光控广告灯定时器正文

目录
1. 工作原理 (3)
2. 元器件选择 (4)
3. 核心元器件介绍 (4)
3.1 芯片简介 (4)
3.1.1 芯片详解 (5)
3.1.2 N E555集成电路内部电路图 (6)
3.2 CD4060集成电路【3】 (7)
3.2.1 芯片简介 (7)
3.2.2 C D4060引脚图 (7)
3.2.3 C D4060内部结构图 (7)
3.2.4 C D4060电气参数 (8)
3.2.5 C D4060B典型振荡器连接 (10)
4. 实际工作效果 (10)
光控广告灯定时器电路设计
摘要
现代城市广告灯大多数只在夜间12点以前能起到宣传作用，夜间12点之后，行人稀少，其就失去了广告的意义。

广告灯光控定时器能在傍晚渐黑时自动接通广告灯牌的电源，同时开始计时，待4-6h后于夜间12点自动切断电源，从而起到全自动控制和节电的功效。

首先，本文将阐述光控广告灯的基本工作原理与特点。

其次，本文将介绍其元器件的选择与核心部件CD4010，NE555的具体能效，简述设计要求与思路。

最后，本文将叙述光控广告灯的实际工作效果。

在本文结尾，将给出一些参考资料的出处。

关键词：变换电路，光控，定时器
1.工作原理【1】
光控定时广告灯电路如下图所示。

由电源变换电路、光控电路及定时电路等组成。

当接通220V交流电后，220V交流电经C7降压限流、VD1稳压、VD2整流和C6滤波后，输出约为9V的直流电压，并向IC1、IC2组成的电路供电。

时基集成电路IC1及光敏电阻器RL组成光控开关电路，IC1被接成光控施密特触发器。

白天时，由于外界光线较强，RL呈低阻状态，IC1的2, 6脚的电压大于Vcc /2IC1的3脚输出低电平，使后续电路因无电而无法工作，晶闸管VTH由于无触发电流而阻断，切断了广告灯的供电电源，广告灯不亮。

傍晚，光敏电阻器RL失去光照而呈现高阻状态，使ici的输人端电压小于Vcc/3, ICI的3脚跳变为高电平，使IC2及VT1得电进人工作状态。

IC2的外围元件CS、R3一RS与内部电路构成振荡电路，产生时钟脉冲信号。

在IC2得电瞬间，由C4、R2在其12脚产生一正脉冲，使IC2复位清零，计数开始。

此时IC2的Q14输出端输出低电平，使VTl导通，并触发晶闸管VrH使之导通，接通广告灯的供电电源，广告灯被点亮。

时钟脉冲经IC2计数分频，以累计脉冲达到定时目的。

当定时时间到达时，IC2的3脚由低电平变为高电平，使VT1和VTH截止，广告灯断电而熄灭。

与此同时，IC2的Q14端输出的高电平经VD2加人脉冲输人端11脚，使振荡电路停振，整个电路的状态一直保持到天明IC2断电为止。

电路中的RI、C1为抗光干扰延时电路，以防夜晚瞬时光照干扰电路的正常工作。

开关S为定时时间选择开关，当S断开时，定时时间为6h，适用于冬季；当S闭合时，
定时时间为4h，适用于夏季。

压敏电阻RV起过电压保护作用，以防电网中的尖峰电压损坏晶闸管。

2.元器件选择
IC1选用NE555, μA555, SI555等时基集成电路，此处选用NE555型集成电路。

I C2选用CD4060 14位串行二进制计数／分频／振荡器集成电路。

VTI选用90巧型硅PNP小功率晶体管，要求电流放大系数大于100；VTH选用MAC9 7A6小型塑封双向晶闸管，可驱动100W以下的白炽灯泡。

如果驱动功率要求较大，可选用BT137 (8A/600V)型、T0805 (8A/500V)型等双向晶闸管，
要求门极触发电流小于 10mA，并应加装面积足够的铝质散热板。

RL要求选用亮阻不大于5kΩ，暗阻不小于1MΩ的光敏电阻器，如MG44--03型、M G45-13等型号；RPI选用WS型小型精密电位器。

其他元器件均无特殊要求，可按图所标型号及参数进行选用。

3.核心元器件介绍
3.1芯片简介
NE555 (Timer IC)大约在1971年由Signetics Corporation发布，在当时是唯一非常快速且商业化的Timer IC，在往后的30年來非常普遍被使用，且延伸出许多的应用电路，尽管近年來CMOS技术版本的Timer IC如MOTOROLA的MC1455已被大量的使用，但原规格的NE555依然正常的在市场上供应，尽管新版IC在功能上有部份的改善，但其脚位劲能并没变化，所以到目前都可直接的代用。

NE555是属于555系列的计时IC的其中的一种型号，555系列IC的接脚功能及运用都是相容的，只是型号不同的因其价格不同其稳定度、省电、可产生的振荡频率也不大相
同；而555是一个用途很广且相当普遍的计时IC，只需少数的电阻和电容，便可产生数位电路所需的各种不同频率之脉冲信号。

3.1.1芯片详解
a. NE555的特点有：
1.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。

2.它的操作电源电压范围极大，可与TTL，CMOS等逻辑电路配合，也就是它的输出准位及输入触发准位，均能与这些逻辑系列的高、低态组合。

3.其输出端的供给电流大，可直接推动多种自动控制的负载。

4.它的计时精确度高、温度稳定度佳，且价格便宜。

5.静态电流最大值VCC = 5 V, RL = ∞ =6mA VCC =15 V, RL = ∞ =15mA
b. NE555引脚图功能配置说明下：
Pin 1 (接地) -地线(或共同接地) ，通常被连接到电路共同接地。

Pin 2 (触发点) -这个脚位是触发NE555使其启动它的时间周期。

触发信号上缘电压须大于2/3 VCC，下缘须低于1/3 VCC 。

Pin 3 (输出) -当时间周期开始555的输出输出脚位，移至比电源电压少1.7伏的高电位。

周期的结束输出回到O伏左右的低电位。

于高电位时的最大输出电流大约200 mA 。

Pin 4 (重置) -一个低逻辑电位送至这个脚位时会重置定时器和使输出回到一个低电位。

它通常被接到正电源或忽略不用。

Pin 5 (控制) -这个接脚准许由外部电压改变触发和闸限电压。

当计时器经营在稳定或振荡的运作方式下,这输入能用来改变或调整输出频率。

Pin 6 (重置锁定) - Pin 6重置锁定并使输出呈低态。

当这个接脚的电压从1/3 VCC 电压以下移至2/3 VCC以上时启动这个动作。

Pin 7 (放电) -这个接脚和主要的输出接脚有相同的电流输出能力，当输出为ON时为LOW，对地为低阻抗，当输出为OFF时为HIGH，对地为高阻抗。

Pin 8 (V +) -这是555个计时器IC的正电源电压端。

供应电压的范围是+4.5伏特(最小值)至+16伏特(最大值)。

3.1.2 参数功能特性
•供应电压4.5-18V
•供应电流3-6 mA
•输出电流225mA (max)
•上升/下降时间100 ns
3.1.3NE555的相关应用
NE555的作用范围很广，但一般多应用于单稳态多谐振荡器（Monostable
Mutlivibrator）及无稳态多谐振荡器(Astable Multivibrator)。

3.1.4NE555集成电路内部电路图
3.2CD4060集成电路【3】
3.2.1芯片简介
CD4060由一振荡器和14级二进制串行计数器位组成，振荡器的结构可以是RC或晶振电路，CR为高电平时，计数器清零且振荡器使用无效。

所有的计数器位均为主从触发器。

在CP1(和CP0)的下降沿计数器以二进制进行计数。

在时钟脉冲线上使用斯密特触发器对时钟上升和下降时间无限制。

3.2.2CD4060引脚图
3.2.3CD4060内部结构图
3.2.4CD4060电气参数
3.2.5CD4060B典型振荡器连接
4.实际工作效果
目标广告灯安装光控广告灯定时器后，在傍晚光线不足的情况下，自动接通广告灯的电源，广告灯开始工作，4—6小时后于子夜自动断电，起到全自动控制与节点的效果。

致谢
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而且我还从老师那里学到了严谨、务实、认真的工作态度和极强的敬业精神。

我再次为老师的耐心付出表示感谢。

参考文献
[1]电子线路设计指导简明教程（第三版）李银华编北京航空航天大学出版社北京
[2]中国IC网
[3]中国电子网
[4]电子技术基础模拟部分（第四版）华中理工大学电子学教研室编康华光主编高
等教育出版社北京
[5]实用用电子装置DIY 福建科学技术出版社福建
[6]光电电路赵宏国编译电子工业出版社北京
[7]实用电子电路设计300例刘修文编中国电力出版社北京
[8]数字电子技术基础清华大学电子学教研组编余孟尝主编高等教育出版社北京
[9]模拟电子技术基础简明教程（第三版）清华大学电子学教研组编杨素行主编高
等教育出版社北京
[10]电子技术基础数字部分（第四版）华中理工大学电子学教研室编康华光主编高
等教育出版社北京。