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1、四川信息职业技术学院毕业设计说明书( 论文 ) I 目录 摘要 . 1 绪论 . 2 第 1 章方案选择 . 3 1.1 方案设计 . . 3 1.2 功能阐述 . . 4 第 2 章单元电路设计 . 5 2.1 电源电路设计 . . 5 2.2 延时处理电路设计 . . 6 2.2.1 555定时器 6 2.2.2 555定时器构成的单稳态电路 7 2.3 声控电路设计 . . 9 2.4 继电器控制电路设计 . 10 2.5 光控制电路设计 . 11 第 3 章整机电路 12 第 4 章电路仿真 14 第 5 章实物制作与调试 15 5.1 常用电子元器件的安装 . 15 5.1.1 IC
2、插座的安装 15 5.1.2 晶体管的安装 15 5.1.3 电阻的安装 15 5.1.4 电容的安装 15 5.2 焊接. 16 5.2.1 焊接准备 16 四川信息职业技术学院毕业设计说明书( 论文 ) II 5.2.2 焊接过程 16 5.3 调试. 17 5.3.1 静态调试 17 5.3.2 动态调试 18 总结 19 致谢 20 参考文献 21 附录 1 整机电路图 . 22 附录 2 元器件明细表 . 23 四川信息职业技术学院毕业设计说明书( 论文 ) 第 1 页 共 23 页 摘要 声光控制楼道灯开关，能自动控制白天开关、夜晚亮灯、人走灯灭。这里介绍的声 光控制自动延时开关，
3、综合了声光和延时控制，工作稳定，节电并延长灯泡寿命。 整个电路由声控电路、 延时电路、光控电路、电源电路组成。 220V供交流电压供电， 光控电路对外界光亮程度进行检测，输出与亮度程度相对的电压信号。从而实现白天灯 泡不亮，晚上遇到声响时，通过声控电路使灯泡自动点亮，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，延时电路当声音消失后延长一段光照时间。在白天或 光线较强的场合，即使有较大的振动声响也能控制灯泡不亮；晚上或光线较暗时遇到声 响、振动后灯自动点亮，并延时一段时间。声光控制楼道灯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，它具有灵敏、低耗、性能稳
4、定、 使用寿命长、节能、体积小，外形美观，制作容易，工作可靠等优点。 关键词声控；延时；光控；光照强度；节能 四川信息职业技术学院毕业设计说明书( 论文 ) 第 2 页 共 23 页 绪论 众所周知，公共场所和居民居住区的公共楼道里普遍使用的都是机械手动开关。由 于各种各样的原因往往出现许多灯泡点亮长明的现象，这样既缩短了灯泡的寿命，又浪 费了国家的电量，为国家、单位、个人造成很多经济损失。另外，由于频繁开关或其它 的人为因素，墙壁开关的损坏率很高，既增大了维修量、浪费了资金，又容易造成事故 隐患。因此，设计一种电路新颖、安全节能、结构简单、安装方便的声控楼道灯自动开 关相当有必要。 楼道灯是
5、一种广泛使用的公用照明设备，很多人对它的节能不太重视，人们对它的 一些特殊性不了解 , 造成它的电能浪费。 在重视节能和绿色生活的今天, 我们很有必要研 究它了解它 , 让它既能更好的为我们服务, 又能节约能源 , 寿命更长 , 省钱又方便。 本作品 可代替住宅小区楼道上的开关，天黑有人走过楼梯通道有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， 楼道灯延时几秒钟后会自动熄灭。 在白天，即使有声音，楼道灯也不会亮，这样可以达到节能的目的。此项目研究的是一 种声、光双重控制功能的无触点开关。 当今世界在电子信息技术的领域里取得了社会跨跃式的进步，科学技术的飞速发展
6、使各国生产力大规模提高。随着电子技术、数字技术的不断发展，人们生活水平的不断 提高，人们对自己的生活及社会的能源也逐渐的开始重视起来。在电的领域里，电灯的 样式、种类以及对灯的控制方式千变万化。在现代的科学研究中，科学家使用的先进仪 器离不开电子技术；在国民经济的各个部门，电子技术广泛地应用于工农业生产，而且 掺透到各个领域中。无论是通信、广播、电视、计算机、自动化设备、电子医疗器械、 新型武器、人造卫星和宇宙飞船，还是人们日常生活中不可缺少的家用电器，都离不开 采用电子技术制造出来的各种电子设备。 本设计采用开关电压过零保护技术，可消除白炽灯开启瞬间的大电流冲击，有效防 止继电器元件启动时的
7、电流过载，大大地延长了开关的使用寿命，并且可以起到保护灯 泡的作用。 四川信息职业技术学院毕业设计说明书( 论文 ) 第 3 页 共 23 页 第 1 章方案选择 1.1 方案设计 设计声光控开关，最起码要考虑三方面的问题， 其一是灯泡的开关控制， 这是由 220V 市电供电。其二是光控制，使其在有光时，即使有声音也不能亮。其三就是声音控制， 在晚上或光线不足时，只要有人经过，发出声音，灯泡就会点亮并延时。 方案一： 电路由 555定时电路、声光控电路、电源电路组成。白天光线较强时，光控部分将 开关自动断开，声控部分不工作。夜晚光线较暗时，光控部分将开关自动接通，负载电 路的通断受控于声控部分
8、，电路是否接通，取决于声音信号强度。当声音信号强度达到 一定程度时，电路自动接通，点亮白炽灯开始延时，延时时间到，开关自动断开，等待 下一次声音信号触发。方案一原理框图如图1-1 所示。 图 1-1 方案一电路框图 方案二： 电路中的主要元器件是用了数字集成电路芯片 CD4011 , 它内部有 4 个独立的与非 门 D1 D4 ，电路结构简单，可靠性高。声光控制灯主要由声控电路，光控电路，延 时电路三部分组成。方案二原理框图如图1-2 所示。 电 源 电 路 声 音 处 理 电 路 光 处 理 电 路 触 发 延 时 电 路 控 制 电 路 四川信息职业技术学院毕业设计说明书( 论文 ) 第
9、4 页 共 23 页 图 1-2 方案二原理框图 该电路产生的声音信号，通过声电转换器转换成微弱的电信号，该信号经放大送处 理器处理，处理器将幅度、频率不相同的声波信号转换成一次状态改变的控制信号，该 信号经延时处理电路达到设计要求时间与设计要求功能，经执行机构直接控制负载动 作，处理电路如图1-3 所示。 图 1-3 信号处理电路 由于两套方案均能实现声光控功能，而第二种方案结构复杂，生产成本高，且生产 的工作量比较大，不易设计。从设计以及个人多方面的原因，选用第一个方案，用555 定时器，此方案结构简单又实用，易与设计。 1.2 功能阐述 声光控照明电路的主要原理：利用光学、声学和电子学的
10、原理，即用光敏电阻和声 音传感器将光亮程度和声音信号转换成电信号，从而推动 NE555的 Q端输出高电平继电 器吸合使电路正常工作。此声光控制照明电路应具有以下功能： 1. 白天灯灭； 2. 晚上有声响时灯亮，延迟几十秒（设成30s）后熄灭； 3. 灯泡任意功率。 信号 处理 输入输出 输入 输出 （ a）框图（b）波形图 四川信息职业技术学院毕业设计说明书( 论文 ) 第 5 页 共 23 页 第 2 章单元电路设计 2.1 电源电路设计 电源电路由变压，整流、滤波、稳压四部分组成，电源电路框图如图2-1 所示。 图 2-1 为电源电路设计框图 电源电路原理图如图2-2 所示。 图 2-2
11、电源电路原理图 该图中，由 D3、D4 、D5 、D6 四个二极管构成桥式整流电路，它利用二极管的单向 导电特性将 220V的交流电转换成脉动的直流电；C8 、C9为电容滤波，它将整流后的脉 动成分滤掉，使之变成比较平滑的直流电；U2、C3 、C4组成的三端固定式稳压器，稳压 后输出稳定的 +5V直流电压，其中 C3为抗干扰电容， 用以旁路在输入导线过长时引入的 高频干扰脉冲， C4 具有改善输出瞬态特性和防止电路产生自激振荡的作用；二极管D7 对集成稳压器起保护作用。 变压器整流桥滤波稳压 220V 四川信息职业技术学院毕业设计说明书( 论文 ) 第 6 页 共 23 页 2.2 延时处理电
12、路设计 2.2.1 555定时器 555 定时器的内部电路封装和引脚图组成框图如图2-3 所示。 a) 555定时器的内部组成 b) 555定时器的引脚图 图 2-3 555定时器 555 定时器的内部主要包括两个运放构成的集成电路电压比较器、一个 R-S 触发器、 一个晶体管和几个电阻。下面介绍555定时器各引脚的连接及功能： 脚为接地端，也是芯片的公共端； 脚为电源端 V cc ； 脚为电路的输出端； 脚为放电端，相当于一个开关； 脚为电路的复位端，其接地时，555 的输出为低电平，且保持不变，一般将4 脚 接在电源的正极上， 电路能正常工作； 只要在此输入低电平， 输出端立即被置为低电平
13、， 不受其它输入状态影响。正常工作时接高电平可直接接到电源上。 脚为比较电压控制端，如果V cc 端没有外加电压时两个比较器的参考电压，由电 源电压经过三个等值电阻分压提供，则VR1= 3 2 VCC，VR2= 3 1 VCC。在这种情况下，该端可通过 电容（ 0.01uf ）接地，防干扰信号窜入。如果该端接入外电压Vco时，则 V R1= Vco， V R2= 2 1 Vco，因此 Vco可改变参考电压值V R 。 脚、脚为两个电压比较器的输入端，一个为反相输入端，一个为同相输入端， NE555 四川信息职业技术学院毕业设计说明书( 论文 ) 第 7 页 共 23 页 它们输入的信号可以是数
14、字信号也可以是模拟信号，分别与比较器所设置的参考电压进 行比较便于控制输出状态。同时它们和7 脚在电路中的接法决定了555的工作 状态。 R为置 0 输入端，当R=0 时，定时器的输出 OUT 为 0；当R=1时，555 定时器具有 以下功能： 1. 当高触发端 TH 3 2 Vcc，且低触发端TR 3 1 Vcc 时，比较器 C1输出为低电平； C1 输出的低电平将 RS触发器置为 0 状态，即 Q = 0，使得定时器的输出OUT 为 0，同时放 电管 VT导通。 2. 当低触发端TR 3 1 Vcc 时，定时器的输出 OUT和放电管 VT的状态保持不变。 根据分析，可以得出555定时器的功
15、能表，如表2-1 所示。 表 2-1 555定时器的功能表 输入输出 TH TRR OUT VT 0 0 导通 3 2 Vcc 3 1 Vcc 1 0 导通 3 1 Vcc 1 不变不变 3 2 Vcc 3 1 Vcc 1 1 截止 2.2.2 555定时器构成的单稳态电路 将低触发端TR作为触发信号 I u 的输入端，再将高触发端 TH和放电管输出端 D接在 一起，并与定时元件R、C 连接，则可以构成一个单稳态触发器。具体电路及工作波形 如图 2-4 所示。 四川信息职业技术学院毕业设计说明书( 论文 ) 第 8 页 共 23 页 a）电路 b）工作波形 图 2-4 555定时器构成的单稳态
16、触发器 当触发脉冲 u1下降沿到来时，由于TR 3 1 Vcc，而 TH = C u =0，从 555 定时器的功能 表不难看出，输出端OUT 为高电平，电路进入暂稳态，此时放电管VT截止。由于 VT截 止，Vcc 则通过 R对 C充电，当 TH= C u 3 2 Vcc 时，输出端 OUT 跳变为低电平，电路自 动返回稳态，此时放电管VT导通。电路返回稳态后，C通过导通的放电管VT放电，使 电路迅速恢复到初始状态。可以算出，输出脉冲的宽度 W t1.1RC。 所谓光控就是利用光敏三极管对不同光照呈现的阻抗不同，从而对 NE555的 4 脚进 行高低电平控制，使555处于等待触发状态或处于强制
17、复位状态。 白天，亮度较强时，当有足够的光通量照射在光敏电阻上时，其电阻值突然降得很 低，既光敏电阻两边的电压就变小，Q6基极电流大于集电极电流， 从而工作于饱和导通 状态，集电极与发射级短路，NE555的 4 脚呈低电平，使555 处于强制复位状态， Q端 不输出高电平，继电器不吸合电灯不亮。 夜晚，亮度较暗时，在黑暗状态下光敏电阻RV1呈高阻态，阻值 100K，电路通 过光敏电阻 RV1形成低电平，不能使Q6饱和导通， Q6工作于截止状态，集电极与发射 极断路， NE555的 4 脚呈高电平， NE555触发器处于单稳态触发状态。电灯点亮的时间 即单稳态电路触发后高电平持续的时间，它取决于
18、单稳态电路的时间常数，其大小为： W t 1.1 470k47uf 30s (2-1) 经计算，下图电路的单稳态时间为30s，即电灯点亮后 30s 熄灭。 NE555和 R8 、C5、Q6 、C6、R7等组成延时处理电路如图2-5 所示。 四川信息职业技术学院毕业设计说明书( 论文 ) 第 9 页 共 23 页 R7 470KR8 20k C5 0.01uF R 4 DC 7 Q 3 G N D 1 V C C 8 TR 2 TH 6 CV 5 U1 555 C6 47uF Q6 NPN +5V Q3集电极 光敏电阻 继电器 继电器 图 2-5 延时处理电路 2.3 声控电路设计 驻极体话筒属
19、于电容式话筒的一种，它是在电容器金属极板之间加上一层驻极体薄 膜，作为电介质。当薄膜受声波作用而振动时，就引起电容量的变化，并在极板间产生 电荷。如果施以直流电源电压，即可输出音频信号，实现声电转换。 本电路的信号放大部分主要采用由多级三极管组成的谐振放大电路，其电路原理图 如图 2-6 所示。 C1 4.7uF Q1 9013 R3 2.4k R2 3.3k R1 4.70k R5 20kC2 10uF D1 1N4007 D2 1N4007 (2) R6 10k Q2 PNP +5V 声音采集 Q3基极 GND 图 2-6 声控电路原理图 拾音器采用电压蜂鸣器HTD35 14，当有音响作用
20、到压点陶瓷片上时，声震导致的 四川信息职业技术学院毕业设计说明书( 论文 ) 第 10 页 共 23 页 绕曲变形就会产生相应的电效应。当话筒感应到声音时，就马上把声音信号转换成电信 号，电信号直接经过C1耦合，再由 Q1 ，Q2构成的直耦式音频放大器进行放大。电信号 此时从 Q2的集电极出来经过二极管D1导通流向 Q3基极。此时， Q3工作于饱和导通状 态，集电极输出低电平去触发单稳态电路。 2.4 继电器控制电路设计 继电器是一种电子控制器件，它具有控制系统（又称输入回路）和被控制系统（又 称输出回路），通常应用于自动控制电路中，它实际上是用较小的电流去控制较大电流 的一种“自动开关”。故
21、在电路中起着自动调节、安全保护、转换电路等作用。 电磁继电器的工作原理和特性： 电磁式继电器一般由铁芯、线圈、衔铁、触点簧片等组成的（如图2-7）。只要在 线圈两端加上一定的电压，线圈中就会流过一定的电流，从而产生电磁效应，衔铁就会 在电磁力吸引的作用下克服返回弹簧的拉力吸向铁芯，从而带动衔铁的动触点与静触点 （常开触点）吸合。当线圈断电后，电磁的吸力也随之消失，衔铁就会在弹簧的反作用 力返回原来的位置，使动触点与原来的静触点（常闭触点）吸合。这样吸合、释放，从 而达到了在电路中的导通、切断的目的。对于继电器的“常开、常闭”触点，可以这样 来区分：继电器线圈未通电时处于断开状态的静触点，称为“
22、常开触点”；处于接通状 态的静触点称为“常闭触点”。 图 2-7 电磁继电器结构 Q端输出高电平， 继电器吸合， L2 发光；Q端输出低电平， 继电器断开， L2 不发光。 继电器控制电路如图2-8 所示。 四川信息职业技术学院毕业设计说明书( 论文 ) 第 11 页 共 23 页 L2 RL1 W171DIP-12 GND 555Q端 GND L2 220V 图 2-8 继电器控制电路 2.5 光控制电路设计 在光线较暗时，光敏电阻呈高阻态；在光线较亮时，光敏电阻呈低阻态；光敏电阻 通常都工作于直流或低频状态下。光控电路由光敏电阻器RV1 ，电阻 R8 、R9和 Q6组成。 如图 2-9 所
23、示。 R8 20k C5 0.01uF R 4 DC 7 Q 3 G N D 1 V C C 8 TR 2 TH 6 CV 5 U1 555 C6 47uF 3 9 % RV1 10k Q6 NPN R9 1k +5V Q3集电极 Q3发射极 继电器 继电器 图 2-9 光控电路 在黑暗状态下光敏电阻RV1呈高阻态，电路通过光敏电阻RV1形成低电平，不能使 Q6饱和导通。当同时有声音信号时， 经过声音信号转换为电信号后放大使后级电路工作。 在白天，有足够的光照射在光敏电阻上时，其电阻值突然降得很低，既光敏电阻两边的 电压就很低， Q6基极电流大于集电极电流， 从而工作于饱和导通状态， 集电极与
24、发射级 短路， NE555的 4 脚呈低电平，使555 处于强制复位状态， Q端不输出高电平，继电器 不吸合电灯不亮。 四川信息职业技术学院毕业设计说明书( 论文 ) 第 12 页 共 23 页 第 3 章整机电路 通过对电源电路、延时电路、声音信号处理电路、继电器控制电路以及光控制电路 的设计与分析。整机电路原理图如图3-1 所示。 R7470K R8 20k C5 0.01uF R 4 DC 7 Q 3 G N D 1 V C C 8 TR 2 TH 6 CV 5 U1 555 C6 47uF C1 4.7uF Q1 9013 R3 2.4k R2 3.3k R1 4.70k R5 20k
25、C2 10uF D1 1N4007 D2 1N4007 Q3 9014 R4 5.1k (2) 3 9 % RV1 10k Q6 NPN L2 声音采集 RL1 W171DIP-12 GND R6 10k Q2 PNP VI 1 VO 3 G N D 2 U2 7805 TR1 TRAN-2P2S D3 1N4007 D4 1N4007 D5 1N4007 D6 1N4007 R9 1k C8 220uF C9 220uF D7 1N4007 C3 1nF C4 1nF +5V +5V 220V L2 图 3-1 整机电路图 D3、D4 、D5 、D6 四个二极管构成桥式整流电路，它利用二极管
26、的单向导电特性将 220V的交流电转换成脉动的直流电；C8 、C9为电容滤波，它将整流后的脉动成分滤掉， 使之变成比较平滑的直流电；U2 、C3 、C4组成的三端固定式稳压器，稳压后输出稳定的 +5V直流电压，当话筒感应到声音时，就马上把声音信号转换成电信号，电信号直接经 过 C1耦合，再由 Q1 ，Q2构成的直耦式音频放大器进行放大。电信号此时从Q2的集电 极出来经过二极管D1导通流向 Q3基极。此时，Q3工作于饱和导通状态， 集电极输出低 电平去触发单稳态电路。 白天，亮度较强时，当有足够的光通量照射在光敏电阻上时，其电阻值突然降得很 四川信息职业技术学院毕业设计说明书( 论文 ) 第 1
27、3 页 共 23 页 低，既光敏电阻两边的电压就变小，Q6基极电流大于集电极电流， 从而工作于饱和导通 状态，集电极与发射级短路，NE555的 4 脚呈低电平，使555 处于强制复位状态， Q端 不输出高电平，继电器不吸合电灯不亮。 夜晚，亮度较暗时，在黑暗状态下光敏电阻RV1呈高阻态，阻值 100K，电路通 过光敏电阻 RV1形成低电平，不能使Q6饱和导通， Q6工作于截止状态，集电极与发射 极断路， NE555的 4 脚呈高电平， NE555触发器处于单稳态触发状态。此时当话筒感应 到声音时，就马上把声音信号转换成电信号，电信号直接经过C1耦合，再由 Q1 ，Q2构 成的直耦式音频放大器进
28、行放大。电信号此时从 Q2的集电极出来经过二极管D1导通流 向 Q3基极。 Q3工作于饱和导通状态，以触发555 定时器的 2 脚。2 脚接收到触发信号 而使 555 翻转置位， 3 脚输出高电平，继电器线圈中就会流过一定的电流，从而产生电 磁效应，衔铁就会在电磁力吸引的作用下克服返回弹簧的拉力吸向铁芯，从而带动衔铁 的动触点与静触点 （常开触点） 吸合。灯泡 L2 发光。图示电路的单稳态延时时间为30s， 即电灯点亮 30s 就熄灭，等待下一次信号的触发。 四川信息职业技术学院毕业设计说明书( 论文 ) 第 14 页 共 23 页 第 4 章电路仿真 一个应用系统，要完成各项功能，首先必须有
29、较完善的硬件作保证。同时还必须得 到相应设计合理的软件的支持，本设计采用Proteus 仿真软件对硬件部分进行仿真。首 先绘制如图 4-1 所示的仿真图。 R7470K R8 20k C5 0.01uF R 4 DC 7 Q 3 G N D 1 V C C 8 TR 2 TH 6 CV 5 U1 555 L2 220V C6 47uF C1 4.7uF Q1 9013 R3 2.4k R2 3.3k R1 4.70k R5 20k C2 10uF D1 1N4007 D2 1N4007 Q3 9014 R4 5.1k (2) 3 9% RV1 10k Q6 NPN L2(2) 声音采集 RL1
30、 W171DIP-12 GND R6 10k Q2 PNP VI 1 VO 3 G N D 2 U2 7805 TR1 TRAN-2P2S D3 1N4007 D4 1N4007 D5 1N4007 D6 1N4007 R9 1k C8 220uF C9 220uF D7 1N4007 +5V +5V C3 1nF C4 1nF 图 4-1 声光控楼道灯开关仿真原理图 经过仿真测试，本设计成功实现了任务需求。仿真的目的是测试灯开关在不同光照 强度及有无声音状态下的工作情况，测试结果如表4-1。 表 4-1 仿真测试结果 光照强度有无声源灯的工作状态 强（白天）有灯不亮 强（白天）无灯不亮 弱（
31、夜晚）有灯亮（待声源消失后灯持续亮30S） 弱（夜晚）无灯不亮（但有声源时灯亮，声源消失后持续亮30S） 四川信息职业技术学院毕业设计说明书( 论文 ) 第 15 页 共 23 页 第 5 章实物制作与调试 5.1 常用电子元器件的安装 电路板上元器件的安装次序应该以前道工序不妨碍后道工序为原则，一般是先装低 矮的小功率卧式元器件，然后装立式元器件和大功率卧式元器件，再装可变元器件、易 损元器件，最后装带散热器的元器件和特殊元器件。 5.1.1 IC插座的安装 尽管插座本身在电气上并无极性可言，但错误的安装方向将对以后IC 的插入形成 误导。另外特别要注意每个引脚的焊接质量，因为IC 插座的引
32、脚的可焊性差，容易出 现虚焊，焊接时可以适当采用活性较强的焊剂，焊后应加强清洗。 5.1.2 晶体管的安装 各种晶体管在安装时要注意分辨它们的型号、出脚次序和正负极性；要注意防止在 安装焊接的过程中对它们造成损伤。小功率的三极管、场效应管和继电器，封装外形有 时完全相同，有些微型封装的器件，表面只能印一、两个标注字，容易混淆，应该尽量 与它们的原包装一道拿取，一时用不完的要及时地放回原包装中去。有时即使是同一种 型号的器件，由于生产厂家不同、其出脚的次序也有变化，一定要认准其排列不要相互 插错。二极管的引出脚也有阴阳极之分，不能插反。 5.1.3 电阻的安装 安装电阻时要注意区分同一电路中阻值
33、相同而功率不同、类型不同的电阻，不要相 互插错。小功率电阻大多采用卧式安装，并且要紧贴底板安装，以减少引线形成的分布 电感。 5.1.4 电容的安装 瓷片电容安装时要注意其耐压级别和温度系数。铝质电解电容、钽电解电容的正极 所接电位一定要高于负极所接，否则将会增大损耗，尤其是铝质电解电容，极性接反工 作时将会急剧发热，引起鼓泡、爆炸。 四川信息职业技术学院毕业设计说明书( 论文 ) 第 16 页 共 23 页 5.2 焊接 焊接，是用加热的方式使两件金属物体结合起来。如果在焊接的过程中需要熔入第 三种物质，则称之为“钎焊” ，所加熔上去的第三种物质称为“焊料” 。按焊料熔点的高 低又将钎焊分为
34、“硬钎焊”和“软钎焊” ，通常以 450 度为界，低于 450 度的称为“软 钎焊” 。电子产品安装工艺中的所谓“焊接”就是软钎焊的一种，主要用锡、铅等低熔 点合金做焊料。 当一个合格的焊接过程完成后，在这两个界面上都必定会形成良好的扩散层。要形 成扩散层，必须满足以下几个条件： 1. 两金属表面能充分接触，中间没有杂质隔离。 2. 温度足够高。 3. 时间足够长。 5.2.1 焊接准备 焊接开始前必须清理工作台面，准备好焊料、焊剂和镊子等必备的工具。更重要的 是要准备好电烙铁。准备好电烙铁不仅是要选好一只功率合适的电烙铁，而且是说要调 整好电烙铁的工作温度。不可让温度过高，否则烙铁头就会被烧
35、死。烙铁头一旦烧死就 必须锉掉表层重新上锡，这对于长寿烙铁头来说就是致命的损失了。必须注意调节电烙 铁的工作温度，使其大约维持在300 度左右。 5.2.2 焊接过程 1. 元器件引出脚的上锡 即将元器件引出脚及焊片、焊盘等被焊物分别地预先用烙铁搪上一层焊锡。这样可 以基本保证不出现虚焊。在焊接操作中，一定要养成将元器件预先上锡的良好习惯。对 于那些表面氧化、 有污渍的引脚和有绝缘漆的线头， 上锡前还必须进行表面的清洁处理， 手工焊接时一般采用刮削的办法处理。刮削时必须注意做到全面、均匀。尤其是处理那 些小直径线头时，不能在刮削的起始部位留下伤痕。较粗的引出脚可以压在粗糙的工作 台板的边缘上边
36、转边刮，细线头则应该夹在刀片和手指之间进行。 2. 焊接的操作手法 手工焊接有两种基本手法：一种是用实芯焊锡条时的手法，一种是使用松香焊锡丝 作焊料时的手法。 操作要领是：始终带着焊剂液膜操作， 让焊锡在凝固以前总是处于晶莹发亮的状态。 四川信息职业技术学院毕业设计说明书( 论文 ) 第 17 页 共 23 页 因为焊锡液滴变哑色就说明表面一层已经氧化，已经不是金属，在焊接温度下不会熔解， 隔着这层固体杂质，金属间的浸润、扩散将无法进行。 两种焊接手法的基本要求是一致的，就是要在尽量短的时间里得到一个有着完美合 金层的真焊点。实际操作时在第二种手法中往往掺和着第一种手法。 3. 焊接的质量检验
37、 检验焊接质量有多种方法，比较先进的方法是用仪器进行。而在通常条件下，则采 用观察外观和用烙铁重焊的方法来检验。 （1）外观观察检验法 一个焊点的焊接质量最主要的是要看它是否为虚焊，其次才是外观。个良好的焊 点其表面应该光洁、明亮，不得有拉尖、起皱、鼓气泡、夹渣、出现麻点等现象；其焊 料到被焊金属的过渡处应呈现圆滑流畅的浸润状凹曲面。 （2）带松香重焊检验法 带松香重焊是最可靠的检验方法，同时多用此法还可以积累经验，提高用观察法检 查焊点的准确性。 5.3 调试 由于元器件特性参数的分散性、装配工艺的影响以及其他如元器件缺陷和干扰等各 种因素的影响，使得安装完毕的电子电路不能够达到设计要求的性
38、能指标，需要通过调 整和试验来发现、纠正、弥补，使其达到预期的功能和技术指标，这就是电子电路的调 试。 调试的一般步骤是： 1. 经过初步调试，使电子电路处于正常工作状态。 2. 调整元器件的参数以及装配工艺分布参数，使电子电路处于最佳工作状态。 3. 在设计和元器件允许的条件下，改变内部、外部因素（如过压、过流、高温、连 续长时间运行等）以检验电子电路的稳定性和可靠性，即所谓的考机。 调试的一般原则是先静态调试后动态调试。 5.3.1静态调试 所谓静态调试即在电路未加输入信号的直流工作状态下测试扣凋整其静态工作点 和静态技术性能指标。 四川信息职业技术学院毕业设计说明书( 论文 ) 第 18
39、 页 共 23 页 5.3.2 动态调试 所谓动态调试即对电子电路输入适当信号的工作状态下测试和调整其动态指标。动 态调试是在静态调试的基础上进行的。调试的关键是善于对实测的数据、波形和现象进 行分析和判断，发现电路中存在的问题和异常现象，并采取有效措施进行处理，使电路 技术性能指标满足预定要求。这需要具备一定的理论知识和调试经验。 调试的方法是在电路的输人端接人适当频率和幅值的信号，并循着信号的流向逐级 检测各有关点的波形、参数和性能指标。发现故障现象，应采取不同的方法缩小故障范 围，最后设法排除故障。因为电子电路的各项指标互相影响，在调试某一项指标时往往 会影响另一项指标。动态调试时，必须
40、全面考虑各项指标的相互影响，实际情况错综复 杂，出现的问题多种多样，处理的方法也是灵活多变的。 制作出实物如图5-1 所示： 图 5-1 实物图 进行整机电路的调试，其过程是：按照电路先静态，后动态，先局部，后整体的调 试的基本原则进行。同时借助仪表进行测试点的检测，如果测得的数据与电路的技术指 标相符，确定无误后，再进行通电测试。若不能正常工作，则必须对电路进一步检测， 观察有无元器件错焊、漏焊等，有错误立即纠正。调试直到整机能够正常工作为止。 通过实物调试，本设计实现了功能需求。 四川信息职业技术学院毕业设计说明书( 论文 ) 第 19 页 共 23 页 总结 我设计的题目是声光控制楼道灯
41、开关，设计初不知如何下手，经过广泛查阅资料和 李老师的精心指导，我了解并掌握了各部分电路的功能，独立完成了一个简单声光控制 楼道灯开关的设计，虽然设计的简单，但简洁清晰易懂，其中声控电路、光控电路、延 时电路是本设计的核心部分。在设计基本完成后，我又用大部分时间改仿真，做实物， 以更好的实现功能需求。我知道这是一个不断学习新鲜事物的过程，从设计初的不懂到 最后能够顺利完成，我体会到在实践中学习的重要性，对于将来我走上工作岗位具有十 分重要意义。由于前期工作不彻底，对所设计的需求分析的要求认识不够清楚，体会到 在设计中每一步的重要性，如果上一个步骤不能很好的完成，在后续的设计将会付出百 倍的代价
42、。 在整个设计阶段我感受最为深刻的是掌握学习的方式和解决问题的方法。首先是解 决问题的方式，其次就是解决问题的方法，在设计过程中，我深刻的体会到了这一点的 重要性，在今后的学习和研究中我也会继续将这种方法延续下去。毕业设计是理论和实 践的结合，通过本次毕业设计不仅让我巩固和加深了以前所学的知识，加深了对模拟、 数字电路的理解，对元器件的使用更加深刻理解，同时也让我发现了自身的不足。学习 不能只学表面的，很多知识是需要我们深入了解的。学习也不能是一时的，知识的日新 月异需要我们长期的坚持和日积月累。 技术只是一方面，更多的我是学会了利用资源。“时间作为一种最宝贵的资源” ，让 我在这设计中体会颇
43、深。 由于在这设计过程中有很多事情要做，所以时间显的特别紧张。 但我制定了论文写作计划。当然，我要付出比别人更多的时间和精力，因为我专业课学 的不是很精。本次设计虽在磕磕绊绊中完成了，但学习过程中暴露出我拙劣的基础知识 和差距，同时，我也看到了方向，大学生活的结束并不代表对知识追求的结束，相反这 仅仅是学习的开始。差距激励人进步，我想我在今后的生活学习中会更好的充实自己， 向着自己希望的方向努力飞翔。 四川信息职业技术学院毕业设计说明书( 论文 ) 第 20 页 共 23 页 致谢 时光过得真快，转眼间即将毕业，即将离开这读了三年的乐土，经过大学三年的学 习，我学到了许多知识，同时也从中明白了
44、许多道理。在毕业前的这一段日子里，为了 对大学三年来自己学习成果进行验证，我在同学与老师的帮助下圆满的完成了这份毕业 设计，在这次毕业设计中，我学到了许多的知识，并且也认识到了自己的不足之处。 在这里，我首先向我的指导老师李晓丽老师致以深深的谢意，李老师平日里工作繁 多，但是在我做毕业设计遇到困难请教她的时候，她总是给予我悉心的指导和帮助。李 老师细心的指导我论文的写作，耐心的帮助我解决楼道开关系统仿真过程中遇到的种种 问题，可以说，没有李老师的悉心指导和帮助，我是不可能顺利完成我的毕业设计的。 其次，我要感谢我的朋友与同学，在我毕业设计期间，他们细心帮我收集资料，并且帮 我检查设计中的不足，
45、及时给我建议，在我遇到困难的时候，帮助我一起解决困难。 在整个毕业设计过程中，无论老师还是同学都给予了我极大的关心和帮助，并对我 的毕业设计进行了悉心的指导。李晓丽老师定期检查我的设计进度，对于设计中出现的 问题都给我及时纠正，正是由于她的耐心指导，我才能顺利的完成整个设计。从她的身 上我不仅学到了设计的思想，还学到了严谨的学风和敬业的精神。 我感谢大学三年来所有教过我的四川信息职业技术学院的老师们，是他们传授了有 用的专业知识给我，使我在整个毕业设计过程中能游刃有余的发挥，感谢我们四川信息 职业技术学院为我们提供了良好的学习环境，感谢耐心听我答辩的老师们，在此向他们 致以深深的谢意！ 最后，
46、衷心感谢每一位在我成长中关心过我，爱护过我的人，谢谢大家对我的帮助 与支持，谢谢大家！ 四川信息职业技术学院毕业设计说明书( 论文 ) 第 21 页 共 23 页 参考文献 1 康华光 . 电子技术基础 . 北京: 高等教育出版社出版， 2006 2 彭介华 . 电子技术课程设计指导 . 北京: 高等教育出版社， 2006 3 杨旭东 . 实用电子电路精选 . 北京: 化学工业出版社， 2007 4 华成英 . 电子技术 . 北京: 中央广播电视大学出版社，2006 5 童诗白 . 模拟电子技术基础 . 北京: 高等教育出版社， 2004 6 姜邈. 电子线路课程设计指导书 . 北京: 中央广
47、播电视大学出版社，2006 7 刘树林 . 低频电子线路 . 北京: 电子工业出版社， 2003 8 孙建设 . 模拟电子技术 . 北京: 化学工业出版社， 2002 9 王兆安 . 电力电子变流技术 . 北京: 机械工业出版社， 2006 10 华永平 . 电子线路课程设 . 江苏: 东南大学出版社， 2003 11林春方 . 电子线路学习指导与实训 . 北京: 电子工业出版社， 2004 12 杨宝清 . 实用电路手册 . 北京: 机械工业出版社， 2002 四川信息职业技术学院毕业设计说明书( 论文 ) 第 22 页 共 23 页 附录 1 整机电路图 R 7 4 7 0 K R 8 2
48、 0 k C 5 0 .0 1 u FR 4 D C 7 Q 3 GND 1 VCC 8 T R 2 T H 6 C V 5 U 1 5 5 5 C 6 4 7 u F C 1 4 .7 u F Q 1 9 0 1 3 R 3 2 .4 k R 2 3 .3 k R 1 4 .7 0 k R 5 2 0 k C 2 1 0 u F D 1 1 N 4 0 0 7 D 2 1 N 4 0 0 7 Q 3 9 0 1 4 R 4 5 .1 k (2 ) 39% R V 1 1 0 k Q 6 N P N L 2 声 音 采 集 R L 1 W 1 7 1 D IP - 1 2 G N D R 6
49、1 0 k Q 2 P N P V I 1 V O 3 GND 2 U 2 7 8 0 5 T R 1 T R A N -2 P 2 S D 3 1 N 4 0 0 7 D 4 1 N 4 0 0 7 D 5 1 N 4 0 0 7 D 6 1 N 4 0 0 7 R 9 1 k C 8 2 2 0 u F C 9 2 2 0 u F D 7 1 N 4 0 0 7 C 3 1 n F C 4 1 n F + 5 V + 5 V 2 2 0 V L 2 四川信息职业技术学院毕业设计说明书( 论文 ) 第 23 页 共 23 页 附录 2 元器件明细表 项目 代号 名称型号、规格数量备注更改 R1 电阻器RT0.125 b4.7k 10%1 R2 电阻器RT0.125 b3.3k 10%1 R3 电阻器RT0.5 b 2.4k 10%1 R4 电阻器RT0.125 b5.1k 10%1 R6 电阻器RT0.125 b10k10% 1 R7 电阻器RT0.125 b