多功能光控、定时可调组合开关

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1、仪器科学与电气工程学院序号：编号：“新通州杯”吉林大学大学生电子设计作品竞赛设计报告作品名称：多功能光控、定时可调组合开关申报者姓名：郑永瑞、罗祥、彭伟所在学院：仪器科学与电气工程学院“新通州杯”吉林大学大学生电子设计作品竞赛组委会制二〇〇九年三月第11页共12页仪器科学与电气工程学院目录：第一章方案选择……………………………………2第二章各部分原理概述1、电路第一部分………………………………………42、电路第二部分………………………………………43、电路第三部分………………………………………54、电路第四部分…………………………………

2、……5第三章电路各功能实现原理1、参数的设置…………………………………………6第四章测试步骤及结果1、功能一的测试………………………………………72、功能二的测试………………………………………73、功能三的测试………………………………………84、功能四的测试………………………………………8第五章结论及改进设想1、结论…………………………………………………92、不足与改进设想……………………………………10第六章参考资料…………………………………………10附录：电路图………………………………………………………11第11页共12页仪器科学与

3、电气工程学院总述：本作品的光控部分主要运用NE555将光信号转换成电信号；定时部分是通过运用集成芯片CD4040将NE555构成的多谐振荡器产生的矩形波加以分频，用分频产生的方波信号的半个周期作为定时时间来实现的。将上述两部分通过各种门电路组合，并用八选一数据选择器加以选择来实现四种功能的。功能一、只由光信号控制外部照明设施的开启与关闭；功能二、由光信号控制定时电路的开启，让外部照明设施在光线弱的情况下，在定时时间段内开启，定时时间内若光线变强，则外部照明设施自动关闭，不论定时时间是否完了。定时时间可选56秒、1小时、两小时、四小时、八

4、小时。功能三、作为定时电路使用。定时时间内外部电路工作。定时时间同样可调；功能四、定时时间内外部电路不工作。定时时间可调。表0—1功能选择按键功能一功能二功能三功能四K60（接地）0（接地）0（接地）1（接高电平）K70（接地）0（接地）1（接高电平）1（接高电平）K80（接地）1（接高电平）0（接地）0（接地）表0—2定时时间选择建K1K2K3K4K5定时时间56秒1小时2小时4小时8小时第一章方案选择定时方案一：方案原理简述：由NE555为核心元件构成多谐振荡器，用其产生的矩形波给电容C3（云母电容）充电。调节矩形波的占空比，则一个

5、周期内电容上就会由电荷积累，当电荷积累产生的电压达到2/3电源电压时，IC2的3脚就会输出低电平，定时结束。第11页共12页仪器科学与电气工程学院图1-1方案特点：电路简单，调试容易，但是定时时间受电源、矩形波的波动的影响较大，定时时间的误差较大，且定时时间不可调，定时不好控制。定是方案二：方案原理简述：由NE555为核心元件构成多谐振荡器，用两级CD4040构成的“分频器”将NE555产生的信号“分频”，用分频后信号的半周期作为定时时间。方案特点：运用了CD4040芯片，定时时间比较准确且可调，电路调试简单，但是定时时间不能连续调节。

6、图1-2第11页共12页仪器科学与电气工程学院方案选择：选择方案二。原因有二：1、定时时间较准确。2、定时时间可在设定的档内调节。第二章各部分原理概述1、电路第一部分R1、R2（光敏电阻MG45）、R3、与门1、非门1、IN4148、C1、C2，IC1NE555）所组成的电路使将光信号转化成电信号进而对后及电路进行控制。具体原理如下：白天关照较强时R2受光照射而成低阻态，与门1成“关闭状态”,输出为低电平,再经过非门1后，输出为高电平，这样IN4148导通，IC1的6脚为高电平，则3脚输出为低电平（AL）；当光线变弱时，R2的阻值变大，

7、随着光线的继续变弱，R2两端的电压逐渐上升，当达到与门1的门限电压时，与门1输出高电平，再经过非门1后，输出低电平，IN4148截止，C1开始充电，使IC1的2脚电压降至电源电压的1/3时，IC1的3脚输出高电平（AH）。通过调节R1可以调节电路动作的灵敏度。2、电路第二部分R4、R5、C3、ID2(IN555)组成多谐振荡器。其振荡周期可有T=0.7(R4+2R5)C3计算得到。由于IC2的4脚（清零）接上了高电平，因此3脚的是从低电平开始的。原理如下：3脚输出低电平时，7脚相当于接地，电容C3通过R5放电，当2脚电压降至1/3电源电

8、压时，通过2脚产生置“1”指令，3脚输出高电平；当3脚输出高电平时，7脚相当于断开，则电容C3通过电阻R4充电，6脚电压逐渐上升，但上升至2/3电源电压时，通过3脚产生置“0”指令，3脚输出低电平；这样该电