1、一、課程設計目的、任務和內容要求：在現代城市中，效率意識日益突出，人們希望不需要人力資源的浪費，希望使效 率合理使用最大化。因此，自動路燈控制器是實現無人管理自動開關的重要設計。本課程設計的任務就是設計一個路燈控制器。鼓勵學生在熟悉基本原理的前提下, 與實際應用相聯系，提出自己的方案，完善設計。具體設計任務如下：1 熟悉路燈控制器工作原理；2 寫出路燈控制器的設計方案；3 用硬件加以實現；4 寫課程設計報告。設計要求：設計一個路燈控制器控制電路。要求：基本要求：1. 當處于暗環境下（晚上）能夠自動開燈（發光二極管亮）。2. 當處于亮環境下（白天）能夠自動關燈（發光二極管滅）；3. 能自動記錄“

2、路燈”的開燈次數（用 1位數碼管顯示）；4. 能累計“路燈”開燈時間（用2位數碼管顯示）。發揮部分：用白熾燈代替發光二極管；其它。二、進度安排：第12天：查找資料，熟悉電子密碼鎖的設計原理，給出設計總體方案; 第24天：各模塊的詳細設計；第49天：硬件連線，調試；第912天：寫課程設計報告。三、主要參考文獻：1謝自美電子線路設計-實驗-測試M.武漢：華中科技大學出版社,20002童詩白 華成英模擬電子技術基礎M 高等教育出版社，2006年5月第四版.3閻石數字電子技術基礎M.高等教育出版社,2006年5月第五版.4郭天祥新概念51單片機C語言教程M電子工業出版社2009年9月 黃彤通用控制器的

3、應用J.無線電，2010年2月，2期. 梁延貴.現代集成電路實用手冊M科學技術文獻出版社2002年7范紅剛魏學海任思璟51單片機自學筆記M北京航空航天大學出版社2010年1 月指導教師簽字：年月日徐州師范大學物理與電子工程學院課程設計報告摘要 1課題背景（或緒論、概述） .11.1課題背景 .12設計方案簡述 22.1 主要器件及作 22詳細設計 33.1 單元電路設計 33.2時間計數器電路 .63.3次數記數電路 63.4譯碼、顯示電路 74設計結果及分析 .84.1測試結果 .85總結 95.1加深理論學習. 95.2加強動手實踐能力 . 95.3培養科研能力. 9參考文獻 .10-I

4、-徐州師范大學物理與電子工程學院課程設計報告本設計以數碼管、譯碼器、計數器、光敏電阻、運放、555定時器、PT2262 PT2272 繼電器、三極管、二極管、電阻、電容等元件制作的路燈控制器。主要實現當處于暗環 境下（晚上）能夠自動開燈（發光二極管亮），當處于亮環境下（白天）能夠自動關燈 （發光二極管滅）；能自動記錄“路燈”的開燈次數（用1位數碼管顯示）；能累計“路 燈”開燈時間（用2位數碼管顯示）。通過用Protel99SE畫電路原理圖和用proteus仿 真和理論分析設計出路燈模擬控制的藍本。最終在實際中調試檢驗。在最初時，顯示亮 燈次數的數碼管顯示的數值不是很準確，可以通過調節滑動變阻器

5、的分壓比實現次數的 穩定，然后再在輸出端經過兩次求反穩定輸出波形。通過課程設計，將理論知識應用于 實踐，加強了對知識的廣度與深度的理解。培養了動手能力和一定的科研創新能力，在 廣泛獲取有關知識理論的前提下，通過實踐展示出來.理論與實踐在一定程度上很接近， 但不會結對符合，由此得出結論，通過理論指導實踐，通過實踐促進理論的學習。關鍵詞：數碼管；譯碼器；計數器；PT2262 ； PT2272AbstractThis desig n called the mon itor con trol of lamp,which is based on decode ing ttl chip and the i

6、ntelligence light sensor.It has the function of control the open and close of the lamp .The bright part of this desig n is that it can be con trolled wirelessly.If it is in the ni ght,the lamp will work automatically.At the same time,if it is in the day,the n the lamp will don 'work. Through Pro

7、tel99se and Proteus ,the blue print has been made out successfulMy.the initial,the count of the times of the lamp isn't very clearly.But,by adjusting the voltage of the resister,it does.putt ing theory into practice is very importa nt. Desig ns through the curriculum, applies the theory kno wled

8、ge in the practice, stre ngthe ned to the kno wledge breadth and the depth understanding.Raised began ability and certain scientific research innovation ability, in under the widespread gain related kno wledge theory premise, dem on strated through the practice. The theory and the practice very is t

9、o a certain extent close, but cannot tie to tallies, from this draws the con clusi on, through theory in structio n practice, through practice promoti on theory study.Key words : lamp ;light sensor;decodeing ttl chip;PT2262;PT2272-2 -徐州師范大學物理與電子工程學院課程設計報告1課題背景（或緒論、概述）1.1課題背景1.1.1目的意義該設計是通過實際設計調試成一個可

10、以自動控制的模擬路燈控制器，通過實際的模擬解決人力資源的浪費，提高效率。模擬路燈控制器有著十分廣泛的應用 背景。在一些無人操作控制的工廠和一些些家用設施中， 它可以自動控制路燈的 亮暗，起到節省資源，有效避免資源浪費，同時他可以有效緩解壓力，處分利用 人力資源，提高效率。1.1.2基本理論依據和工作內容主要依據計數器，譯碼器，光敏電阻等基本元器件的原理， 設計出電燈隨著 光線的亮暗而自動管滅。同時讓數碼管顯示路燈點亮的時間的并記錄路燈亮暗的 次數。主要實現當處于暗環境下（晚上）能夠自動開燈（發光二極管亮），當處于亮環境下（白天）能夠自動關燈（發光二極管滅）；能自動記錄“路燈”的開 燈次數（用1

11、位數碼管顯示）；能累計“路燈”開燈時間（用2位數碼管顯示）。 同時，又增加了無線控制，和驅動繼電器等部分。-1 -徐州師范大學物理與電子工程學院課程設計報告2設計方案簡述2.1主要器件及作用2.1.1簡要原理了解常用路燈控制的各種方法，及各自的優缺點，通過相互的比較，確定設 計方案，并對所用傳感器進行選型，同時加以電路的設計與分析，完成設計任務。2.1.2整體流程圖下面將對路燈控制器的原理，路燈控制器中用到的主要元件以及在電路中的 作用分析。該路燈控制器是由光敏元件、計數器、譯碼器、數碼管顯示器和受控 燈組成。光敏電阻器又叫光感電阻，是利用半導體的光電效應制成的一種電阻值隨入射光的強弱而改變的

12、電阻器：入射光強，電阻減小，入射光弱， 電阻增大。通過光敏電阻在不同光照條件電阻的大小，從而分的的電壓的 大小來控制輸出的高低電平，可以控制記時模塊的開始、停止計時，同時 也通過高低電平的變化來產生脈沖使記數模塊來記數。2.1.3連接核心主要是通過三極管驅動繼電器，以光敏電阻為核心作為連接的，通過譯碼器驅動的數碼管，顯示亮燈次數和亮燈時間次數顯示電路廿譯碼驅動-2 -徐州師范大學物理與電子工程學院課程設計報告3詳細設計3.1單元電路設計3.1.1光電轉換電路光敏電阻光強時電阻小，光暗時電阻大。稱其在這兩個狀態的電阻分別為亮電阻 和暗電阻。本設計所用的光敏電阻亮電阻約為2KQ,暗電阻約為200K

13、Q。電源電壓為+5V,根據環境亮暗調整電位器 R1,可以實現光敏電阻上電位隨環境亮度 的改變而改變，從而產生高低電平。同時圖中的三極管放大電路接法有較大的輸 入電阻，不影響以上電路的電氣性能。圖中三極管采用9014.圖3-13.1.2秒脈沖產生電路利用CB555設計一個多諧振蕩器由公式R1=R2=47k.T=(r1+2Cln 2,可以計算出圖3-2VccVCC丁-3 -徐州師范大學物理與電子工程學院課程設計報告-# -徐州師范大學物理與電子工程學院課程設計報告3.1.3PT2262 與 PT2272-# -徐州師范大學物理與電子工程學院課程設計報告PT2262是Princeton Techno

14、logy公司的一款適用于紅外和無線遙控，將載波振蕩、 編碼、發射部分集于一身的集成電路。它具有價格低、功耗小、抗擾性好、單電 阻振蕩、適用電壓范圍寬等優點，外圍電路簡單，使用方便。目前被廣泛應用于家 電遙控、車門遙控、遙控玩具及工業遙控等領域。PT2262芯片引腳排列如圖2所示。各引腳功能如下：A0A5為地址輸入,可編制 成三種狀態：1、0和高阻態;A6/D0A11/D5為地址或數據輸入，取決于接收端的 譯碼器。做地址輸入時,可編制成三種狀態：1、0和高阻態;做數據輸入時,可編成 l和0兩種狀態。該芯片最大編碼容量為 531441（312）種。為發射使能端，低電平 有效。OSC1、OSC2外接

15、振蕩電阻，決定電路時鐘頻率。Dout為數據輸出端。由 地址、數據的不同狀態而決定的各位編碼由此腳串行輸出。 PT2262的信號發送 格式如圖3所示。每當按鍵有效時,PT2262發送四次編碼。每發送一次編碼都有5ms寬度的低電平分開，而16ms的編碼是由A0A11十二個碼組成，低位在前，高位在后。PT2262每組發送12位三態數據，要把三態碼轉換成二進制形式，每位數據（0,1，高 阻態）由兩個脈沖位組成（具體編碼格式見圖4）,接收端的信號與發送的信號高低 電平正好相反。在接收端，把負電平的脈沖作為有效信號，這樣的脈沖有兩種，一種 為寬脈沖，長度約490卩sr種為窄脈沖，寬度約165 s每一個數據

16、位的寬度約為 1.3ms,每組12位數據的寬度約為16ms。如果把寬脈沖看作二進制 “0窄脈沖看 作二進制“ 1須E么接收到的二進制碼和發送的三態碼的對應關系如表1所示。這樣，解碼的對象實際上就是與12位三態碼對應的24位的二進制碼。解碼原理及 硬件結構每檢測到一次有效按鍵,PT2262都發送四次編碼，接收端收到的編碼間 隔是5ms的高電平。可以利用這一特點先檢測有沒有接收到數據。當有數據的 時候，就去掉第一次編碼的信號，接收到5ms的高電平的負跳變后才開始解碼。解 碼時，使用單片機內的比較器判斷信號的電平跳變，用定時器記錄信號相鄰下降沿 和上升沿之間的時間，判斷是寬脈沖（二進制1）還是窄脈沖

17、（二進制0）,將該二進制 數值記錄下來，就得到了與發送端相對應的編碼。PT2262/2272是一對帶地址、數據編碼功能的無線遙控發射 /接收芯片。其中發 射芯片PT2262-IR將載波振蕩器、編碼器和發射單元集成于一身，使發射電路變 得非常簡潔。接收芯片PT2272的數據輸出位根據其后綴不同而不同，數據輸出具有“暫存” 和“鎖存”兩種方式，方便用戶使用。后綴為“ M為“暫存型”，后綴為“ L” 為“鎖存型”，其數據輸出又分為 0、2、4、6不同的輸出，例如：PT2272-M4 則表示數據輸出為4位的暫存型無線遙控接收芯片。A.4匚A5匚 AB/DD 匚 k7/DL 匚VS5匚1 1 s2 IT

18、3 164 155 146 137 12 咅113 10 VDD CoutJ 05C13 0SC2 TEJ A11/B5J A10/B41 AVE31 2 DBTSCSCIJr仔 VVOODDDDBc E rnc c E 01234501S aaaaaadd eVA10/D4A11/E5FT2262-IRF*J部原理框圖TEDwit0SC1 0SC2El FT2252-IRFT亞佗引腳圖PT2262-IR引腳功能說明：Pin 1-Pin6 （ A0-A5）:地址輸入端，可編成“ 1”、“0”和“開路”三種狀態。Pin7、Pin8、pin 10-Pin13 （ A6/D0-A11/D5）:地址或

19、數據輸入端，地址輸入時用Pin1-Pin6，做數據輸入時只可編成“ T、“ 0”兩種狀態。Pin 14（TE）:發射使能端，低電平有效。Pin15、Pin16（OSC1OSC2：外接振蕩電阻，決定振蕩的時鐘頻率。Pin 17（Dout）: 數據輸出端，編碼由此腳串行輸出。Pin9、Pin 18（Vdd, Vss）:電源 +，-輸入端。PT2272引腳功能說明：Pin1-Pin6 （A0-A5）:地址輸入端，可編成“ 1”、“0”和“開路”三種狀態。要求與 PT2262設定的 狀態一致。Pin7、Pin8、pin 10-Pin 13 （ D0-D5）:數據輸出端，分暫存和鎖存兩種狀態。Pin14

20、（ DI）:脈沖編碼信號輸入端。Pin15、Pin16（ OSC1 OSC2 :外接振蕩電阻，決定振蕩的時鐘頻率。Pin17（VT）:輸出端，接收有效信號時，VT端由低電平變為高電平。Pin9、Pin18（Vdd, Vss）:電源 + ,-輸入端。PT2262/PT2272工作原理 PT2262-IR 發射芯片地址編碼輸入有“ 1”、“ 0”和“開路”三種狀態，數據輸入有“ 1” 和“ 0”兩種狀態。由各地址、數據的不同接腳狀態決定，編碼從輸出端Dout輸出，通過紅外發射管發射出去。其編碼時序波形如圖2所示。Dout輸出的編碼信號是調制在38kHz載波上的，OSC1 OSC2外接的電阻決定載

21、頻頻率，一般電阻可在430k 470k之間選擇即可。-一nLJr存 ZTJ-L字鉅成吃位地址同步位同步壘_J I加位雄圖送FT2262-IR碼時序團圖3-4PT2272的暫存功能是指當發射信號消失時，PT2272的對應數據輸出位即變為低 電平。而鎖存功能是指，當發射信號消失時，PT2272的數據輸出端仍保持原來的狀態，直到下次接收到新的信號輸入。圖3是紅外發射和接收的典型應用原理 圖，為了能正確解調出調制的編碼信號，接收端需加一級前置放大級，保證輸入PT2272的信號幅度足夠大。PT2272各輸出端通過各種接口即可控制相應的負載。3.2時間計數器電路本部分要實現十進制記數，使顯示的時間最大為9

22、9秒。如采用十六進制計數器74LS161,需要采用置數法或置零法來獲得十進制記數器，需要增加芯片，且會 增加電路復雜度，故直接采用十進制計數器 74LS160來實現CP 7Ep Er74LS160功能 |x 0 x x x異步清0.jTiiii計數1入11 0 X x置數1x i r 1 o i保持(W進位)x 11x0保持(C=0) II圖3-5Q3Q2Q1Q0 : 0000*0001 祗011* 0100 +0101* 01100111* 1000 朋 001*SRPECETCEPAction oit tfie Rising Clock Ede (r)LXXXRESET (Clear)HL

23、XXLOAD (Pn->Qn)HHHHCOUNT (Increment)HHLXNO CHANGE (HoldHHXLNO CHANGE (HakJMODE SELECT TABLETorttie LS162A andL5163AoNy.卄二 HIGH toltage Leve L= LOW Wtaye Level X - Den t Care圖3-6秒脈沖每秒產生一個上升沿信號，而秒脈沖輸出端接74LS160的CP(CLK端，從而實現計時功能。記秒位的 74LS160的C0端接記十秒位的74LS160的EP和 ET端，可以實現進位功能，使記時達到 99秒。通過控制Ep端為0或1來控制

24、是開始或暫停記數，從而實現開燈時間的累記。74L&1CU圖3-7TN二8SS39£o a a a6W1Q貝UMLU3.3次數記數電路與時間記數電路類似，次數記數電路同樣用74LS160來實現。只是CP(CLK端接的是光電轉換電路中光敏電阻上端，因此可以實現記錄開燈次數，最大值為9次。此部分的RD、 LD EP ET均接1 （直接接VCC,使芯片一直保持在記數 狀態。圖3-83.4譯碼、顯示電路譯碼芯片采用74LS48 ,其為內部有上拉電阻的 BCD七段譯碼器 驅動器。可以將BCD代碼譯成數碼管所需要的驅動，一邊數碼管用十進制數顯示出BCD代碼所表示的數圖3-9數碼管采用共陰極

25、的LG5011AH4設計結果及分析將以上各個模塊連接起來，即得到如下圖的總電原理圖。其中U2 CLK接的是秒脈沖產生電路的秒脈沖輸出端。此圖為仿真圖，直接用的秒脈沖信號。4.1測試結果4.1.1結果與調試通過無線遙控開關可以比較靈敏的開動和停止此裝置。 第一個和第二個數碼管可 以比較靈敏的和準確的累計亮燈的時間。 第三個數碼管可以準確的計算路燈 （模 擬）的開關次數到此，基本要求已經實現。發揮部分及可以用繼電器啟動真正的 路燈用弱點信號可以實現控制強電信號的要求。-9 -徐州師范大學物理與電子工程學院課程設計報告5總結5.1加深理論學習通過本次課程設計，我充分認識到了理論聯系實際的重要性， 我會利用課余時間 多讀一些有關電子技術的一些書籍，同時注重培養自己的科研能力，和自己獨立 解決問題的能力。深厚的理論知識和寬廣的熟知知識是完成每一項制作和設計必 不可少的前提。5.2加強動手實踐能力良好的動手實踐能力是王成任務的良好的催化劑， 要重重培養自己的刻苦鉆研和 基本的焊工。只有不斷地將理論知識付諸于實踐，才能真正地理解和掌握一門知 識。5.3培養科研能力我從這次設計中深刻體會到了學習電子技術的重要性，它可以將我們學習到的知識轉化成科技生產力，從而造福于社會，加強我們國家的現代化步伐。更進一步 地說，只有學好理論知識，提升自己的科研能力，才有