路燈控制器的設(shè)計(jì)與仿真

1、學(xué)號(hào)學(xué)號(hào): :數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)路燈控制器的設(shè)計(jì)與仿真系部名稱：電 氣 工 程 系專業(yè)名稱：電氣工程及其自動(dòng)化指導(dǎo)老師：史振江完成日期 ：2014 年 12 月 26 日課課 程程 設(shè)設(shè) 計(jì)計(jì) 評(píng)評(píng) 定定 表表姓名鄭依依學(xué)號(hào)20134124存檔號(hào)系別電氣工程系專業(yè)電氣工程及其自動(dòng)化班 級(jí)工 1303 班課程設(shè)計(jì)題目路燈控制器的設(shè)計(jì)與仿真指導(dǎo)教師評(píng)語：簽名：年月日1課程設(shè)計(jì)成績(jī)：指導(dǎo)教師簽名：年月日2答辯成績(jī)：答辯小組組長(zhǎng)簽名：年月日3綜合成績(jī)：備注：1.“課程設(shè)計(jì)成績(jī)”一項(xiàng)由指導(dǎo)教師根據(jù)學(xué)生在設(shè)計(jì)過程的表現(xiàn)及課程設(shè)計(jì)說明書評(píng)定，滿分 100 分。2.“答辯成績(jī)”一項(xiàng)由指導(dǎo)

2、老師根據(jù)答辯情況評(píng)定，滿分 100 分。3.“綜合成績(jī)”=“課程設(shè)計(jì)成績(jī)”*80%+“答辯成績(jī)”*20%。摘要本設(shè)計(jì)制作的路燈控制器, 它由光信號(hào)控制電路、路燈驅(qū)動(dòng)電路、振蕩脈沖產(chǎn)生電路、計(jì)數(shù)譯碼電路和數(shù)碼顯示器組成。主要實(shí)現(xiàn)當(dāng)處于暗環(huán)境下（晚上）能夠自動(dòng)開燈，當(dāng)處于亮環(huán)境下（白天）能夠自動(dòng)關(guān)燈；能自動(dòng)記錄“路燈”的開燈次數(shù)（用 1 位數(shù)碼管顯示）；能記錄“路燈”開燈時(shí)間。通過用Multisim10 畫電路原理圖和用 Multisim10 仿真和理論分析設(shè)計(jì)出路燈模擬控制的藍(lán)本。本設(shè)計(jì)具有邏輯清晰、設(shè)計(jì)巧妙等特點(diǎn)，能很好的符合課程設(shè)計(jì)的要求。關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞：數(shù)碼管數(shù)碼管譯碼器譯碼器計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器目

3、錄目錄第一章 引言.第二章 設(shè)計(jì)任務(wù)及目的.工 1303 數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書 2.第三章 電路設(shè)計(jì)總方案及原理框圖.31 電路設(shè)計(jì)總方案.32 電路原理框圖.第四章 單元電路圖及設(shè)計(jì)方案.41 開關(guān)控制電路設(shè)計(jì)總方案.42 開關(guān)控制電路所用器件功能介紹.421555 定時(shí)器.422由 555 定時(shí)器構(gòu)成的施密特觸發(fā)器.43 開關(guān)控制電路電路圖.如圖 4.4 所示為路燈開關(guān)控制電路。.44 開關(guān)次數(shù)記錄顯示電路設(shè)計(jì)總方案.45 開關(guān)次數(shù)記錄顯示電路所用器件功能介紹.451 計(jì)數(shù)器.452 譯碼器.46 開關(guān)次數(shù)記錄顯示電路圖.47 開啟時(shí)間數(shù)碼顯示器設(shè)計(jì)總方案.48 開啟時(shí)間數(shù)碼顯示器電

4、路圖.49 由 555 定時(shí)器構(gòu)成的多諧振蕩器.410 由 555 定時(shí)器構(gòu)成的多諧振蕩器電路圖.第五章 仿真軟件 Multism10 介紹.第六章 電路仿真.61 總電路圖.62 電路仿真結(jié)果.如圖 6.2.第七章 元件清單表.第八章 總結(jié).第九章 參考文獻(xiàn).引言在學(xué)校、機(jī)關(guān)、廠礦企業(yè)等單位的公共場(chǎng)所以及居民區(qū)的公共樓道，長(zhǎng)明燈現(xiàn)象十分普遍，這造成了能源的極大浪費(fèi)。另外，由于頻繁開關(guān)或者人為因素，墻壁開關(guān)的損壞率很高，增大了維修量、浪費(fèi)了資金。利用光控路燈控制器可以有效的解決這些問題。光控路燈控制器是由感光元件光敏三極管來實(shí)現(xiàn)光信號(hào)向電信號(hào)的轉(zhuǎn)換，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)由光控電路在白天光線較暗時(shí)和夜晚對(duì)路

5、燈自動(dòng)點(diǎn)亮，在白天光線較亮?xí)r對(duì)路燈自動(dòng)關(guān)閉，從而隨光線的明暗變化實(shí)現(xiàn)對(duì)路燈開啟與關(guān)閉的自動(dòng)控制。另外還可以記錄開啟時(shí)間和開啟次數(shù)，以供相關(guān)人員檢查。這樣既節(jié)約勞動(dòng)力成本又節(jié)約能源。設(shè)計(jì)任務(wù)及目的石家莊鐵道大學(xué)石家莊鐵道大學(xué)工 1303 數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書 2題目名稱題目名稱路燈控制器的設(shè)計(jì)與仿真路燈控制器的設(shè)計(jì)與仿真設(shè)計(jì)任務(wù)與要求(1)設(shè)計(jì)制作一個(gè)路燈自動(dòng)照明的控制電路，當(dāng)日照光亮到一定的程度時(shí)路燈自動(dòng)熄滅，而日照光亮暗到一定程度時(shí)路燈自動(dòng)點(diǎn)亮。(2)設(shè)計(jì)計(jì)時(shí)電路，用數(shù)碼管顯示路燈當(dāng)前一次的連續(xù)開啟時(shí)間。(3)設(shè)計(jì)計(jì)數(shù)顯示電路，統(tǒng)計(jì)路燈的開啟次數(shù)。使用的工具軟件Multisim 電路仿

6、真軟件提交的設(shè)計(jì)資料1主要電路和元器件的分析論證；2Multisim 仿真電路圖電路設(shè)計(jì)總方案及原理框圖31 電路設(shè)計(jì)總方案本系統(tǒng)電路共分為開關(guān)控制電路、開關(guān)次數(shù)記錄顯示電路、開啟時(shí)間數(shù)碼顯示器三部分組成。本設(shè)計(jì)要用日照光的亮度來控制燈的開啟和關(guān)斷，首先必須檢測(cè)出日照光的亮度。本設(shè)計(jì)通過滑動(dòng)變阻器改變阻值來代替照光照度而引起的光敏電阻的阻值變化。并用繼電器以實(shí)現(xiàn)對(duì)電路的啟和停控制。通過 74160 的脈沖輸入端 CLK 和開關(guān)電路相連，當(dāng)開關(guān)閉合一次時(shí)，CLK 接收到一個(gè)脈沖，器輸出端通過譯碼器 7448 和七段顯示器相連，實(shí)現(xiàn)顯示技術(shù)功能。將路燈開啟的啟動(dòng)脈沖信號(hào)作計(jì)時(shí)起點(diǎn)，控制計(jì)數(shù)器對(duì)標(biāo)準(zhǔn)

7、時(shí)基信號(hào)作計(jì)數(shù)，則從而計(jì)算出路燈的開啟時(shí)間。32 電路原理框圖電路原理框圖如圖 3.1 所示單元電路圖及設(shè)計(jì)方案41 開關(guān)控制電路設(shè)計(jì)總方案采用電位器模擬光照的方法，通過控制開關(guān)讓由 555 定時(shí)器構(gòu)成的觸發(fā)器分別處于高電位或者低電位來控制繼電器，從而控制路燈。42 開關(guān)控制電路所用器件功能介紹421555 定時(shí)器555 定時(shí)器是一種模擬電路和數(shù)字電路相結(jié)合的中規(guī)模集成器件，它性能優(yōu)良，適用范圍很廣，外部加接少量的阻容元件可以很方便地組成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器和多諧振蕩器，以及不需外接元件就可組成施密特觸發(fā)器。因此集成 555 定時(shí)被廣泛應(yīng)用于脈沖波形的產(chǎn)生與變換、測(cè)量與控制等方面。如圖 41 為 555 定時(shí)器的管腳圖422由 555 定時(shí)器構(gòu)成的施密特觸發(fā)器光電變換信號(hào)鑒幅驅(qū)動(dòng)電路路燈計(jì)數(shù)器譯碼器數(shù)碼顯示開啟次數(shù)計(jì)數(shù)器譯碼器數(shù)碼顯示開啟時(shí)間振蕩電路圖 3.1路燈控制器原理框圖模擬光照?qǐng)D 4.1 555 管腳圖如圖4.2，只要將555定時(shí)器的2號(hào)腳和6號(hào)腳接在一起，就可以構(gòu)成施密特觸發(fā)器。這個(gè)施密特觸發(fā)器的電壓傳輸特性是反相的。5號(hào)腳懸空時(shí)，正向閾值電壓和負(fù)向閾值電壓分別為和。圖4.3是55