自锁式声光控制照明电路设计论文

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1、自锁式声光控制照明电路设计引言（一）声光控制电路的设计意义现在住宅楼道或过道中大都有照明灯，但灯往往在夜晚处于常开状态甚至在白天也是开着的，这样就造成了资源浪费，违背了我国建设节约型社会的原则，因此本文设计了一种自锁式声光控制照明电路，即白天或光线较强时，开关电路为自锁状态，灯不亮，当光线黑暗时或晚上来临时，开关进入预备工作状态，此时，当来人有脚步声、说话声、拍手声等声源时，开关自动打开，灯亮，延时一段时间后自动熄灭，从而实现了“人来灯亮，人去灯熄”，杜绝了长明灯，免去了在黑暗中寻找开关的麻烦，尤其是上

2、下楼道带来不便。（二）声光控制照明电路的了解顾名思义，声光控延时开关就是用声音来控制开关的“开启”，若干分钟后延时开关“自动关闭”。因此，整个电路的功能就是将声音信号处理后，变为电子开关的开关动作。本电路的方框图如图1所示白天或光线较强时，开关电路为自锁状态，灯不亮，当光线黑暗时或晚上来临时，开关进入预备工作状态，当来人有脚步声、说话声、拍手声等声源时，开关自动打开，灯亮，延时一段时间后自动熄灭。声光控延时开关的电路原理图见图2所示。电路中的主要元器件是使用了数字集成电路CD4011，其内部含有4个的与

3、非门D1～D4，电路结构简单，可靠性高。下面从电路的各个部分详细分析本电路的工作原理。二﹑声光控制照明电路工作原理分析（一）开关电路为了使声光控开关在白天断开，即由光敏电阻R7等元件组成光控电路，R6和R7组成串联分压电路，夜晚无环境光时，光敏电阻的阻值很大，R7两端的电压高，则与非门D1的1脚为高电平“1”，通过与非门1则为低电平“0”。再通过二极管VD5输入到控制门D4的12脚，也为低电平“0”。使声光控电路工作具备了光控条件。白天较强的环境使R7的阻值很小。R7两端的电压几乎为0，即为低电平“0”

4、。则与非门D1的1脚为低电平”0”，使声光控电路不具备光控条件，电子开关处于断开状态。（二）声音处理电路声音信号(脚步声、掌声等)由驻极体话筒BM接收并转换成电信号，经C1耦合到D3进行电压放大，与非门D3此时是一个放大电路，放大的信号送到R3的一端，R3、R4构成分压电路，并接到控制门D4的12脚，作为声控信号。当有声音信号时，IC的10脚为高电平“1”，则R3、R4的中间分压为低电平“0”，即控制门D4的12脚为低电平。（三）延时工作电路当夜晚，同时又有外界声音信号时，控制门(与非门)D4的输入端，

5、有一端为低电平“0”，输出为高电平“1”。使单向可控硅导通，电子开关闭合；同时给C3充电，C3和R5构成延时电路，延时时间T=2∏R5C3，改变R5或C3的值，可改变延时时间，满足不同的延时要求，C3充满电后只向R5放电，当放电到一定电平时，与非门D2的输入端4、5脚为低电平，输出为高电平，与非门的13脚为高电平“1”，同时没有声音信号时与非门的12脚也为高电平“1”，与非门D4的两个输入端为高电平，则它的输出为低电平“0”，使单向可控硅截止。电子开关断开，完成一次完整的电子开关由开到关的过程。（

6、四）220V电源处理二极管VD1～VD4将交流220V进行桥式整流。变成脉动直流电，又经R9降压，C4滤波后即为电路的直流电为BM、IC等供电。三、主要元件分析（一）可控硅可控硅T选用1A／400V的进口单向可控硅1006型，如负载电流大可选用3A、6A、10A等规格的单向可控硅。单向可控硅是一种可控整流电子元件，正向导通受控制极电流控制。阳极A电位高于阴极K电位，控制极G有足够的正向电压和电流时，从关断到导通。阳极A电位高于阴极K电位和阳极A电流大于维持电流时，维持导通。阳极A电位低于阴极G电位和阳极

7、电流小于维持电流时，从导通到关断。（二）四2输入与非门CMOS芯片IC选用CMOS数字集成电路CD4011，CD4011有四个独立的与非门电路，内部见图3，Vss是电源的负极。VDD是电源的正极。逻辑表达式：Y=A*B。CD4011功能及真值表：真值表：XYQ动作00?禁止011设定101重置11不变无图4CD4011逻辑功能表和引脚图(1)当X=0、Y=0时，将使两个NAND门之输出均为1，违反触发器之功用，故禁止使用。如真值表第一行。(2)当X=0、Y=1时，由于X=1导致NAND-A的输出为”1”

8、，使得NAND-B的输入为”1”，因此NAND-B的输出为”0”，如真值表第二行。(3)当X=1、Y=0时，由于Y=0导致NAND-B的输出为”1”，使得NAND-1的两个输入均为“1”，因此NAND-A的输出为”0”，如真值表第三行。(4)当X=1、Y=1时，因为一个“1“不影响NAND门的输出，所以两个NAND门的输出均不改变状态，如真值表第四行。（三）驻极体话筒BM话筒又称传声器，一种电声器材，属传声器，是声电转换的换能器，通过声波作