路灯控制器2222.doc

中北大学07届本科课程设计说明书 路灯控制器目 录1 引言22 目的要求 33 设计方案 3 3.1 原理图 3 3.2 实验电路图及分析 44 计时计数器 7 4.1 计数器 7 4.2 译码器 8 4.3 555计时器 9 4.4 光敏三级管10 4.5 继电器115 心得体会116 参考文献137 附录 14引 言 在学校、机关、厂矿企业等单位的公共场所以及居民区的公共楼道，长明灯现象十分普遍，这造成了能源的极大浪费。另外，由于频繁开关或者人为因素，墙壁开关的损坏率很高，增大了维修量、浪费了资金。利用光控路灯控制器可以有效的解决这些问题。光控路灯控制器是由感光元件光敏三极管来实现光信号向电信号的转换，进而实现由光控电路在白天光线较暗时和夜晚对路灯自动点亮，在白天光线较亮时对路灯自动关闭，从而随光线的明暗变化实现对路灯开启与关闭的自动控制。另外还可以记录开启时间和开启次数，以供相关人员检查。这样既节约劳动力成本又节约能源。2 目的要求此路灯控制器共有三个功能模块：1路灯自动照明的控制电路当日照光亮到一定程度时使灯自动熄灭，而日照光暗到一定程度时又自动点亮。2设计计时电路数码管显示路灯当前一次的连续开启时间。3设计计数显示电路统计路灯的开启次数。3 设计方案光电变换信号鉴幅驱动电路路灯计数器译码器数码显示开启次数计数器译码器数码显示开启时间时钟电路图1 路灯控制器原理框图3.1原理图模拟光照 3.2实验电路图及分析1.开关控制电路如图所示为路灯开关控制电路。天黑后，能自动启动路灯进行照明（如图2）；天变亮时，又可自动停止工作（如图3）。线路简单，不需太多调试。黑天时，即光敏三极管无光照射时，其阻值很大。使三极管无法导通，触发器输入端处于高电位，输出低电位，继电器工作，绿色LED显示灯亮，相当于光照强度小时，开关电路处于闭合状态，路灯开始照明。图2 开关模块电路图天亮时，即光敏三极管有光照射时，其内阻变小。使三极管导通，由555构成的触发器输入端处于低电位，输出高电位，继电器不工作，红色LED显示灯亮，相当于光照强度大时，开关电路处于断开状态，路灯不亮。图3 开关模块电路图2. 开关次数记录显示电路 该电路通过74160的脉冲输入端CLK和开关电路相连，当开关闭合一次时，CLK接收到一个脉冲，器输出端通过译码器7448和七段显示器相连，实现显示技术功能。开关次数记录显示电路电路图如下： 图4 记录开关次数电路 3. 开启时间数码显示器该电路通过一个产生固定频率脉冲的信号发生器，相当于一个时钟信号，与计数显示装置相连，当灯亮时，施密特触发器输出低电平，经过反相器控制计数器的使能端，计数器工作。通过开关控制电路控制计数的工作开始与结束，两者结合，就实现了计数与计时的转换，本装置中根据实际情况，选择最小计数单位为分。可通过改变信号发生器产生信号的频率方便的改变计时单位。开启时间数码显示器电路如下图：图5 开启时间数码显示器4单元电路分析与设计4.1计数器计数器是数字系统中能累计输入脉冲个数的数字电路，它将输入脉冲构成计数器的输入CP脉冲，计数器就是要统计这个脉冲系列的个数。选择CT74160同步十进制计数器。功能表：表一 CT74160 功能表输入输出CPEPET00000101101保持110保持（但C=0）1111计数4.2 译码器译码器是一个多输入、多输出的组合逻辑电路。它的作用是把给定的代码进行“翻译”，变成相应的状态，使输出通道中相应的一路有信号输出。译码器在数字系统中有广泛的用途，不仅用于代码的转换、终端的数字显示，还用于数据分配，存贮器寻址和组合控制信号等。不同的功能可选用不同种类的译码器。本电路选择7448七段显示译码器。配合七段显示器使用实现直观的数字显示功能。4.3 555计时/计数器 图6 555计时/计数器表二 555定时器的功能表高电平触发端低电平触发端端端复位端输出端放电三极管（vt）功能XXXX00导通复位1011截止置10110导通置0111不变不变保持4.4光敏三极管三极管是一种控制元件，主要用来控制电流的大小，以共发射极接法为例（信号从基极输入，从集电极输出，发射极接地），当基极电压UB有一个微小的变化时，基极电流IB也会随之有一小的变化，受基极电流IB的控制，集电极电流IC会有一个很大的变化，基极电流IB越大，集电极电流IC也越大，反之，基极电流越小，集电极电流也越小，即基极电流控制集电极电流的变化。但是集电极电流的变化比基极电流的变化大得多，这就是三极管的放大作用。IC 的变化量与IB变化量之比叫做三极管的放大倍数（=IC/IB, 表示变化量。），三极管的放大倍数一般在几十到几百倍。 三极管在放大信号时，首先要进入导通状态，即要先建立合适的静态工作点，也叫建立偏置，否则会放大失真。 图7 光敏三极管4.5继电器继电器是一种电子控制器件，它具有控制系统（又称输入回路）和被控制系统（又称输出回路），通常应用于自动控制电路中，它实际上是用较小的电流去控制较大电流的一种“自动开关”。故在电路中起着自动调节、安全保护、转换电路等作用。5 心得体会通过这次课程设计，加强了我们动手、思考和解决问题的能力。我觉得做课程设计同时也是对课本知识的巩固和加强，由于课本上的知识太多，平时课间的学习并不能很好的理解和运用各个元件的功能，而且考试内容有限，所以在这次课程设计过程中，我们了解了很多元件的功能，并且对于其在电路中的使用有了更多的认识。平时看课本时，有时问题老是弄不懂，做完课程设计，那些问题就迎刃而解了。而且还可以记住很多东西。比如一些芯片的功能，平时看课本，这次看了，下次就忘了，通过动手实践让我们对各个元件映象深刻。认识来源于实践，实践是认识的动力和最终目的，实践是检验真理的唯一标准。所以这个期末测试之后的课程设计对我们的作用是非常大的。经过两个星期的实习，过程曲折可谓一语难尽。在此期间我们也失落过，也曾一度热情高涨。从开始时满富盛激情到最后汗水背后的复杂心情，点点滴滴无不令我回味无长。生活就是这样，汗水预示着结果也见证着收获。劳动是人类生存生活永恒不变的话题。通过实习，我才真正领略到“艰苦奋斗”这一词的真正含义，我才意识到老一辈电子设计为我们的社会付出。我想说，设计确实有些辛苦，但苦中也有乐，在如今单一的理论学习中，很少有机会能有实践的机会，但我们可以，而且设计也是一个团队的任务，一起的工作可以让我们有说有笑，相互帮助，配合默契，多少人间欢乐在这里洒下，大学里一年的相处还赶不上这十来天的合作，我感觉我和同学们之间的距离更加近了；我想说，确实很累，但当我们看到自己所做的成果时，心中也不免产生兴奋； 正所谓“三百六十行，行行出状元”。我们同样可以为社会作出我们应该做的一切，这有什么不好？我们不断的反问自己。也许有人不喜欢这类的工作，也许有人认为设计的工作有些枯燥，但我们认为无论干什么，只要人生活的有意义就可。社会需要我们，我们也可以为社会而工作。既然如此，那还有什么必要失落呢？于是我们决定沿着自己的路，执着的走下去。同时我认为我们的工作是一个团队的工作，团队需要个人，个人也离不开团队，必须发扬团结协作的精神。某个人的离群都可能导致导致整项工作的失败。实习中只有一个人知道原理是远远不够的，必须让每个人都知道，否则一个人的错误，就有可能导致整个工作失败。团结协作是我们实习成功的一项非常重要的保证。而这次实习也正好锻炼我们这一点，这也是非常宝贵的。对我们而言，知识上的收获重要，精神上的丰收更加可喜。挫折是一份财富，经历是一份拥有。这次实习必将成为我人生旅途上一个非常美好的回忆！8.参考文献（1）毕满清，电子课程设计实验与课程设计,机械工业出版社,2006（2）阎石主编,数字电子技术基础M,北京,高等教育出版社,2001 （3）陈明义