路灯控制器的设计与仿真

1/19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2/19课程设计评定表姓名郑依依学号20134124存档号系别电气工程系专业电气工程及其自动化班级工1303班课程设计题目路灯控制器的设计与仿真指导教师评语：签名：年月日1．课程设计成绩：指导教师签名：年月日2．答辩成绩：答辩小组组长签名：年月日3．综合成绩：备注：1.“课程设计成绩”一项由指导教师根据学生在设计过程的表现及课程设计说明书评定，满分100分。2.“答辩成绩”一项由指导老师根据答辩情况评定，满分100分。3.“综合成绩”=“课程设计成绩”*80%+“答辩成绩”*20%。3/19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4/19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.............................................................................................63．1电路设计总方案..............................................................................................................63．2电路原理框图..................................................................................................................6第四章单元电路图及设计方案.....................................................................................................64．1开关控制电路设计总方案..............................................................................................64．2开关控制电路所用器件功能介绍..................................................................................74．2．1555定时器..................................................................................................74．2．2由555定时器构成的施密特触发器.........................................................74．3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。...................................................................................84．4开关次数记录显示电路设计总方案..............................................................................94．5开关次数记录显示电路所用器件功能介绍..................................................................94．5．1计数器...............................................................................................................94．5．2译码器..............................................................................................................104．6开关次数记录显示电路图............................................................................................114．7开启时间数码显示器设计总方案................................................................................124．8开启时间数码显示器电路图........................................................................................124．9由555定时器构成的多谐振荡器..............................................................................124．10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................................................................................................15第六章电路仿真...........................................................................................................................156．1总电路图........................................................................................................................156．2电路仿真结果................................................................................................................16如图6.2..................................................................................................................................16第七章元件清单表.......................................................................................................................17第八章总结...................................................................................................................................18第九章参考文献...........................................................................................................................195/19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工1303数字电子技术课程设计任务书2题目名称路灯控制器的设计与仿真设计任务与要求(1)设计制作一个路灯自动照明的控制电路，当日照光亮到一定的程度时路灯自动熄灭，而日照光亮暗到一定程度时路灯自动点亮。(2)设计计时电路，用数码管显示路灯当前一次的连续开启时间。(3)设计计数显示电路，统计路灯的开启次数。使用的工具软件Multisim电路仿真软件提交的设计资料1．主要电路和元器件的分析论证；2．Multisim仿真电路图6/19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。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7/194．2开关控制电路所用器件功能介绍4．2．1555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