电子电路设计课程设计-基于cb555定时器的光控灯设计毕业论文.docx

电子电路设计（模拟篇）基于CB555定时器的光控灯 学 校： 青岛大学 姓 名： 学 院： 自动化与电气工程学院 专 业： 电气工程及其自动化 学 号： 2016年 10月 15 日基于CB555定时器的光控灯设计摘要路灯在我们日益更新的生活中越来越普遍，一般路灯是白天关闭，夜晚开启。如果人工控制路灯的开关，不但费时费力，而且在天气变化时，不容易掌握开关路灯的时间，给群众带来很大的不便。在本设计中介绍一种自动光控灯，这样不但省时省力，节约资源，而且可以提高灯的寿命。采用555时基电路施密特触发器，及电阻、二极管或门组成自动光控灯智能电路，会给我们带来新颖智能的便利；当光线好时，灯不会发光，到光线很差时，灯会自动开启照明。虽然本文介绍的光控灯只有1个简单的芯片和电阻电容构成，却可以模拟光控灯，也达到了节电节能的目的，同时它的原理也有广泛的应用。关键词：光敏电阻；555芯片；光控灯1光控灯原理1.1光控灯的意义与背景站在新世纪的门槛上，我们感受到的是高速发展的现代科技。降低能耗，节约能源、注重环保，简洁方便是当今家居生活的主题。也因如此，照明灯的需求也在不断的发展，人类有意识的采用各种方法改进它，以适应我们日常生活的各种需要。用光控开关来代替路灯开关、住宅小区的楼道上的开关，只有在光线不足时灯会自动点亮，白天光线充足时不会亮，可以达到节能的目的。同时光控电路具有电路简单，制作容易，工作可靠的特点，可广泛应用于各种楼房走廊的照明设备。1.2设计思路与原理电路采用光敏电阻来感受外界光的强弱，然后采用555多谢振荡器改变输出电压，从而改变发光二极管两端的电压，进而控制了灯的亮灭。在发射结接上一个继电器，可以控制外接电路的开路或短路。此设计也可以看做是一个用发光二极管指示的光控开关。要求电路在日光照射下，接通+5V电源后，发光二极管四熄灭的，没有光照的时候，发光二极管是亮的。接通+5V电压，在光线充足的情况下光敏电阻的阻值很小，分压很小，则输入555芯片的TH和TR端为高电平，此时555芯片的输出端为低电平，不能提供足够的电压给发光二极管，则灯不亮；在光线不足时，光敏电阻的阻值很大，分压很大，输入555芯片的TH和TR端为低电平，则555芯片的输出为高电平，此时可以提供足够的电压给发光二极管，灯就发光。2 光控灯的设计方案2.1 系统框图二极管亮灭CB555外界光照光敏电阻2.2 元器件的选择（1）发光二极管（黄）1只；（2）CB555芯片1只；（3）电容（0.01uF）1只；（4）光敏电阻1只；（5）可调电阻（100K）1只；（6）电阻（2K，8K） 两只；（7） CB555芯片2.3CB555芯片的介绍CB555定时器由比较器C1和C2，SR锁存器和集电极开路的放电三极管VT三部分组成。为了提高电路的带负载能力，还在输出端设置了缓冲器G4。6端口是比较器C1的输入端，2端口是比较器C2的输入端。C1和C2的参考电压UR1和UR2由Vcc经三个5K电阻分压给出。在控制电压输入端co悬空时，UR1=2/3Vcc,UR2=1/3Vcc。如果co外接固定电压，则UR1=Uco,UR2=1/2Uco。为了防止干扰，当不外加控制电压时，CO端一般通过一个小电容(如0.01F)接地，以旁路高频干扰。R是置零输入端。只要在R端加上低电平，输出端便立即被置成低电平，不受其他输入端状态的影响。正常工作时必须使R处于高电平。TH接至反相输入端，当THUR1时，UC1输出低电平，使触发器置0，故称为高触发端（有效时置0）；TR接至同相输入端，当TRUR2时，UC2输出低电平，使触发器置1，故称为低触发端（有效时置1）。555定时器的用法：可以设想，如果使UC1和UC2的低电平信号发生在输入电压信号的不同电平，那么输出与输入之间的关系将为施密特触发特性；如果在TR加入一个低电平触发信号以后，经过一定的时间能在UC1输入端自动产生一个低电平信号，就可以得到单稳态触发器；如果能使UC1和UC2的低电平信号交替地反复出现，就可以得到多谐振荡器。 3 电路仿真3.1 电路原理图设计与说明用Proteus绘制的原理图原理图说明：接通VCC为5V的电压，通过电阻的分压作用，控制6脚的输入电压为4V，使其始终大于2/3VCC，通过滑动变阻器与光敏电阻的分压，控制2脚的输入电压，从而改变555的输出电压，达到控制发光二极管的亮灭的作用。当光照到光敏电阻，达到一定强度时，其阻值变小，使得2脚的输入电压变大，当输入电压大于1/3VCC时，由555的原理可知，从输出管脚3输出低电平，此时发光二极管不能导通，熄灭；当光照减弱到一定强度时，光敏电阻阻值变大，使得2脚的电压变小，当小于1/3VCC时，由555的原理可知，从输出管脚3输出高电平，此时发光二极管导通，灯亮。此外，还可以通过滑动变阻器调节光控灯点亮所需光照强度的临界值。3.2 电路仿真调滑动变阻器为60%，即60K。光敏电阻无光照时，阻值为1M，一级光照强度时阻值200K，二级100K，三级50K，四级20K，五级10K，六级5K，七级2K，八级1K，九级500.当光照强度在四级以下时，光敏电阻阻值大于20K，根据电阻的分压原理，2脚的输入电压大于1/3VCC，为导通状态，发光二极管亮；当光照强度在四级以上时，光敏电阻阻值小于20K，根据电阻的分压原理，2脚的输入电压小于于1/3VCC，为截止状态，发光二极管灭。4 收获与体会通过这次设计，学习到了CB555芯片的使用方法，并体会到CB555定时在数字电路应用中的重要性以及便捷性，在设计过程当中也遇到了很多的障碍，但都一一克服，收获很多。5 参考文献数字电子技术基础（第五版）百度百科1. 基于C8051F单片机直流电动机反馈控制系统的设计与研究2. 基于单片机的嵌入式Web服务器的研究 3. 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