光控时间照明灯可调电路

十三、光控时间照明灯可调电路

(一)实训

1.实训电路设计要求

设计一个照明灯电路，能够实现如下要求：　

①照明灯能够识别环境，即照明灯白天不工作，晚上工作。

②照明灯的工作时间可以调节。

2.实训目的

①了解集成电路CD40192的工作原理及特点。

②进一步熟悉集成电路CD4543、LM358、NE555综合运用。

3.实训原理图

如图8－29所示。

4.实训知识储备

集成电路CD40192的基本功能知识。

5.实训电路原理

①白天的时候，调节可调电阻RP1使B点的电位略低于A电位(+4.5V)，再调节可调电阻RP2使多谐振器的震荡周期T=1s。

②白天时因B点电位低于A点电位，LM324的1脚输出低电平，三极管截止，继电器不工作。此时多谐振荡电路、计数电路、译码电路及显示电路都没有电源，无法工作，所以双向晶闸管Q1截止，照明灯不亮。

③晚上的时候，光敏电阻增大，B点的电位上升，大于A点电位时。比较器1脚输出高电平，三极管VT1导通，则继电器导通，多谐振荡电路、计数电路、译码电路及显示电路得电。NE555的三脚输出方波，此时按下开关S2对CD40192进行预置数。假设将拨码开关S1的4脚与5脚相连接、1脚与8脚与相连接，也就是说已将该计数器预置为二进制数“1001”，即十进制数“9”。预置数立即送至输出端QA、QB、QC、QD，其输出状态为1001，这一输出通过译码器CD4543译码后，送到数码管DS1显示数9。

④松开开关S2后，计数器CD40192的CPD端得到NE555输出方波信号，从9开始作减计数，即所谓的倒计时。通过译码器数码管显示器依次显示9，8，7、…1、0，显示0后计数器在接受脉冲情况下又从9开始倒计时。

⑤计数器在从9到1倒计时的过程中，其输出端QA、QB、QC、QD至少有一个为高电平，输出的高电平通过二极管D1、D2、D3、D4送至双向晶闸管VS的控制极，Q1导通、照明灯点亮。当倒计时到0时，其输出端QA、QB、QC、QD均为低电平，Q1截止，照明灯不亮。也就是说如果多谐振荡方波周期为1s的话，而预置数又为9的话，则照明灯的点亮时间为9s。

6.作品调试

①在作品完成后一定注意调节可调电阻RP1的阻值，使B点电位略低于A点电位(+4.5)，但别低的太多，也别低的太少。这都会影响光敏电阻对环境判断，即会影响其灵敏度。

②调节可调电阻RP2，使它的振荡周期为整数，这样方便计算照明灯的工作周期时间。假设调为1s的话，那么照明灯的工作周期等于预置数×1s。

③预置数是可以设置的，但是在设置的时候一定要先按下开关S1，再拨上相应的拨码开关数。CD40192的预置输入端D4～D1满足二进制数由高位到低位，通过译码器把相应的二进制数转化十进制数。如果要预置数位为5的话，只要拨动拨码开关使D1、D2、D3、D4的状态为1010即可。

④CD40192作减法计数与预置数有关，如果预置数为5的话，那么计数器从5开始作减，即从5开始作倒计时，全过程为由5～0。相应的照明灯的工作周期也就发生改变。

⑤连接照明灯电路时，因为涉及220V的市电，所以千万要注意安全。

7.实训中出现的问题及问题解决方框图

(1)电路工作方框图(图8－28)

图8－28　光控时间照明灯可调电路工作方框图

(2)实训中出现的问题及解决方法

①晚上时，按下开关S1、拨动拨码开关S2将计数器的预置输入端状态设为0110，即预置数为6；但放开开关S1作减计数的时候，数码管从0、9、8、7、6、5、4、3、2、1、0依次显示。A.由问题现象可知道U4、U3、U2、U1工作正常，问题就出在S2或S1工作控制电路。B.首先用万用表检测开关好坏，若坏的话更换即可。C.若好的话，检测拨码开关S1的好坏即可解决问题。

②晚上时，将计数器的预置数为9，松开开关S1作减计数的时候，数码管不显示任何数字，而照明灯工作时间为9s。用万用表测试发现多谐振荡电路、计数电路工作正常，C、D、E、F在工作周期里按8421码的顺序为高电平。A.由问题现象可知道U4、U2、U1工作正常，问题就出在U3的消隐工作控制电路。B.首先用万用表检测U3的4脚消隐端对地电压，若低的话，检测消隐端连接电路。C.若高的话，就检测U3输出端及数码管工作情况即可解决问题。

(二)元器件选择

1.元器件清单

表8－13

2.元器件选择注意点

①C4为103PF/250V独石电容。

②S1为轻触开关，S2为四位拨码开关。

③DS1为单红0.56寸共阴。

④电源为9V，要的话可以配。

⑤光敏电阻RG，为2K～2M范围。

(三)知识升华

①假设在本作品的基础上要实现两位数显计数功能，该怎样去设计？

②本作品如果真的要用于现实生活中的话有很多不足之处，请分析本作品的不足之处，并在此基础上设计一个更加适合我们生活中使用的产品。