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路灯开关的模拟电路的设计

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设计题目：路灯开关的模拟电路

一、设计任务与要求

设计一路灯开关的模拟电路。高压汞灯与高压钠灯隔盏交叉安排在街道两旁。傍晚时，灯全部亮。到了后半夜时，将钠灯关闭。仅保留汞灯。第二天早晨，灯全部关闭。模拟电路时，以红色发光二极管模拟钠灯，绿色发光二极管模拟汞灯。一秒钟模拟一小时。自己设计电路，完成制作，使之能演示上述功能。

二、方案设计与论证

由于使用发光二极管模拟路灯，所以必须用低压直流电源作为路灯电源。则必须设计一个直流稳压电源。白天不亮灯，晚上亮灯。要实现这个的自动控制，则使用光敏电阻来实现。根据题意，要实现后半夜钠灯灭的自动控制，需要使用时序控制电路。

设计方案总体电路原理图：

图 1

1、直流电源的参数设计

交流电先通过单相桥式整流电路可以得到半波的电压波形，再通过滤波电路可以得到比较好的电压波形，最后通过稳压电路就可以得到比较好的直流电。

C2470nFC3470nFU1LM7812CTLINEVREGCOMMONVOLTAGEU2LM7912CTLINEVREGCOMMONVOLTAGEC41uFC51uFD11N4007D21N4007D31N4007D41N40078R11kΩR21kΩC13.3mFC63.3mFLED1LED218D51N4007D61N400710T1TS_AUDIO_10_TO_1V1220 Vrms

50 Hz

0° 79324C7220nFC8220nF605

图 2

提供的是220V的交流电源要变为15V直流电变压器用 220V~15V规格的该电路所需的电源为12V选的整流芯片为：LM7812整流用的二极管可用1N4007电解电容用3300uf C2和C3可用0.47uf C4/C5、C7、C8可用1uf发光二极管上的R用1KΩ。

2、光控电路

该电路结构如右图示，由光敏电阻GR,电阻R4、R1以及三极管Q1组成。白天或光照强时，GR的电阻很小，Q1的基极呈现高电位，Q1导通。光控电路输出为低电平，即与其相连接的74LS00的13脚输入为低电平。此时即使有声音，固态继电器也不会被导通，灯泡不亮。夜晚或光线较暗时，GR的电阻达到１兆左右，Q1基极电位低，Q1截止。此时，电路的输出为高电平，与其相连接的74LS00的13脚呈高电平。如此时遇到声音触发，74LS00的12脚呈高电平，11脚输出低电平触发单稳态触发器。单稳态触发器输出高电平，固态继电器迅速被激发导通，灯泡被点亮。

我们测得GR的亮电阻为20K，暗电阻为1兆。欲使

Q1导通，Q1基极电压需达到0.7V。通过分压公式，计 图 3 GR1R210KR41.5KQ29013VCCOUT算得R4取1.5K欧姆合适。为保证夜晚时三极管截止时，光控电路的输出为高电平，我们在回路中接上阻值为10K的上拉电阻R2。

3、延时、触发电路

该延时电路是由555定时器组成的单稳态触发器，它具有一个稳态和一个暂稳态。其电路结构如下图示，在我们的设计电路中，该延时、触发电路如右下图示当没有触发信号时，Vi（2脚）处于高电平（Vi>VCC/3）,如果接通电源后Q=0，V0(3脚)=0，T导通，电容通过放电三极管T放电，使Vc=0,V0保持低电平不变。如果接通电源后Q=1，放电三极管T就会截止，电源通过电阻R向电容C充电，当Vc上升到2VCC/3时，由于Vc1=0,Vc2=1时，锁存器置0，V0为低电平。此时放电三极管T导通，电容C放电，V0保持低电平不变。

路灯系统原理图 图 4 单稳态触发电路

图 5 TRIG2Q3R4CVolt5THR6DIS7VCC8GND1U3LM555GNDC60.1uR61MC5100uINOUTVCC

图 6 发光二极管排布图

如图所示，红绿发光管依次相间排列。

三、性能测试与分析

（一）电源部分的测试

实验测得 ：

副边电压U1=15V、U2=15V。

整流滤波后的电压 U1=22V

输出端电压 Uo1=12.２５V

要求输出电压为 Uo1=12V

理论值： U12=30V， U1=18V, Uo1=12.V 。

（二）功能测试部分

实验测得红色光二极管亮灯时间在一秒左右。与规定时间差不多。

（三）误差分析与计算

误差分析：

实验测试中的直流正负电源不是完全对称。

1实验中所用电子元件参数不是完全标准。

2温度的改变对电路性能的影响。

3光敏电阻阻值的改变的不稳定性的误差。

四、结论与心得

通过这次课程设计实验，大大提高了我的动手能力和测试技术能力。不但熟练了电路焊接方法，还掌握了调试方法与参数设计及测试，学会了许多专业知识。遇到困难时，我就去积极的看教材，去图书馆查阅资料，去网上搜索相关信息，直至把每一个细节，每一个原理都搞清楚弄明白为止，大大增强了我的自学能力和独立能力。更重要的是，我拓展了思路，开阔了视野，活跃了思想。

在通过这次的课程设计，让我真正理解了书本上知识，懂得理论与实际想结合，懂得了如何发现问题，如何解决问题，让自己有更好的进步与提升！！！

五、参考文献

1、《电子线路设计、实验、测试》（第二版），谢自美主编，华中理工大学出版社

2、《电子技术基础实验研究与设计》，陈兆仁主编，电子工业出版社

3、《电工电子实践指导》（第二版），王港元主编，江西科学技术出版社

4、《电子技术课程设计指导》，彭介华主编，高等教育出版社

5、《模拟电子技术基础课本》

6、《数字电子技术基础课本》

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利用Proteus仿真实现路灯自动控制开关电路的设计

利用Proteus仿真实现路灯自动控制开关电路的设计

路灯自动控制开关电路的设计

组员：

班级：

设计一个路灯自动控制开关电路，用光敏传感器实现自控，能在天黑时自动点亮路灯，天亮后又自动关灯。控制电路用电池供电，熄灯后电路耗电小。

简要具体实现：当傍晚光照强度渐弱或清晨光照强度渐强来控制路灯的通或断开。主要利用光敏电阻作为光敏传感器，555作为滞后比较器来设计电路，当光线强到一定程度时，555的输出发生跳变，当光线暗到一定程度时，555 的输出也要发生跳变。

一. 设计的作用

自动控制开关路灯电路，用光敏传感器实现自控，能在天黑时自动点亮路灯，天亮后又自动关灯，通过自动控制路灯电路有效的节约了能源，更重要的是减少了人力和物力的浪费。

二. 设计的具体实现

1. 系统概述

设计思想就是通过光敏电阻遇关改变阻值从而影响端电压的特性，利用555定时器构成的施密特触发器来控制继电器的关断与闭合，使路灯亮灭。

施密特触发器是一种整形电路，它能将边沿变化缓慢的电压波形整形为边沿陡峭的矩形脉冲。与普通触发器相比，它有以下特点：

（1）具有两个稳定的状态，但没有记忆作用，输出状态需要相应的输入电压来维持。

（2）属于电平触发，能对变化缓慢的输入信号作出响应，只要输入信号达到某一额定值，输出即发生翻转。

(3)具有回差特性，电路对从低电平上升和从高电平下降的输入信号具有不同的阈值电压，这种回差特性使其具有较强的抗干扰能力。

利用555定时器构成的施密特触发器，当在白天时，输出产生高电平，继电器触点断开，路灯不亮；当在黑夜时，输出产生低电平，继电器触点闭合，路灯亮。

工作原理：当白天有光照射的情况下，光敏电阻呈低阻状态，2处于高电平，使触发器的输出端输出低电平，继电器断开路灯不亮，控制指示灯LED1亮。当黑夜无光照射的情况下，光敏电阻呈高阻状态，2处处于低电平，使触发器的输出端输出高电平，继电器得电，触点闭合，路灯亮，控制指示灯LED2亮。

路灯开关模拟电路设计报告

路灯开关模拟电路设计报告

路灯开关模拟电路设计报告

一、设计内容

设计了一个路灯自动控制开关电路，能在天黑时自动点亮路灯，天亮后又自动关灯，利用光敏元件实现自控，电路采用直流稳压电源供电。

二、设计方案

利用继电器的开关作用，来实现灯所在电路的导通与关闭，来控制灯的亮与灭。因为是通过光来控制的，所以使用光敏原件，通过比较器输出高低电平，控制晶体管得导通和关闭来控制继电器工作与否，从而控制灯的亮和灭。

三、工作原理

光敏元件收到光照时，比较器的-级（2号引脚）比+级（3号引脚）的电位高，因此比较器输出低电平，三极管处于截止状态，继电器电磁铁断开，灯所在电路断开，灯无法亮。当光敏元件不受光照时，比较器的-级（2号引脚）比+的（3）号引脚的点位低，因此比较器输出高电平，三极管处于导通状态，继电器电磁铁被吸引，灯所在电路导通，灯亮。

四、电路原理图

五、测试结果与分析

当光敏元件收到光照的时候，光敏元件产生0.11MA的电流，比较器-级（2号引脚）的电位为：3.88V,+级（3号引脚）的电位为：0.7V，-级比+级电位高，比较器输出0.043V的低电平。此时三级管中的电流近似为零，三极管处于反向截止状态，继电器不工作，灯不亮。

当光敏元件不受光照的时候，光敏元件产生4.83A的电流，比较器-级（2号引脚）的电位为：0.17V,+级（3号引脚）的电位为：0.7V V，-级比+级电位低，比较器输出0.81V的高电平。此时三级管中的电流为：121092.9A，三极管导通，继电器工作，灯的电路接通，灯亮。

六、心得体会

通过设计这个简单的路灯开关模拟电路，使我进一步熟悉了模拟电路的结构和原理，巩固了所学的知识，对三级管有了更深层次的了解。本实验由于设计到一些老师没有讲过的东西，因此，通过网络的搜索和自己的学习掌握了这些方法，扩张了学习的深度，同时又增强了自学能力。使我感到学习不仅仅局限于书本，更应该结合实际、从实际的生活分析考虑问题。最后我感到模电这一门学科是一个十分重要的课程，学习好这门课程有着十分重要的意义。

模拟路灯控制系统的设计

模拟路灯控制系统的设计

最新范本,供参考！

开放实验报告

实 验 名 称 基于单片机控制的模拟路灯控制系统

学 生 姓 名 杨茜

系 、专 业 信息工程系、电子科学与技术

指 导 教 师 许建明

2015年 7月5 日

最新范本,供参考！ 基于单片机控制的模拟路灯控制系统

一、实验目的

1.综合应用所学电子课程，用单片机设计控制模块。

2.通过本次设计，加强学生对单片机的深刻理解，提高学生的设计能力和动手能力。

3.了解PCB板制造过程。

二、实验内容

设计一款通过单片机控制的模拟路灯控制系统，能够自动根据环境的亮度和行人的有无来关闭和开启路灯。

三、实验原理

本系统采用51单片机为控制芯片，集成HC-SR501 探头人体红外感应模块来感应行人的有无，光敏电阻为环境亮度感应器。该设备外围元件少简化了电路设计，提高了系统的可靠性。

AT89C52简介

AT89C52是一个低电压，高性能CMOS 8位单片机，片内含8k bytes的可反复擦写的Flash只读程序存储器和256 bytes的随机存取数据存储器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准MCS-51指令系统，片内置通用8位中央处理器和Flash存储单元，AT89C52单片机在电子行业中有着广泛的应用。

AT89C52有40个引脚，32个外部双向输入/输出(I/O)端口，同时内含2个外中断口，3个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口，2 个读写口线，AT89C52可以按照常规方法进行编程，也可以在线编程。其将通用的微处理器和Flash存储器结合在一起，特别是可反复擦写的 Flash存储器可有效地降低开发成本。

AT89C52是一个低电压，高性能CMOS 8位单片机，片内含8k bytes的可反复擦写的Flash只读程序存储器和256 bytes的随机存取数据存储器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准MCS-51指令系统，片内置通用8位中央处理器和Flash存储单元，AT89C52单片机在电子行业中有着广泛的应用。 最新范本,供参考！ AT89C52有40个引脚，32个外部双向输入/输出(I/O)端口，同时内含2个外中断口，3个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口，2 个读写口线，AT89C52可以按照常规方法进行编程，也可以在线编程。其将通用的微处理器和Flash存储器结合在一起，特别是可反复擦写的 Flash存储器可有效地降低开发成本。

单片机控制的模拟路灯控制系统设计

单片机控制的模拟路灯控制系统设计

单片机控制的模拟路灯控制系统设计

模拟路灯控制系统是一种基于单片机控制的系统，用于智能地控制路灯的亮灭。通过使用单片机作为主控制器，可以实现对路灯的自动亮灭、亮度调节、时间设置等功能，提高路灯的节能性和智能化程度。

一、系统设计方案

1.硬件设计

(1)单片机选择：选择一款功能强大、易于编程的单片机作为主控制器，如STC89C52

(2)光敏电阻：用于感知光线强度，控制路灯的亮灭。

(3)三色LED灯：用于模拟路灯的亮灭状态，分别表示红、黄、绿三种不同的亮度。

(4)显示屏：用于显示系统的运行状态和参数设置。

(5)时钟模块：用于系统的时间设置和计时功能。

2.软件设计

(1)系统初始化：在系统启动时，进行各个模块的初始化操作，包括IO口设置、定时器设置、中断设置等。

(2)光敏电阻检测：通过ADC模块读取光敏电阻的电压值，转换成灯光亮度等级。

(3)路灯控制：根据光敏电阻的电压值，控制三色LED灯的亮灭状态。根据亮灯等级的不同，选择相应的亮灯模式，如红灯、黄灯、绿灯。 (4)时间设置：通过时钟模块设置系统的时间，并可以设定定时开关灯功能。

(5)显示屏交互：通过显示屏显示系统的运行状态和参数设置，实现与用户的交互功能。

二、系统功能详解

1.自动亮灭功能

系统通过光敏电阻感知光线的强度，根据设置的亮灯等级，自动控制路灯的亮灭状态。当光线强度低于一定阈值时，系统自动点亮路灯；当光线强度高于阈值时，系统自动熄灭路灯。这样可以根据实际的光照情况，智能地控制路灯的亮度，节约能源。

2.亮度调节功能

系统可以根据用户的需求，通过显示屏进行亮度调节的设置。用户可以根据实际需求设定不同的亮度等级，系统将根据用户设置的亮度等级来控制路灯的亮度。这样可以根据不同的环境要求，调节路灯的亮度，提高路灯的灯光利用率。

3.时间设置功能

系统通过时钟模块提供时间设置功能，用户可以根据实际需求设置系统的时间，并可以设定定时开关灯功能。用户可以设定指定时间点的开灯和关灯时间，系统将根据用户设定的时间进行控制。这样可以根据不同的时间段，智能地控制路灯的开关状态，减少能源的浪费。