路灯控制器的设计与制作-毕业设计 - 下载本文

路灯控制器的设计与制作

学生:XXX 指导教师:XXX

内容摘要:本次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Quartus Ⅱ软件完成,单元电路仿真。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 FPGA QuartusⅡ 路灯控制器

I

Street light controller design and production

Abstract: This paper mainly introduces the analog circuits and field programmable

logic devices FPGA combination complete street light controller design and manufacture of the ideas and specific methods, a brief introduction to the current situation of the development of the street light controller, function and its applications, introduce street light controller with design and production of the other two schemes that analog and digital circuit combination, analog circuits and single-chip microcomputer combination. But this article focus on the introduction of each unit circuit design and each program module and design of the writing of the use of the special device is introduced and using method. One program edits compile and waveform simulation is Quartus by Ⅱ software, unit circuit simulation. Multisim7 simulation software, this design USES the analog circuits and field programmable logic devices FPGA combination has simplified the overall design, improve the stability and reliability of the whole circuit, easy to realize the design requirements and other advantages, disadvantages is to buy high cost development board.

Keywords: analog circuits FPGA QuartusⅡ street light controller

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II

目 录

前言 .............................................................................................................. 1 1 选题及前期调研 ...................................................................................... 1 1.1 路灯控制器简介 ................................................................................ 1 1.2 路灯控制器特点及应用 ................................................................... 1 1.3 选题依据 ........................................................................................... 1 1.4 设计目标和内容 ................................................................................ 1 2 方案选择与论证 ...................................................................................... 1 2.1 方案一:模拟电路与数字电路组合 ................................................... 1 2.2 方案二:模拟电路与可编程逻辑器件组合 ......................................... 2 2.3 方案三:模拟电路与单片机组合 ....................................................... 3 2.4 VHDL语言及Quartus Ⅱ软件简介 .................................................... 4 2.4.1 VHDL语言简介 .......................................................................... 4 2.4.2 Quartus Ⅱ软件简介.................................................................... 5 2.5 数码管和EDA实验箱简介 ................................................................ 6 2.5.1 数码管简介 ................................................................................ 6 2.5.2 EDA实验箱简介 ........................................................................ 6 3 总体方案设计和单元模块设计 ................................................................. 6 3.1 总体系统结构图 ................................................................................ 6 3.2 单元模块设计 ................................................................................... 7 3.2.1 直流稳压电源模块........................................................................ 7 3.2.2 三端稳压器介绍 ........................................................................... 8

III

3.2.3 三极管小信号放大电路模块 ......................................................... 8 3.2.4 三极管开关电路及控制电路模块 .................................................. 9 3.2.5 电磁式继电器介绍...................................................................... 10 4 结束语 ................................................................................................... 12 附 录 ..................................................................................................... 13 参考文献 ..................................................................................................... 14

IV

路灯控制器设计制作

前言

伴随着科学技术的发展,人类社会的进步。越来越多的电子产品不断涌现,而且电子产品的体积越来越小。并且功能大,效率高,能耗低。我们设计的产品充分体现了这个特点。设计中我们运用了专业知识,内置AD转化,并且能够输出PWM信号,使外部电路简单;运用DS1302时钟芯片保证了时间的实时显示,还运用了NE555构成的多谐振荡器与红外发射二极管外设电路;显示电路我们采用1602液晶显示屏,是我的设计更加人性化。并且在我们的设计制作中充分考虑了环保的问题,我们运用的辅助器件就是剩下的废料。

1 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。

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