电子电工设计.docx

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1、摘要在学校、机关、厂矿企业的单位的公共场所以及居民区的公共楼道，长明灯现象非常普遍,这就造成了能源的大量浪费。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。在这里我们小组设计了光控灯，光控灯会随着环境光线的变化自动的控制灯的亮灭，适合于控制路灯、走廊灯等，同时也到达了省电节能和延长灯泡使用寿命的效果。当黄昏光强减弱到一定程度的时候，电路就会自动接通点亮路灯；当早上光强增大到一定强度的时候，电路就会自动切断，从而实现灯自动熄灭的功能。在个人设计里，我设计了声光控制照明灯，更进一步优化了之前的想法及设计，要求该电路夜间有声音信号时，照明灯（用1.ED发光管模拟）点

2、亮；无声时延迟5秒后熄灭;如声音间隔小于5秒，那么1.ED持续点亮。白天有声无声均不点亮，从而即实现自动化，也实现了人性化。【关键词】：光敏电阻；555芯片；光控灯；声光控制照明灯目录摘要11PrOteI应用介绍21.Iprotel软件介绍21.1.1电路原理图的设计21.1.2产生网络表21.1.3印制电路板的设计21.2绘制简单电路图22.小组设计错误!未定义书签。2.1设计内容42.2设计要求42.3设计目的42. 4光控灯原理42.4. 1光控灯的意义与背景42. 4.2设计思路与原理52.5光控灯电路的设计方案52.5.1方案特点52.5.2元器件的选择52.5.3主要原器件的介绍5

3、1.6 电路71.6.1 原理图的设计及说明71.7 电路板的制作及调试82. 7.1PCB电路图的制作83. 7.2电路板的制作84. 7.3电路板的调试82.7.4测试结果错误!未定义书签。3个人设计93.1设计内容93.2设计要求93.3设计目的93.4楼道声控灯的根本原理93.5元器件的介绍103.5.1电阻器103.5.2驻极体话筒BMlO3.5.3555定时器电路113.5.51.M358124实训总结135致谢136参考文献13Iprotel应用介绍1.Iprotel软件介绍一般而言，设计电路板最根本的过程可以分为三大步骤。1.1.1电路原理图的设计电路原理图的设计主要是PRoT

4、E1.099的原理图设计系统(AdvancedSchematic)来绘制一张电路原理图。在这一过程中，要充分利用PROTE1.99所提供的各种原理图绘图工具、各种编辑功能，来实现我们的目的，即得到一张正确、精美的电路原理图。1.1.2产生网络表网络表是电路原理图设计(SCH)与印制电路板设计(PCB)之间的一座桥梁，它是电路板自动的灵魂。网络表可以从电路原理图中获得，也可从印制电路板中提取出来。1.1.3印制电路板的设计印制电路板的设计主要是针对PR0TE1.99的另外一个重要的局部PCB而言的，在这个过程中，我们借助PR0TE1.99提供的强大功能实现电路板的版面设计，完成高难度的等工作。1

5、.2绘制简单电路图翻开桌面Protel的图标(p3s),点击FiIe中的New,出现以下对话框(图1.2.1)在DatabaseFileNa后可以改变新建的文件名，例如：要以人名命名可以更改为XXX.ddb(xxx为人名).图中默认的保存地址是桌面，如果想改变保存地址可以点击BroWes,然后可以选择自己需要的保存地址，最后点击OK键。翻开新建文件口。CUmentS,点击FiIe中的New,出现下列图（图1.2.2）前选择对话框中的直蠡1.将新建文件重新命名例如：要以人名命名可以更改为XXX.ddb（XXX为人名）。可以用*,对图按照自己的需求进行放大或缩小选取画图所需的元件在设计管理器中选择

6、BrowseSch页面，在该页面的Browse中的下拉菜单中选1.ibraries,单击Add/Remove,出现了图1.2.5对话框双击Sim.ddb将其参加selectedFiles中按OK键可以进行画图。在Browse中元件管理库中可以根据与自己需要选择在SinalationSymblos.Iib库中可以选择电阻，电容，电源等元件，可以在OPArnP.1.ib库中选择运算放大器，可以在BJT.1.ib库中选择任意型号的三极管在图1.2.6工具栏中可以选择其它元件通过这些元件选择库，我们就可以完成所画的图选择元件移至图中：在元件选择库中单击所需元件然后点击P1.ACE就可以将所需元件放置图

7、中所需要放置的位置。旋转元件：点击元件，然后点击空格键可以改变元件的方位。删除元件将元件选中，双击工具栏中的CUT其符号是,就可以将元件删除。在PrOteI99SE中有如下仿真元器件库：7SEGDISP.1.ib：七段数码管库。74xx.1.ib：通用74系列数字集成电路库。BJT.1.ib：双极型三极管。BUFFER.1.ib：缓冲器库。CAMP.lib：电流放大器库。CMOS.1.ib：CMOS数字集成电路库。DIODE.1.ib：二极管库。REGO1.ATOR.1.ib：稳压电源库。RE1.AY.1.ib：继电器库。SCR.1.ib：晶闸管库。TIMER.1.ib：时基电路库。TUBE.

8、1.ib：电子管库。UJT.lib：单结晶体管库。TRIAC.lib：双向晶闸管库。SWITCH.lib：开关元器件库。OPAMP,lib：运算放大器库。JFET.lib：结型场效应晶体管。CAP：电容。CAP2：电解电容。INDUCTOR：电感。RES：电阻。VSRC：直流电压源。VSIN：正弦电压源。VPU1.SE：脉冲电压源。2.小组设计1. 1设计内容设计光控灯。2. 2设计要求要求电路在日光照射下，接通+3V电源后，发光二极管是熄灭的，没有光照的时候，发光二极管是亮的。3. 3设计目的路灯在我们日益更新的生活中越来越普遍，一般路灯是白天关闭，夜晚开启。如果人工控制路灯的开关，不但费时

9、费力，而且在天气变化时，不容易掌握开关路灯的时间，给群众带来很大的不便。在本设计中介绍一种自动光控灯，这样不但省时省力，节约资源，而且可以提高灯的寿命。采用555时基电路施密特触发器，及电阻、二极管或门组成自动光控灯智能电路，会给我们带来新颖智能的便利；当光线好时，灯不会发光，到光线很差时，灯会自动开启照明。虽然本文介绍的光控灯只有1个简单的芯片和电阻电容构成，却可以模拟光控灯，也到达了节电节能的目的，同时它的原理也有广泛的应用。4. 4光控灯原理光控灯的意义与背景站在新世纪的门槛上，我们感受到的是高速开展的现代科技。降低能耗，节约能源、注重环保，简洁方便是当今家居生活的主题。也因如此，照明灯

10、的需求也在不断的开展，人类有意识的采用各种方法改良它，以适应我们日常生活的各种需要。用光控开关来代替路灯开关、住宅小区的楼道上的开关，只有在光线缺乏时灯会自动点亮，白天光线充足时不会亮，可以到达节能的目的。同时光控电路具有电路简单，制作容易，工作可靠的特点，可广泛应用于各种楼房走廊的照明设备。设计思路与原理电路采用光敏电阻来感受外界光的强弱，然后采用555多谢振荡器改变输出电压，从而改变发光二极管两端的电压，进而控制了灯的亮灭。在发射结接上一个继电器，可以控制外接电路的开路或短路。此设计也可以看做是一个用发光二极管指示的光控开关。要求电路在日光照射下，接通+3V电源后，发光二极管四熄灭的，没有

11、光照的时候，发光二极管是亮的。工作原理：当有光照射到光敏电阻时，其阻值减小（几十K左右），QI基极电压被拉低二截止，Q2基极电压升高Q2截止（几M）,Ql基极电压升高并使其导通，Q2基极电压降低，Q2饱和导通，1.ED得电发光5. 5光控灯电路的设计方案6. 5.1方案特点产生光控电路的方案有很多，本方案的选择主要从以下几个方面考虑：（1）设计难度；（4）调试难度；（2）实现难度；（5）电路原理。（3）本钱；由于我在大二时期已经学了数字电路和模拟电子电路，而且这个方法比拟简单，又实用，能充分表达出我对所学知识的掌握程度。所以我利用所学的数字电路方法，力求从简单的根底知识中学到更多的东西，为今后

12、的学习做好准备，采取一种最简单的方式实现光控电路的设计。2. 5.2元器件的选择发光二极管1只；继电器1只；电容lF1只；三极管805OS1只；光敏电阻1只；可调电阻100KI只；电阻5601只，IK一只；排针二孔1只，三孔1只。2.5.3主要原器件的介绍2.5.3.1光敏电阻的介绍光敏电阻又称光导管，常用的制作材料为硫化镉，另外还有硒、硫化铝、硫化铅和硫化铅等材料。这些制作材料具有在特定波长的光照射下，其阻值迅速减小的特性。这是由于光照产生的载流子都参与导电，在外加电场的作用下作漂移运动，电子奔向电源的正极，空穴奔向电源的负极，从而使光敏电阻器的阻值迅速下降。光敏电阻器是利用半导体的光电效应

13、制成的一种电阻值随入射光的强弱而改变的电阻器；入射光强，电阻减小,入射光弱，电阻增大。光敏电阻器一般用于光的测量、光的控制和光电转换（将光的变化转换为电的变化）。常用的光敏电阻器硫化镉光敏电阻器，它是由半导体材料制成的。光敏电阻器的阻值随入射光线（可见光）的强弱变化而变化，在黑暗条件下，它的阻值（暗阻）可达10M欧,在强光条件（1001.X）下，它阻值（亮阻）仅有几百至数千欧姆。光敏电阻器对光的敏感性（即光谱特性）与人眼对可见光（0.76）Um的响应很接近，只要人眼可感受的光，都会引起它的阻值变化。设计光控电路时，都用白炽灯泡（小电珠）光线或自然光线作控制光源，使设计大为简化。2.5.3.25

14、55芯片的介绍555时基电路是一种双极型的时基集成电路，工作电源为4.5V18V,输出电流为200mA,工作可靠。它含有两个电压比拟器，一个根本RS触发器，一个放电开关T,比拟器的参考电压由三只5KQ的电阻器构成分压，它们分别使高电平比拟器CI同相比拟端和低电平比拟器C2的反相输入端的参考电平为2/3Vcc和I/3VccoCl和C2的输出端控制RS触发器状态和放电管开关状态。当输入信号输入并超过了2/3VCC时，触发器复位，555的输出端3脚输出低电平，同时放电，开关管导通；当输入信号自2脚输入并低于1/3VCC时，触发器置位，555的3脚输出高电平，同时放电，开关管截止。KD是复位端,当其为

15、0时，555输出低电平。平时该端开路或接Vcc.Vco是控制电压端（5脚），平时输出2/3VCC作为比拟器AI的参考电平，当5脚接一个输入电压，即改变了比拟器的参考电平，从而实现对输出的另一种控制，在不接外加电压时，通常接一个0.01阳的电容器到地，起滤波作用，以消除外来的干扰，确保参考电平的稳定。T为放电管，当T导通时，将给于脚7的电容器提供低阻放电电路。555电路的引脚功能如下列图:2.5.3.3发光二极管的介绍况线架发光二极管简称为1.ED。由钱（Ga）与神AS）、磷（P）的化合物制成的二极管，当电子与空穴复合时能辐射出可见光，因而可以用来制成发光二极管。它是半导体二极管的一种，可以把电能转化成光能；发光二极管与普通二极管一样是由一个PN结组成，也具有单向导电性。当给发光二极管加上正向电压后，从P区注入到N区的空穴和由N区注入到P区的电子，在PN结附近数微米内分别与N区的电子和P区的空穴复合，产生自发辐射的荧光。不同的半导体材料中电子和空穴所处的能量状态不同。当电子和空穴复合时释放出的能量多少不同，释放出的能量越多，那么发出的光的波长越短。常用的