路灯控制器设计实验报告

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：

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：用光敏电阻将白天和黑夜产生光信号转换成电信号；

2.时钟产生和控制：用555产生秒脉冲（统计灯亮时间时用），用NPN型三极管控制555时钟开始和结束；

3.计数和复位：用十进计数器74LS192完成对灯亮次数和灯亮时间计数，且有复位功效；

4.数码管驱动和显示：用四线—七段译码器74LS48驱动七段共阴数码管并显示灯亮时间和灯亮次数；

5.继电器和灯亮灭控制：用NPN型三极管控制继电器并控制灯亮灭；

6.各模块链接。

经过论证此方案理论上是可行。

二．模块设计和分析：

光电转换模块

光敏电阻亮阻大约在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取得电压小于0.2V为低电平，当黑夜无光照时光敏电阻上取得电压大于4.6V为高电平。

555时时钟产生和控制模块

NE555是一个能产生正确定时脉冲高稳态控制器，在多谐振荡器工作方法时，其输出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脉冲并由3脚输出。利用三极管开关特征（给上图NPN型三极管基极高电平其发射极和集电极导通）控制NE555VCC并控制脉冲开始和结束，三极管基极高电平由光敏电阻和固定电阻串联分压取得。

74LS192计数器和复位模块

74LS192是可预置十进制同时加/减计数器。74LS1924脚（减计数）5脚（加计数）为脉冲输入端（上升沿有效）不用一脚接高电平；12脚为进位输出端,13为错位输出端，分别接到下一级5脚和4脚；D0-D3为并行数据输入端，Q0-Q3为输出端（分别接到74LS487脚，1脚，2脚，6脚）。正常工作时14脚接低电平，11脚接高电平。74LS19211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。

数码管驱动和显示模块

74LS48是四线—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74LS192Q0-Q3；QA-QG为译码输出端并分别接数码管a-g；74LS48正常工作时3脚，4脚，5脚要同时接高电平。

继电器控制和灯亮灭模块

　电磁继电器通常由电磁铁，衔铁，弹簧片，触点 等组成，其工作电路由低压控制电路和高压工作电路两部分组成。只要在线圈两端加上一定电压，线圈中就会流过一定电流，从而产生电磁效应，衔铁就会在电磁力吸引作用下克服返回弹簧拉力吸向铁芯，从而带动衔铁动触点和静触点（常开触点）吸合。当线圈断电后，电磁吸力也随之消失，衔铁就会在弹簧反作用力返回原来位置，使动触点和原来静触点（常闭触点）吸合。这么吸合、释放，从而达成了在电路中导通、切断目标。当三极管基极给高点平时三极管发射极和集电极导通使继电器通电工作，使灯点亮；反之。

三．原理图：

原理图分析：电阻R1,R7和光敏电阻均组成了白天和黑夜光信号检测电路。白天时，R1和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和光敏电阻之间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和光敏电阻之间连线结点处为高电平，经过两个非门后三极管Q2基极为高电平，Q2导通，继电器工作，受控灯源点亮；同理，R7和光敏电阻之间连线结点处也为高电平，三极管Q1基极为高电平，Q1导通，555时钟电路开始工作。U1,U2，数码管组成记灯亮次数电路，U25脚接收U9.A和U9.B之间高低电平改变并进行编码，U2将编码数据送给译码器U1并用数码管显示次数；U3,U4,U5,U6，数码管组成记灯亮时间电路，最大时间为99秒，U65脚接收5553脚产生秒脉冲并进行编码，U6将编码数据送给译码器U4并用数码管显示时间，每到9秒时U612脚就产生一个进位脉冲并送给U55脚，U5也将进行编码，将数据送于译码器U3并用数码管显示出来，从而实现0-99计时。

总而言之：此电路可实现白天灯熄灭，夜晚灯点亮，同时能够统计灯亮时间和灯亮次数。

四．调试工艺：

五．自我评价课程设计实物总体性能和指标：

此课程设计实物总体性能和指标达成了预期效果，即可实现白天灯熄灭，夜晚灯点亮，同时能够统计灯亮时间和灯亮次数且工作稳定可靠。

六．深入完善方法：

将此课程设计做成PCB印制电路板，加上适宜美观包装，增加控制灯数量应用到实际中。

七．商品化应用前景分析：

因为中国城市化进程加速和交通建设现代化，肯定造成路灯需求量增加；因为时代在进步，社会在发展，肯定造成大家对智能产品渴望。此课程设计《路灯控制器设计》完全达成了现代大家需求和要求。所以，此路灯控制器商品化应用前景是可预见。

八．获和体会：

经过此课程设计《路灯控制器设计》让我收获颇多。它让我看到了自己对这个社会是有价值，对社会发展是能够做出贡献；它提升了我对电子产品理论设计能力，也提升了我实际动手能力；它让我明白平时知识积累是有用，是能够发明价值；她让我找到了信心，找到了目标。当然，它也让我明白自己和其它人还是存在差距，让我明白仅靠现在知识还是不够还得努力学习，也让我明白理论和实际是有很大差距要把理论和实际相结合才能得到自己预期结果。