路灯控制器设计与仿真

学号: 数字电子技术课程设计

路灯控制器的设计与仿真

系部名称：电气工程系

专业名称：电气工程及其自动化

指导老师：史振江

完成日期：2014年12月26日

课程设计评定表

摘要

本设计制作的路灯控制器, 它由光信号控制电路、路灯驱动电路、振荡脉冲产生电路、计数译码电路和数码显示器组成。主要实现当处于暗环境下（晚上）能够自动开灯，当处于亮环境下（白天）能够自动关灯；能自动记录“路灯”的

开灯次数（用1位数码管显示）；能记录“路灯”开灯时间。通过用Multisim10

画电路原理图和用Multisim10仿真和理论分析设计出路灯模拟控制的蓝本。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。

关键词：数码管译码器计数器

目录

第一章引言 (5)

第二章设计任务及目的 (5)

工1303数字电子技术课程设计任务书2 (5)

第三章电路设计总方案及原理框图 (6)

3．1电路设计总方案 (6)

3．2电路原理框图 (6)

第四章单元电路图及设计方案 (6)

4．1开关控制电路设计总方案 (6)

4．2开关控制电路所用器件功能介绍 (7)

4．2．1 555定时器 (7)

4．2．2 由555定时器构成的施密特触发器 (7)

4．3开关控制电路电路图 (8)

如图4.4所示为路灯开关控制电路。 (8)

4．4开关次数记录显示电路设计总方案 (9)

4．5开关次数记录显示电路所用器件功能介绍 (10)

4．5．1 计数器 (10)

4．5．2译码器 (10)

4．6开关次数记录显示电路图 (11)

4．7开启时间数码显示器设计总方案 (12)

4．8开启时间数码显示器电路图 (12)

4．9 由 555定时器构成的多谐振荡器 (13)

4．10 由 555定时器构成的多谐振荡器电路图 (14)

第五章仿真软件Multism10介绍 (16)

第六章电路仿真 (16)

6．1总电路图 (16)

6．2电路仿真结果 (17)

如图6.2 (17)

第七章元件清单表 (18)

第八章总结 (19)

第九章参考文献 (19)

第一章引言

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。

第二章设计任务及目的

石家庄铁道大学

第三章电路设计总方案及原理框图

3．1电路设计总方案

本系统电路共分为开关控制电路、开关次数记录显示电路、开启时间数码显示器三部

分组成。。

本设计要用日照光的亮度来控制灯的开启和关断，首先必须检测出日照光的亮度。本设计通过滑动变阻器改变阻值来代替照光照度而引起的光敏电阻的阻值变化。并用继电器以实现对电路的启和停控制。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。将路灯开启的启动脉冲信号作计时起点，控制计数器对标准时基信号作计数，则从而计算出路灯的开启时间。

3．2电路原理框图

电路原理框图如图3.1所示

第四章 单元电路图及设计方案

4．1开关控制电路设计总方案

采用电位器模拟光照的方法，通过控制开关让由555定时器构成的触发器分别处于高电位或者低电位来控制继电器，从而控制路灯。

4．2开关控制电路所用器件功能介绍

4．2．1 555定时器

555定时器是一种模拟电路和数字电路相结合的中规模集成器件，它性能优良，适用范围很广，外部加接少量的阻容元件可以很方便地组成单稳态触发器和多谐振荡器，以及

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 振荡电路 图3.1 路灯控制器原理框图

模拟光照

不需外接元件就可组成施密特触发器。因此集成

555定时被广泛应用于脉冲波形的产生与

变换、测量与控制等方面。

如图4．1为555定时器的管脚图

4．2．2 由555定时器构成的施密特触发器

如图4.2，只要将555定时器的2号脚和6号脚接在一起，就可以构成施密特触发器。这个施密特触发器的电压传输特性是反相的。5号脚悬空时，正向阈值电压和负向阈值电压分别为

2

3cc

V和

1

3cc

V。图4.3是555定时器构成的施密特触发器的工作波。

4．3开关控制电路电路图

图4.2 图4.3

如图4.4所示为路灯开关控制电路。

图4.4

天黑后，能自动启动路灯进行照明（如图4.5）；天变亮时，又可自动停止工作（如图4.6）。线路简单，不需太多调试。

如图4.8黑天时，即无光照射时，光敏电阻阻值很大,调节电位器到大阻值。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4.5

如图4.9天亮时，即光敏电阻有光照射时，其内阻变小调节滑动变阻器到小阻值。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。