路灯控制器课程设计汇编Word文档下载推荐.docx
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Inmodernsociety，manypeopleusuallygooutearlyandgohomelate.Sothecontrolofthestreetlightbecomesaimportantproblemwhichisneededtobethoughtabout.Thetaskofmycourseistodesignastreetlightcontrolling.Thefunctionexceptedtobeachievedisthatwhenindarkenvironmentsitcanautomaticallyturnon,wheninthebrightenvironmentscanautomaticallyturnoff.Itcanrecordthenumberofthelighting.Itcanalsoaddupthetimeofthelighting.Itdividesinto3parts:
thecontrolofthestreetlight;
recordthenumber;
addupthetime.Ofcourse,differentpartusedifferentintegrationchip（includingNE555、CD4511、74LS390）andsomeelectroniccomponents（mitsutoshiswitch,electricresistance,electriccapacityandsoon）.
Keywords:
thecontrolofthestreetlight;
74LS390;
CD4511;
NE555
目录
1前言1
2总体方案设计2
2.1方案比较2
2.2方案论证与选择3
3单元模块设计4
3.1各单元模块功能介绍及电路设计4
3.1.1光敏电阻与555定时器构成的控制电路4
3.1.2多谐震荡电路的设计与分析5
3.1.3计时电路的设计与分析5
3.1.4译码显示电路的设计与分析7
3.1.5计数电路的设计与分析8
3.2特殊器件的介绍9
3.2.1NE555芯片9
3.2.274LS390芯片11
3.2.3CD4511芯片11
3.2.4共阴数码管12
3.3各单元模块的联接13
4系统调试14
5系统功能、指标参数16
5.1系统能实现的功能16
5.2系统指标参数测试16
5.3系统功能及指标参数分析17
6结论18
7总结与体会19
8致谢20
9参考文献21
10附录：
22
附录
（一）：
附录
（二）：
23
1前言
在当今社会中，随着经济的快速发展，人们对能源的需求越来越大，而浪费也越来越严重，电力资源就是其中之一。
现在的街道基本配有路灯，如何实现路灯的智能化控制来节省电力资源，路灯控制器可以很好的解决这个问题。
本课程设计的任务就是设计一个路灯的控制系统。
采用74LS390、74LS00、74LS04、CD4511、NE555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）。
当处于暗环境下（晚上）能够自动开灯（发光二极管亮），当处于亮环境下（白天）能够自动关灯（发光二极管灭）；
同时还能记录和锁存“路灯”开灯时间（使用3个1位数码管显示）。
针对电子线路课程要求，在熟悉基本原理的前提下，与实际应用相联系，设计自己的方案，并完善设计。
通过实用型电子线路设计、安装、调试等各环节的综合性训练，培养我们运用课程中所学的理论与实践紧密结合，在独立又有机合作下解决实际问题的能力。
路灯控制器主要是通过光敏电阻对外界的光线的强弱的感应来改变自身的电阻阻值，从而控制555定时电路构成的施密特触发器高、低电平输出，达到控制路灯的开和关。
2总体方案设计
2.1方案比较
方案一：
此方案采用模拟电路与数字电路组合。
模拟电路部分包括直流稳压电源、光电转换、小信号放大、三极管开关电路，直流稳压电源又包括降压、整流、滤波、稳压四部分，即可得到直流稳定12V电压；
数字电路主要有秒肪冲、计数、译码七段数码管显示。
利用模拟电路提供12V直流稳定电压，完成采光和小信号放大并产生控制信号控制继电器的吸合，三极管的开关产生脉冲信号和使能信号；
数字电路负责显示路灯当前一次的连续开启时间和统计路灯的开启次数。
模拟电路部分用到的元件及作用：
三极管9013用于小信号放大和开关，光敏电阻完成光电轮换，普通碳膜电阻根据三极管需要提供适当的偏置电压和隔离、保护作用，继电器在开关三极管的控制下用于接通和断开路灯回路。
数字部分用到的元件：
555定时器，74LS160计数器、74LS48译码器、七段显示数码管，其中555定时器产生秒脉冲，用于驱动74LS161计数，74LS48负责译码将74LS161计数的4位二进数译码成7位二进制以驱动七段数码管正常工作。
设计框图如图2.1所示：
直流稳压电源
220V～
计数
秒脉冲冲
光电转换
小信号放大
三极管开关控制
译码
数码管
继电器
路灯
图2.1设计框图
方案二：
本设计主要是通过光敏电阻对外主要是通过光敏电阻对外界的光线的强弱的感应来改变自身的电阻阻值，从而控制555定时电路构成的施密特触发器高、低电平输出，达到控制路灯的开和关。
设计框图如图2.2所示：
2.2方案论证与选择
方案一模拟电路与数字电路组合总体看来具有设计思路清晰、价格成本低、稳定性高、易现实，但电路结构相对复杂，需要购买许多电子元件和集成块，整体电路调试困难。
方案二主要是通过光敏电阻对外界的光线的强弱的感应来改变自身的电阻阻值，从而控制555定时电路构成的施密特触发器高、低电平输出，达到控制路灯的开和关。
为了使计时与计数电路同步启动，计数电路的控制是通过NE555的输出端提供脉冲，使其计数；
并通过NE555输出端来控制计时电路同步供电。
计时电路脉冲的产生是用NE555接成一个频率为1HZ的多谐振荡器触发74LS390计时，再用CD4511驱动共阴极七段数码管做显示电路。
当光照减弱时，光敏电阻阻值增大，NE555定时器的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，当光照增强到一定强度时，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。
3单元模块设计
3.1各单元模块功能介绍及电路设计
3.1.1光敏电阻与555定时器构成的控制电路
图3.1光敏电阻与555定时器构成的控制电路原理图
该部分电路相当于总电路的开关，通过光照强弱的变化改变光敏电阻的阻值，从而改变Vi的电压值。
在该电路中Vi即为由555构成的施密特触发器的输入电压，Vi的改变会引起施密特触发器的翻转，从而改变3脚输出电平，达到开关的效果。
当光敏电阻周围的环境光照强度比较强时，电阻阻值为几百欧左右，Vi<
1/3Vcc；
当光敏电阻周围的环境光照强度比较弱时，电阻阻值为1兆欧左右，Vi>
2/3Vcc。
当光敏电阻周围环境由光变暗时，Vi增大过程中达到值1/3Vcc时，引发施密特触发器翻转，输出由低电平跳变为高电平。
施密特触发器输出跳变为高电平同时引起LED灯的开启，多谐振荡器产生时钟信号和计数电路的触发器触发。
而当光敏电阻周围环境由暗变光时，Vi减小过程中达到值时2/3Vcc，引起触发器翻转，输出由高电平跳变为低电平。
触发器输出跳变为低电平使LED灯熄灭，多谐振荡器不工作，且计数电路触发器不触发。
因此，由光敏电阻和555定时器组成的控制电路起到总电路开关的作用。
3.1.2多谐震荡电路的设计与分析
图3.2多谐震荡器原理图
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3-2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。
调节RW或电容C，得到不同的时间常数；
还可产生周期和脉宽可变的方波输出。
脉冲宽度计算公式：
Tw≈0.7（R1+RW+R2）C（3-1）
振荡周期计算公式：
T≈0.7（R1+RW+2R2）C（3-2）
如图所示，C2=10nF、C3=10uF、R2=100KΩ，R3=20KΩ，按上电路图与555定时器相连构成可产生频率为1Hz的多谐振荡器。
多谐振荡器为计数器提供时钟脉冲。
时钟周期T=0.7（R3+2R2）C1=1s。
3.1.3计时电路的设计与分析
该部分用到了计数器共三个，需要三片74LS390芯片，组成60进制计数器，用于显示分钟和秒。
集成电路74LS390芯片为双10进制计数器，通过四位输出端输出10进制BCD码。
图3.374LS390管脚图
反馈清零法实现六十进制计数
图3.4反馈清零法实现六十进制计数
六十进制计数原理图先将两片74LS390级联，接成一百进制计数器。
在此基础上借组与门和计数器异步清零功能，将U7B的Q1、Q2分别接至双与非门组合的输入端。
工作时，在第60个脉冲计数脉冲作用后，计数器输出为0110000（十进制数60），U7B的Q1、Q2同时为1，使双与非门组合输出高电平，U7B清零。
状态01100000仅在瞬间出现一下。
这样，就构成了60进制的计数器。
图3.5锁定及自动清零单次计时电路原理图
3.1.4译码显示电路的设计与分析
数码管按段数分为七段数码管和八段数码管，八段数码管比七段数码管多一个发光二极管单元（多一个小数点显示）；
按发光二极管单元连接方式分为共阳极数码管和共阴极数码管。
共阳数码管是指将所有发光二极管的阳极接到一起形成公共阳极（COM）的数码管。
共阳数码管在应用时应将公共极COM接到+5V，当某一字段发光二极管的阴极为低电平时，相应字段就
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