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1、徐州师范大学物电学院课程设计报告课程名称：数字电子技术基础题目：路灯控制器的设计专业班级：学生姓名： 学生学号日期： 指导教师：物电学院教务部印制一、课程设计目的、任务和内容要求：在当今社会中，人们已习惯于早出晚归，所以路灯的控制成为一个需要考虑的问题，如何能够在适当的时候开关灯需要我们去好好地思考设计。本课程设计的任务就是设计一个路灯控制器。我们应在熟悉基本原理的前提下，与实际应用相联系，提出自己的方案，完善设计。课程设计目的1. 掌握路灯控制器的设计、组装与调试方法。1. 熟悉集成电路的使用方法。课程设计任务及要求1.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
2、）能够自动关灯（发光二极管灭）；2.能自动记录“路灯”的开灯次数（用1位数码管显示）；3.能累计“路灯”开灯时间（用2位数码管显示）。二进度安排课程设计时间安排在学期结束前二周进行，共计14天。第1天： 选择课题，论证设计方案；第2至3天： 原理设计，电路仿真（有条件进行这一步），原理修改；第4至5天： 安装工艺设计，购买元器件；第6至9天： 按安装工艺和调试工艺分步安装、焊接、调试，电路修改，总调；第10天： 结构设计与安装（无外壳要求的可以不做此项）；第11至13天：撰写课程设计报告(文搞要求有纸版和电子版)；第14天： 课程设计答辩、演示、验收。三、主要参考文献：【1】彭介华.电子技术课
3、程设计指导.北京：高等教育出版社.1997【2】数字系统设计方法，大连理工大学编，大连理工大学出版社，1992年【3】邱关源、罗先觉.电路.北京：高等教育出版社.2007.8【4】康华光.电子技术基础.模拟部分.北京：高等教育出版社.2007.11【5】阎石.数字电子技术基础.北京：高等教育出版社，1998；【6】王远.模拟电子技术.北京：机械工业出版社，2001；【7】陈汝全.电子技术常用器件应用手册.北京：机械工业出版社，2003；【8】毕满清.电子技术实验与课程设计.北京：机械工业出版社，2006；指导教师签字：年月日目录摘要 2Abstract . 21选题背景3 11设计要求3 12
4、指导思想32方案论证4 21方案说明4 22方案原理43电路的设计和分析5 31电路的原理框图5 32单元电路的设计与分析54电路的调试与分析12 41调试使用的仪器12 42电路的调试125总结13 51设计体会13 52改进提高13附录1元器件清单14附录2电路的原理图15附录3实物图17参考文献18摘要在当今社会中，人们已习惯于早出晚归，所以路灯的控制成为一个需要考虑的问题。本课程设计的任务就是设计一个路灯控制器，要实现的功能是当处于暗环境下（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）；能自动记录“路灯”的开灯次数（用1位数码管显示）；能累计“
5、路灯”开灯时间（用2位数码管显示）。该电路的设计主要分为三个模块：路灯的控制、显示灯亮的持续时间、显示灯亮的次数，每个模块会分别用到不同的集成芯片（其中包括NE555、74LS48、74LS160）和一些常用的电子元件(光敏开光，电阻，电容，滑动变阻器等)。关键词：路灯控制；74LS160；74LS48；555定时器AbstractIn modern society，people havealready been used to work hard. So the control of the streetlight becomes a problem which is needed to b
6、e thought about. The taskof my course designing is to design a streetlight controlling. The function excepted to be achieved is that when in dark environments it can automatically turn on, when in the bright environments can automatically turn off. It can record the number of the lighting. It can al
7、so add up the time of the lighting. It divides into 3 parts: the control of the streetlight ;record the number; add up the time. Of course , different part use different integration chip (includingNE555、74LS48、74LS160 ) and some electronic components (mitsutoshiswitch, electric resistance, electric
8、capacity and so on).Keywords:the control of the streetlight; 74LS160；74LS48；NE5551 选题背景11设计要求1.1.1当日照光亮到一定程度时使灯自动熄灭，而日照光暗到一定程度时又能自动点亮。开启和关断的日照光照度根据用户要求进行调节，可选用一个白炽灯或发光二极管作光源。1.1.2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。1.1.3设计计数显示电路，统计路灯的开启次数。12指导思想本设计采用74LS160、74LS48、555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
9、数字）。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。2 方案论证21方案说明本设计主要是通过光敏电阻通过对外界的光线的强弱的感应来控制555的高低电平输出，从而控制路灯的开或关。为了使计时与计数电路同步启动，555的输出接计时电路的使能端，计数电路的脉冲端。脉冲的产生是用555接成一个频率为1HZ的多谐振荡器，用共阴极的七段数码管做显示电路。22方案原理当光照减弱时，光敏电阻阻值增大，555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
10、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 电路的设计与分析31电路的原理框图光电变换振荡电路信号鉴幅计算译码驱动电路计数译码开启时间显示路灯开启次数显示图3-1 电路的原理框图32单元电路的设计与分析321 多谐震荡电路的设计与分析555 定时器是一种模拟和数字功能相结合的中规模集成器件。一般用双极性工艺制作的称为 555，用 CMOS 工艺制作的称为 7555，除单定时器外，还有对应的双定时器 556/7556。555 定时器的电源电压范围宽，可在 4.5V16V 工作，7555 可在 318V 工作，
11、输出驱动电流约为 200mA，因而其输出可与 TTL、CMOS 或者模拟电路电平兼容。 555 定时器成本低，性能可靠，只需要外接几个电阻、电容，就可以实现多谐振荡器、单稳态触发器及施密特触发器等脉冲产生与变换电路。它也常作为定时器广泛应用于仪器仪表、家用电器、电子测量及自动控制等方面。它内部包括两个电压比较器，三个等值串联电阻，一个 RS 触发器，一个放电管 T 及功率输出级。它提供两个基准电压VCC /3 和 2VCC /3 555 定时器的功能主要由两个比较器决定。两个比较器的输出电压控制 RS 触发器和放电管的状态。在电源与地之间加上电压，当 5 脚悬空时，则电压比较器 A1 的反相输
12、入端的电压为 2VCC /3，A2 的同相输入端的电压为VCC /3。若触发输入端 TR 的电压小于VCC /3，则比较器 A2 的输出为 1，可使 RS 触发器置 1，使输出端 OUT=1。如果阈值输入端 TH 的电压大于 2VCC/3，同时 TR 端的电压大于VCC /3，则 A1 的输出为 1，A2 的输出为 0，可将 RS 触发器置 0，使输出为 0电平。555定时器主要是与电阻电容构成充放电电路，并由两个比较器来检测电容上的电压以确定输出电压的高低和放电开关管的通断，可构成单稳态触发器、多谐振荡器、施密特触发器等脉冲产生电路。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：Tw0.7 (R1+RW+R2) C 振荡周期计算公式：T0.7 (R1+RW+2R2) C经过计算可知R1 可为47k，R2为47k。图3-2 多谐震荡电路322译码显示电路的设计与分析
