数字电子技术课程设计---声控灯的设计与制作

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1、课课课课程程程程设设设设计计计计说说说说明明明明书书书书（论论论论文文文文） 课程名称： 数字电子技术基础 设计题目： 声控灯的设计与制作 院 系： 电气学院 班 级： 设 计 者： 学 号： 指导教师： 设计时间： 课程设计任务书课程设计任务书 姓 名： 院 （系） ： 专 业： 班 号： 任务起至日期： 2011 年 11 月 19 日至 2011 年 12 月 3 日 课程设计题目： 具有可调延时、计数功能的声控灯的设计与制作 已知技术参数和设计要求： 1. 话筒接受到一定强度的声音信号后，LED 发光二极管发光，同时计数器开始计数， 显示在数码管上。 2. 发光持续一定时间（延时）后，

2、发光二极管熄灭，计数器停止计数并清零。 3. 发光持续时间可调，计数器计数频率可调。 4. 当二极管熄灭时，计数器停止计数并清零，数码管显示清零。 工作量： 1电路设计与仿真 2实际电路连接与调试 3示波器检测电信号与电路验收 4完成设计报告 工作计划安排： 1设计逻辑电路 2连接电路并测试 3检测关键电信号 4完成设计报告 同组设计者及分工： 同组人： 指导教师签字_ 年 月 日 教研室主任意见： 教研室主任签字_ 年 月 日 * *注：此任务书由课程设计指导教师填写。注：此任务书由课程设计指导教师填写。 一、一、 设计任务设计任务及原理及原理 1.设计任务设计任务 设计一个声控开关，控制对

3、象为发光二极管。 基本要求： 1、接收到一定强度的声音后，声控开关点亮发光二极管（电流 510mA） ，延时时间在 1 15s 之间可调。 2、延时时间用数字显示（采用共阳极数码管） ，时间单位可调，显示范围为 115s。 2.设计原理设计原理 声控灯的功能是将声音信号转换为电信号、再将电信号转换为光信号的一个装置。 声控灯装置的输入部分由是一个话筒。 话筒的高分子极化膜中拥有一定的永久电荷。 在 声波的作用下，极化膜在声音的作用下震动，因此电容的大小不断地变化。电容两极间的电 压随着电容的增大而减小。 和声音对应的电压便可以由电容两端的电压推算出来， 起到一个 传感器的作用。 然而由于这个电

4、压的大小极小不能够使 LED 灯发光， 因此需要用多级放大电 路对这个电压信号进行放大，对其进行整形，处理，最终得到一个理想的大小适中的电压信 号来驱动二极管发光。 单稳态触发电路可以满足声控灯延时的实现。 其暂态时间就是发光二极管的发光持续时 间。 用经过多级放大电路放大的电压作为触发脉冲输送给单稳态触发电路， 会得到一个持续 特定时间的输出电压。进而达到了驱动二极管发光的目的。 对于计数器部分，首先需要一个时钟源。多谐振荡器产生时钟源脉冲。满足了单稳态电 路的输出与时基脉冲结合， 控制计数器的计数与清零， 就可以使计数部分与发光部分同步工 作。 计数结果经译码器的译码输送给数码管，数码管便

5、可以将数字显现出来，达到了本次 课程设计的目的。 二、二、 设计过程设计过程 1. 声控灯电路原理：声控灯电路原理： 接受到声音信号进入到驻极体话筒时， 话筒将声音信号转换为电压信号， 经三极管放大 电路对该电压信号进行放大以及接下来的施密特触发器整形后， 触发单稳态延时电路， 便可 以产生一个可调宽度的脉冲信号， 该脉冲信号足够大便能够驱动发光二极管使其发光。 该脉 冲信号还作为选通信号，达到使计数器计数的目的，接下来将信号送到数码管，最终驱动数 码管显示数字，此即为声控灯电路工作的原理，下面为其中的电路原理的设计简图。 2.电路设计电路设计 2.1 放大电路设计：放大电路设计： 放大电路由两个三极管实现，将驻极体话筒采集的声音信号转换成的电信号进行放大， 电路图如下所示： 2.2 整形电路设计整形电路设计 整形电路由 555 定时器构成的施密特触发器实现， 放大后的尖峰脉冲经整形电路后， 得 到的波形接近方波， 当尖峰脉冲信号大于 2 3 cc V时， 输出为低电平； 当尖峰脉冲信号小于 1 3 cc V 时，输出为高电平；当尖峰脉冲信号大于 1 3 cc V小于 2 3 cc V时，输出为保持原电平。 整形电路如下图所示： 2.3 单稳态延时电路设计单稳态延时电路设计 单稳态延时电路由 555 定时器构成的单稳态触发器实现，高电平触发，其中1.1 w