正极。 2．性能好坏的判断

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用万用表R×10K档，测量发光二极管的正、反向电阻值。正常时，正向电阻值（黑表笔接正极时）约为10~20KΩ，反向电阻值为250KΩ~∞（无穷大）。较高灵敏度的发光二极管，在测量正向电阻值时，管内会发微光。若用万用表R×1K档测量发光二极管的正、反向电阻值，则会发现其正、反向电阻值均接近∞（无穷大），这是因为发光二极管的正向压降大于1.6V（高于万用表R×1K档内电池的电压值1.5V）的缘故。

也可用3V直流电源，在电源的正极串接1只33Ω电阻后接发光二极管的正极，将电源的负极接发光二极管的负极（见图），正常的发光二极管应发光。或将1节1.5V电池串接在万用表的黑表笔（将万用表置于R×10或R×100档，黑表笔接电池负极，等于与表内的1.5V电池串联），将电池的正极接发光二极管的正极，红表笔接发光二极管的负极，正常的发光二极管应发光。

3V33Ω 图2.1 用电源检测发光二极管

2.4三极管

2.4.1三极管的介绍

半导体三极管也称为晶体三极管，可以说它是电子电路中最重要的器件。它最主要的功能是电流放大和开关作用。三极管顾名思义具有三个电极。二

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极管是由一PN结构成的，而三极管由两个PN结构成，共用的一个电极成为三极管的基极（用字母b表示）。其他的两个电极成为集电极（用字母c表示）和发射极（用字母e表示）。由于不同的组合方式，形成了一种是NPN型的三极管，另一种是PNP型的三极管。

2.4.2三极管的分类

a．按材质分：硅管、锗管。 b．按结构分：NPN、PNP。

c．按功能分：开关管、功率管、达林顿管、光敏管等。 d．按功率分：小功率管、中功率管、大功率管。 e．按工作频率分：低频管、高频管、超频管。 f．按结构工艺分：合金管、平面管。 g．按安装方式：插件三极管、贴片三极管。

2.5（555）定时器

555定时器的定义：555定时器是一种模拟和数字功能相结合的中规矩集成器件。一般用双极性工艺制作的称为555。 555定时器的电源电压范围宽，可在4.5V~16V工作，7555可在3~18V工作，输出驱动电流约为200mA，因而其输出可与TTL、CMOS或者模拟电路电平兼容。555定时器是一种产生时间延迟和多种脉冲信号的电路，由于内部电压标准使用了三个5K电阻，故取名555电路。其电路类型有双极性和CMOS型两大类，二者的结构和工作原理类似。二者的逻辑功能和引脚排列完全相同，易于互换。

555定时器成本低，性能可靠，只需要外接几个电阻、电容，就可以实现多谐振荡器、单稳态触发器及施密特触发器等脉冲产生与变换电路。它也常

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作为定时器广泛应用于仪器仪表、家用电器、电子测量及自动控制等方面。它内部包括两个电压比较器，三个等值串联电阻，一个RS触发器，一个放电管T及功率输出级，它提供两个基准电压VCC/3和2VCC/3。

555定时器的功能主要由两个比较器决定。两个比较器的输出电压控制RS触发器和放电管的状态。在电源与地之间加上电压，当5脚悬空时，则电压比较器C1的同相输入端的电压为2VCC/3，C2的反相输入端的电压为VCC/3。若触发输入端TR的电压小于VCC/3，则比较器C2的输出为0，可使RS触发器置1，使输出端OUT=1。如果阀值输入端TH的电压大于2VCC/3，同时TR端的电压大于VCC/3，则C1的输出为0，C2的输出为1，可将RS触发器置0，使输出为0电平。

555定时器内部电路图如图2.2所示。

图2.2（555）定时器内部结构图

555电路的引脚排列图如下图其功能表如表2.1所示。

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8 7 6 55551 2 3 4

图2.3（555）定时器引脚排列图 表2.1（555）定时器的功能表

6 2 4 （复位端） L H H H 3 （输出端） L L 不变 H 7 （放电端） 导通 导通 不变 截止 （高触发端） （低触发端）  >< >><2EC3 2EC3 EC3 EC3  EC3 555电路构成，单稳态触发器，如图2.4所示。 输出电压Vo的脉宽t=RCln3

+5VR100K68724555315VOC47uF0.01uF

图2.4 单稳态触发器

2.6硅整流桥

2.6.1硅整流桥好坏的测试

逐个测试法：将万用表的量程开关拨至R*1kΩ档，比如测量1脚、2脚间的二极管的好坏，先将红表笔接 2脚，黑表笔接1脚，测出正向电阻值，

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然后交换表笔测出反向电阻值。照此方法测试其他3只二极管，每支二极管测试两次，共测八次。

比较测试结果，若测得的正向电阻值都很小，反向电阻值都是无穷大，则说明该桥堆是好的；若测试到其中一只二极管的正反向电阻值均很大或很小，或反向电阻值变小时，说明此桥堆已损坏或低效，虽说仅有一只二极管损坏，但也不能使用。

2.6.2硅整流桥四肢引脚的判定

硅整流桥管脚一般在其外壳上都有表明，一目了然。但有的标记不清，甚至标记有误，这时可用下面的方法进行判断。

方法是先找出直流输出正端（3脚）假定某只脚为3脚，将万用表的量程开关拨至R*1kΩ档，红表笔接3脚，黑表笔分别去接1脚、2脚、4脚，如3次测得的电阻值均较小，则说明这个假定的3脚确实是输出正极。倘若3次测试中有一脚通或全不通，则说明这个假定是错的，需另行假定3脚并重新进行测试。

找出3脚后，其余各脚便好确定了。仍用红表笔接3脚，用黑表笔分别接另3只脚，其中阻值最大的那只脚为直流电压输出端的负极，剩下的两只脚为交流输入端。

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第三章 声控灯的原理

声音是我们最为熟知的。人与人需要用声音去交流，机器运转发出声音，动物会发出声音等等。然而发此宝贵的资源却被我们忽视了很长时间，如今留给我们的就是怎样合理高效的利用这一资源。以前人们在设计电路时只求一个‘用’字，只要能用就万事大吉了，所以我们常见的电路都有很多开关如照明电路要让它工作我们必须机械地去控制它，这对于当今社会各种各样的智能化建筑如智能办公楼，智能化公寓等是非常不实用的；在这种情况下声音就派上了用场，声控作为智能化电路的一部分是一可缺少的。然而要实现声控也不是一件容易的事，因为声音是一模拟量且非电信号无法在数字电路中使用，所以我们在设计声控电路时就面临怎样把模拟量转化为数字量，把声音信号转化为电信号的问题。

要解决这个问题我们可以设计一个类似于‘窃听器’的接收设备专门用来接听声音信号并将声音信号转化为电信号转送到下一级电路。但是作为声控电路对声音信号的要求既不能太强也不能太弱，太强声控难以实现；而太弱电路结构复杂也难以实现，所以最好是能接收到如人的讲话声，脚踏地板声。当这类信号转化为电信号时，电信号一般较弱，必须对其进行放大对此可选择功放电路，运放电路，差分电路等，根据电路对信号的要求一般选择运放电路较好，提高信号输出电压。经过这一步实现了声音信号到电信号的转换。有了电信号实现声控就容易了，我们可以让产生的电信号去触发触发器使电路导通。对于这样的电路设计对外加电源的要求必须稳定，不断电，故最好再为其设计一个稳压电路这样才能使电路稳定工作。而对元器件的要求也较高，特别是半导体器件必须保证灵敏度高，各电参数精确稳定，这样电路才能高效地工作。如今对于这样的电路设计我们以不必为其烦恼，因为有了声音传感器，可以直接将声音信号转换为电信号，大简化了电路结构，

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使声控电路的设计显得更加容易。

3.1电路的总体框架

图3.1 声控灯照明电路节电快关电路原理方框

该图是该声控照明节电开关电路原理方框，由话筒、电压比较器、光控、电子开关、延时和交流开关等部分电路组成。

3.2电路主要组成

（一）声音传感器

MIC把声音信号转化为电信号。当这类信号转化为电信号时，电信号一般较弱，可对其进行放大对此可选择功放电路，经过这一步实现了声音信号到电信号的转换。有了电信号实现声控就容易了，我们可以让产生的电信号去触发触发器使电路导通。 （二）光控部分

光控部分主要的元件就是光敏电阻，利用半导体的光电效应制成的一种电阻值随入射光的强弱而改变的电阻器；入射光强，电阻减小，入射光弱，电阻增大。将光的变化转化成电的变化。 （三）定时部分

定时部分是用555定时器来实现的，555定时器是一种产生时间延迟和多

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种脉冲信号的电路。在电路中起到延时的作用。 （四）降压整流部分

D1、D2、D5、MC78L05CP构成整流电路，为元件提供工作所需直流电压。如图4.2所示。

D降压器4整流12

3.3电路工作原理

电路见附录。

所用元件及各级参数都已标明： MIC为声电转换器；

电路中LM3900构成电压比较放大器； 非门和与非门构成信号逻辑分析电路； 555定时器为定时开关； 继电器为照明电路接通开关；

D1，D2，C5，MC78L05CP和降压器构成降压整流电路。

当白天时，光敏电阻RL成低阻状态，与非门输出高电平，555定时器3脚则保持低电平，继电器开关K保持断开状态，照明电路断开。

3图3.2 整流电路

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当夜晚时，光敏电阻RL成高阻状态。阻值远远大于R6，输出高电平。 当话筒未接受到声音时，LM3900的4脚输出为高电平，电容C2右端为高电平，信号通过逻辑门电路后变为高电平，输入到555定时器2脚，555定时器3脚则保持低电平，继电器快关K保持断开状态，照明电路断开。

当话筒接收到声音时，LM3900的4脚输出为低电平。由于电容两端电压不能突变，电容C2右端为低电平，信号通过逻辑门电路后变为低电平。输入到555定时器2脚，当555定时器2脚接收到一个低电平时，555定时器3脚则输出一定时间的高电平，使三极管T导通，继电器开始工作，继电器开关K闭合，照明电路接通。照明持续一段时间后，555定时器3脚变为低电平，继电器开关K关断，照明电路断开。

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第四章 结语

4.1全文总结

本次毕业设计给我们带来了许多的新知识，增强了我们的动手能力，给生活增添了快乐，他同时也告诉我们应该与互相帮助、相互团结的团队精神。就此产品，是对我们三年来所学的知识进行全面的总结，明白了自己学到了什么，还缺少什么，找到自己的不足之处，对我们以后的工作有很大的帮助。毕业设计是我们学习过程中一个十分重要的环节。是锻炼我们运用所学知识正确分析和解决实际问题的一个重要方面，也是培养应用型专门人才的要求。

通过这次的课题研究，我在选题、查阅资料、分析原理、组装焊接、调试及故障处理以及毕业设计任务书写等方面，得到了系统的锻炼。我对电子产品的开发持有浓厚的兴趣，通过这次毕业设计也使我学到了很多电路知识、电脑知识以及相关软件的知识，通过毕业设计这个过程，巩固了我的理论知识，并提高了我理论知识运用到实际的能力。总之，本次毕业设计是我的电子研发之路的良好开端。

4.2 结论

此次设计，我们仅仅做出的是一个小产品，简单实用，不但大大提高了我们的动手能力，还对于我们以后开发新的产品打下了一个基础，也给于我们一个启发，面临着就业，我将充分发挥我的主观能动性和在学校学到的一切知识。为母校添光加瓦，为自己的前程奋斗！这次毕业设计的顺利进行，我深刻明白了理论知识与社会实践相结合的道理，从中得到了以前书本知识

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所不曾得到的知识。更加明白了如今信息时代电子技能知识的重要性。增强了我对对实际工艺技术、电子技术和设备技术等方面的认识，掌握了分析处理方法，调试、计算等基本技能的训练，具有一定程度的实际工作能力。 面对如此激烈的市场竞争体系，只有努力掌握好电子技能知识放可在竞争中立于不败之地，我对从事电子产品的开发和研究充满了兴趣。希望自己以后通过自己的不断的努力获得更多的工艺和电子技术。

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D1C5100uFZENER2GND2R44.4KR52.2KR691KR710K继电器K1附录

0.1uF44k与非门555定时器MICTR3NPNLC40.01uF470kMG系列光敏电阻亮阻≤10KRL光敏电阻暗阻≥1MC3100uF3

R81Vin270KUDDVoutMC78L05CP3D降压器R21M常开R956K4整流2电压比较放大器LM3900C20.1uF4第23页

86427531C1R1非门 参考文献

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致谢

首先感谢本人的导师张俊乐老师，在张老师的指导和帮助下才顺利完成了毕业设计和论文工作，张老师认真负责的工作态度，严谨治学的精神和深厚的理论水平都使本人受益匪浅，张老师无论在理论上还是在实践中，都给予了本人很大的帮助，在这里本人向他表示真诚的感谢！

三年的读书生活在这个季节即将划上一个句号，而于我的人生却只是一个逗号，我将面对又一次征程的开始。三年的求学生涯在师长、亲友的大力支持下，走得辛苦却也收获满囊，在论文即将付梓之际，思绪万千，心情久久不能平静。伟人、名人为我所崇拜，可是我更急切地要把我的敬意和赞美献给一位平凡的人，我的导师。我不是您最出色的学生，而您却是我最尊敬的老师。您治学严谨，学识渊博，思想深邃，视野雄阔，为我营造了一种良好的精神氛围。授人以鱼不如授人以渔，置身其间，耳濡目染，潜移默化，使我不仅接受了全新的思想观念，树立了宏伟的学术目标，领会了基本的思考方式，从论文题目的选定到论文写作的指导,经由您悉心的点拨,再经思考后的领悟,常常让我有“山重水复疑无路,柳暗花明又一村”。感谢我的爸爸妈妈，焉得谖草，言树之背，养育之恩，无以回报，你们永远健康快乐是我最大的心愿。从开始进入课题到论文的顺利完成，有多少可敬的师长、同学、朋友给了我无言的帮助，在这里请接受我诚挚谢意！

最后再一次感谢所有在毕业设计中曾经帮助过我的良师益友和同学，以及在设计中被我引用或参考的论著的作者。

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