毕业设计（论文）-路灯控制器的设计与制作

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1、摘要毕业设计报告路灯控制器的设计与制作学生姓名所在系电子工程系班级08电信1班专业电子信息工程技术指导教师2010年10月18日Ⅰ摘要摘要本文主要介绍模拟电路与现场可编程逻辑器件FPGA组合完成路灯控制器设计与制作的思路和具体方法，还简要介绍路灯控制器当前的发展现状、功能及其应用场合，附带介绍路灯控制器设计与制作的其它两种方案即模拟电路与数字电路组合、模拟电路与单片机组合。但本文侧重于介绍各单元电路的设计和各程序模块的编写以及设计中所使用到的特殊器件的介绍和使用方法。其中程序编辑编译和波形仿真是借助QuartusⅡ

2、软件完成，单元电路仿真用Multisim7仿真软件完成，本次设计采用模拟电路与现场可编程逻辑器件FPGA组合具有简化整体设计，提高整体电路的稳定性和可靠性，易实现设计要求等优点，缺点是购买开发板的成本较高。关键词：模拟电路FPGAQuartusⅡ路灯控制器Ⅰ目录II目录III目录目录第一章选题及前期调研11.2路灯控制器特点及应用11.3选题依据21.4设计目标和内容2第二章方案选择与论证42.1方案一：模拟电路与数字电路组合42.2方案二：模拟电路与可编程逻辑器件（FPGA）组合42.3方案三：模拟电路与单片机组

3、合52.4VHDL语言及QuartusⅡ软件简介72.4.1VHDL语言简介72.4.2QuartusⅡ软件简介82.5数码管和EDA实验箱简介82.5.1数码管简介82.5.2EDA实验箱简介10第三章总体方案设计和单元模块设计113.1总体系统结构图113.2单元模块设计123.2.1直流稳压电源模块123.2.2三端稳压器介绍133.2.3三极管小信号放大电路模块143.2.4三极管开关电路及控制电路模块153.2.5电磁式继电器介绍163.2.6路灯连续开启时间模块183.2.7统计路灯开启次数和扫描显示模

4、块19第四章系统调试214.1各单元电路测试214.2程序仿真23第五章设计总结25致谢27参考文献27附录28FPGA顶层文件原理图28分频程序29秒计数程序30统计路灯开启次数程序31译码扫描程序32III目录第一章选题及前期调研1.1路灯控制器简介随着社会的发展，城市人口的不断增加，城市建设规模的扩大化。为完善城市的基础设施建设和谐、安全的城市人居环境、美化城市，路灯控制器的设计要求不断提高。现在市场上生产路灯控制器的生产厂家众多，控制器功能齐全，智能化程度比较高，路灯控制器的类型也层也不穷。例如，路灯太阳能

5、控制器、智能路灯节能控制柜、路灯节电控制柜、路灯节能电器等一系列的路灯控制器。路灯控制器集电磁技术、智能化控制技术、数据控制技术于一体，在可控和平缓的方式下智能调节，路灯控制器实现公共照明系统的工作电流与亮度需求的理想结合，达到节电和优化供电目的，路灯控制器节能率可高达20%-40%，对用电系统的保护作用可使其寿命延长3-4倍。路灯控制器主要采用优质、高性能元器件，且极少运用活动的元器件，保证了极高的产品工作安全性，因而确保为用户单位提供更安全、可靠和更优性能的产品服务。路灯控制器现有两种类型，室内型：安装在室内照

6、明控制柜下端；户外型：可按照用户要求进行安装，放置在不锈钢的机柜里。其中光控型路灯控制器广泛应用于城市建设，光控型路灯控制器都开启和关闭都是通过采集自然光强弱的变化转化成电压电流的变化控制路灯的亮灭，具有自动控制的功能，能最大效率的节约电能而且在恰当时候开启，给行人提供方便。1.2路灯控制器特点及应用现代路灯控制器具有的特点：采用先进的微处理芯片，高可靠性、误差小、低成本、稳定性强，具有断电数据保存，时钟不间断工作，无需更换电池，维持时钟运行十年以上；采用数码管准确显示路灯一次连续开启的时间和路灯总共的开启次数；抗

7、干扰能力强，能抵御从电网直接输入幅值达250伏的干扰脉冲；大功率继电器输出，可接220伏或380伏接触器，控制稳定，使用寿命长，体积小，安装简单。路灯控制器广泛应用于市政道路、高速公路、桥梁、隧道、园林、码头、观光景灯、体育广场、游乐场所、广告灯箱等公共照明环境；路灯控制器适用的灯具类型：高压钠灯、低压钠灯、金属卤化物灯、高压汞灯、III目录荧光灯等所有气体放电式照明灯具。1.3选题依据路灯控制器的设计与制作从理论意义来说可以将本人所学的知识系统的联系起来形成一条主线，选择此题目可以复习模拟电子技术、数字电路技术、

8、EDA技术、单片机技术、可编程逻辑器件等相关知识的作用；本次设计我采用模拟电路和软件编程相结合的方法完成本次设计的任务和要求，我们生活当中的消费类电子产品现在很多都是半智能或全智能化，而且实现电子产品智能化很多都是在程序为主要实现方法，例如，采用汇编程序，C程序，VHDL语言等编写程序，可以在很大程度上节约成本，提高产品的智能化程度。设计要求采集自然光照控制