路灯控制器的设计(实验报告)

路灯控制器的设计（实验报告）徐州师范大学物电学院本科生课程设计

课程名称：电子线路课程实训

题目：路灯控制器的设计

专业班级：电子信息工程（08物41）

学生姓名：禹勇学生学号：08224035

日期：

指导教师：

物电学院教务部印制

一. 设计方案论证：

1 •光电转换：用光敏电阻将白天与黑夜产生的光信号转换成电信号； 2•时钟产生与控制：用555产生秒脉冲（记录灯亮时间时用），用NPN 型三极管控制555时钟的开始与结束；

3•计数与复位:用十进计数器74LS192完成对灯亮次数与灯亮时间的 计数，且有复位功能；

［码管驱动与显示：用四线一七段译码器74LS48驱动七段共阴； 码管并显示灯亮的时间和灯亮次数； 5•继电器与灯亮灭控制：用NPN 型三极管控制继电器并控制灯的亮 灭； 6 •各模块的链接。

经过论证此方案理论上是可行的。 二. 模块设计与分析：

换模块

光敏电阻的亮阻大约在500欧姆，暗阻大约在250千欧左右，当 白天有光照时光敏电阻上获得的电压小于0.2V 为低电平，当黑夜无

光电转 R1

20k

光敏电阻

光照时光敏电阻上获得的电压大于 4.6V 为高电平

8050

R4

10k

555时时钟产生与控制模块

NE555是一个能产生精确定时脉冲的高稳态控制器，在多谐振 荡器

工作方式时，其输出的脉冲占空比由两个外接电阻和一个外接电 容确定。上图中R1,R2,C2组成周期约为1HZ 的脉冲并由3脚输出。 利用三极管的开关特性（给上图 NPN 型三极管基极高电平其发射极 与集电极导通）控制NE555的VCC 并控制脉冲的开始与结束，三极 管基极高电平由光敏电阻与固定电阻串联分压获得。

U7

R C

J Q

V

DC

CV

TR G 扌 TH

NE555

R3

10k

C1 C2

0.1u

8

3 7

6

1

47uf

74LS192计数器与复位模块

74LS192是可预置的十进制同步加/减计数器。74LS192的4脚 （减计数）5脚（加计数）为脉冲输入端（上升沿有效）不用的一脚 接高电平；12脚为进位输出端,13为错位输出端，分别接到下一级的 5脚与4脚；D0-D3为并行数据输入端，Q0-Q3为输出端（分别接到 74LS48

R1

10k

15 1 10 9 5 4

石

14

D0 Q0 D1 Q1 D2 Q2 D3 Q3 UP TCU DN TCD

PL MR

3 2 6 7

的7脚，1脚，2脚，6脚）。正常工作时14脚接低电平，11 脚接高电平。74LS192的11脚只要给低电平74LS192就复位，所以用上拉电阻让11脚置高，按下复位键74LS192将复位。

U2

A QA

B QB

C QC

D QD BI/RBO Q

E RBI Q

F LT Q

G 48

74

O 1514 1 1

数码管驱动与显示模块

74LS48是四线一七段译码器，可用来驱动七段共阴数码管，

74LS487 脚（A ）,1 脚（B），2 脚（C）, 6 脚（D ）为编码输入

端,

分别接74LS192的Q0-Q3 ; QA-QG为译码输出端并分别接数码管的a-g; 74LS48正常工作时3脚，4脚，5脚要同时接高电平。

继电器控制与灯亮灭模块

电磁继电器一般由电磁铁，衔铁，弹簧片，触点 等组成的，

其工作电路由低压控制电路和高压工作电路两部分构成。只要在 线圈两端加上一定的电压，线圈中就会流过一定的电流，从而产 生电磁效应，衔铁就会在电磁力吸引的作用下克服返回弹簧的拉 力吸向铁芯，从而带动衔铁的动触点与静触点

（常开触点）吸合

当线圈断电后，电磁的吸力也随之消失，衔铁就会在弹簧的反作 用力返回原来的位置，使动触点与原来的静触点（常闭触点）吸 合。这样吸合、释放，从而达到了在电路中的导通、切断的目的。 当三极管基极给高点平时三极管发射极与集电极导通使继电器 通电工作，使灯点亮；反之。

ri/ Q1

8050

R1 匚

510

D1

LED

RL1

继电器

原理图分析：电阻R1,R7与光敏电阻均组成了白天与黑夜的光信号 检测电路。白天时，R1与光敏电阻之间连线结点处为低电平，经过 两个非门后三极管Q2基极为低电平，Q2截止，继电器不工作，受 控灯源不亮；同理，R7与光敏电阻之间的连线结点处也为低电平， 三极管Q1基极为低电平，Q1截止，555时钟电路不工作；黑夜时， R1与光敏电阻之间连

原理图:

U2

15

1 1

U1

R1

20k

n/Q2

8050

D0 Q0 D1 Q1 D2 Q2 D3 Q3 UP TCU DN TCD PL MR

~2~ ~1 ~ ~6~ 2 ~7~

6

4 12

F g 1 ——.

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1 3 J

A

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B QB C

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TR

U5

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受控灯

D0 Q0 D1 Q1 D2 Q2 D3 Q3 UP TCU DN TCD

PL MR

2 1 6 2 7 6 A QA B QB C QC D QD BI/RBO QE RBI QF LT

QG

U4

D0 C0 D1 Q1

D2 Q2 D3

Q3 UP TCU

DN

TCD

PL MR

74192

2 1 6 2 7

6

A B QA QB C QC D

QD BI/RBO QE RBI QF LT

QG

14

5

74192

4| 11 10 3 7

74LS48

■辿］

510

10 9

R5

10k

5 4 15 1

R7

11 14 U7

D2

R8

3 Q 7

脉冲指示

DC

CV

7404

6

TH

NE555

D N G

C C

Q1

8050

R3

10k

C1

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口

15 1 10

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74192

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3 7 12

4 5 3

74LS48

13 12 12 13

3

7 74LS48

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11 14

13 12 9 10 9 15 11 10 15 14

11 10 510