ne555声光控延时开关.doc

北京邮电大学 电子电路综合设计实验报告 题目: 简易声光控照明系统的设计与实现 院系： 电子工程学院 姓名： 班级： 学号： 摘要： 本文主要介绍了如何利用NE555，和可控硅制作简易声光控照明系统，以及该系统的电路组成、工作原理及相关元器件的选择与检测方法，通过对这些问题的详细分析，探讨了电路设计所需的注意事项及电路调试方法。同时其核心部分（声光控电子开关）也可为控制其他复杂电路提供一定的参考价值。 关键词：声光控延时开关 NE555 可控硅 电路原理 元器件 实验目的 1）了解一种声光控照明系统的工作原理，在实践中加深对元器件选择及检测方法的理解。 2）掌握一种简易声光控照明系统的设计方法。 提高独立设计电路和验证实验的能力。 实验任务要求 设计实现一个简易自动照明控制系统，设计指标要求如下： 当环境明亮情况下，照明系统自动关闭。 当环境昏暗情况下，可以通过声音自动触发照明系统。 最小照明时间要求不低于10s。 12V交流电源的设计。 实验设计 1、设计主体思想： 该系统主要由声光控延时开关和照明电路两部分组成，通过声光控电子开关控制照 明系统的导通与截止，实现对照明的控制，以及利用NE555来实现照明系统的照明时 间的控制。 2、工作原理： 声光控延时电路：整个电路由四部分组成，分别为，整流稳压电路，话筒声控电路， 光敏控制电路和NE555定时触发电路。 2.1 整流稳压电路:AC1、AC2 之间接12V 交流电, 经过D1～D4 桥式整流得到12V 左 右的直流。通过D7，R1、C1 稳压管DW进行降压滤波, 为后面的低压直流电路提供 VCC( +9.1V) 电压。 2.2 话筒声控电路：话筒MK 把声音信号采集后经过Q1、Q2 两级共射放大, 后经C4 输 出, 其中负跳变脉冲通过二极管D5 送555 定时器的触发输入端( 2 引脚TRIG) , 使该 脚电位拉低。 2.3 光敏控制电路：光敏电阻RL 把光信号采集后转换为电信号, 通过改变R9两端的电 压来控制555定时器触发输入端电位。光线强时, 光敏电阻值 较小, R9 两端电压为6～ 9V, 光线暗时, 光敏电阻值较大, R9 两端电压降至4～5V。 可见, 话筒声控电路和光敏控制电路共同控制555 定时器的触发输入端, 实现了声 光两信号的逻辑“与”, 即声光双控功能。具体而言, 在光线强的时候, 不论是否有声 音, 触发输入端的电位总在VCC/3 以上, 不能触发555 定时器; 在光线弱的时候, 若 有声音信号, 则使触发输入端的电位拉低至VCC/3 以下, 从而触发555 定时器。 2.4 NE555定时触发电路：定时器在此电路中用作单稳态触发器。当触发输入端低于 VCC/3( 3V) 时, 555 定时器进入暂稳态, 输出高电平8V, 触发单向可控硅MCR22-8 导 通使灯炮点亮。灯泡点亮后, 光敏电阻值减小, R9两端电压升高, 使定时器触发输入端 电位上升至VCC/3 以上。灯泡点亮时间约为12秒。 3、几个关键技术 3.1 Q1、Q2 工作状态为了防止光照失控, 三极管Q1 和Q2的工作状态要满足一定 的要求。由于Q1 是初级放大, 因此尽量使其工作在放大状态。而Q2要工作在近饱和状 态(VCE≈2V) , 声音信号放大后的负脉冲信号使555 定时器的触发输入端电位最大下 拉2V, 从而可以避免声音信号在光线强的环境下产生误控。下面用图解法说明这个问 题。其中图3- 1 表示Q2 的工作状态, 图3- 2 和3- 3 分别表示声音信号在光强和光弱 下对555 定时器触发输。 图3—1 图3—2 图3—3 3.2 保证声控效果的关键技术：由于Q2 工作在近饱和状态, 因此当声音信号到来时, 经C4 输出的正脉冲可使D5 阴极电位上升( 测量值为14V 左右) 。显见, D5 两端所加的反向电压值在光线弱的环境下最高可达10V 左右。这样会带来两个问题: 一是D5 易被击穿; 二是声音信号放大后无法顺利通过D5 控制定时器的触发输入端。经测试,接入D6 之后, 即可解决这两个问题。 3.3 提高灵敏度和可靠性的关键技术：电阻R 的大小对提高灵敏度和可靠性起决定性作用。为了提高灵敏度, 该电容容量不宜过大,