基于multisim的声光控楼道灯照明电路的设计与仿真计算机专业.doc

基于multisim的声光控楼道灯照明电路的设计与仿真 摘 要 现在，在很多的公共场所中依然存有很多旧式的照明。需要人去触发开关来工作，十分不便捷，没有实现照明智能化。而且灯光由于人为疏忽等原因长时间处于工作状态的现象很普遍，这造成了社会能源的极大浪费。另外，由于经常开关或者其他因素损坏率很高，增大了维护的资金的支出和保养成本。为了能在一定程度上解决这些问题，设计了声光控路灯新式控制系统。 本系统的工作原理是：电源模块对整个电路提供稳压直流电，光敏电阻和咪头用来探测光和声音信号，LM324构成比较电路对信号进行放大，74LS08D 的与门逻辑电路对信号的筛选，从而对开关发出开启或关闭的命令信号。继电器控制和驱动灯泡，RC充放电路起到延时作用，实现自动控制灯的亮灭。 当光线和声音都达到触发开关的条件时，灯会自动点亮并延时20秒左右熄灭。此系统能自动控制路灯的亮灭，即在有声音和阴暗情况下亮灯，其他情况下灭灯，从而达到智能节约的效果。该系统结构简单效果明显可广泛应用于各种场合。 关键字：声光控制； LM324； 继电器； 延时 Abstract Now, in public places and public corridor, light long time measured by the phenomenon is very common, which caused a great waste of energy to the society. On the other hand, due to frequent switching or man-made factors, the damage to the wall switch rate is very high, increasing the amount of repair, waste of funds. Sound and light control of street lamp is not the problem. In view of the present society many places use pilot lamp lighting, can not realize intelligent lighting lighting caused a huge waste of energy. Homemade DC stabilized voltage power supply by using this system, according to the photosensitive resistor change to determine the light intensity, measured voice signal by microphone, LM324 for signal amplification and comparison circuit. By 74LS08D and gate, screening of signal, which sends a signal to open or close to the switch part. Relay control driver bulb, for delay by the RC charging and discharging circuit. To the outside world through the selection of signal, sound and light control of street lamp realizes the automatic control of light. Only when the light is dark and sound, lights will automatically light up, and delay 20 seconds out. This system can control the lamp good light out, with sound and light circumstances lights, The sound and light control of street lamp controller can automatically realize people to light, people walk lamp, convenient and practical. Not only the electric energy saving, but also can prolong the service life of the bulb. Can be widely applied to the stairs, corridors, bathrooms lighting control and living area and other public places. Word controller is economical and practical, even the general's footsteps can light the bulb, lighting. Keywords: light; control; LM324; relay; delay 1 引言 1.1研究背景和意义 1.1.1研究背景 随着科学技术的不断发展，尤其是数字电子技术的快速提高，使用数字电路技术实现灯的自动亮灭，可以节约能源、延长灯的寿命，在环保意识变得越来越重要的当下，其早已符合我们实际生活的要求。声光控路灯无需开关，在阴暗环境或者光线不充分时每当有人经过发出可接收的声音便会自动的启动；人走后恢复安静了又会自动熄灭。其广泛应用于生活中，例如住宅小区用声光控延时开关替换使用不便且浪费旧式开关。当夜晚或阴雨天，有人经过发出声响时，楼道灯会立即点亮为人照明。在白天光照充足的时候，就算有声音，也不会让楼道灯。因此就可以实现便捷、智能、节约的目的。它具有外形美观、制作容易、工作可靠等优点，适合于作为各式各样的走廊、楼道、卫生间等日常公共场所的照明设备，给我们生活带来极大的便捷。 1.1.2研究意义 传统照明设备如白炽灯的能耗较高会加剧温室效应和资源浪费，它们被淘汰已成趋势。所以，环保型节能荧光灯必然是白炽灯有利的替代者。 节能荧光灯与白炽灯相比，优势明显。但旧式照明系统具有非持续性限制了荧光灯的使用。现实情况是只有人经过时才需要光亮，若不断的开启关闭会大大影响荧光灯的使用寿命。所以相应的需要开发新的照明系统来更好的普及环保型节能荧光灯。声光控照明系统就可以完美契合荧光灯的工作特点。 随着各种规模城市的高速发展相应的基础设施也会加速跟进。如轨道交通、城市广场、道路、机场、铁路、建筑物泛光照明等必将需要很多照明设施。展望下国内照明市场，可以预知我国照明电器行业的高速增长还在继续，具有很大的前景。如何在高速发展的同时保证产品的质量与档次，这是我们需要面临的问题，也是值得整体行业共同努力的长期目标。 1.2Multisim简介 Multisim是Interctive Image Technologies公司研发的主要用与电子电路仿真和设计的软件。在当前电路分析、仿真与设计等方面早已应用广泛。这个软件和一般Windows应用软件相似以图形界面为主，用户可以轻松掌握使用。尤其是结合当今市面的各种元件到设计电路中的虚拟仪表在下文中，我主要针对Multisim11.0软件在具体操作中的仿真与分析方法做简单介绍。 EDA的全称是“Electronic Design Automation”其技术早已经在电子设计领域得到广泛的应用。发达国家现在已经基本上在电子制品方面都是机械操作。一台电子产品一般包括以下几步设计流程：确立概念、电路原理、PCB版图、单片机程序、机内结构、FPGA的构建及仿真、外观界面、热稳定分析、电磁兼容分析。之后的部分全部是由计算机完成的。例如：PCB钻孔图、自动贴片、焊膏漏印、元器件清单、总装配图等生产资料。显而易见，当今EDA早已成为主要技术手段有关集成电路、印制电路板、电子整机系统设计有关的。 功能： 1．丰富的元器件 超过17000多种主流元件都可以在其中找到，元件参数的编辑和修改也极其方便，还能利用模型生成器和代码模式创建模型，创建元器件。 2．直观的图形界面 整个操作界面可以通过拖曳所需的元器件和测试仪器图标放置于界面窗口内来绘制电路，仪器的控制面板与操作方式都以实物为基准二者极其相似，测量数据、波形和特性曲线等都可以在真实仪器上看到的； 3．丰富的测试仪器 可通过22种虚拟仪器进行电路动作的测量： 万用表，函数信号发生器，瓦特表，示波器，波特仪，字符发生器 Logic Analyzer，逻辑分析仪，逻辑转换仪，失真度仪，频谱仪，网络分析仪，测量探，四踪示波器，频率计数器，伏安特性分析仪，安捷伦仿真仪器，安捷伦示波器，泰克仿真示波器，伏特表，安培表，电流探针，Lab VIEW仪器 4．强大的仿真能力 以SPICE3F5和Xspice的内核作为仿真引擎，通过Electronic workbench 的一些特殊功能可以将数字与混合模式的仿真性能进行优化。 这些仪器的使用与真实的情况下是完全一样的，动态互交显示。虽然Multisim提供的默认的仪器是不变的，但除此之外还可以去创建LabVIEW的自定义仪器，使得在虚拟环境中可以灵活地自定义符合要求的仪器。 5． 完备的分析手段 Multisimt提供了多种分析手段，执行分析利用仿真产生的数据，分析范围极广，并且可以将一个分析与另一个分析连贯起来自动执行十分智能化。集成LabVIEW和Signalexpress进行原型开发和测试设计的速度极快，其具有符合标准的交互式测量和分析功能等两种测量方式； 6．强大的MCU模块 4种类型的单片机的芯片它都可以支持,支持对包括外部RAM的、外部ROM的、键盘的和LCD的外围设备的仿真，提供汇编与编译的支持对4 种类型的芯片；其所创建项目支持C代码、汇编代码以及16进制代码并且兼容第三方工具源代码； 其所包含的设置断点、编辑内部RAM、特殊功能寄存器等高级调试功能。 7．独特的射频(RF)模块 可提供基本射频电路的设计、分析和仿真。射频模块由射频特殊元件构成，包括自定义的RF SPICE模型）创建用户自定义的RF模型的模型生成器、两个RF-specific仪器（Spectrum Analyzer频谱分析仪和Network Analyzer网络分析仪）、一些RF-specific分析（电路特性、匹配网络单元、噪声系数）等组成； 可以很方便地利用计算机仿真直观再现在屏幕上。还可以用虚拟仪器技术创造出自己的仪表。能够激发学生的学习热情与积极性。 1.3本文设计任务及要求 本文的主要任务与目标是运用Multisim对声光控电路进行模拟与仿真，旨在研究如何解决我国的资源有效利用问题，进而实现对人力物力最大程度的节约，构建和谐社会使其发展壮大。实际具体要求如下： 1、①当光照度强时，（白天）路灯不点亮，当光照度暗时，（夜晚）路灯的控制通过声音来完成。 ②有声音时楼道灯点亮否则不点亮。 2、选择电路元件设计电路结构，通过运算敲定各个元器件的参数，画出电路原理图。 3、自拟实验方法、步骤及数据表格，完成实验并记录检测。 2 声光控楼道灯照明电路的设计原理 2.1总体设计思路 声光控路灯电路系统中的主要原理是光控原理与声控原理。对光线亮暗条件的分辨是通过光控电路实现的。对声音的收集是由声控电路来实现，声控可以更加节约电能。整个电系统由电源电路，声控电路，光控电路以及延时电路等部分组成。工作过程为电网对电源供电交流220V(有效值)50Hz，经降压整流后输出各电路所需要的电压。利用光控电路和声控电路对外界的光强和声音大小进行筛