河南科技大学大学生研究训练计划
（SRPP）项目研究报告
项目名称：呼吸灯、声控led电路的设计
项目组成员：程林 张金淼 程思远 栗亚波（报告撰写：程思远） 所在学院： 电气工程学院 专业年级： 电子161班 指导教师：__ 宋潇职 称：讲师____ __
河南科技大学
大学生研究训练计划（SRPP）项目管理委员会
二零一七年六月二日
目录
大学生研究训练计划（SRPP）项目管理委员会 ...................................................... 1 一、
实验目标及任务.............................................................................................. 3 1. 目标.................................................................................................................. 3 2. 任务.................................................................................................................. 3 二、
呼吸灯部分...................................................................................................... 3 1. 探究LED灯正常工作的电路特性 ................................................................. 3 2. 对NPN三极管S9013在电路中工作的特性分析 ........................................ 4 3. 探究LED灯的呼吸作用 ................................................................................. 4 4. 利用NE555芯片实现LED灯在接通直流源时的呼吸作用 ......................... 5 三、
声控LED灯部分 ............................................................................................. 7 1. 接收声波的器件——驻极体话筒.................................................................. 7 2. 声控LED原理图 ............................................................................................. 7 3. 设计电路原理.................................................................................................. 8 4. 实验现象.......................................................................................................... 8 四、
总结.................................................................................................................. 8
一、实验目标及任务
1. 目标
1、利用NE555芯片实现LED灯在接通直流源时的呼吸作用 2、利用驻极体话筒及NE555完成声控LED闪灯的制作
2. 任务 LED呼吸灯部分
1、设计并搭建LED灯电路，探究LED灯正常工作特性
2、运用三极管设计并搭建运用简单的LED灯电路，探求NE555的放大倍数 3、在上一任务的电路基础上加装电解电容，使LED灯能够通过开关实现呼吸
4、在上一任务的电路基础上加入NE555芯片，使LED灯能够实现自动呼吸并计算
声控LED闪灯部分
1、了解驻极体话筒的特性
2、设计运用驻极体话筒及NE555的LED灯电路，测试是否可以进行声控操作
二、呼吸灯部分
1. 探究LED灯正常工作的电路特性
由现有资料可知，普通的发光二极管正偏压降红色为1.6V，黄色为1.4V左右，蓝白为至少2.5V;工作电流5-10mA左右。
超亮发光二极管主要有三种颜色，然而这三种颜色的压降都不相同，具体参考压降值如下:
红色发光二极管的压降为2.0-2.2V;黄色发光二极管的压降为1.8-2.0V; 绿色发光二极管的压降为3.0-3.2V;正常发光时的额定电流约为20mA。
我们在实验中对红色发光二极管进行实验分析，实验电路图如图3-1-1所示：
图3-1-1
实验数据表如下表3-1-1所示： 表3-1-1 电压/V 电流R1/欧 R2/欧 R3/欧 亮度
/mA 1.84 2.1 300 10 0 亮 1.98 13.8 0 10 0 很亮 1.81 1.5 300 10 2000 较暗 注：电压V由万用表直接测量； 电流由欧姆定律计算，如测出R1的电压值，然后利用I=U/R计算。 实验现象分析：
LED亮度发生显著变化时，二极管两端的电压并没有太大变化，而流经它的电流起伏比较明显，由此可见发光二极管的发光亮度与它两端电压并无太大关系，而主要由流经它的电流所决定。
2. 对NPN三极管S9013在电路中工作的特性分析
NPN型三极管是一种控制元件，主要用来控制电流的大小，由三块半导体构成，其中两块N型和一块P型半导体组成，P型半导体在中间，两块N型半导体在两侧。三极管是电子电路中最重要的器件，它最主要的功能是电流放大和开关作用。在这里主要探究NPN三极管S9013的放大作用：
实验原理图如图3-2-1所示：
图3-2-1
经分析Uo=6V时更容易进入放大区
Ib=（C-Ube）/（Rb1+Rb2=0.54M）=14.9uA Ic=6/Rc=4.5mA
β=Ic/Ib=302（实际测量值） β=297（万用表机测值） 3. 探究LED灯的呼吸作用
利用电容，三极管，发光二极管设计以下电路（如图3-3-1）：
图3-3-1
Ib=（12-0.67）/（20k+0.616M）=18uA β=302（已测） Ic=β·Ib=5.43mA
实验现象：刚开始接有二极管D时，断开电源只能达到渐灭的效果，将二极管D移除后，可达到接电渐亮，断点渐灭的效果，基本实现了LED灯的呼吸。（接二极管D的目的是为了防止电源正负极接反引起电解电容爆炸）
4. 利用NE555芯片实现LED灯在接通直流源时的呼吸作用
NE555为8脚时基集成电路，只需简单的电阻器、电容器，即可完成特定的振荡延时作用。其延时范围极广，可由几微秒至几小时之 久。
利用NE555这样的特性，设计呼吸电路（如图3-4-1）：