聲控開關的設計課程設計

1、<p>　　課 程 設 計</p><p><b>　　（說明書）</b></p><p><b>　　聲控開關的設計</b></p><p>　　班級 / 學號 </p><p>　　學 生 姓 名 </p><p>　　指

2、導 教 師 </p><p>　　課 程 名 稱 數(shù)字邏輯課程設計 </p><p>　　課程設計題目 聲控開關的設計 </p><p>　　課程設計時間: 2010 年 07 月 15 日 至 2010 年 07 月 24 日&l

3、t;/p><p>　　課程設計的內容及要求：</p><p><b>　　一、設計說明</b></p><p>　　設計一個聲控開關，控制對象為發(fā)光二極管。</p><p>　　電路原理框圖如圖1所示。駐極體話筒接收到一定強度的聲音信號后，聲音信號轉換為電壓信號，幅度很小，經(jīng)放大、整形后，觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)延時電路，產(chǎn)生一個寬度可調

4、的脈沖信號，驅動發(fā)光二極管顯示。同時，這個脈沖信號作為選通信號，使計數(shù)器計數(shù)，并用數(shù)碼管顯示延時時間。</p><p>　　圖1 聲控開關原理框圖</p><p><b>　　二、技術指標</b></p><p>　　1．接收到一定強度的聲音后，聲控開關點亮發(fā)光二極管(電流5~10mA)， 延時時間在1~10s之間可調。</p>

5、<p>　　2．延時時間用LED數(shù)碼管顯示，時間單位為0.1s，顯示范圍為0~9.9s。</p><p><b>　　三、設計要求</b></p><p>　　1．在選擇器件時，應考慮成本。</p><p>　　2．根據(jù)技術指標通過分析計算確定電路形式和元器件參數(shù)。</p><p>　　3．主要器件：(1)5

6、55定時器；(2)計數(shù)器74LS90或74LS160；(3)譯碼器74LS47或74LS48； (4)LED數(shù)碼管。 </p><p><b>　　四、實驗要求</b></p><p>　　1．根據(jù)技術指標制定實驗方案；驗證所設計的電路。</p><p>　　2．進行實驗數(shù)據(jù)處理和分析。</p><p><b>

7、;　　五、推薦參考資料</b></p><p>　　1.謝自美. 電子線路設計·實驗·測試. [M]武漢：華中理工大學出版社，2000年</p><p>　　2.閻石. 數(shù)字電子技術基礎. [M]北京：高等教育出版社，2006年</p><p>　　3.付家才. 電子實驗與實踐. [M]北京：高等教育出版社，2004年</p&g

8、t;<p>　　六、按照要求撰寫課程設計報告</p><p>　　指導教師 年 月 日</p><p>　　負責教師 年 月 日</p><p>　　學生簽字 年 月

9、 日</p><p><b>　　成績評定表</b></p><p><b>　　聲控開關的設計</b></p><p><b>　　一、概述</b></p><p>　　聲控開關在實際中的應用相當廣泛，是一些聲控燈基本組成部分，其原理適用于很多聲控器械，它涉及到時序邏輯電

10、路如何設計、分析和工作等方面。通過此電路更深刻的了解時序邏輯部件的工作原理，從而掌握如何根據(jù)需要設計滿足要求的各種電路圖，解決生活中的實際問題，將所學知識應用于實踐中。</p><p>　　設計任務技術指標；1．接收到一定強度的聲音后，聲控開關點亮發(fā)光二極管(電流5~10mA)， 延時時間在1~10s之間可調。</p><p>　　2．延時時間用LED數(shù)碼管顯示，時間單位為0.1s，顯示范

11、圍為0~9.9s。</p><p><b>　　二、方案說明</b></p><p>　　此方案采用74ls160計數(shù)器，74ls47譯碼器，集成運放放點電路，555構成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器和多諧振蕩器以及施密特觸發(fā)器，還有74ls00等問電路。駐極體話筒接收到一定強度的聲音信號后，聲音信號轉換為電壓信號，幅度很小，經(jīng)放大、整形后，觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)延時電路，產(chǎn)生一個寬度可調的脈沖

12、信號，驅動發(fā)光二極管顯示。同時，這個脈沖信號作為選通信號，使計數(shù)器計數(shù)，并用數(shù)碼管顯示延</p><p>　　原理框圖如圖1所示。</p><p>　　圖1 聲控開關原理框圖</p><p>　　從以上方案中可知，方案設有信號發(fā)生電路，放大整形電路，單穩(wěn)延時，實基電路，計數(shù)器以及譯碼顯示。各部分功能明確且之間的聯(lián)系容易理解，所以采用這種方案。</p>

13、<p><b>　　三、電路設計</b></p><p><b>　　1. 放大整形電路</b></p><p>　　因為集成運放起著放大的作用，所以它的輸出信號應為輸入信號的101倍。用555定時器構成的施密特觸發(fā)器起整形作用。如圖2電路所示。 </p><p>　　圖2 放大整形電路原理框圖</p&

14、gt;<p><b>　　2單穩(wěn)延時電路</b></p><p>　　用555定時器構成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器起單穩(wěn)延時作用，高電平觸發(fā)，其中tw=1.1RC。時間是0—10s可調，C取100uF，可計算出R為0—900千歐的電位器。如圖3電路所示。</p><p>　　圖3 單穩(wěn)延時電路原理框圖</p><p><b>　　

15、3. 時基電路</b></p><p>　　用555定時器構成多諧振蕩器，控制單位時間，t=（R1+2R2）Cln2，其中t=0.1s，C取10uF，可計算出R=4.8千歐。如圖4電路所示。</p><p>　　圖4 時基電路原理框圖</p><p><b>　　4. 計數(shù)譯碼電路</b></p><p>

16、　　該電路將根據(jù)單穩(wěn)延時電路和時基電路決定的主脈沖給計數(shù)器。計數(shù)器由十進制計數(shù)器74ls160構成，譯碼器由74ls47構成。如圖5電路所示。</p><p>　　圖5 計數(shù)譯碼電路原理框圖</p><p><b>　　四、性能的測試</b></p><p>　　1.放大整形電路的性能測試。放大倍數(shù)為101倍。用信號發(fā)生器代替聲音信號。仿真電

17、路如圖6所示。放大電路性能測試如圖7所示。整形電路性能測試如圖8所示。</p><p>　　圖6 放大整形仿真電路</p><p>　　圖7 放大電路性能測試圖</p><p>　　圖8 整形電路性能測試圖</p><p>　　3.單穩(wěn)延時電路性能測試。輸入信號為1000Hz，幅值為5V的信號源。仿真電路如圖9所示。性能測試如圖10所示。&l

18、t;/p><p>　　圖9 單穩(wěn)延時仿真電路</p><p>　　圖10 單穩(wěn)延時電路性能測試</p><p>　　4.時基電路性能測試。時基仿真電路如圖11所示。時基電路性能測試如圖12所示。</p><p>　　圖11 時基仿真電路</p><p>　　圖12 時基電路性能測試</p><p>

19、　　5.計數(shù)譯碼器電路性能測試。用頻率為1000Hz，幅值為10V的信號發(fā)生器</p><p>　　的觸發(fā)脈沖。性能測試如圖13所示。</p><p>　　圖13 計數(shù)譯碼器電路性能測試</p><p><b>　　。</b></p><p>　　通過以上性能測試，得表1</p><p><

20、b>　　五、結論、性價比</b></p><p>　　該聲控開關電路實現(xiàn)了任務書中的性能指標，具有亮燈功能，其亮燈時間可以被存儲；已輸入信號開始計算，輸入和輸出以及中間計算過程通過LED數(shù)碼顯示器顯示出來，非常直觀。由表1可知，該電路誤差不大，符合標準。</p><p>　　該電路主要用到了集成運放，555定時器，74ls160計數(shù)器，74ls47譯碼器這幾鐘器件，各元件

21、功能明確聯(lián)系緊密，對聲控原理的實現(xiàn)簡明易了。所用元器件種類較少性價比比較合適。</p><p>　　七、課設體會及合理化建議</p><p>　　通過此次設計，我們進一步加深了對數(shù)字電路知識的認識與理解，掌握了數(shù)顯頻率計的設計、組裝與調試方法。更加熟練的運用仿真軟件，并學習了運用軟件測試、調試、改進電路。培養(yǎng)了獨立思考、分析、解決問題的能力，并培養(yǎng)了我們的動手能力。</p>

22、<p>　　在設計過程，經(jīng)常會遇到這樣的情況，就是心里老想著這樣的接法可以行得通，但實際接上電路，總是實現(xiàn)不了。所以這幾天的學習中，腦子里總是想著如何解決這些問題，如何想出更好的連接方法。通過查閱資料以及向老師請教，終于想到了更好的連接方法，第一次看到自己做的東西能夠運行，心里有種說不出的喜悅。</p><p>　　本次設計是本人第一次運用數(shù)字電路模擬實際的東西。因而在許多方面都還不熟練,不如說對一些元

23、器件的功能還不完全了解，不能熟練運用，因而不能完全的一次性設計好該電路。不過通過本次的課程設計我學到了學多的知識，學會了Multisim的一些基本使用方法，培養(yǎng)了我們獨立思考問題解決問題的能力，加深了我們對數(shù)電、模電知識的理解，鞏固了我們的學習知識，有助于我們今后的學習。</p><p>　　總之，在這次的課程設計過程中，我收獲了很多，既為我的以后學習設計有很大的幫助，也為將來的人生之路做好了一個很好的鋪墊。&l

24、t;/p><p>　　最后，我要感謝老師的指導，在烈日炎炎的夏天，依然在辦公室為我輔導，沒有她的幫助，我是完不成的，非常謝謝。</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　[1] 謝自美. 電子線路設計·實驗·測試. [M]武漢：華中理工大學出版社，2000年</p><p>　　[