隨著電子技術的發展，尤其是數字技術的發展
，用數字電路技術實現燈的自動滅亮
、節能節電、延yan長chang燈deng的de壽shou命ming變bian得de越yue來lai越yue重zhong要yao，而er且qie貼tie近jin大da家jia的de實shi際ji生sheng活huo。聲sheng光guang控kong電dian路lu的de產chan品pin已yi成cheng為wei人ren們men日ri常chang生sheng活huo中zhong必bi不bu可ke少shao的de必bi需xu品pin，它ta不bu需xu要yao開kai關guan，當dang有you人ren經jing過guo時shi會hui自zi動dong亮liang起qi來lai
，廣guang泛fan應ying用yong於yu走zou廊lang、樓(lou)道(dao)招(zhao)待(dai)所(suo)等(deng)公(gong)共(gong)場(chang)所(suo)，給(gei)人(ren)們(men)的(de)生(sheng)活(huo)帶(dai)來(lai)極(ji)大(da)的(de)方(fang)便(bian)，因(yin)此(ci)得(de)到(dao)了(le)廣(guang)泛(fan)應(ying)用(yong)。聲(sheng)光(guang)控(kong)電(dian)路(lu)是(shi)聲(sheng)音(yin)和(he)光(guang)控(kong)製(zhi)電(dian)路(lu)工(gong)作(zuo)的(de)電(dian)子(zi)開(kai)關(guan)。它(ta)將(jiang)聲(sheng)音(yin)(如擊掌聲)和光轉化為電信號，經放大、整形，輸出一個開關信號去控製各種電器的工作，在自動控製工業電器和家用電器方麵有著廣泛的用途。

1 總體電路設計

整個電路由電源電路
、放大電路
、聲控電路、光控電路及延時電路等部分組成。

(1)當dang白bai天tian或huo夜ye晚wan光guang線xian較jiao亮liang時shi，整zheng個ge電dian路lu由you光guang控kong部bu分fen控kong製zhi
，聲sheng控kong部bu分fen不bu起qi作zuo用yong。光guang控kong電dian路lu對dui外wai界jie光guang亮liang程cheng度du進jin行xing檢jian測ce
，輸shu出chu與yu光guang亮liang程cheng度du相xiang對dui應ying的de電dian壓ya信xin號hao，從cong而er實shi現xian白bai天tian燈deng泡pao不bu亮liang。此ci時shi即ji便bian有you聲sheng音yin，燈deng泡pao也ye不bu亮liang。

(2)當dang光guang線xian較jiao暗an時shi，負fu載zai電dian路lu的de通tong斷duan受shou控kong於yu聲sheng控kong部bu分fen。聲sheng控kong電dian路lu主zhu要yao將jiang聲sheng音yin信xin號hao轉zhuan變bian為wei電dian信xin號hao
，且qie電dian路lu是shi否fou接jie通tong，取qu決jue於yu聲sheng音yin信xin號hao的de強qiang度du。當dang聲sheng強qiang達da到dao一yi定ding程cheng度du時shi
，電dian路lu自zi動dong接jie通tong
，點dian亮liang燈deng泡pao。

(3)燈泡點亮後，延時電路控製延時36秒，當延時時間到時燈滅，再等待下一次聲音信號觸發。

(4)此外，電路帶強切功能
，在特殊情況下強製切斷。

總體設計流程如圖1所示。


2 電路原理設計

根據總體設計流程圖設計出原理框圖
，如圖2所示。

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根據設計要求及原理，設計出龜路原理圖，如圖3所示。


由圖可知，聲光控節能燈電路由聲控電路(由聲音拾取電路、放大電路、滯回比較器構成)，光控電路(電壓跟隨器)，單片機控製電路(由延時電路和邏輯與電路構成)，繼電器驅動電路及電源電路等部分組成。其中聲控電路和光控電路是整個電路的核心部分，作用是將MIc輸出的微弱聲音信號進行放大，並轉換成方波信號。最後通過單片機的比較輸出來控製繼電器的導通，進而控製燈的亮滅。全波整流;Lc、Rc濾波;三端穩壓器穩壓等。具體采用什麼電路合適，則根據主體電路及執行機構的不同和可靠、價廉
、有效益等要求進行選用。根據安全
、實用、廉價的要求

，其電源的設計結構如圖4所示。


3 各組成電路韻設計與仿真

3.1 電源電路

電路設計使用的是±12V雙電源和+5V單電電源電路的種類繁多

，如變壓器降壓：橋式整流源兩級電路。如圖5所示。


電源電路由變壓，整流，濾波，穩壓四部分構成。變壓電路由普通的電源變壓器組成
，將220V的交流電轉換成低壓交流電;整流電路由一個橋式整流組成，將低壓交流電轉換成脈動直流電;濾波電路由濾波電容c1和C2構成，濾除交流成分，增加直流成分;穩壓電路主要由7812,7912及7805三個集成穩壓器，輸入端電容C5
、C6及輸出端電容C3,C4, C7,C8構gou成cheng。集ji成cheng穩wen壓ya器qi利li用yong負fu反fan饋kui進jin一yi步bu穩wen定ding經jing過guo濾lv波bo後hou的de電dian壓ya
，輸shu出chu端duan電dian容rong用yong以yi改gai善shan負fu載zai的de瞬shun態tai效xiao應ying，消xiao除chu電dian路lu的de高gao頻pin噪zao聲sheng，同tong時shi具ju有you消xiao振zhen的de作zuo用yong; 發光二極管D2作為電源指示，電阻Rl作為限流電阻保護發光二極管。除此之外，單排J1,J2,J3和J4 作為電源和地的輸出端。
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3.2 聲控電路

聲控電路的主要原理：根據聲學和電子學的原理
，用聲音傳感器將聲音信號轉換成電信號
，從而推動觸發器觸發使電路導通工作。

作為一個智能化聲控電路應具有以下功能：

(1)能在聲音控製下實現電路的導通與截止。

(2)聲音的發出應是多方麵的，如腳步聲，物體打擊聲等。

(3)響應時間應越短越好。

為此在選擇電路元器件時應選擇靈敏度較高的聲音傳感器(本設計選擇駐極體話筒MIc)組成聲控電路的前端，同時還要為該傳感器設簧傳感條件如聲音響度毖須在20DByishangcainengxiangyingdeng。zhongjianduancaiyongchufaqigoucheng，liyongchufaqibuchubufa，yichujifadetedianqutuidongzhaomingdianlugongzuo
，chufaqidexuanzeyeyingxuanzelingmindugao，xiangyingshijianduandechufaqiruD觸發器，Ⅸ觸發器等。

聲控電路由拾音電路，兩級放大電路和遲滯比較器構成
，如圖6所示。


白天
，因為光控電路阻斷，所以，無論多大聲，燈都不會亮。到夜晚，光控電路導通，當人走動的腳步
、聲傳到傳聲器Ⅷc時shi
，聲sheng波bo轉zhuan換huan為wei電dian信xin號hao，拾shi音yin電dian路lu將jiang聲sheng音yin轉zhuan換huan成cheng微wei弱ruo的de電dian壓ya信xin號hao。然ran後hou，微wei弱ruo的de電dian壓ya信xin號hao經jing過guo兩liang級ji放fang大da成cheng伏fu特te級ji的de電dian壓ya，電dian壓ya通tong過guo遲chi滯zhi比bi較jiao器qi轉zhuan變bian成cheng單dan片pian機ji識shi別bie的de方fang波bo信xin號hao
，經jing過guo雙shuang向xiang穩wen壓ya管guan變bian成cheng±5V的方波
，然後傳給單片機的外部中斷P3.4口 .

3.3光控電路

光控電路的主要原理：liyongguangminyuanjiansuiguangzhaoqiangdudebianhuaerzukangfashengbianhuadetedian
，qukongzhidianxinhaodeqiangruo，zaiyouchuanganqijiangbianhuadedianxinhaochuandigeichufaqi，zhiyaodianxinhaoqiangdudadaoyidingchengdujiangchufachufaqishiqidaotonggongzuo。

在(zai)這(zhe)樣(yang)的(de)電(dian)路(lu)設(she)計(ji)中(zhong)
，對(dui)電(dian)路(lu)元(yuan)器(qi)件(jian)的(de)要(yao)求(qiu)也(ye)很(hen)高(gao)，尤(you)其(qi)是(shi)光(guang)敏(min)元(yuan)件(jian)。光(guang)敏(min)元(yuan)件(jian)是(shi)光(guang)控(kong)電(dian)路(lu)功(gong)能(neng)實(shi)現(xian)的(de)核(he)心(xin)，必(bi)須(xu)保(bao)證(zheng)其(qi)各(ge)項(xiang)參(can)數(shu)的(de)精(jing)確(que)、穩定。

半導體光敏元件是基於半導體光電效應的光電轉換傳感器，又稱光電敏感器。采用光電技術能實現無接觸、遠距離、快(kuai)速(su)和(he)精(jing)確(que)測(ce)量(liang)
，因(yin)此(ci)半(ban)導(dao)體(ti)光(guang)敏(min)元(yuan)件(jian)還(hai)常(chang)用(yong)來(lai)間(jian)接(jie)測(ce)量(liang)能(neng)轉(zhuan)換(huan)成(cheng)光(guang)量(liang)的(de)其(qi)他(ta)物(wu)理(li)或(huo)化(hua)學(xue)量(liang)。半(ban)導(dao)體(ti)光(guang)敏(min)元(yuan)件(jian)按(an)光(guang)電(dian)效(xiao)應(ying)的(de)不(bu)同(tong)而(er)分(fen)為(wei)光(guang)導(dao)型(xing)和(he)光(guang)生(sheng)伏(fu)打(da)型(xing)(見光電式傳感器)。光導型即光敏電阻，是一種半導體均質結構。光生伏打型包括光電二極管、光電三極管
、光電池
、光電場效應管和光控可控矽等，它們屬於半導體結構型器件。

半導體光敏元件的主要參數和特性有靈敏度、探測率
、光照率、光照特性
、伏安特性

、光譜特性
、時間和頻率響應特性以及溫度特性等，它們主要由材料、結構和工藝決定。半導體光敏元件廣泛應用於精密測量
、光通信、計算技術、攝像、夜視
、遙感、製導
、機器人、質量檢查、安全報警以及其他測量和控製裝置中。常見的光敏元件有：光敏電阻、光敏二極管、光敏三極管等。

因此
，在設計時不僅須考慮方案的可行性

、穩定性，還必須充分考慮元器件的靈敏度
，尤其是光敏元件必須選擇靈敏度高的
，這樣電路的功能才能較容易實現。

所謂光控就是利用光敏器件對不同光照呈現的阻抗不同，當光敏電阻受光照時，電阻減小。運放同向輸人端為低電平;當dang光guang照zhao較jiao弱ruo時shi，電dian阻zu增zeng加jia，運yun放fang同tong向xiang輸shu入ru端duan為wei高gao電dian平ping。光guang控kong電dian路lu的de輸shu出chu信xin號hao經jing過guo電dian壓ya跟gen隨sui器qi後hou，將jiang比bi較jiao微wei弱ruo的de電dian流liu信xin號hao放fang大da到dao單dan片pian機ji能neng夠gou識shi別bie的de電dian流liu，然ran後hou由you運yun放fang輸shu出chu端duan將jiang放fang大da後hou的de信xin號hao傳chuan給gei單dan片pian機ji的deP1.6口。電路圖中的集電極電阻R16作為限流電阻，保護三極管;調節變阻器R15能夠改變基極電流i.,從而控製發射極和集電極電流，進而控製整個光控電路對光信號的靈敏度。
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3.4 單片機控製電路

5l單片機是對目前所有兼容Intel 803l指令係統的單片機的統稱。該係列單片機的始祖是Intel的8031單片機。後來隨著Flash Rom技術的發展，803I單片機取得了長足的進展，成為目前應用最廣泛的8位單片機之一
，其代表型號是ATMEL公司的A髑9係列
，它廣泛應用於工業測控係統之中。目前很多公司都有5l係列的兼容機型推出，在目前乃至今後很長的一段時間內將占有大量市場。51單片機既是基礎入門的一個單片機，也是應用最廣泛的一種。本設計通過單片機來完成延時電路與其他電路的功能。


3.5 繼電器驅動及燈泡照明電路

將開關電路的負載改為繼電器，即變成繼電器驅動電路。如圖8所示，運放同相輸入端與單片機P1.7口相連
，電壓跟隨器將微弱的單片機Io口輸出電流放大，提高帶負載能力，使電流能夠驅動三極管
，但為防止電流過大燒壞三極管，因此加上限流電阻R13,從而通過三極管的開關作用來驅動繼電器。當開關的負載為電動機或者繼電器等感性負載時

，在截斷流過負載的電流時(晶體管進入截止狀態時)
，會產生感應電動勢(楞次定律)。這時產生的電壓非常大。當這種電壓超過晶體管的VCBO,VCEO時，晶體管將會被擊穿。因此給繼電器並上一個二極管，將集電極的電位鉗製在(VCC+0.5)V左右，防止三極管被擊穿。


3.6 延時電路

延時電路的主要原理：利用電子計數器的原理實現定時功能。

延時電路的構成方案一般有三種：①硬件構成;②軟件構成;③軟硬相結合構成。對於由硬件構成的定時器，一般是用改變R
、C元件值控製定時的，其效率較高，但靈活性，通用性較差;而由軟件構成的定時器是用執行一段程序來實現定時的
，其靈活性通用性較高
，但效率較差;故(gu)現(xian)在(zai)設(she)計(ji)定(ding)時(shi)器(qi)一(yi)般(ban)都(dou)是(shi)采(cai)用(yong)軟(ruan)硬(ying)相(xiang)結(jie)合(he)的(de)方(fang)法(fa)，通(tong)過(guo)編(bian)程(cheng)設(she)定(ding)不(bu)同(tong)的(de)延(yan)時(shi)常(chang)數(shu)，而(er)由(you)硬(ying)件(jian)控(kong)製(zhi)定(ding)時(shi)過(guo)程(cheng)，如(ru)大(da)規(gui)模(mo)集(ji)成(cheng)電(dian)路(lu)可(ke)編(bian)程(cheng)計(ji)數(shu)器(qi)8253,51單片機通過編程構成計數器等。

延時電路主要用於完善電路功能
，因此在延時結束後應發出一個結束信號，控製電路是否繼續工作。

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