声光控制路灯电路的原理图设计PROTEL课程设计

Protel课程设计任务书

题 目 ：声光控制路灯电路的原理图设计

初始条件：

熟练使用Protel 99se(或Protel DXP) 印制板设计系统，使用PROTEL软件，新建和加载原理图项目文件及原理图设计环境的设置，熟练掌握如何进行原理图设计、原理图仿真的方法，设计原理图并生成网表。

要求具有较扎实的电子电路的理论知识及较强的实践能力，对电路器件的选型及电路形式的选择有一定的了解；具备电子电路的基本设计能力及基本调试能力。

要求完成的主要任务：

（包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求）

1、完成用声光控制路灯电路的设计。 2、画出完整的声光控制路灯电路的原理图。 3、分析声光控制路灯电路的原理。

4、完成Protel课程设计报告（应包含电路原理图，原理分析，元件清单、设计总结）。

指导教师签名： 年 月 日

系主任（或责任教师）签名： 年 月

目录

一、课题的设计要求及意义 ................................................................................................... 1 二、设计思路 ........................................................................................................................... 2

1. 电路构成 ....................................................................................................................... 2

1.1直流供电电路 ....................................................................................................... 2 1.2控制电路分析 ....................................................................................................... 2 2. 元件及其在电路中组成的单元电路 ........................................................................... 3 三、需备元件清单 ................................................................................................................... 7 四、电路原理图及分析 ........................................................................................................... 9

1.电路设计原理图 ............................................................................................................. 9 2. 电路分析 ..................................................................................................................... 10

2.1整流桥整流电路 ................................................................................................. 10 2.2控制电路 ............................................................................................................. 10 2.3光控电路 .............................................................................................................. 11 2.4声控电路 ............................................................................................................. 12 2.5延时电路 ............................................................................................................. 12

五、使用99SE绘制原理图 ................................................................................................... 14

1. 原理图设计、绘制的过程 ......................................................................................... 14 2. 绘制电路图 ................................................................................................................. 14 3.生成网络表 ................................................................................................................... 19 六、PCB（印刷电路板）制作 .............................................................................................. 21

1.创建PCB文件 .............................................................................................................. 21 七、心得体会 ......................................................................................................................... 25 附录一 ..................................................................................................................................... 26 附录二 ..................................................................................................................................... 27 附录三 ..................................................................................................................................... 28 参考文献 ................................................................................................................................. 29

一、课题的设计要求及意义

此次我们组需要设计的电路是声光控制路灯电路，在此电路中，我们希望达到的目的是，使电路能根据声音和光线的作用自动发光，并且自动熄灭。在白天强光照射时，电路中灯泡不发光；而晚上无灯光或被遮光，并且有声响时灯泡发光，且延续３０秒后熄灭。 此电路图的设计主要是基于用声光控延时开关代替住宅小区的楼道上的开关，只有在天黑以后，当有人走过楼梯通道，发出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，楼道灯延时几分钟后会自动熄灭。在白天，即使有声音，楼道灯也不会亮，可以达到节能的目的。声光控延时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，用途非常。

二、设计思路

1. 电路构成

设计该电路主要由四与非门CD4011集成块构成，电路由直流供电电路、控制电路、延时电路三部分组成。控制电路采用基本数字逻辑单元进行设计。

感光检音延时

图1.电路构成图

反相反相、放大整形控制门电子开关灯 1.1直流供电电路

四只整流二极管D1~D4J接成电桥的形式，固有桥式镇流之称。整流桥的D1~D2连接处称共阴极，用“+”标记，即电流从此处流出,D3~D4连接处称为共阳极，用“-”标记。

1.2控制电路分析

控制电路由四与非门CD4011、光敏器件、接收声音器件、声控器件等元器件组成。 白天，要使光敏器件在阳光照射或光线较亮的情况下控制灯不亮；夜晚，由于光敏电阻没有受到阳光照射，这时声控器件开始起开关控制作用，当有声音信号被接收声音器件接收到后，灯亮。

1.3延时电路

由电容器件和电阻器件组成，通过电容的充放电来维持灯泡的点亮状态，延时的时间由电容的容量及电阻的阻值来决定。

2. 元件及其在电路中组成的单元电路

2.1电容 在电子线路中，电容用来通过交流而阻隔直流，也

用来存储和释放电荷以充当滤波器，平滑输出脉动信号。电容器的选用涉及到很多问题。首先是耐压的问题。加在一个电容器的两端的电压超过了它的额定电压，电容器就会被击穿损坏。电阻与电容在电路中组成延时电路 。

2.2二极管 二极管最明显的性质就是它的单向导电特性，就

是说电流只能从一边过去，却不能从另一边过来（从正极流向负极）。二极管种类有很多，按照所用的半导体材料，可分为锗二极管（Ge管）和硅二极管（Si管）。根据其不同用途，可分为检波二极管、整流二极管、稳压二极管、开关二极管等。四个二极管可组成整流桥整流电路。

2.3光敏二极管 光敏二极管也叫光电二极管。光敏二极管与半

导体二极管在结构上是类似的,其管芯是一个具有光敏特征的PN结，具有单向导电性，因此工作时需加上反向电压。无光照时,有很小的饱和反向漏电流,即暗电流，此时光敏二极管截止。当受到光照时,饱和反向漏电流大大增加，形成光电流,它随入射光强度的变化而变化。当光线照射PN结时，可以使PN结中产生电子一空穴对，使少数载流子的密度增

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