光电路灯开关设计

【摘要】本仿真中的路灯控制器是由光学传感器、放大器、继电器、受控灯和电源电路组成，运用到模拟电子技术中得多级放大电路。主要用于安装在公共场所或道路两旁的路灯通常希望随日照光强度的变化而自动开启和关断，既满足行人的需要，又能节电。一些芯片和元器件的功能及其应用，以达到将理论知识学以致用、融会贯通的目的。

【关键词】施密特触发器；继电器；protues

中图分类号：TM923文献标识码：A文章编号：1006-0278（2012）06-125-01

一、设计思路及方案确定

由于整个控制电路是通过光照度来控制的，所以电路中肯定会加入光学传感器。作为核心的控制部分。通过使用555定时器来构成的施密特触发器来产生矩形波作为计数器的脉冲信号，来统计路灯连续启动时间和启动次数。整体结构流程如图：

各个模块结构图

根据以上思路分析，整个电路使用模块化的思路来进行设计，分为以下几个模块：

1、光电变换电路部分；

2、信号发生器施密特触发器74LS13；

3、振荡电路部分；

4、驱动电路；

5、路灯

二、各个模块电路设计

（一）光电变换电路设计

光电变换电路时用光敏二极管作为检测元件，构成电路中将光信号转变成电信号。

原理：当没有光或者光线很弱的时候与门的1，2管脚分别输入高电平和低电平，则与门的3管脚输出低电平：当有光时与门的1，2管脚都输入高电平，则3管脚输出高电平。然后3管脚输出的电平控制施密特触发器的鉴幅工作。

（二）信号鉴幅电路模块设计

光电变换电路3管脚输出端的电平控制施密特触发器做鉴幅作用，根据与门输出的电平控制开关K1的吸合和控制计数译码器。

原理：将与门74LS08输出3管脚的脉冲信号输入施密特触发器74LS13的输入端时施密特触发器能将幅度大于正向阈值电压Vt+的脉冲选出。

当与门74LS08输出高于Vt+的电平时施密特触发器74LS13输出低电平，当与门74LS08输出低于Vt+的电平时施密特触发器74LS13输出高电平。

（三）震荡电路设计

震荡电路的目的是为产生可控的脉冲波形，在本设计中的震荡电路是由施密特触发器构成的多简谐振荡器，能够在确定的时间周期内输出一个脉冲，从而控制后续与门的输出电平，继而控制计数译码器电路显示灯的点亮时间。

施密特触发器的原理：

1.施密特触发器主要功能是将非矩形波转换为矩形波。施密特电路具有两个稳定状态，其最主要的应用时，将变化缓慢的输入波形，形成为适合数字电路需要的矩形脉冲。由于该电路具有滞回特性，因而抗干扰能力很强。

2.电路组成，将555时基电路2、6端连接，即构成施密特电路，

（四）驱动电路设计

驱动电路是通过施密特触发器输出的高低电平控制继电器，从而控制灯泡点亮与熄灭电路。

原理：当施密特触发器输出高电平时三极管被导通，继电器中有电流通过，开关吸合，路灯点亮电路被导通，灯泡被点亮；当施密特触发器输出底电平时三极管未被导通，继电器中没有电流通过，开关未吸合，路灯点亮电路未被导通，灯泡熄灭。

（五）电源电路设计

电路中的部分元器件需要供电，可以通过电源电路产生+5V的直流电压，给元器件供电。

电源电路由桥式整流电路构成，通过IN输入220v的电压，在OUT点输出+5V的电压，给其他电路供电。

参考文献：

[1]彭介华.电子技术课程设计指导[M].高等教育出版社，1997.

[2]康华光.电子技术基础-数字部分[M].北京高等教育出版社，1998.

[3]闫胜利，袁芳革，冷小冰.　EDA工具应用丛书[M].电子工业出版社，2007.6.

[4]金维香，谢玉梅.电子测试技术[M].湖南大学出版社，2004.8.

[5]陈振官，陈宏威.光电子电路及制作实例[M].北京国防工业出版社，2006.1.