路灯控制器课程设计

电子技术课程设计

课程设计任务书

20 16 - 20 17学年第一学期第18周—19周

题目《路灯控制器》

内容及要求

①设计一个路灯控制自动照明的电路

②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能自

动点亮。开启和关断的日照光照度根据用户进行调节。

③设计计时电路，用数码管显示路灯当前一次的连续开启时间。

④设计计数显示电路，统计路灯的开启次数。

进度安排

1、查资料，确定方案（三

天）

2、方案设计（天）

3、仿真调试

（二

天）

4、硬件实现与调试

（三

天）

5

、

撰写课程设计报告并答辩（天）学生姓名:

目录

前言 (3)

一选题背景 (4)

1．1 设计要求 (4)

1．2 指导思想 (4)

二方案论证 (5)

2．1 方案说明 (5)

2．2 方案原理 (5)

三电路的设计与分析 (6)

3 . 1 电路原理框图. (6)

3．2单元电路的设计与分析. (6)

四. 电路的调试与分析 (13)

4．1调试使用的仪器. (13)

4．2 电路的调试 (13)

五．总结 (15)

5．1 设计体会 (15)

5．2 改进提高 (15)

六. 附录及参考文献 (16)

6.1 附录1 元器件清单. (16)

6.2 附录2 电路的原理图. (16)

6.3 附录3 实物图 (17)

6.4 参考文献 (18)

、八、-

前言

在现代城市中，效率意识日益突出，人们希望不需要人力资源的浪费，希望使效率合理使用最大化。因此，自动路灯控制器是实现无人管理自动开关的重要设计。本课程设计的任务就是设计一个路灯控制器。鼓励学生在熟悉基本原理的前提下，与实际应用相联系，提出自己的方案，完善设计。

选题背景

1．1 设计要求

1．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能自动点亮。开启和关断的日照光照度根据用户要求进行调节，可选用一个白炽灯或发光二极管作光源。

2. 设计计时电路，用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。

1．2 指导思想

本设计采用74LS160 、74HC04 、74LS08 、74LS12 、CD4511 、555 等芯片来完成路灯亮暗控制与所需要的数字逻辑显示功能（在七段数码管上按规律显示特定的数字）。本设计具有逻辑清晰、设计巧妙等特点，能很好的符合课程设计的要求。

二方案论证

2．1 方案说明

本设计主要是通过光敏电阻通过对外界的光线的强弱的感应来控制555 的高低电平输出从而控制路灯的开或关（在本设计中，为方便起见，一律用开关模拟光敏电阻，下面提到的光敏电阻也一样）。为了使计时与计数电路同步启动，555 的输出接计时电路的使能端，数电路的脉冲端。脉冲的产生是用555 接成一个频率为1HZ 的多谐振荡器，用CD4511 驱动共阴极的七段数码管做显示电路。

2．2 方案原理

当光照减弱时，光敏电阻阻值增大，555 的2、6 端口出现低电平，当它到达一定值时，3 口出现高电平，且大于2/3VCC ，路灯亮。反之，当光照增强到一定时，光敏电阻阻值减小，3 口出现低电平，小于1/3VCC ，路灯熄灭。为了避免外部干扰所带来的错误反应（例如来往的车灯给光敏电阻带来的短暂激励），我们利用电容充电带来的时间延迟来解决问题。经以上论证，方案可行。

三电路的设计与分析

3.1电路原理框图

3. 2单元电路的设计与分析

3. 2 . 1多谐震荡电路的设计与分析

555定时器是一种模拟和数字功能相结合的中规模集成器件。一般用双极性工艺制作的称为555，用CMOS工艺制作的称为7555，除单定时器外，还有对应的双定时器

556/7556。555定时器的电源电压范围宽，可在4.5V~16V 工作，7555可在3~18V

工作，输出驱动电流为200mA，因而其输出可与TTL、CMOS 或者模拟电路电平兼容。555定时器成本低，性能可靠，只需要外接几个电阻、电容，就可以实现多谐振荡器、单稳态触发器及施密特触发器等脉冲产生与变换电路。它也常作为定时器广泛应用于仪器仪表、家用电器、电子测量及自动控制等方面。它内部包括两个电压比较器，三个等值串联电阻，一个RS触发器，

一个放电管T及功率输出级。它提供两个基准电压VCC /3和2VCC /3 555定时器的功能主要由两个比较器决定。两个比较器的输出电压控制RS触发器和

放电管的状态。在电源与地之间加上电压，当5脚悬空时，则电压比较器A1的反相输入端的电压为2VCC /3，A2的同相输入端的电压为VCC /3。若触发输入端TR的电压小于VCC /3，则比较器A2的输出为1，可使RS触发器置1，使输出端OUT=1。如果阈值输入端TH的电压大于2VCC/3，同时TR端的电压大于VCC /3，贝U A1的输出为1，A2的输出为0，可将RS触发器置0，使输出为0电平。555定时器主要是与电阻电容构成充放电电路，并由两个比较器来检测电容上的电压以确定输出电压的高低和放电开关管的通断，可构成单

稳态触发器、多谐振荡器、施密特触发器等脉冲产生电路。该器件的电源电压为4.5V---18V，驱动电流也较大，并能提供与ttl, MOS电路相兼容的逻辑电平。555 定时器可以构成多谐振荡器。自激多谐振荡器用于产生连续的脉冲信号图3-1所示为自激多谐振荡器电路和波形图。。电路采用电阻、电容组成RC定时电路,

用于设定脉冲的周期和宽度脉冲宽度计算公式：Tw P.7 (R1+RW+R2) 振荡周期计算公式：T P.7 (R1+RW+2R2) C 经过计算可知R43可为72k , R44为36k。

K3-1多谐震荡电路