模拟电子课程设计声光控灯电路设计

模电课程设计声控彩灯一、课程目标知识目标：1. 学生能理解模拟电子技术基础，特别是运算放大器的工作原理；2. 学生能够掌握声控电路的设计原理，包括声音信号的放大、处理和触发；3. 学生能够解释彩灯电路中RGB调色原理，并进行简单的电路连接。

技能目标：1. 学生能够运用运算放大器搭建放大电路，并调整电路参数以达到设计要求；2. 学生能够设计并实现一个声控开关电路，实现对彩灯的控制；3. 学生通过实践操作，能够调试并优化声控彩灯电路，确保其稳定可靠工作。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对模拟电子技术的兴趣，激发他们探索电子世界的热情；2. 增强学生团队合作意识，通过小组合作完成项目，培养学生沟通协调能力；3. 强化学生的环保意识，在设计过程中注重能源节约和环保材料的使用。

分析：本课程为模拟电子技术相关内容，结合学生所在年级的知识深度，设计声控彩灯项目。

课程性质以实践为主，理论为辅，旨在通过实际操作加深学生对模拟电子技术的理解。

学生特点为具备一定电子基础，善于动手实践，喜欢探索新事物。

教学要求注重知识应用，培养学生解决实际问题的能力，通过具体的学习成果来评估学生对知识的掌握程度。

二、教学内容1. 理论知识：- 运算放大器：教材第3章“运算放大器及其应用”，包括运算放大器的工作原理、特性参数、典型电路；- 声音信号处理：教材第4章“信号处理”，重点学习声音信号的放大、滤波和整形；- RGB调色原理：教材第5章“数字与模拟信号的转换”，学习彩灯调色原理及实现方法。

2. 实践操作：- 运算放大器放大电路设计：学生根据理论知识，设计并搭建声音信号放大电路；- 声控开关电路设计：教材第6章“传感器及其应用”，学生设计并实现声控开关电路；- 声控彩灯电路调试：学生将理论应用于实践，完成声控彩灯电路的搭建、调试与优化。

3. 教学大纲：- 第1周：复习运算放大器原理，学习声音信号处理基础；- 第2周：学习RGB调色原理，设计声控彩灯方案；- 第3周：实践操作，搭建运算放大器放大电路；- 第4周：设计并搭建声控开关电路；- 第5周：完成声控彩灯电路搭建，进行调试与优化。

声光控制小灯设计报告一、绪论本次课程设计主要是配合《模拟电子技术》和《数字电子技术》理论课程而设置的一门实践性课程，起到巩固所学知识，加强综合能力，培养电路设计能力，提高实验技术，启发创新思想的效果。

用声光控延时开关代替住宅小区的楼道上的开关，只有在天黑以后，当有人走过楼梯通道，发出脚步声或其它声音时，楼道灯会自动点亮，提供照明，当人们进入家门或走出公寓，楼道灯延时几分钟后会自动熄灭。

在白天，即使有声音，楼道灯也不会亮，可以达到节能的目的。

声光控延时开关不仅适用于住宅区的楼道，而且也适用于工厂、办公楼、教学楼等公共场所，它具有体积小、外形美观、制作容易、工作可靠等优点。

1．根据具体情况计算电路参数2．选取元件、识别和测试。

包括各类电阻、电容、电感、（稳压）二极管、三极管和可控硅的数值、质量、电器性能的准确判断3．根据实际外壳大小设计1：1印刷板布线图4．设计制作印刷线路板5．焊接、调试电路这里介绍的节电开关，在白天或光线较亮时，节电开关呈关闭状态，灯不亮，夜间或光线较暗时，节电开关呈预备工作状态。

当有人经过该开关附近时，脚步声等把节电开关启动，灯亮，延时5-10秒后节电开关自动关闭、灯灭。

二、系统总体方案设计及方案认证1.1方案主要包含四部分电路，分别为：电源电路、光控电路、声控延时电路、晶闸管开关电路，下面对其功能进行逐一分析并确定电路结构。

电源电路主要为控制电路提供工作电压，本设计采用传统的电源电路设计方法，即降压、整流、滤波、稳压，使电路输出12V直流电压供给控制电路。

光控电路是根据光线的强弱来优先决定电灯的亮灭。

该电路可以对声控延时电路进行控制，在白天光线较强时，光控电路输出低电平将声控电路封锁；在晚上光线较弱时，光控电路输出高电平，则声控功能打开。

本设计采用光敏电阻和其他电阻组成的分压电路来控制555定时器的触发输入端2脚，并且将555定时器的2脚和6脚连接在一起，通过一电容接地，555定时器的输出去控制声控电路中的555定时器的复位端。

电路板声控灯课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能够理解并描述电路板声控灯的工作原理，包括声音信号的转换和放大过程。

2. 学生能够掌握基本电子元件的功能，如麦克风、放大器、光敏电阻等，并能在电路板中进行正确连接和使用。

3. 学生能够解释声控灯电路中的电压、电流等基本电学概念，并运用相关公式进行简单计算。

技能目标：1. 学生能够运用所学知识，独立完成电路板声控灯的搭建和调试。

2. 学生能够运用问题解决策略，分析和解决声控灯制作过程中遇到的技术问题。

3. 学生能够通过团队合作，共同完成声控灯的制作任务，培养沟通和协作能力。

情感态度价值观目标：1. 学生培养对电子技术的兴趣，激发创新意识和探索精神。

2. 学生在制作过程中，增强环保意识，关注电子废弃物的合理处理。

3. 学生通过课程学习，认识到科技对生活的改善，增强社会责任感和使命感。

课程性质：本课程为实践性强的电子技术课程，通过项目式学习，使学生将理论知识与实际操作相结合。

学生特点：六年级学生对电子技术有一定的好奇心，动手能力强，喜欢探索新事物。

教学要求：教师需引导学生掌握基本电子元件知识，注重培养学生在实际操作中解决问题的能力，同时关注学生的情感态度价值观培养。

通过分解课程目标，为教学设计和评估提供明确依据。

二、教学内容1. 电子元件基础：介绍麦克风、放大器、光敏电阻等基本电子元件的工作原理和功能，关联课本第四章第一节内容。

2. 电路原理分析：讲解声控灯电路的工作原理，包括声音信号的采集、转换、放大和灯光控制，对应课本第四章第二节。

3. 制作步骤与操作技巧：详细讲解电路板声控灯的搭建步骤，教授焊接技巧和安全操作规范，参考课本第四章实验案例。

4. 问题分析与解决：针对制作过程中可能遇到的问题，引导学生运用所学知识进行分析和解决，提高学生的实际操作能力，结合课本第四章课后习题。

5. 团队合作与沟通：组织学生分组进行声控灯制作，培养团队协作和沟通能力，强调合作的重要性。

《设计模拟声控灯》讲义一、声控灯的简介与应用声控灯是一种通过声音来控制开启和关闭的照明设备，它在我们的日常生活中有着广泛的应用。

比如在楼道、走廊、厕所等公共场所，声控灯能够在有人经过并发出声音时自动亮起，提供照明，方便人们的行动，同时在无人时自动关闭，节约能源。

声控灯的工作原理基于声音传感器和控制电路。

当声音传感器检测到一定强度的声音时，会将声音信号转换为电信号，并传输给控制电路。

控制电路对电信号进行处理和判断，如果满足开启条件，就会控制灯泡点亮；经过一段时间的延迟，如果没有再次检测到声音，控制电路则会控制灯泡熄灭。

二、设计模拟声控灯所需的材料和工具要设计一个模拟声控灯，我们需要准备以下材料和工具：材料：1、麦克风：用于检测声音信号。

2、运算放大器：对声音信号进行放大。

3、比较器：用于判断声音信号的强度是否达到开启阈值。

4、继电器：用于控制灯泡的通断。

5、灯泡：提供照明。

6、电阻、电容等电子元件：用于构建电路。

工具：1、电烙铁：用于焊接电子元件。

2、万用表：用于测量电路中的电压、电流等参数。

3、剪刀、剥线钳：用于处理电线。

4、电路板：用于安装电子元件。

三、电路设计原理模拟声控灯的电路设计主要包括声音检测与放大、阈值比较和灯泡控制三个部分。

声音检测与放大：麦克风接收到声音信号后，输出的电信号通常非常微弱。

我们使用运算放大器将这个微弱的信号进行放大，以便后续处理。

阈值比较：放大后的声音信号输入到比较器中，与预设的阈值电压进行比较。

当声音信号的强度超过阈值时，比较器输出高电平；否则，输出低电平。

灯泡控制：比较器的输出信号控制继电器的开关状态。

当比较器输出高电平时，继电器闭合，灯泡接通电源点亮；当比较器输出低电平时，继电器断开，灯泡熄灭。

四、电路搭建步骤1、首先，在电路板上根据电路图规划好各个电子元件的位置。

2、使用剪刀和剥线钳处理电线，将电子元件的引脚与电线连接起来。

3、使用电烙铁将电线与电子元件的引脚焊接在一起，确保焊接牢固，避免虚焊。

模电课程设计声控灯一、教学目标本章节的教学目标是使学生掌握声控灯的基本原理和电路设计，学会使用模拟电子技术进行简单的系统分析和设计。

1.了解声控灯的工作原理。

2.掌握常用的声控电路设计方法。

3.熟悉模拟电子技术在声控灯中的应用。

4.能够使用基本的电子仪器进行电路测试和调试。

5.能够独立设计并实现简单的声控电路。

6.能够对声控灯系统进行故障排查和维护。

情感态度价值观目标：1.培养学生的创新意识和实践能力。

2.增强学生对模拟电子技术的兴趣和热情。

3.培养学生团队协作和沟通的能力。

二、教学内容本章节的教学内容主要包括声控灯的工作原理、电路设计方法和模拟电子技术的应用。

1.声控灯的工作原理：介绍声控灯的工作原理，包括声音的检测、放大和处理等。

2.电路设计方法：讲解常用的声控电路设计方法，如声控放大器、滤波器和稳压电路等。

3.模拟电子技术的应用：介绍模拟电子技术在声控灯中的具体应用，如声控放大器的调试和优化等。

三、教学方法为了激发学生的学习兴趣和主动性，本章节将采用多种教学方法，包括讲授法、讨论法、案例分析法和实验法等。

1.讲授法：通过讲解声控灯的工作原理和电路设计方法，使学生掌握基本概念和理论知识。

2.讨论法：学生进行小组讨论，分享各自的设计思路和经验，促进学生之间的交流和合作。

3.案例分析法：分析具体的声控灯设计案例，使学生了解实际应用中遇到的问题和解决方案。

4.实验法：引导学生进行声控灯的实验设计和制作，培养学生的实践能力和创新思维。

四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施，丰富学生的学习体验，我们将选择和准备以下教学资源：1.教材：选用《模拟电子技术》等相关教材，为学生提供系统性的理论知识学习。

2.参考书：推荐学生阅读《声控技术手册》等参考书籍，拓展学生的知识面。

3.多媒体资料：制作声控灯原理和电路设计的PPT、视频等多媒体资料，提高学生的学习兴趣。

4.实验设备：准备声控放大器、滤波器、稳压电路等实验设备，供学生进行实验操作和调试。

声光灯控制电路设计目录摘要............................................................................................. 错误!未定义书签。

第1章普通元器件的介绍和检测 . (1)1.1电阻 (1)1.2电容 (2)1.3二极管 (3)1.4三极管 (4)1.5晶闸管 (5)第2章设计的流程要素 (7)2.1设计的目的 (7)2.2设计的任务 (7)2.3设计的思路 (7)2.4设计的框图 (7)第3章单元模块的介绍与设计 (8)3.1电源电路介绍 (8)3.2电源电路的设计 (8)第4章电路的介绍与设计 (9)4.1声控电路的介绍 (9)4.2声控电路的设计 (9)4.3光控电路的介绍 (9)4.4光控电路的设计 (9)4.5延时开关电路的介绍 (10)4.6延时开关电路的设计 (10)第5章元件555定时器工作原理各个引脚功能 (11)5.1555定时器的简介 (11)5.2555定时器的应用 (11)5.3555定时器的电路结构与工作原理 (11)5.4它的各个引脚功能如下： (12)第6章电源电路的调试 (13)6.1电路的焊接 (13)6.2电路的调试 (13)第7章仿真电路图 (14)结论 (15)致谢............................................................................................. 错误!未定义书签。

参考文献.. (16)第1章普通元器件的介绍和检测1.1电阻如图错误!未找到引用源。

图1-1电阻(1)电阻的定义电阻是导体的一种基本性质，与导体的尺寸、材料、温度有关。

它的基本单位是欧姆。

(2)电阻的种类电阻的种类有很多，通常有三大类：固定电阻，可变电阻，特种电阻。

光敏电阻是一种电阻值随外界光照的强弱的变化而变化的元件，光越强阻值越小，反之，光越弱阻值越大。

摘要在学校、机关、厂矿企业等单位的公共场所以及居民区的公共楼道，长明灯现象十分普遍，这造成了能源的极大浪费。

另外，由于频繁开关或者人为因素，墙壁开关的损坏率很高，增大了维修量、浪费了资金。

同时，为了加强我们对模拟电子技术合数字电子技术的理解合巩固，我花了1个星期的时间进行电子技术课程设计，而我设计的课题是模拟声光控制开光的设计，我设计了一种电路新颖、安全节电、结构简单、安装方便、使用寿命长的声光双控开关灯。

在本设计中介绍了多种声光控开光控制器的组成、性能，适用范围及工作原理，给出各电路原理图及元件参数选择，节电效果十分明显，同时也大大减少了维修量、节约了资金，使用效果良好。

白天光照好，不管发出多大声音，都不会是发光二极管发光。

夜晚光暗，电路的拾音器只要检测到有碎发声响，发光二极管就会自动发光，过几十秒后又自动熄灭，节能节点。

关键字：自动控制；节能；；声控电路；光控电路；延时电路目录一、综述 (5)二、总体电路设计 (5)2.1方案一 (5)2.2方案二 (6)2.3 方案比较 (7)三、单元电路的设计和分析 (7)3.1声控电路的设计 (7)3.2光控电路的设计 (8)3.3延时电路的设计 (9)四、电路仿真 (9)4.1声控电路的设计 (9)4.2光控电路的设计 (10)4.3延时电路的设计 (11)五、收获和体会 (12)六、附录一元器件清单 (13)七、附录二仿真原理图 (14)八、附录三 CD4011资料 (15)参考文献 (16)一、综述日常生活整个电路有放大电路、处理电路（声控电路、光控电路）及延时电路等部分组成。

放大电路对声控电路采集到的声音信号进行放大，输出对应的电平信号；光敏控电路对外界光亮程度进行检测，输出与光亮程度相对应的电压信号。

从而实现白天二极管不亮晚上二极管遇到响动时，通过声控电路使二极管自动点亮声控电路主要将声音信号转变为电信号，从而实现自动控制。

延时电路使得声音消失以后能延长一段光照时间。

1、设计内容图1 内容设计方框图a．根据本次课设题目在网上寻找相关资料，并找到相关的原理图，适当改变原理图中元件的相关参数。

b.购买原理图中的相关元件进行识别和测试。

包括各类电阻、电容、电感、二极管（稳压）、三极管和可控硅的数值、质量、电器性能的准确判断，尤其注意三极管的放大倍数的测量（声音拾取放大过程中的三极管要用放大倍数大的），上网了解可控硅，稳压管和光敏电阻的相关资料；c.根据原理图在万用板上布线，焊接电路，完成调试工作（重点是调试声控和光控，注意延时时间的调节。

有可能存在电路不能正常工作的检测）。

d．用protel绘制本次实验用的原理图，设计内容方框图，编写此次的设计实验报告书，相关的心得体会。

2、理论分析2.1声控原理介绍声控开关里有一个声音传感器（话筒），具体的说就是有一个小弹片来感应声音并通过一个继电器把声音信号转换成电信号，在声音足够大的时候电信号也足够大，这时候的电信号就传到开关的触头上，来使电路接通或者断开。

声控灯使用的声控开关,一般设计成在一段音频有效,只要音量达到与设计门限频率相符就可控制开关的通断.灯泡可以是多样的,只要电压相符,功率在开关可乘承受能力内就可用，即是满足功率的要求图2 声控原理图2.2光控原理介绍光控开关原理中的主要器件就是光敏电阻。

光敏电阻在有光照时候电阻值很小，当无光时候电阻变的很大，电路中主要是利用其阻值随光照的不同而改变进而来改变电路的某些元件的电压或电流来实现电路的光控。

光敏电阻的工作原理是基于内光电效应，在半导体光敏材料两端装上电极引线。

为了增加灵敏度，两电极常做成梳状。

构成光敏电阻的材料有金属的硫化物、硒化物、碲化物等半导体。

半导体的导电能力取决于半导体导带内载流子数目的多少。

当光敏电阻受到光照时，价带中的电子吸收光子能量后跃迁到导带，成为自由电子，同时产生空穴，电子—空穴对的出现使电阻率变小。

光照愈强，光生电子—空穴对就越多，阻值就愈低。

第一章系统概论1.1系统的功能夜间通常要在黑暗的现场设置警示提示灯具，用来提醒过往的人员，以防止夜晚过往人员。

为了提高警示提示效果、节省电能和方便使用，警示灯最好采用自动控制方式即声音和光线。

本文介绍的警示灯控制的电路就具备了声控和光控两种功能。

声光控路灯控制器可以自动实现白天光线较暗和晚上遇到声响时，灯自动点亮，从而实现人来灯亮，人走灯灭，既方便又实用。

不仅节约了电能，而且能延长灯泡使用寿命。

可广泛应用于楼梯，走廊，卫生间及生活小区等公共场所的照明控制。

此控制器经济实用，即使一般的脚步声也能出灯泡发光照明好。

（1）具有光控功能，白天光线较亮，即使有声音路灯也不亮，光线较暗，有声时灯点亮。

（2）具有声控功能，晚上光线较暗，有声音时路灯点亮，保持一段时间自动灭掉。

本次课程设计是我第一次用带焊点的面包板，第一次焊元器件，可能有不完美的地方，希望老师和同学们给予批评和指正。

1.2系统的组成本系统主要有三个大模块组成。

NE555组成的延时电路，LM358组成的反馈和放大电路，74LS122组成的第二章设计方案论证2.1 电路原理图2.2工具和元器件的选择工具：万用表DT-9208 一台，拔线钳子一把，镊子一把，导线若干，电烙铁一把。

元器件：10KΩ电阻一个，4.7KΩ电阻五个，330Ω一个电阻，150KΩ一个电阻，10uF电容一个，470uF电容一个，发光二极管一只，光敏二极管一只，NE555集成块一块，LM358据此快一块，74LS122集成块一块，驻极体话筒，面包板一个。

第三章元器件介绍3.1 LM358简介概述：LM358内部包括有两个独立的，高增益，内部频率补偿的双运放大器。

适合于电源电压范围很宽的单电源使用，也使用于双电源工作模式，在推荐的工作条件下，电源电流于电源电压无关。

它的使用范围包括传感放大器，直流增益模块和其他说有可用单电源供电的使用运算放大器的场合。

特性：·内部频率补偿·直流电压增益高（约100dB）·单位增益频带宽（约1MHz）·电源电压范围宽：单电源(3一30V)；双电源（±1.5V 一±15V）·低功耗电流，适用于电池供电·低输入偏流·低输入失调电压和失调电流·共模输入电压范围宽，包括接地·差模输入电压范围宽，等于电源电压范围·输出电压摆幅大（0一Vcc）引脚排列图：3.2 NE555简介NE555 (Timer IC)大约在1971年由Signetics Corporation发布，在当时是唯一非常快速且商业化的Timer IC，在往后的30年來非常普遍被使用，且延伸出许多的应用电路，尽管近年來CMOS技术版本的Timer IC如MOTOROLA的MC1455已被大量的使用，但原规格的NE555依然正常的在市场上供应，尽管新版IC在功能上有部份的改善，但其脚位劲能并没变化，所以到目前都可直接的代用。