宋凯声控彩灯.doc
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. . . 《电子产品设计》课程期末设计报告课 程 电子产品设计 题目声控彩灯姓 名 小明 学 号 0901401201专业班级 电子0942分 院 工学院指导教师 翁正国2011年 01月13日摘要本设计声控彩灯是一种能够随着音乐或其他的各种声音的响度、节奏等参数的变化而使发光灯的数目和亮度发生相应的变化的灯光系统，本文主要介绍了声控彩灯电路，系统的阐述了声控彩灯的设计过程和硬件电路设计关键词：声控 放大 整流 滤波 流水灯目录一、引言1.1 概述声控灯是一种声控电子照明装置，由音频放大器、选频电路、延时开启电路和可控硅电路组成它提供了一种操作简便、灵活、抗干扰能力强，控制灵敏的声控灯，它采用人嘴发出约1秒的控制信号“嘶”声，即可方便与时地打开和关闭声控照明装置，并有防误触发而具有的自动延时关闭功能，并设有手动开关，使其应用更加方便声控灯由话筒、音频放大器、选频电路、倍压整流电路、鉴幅电路、恒压源电路、延时开启电路、可控延时开关电路、可控硅电路组成。
利用EDA技术，Protell软件画出原理图以与PCB板图进行硬件的设计采用C语言进行软件设计，软件编制采用Keil C软件二、产品总设计本次设计任务是声控彩灯，彩灯控制电路包括硬件电路设计，软件电路设计二个部分控制部分能够实现声控、流水灯、声控和流水灯同步转换等功能2.1电路设计话筒信号放大20倍通带300Hz~20KHz市电信号50Hz滤波（建议300Hz二阶） 高通单电源运放放大40~50倍整流单片机检测信号流水灯信号触发三极管驱动的LDE灯电路NPN三极管驱动电路比较器（产生触发信号）图2.1系统功能框图2.2电源电路设计 电源是系统工作的基础，电源电路要求电压符合各器件的要求，电流满足系统各部件所需，纹波小，较高的稳压系数，成本低也是项目的要求故选用LM7812和LM7805作为供电电源图2.2电源电路图2.3放大电路2.3.1三极管放大电路（约20倍）采用三极管放大电路，电路设计简单首先要采集信号容纳后放大，信号采集通过麦克风采集的声音信号并将其转化为电信号，通过共发射极放大电路将信号放大，放大倍数是集电极和发射极的电阻之比，然后从集电极输出，给后极电路提供信号。
图2.3.1三极管放大电路2.3.2电路参数计算:Vb=[Rb2/(Rb1+Rb2)]*VCCIC≈IC=(Vb-Vbc)/ReIC取3mA，Re取100Ω∴Ve=Ie*Re=0.2V，Vbe=0.7V，∴Vb=0.9VURC≈6V∴RC=6V/3mA=2KRB2取10K，则RB1≈120KR1要求不高，测试后发现5.1K比较合适放大倍数：A=β*RC/（300+（β+1）*26/Ie）2.3.3单运放放大电路单电源运算放大器（LM324）采用一组正电源供电，使用方面，是一种比较成熟的技术图2.3.3单运放放大电路2.4滤波电路其作用是平滑整流输出的脉动直流电在此电路中，为了防止非音乐等信号的干扰（如市电），系统还设计有相应的滤波器，本项目是在三极管放大输出端采用了LM324的有源低通滤波器他的主要作用是对50Hz的市电要求有40dB的衰减图2.4滤波电路图2.4.1滤波相关参数计算2.5整流电路利用二极管的单向导电性，把交流电变成直流电对LM324的输出脚的电压进行整流，为后面的LM324的一些电路提供比较电压图2.5整流电路2.6比较器和发光LED电路通过LM324的同向端和反向端的电压高低比较产生触发电压，在通过三极管驱动电路，在通过三极管的灯光电路，与时时检测有无声音信号产生流水灯触发信号。
图2.6比较器与发光二极管电路2.7单片机控制流水灯电路运用单片机检测有无声音信号来控制LED灯的流水方式，电路简单2.7.1电路工作原理将最小比较器的输出信号通过一个二极管送给单片机的P2.4用来检测低电平，当声音信号微弱至无得时候输出信号小于最低基准电压，单片机检测到低电平，则单片机IO口输出相应的电平来控制LED灯的亮灭，达到流水灯的效果图2.7.2单片机流水灯电路结论这是大学学习阶段一次非常难得的理论与实际相结合的机会，通过这次比较完整的实践，我摆脱了单纯的理论知识学习状态，和实际设计的结合锻炼了我的综合运用所学的专业基础知识，解决实际操作问题的能力，同时也提高我查阅文献资料、设计手册、设计规以与电脑制图等能力水平，而且通过对整体的掌控，对局部的取舍，以与对细节的斟酌处理，都使我的能力得到了锻炼，经验得到了丰富，并且意志品质力，抗压能力与耐力也都得到了不同程度的提升这是我们都希望看到的也正是我们进行实践设计的目的所在提高是有限的，但提高也是全面的，正是这一次实践设计让我积累了无数实际经验，使我的头脑更好的被知识武装了起来，也必然会让我在未来的工作学习中表现出更高的应变能力，更强的沟通力和理解力。
顺利如期的完成本次实践设计给了我很大的信心，让我了解专业知识的同时也对本专业的发展前景充满信心，无论数字式多功能表测试仪的稳定性和精确度，我都采用了一些新的技术和设备，他们有着很多的优越性，但也存在一定的不足，这些不足在一定程度上限制了我们的创造力比如我的设计精确度还有待提高，在这个科技发展快速的社会，这无疑是很让我自身感到遗憾的，可这些不足正是我们去更好的研究更好的创造的最大动力，只有发现问题面对问题才有可能解决问题，不足和遗憾不会给我打击，只会更好的鞭策我前行，今后我更会关注新技术新设备新工艺的出现，并争取尽快的掌握这些先进的知识，更好的为祖国的建设服务参考文献[1]翁正国 编著《电子产品设计》理实一体化指导书2010[2]国权、晓东编著《ProtrlDXP电路原理图设计指南》中国铁道，2004[3]树林主编《低频电子线路》电子工业，2003[4]永甫编著《电子电路智能化设计实例与应用》电子工业，2002[5]……[6]……附录A声控彩灯整机原理图图A1声控彩灯整机原理图附录B PCB板图图B1 声控彩灯PCB板图附录C 实物图附录D 材料清单序号元件名称型号规格数量备注1集成电路LM78051U78052集成电路LM7812U78123集成电路LM3242U1,U24三极管90145Q1,Q2,Q3,Q4,Q55二 极 管1N414810D1,D2,D3,D4,D5,D6,D8,D9,D10,D12,D146电解电容100uF/25V7C8,C96瓷片电容104/63V2C7,C10,C127电阻RJ11-1KΩ-1/8W34R1、R2……8电位器3323-100Ω1R11129单片机STC12C5A60S21U1610发光二极管LED4D2,D7,D11,D13附录E测源程序 / #include
