聲控開關(guān)的設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)

1、<p>　　課 程 設(shè) 計(jì)</p><p><b>　　（說(shuō)明書）</b></p><p><b>　　聲控開關(guān)的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　班級(jí) / 學(xué)號(hào) </p><p>　　學(xué) 生 姓 名 </p><p>　　指

2、導(dǎo) 教 師 </p><p>　　課 程 名 稱 數(shù)字邏輯課程設(shè)計(jì) </p><p>　　院（系） 計(jì)算機(jī)學(xué)院 專業(yè) 計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù) </p><p>　　班級(jí) 學(xué)號(hào) 姓名 </p><p>

3、;　　課程設(shè)計(jì)題目 聲控開關(guān)的設(shè)計(jì) </p><p>　　課程設(shè)計(jì)時(shí)間: 2010 年 07 月 15 日 至 2010 年 07 月 24 日</p><p>　　課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容及要求：</p><p><b>　　一、設(shè)計(jì)說(shuō)明</b></p><p>　　設(shè)計(jì)

4、一個(gè)聲控開關(guān)，控制對(duì)象為發(fā)光二極管。</p><p>　　電路原理框圖如圖1所示。駐極體話筒接收到一定強(qiáng)度的聲音信號(hào)后，聲音信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，幅度很小，經(jīng)放大、整形后，觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)延時(shí)電路，產(chǎn)生一個(gè)寬度可調(diào)的脈沖信號(hào)，驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管顯示。同時(shí)，這個(gè)脈沖信號(hào)作為選通信號(hào)，使計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)，并用數(shù)碼管顯示延時(shí)時(shí)間。</p><p>　　圖1 聲控開關(guān)原理框圖</p><p&g

5、t;<b>　　二、技術(shù)指標(biāo)</b></p><p>　　1．接收到一定強(qiáng)度的聲音后，聲控開關(guān)點(diǎn)亮發(fā)光二極管(電流5~10mA)， 延時(shí)時(shí)間在1~10s之間可調(diào)。</p><p>　　2．延時(shí)時(shí)間用LED數(shù)碼管顯示，時(shí)間單位為0.1s，顯示范圍為0~9.9s。</p><p><b>　　三、設(shè)計(jì)要求</b></p&

6、gt;<p>　　1．在選擇器件時(shí)，應(yīng)考慮成本。</p><p>　　2．根據(jù)技術(shù)指標(biāo)通過(guò)分析計(jì)算確定電路形式和元器件參數(shù)。</p><p>　　3．主要器件：(1)555定時(shí)器；(2)計(jì)數(shù)器74LS90或74LS160；(3)譯碼器74LS47或74LS48； (4)LED數(shù)碼管。 </p><p><b>　　四、實(shí)驗(yàn)要求</b&g

7、t;</p><p>　　1．根據(jù)技術(shù)指標(biāo)制定實(shí)驗(yàn)方案；驗(yàn)證所設(shè)計(jì)的電路。</p><p>　　2．進(jìn)行實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理和分析。</p><p><b>　　五、推薦參考資料</b></p><p>　　1.謝自美. 電子線路設(shè)計(jì)·實(shí)驗(yàn)·測(cè)試. [M]武漢：華中理工大學(xué)出版社，2000年</p>

8、;<p>　　2.閻石. 數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ). [M]北京：高等教育出版社，2006年</p><p>　　3.付家才. 電子實(shí)驗(yàn)與實(shí)踐. [M]北京：高等教育出版社，2004年</p><p>　　六、按照要求撰寫課程設(shè)計(jì)報(bào)告</p><p>　　指導(dǎo)教師 年 月 日</p>

9、<p>　　負(fù)責(zé)教師 年 月 日</p><p>　　學(xué)生簽字 年 月 日</p><p><b>　　成績(jī)?cè)u(píng)定表</b></p><p><b>　　聲控開關(guān)的設(shè)計(jì)</b></

10、p><p><b>　　一、概述</b></p><p>　　聲控開關(guān)在實(shí)際中的應(yīng)用相當(dāng)廣泛，是一些聲控?zé)艋窘M成部分，其原理適用于很多聲控器械，它涉及到時(shí)序邏輯電路如何設(shè)計(jì)、分析和工作等方面。通過(guò)此電路更深刻的了解時(shí)序邏輯部件的工作原理，從而掌握如何根據(jù)需要設(shè)計(jì)滿足要求的各種電路圖，解決生活中的實(shí)際問(wèn)題，將所學(xué)知識(shí)應(yīng)用于實(shí)踐中。</p><p>

11、　　設(shè)計(jì)任務(wù)技術(shù)指標(biāo)；1．接收到一定強(qiáng)度的聲音后，聲控開關(guān)點(diǎn)亮發(fā)光二極管(電流5~10mA)， 延時(shí)時(shí)間在1~10s之間可調(diào)。</p><p>　　2．延時(shí)時(shí)間用LED數(shù)碼管顯示，時(shí)間單位為0.1s，顯示范圍為0~9.9s。</p><p><b>　　二、方案說(shuō)明</b></p><p>　　此方案采用74ls160計(jì)數(shù)器，74ls47譯碼器

12、，集成運(yùn)放放點(diǎn)電路，555構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器和多諧振蕩器以及施密特觸發(fā)器，還有74ls00等問(wèn)電路。駐極體話筒接收到一定強(qiáng)度的聲音信號(hào)后，聲音信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，幅度很小，經(jīng)放大、整形后，觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)延時(shí)電路，產(chǎn)生一個(gè)寬度可調(diào)的脈沖信號(hào)，驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管顯示。同時(shí)，這個(gè)脈沖信號(hào)作為選通信號(hào)，使計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)，并用數(shù)碼管顯示延</p><p>　　原理框圖如圖1所示。</p><p>　　圖1 聲

13、控開關(guān)原理框圖</p><p>　　從以上方案中可知，方案設(shè)有信號(hào)發(fā)生電路，放大整形電路，單穩(wěn)延時(shí)，實(shí)基電路，計(jì)數(shù)器以及譯碼顯示。各部分功能明確且之間的聯(lián)系容易理解，所以采用這種方案。</p><p><b>　　三、電路設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　1. 放大整形電路</b></p><p

14、>　　因?yàn)榧蛇\(yùn)放起著放大的作用，所以它的輸出信號(hào)應(yīng)為輸入信號(hào)的101倍。用555定時(shí)器構(gòu)成的施密特觸發(fā)器起整形作用。如圖2電路所示。 </p><p>　　圖2 放大整形電路原理框圖</p><p><b>　　2單穩(wěn)延時(shí)電路</b></p><p>　　用555定時(shí)器構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器起單穩(wěn)延時(shí)作用，高電平觸發(fā)，其中tw=1.1RC

15、。時(shí)間是0—10s可調(diào)，C取100uF，可計(jì)算出R為0—900千歐的電位器。如圖3電路所示。</p><p>　　圖3 單穩(wěn)延時(shí)電路原理框圖</p><p><b>　　3. 時(shí)基電路</b></p><p>　　用555定時(shí)器構(gòu)成多諧振蕩器，控制單位時(shí)間，t=（R1+2R2）Cln2，其中t=0.1s，C取10uF，可計(jì)算出R=4.8千歐。

16、如圖4電路所示。</p><p>　　圖4 時(shí)基電路原理框圖</p><p><b>　　4. 計(jì)數(shù)譯碼電路</b></p><p>　　該電路將根據(jù)單穩(wěn)延時(shí)電路和時(shí)基電路決定的主脈沖給計(jì)數(shù)器。計(jì)數(shù)器由十進(jìn)制計(jì)數(shù)器74ls160構(gòu)成，譯碼器由74ls47構(gòu)成。如圖5電路所示。</p><p>　　圖5 計(jì)數(shù)譯碼電路原

17、理框圖</p><p><b>　　四、性能的測(cè)試</b></p><p>　　1.放大整形電路的性能測(cè)試。放大倍數(shù)為101倍。用信號(hào)發(fā)生器代替聲音信號(hào)。仿真電路如圖6所示。放大電路性能測(cè)試如圖7所示。整形電路性能測(cè)試如圖8所示。</p><p>　　圖6 放大整形仿真電路</p><p>　　圖7 放大電路性能測(cè)試圖&

18、lt;/p><p>　　圖8 整形電路性能測(cè)試圖</p><p>　　3.單穩(wěn)延時(shí)電路性能測(cè)試。輸入信號(hào)為1000Hz，幅值為5V的信號(hào)源。仿真電路如圖9所示。性能測(cè)試如圖10所示。</p><p>　　圖9 單穩(wěn)延時(shí)仿真電路</p><p>　　圖10 單穩(wěn)延時(shí)電路性能測(cè)試</p><p>　　4.時(shí)基電路性能測(cè)試。時(shí)基

19、仿真電路如圖11所示。時(shí)基電路性能測(cè)試如圖12所示。</p><p>　　圖11 時(shí)基仿真電路</p><p>　　圖12 時(shí)基電路性能測(cè)試</p><p>　　5.計(jì)數(shù)譯碼器電路性能測(cè)試。用頻率為1000Hz，幅值為10V的信號(hào)發(fā)生器</p><p>　　的觸發(fā)脈沖。性能測(cè)試如圖13所示。</p><p>　　圖13

20、 計(jì)數(shù)譯碼器電路性能測(cè)試</p><p><b>　　。</b></p><p>　　通過(guò)以上性能測(cè)試，得表1</p><p><b>　　五、結(jié)論、性價(jià)比</b></p><p>　　該聲控開關(guān)電路實(shí)現(xiàn)了任務(wù)書中的性能指標(biāo)，具有亮燈功能，其亮燈時(shí)間可以被存儲(chǔ)；已輸入信號(hào)開始計(jì)算，輸入和輸出以及中間

21、計(jì)算過(guò)程通過(guò)LED數(shù)碼顯示器顯示出來(lái)，非常直觀。由表1可知，該電路誤差不大，符合標(biāo)準(zhǔn)。</p><p>　　該電路主要用到了集成運(yùn)放，555定時(shí)器，74ls160計(jì)數(shù)器，74ls47譯碼器這幾鐘器件，各元件功能明確聯(lián)系緊密，對(duì)聲控原理的實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)明易了。所用元器件種類較少性價(jià)比比較合適。</p><p>　　七、課設(shè)體會(huì)及合理化建議</p><p>　　通過(guò)此次設(shè)計(jì)，我

22、們進(jìn)一步加深了對(duì)數(shù)字電路知識(shí)的認(rèn)識(shí)與理解，掌握了數(shù)顯頻率計(jì)的設(shè)計(jì)、組裝與調(diào)試方法。更加熟練的運(yùn)用仿真軟件，并學(xué)習(xí)了運(yùn)用軟件測(cè)試、調(diào)試、改進(jìn)電路。培養(yǎng)了獨(dú)立思考、分析、解決問(wèn)題的能力，并培養(yǎng)了我們的動(dòng)手能力。</p><p>　　在設(shè)計(jì)過(guò)程，經(jīng)常會(huì)遇到這樣的情況，就是心里老想著這樣的接法可以行得通，但實(shí)際接上電路，總是實(shí)現(xiàn)不了。所以這幾天的學(xué)習(xí)中，腦子里總是想著如何解決這些問(wèn)題，如何想出更好的連接方法。通過(guò)查閱資料

23、以及向老師請(qǐng)教，終于想到了更好的連接方法，第一次看到自己做的東西能夠運(yùn)行，心里有種說(shuō)不出的喜悅。</p><p>　　本次設(shè)計(jì)是本人第一次運(yùn)用數(shù)字電路模擬實(shí)際的東西。因而在許多方面都還不熟練,不如說(shuō)對(duì)一些元器件的功能還不完全了解，不能熟練運(yùn)用，因而不能完全的一次性設(shè)計(jì)好該電路。不過(guò)通過(guò)本次的課程設(shè)計(jì)我學(xué)到了學(xué)多的知識(shí)，學(xué)會(huì)了Multisim的一些基本使用方法，培養(yǎng)了我們獨(dú)立思考問(wèn)題解決問(wèn)題的能力，加深了我們對(duì)數(shù)電

24、、模電知識(shí)的理解，鞏固了我們的學(xué)習(xí)知識(shí)，有助于我們今后的學(xué)習(xí)。</p><p>　　總之，在這次的課程設(shè)計(jì)過(guò)程中，我收獲了很多，既為我的以后學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)有很大的幫助，也為將來(lái)的人生之路做好了一個(gè)很好的鋪墊。</p><p>　　最后，我要感謝老師的指導(dǎo)，在烈日炎炎的夏天，依然在辦公室為我輔導(dǎo)，沒(méi)有她的幫助，我是完不成的，非常謝謝。</p><p><b>　　

25、參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 謝自美. 電子線路設(shè)計(jì)·實(shí)驗(yàn)·測(cè)試. [M]武漢：華中理工大學(xué)出版社，2000年</p><p>　　[2] 閻石. 數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ). [M]北京：高等教育出版社，2006年</p><p>　　[3] 付家才. 電子實(shí)驗(yàn)與實(shí)踐. [M]北京：高等教育出版社，2004年</p&g