毕业论文-光控照明控制电路设计.doc
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1、【精品文档】如有侵权,请联系网站删除,仅供学习与交流毕业论文-光控照明控制电路设计.精品文档.毕 业 设 计 论 文光控照明控制电路设计系 部: 信息科学与工程系专 业: 姓 名: 学 号: 指导老师: 提交日期: 2013年4月15日湖南第一师范学院毕业论文(设计)开题报告题目名称: 光控照明控制电路设计 毕业论文起止时间: 2013年 3 月 5日 2013 年 5月5 日(共 8 周) 一、本课题的研究现状与意义1) 选题背景和研究现状随着电子技术的发展,尤其是数字技术的发展,用数字电路技术实现灯的自动发光、节能节电、延迟灯的寿命变得越来越重要,而且贴近我们的实际生活。光控电路已成为人们
2、日常生活中的必需品,它不需要开关,当光线强度降到一定程度时,光控开关控制路灯工作,路灯工作一段时间后,开关自动断开,路灯停止工作。由于本电路广泛应用于人们的日常生活中,所以具有很大的作用和研究价值。本次研究的课题主要是阵对采用光敏电阻和照明控制继电器为基本元件组成的照明光控制电路。这种照明光控制电路的特点是可以根据光线的亮度自动控制照明, 与人工操作比较,开关及时, 具有好的节能效果。光控照明电路的制作主要是利用半导体光电器件光敏电阻的特性制作而成的。它利用光线的强弱来控制照明开关的动作, 动作点可根据实际光线的强弱调节。运行时无须人员操作, 避免了人工操作开关不及时等不利因素,因而有效地节约
3、了电能。同时比声控日光灯更优越,不会产生噪音影响。2)研究目的和意义主要目的:通过本次课题研究我们希望在理清它的发展脉络上进一步了解它的发明原理,将平日所学知识运用于试验探索中。通过对光控日光灯工作基本原理的了解,结合所学电路知识,设计出合理的电路图,然后通过试验验证并调试所设计的电路。全面掌握电子线路设计、制造及使用方面的知识,资料查阅方法,总结报告、论文的写作方法,科研过程与思路,科研中发现问题和解决问题的方法与创新。本次研究对于提高我们的动手能力,增强创新意识,锻炼思维的活跃,以及加强团队合作精神都有很大的帮助。同时,我也能通过这次的研究设计让自己进一步了解光控照明灯,而不是局限于课本知
4、识。从小的突破点入手,掌握一项科技知识,从而实现课堂外的又一次提高。研究意义:用光控开关代替路灯内的手动开关,只有在天黑之后,路灯会自动点亮,提供照明,路灯持续工作几个小时后会自动熄灭。在白天,路灯不会点亮,可以达到节能的目的。光控开关不仅可以用于路灯,也可以用于住宅去的楼道,办公楼等公共场所。它具有体积小、外形美观、制作容易、安全可靠的优点。二、主要内容和预期目标1)主要内容该课题的主要内容是:设计一个光控路灯延时开关,该电路能由光信号控制灯的亮与灭,起到节约用电的作用。它主要由以下部分组成:电源电路、感光电路、控制电路等。能够通过改变电阻大小来改变灯亮的时间。2)预期目标1在光较强时,灯泡
5、不能亮。在晚上或光线微弱到设定值后,灯泡就会点亮。2、购置性价比优质的零配件,选择实验用的仪器设备精心安装,选择好调试测量用的仪器设备,细心调试,完成设计要求。3、整理好设计文档资料,撰写较高质量的毕业论文(设计)。三、研究思路与拟采用的研究方法1) 研究思路选择合适的元器件各种功能模块以达到设计的实际要求。进行实物的操作与验证。本设计主要采用文献查询和实验验证相结合的方法。主要包括系统方案设计,原理框图设计,硬件原理电路设计,然后通过计算机仿真和实物调试验证设计方案是否达到目的。2)拟采用的研究手段(途径)文献查询、实验验证、计算机仿真、实物的调试验证等。四、主要参考文献 1康华光.数字电子
6、技术基础M,北京:高等教育出版社,2005 2康华光.模拟电子技术基础M,北京:高等教育出版社,2005 3趙福按. 电子电路设计与实践M. 山东:山东科学出版社, 2001. 4吕思忠.数字电路实验与课程设计M. 哈尔滨:哈尔滨工程大学出版社,2001. 5高吉祥.电子技术基础实验与课程设计M. 北京: 电子工业出版社, 2002 6范爱平.电子电路实验与虚拟技术M.济南:山东科学技术出版社,2002. 7谢自美.电子线路设计.实验.测试M. 武汉:华中科技大学出版社,2001. 8路勇.电子电路实验与仿真M. 北京: 清华大学出版社,2003. 9李大友. 数字逻辑电路设计M.北京: 清华
7、大学出版社,1997.五、工作进度安排 2012年11月份12月份:选题;收集、查阅与光控照明电路设计相关的资料,对课题进行可行性分析。2013年1月份2月份:复习数字电子技术,模拟电子技术,单片机,传感器, 自动控制等技术等相关知识详细阅读相关资料。2013年3月份:提交论文开题报告对已查资料进行归纳、整理,定出论文框架,设计好电路图,按电路图准备好元器件,进行制作和调试。2013年4月份:根据设计和制作过程,写出论文初稿,反复修改。2013年5月份:论文定稿,答辩。六、论文提纲(一)题目(二)目录(三)中、外文摘要及关键词(四)正文(五)参考文献(六)附录指导教师审阅意见:年 月 日教研室
8、审核意见:年 月 日系(部)审批意见:年 月 日评阅教师评定成绩评审基元评审要素评审内涵满分评阅教师实评分选题质量25%目的明确符合要求选题符合专业培养目标,体现学科、专业特点和教学计划的基本要求,达到毕业论文(设计)综合训练的目的。10理论意义或实际价值符合本学科的理论发展,有一定的学术意义;对经济建设和社会发展的应用性研究中的某个理论或方法问题进行研究,具有一定的实际价值。10选题恰当题目规模适当,难易度适中;有一定的科学性。5能力水平40%查阅文献资料能力能独立查阅相关文献资料,归纳总结本论文所涉及的有关研究状况及成果。10综合运用知识能力能运用所学专业知识阐述问题;能对查阅的资料进行整
9、理和运用;能对其科学论点进行论证。10研究方案的设计能力整体思路清晰;研究方案合理可行。5研究方法和手段的运用能力能运用本学科常规研究方法及相关研究手段(如计算机、实验仪器设备等)进行实验、实践并加工处理、总结信息。10外文应用能力能阅读、翻译一定量的本专业外文资料、外文摘要和外文参考书目(特殊专业除外)体现一定的外语水平。5论文质量35%文题相符较好地完成论文选题的目的要求。5写作水平论点鲜明;论据充分;条理清晰;语言流畅。15写作规范符合学术论文的基本要求。用语、格式、图表、数据、量和单位、各种资料引用规范化、符合标准。10论文篇幅10000字左右。5实评总分 成绩等级 评阅教师评审意见:
10、 评阅教师签名: 目录摘要绪论1第一章 总体方案设计21.1 设计内容21.2 设计要求21.3 设计方案2第二章 电路设计32.1 电路框图32.2 电路原理图及解析42.3 电路分析及计算52.3.1 电源电路52.3.2光控电路52.3.3 555振荡电路62.3.4 照明电路72.3.5 显示电路8第三章 软件设计93.1 Keil uVision4简介93.2 Keil uVision4使用方法93.3程序流程图10第四章调试与仿真114.1 PCB板制作114.1.1布线注意事项114.1.2布线思路114.1.3制作PCB板124.2电路的调试134.2.1电路的初步调试134.
11、2.2故障寻、检常用方法134.3.3电路的最终现象134.3电路的仿真134.3.1仿真元件144.3.2仿真结果15结结语16致 谢17参考文献18附录A19摘 要: 本设计所讲述的是一种光控照明电路的设计与制作。主要由电源电路、光控电路、555振荡电路、照明电路、单片机控制的液晶显示电路组成。采用89C52作为主控制器来控制液晶的点亮与显示,555构成的多谐振荡器来控制LED,电源电路供电,光控电路利用光敏三极管3DU5C对光敏感的特性和开关管的开关特性来实现,即白天或光线较亮的时候,控制灯及液晶不亮,而在晚上或光线较暗时控制灯及液晶点亮。本设计完成了硬件电路和软件的设计, 对提高我们的
12、动手能力,增强创新意识,锻炼思维的活跃,以及加强团队合作精神都有很大的帮助。同时,我也能通过这次的研究设计让自己进一步了解光控照明灯,而不是局限于课本知识,从小的突破点入手,掌握一项科技知识,从而实现课堂外的又一次提高。关 键 词:单片机、LCD、555振荡器、光敏三极管Abstract:The design of a solar warning about the circuit design and production. Mainly by the solar circuit, the light control circuit, 555 oscillation circuit, fla
13、shing circuit, microcontroller-controlled liquid crystal display circuit. Using STC12C5A60S2 as the main controller to control the light and the LCD display, consisting of multi-vibrator 555 to control the leds flashing, the battery charging solar panels to power the entire circuit, the light contro
14、l circuit for use phototransistor 3DU5C light-sensitive properties and the switching characteristics of the switch to achieve, that is, the brighter the light during the day or time, control lights and the LCD does not light, dark or light in the evening to control lights and liquid crystal light. T
15、he design is completed the hardware circuit and software design, implementation of the flashing warning function. Expansion of the system convenient, practical and safe, and achieved good social benefits. Use of solar energy, light-sensitive resistors as sensor, easy to adjust the time and frequency
16、 flicker, effectively played a warning.Keywords :microcontroller, LCD, oscillator 555, phototransistor绪 论引言:随着电子技术的发展,尤其是数字技术的发展,用数字电路技术实现灯的自动发光、节能节电、延迟灯的寿命变得越来越重要,而且贴近我们的实际生活。光控电路已成为人们日常生活中的必需品,它不需要开关,当光线强度降到一定程度时,光控开关控制路灯工作,路灯工作一段时间后,开关自动断开,路灯停止工作。由于本电路广泛应用于人们的日常生活中,所以具有很大的作用和研究价值。研究目的和意义:主要目的:通过本
17、次课题研究我们希望在理清它的发展脉络上进一步了解它的发明原理,将平日所学知识运用于试验探索中。通过对光控日光灯工作基本原理的了解,结合所学电路知识,设计出合理的电路图,然后通过试验验证并调试所设计的电路。全面掌握电子线路设计、制造及使用方面的知识,资料查阅方法,总结报告、论文的写作方法,科研过程与思路,科研中发现问题和解决问题的方法与创新。本次研究对于提高我们的动手能力,增强创新意识,锻炼思维的活跃,以及加强团队合作精神都有很大的帮助。同时,我也能通过这次的研究设计让自己进一步了解光控照明灯,而不是局限于课本知识。从小的突破点入手,掌握一项科技知识,从而实现课堂外的又一次提高。研究意义:用光控
18、开关代替路灯内的手动开关,只有在天黑之后,路灯会自动点亮,提供照明,路灯持续工作几个小时后会自动熄灭。在白天,路灯不会点亮,可以达到节能的目的。光控开关不仅可以用于路灯,也可以用于住宅去的楼道,办公楼等公共场所。它具有体积小、外形美观、制作容易、安全可靠的优点。第一章 总体方案设计1.1设计内容该课题的主要内容是:设计一个光控路灯延时开关,该电路能由光信号控制灯的亮与灭,起到节约用电的作用。要求在光较强时,灯泡不能亮。在晚上或光线微弱到设定值后,灯泡就会点亮。1.2设计要求1.能控制功率100W的装置;2.提供完整的电路设计框图和原理图;3.有电路原理概述与分析;4.对相关设计参数进行计算与分
19、析;5.设计一个光控照明电路,此电路对周围光线的强弱做出反应(以人眼感官为准)时,能自动打开照明装置,并根据周围光线强弱自动分级调节周围亮度;1.3设计方案该电路主要由电源电路、光控电路、晶闸管开关电路、照明电路等几部分组成。电源电路主要为控制电路提供工作电压,本次设计采用传统的电源电路设计方法。即降压、整流、滤波、稳压,是电路输出12V直流电压供给控制电路。光控电路利用光敏电阻的特性,根据光线的强弱来决定电灯的亮灭。白天光敏三极管因光照呈低阻状态,通过控制电路使电灯不亮。夜晚光敏三极管呈高阻,控制电路控制电灯发亮。晶闸管电路受光控电路输出端控制,为照明电路提供信号。当其输出低电平时,晶闸管截
20、止,由于照明灯与晶闸管串联,所以灯熄灭;当其输出高电平时,晶闸管导通,照明灯点亮。第二章 电路设计2.1 电路框图电源电路光控电路555振荡电路液晶显示晶闸管开关照明电路图2.1电路框图2.2 电路原理图及解析图2.2 电路原理图图1.3电路原理图解析:白天:白天光敏三极管因光照呈低阻状态,VT1截止,VT2导通,晶闸管BT169D因G端为低电平而截止,电压无法通过555振荡器、单片机及液晶,导致发光二极管不亮,液晶无显示。夜晚:夜晚光敏三极管呈高阻,VT1导通,VT2截止,晶闸管BT169D导通,电压通过晶闸管BT169D的阴极为555振荡器供电,这时发光二极管即可点亮。再经过场效应管780
21、5给单片机及液晶供电。在单片机中加载程序,即可点亮液晶。2.3电路分析及计算2.3.1电源电路一般地,电源变换采用整流滤波后稳压的方法。具体电路如下:图2.3.1 电源电路首先,电压经过变压器耦合进行降压,然后通过一个由二极管组成的整流桥进行整流。二极管整流的原理是(如上图):当变压器副边输出在正半周时,电流分别经过D1,R1,D4回到变压器;当变压器副边输出在负半周时,电流分别经过D3,R1,D2回到变压器。这样,不管是在正半周还是负半周,始终有电流流过R2,而且方向不变。即全波整流。2.3.2光控电路光控电路由光敏三极管3DU5C,三极管9011、9014,单向晶闸管BT169D及几个电阻
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