路燈控制器設(shè)計實驗報告

路燈控制器設(shè)計實驗報告路燈控制器設(shè)計實驗報告 徐州師范大學(xué)物電學(xué)院本科生課程設(shè)計課 程 名 稱： 電子線路課程實訓(xùn)題 目： 路燈控制器設(shè)計專 業(yè) 班 級： 電子信息工程（08物41）學(xué) 生 姓 名： 禹勇學(xué) 生 學(xué) 號：日 期：指 導(dǎo) 教 師：物電學(xué)院教務(wù)部印制一設(shè)計方案論證：1.光電轉(zhuǎn)換：用光敏電阻將白天和黑夜產(chǎn)生光信號轉(zhuǎn)換成電信號；2.時鐘產(chǎn)生和控制：用555產(chǎn)生秒脈沖（統(tǒng)計燈亮?xí)r間時用），用NPN型三極管控制555時鐘開始和結(jié)束；3.計數(shù)和復(fù)位：用十進計數(shù)器74LS192完成對燈亮次數(shù)和燈亮?xí)r間計數(shù)，且有復(fù)位功效；4.數(shù)碼管驅(qū)動和顯示：用四線七段譯碼器74LS48驅(qū)動七段共陰數(shù)碼管并顯示燈亮?xí)r間和燈亮次數(shù)；5.繼電器和燈亮滅控制：用NPN型三極管控制繼電器并控制燈亮滅；6.各模塊鏈接。經(jīng)過論證此方案理論上是可行。二模塊設(shè)計和分析：光電轉(zhuǎn)換模塊光敏電阻亮阻大約在500歐姆，暗阻大約在250千歐左右，當(dāng)白天有光照時光敏電阻上取得電壓小于0.2V為低電平，當(dāng)黑夜無光照時光敏電阻上取得電壓大于4.6V為高電平。555時時鐘產(chǎn)生和控制模塊NE555是一個能產(chǎn)生正確定時脈沖高穩(wěn)態(tài)控制器，在多諧振蕩器工作方法時，其輸出脈沖占空比由兩個外接電阻和一個外接電容確定。上圖中R1,R2,C2組成周期約為1HZ脈沖并由3腳輸出。利用三極管開關(guān)特征（給上圖NPN型三極管基極高電平其發(fā)射極和集電極導(dǎo)通）控制NE555VCC并控制脈沖開始和結(jié)束，三極管基極高電平由光敏電阻和固定電阻串聯(lián)分壓取得。74LS192計數(shù)器和復(fù)位模塊74LS192是可預(yù)置十進制同時加/減計數(shù)器。74LS1924腳（減計數(shù)）5腳（加計數(shù)）為脈沖輸入端（上升沿有效）不用一腳接高電平；12腳為進位輸出端,13為錯位輸出端，分別接到下一級5腳和4腳；D0-D3為并行數(shù)據(jù)輸入端，Q0-Q3為輸出端（分別接到74LS487腳，1腳，2腳，6腳）。正常工作時14腳接低電平，11腳接高電平。74LS19211腳只要給低電平74LS192就復(fù)位，所以用上拉電阻讓11腳置高，按下復(fù)位鍵74LS192將復(fù)位。數(shù)碼管驅(qū)動和顯示模塊74LS48是四線七段譯碼器，可用來驅(qū)動七段共陰數(shù)碼管，74LS487腳（A），1腳（B），2腳（C），6腳（D）為編碼輸入端，分別接74LS192Q0-Q3；QA-QG為譯碼輸出端并分別接數(shù)碼管a-g；74LS48正常工作時3腳，4腳，5腳要同時接高電平。繼電器控制和燈亮滅模塊電磁繼電器通常由電磁鐵，銜鐵，彈簧片，觸點 等組成，其工作電路由低壓控制電路和高壓工作電路兩部分組成。只要在線圈兩端加上一定電壓，線圈中就會流過一定電流，從而產(chǎn)生電磁效應(yīng)，銜鐵就會在電磁力吸引作用下克服返回彈簧拉力吸向鐵芯，從而帶動銜鐵動觸點和靜觸點（常開觸點）吸合。當(dāng)線圈斷電后，電磁吸力也隨之消失，銜鐵就會在彈簧反作用力返回原來位置，使動觸點和原來靜觸點（常閉觸點）吸合。這么吸合、釋放，從而達成了在電路中導(dǎo)通、切斷目標(biāo)。當(dāng)三極管基極給高點平時三極管發(fā)射極和集電極導(dǎo)通使繼電器通電工作，使燈點亮；反之。三原理圖：原理圖分析：電阻R1,R7和光敏電阻均組成了白天和黑夜光信號檢測電路。白天時，R1和光敏電阻之間連線結(jié)點處為低電平，經(jīng)過兩個非門后三極管Q2基極為低電平，Q2截止，繼電器不工作，受控?zé)粼床涣?；同理，R7和光敏電阻之間連線結(jié)點處也為低電平，三極管Q1基極為低電平，Q1截止，555時鐘電路不工作；黑夜時，R1和光敏電阻之間連線結(jié)點處為高電平，經(jīng)過兩個非門后三極管Q2基極為高電平，Q2導(dǎo)通，繼電器工作，受控?zé)粼袋c亮；同理，R7和光敏電阻之間連線結(jié)點處也為高電平，三極管Q1基極為高電平，Q1導(dǎo)通，555時鐘電路開始工作。U1,U2，數(shù)碼管組成記燈亮次數(shù)電路，U25腳接收U9.A和U9.B之間高低電平改變并進行編碼，U2將編碼數(shù)據(jù)送給譯碼器U1并用數(shù)碼管顯示次數(shù)；U3,U4,U5,U6，數(shù)碼管組成記燈亮?xí)r間電路，最大時間為99秒，U65腳接收5553腳產(chǎn)生秒脈沖并進行編碼，U6將編碼數(shù)據(jù)送給譯碼器U4并用數(shù)碼管顯示時間，每到9秒時U612腳就產(chǎn)生一個進位脈沖并送給U55腳，U5也將進行編碼，將數(shù)據(jù)送于譯碼器U3并用數(shù)碼管顯示出來，從而實現(xiàn)0-99計時?？偠灾捍穗娐房蓪崿F(xiàn)白天燈熄滅，夜晚燈點亮，同時能夠統(tǒng)計燈亮?xí)r間和燈亮次數(shù)。四調(diào)試工藝： 五自我評價課程設(shè)計實物總體性能和指標(biāo)： 此課程設(shè)計實物總體性能和指標(biāo)達成了預(yù)期效果，即可實現(xiàn)白天燈熄滅，夜晚燈點亮，同時能夠統(tǒng)計燈亮?xí)r間和燈亮次數(shù)且工作穩(wěn)定可靠。 六深入完善方法： 將此課程設(shè)計做成PCB印制電路板，加上適宜美觀包裝，增加控制燈數(shù)量應(yīng)用到實際中。 七商品化應(yīng)用前景分析： 因為中國城市化進程加速和交通建設(shè)現(xiàn)代化，肯定造成路燈需求量增加；因為時代在進步，社會在發(fā)展，肯定造成大家對智能產(chǎn)品渴望。此課程設(shè)計路燈控制器設(shè)計完全達成了現(xiàn)代大家需求和要求。所以，此路燈控制器商品化應(yīng)用前景是可預(yù)見。 八獲和體會： 經(jīng)過此課程設(shè)計路燈控制器設(shè)計讓我收獲頗多。它讓我看到了自己對這個社會是有價值，對社會發(fā)展是能夠做出貢獻；它提升了我對電子產(chǎn)品理論設(shè)計能力，也提升了我實際動手能力；它讓我明白平時知識積累是有用，是能夠發(fā)明價值；她讓我找到了信心，找到了目標(biāo)。當(dāng)然，它也讓我明白自己和其它人還是存在差距，讓我明白僅靠現(xiàn)在知識還是不夠還得努力學(xué)_，也讓我明白理論和實際是有很大差距要把理論和實際相結(jié)合才能得到自己預(yù)期結(jié)果。