课程设计说明书（论文）
课程设计题目：声光控制开关电路
学生姓名:
学 号：
院 系：
专业班级：
指导教师姓名及职称
起止时间：
一、课题名称：声光控制开关电路
二、设计意义：随着电子技术的发展，尤其是数字技术的发展，用数字电路技术实现灯的自 动发亮、节能节电、延长灯的寿命变得越来越重要，而且贴近我们的实际生活。 声光控灯已成为人们日常生活中必不可少的必需品，它不需要开关，在晚上当有 人经过时会自动的亮；它广泛应用于走廊、楼道招待所等公共场所，给人们的生 活、带来极大的方便。因此，得到了广泛的应用。声光控电路是声音和光控制电 路工作的电子开关。它将声音（如击掌声）和光转化为电信号，经放大、整形， 输出一个开关信号去控制各种电器的工作， 在自动控制工业电器和家用电器方面 有着广泛的用途。由于，本电路广泛应用于人们的日常生活中，所以，有很大的 重用作用。 该设计主要是通过对声光控灯的电路设计来介绍有关器件的用法和一般电 路的设计。声光控制是通过光敏电阻来实现的，当光敏电阻在背光的的时候即使 这时也是人走过了（有声音时）的时候灯也不会亮 。在有的电路中这种原理也 可以通过声音的振动来实现，这样就给路人提供了相应的方便，同时也达到了节 电和节能的目的，延长灯的寿命，同时也实现了不用人工去管理路灯的开关，节约了人力成本。在实际生活中节电节能，能够实现更多的自动 化，也具有良好的经济潜力。
三、设计内容及要求：
1.内容
用声与光控制路灯，白天光线强，路灯不亮，只有光线暗时，通过声音触发路灯亮，并且灯点亮一定时间后，自动熄灭。
2.主要要求
（1）电路稳定性和可靠性要高。这是控制电路性能的最基本要求，否则自控
能力弱，严重时会失去自动控制功能。
（2）功耗要小。控制电路一直接于交流220伏电路上，若功耗特别是静态功
耗大，则不利于节能，甚至还会大大缩短控制电路的寿命。
（3）灵敏度要能调节。这是控制电路正常工作时，对声光控制信息信号的最低要求，控制信号的灵敏度应满足不同的环境要求。
（4）带负载能力要强。被控灯的功率不尽相同，因此要求控制电路的一定范围的驱动能力。
（5）触发延时时间要能按要求调节。延时时间至少在1分钟内可以调节。
四、比较和选定设计的系统方案，画出系统框图：
如图 1 所示，全波整流电路将交流 220V 电压变为约 200V 的直流电压，为 后面的控制电路供电，例如桥式整流电路；受控开关受触发延时电路输出信号的 控制，从而控制加于灯上的交流电压，达到控制开关灯的目的。例如可控硅，继电器触头等；降压滤波电路将输出的直流200V电压进行降压后滤波，从而为其 后的电路提供平滑直流工作电压，如电阻降压，电容滤波；声光控制元件将声光控制信息变成电信号，为放大触发延时电路提供输入控制信号，例如，驻极体话 筒和蜂鸣器等声控元件，光敏二极管和光敏电阻等光控元件；放大电路将较微弱 的声光控制信号进行放大，以推动触发延时电路工作，例如各种放大电路；触发 延时电路将放大电路输出的电压去推动触发延时电路工作，控制受控开关的闭合，达到控制灯亮时间长短的目的，实现声光控制功能。
五、画出完整的原理图以及PCB图：
原理图：
PUB图：
六、描述电路的工作原理：
声光控制电路原理如图2所示，D1-D4组成桥式整流电路，将220V交流电压变成200V左右的直流电压后，经R1降压，C1滤波得到约5V的直流电压，供U1（CMOS）门和MU1等工作使用。R3为MU1提供偏置电压，R４使U1A工作于放大状态，由于U1A与U1B直接相连，所以U1B也处于放大状态， C2和C3为耦合电容。R5、R6和R9对U1B输出的信号进行分压，以触发U1C、U1D、U1E和U1F工作，D5对C4单向充电，R7、C4决定延时时间，R8和C5使U1F翻转果断。单向可控硅受U1F输出电平的触发控制，R2为限流保护电阻。
白天，光线明亮，光敏电阻R9的阻值较小，U1C输入端的电位很低，即使MIC送来的声音电信号经过两级放大后也不足以使U1C输入端为高电平，经U1C、U1D、U1E、U1F的传输处理后，U1F的输出端为低电平，可控硅V1的栅级G得不到触发电压，关断不工作，灯不亮。
晚上，光线暗淡，电阻R9的阻值较大，但R6的存在，U1C输入端对地的电阻值使其输入端的电位为低电平范围的某一固定值。由MIC送来的声音电信号经过两级放大，与U1C输入端固定电平相迭加后，使U1C的输入端出现高电平，经过U1C、U1D、U1E、U1F的处理后，U1F的输出端为高电平，可控硅触发极G得到高电平触发电压，而导通工作，灯亮。此时输出的高电平迅速通过D5对C4充电，达到某一高电平值，保持U1E的输入端为高电平，使U1F的输入为低电平，输出为高电平，给可控硅控制极以导通所需的高电平，期间可控硅继续导通，保持灯亮。之后C4通过R7放电，由于R7的阻值较大，放电速度慢，以致U1E输入端能够维持一定时间的高电平，U1F输出维持可控硅导通所需的触发电平，从而保持灯亮一定的时间，时间的长短可以由C4和R7的乘积调节。
MIC为驻极体话筒，4069为六反相器，R6用于调节灵敏度，R7用于调节延时时间的长短。可控硅CR3AM可以用NEC2P4M和BT148代换。
元器件的选择
IC选用COMS数字集成电路CD4069，CD4069有四个独立的与非门电路，内部功能见图3，VSS是电源的负极，VDD是电源的正极。可控硅T选用BT169型，如负载电流大可选3A、6A、10A等规格的单向可控硅，它的测量方法是：用RX1档，将红表笔接可控硅的负极，黑表笔接正极，这时表针无读数，然后用黑表笔接触一下控制极K，这时表有读数，黑表笔马上离开这时表仍有读数（注意触控制极时正负表笔是始终连接的）说明可控硅是完好的。驻极体选用的是一般收录音机的小话筒，它的测量方法：用RX100档将红表笔接外壳的S，黑表笔接D，这时用口对着驻极体吹气，若表针有摆动说明该驻极体完好，摆动越大灵敏度越高；光敏电阻选用的是R9，有光照时电阻为20K以下，无光时电阻值大于100M,说明该元件是完好的。二极管采用普通D1-D4组成桥式整流电路。总之，元件的选择可灵活掌握，参数可在一定的范围内选用。
下面
图3 CD4069的内部结构
七、组装调试（软硬件）的内容。
1.测试与调试前的准备工作
（1）电阻R6焊接在印刷板的背面，不要正面焊接，以便调试灵敏度；
（2）4069 集成块先不插入集成块座上；
（3）准备一小块黑布；
（4）焊接好其它元件。
2.有关电压测试
（1）灯与控制电路一块接上220V电源，如原理图示；
（2）用直流250V档测量 R1两端的电压，大小应在175V左右，C1两端电
压应为 25V 左右，否则电路不正常；
（3）断电后插上4069集成块，再通电测C1两端大小应为+5V 左右，否则电路不正常；
（4）用小块黑布盖住R9光敏电阻，拍手发声音，使灯亮，再测C1两端电压应为1.8V左右则正常，否则不正常；
（5）移开黑布，用直流+5V档在线测U1A的输出电位（即2脚对地7脚的电位）同时，对着驻极体话筒拍手发声音，此时万用表指针会有一定角度的摆幅，否则电路有问题。
3.灵敏度的调节
（1）盖住光敏电阻R9，使之不被光照射；
（2）整个电路接上220V交流电源；
（3）调试R6阻值的大小，使有适当的声音，就能够触发灯亮；
（4）确定R6的阻值大小后，正面插入焊接好R6。
八、总结设计电路和方案的优缺点，指出课题的核心及实用价值，提出改进、意见和展望：
通过本次系统的设计,我大有收获，在制作过程中，一定要注意的每个工作步 骤的检查，确保制作成功。该课题有很强的实践意义和价值，从中也能学到很多东西。
首先，要做这个设计，必须做学焊接工艺，老师虽然讲得很详细，但自己还是犯了很多错误，比如，有时候忘了点松香，导致锡散开了，还有焊接时间过长，导致板的塑料变形，铜片脱落了，导致无法再焊接。经历一系列的错误，让我积累了一些经验。其次，在做板时，要用砂纸把铜板擦光亮，砂纸擦时要保持同一方向，擦光亮后要赶快拿去腐蚀，腐蚀时最好用温水，能够提高腐蚀速度。板做好了，要尽快焊接元件，因为铜板氧化了会导致焊接后导电效果不好。第一次把开关电路焊好了之后，发现一个很严重的问题，麦克风的两个引脚居然接错了，无奈重新焊了一遍，让我懂得，做电子工艺，必须要细心。弄好了拿去老师那里检测效果，遇到一个很大的问题，就是灯亮了就不会熄灭，我就用万用表把元件检测了一次，没发现电阻存在短路，电容也没问题，很苦恼，后来根据老师所说的，我知道了原因，就是电路里存在短路的地方。于是，我仔细地观察了电路板，的确发现有几处焊的不好，靠的太近了，于是重新仔细焊了一次，最后，虽然反应不够灵敏，但也勉强实现了它的功能。
还有，在这个过程里，我学习了DXP2004软件，基本掌握了原理图的设计，个人所需元器件的制作，PCB元件的制作。在新建PCB工程后，每一次对工程的修改，必须要先打开Altium PCB Project 
，否则，就会导致出错，本人就是在没有打开母工程情况下绘制原理图，最终被迫要重新新建工程，重做了一次。还有，在PCB元器件制作时，必须主要自己是否用对了单位，自己一开始制作时也忘了改单位，按下键盘Q键就可以实现单位转换。还有，在使用自动布线时，也需要查看是否有漏线情况，看布线的信息表，是否为100% 。最后还有有一点很深刻的，就是元件排好之后呢，就该轮到最后铜线走线了。software 有一个自动走线的功能，点击菜单 Auto Route-->All...会弹出一个框，那个框就是自动布线啦
还有，在此特别要感谢助理实验师，他教会我们很多焊接还有软件使用上的细节，有他的指导下，让我们少走了很多弯路，对他的感谢难以用言语表达。
九、列出系统需要的元器件与图标：
CD4069：
极性电容：
十、参考文献：
1 周永明.一种性能优良的路灯声光控制电路[J].南方冶金学院学报，20##年第二期
2 陈尔绍等 编著《实用声光控制电子装置制作精选200例》.人民邮电出版社，1995年8月
第二篇：电子工艺报告书(声光控开关版)
韶 关 学 院
课程设计说明书（论文）
课程名称：电子设计与制作基础
课程设计题目：声光控制开关电路
学生姓名：
学 号：
院 系：物理与机电工程学院
专业班级：12物理学1班
指导教师姓名及职称：陆英 副教授 陈锦儒 助理实验师
起止时间：2014 年 9 月 —— 20## 年 1 月
一、设计题目：声光控制开关电路
二、设计内容及要求：
1.内容
用声与光控制路灯，白天光线强，路灯不亮，只有光线暗时，通过声音触发路灯亮，并且灯点亮一定时间后，自动熄灭。
2.主要要求
（1）电路稳定性和可靠性要高。这是控制电路性能的最基本要求，否则自控
能力弱，严重时会失去自动控制功能。
（2）功耗要小。控制电路一直接于交流220伏电路上，若功耗特别是静态功
耗大，则不利于节能，甚至还会大大缩短控制电路的寿命。
（3）灵敏度要能调节。这是控制电路正常工作时，对声光控制信息信号的最低要求，控制信号的灵敏度应满足不同的环境要求。
（4）带负载能力要强。被控灯的功率不尽相同，因此要求控制电路的一定范围的驱动能力。
（5）触发延时时间要能按要求调节。延时时间至少在1分钟内可以调节。
四、比较和选定设计的系统方案，画出系统框图：
如图 1 所示，全波整流电路将交流 220V 电压变为约 200V 的直流电压，为 后面的控制电路供电，例如桥式整流电路；受控开关受触发延时电路输出信号的 控制，从而控制加于灯上的交流电压，达到控制开关灯的目的。例如可控硅，继电器触头等；降压滤波电路将输出的直流200V电压进行降压后滤波，从而为其 后的电路提供平滑直流工作电压，如电阻降压，电容滤波；声光控制元件将声光控制信息变成电信号，为放大触发延时电路提供输入控制信号，例如，驻极体话 筒和蜂鸣器等声控元件，光敏二极管和光敏电阻等光控元件；放大电路将较微弱 的声光控制信号进行放大，以推动触发延时电路工作，例如各种放大电路；触发 延时电路将放大电路输出的电压去推动触发延时电路工作，控制受控开关的闭合，达到控制灯亮时间长短的目的，实现声光控制功能。
五、画出该电路的原理图以及PCB图，同时提供实物图
六、列出系统需要的元器件与图标
（罗列出电路图中各种元件）
七、总结本课程的教学内容以及自身的收获、体会，并提出对本课程的改进、意见和展望。
（ 1500字数以上，宋体 小四 行距1.5 不加粗 ）
八、附录
（附上一张彩色的实物相片）