模拟路灯控制系统
题目名称：模拟路灯控制系统（I题）
摘要：本模拟路灯控制系统以AT89S52为主控芯片，通过传感器在晚上是否有行人路过对路灯进行自动开启和关闭，并对路灯的运行状况进行及时反馈，然后通过数码管来显示状况。在提倡节能和高效的今天，大多数的路灯晚上是否有行人都是常开着的，这不仅浪费了电能而且影响了路灯的寿命。而我们设计的模拟路灯不仅在节能上得到了认可，而且在寿命上远远比普通的路灯寿命更长。
关键词: 传感器; 路灯;节能
Abstract: AT89S52 is used as the master chip in this simulating street light control system. Judging by sensors, the street lights are turned on or off automatically in the evening whether there are pedestrians passing by. The operating conditions of the street lights can be timely feedback and displayed on LEDs. Energy conservation and efficiency are promoted today, while most of the street lights are often turned on at night whether there are pedestrians passing by. This not only wastes energy but also affected the life of the lamps. In our design, not only the simulating street lights’energy-saving has been recognized, but also their lives are far longer than ordinary ones.
Key words: sensor ; street light ; energy-saving
1. 方案论证与比较
1.1 LED灯恒流驱动的比较与选择
1W的LED灯不能使用普通的三极管作为驱动，因为普通的三极管功率为0.6W左右，若驱动1W的LED灯，三极管功率太低，发热量大，极容易烧坏。
而1W的LED驱动种类也有很多，我们选择L7135作为LED的驱动，其特点是没有外部元器件，为350mA恒定陷电流，而且电路接线简单，干扰小，能够稳定驱动1W的LED灯，使路灯正常照明。
此外，电路还运用了继电器作为开关，小电流控制大电流，使电路板电源电路与路灯电路回路分隔开，保护控制电路电路元件与电路稳定。
1.2 光控模块的比较与选择
用光敏电阻组成光敏探测器，光敏电阻是阻值随入射光的强弱而改变的电阻器；入射光强，电阻减小，入射光弱，电阻增大。白天时，光敏电阻阻值小，输出低电平，黑夜阻值大，输出高电平。我们可以用光敏电阻阻值的变化大小的电信号直接连接单片机的I/O口，通过CPU直接控制。然而这样的输出信号不会很稳定，不可调节灵敏度，因此，我们添加了LM393比较器，通过电位器的调节，可以操作对光的感应灵敏度控制，而且更为稳定。
1.3 声控模块的比较与选择
采用咪头话筒作为外界声音的感应传感器，当外界有动静的时候，膜片产生振动，从而改变了膜片与极板之间的距离，从而改变了电容器两个极板之间的距离。这样初步完成了一个由声信号到电信号的转换。由于这个信号非常微弱，内阻非常高，不能直接使用，在此，我们使用了S9013三极管对其信号放大。放大后的信号可以直接连接单片机的I/O口，通过CPU直接控制。但为了方便调节器灵敏度，我们添加了LM393比较器，与光控模块一同是用同一个比较器，组成声光控制模块。
1.4 物体检测传感器的比较与选择
用光敏电阻组成光敏探测器。光敏电阻的阻值可以跟随周围环境光线的变化而变化。当光线照射到物体上时，光线反射，反射光一般好弱，考虑到试题的要求，因此光敏电阻在晚上对行人的检测将不再起大作用，因此我们考虑其他的方案。
用ST188 反射式红外光电传感器。ST188是一种一体化反射型光电探测器，其发射器是一个砷化镓红外发光二极管，而接收器是一个高灵敏度，硅平面光电三极管。采用ST188完全可以有效的降低干扰，而且方便可行，能够准确的实施检测。ST188采用DIP4封装，其具有如下特点：塑料透镜可以提高灵敏
度。内置可见光过滤器能减小离散光的影响。体积小，结构紧凑。且当发光二极管发出的光反射回来时，三极管导通输出低电平。考虑到检测到物体的准确性，本系统在每个检测点对称安放两个发送和接收光电相对应的ST188，无物体通过时，传感器发送接收正常工作，三极管导通，输出低电平。反之，输出高电平。
1.5 显示模块的比较与选择
在模拟路灯控制系统中，要求显示路灯的定时时间与定时状态，此时的显示可以用液晶模块1602来显示，或者采用其他的LCD模块来显示，也可以采用数码管来显示。
对于这个系统，采用LED作为显示，数码管显示亮度高，由于显示模块只是用来显示一些简单数字，且根据要求所显示数字为清晰可见这就为使用数码管的变成了可能。用数码管作为显示模块也能体现性价比，节约成本，所以我们选择了一个四位一体共阴的数码管与两个HC573合做模块作为显示模块。
1.6 报警传感器的选择
采用光敏电阻对其检测，当路灯应该亮的时候，路灯不亮，光敏电阻得不到光照，产生高电平，通过单片机信号处理，控制蜂鸣器报警。该方案简单容易实现，线路简单，元器件损坏容易更换。
1.7 测量方法比较和选择
传感器的传感距离在可行的范围之内越近越好，我们可以选择接触式测量和非接触式测量，对于该系统，我们选择了非接触是的测量比较接近实际而又符合生活中实际路灯对晚上行人的感触。在路灯应该正常照明时，灯不亮，此时CPU 发出报警和显示相应烧坏的路灯序号，在这种的情况的下，可以增大LED回路的电压电流，直到把LED路灯烧坏，达到路灯烧坏故障的效果。
也通过安装自锁式开关，模拟切断路灯电源供应线，此时电路的相当于烧坏LED的作用，测量的效果亦可以起到烧坏LED灯的作用。
考虑到系统为模拟系统，为方便操作，所以我们选择了后者作为LED灯运行状况的测量。
2.硬件设计
2.1 总体设计
模拟路灯控制控制系统有五大板块组成，划分为：单片机控制模块，物体检测传感模块，LED灯驱动模块，报警模块，声光控模块，各个模块并不是相互独立的，而是彼此工作，一旦有一板块停止工作，都会影响其他的模块。采用
移动电源输出5V的直流电源输送给各个模块，控制模块是整个电路的核心，它收集来自各个模块的信号，并对信号进行处理发出相应的控制指令，传感模块对环境和路灯下是否有行人进行信号的发射和收集，当传感器检测到环境是晚上，检测到是否有人路过，自动开启和关闭路灯，并对路灯的好坏情况反映给控制模块，让CPU作出相应的处理。
模拟路灯控制系统总体框架图
2.2 单元电路设计
2.2.1物体检测红外线传感器模块设计：
使可移动物体M由左至右移动，到检测点①时，灯1亮延设定时间后，熄灭；到检测点②时，灯2亮，灯1灭；到检测点③时，灯2延时一段时间后熄灭。反过来移动物体也可以达到该顺序亮灭效果。
可见，要感应物体M的移动，可用红外传感器来感应物体的到来和离去，把物体的移动信息及时的传送至CPU，让CPU作出相应的处理，我们选择了ST188红外线传感器，因为它具有发射和接收功能，而且管耗小，较灵敏，其工作电压为为5V，光电传感模块原理图如下所示：
2.2.2 光敏电阻报警感应模块设计：
本系统使用的光敏电阻是龙信达科技公司生产的型号为LXD95系列的Φ9的光敏电阻，该电阻对光比较灵敏，而且价格便宜，额定电压为 3.5V，光阻为0.7K，暗阻为110K。该电阻配合光电模块起作用，白天，光电模块送低电平到单片机，晚上，送高电平，让单片机作出相应的处理，蜂鸣器作为发声器。光敏电阻报警感应模块原理图如下：
2.2.3 LED灯驱动电路模块设计：
本设计使用的LED灯为1W的大功率发光二极管，不能使用普通的三极管来做驱动，这是因为普通的三极管功率小，发热量大，极易烧坏，所以我们选择了L7135驱动芯片作为LED驱动，它的额定功率为1W，最大电压为5V,最大电流为350mA，管耗小。并且结合了继电器使用，使大电流与小电流分开，小电流控制大电流，保护控制电路电路元件与电路稳定。LED灯驱动电路模块的原理图如下：
2.2.4光控模块的设计
本系统使用LXD95系列的Φ9的光敏电阻作为光感应传感器，结合LM393比较器使用，能够调节传感器的灵敏度，灵活控制模块响应程度。光敏电阻是阻值随入射光的强弱而改变的电阻器；入射光强，电阻减小，入射光弱，电阻增大。白天时，光敏电阻阻值小，输出低电平，黑夜阻值大，输出高电平。我们可以用光敏电阻阻值的变化大小的电信号直接连接单片机的I/O口，通过CPU直接控
制。声光控模块原理图如下：
2.2.5声控模块的设计
系统采用咪头话筒作为外界声音的感应传感器，当外界有动静的时候，膜片产生振动，从而改变了膜片与极板之间的距离，从而改变了电容器两个极板之间的距离。这样初步完成了一个由声信号到电信号的转换。由于这个信号非常微弱，内阻非常高，不能直接使用，在此，我们使用了S9013三极管对其信号放大。放大后的信号可以直接连接单片机的I/O口，通过CPU直接控制。但为了方便调节器灵敏度，我们添加了LM393比较器，与光控模块一同是用同一个比较器，组成声光控制模块。声控模块原理图如下：
2.2.6 数码管显示模块的设计
本系统使用了四位共阴数码管作为定时时间与定时状态等一系列的显示，显示明亮明显清楚，并且结合了HC573锁存器来做成一个模块，节省了单片机的I/O口，便于编程控制。数码管显示模块原理图如下：
2.2.7 电源输入的设计
系统采用现有的移动电源作为电源输入，电源的输出电压为5V，电路设计中，当接入移动电源，按下自锁开关SW6，电源指示灯亮时，电源向哥哥模块供电。电源输入原理图如下：
3 .软件设计
我们选用了AT89S52单片机作为中央处理器，它内部具有4KB的程序存储空间，3个定时、计数器。我们采用了C语言编程来控制单片机。程序的大致流
程图如下图所示：
程序流程图
4.系统测试
4.1定时功能的测试：
可根据不同路况的需要，由提供方事先设定好可定时的时间范围和递减的
时间间隔，可有小时，分钟，秒的选择，最大可定时三天之后。本系统由于现场模拟需要，事先设定以每秒的时间递减，最多可定时三个小时的时间。通过四个按键的设置，可以任意设置时间，实现了部分时钟的功能。
4.2 设定、显示开关时间并控制整条支路按设好的时间开灯和关灯功能的测试：
首先我们先通过按键设置好多少时间以后就马上开灯或者关灯，数码管上显示的时间久开始倒计时，一旦达到所设置的时间就马上开灯或者关灯。在实验中，我们分别设置了一分钟以后就开灯和关灯，结果从灯的亮灭情况来看确实是达到了要求，因此我们这一步的设计是成功的。
4.3 根据环境明暗变化，自动开灯和关灯的测试：
我们测试这个功能很简单，在白天的情况下，LED灯是处于熄灭的状态，当我们用物体把光敏电阻罩住，阻止光照射到光敏电阻，两个LED灯就马上亮起来，因此我们的这一步的设计是成功的。
4.4 自动调节亮灯状态的测试：
我们用一个当物体经过第一个光电传感器时，灯1亮；当物体经过第二个光电传感器时，灯1灭，灯2亮；当物体经过第三个光电传感器时，灯2灭。若物体以相反的次序经过光电传感器，那么灯亮次序与上相反。由此我们也实现了这一功能。
4.5 灯出现故障，能显示出故障灯的灯号，并能报警：
由于灯出现故障，大多数情况是断路，由此我们只要在灯亮的情况下使灯不接入电路就可以人为制造故障了检测显示和报警的功能。在具体操作时，我们把物体盖住检测故障电阻，当晚上路灯该亮的时候不亮，则蜂鸣器发出报警声。
总结
测试表明，模拟路灯控制系统灯能够实现本次设计的基本要求。通过各种方案的讨论及尝试，再经过多次的整体软硬件结合调试，不断地对系统进行优化，
才终于把此次设计完成。
在这次电子竞赛设计中，我们也从中学到了一些有关电子方面的知识，比如大功率LED的驱动，非接触式传感器的工作原理，继电器的使用等，同时我们在电路检测这一环节中，也学到了一些检测基本电路故障的方法，比如在传感器这一部分电路中，很多次都不能实现传感器的作用，电路不工作正常，单片机无法采样电平，于是我们就在面包板上一个一个元器件的替换，后来才知道每个元器件不同的数值会直接影响传感器的正常工作，通过不断的调试，终于找出了能让传感器正常工作的元器件数值。虽然我们这次设计基本上达到了要求，但还有很多的不足，比如在制作PCB板中，没有很好布局与布线，在各个电路模块中，也没有很好考虑到整个控制系统的方便性，由于要用传感器采样，所以就必须要制作多个模块，于是决定采用导线把模块接到单片机并控制各个模块的工作情况，这样就增加了电路的复杂性，同时电路受到的不明干扰性也增大。
在部分模块电路的硬件测试中，刚开始做面包板试验时，电路连接是对了，但没有实现相应的功能，我们就一直在改电路，甚至想换掉整个模块，经过反复的思考，我们就怀疑芯片是坏的，于是我们就单独检测了芯片的功能，终于发现原来芯片是坏的，由此我们就得到一点经验，那就是在做面包板试验时，要仔细认真检测每个元器件的好坏，哪怕是刚买回来的元器件也可能是坏的。还有一个要注意的问题，那就是在调试各个模块的时候要记得仔细检查各个焊点是否短路和虚焊，如果不确定的地方，最好是用万用表检测一下。
另外，在软件调试时，我们采用先编好一个模块的程序，并实现功能，接着继续编其他模块的程序，一个一个模块功能实现的方式，最后才把各个程序串联起来，经过不断的调试与修改，最后终于能使整个程序正常运行起来，并可以实现各个模块的功能，总体上达到了设计的基本要求。
由于初次涉及电子设计，从画原理图，PCB，到编写程序，每一步都是摸石头过河，方法手段都不是很成熟，做每一个部分都是即将放弃了，才能正真调试出来。不管怎样，我们还是感到比较欣慰，毕竟这还只是一个开始，而且已经很努力去做了，学到的不仅仅是电子方面的知识，更加领悟到了，在你即将放弃的时候，再坚持一点，再一点点，把激情燃烧到最后一刹火花，就是成功的终点的真谛。
参考文献
1.《模拟电子线路基础》，吴运昌著，广州：华南理工大学出版社，2004年；
2.《数字电子技术基础》，阎石著，北京：高等教育出版社，1997年；
3.《单片机原理及应用》，李建忠著，西安：西安电子科技大学，2002年；
附录：
附1：电路原理图
附2: 源程序
#include
//****************************************************************
typedef unsigned char uint8; /* 无符号8位整型变量*/
typedef signed char int8; /* 有符号8位整型变量*/
typedef unsigned short uint16; /* 无符号16位整型变量*/
typedef signed short int16; /* 有符号16位整型变量*/
sbit P1_0 = P1^0;
sbit P1_1 = P1^1;
sbit P1_2 = P1^2;
sbit P1_3 = P1^3;
sbit P1_4 = P1^4;
sbit P1_5 = P1^5;
sbit P1_6 = P1^6;
sbit P1_7 = P1^7;
sbit P2_0 = P2^0;
sbit P2_1 = P2^1;
sbit P2_2 = P2^2;
sbit P2_3 = P2^3;
sbit P2_4 = P2^4;
sbit P2_5 = P2^5;
sbit P2_6 = P2^6;
sbit P2_7 = P2^7;
sbit P3_0 = P3^0;
sbit P3_1 = P3^1;
sbit hj_jc = P3^2;
sbit P3_3 = P3^3;
sbit flag_8 = P3^4;
sbit flag_9 = P3^5;
//----------------------------------------------------------------------------------------------------// //“1234”－固定显示的数，可根据具体情况更改（可改为0 －10）
const uint8 leds_gd[4] = {1,2,10,10};
//led显示时用的显示数据缓冲区（led段码管上的显示内容就是数组里的内容）
uint8 leds[4] = {0,0,0,0};
uint8 led_zimo[11] =
{0xC0,0xF9,0xA4,0xB0,0x99,0x92,0x82,0xF8,0x80,0x90,0xFF};
//--------------------------------------------------------------------------------------------------------//
/*
按键为 4 个，定义及键码分别为：（不可改，否则按键处理时对不上号）
切换/确认键：EKB_OK = 1 ，用来切换设置状态和显示状态
加键：EKB_ADD = 2 ，焦点数字加 1
减健：EKB_SUB = 4 ，焦点数字减 1
显示模式切换键：EKB_MODE = 8 ，手动切换时间显示和“1234”显示
//--*/
#define EKB_OK 1
#define EKB_ADD 2
#define EKB_SUB 4
#define EKB_MODE 8
//按键信息结构
typedef struct
{
uint8 io_s; //按键状态【更新前为上一次状态，更新后为当前状态】
uint8 io_n; //按键状态连续持续ticks个数记录
uint8 kb_s; //当前键盘状态【0 - 未按下；1 - 按下】
uint8 kb_chg; //键盘状态变位标识【1 | 0，读清零，1 时不产生新的状态以等待程序处理】
} T_KB;
//按键状态宏定义- 按键按下
#define _KBS_PRESS 1
//按键动作宏定义
#define _KBS_FREE 0 //按键未按下
#define _KBS_DOWN 1 //按键按下
//按键去抖时间（_KB_DITHERT ×5ms ＝去抖时间，可根据实际情况修改。数字越大，按键越不灵敏）
#define _KB_DITHERT 10
//按键状态缓存
T_KB t_kb[4];
//--------------------------------------------------------------------------------------------------------//
//当前页面序号（0 - 正常页面，时间和“1234”切换；1 - 时间设置页面）
uint8 scr_cur = 0;
//当前页面序号备份（上一次的值，用于判断页面切换）
uint8 scr_curc = 1;
//自动换屏的定时常数定义（单位：毫秒）－可根据实际情况修改，如需要5秒自动换屏，则改为5000
#define _SCR_AUTOTIME 3000
//闪烁时焦点熄灭的时间定义（单位：毫秒; 显示时间则为1000 - _SCR_FLASH_HIDETIME）
#define _SCR_FLASH_HIDETIME 300
//闪烁时led不显示任何值（即熄灭）的值的宏定义（在码表里该值表示led灯全灭）【该值可改，但建议别改】
#define _LED_KC_BLANK 10
//--------------------------------------------------------------------------------------------------------//
//秒计时器（作为当前时间）
uint16 value=0,tmr_sec = 0;
//毫秒计时器（累计计时，一直累加）
uint16 tmr_ms = 0;
//毫秒计时器（进位计时，用于分钟的累计）
uint16 tmr_ms2 = 0;
//时间变化值宏定义（1 －时间增加，正计时；-1 －时间减小，倒计时，单位：秒。如果要正计时的话，改成1）
uint8
flag=0,flag_2=0,alm1,alm2,flag_10=0,flag_7=0,flag_6=0,num=0;
#define _TMR_CHG -1
//定时器超时定时值（固定为5ms，所以需要一个5ms 的定时器。若你的定时器为10ms的循环定时器，则将其改为10）
#define _TMR_TICKTIME 5
void tmr_isr(void);
void led_display(void);
//----------------------------------------------------------------------------------------------------// void delayms(uint8 value)
{
uint8 i=0,j=0;
for(j=0;j for(i=0;i<100;i++); } void t0_int() { TMOD=0x11; TH0=(65536-5000)>>8; TL0=(65536-5000); TH1=(65536-50000)>>8; TL1=(65536-50000); ET1=1; ET0=1; EA=1; TR0=1; } void time0() interrupt 1 { TH0=(65536-5000)>>8; TL0=(65536-5000); TF0=0; tmr_isr(); led_display(); } void time1() interrupt 3 { TH1=(65536-50000)>>8; TL1=(65536-50000); TF1=0; num++; } /***************************************************** **************************************************** ** 函数名称: expend16u ** 输入: 起始值,结束值 ** 输出: 差值 ** 功能描述: 计算两个数据的线性差值(uint16): 用计算值的备份值计算,不会因为值的随即变化而影响计算结果 ****************************************************** ****************************************************/ uint16 expend16u(uint16 istart,uint16 iend) { if (iend >= istart) return (iend - istart); else return (iend + ((uint16)0xFFFF - istart) + 1); } //--------------------------------------------------------------------------------------------------------// /***************************************************** **************************************************** ** 函数名称: led_output ** 输入: 预显示数据数组首地址 ** 输出: 无 ** 功能描述: led数据准备（数据固定为4 个字符） ****************************************************** ****************************************************/ void led_output(uint8 *pdat) { uint8 i; for (i = 0; i < 4; i ++) { if ((pdat[i] <= 9) || (pdat[i] == _LED_KC_BLANK)) leds[i] = pdat[i]; //将需要显示的数据拷贝到显示缓冲区 else leds[i] = _LED_KC_BLANK; } /* if(num==0) { for (i = 0; i < 4; i ++) { if ((pdat[i] <= 9) || (pdat[i] == _LED_KC_BLANK)) leds[i] = pdat[i]; //将需要显示的数据拷贝到显示缓冲区 else leds[i] = _LED_KC_BLANK; } } else { switch(flag_1) { case 1: leds[0] = pdat[0];leds[1] = 10;leds[2] = 10;leds[3] = 10;break; case 2: leds[0] = 10;leds[1] = pdat[1];leds[2] = 10;leds[3] = 10; break; case 3: leds[0] = pdat[0];leds[1] = pdat[1];leds[2] = 10;leds[3] = 10; break; } } */ } /***************************************************** **************************************************** ** 函数名称: led_display ** 输入: 无 ** 输出: 无 ** 功能描述: led数据打印（数据固定为4 个字符）【即led输出驱动。。。】 ****************************************************** ****************************************************/ void led_display(void) { //在这里把leds[] 里的数据分别显示到4 个led上。。。 //leds[0] 为分钟的十位；leds[1] 为分钟的个位 //leds[2] 为秒的十位；leds[3] 为秒的个位 //leds[?] 里的数为0－9 时，显示为对应的数字，为_LED_KC_BLANK（默认为10）时，对应的那一位led段码管不亮 uint8 i=0; static uint8 iled = 0; iled = (iled + 1) % 4; P0 = 0xFF; switch(iled) { case 3: P1_3=0; P1_2=1; P1_1=1; P1_0=1; break; case 0: P1_3=1; P1_2=1; P1_1=1; P1_0=0; break; case 1: P1_3=1; P1_2=1; P1_1=0; P1_0=1; break; case 2: P1_3=1; P1_2=0; P1_1=1; P1_0=1; break; } // for (i = 0; i < 250; i ++); if (iled == 1) P0 = led_zimo[leds[iled]] & (0x7F); else P0 = led_zimo[leds[iled]]; } //--------------------------------------------------------------------------------------------------------// /***************************************************** **************************************************** ** 函数名称: kb_init ** 输入: 无 ** 输出: 无 ** 功能描述: 按键初始化 ****************************************************** ****************************************************/ void kb_init(void) { uint8 i; for (i = 0; i < 4; i ++) { t_kb[i].io_s = 0; t_kb[i].io_n = 0; t_kb[i].kb_s = 0; t_kb[i].kb_chg = 0; } } /***************************************************** **************************************************** ** 函数名称: kb_updata ** 输入: 切换确认键的当前状态，加键当前状态，减键当前状态，模式键当前状态 ** 输出: 无 ** 功能描述: 键盘扫描状态更新：按键未按下时为0；按键按下时为1。【注意参数顺序别错了，否则相当于按键被交换了】 ****************************************************** ****************************************************/ void kb_updata(uint8 iok, uint8 iadd, uint8 isub, uint8 imode) { uint8 i,k,n; n = (iok == _KBS_PRESS) | ((iadd == _KBS_PRESS) << 1) | ((isub == _KBS_PRESS) << 2) | ((imode == _KBS_PRESS) << 3) ; for (i = 0; i < 4; i ++) { k = ((n & (1 << i)) != 0); //获得键盘扫描状态 if (t_kb[i].io_s != k) { //两次间状态不同，重置累计数据 t_kb[i].io_n = 1; } else t_kb[i].io_n ++; t_kb[i].io_s = k; //更新当前状态到状态缓存，用于下一次判定时使用 if (t_kb[i].io_n >= _KB_DITHERT) { //去抖动ok后，进行实质性判断，否则，保持现状 if (t_kb[i].io_s == _KBS_PRESS) { //键按下状态 if (t_kb[i].io_n == _KB_DITHERT) { //按键去抖后产生的“按下”动作 t_kb[i].kb_s = _KBS_DOWN; t_kb[i].kb_chg = 1; } } else { //键弹起状态，复位状态 模拟路灯控制系统的毕业论文 ————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期： 中文摘要 本作品是具有自动化程度高、运行可靠、使用维护方便的照明控制系统，为城市路灯现代化提供了一些参考方案。系统采用STC单片机为核心的最小系统板，设计了模拟路灯控制系统。控制系统采用定时器设定时钟功能，设定、显示开关灯时间；用了基于555为核心的红外传感器检测物体的定位。路灯单元控制系统采用恒流源供电，具有输出功率调整功能，并能定时调整功率。阐述了基于单片机模拟路灯控制系统实现的设计思想、方法及过程。该模拟控制系统，能有效的节约能源，减少照灯具的损耗。 城市亮化随之被政府所重视，既而大量的资金投入进行建设和改造中去，使得我们的城市夜晚变得灯火辉煌，绚丽多彩，但同时，诸多问题也随之而来：能耗的逐年攀升，产生的某些问题亦逐渐显露出来，如城市路灯的维护量增大，带来人员不足的问题，使得路灯故障时不能得到及时的修复以致造成人民生活的不便；维护费用也随之增加，社会成本过高，电费支出过多，财政承担相对困难，给政府带来了相对大的压力；光污染现象严重……这些问题的产生无疑给当地的路灯管理部门的各方面工作带来很大的压力，因此他们迫切的想解决此问题，故针对这种情况我们设计并制作了这一节能智能型的模拟路灯控制系统，其主要价值在于能更好的节能与监测，在很多方面给人们带来了方便，给维护人员降低了难度。 在白天模式的时候，还能根据环境明暗的变化控制路灯的开启和关闭路灯，在夜晚模式的情况下，根据交通路面情况自动开关灯。当灯出现故障不亮时，能够检测并且通过声光系统报警，显示器上显示故障灯的编号。自制的单元控制器中的LED灯恒流驱动电源，在多数情况下，具有系统稳定，功耗低等特点。 以STC89C51RC为核心，利用时钟控制LED灯的开关时间段，通过红外感应模块将物体运动的信号通过555的TTL高低电平输入单片机，并通过三红外线输入的情况判断物体运行方向，再控制LED灯的开关情况。并完成四方面的功能：时间设定功能，环境明暗判断，独立控制功能，交通条件控制功能。显示部分用LCD 液晶显示，要求能显示实时时间以及对路灯设置的开关灯时。 关键词：STC89C51单片机，红外传感器，1602液晶显示器，DS1302 NE555 毕业论文声明 本人郑重声明： 1．此毕业论文是本人在指导教师指导下独立进行研究取得的成果。除了特别加以标注地方外，本文不包含他人或其它机构已经发表或撰写过的研究成果。对本文研究做出重要贡献的个人与集体均已在文中作了明确标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 2．本人完全了解学校、学院有关保留、使用学位论文的规定，同意学校与学院保留并向国家有关部门或机构送交此论文的复印件和电子版，允许此文被查阅和借阅。本人授权大学学院可以将此文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本文。 3．若在大学学院毕业论文审查小组复审中，发现本文有抄袭，一切后果均由本人承担，与毕业论文指导老师无关。 4.本人所呈交的毕业论文，是在指导老师的指导下独立进行研究所取得的成果。论文中凡引用他人已经发布或未发表的成果、数据、观点等，均已明确注明出处。论文中已经注明引用的内容外，不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究成果做出重要贡献的个人和集体，均已在论文中已明确的方式标明。 学位论文作者（签名）： 年月 关于毕业论文使用授权的声明 本人在指导老师的指导下所完成的论文及相关的资料（包括图纸、实验记录、原始数据、实物照片、图片、录音带、设计手稿等），知识产权归属华北电力大学。本人完全了解大学有关保存，使用毕业论文的规定。同意学校保存或向国家有关部门或机构送交论文的纸质版或电子版，允许论文被查阅或借阅。本人授权大学可以将本毕业论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用任何复制手段保存或编汇本毕业论文。如果发表相关成果，一定征得指导教师同意，且第一署名单位为大学。本人毕业后使用毕业论文或与该论文直接相关的学术论文或成果时，第一署名单位仍然为大学。本人完全了解大学关于收集、保存、使用学位论文的规定，同意如下各项内容： 按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版本；学校有权保存学位论文的印刷本和电子版，并采用影印、缩印、扫描、数字化或其它手段保存或汇编本学位论文；学校有权提供目录检索以及提供本学位论文全文或者部分的阅览服务；学校有权按有关规定向国家有关部门或者机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入学校有关数据库和收录到《中国学位论文全文数据库》进行信息服务。在不以赢利为目的的前提下，学校可以适当复制论文的部分或全部内容用于学术活动。 论文作者签名：日期： 指导教师签名：日期： 摘要 随着城市建设和社会经济的迅速发展，城市道路照明作为城市文明与现代化程度的重要标志，已受到越来越多的关注，规模也在不断扩大。路灯是一个城市的照明系统不可分割更无可替代的一部分，现有的路灯管理的方式方法已远远不能满足城市路灯发展与管理的需要，必须依靠现代化的高科技管理手段。由于单片机具有集成度高，处理能力强，可靠性高，系统结构简单，价格低廉的优点，因此在路灯照明工程中被广泛应用。本系统采用MSC-51系列单片机AT89C51和相关的光电检测设备来设计智能光控路灯控制器，利用51系列单片机可编程控制八位逻辑I/O端口实现路灯的智能化，达到节能、自动控制的目的,单片机采集光敏电阻或光电开关的信号控制路灯的亮灭，具有自动检测故障报警等功能，同时根据实际情况，通过计时系统来对时间进行有效的控制，在本设计中，输入是开关按钮，进行时间控制，显示是六个数码管和LED二极管，时 一、本课题的内容及研究意义 1、论文研究的目的和意义 如今，照明电路的数量越来越多，使得城市街道、小区内的路灯的用电量占城市用电量的比重越来越大，在用电高峰期时，电网超负荷运行，电网电压都低于额定值，在用电低谷期供电电压又高于额定值，当电压高时不但影响照明设备的使用寿命，而且耗电量也大幅增加，当低谷时，照明设备有不能正常工作。 所以，对城市的路灯的设计已经成为了当务之急，特别是午夜之后车流量急剧减少时，应该适当的关闭路灯，节约用电。但是我国的既节能又能延长路灯寿命的技术相比国外却是落后了，因此智能节能路灯控制系统的设计对于城市的发展至关重要。本论文旨在设计一套对外界光线和电压信号的采集来控制路灯的自动启停以及智能调压的控 制系统，它能对路灯进行稳压、调压、自启动并延长路灯寿命的作用。 2、论文研究内容 本设计可以通过对外界光线和电压信号的采集来控制路灯的自动启停以及智能调压从而减少城市路灯照明耗电量，又对输入电压进行稳压调节来提高用电效率。要求独立选择芯片、设计电路、编制程序、调试、完成整个系统功能。 主要内容如下： (1) 根据控制技术的特点，进行路灯系统设计的整体研究与设计。 (2) 针对光线和电压信号的采集，采用数据采集技术。 (3) 通过按键可对相关的参数值进行设置，从而实现对不同时间进行不同的开灯模式。 (4) 当电压符合额定电压时，系统自动进行稳压。 (5) 在午夜之后降低电压以调节路灯亮度，实现调压。 二、本课题的研究现状和发展趋势 目前，路灯系统一般采用钠灯、水银灯、金卤灯等灯具。这类灯具有发光效率高、光色好、安装简易等优点，被广泛使用，但同时也存在着诸如：功率因子低、对电压要求严格、耗电量大等缺点。 我国目前大部分城市都采用全夜灯的方式进行照明，普遍存在的问题有两点：一方面因为后半夜行人稀少，采用全夜灯的方式浪费太大，因此，有的地方采取前半夜全亮，后半夜全灭的照明方式；有的地方在后半夜采用亮一隔一或亮一隔二的节能措施，此种方式虽然节约了电费支出，却带来了社会治安和交通安全问题，不利于城市安全问题。 另一方面，在后半夜因行人稀少，而应该降低路灯的亮度，以避免光源污染，影响居民的晚间的休息。但由于后半夜是用电低谷期，电力系统电压升高，路灯反而比白天更亮了。这不仅造成了能源浪费，还大大影响了设备和灯具的使用寿命。目前，路灯照明广泛采用高压钠灯，其设计寿命在12000小时以上，在正常情况下至少可用3年，但是由于超压使用，现在路灯的使用寿命仅仅只有1年左右，有的甚至只有几个月，造成 内部编号：AN-QP-HT920 版本/ 修改状态：01 / 00 In Order T o Standardize The Management, Let All Personnel Enhance The Executive Power, Avoid Self- Development And Collective Work Planning Violation, According To The Fixed Mode To Form Daily Report To Hand In, Finally Realize The Effect Of Timely Update Progress, Quickly Grasp The Required Situation. 编辑：__________________ 审核：__________________ 单位：__________________ 声光控路灯控制系统实验报告通用范 本 声光控路灯控制系统实验报告通用范本 使用指引：本报告文件可用于为规范管理，让所有人员增强自身的执行力，避免自身发展与集体的工作规划相违背，按固定模式形成日常报告进行上交最终实现及时更新进度，快速掌握所需了解情况的效果。资料下载后可以进行自定义修改，可按照所需进行删减和使用。 一试验目的 1。了解并掌握光敏三极管和光敏电阻的应用以及声控的交流信号的处理 2。掌握继电器的引脚结构以及其应用方法 3。熟练掌握三极管三个引脚的引用电路 4。熟练掌握LM324运放作为比较器和运放的应用电路 5。掌握与门的工作原理和引脚接法，并应用到实际电路中 二实验内容 1。按要求搭接电路，并调整电路，（注意运放被烧坏） 安徽工程大学机电学院毕业设计（论文） 毕业设计论文 基于单片机的太阳能路灯控制器设计 摘要 本论文主要完成对光伏电源LED照明控制系统进行优化设计和研究，以使系统达到稳定、操作方便、节能环保的要求。太阳能路灯智能控制器以AT89C52单片机为核心，主要由六个部分组成：太阳能电池板、蓄电池、负载（LED路灯）、控制器、测量电路、充电电路、放电/负载驱动电路。本课题的主要研究内容有：针对现有独立运行的太阳能路灯控制器的特点，实现多点控制蓄电池剩余荷电容量（SOC）控制和脉宽调制信号（PWM）来驱动太阳能LED路灯控制器的硬件设计和软件程序设计。 首先对太阳能路灯基本模块组成、基本功能及发展现状进行了阐述，并根据蓄电池剩余荷电容量（SOC）的数学模型和剩余荷电容量（SOC）与蓄电池的使用寿命的关系提出了单片机系统改进的控制方案，并根据实际需要提出用脉宽调制信号（PWM）来驱动和调节白光LED，可使白光LED工作于发射最纯净白光。半导体PN结技术的太阳能光伏发电技术与发光二极管(LED)照明技术，都有着环保、节能、长寿命和安全的特点。对这两项技术的高效结合进行优化研究，符合我国目前节能，环保及可持续性发展的目标。 总之，随着城市规模的不断扩大，现有的路灯技术不能达到环保节能的要求，本文采用多点控制蓄电池剩余荷电容量（SOC）控制和脉宽调制信号（PWM）来驱动太阳能LED路灯控制器的硬件设计和源程序设计，能有效解决LED太阳能路灯的不足。因此，本课题设计对我国LED路灯节能环保的发展有很大的现实意义。 关键词：光伏发电；剩余荷电容量；脉宽调制信号；控制系统 基于单片机的太阳能路灯控制器设计 II 毕业论文 基于电力载波技术的智能化路灯控制系统设计 姓名 学院电气工程与自动化学院 专业自动化 指导教师 职称教授 2013年5月1日 天津工业大学毕业论文任务书 题目基于电力载波技术的智能化路灯控制系统设计 学生姓名额外特温 特 学院名称 电气工程与自动化学 院 专业班级 过多个地 方 课题类型实际课题 课题意义 基于电力载波技术的智能化路灯控制系统能够弥补当前路灯控制器的不足，将电力载波技术应用于路灯控制过程中，实现主控站和从控制站之间的信息交换，从而实现路灯的智能化，并且成本低，易于推广应用。它能够实现远程控制，并和现有的电力线兼容，检修方便，可以提高城市路灯的利用率，节能。 任务与进度要求3．12-3.30：对此设计进行初步的了解和资料查询，对本设计方案具有初步的轮廓 4.2-4.30：完成控制设计，及硬件电路设计， 5.4-5.30 ：完成毕业论文任务书初稿，并对设计的硬件进行调试； 5.31- 6.7：完善任务书，准备毕业答辩，按时完成 主要参考 文献[1] M.- H. Shwehdi, “A Power Line Data Communication Interface using Spread Spectrum Echnology in Home Automation [J],” IEEE Trans. Power Delivery, vol. 11, no. 3, July 1996, pp. 1232-1237. [2] 张辉.现代通信原理与技术[M].西安：西安电子科技大学出版社，2002. [3] 齐国清.信号检测与估计[M].北京：电子工业出版社，2010. [4] 朱小龙.数字通信技术[M].北京：化学工业出版社，2004. 起止日期2013年3月12日—2013年6月7日备注 院长教研室主任指导教师 基于51单片机的模拟路灯控制系统1. 系统设计 1.1 设计要求 一、任务（来自原题） 设计并制作一套模拟路灯控制系统。控制系统结构如图1所示，路灯布置如图2所示。 图1 路灯控制系统示意图 .. .专业. . 图2 路灯布置示意图（单位：cm） 二、设计要求+ 1．基本要求 （1）支路控制器有时钟功能，能设定、显示开关灯时间，并控制整条支路按时开灯和关灯。 （2）支路控制器应能根据环境明暗变化，自动开灯和关灯。 （3）支路控制器应能根据交通情况自动调节亮灯状态：当可移动物体M（在物体前端标出定位点，由定位点确定物体位置）由左至右到达S点时（见图2），灯1亮；当物体M到达B点时，灯1灭，灯2亮；若物体M由右至左移动时，则亮灯次序与上相反。 （4）支路控制器能分别独立控制每只路灯的开灯和关灯时间。 .. .专业. . （5）当路灯出现故障时（灯不亮），支路控制器应发出声光报警信号，并显示有故障路灯的地址编号。 2．发挥部分 （1）自制单元控制器中的LED灯恒流驱动电源。 （2）单元控制器具有调光功能，路灯驱动电源输出功率能在规定时间按设定要求自动减小，该功率应能在20%～100%围设定并调节，调节误差≤2%。 （3）性价比高，工作稳定，符合电磁兼容（EMC）方面的要求，无对外干扰或干扰小。 1.2 总体设计方案 1.2.1 功能分解及设计思路 本模拟路灯控制系统的设计方案要实现的主要功能主要分解为以下五个方面： 一是时钟功能及定时开关灯。 二是根据环境明暗变化，自动开灯和关灯。 三是根据交通情况自动调节亮灯状态：当汽车靠近路灯时，路灯能自动点亮；当汽车远离时，路灯自动熄灭。 四声光报警功能，当路灯出现故障时而不亮时，控制器发出信号，并显示有故障路灯的地址编号。 五是根据绿色节能照明要求，采用恒流源驱动LED路灯发亮且能调光，路灯驱动电源输出功率能在20%～100%围设定并调节，调节误差≤2%。 以上功能的实现，都是以单片机为核心，在单片机系统实现的输入输出和显示功能的基础上，由单片机的置逻辑和运算功能，加上一定的外围电路.. .专业. . 上海电力学院飞思卡尔单片机应用实验报告 题目：路灯控制器 专业：电子信息工程 班级： 姓名： 学号： 一、实验要求： 1.实现路灯控制器的功能； 2.至少包含三个模块。 二、实验设备： 1.PC机一台 2.S12嵌入式开发系统一台 3.LED 一个 4．串行通信线一根 5．4连排共阴极8段数码管一个 三、实验原理： 三个模块分别是定时器模块、LED模块和小灯模块。通过时间的变化来达到我改变灯亮暗的目的。其中，定时器进行时间的计算，分为6点-18点和18点-6点两段，而小灯就是由这两段时间产生亮暗的现象（当时间为6：00-18：00时，小灯的状态为暗，当时间为18：00-6：00时小灯的状态为亮）。实验中要确认好相应代码，控制小灯亮红灯或者亮绿灯。 连线如下 Vcc 导线接插点 PTA0 PTA1 PTA2 PTA3 PTA4 PTA5 PTA6 PTA7 PTA口（KEY1-8） 四、实验内容： 设定LED灯的前两位为小时项，后两位为分钟项，当时间为06：00-18：00时，小灯的状态为暗，当时间为18：00-06：00时小灯的状态为亮。 五、实验程序： 1.主函数： //总头文件 #include "Includes.h" //主函数 int main() { DISABLE_INTERRUPTS; //禁止总中断 //1. 芯片初始化 MCUInit(); //2. 模块初始化 SCIInit(); //(1) 串行通信初始化 LEDInit(); //(2) LED控制引脚初始化 TimerInit(); //(3) 定时器1初始化 //3. 内存初始化 //(1) "时分秒"缓存初始化(00:00:00) time[0] = 0; time[1] = 0; time[2] = 0; time[3] = 0; //(2) LED显示缓存初始化为"0123" LEDbuf[0] = '0'; LEDbuf[1] = '0'; LEDbuf[2] = '0'; LEDbuf[3] = '0'; //4. LED初始显示"0123" LEDShow(LEDbuf); //5. 开放各模块中断 EnableSCIReInt; //(1) 开放SCI接收中断 EnableT1OVInt; //(2) 开放定时器1溢出中断 //6. 开放总中断 ENABLE_INTERRUPTS; //总循环 DDRA=0xff; PORTA=0xaa; word文档整理分享 电子综合开发实践报告 设计课题：路灯控制器的设计与制作 专业班级：___________ 学生学号：__________ 学生姓名：________ 秦疆彬__________ 设计时间：2014 年1月月_________ 信息科学与技术学院 2014年1月 路灯控制器的设计与制作 一、设计任务与要求 （1）设计制作一个路灯自动照明的控制电路，当日照光亮到一定的程度时路灯 自动熄灭，而日照光亮暗到一定程度时路灯自动点亮。 （2）设计计时电路，用数码管显示路灯当前一次的连续开启时间。 （3）设计计数显示电路，统计路灯的开启次数。 二、方案设计与论证 了解常用路灯控制的各种方法，及各自的优缺点，通过相互的比较，确定设计方案，并对所用传感器进行选型，同时加以电路的设计与分析，完成设计任务。下面对路灯控制器的原理，路灯控制器中用到的主要元件以及在电路中的作用分析。 该路灯控制器是由光敏电阻、555定时器、计数器、译码器、数码管显示器和受控灯组成。光敏电阻器又叫光感电阻，是利用半导体的光电效应制成的一种电阻值随入射光的强弱而改变的电阻器，当光照减弱时，光敏电阻阻值增大，555 定时器的2、6端口出现低电平，当它到达一定值时，3 口出现高电平，且大于2/3 （VCC,路灯亮。反之，当光照增强到一定时，光敏电阻阻值减小， 3 口出现低电平，小于1/3 （VCC，路灯熄灭。为了避免外部干扰所带来的错误反应（例如来往的车灯给光敏电阻带来的短暂激励），我们利用电容充电带来的时间延迟来解决问题。经以上论证，方案可行。 三、单元电路设计与参数计算 该部分电路相当于总电路的开关，通过光照强弱的变化改变光敏电阻的阻 值，从而改变Vi 的电压值。在该电路中Vi 即为由555构成的施密特触发器的输 入电压，Vi 的改变会引起施密特触发器的翻转，从而改变输出电平，达到开关 的效果。当光敏电阻周围的环境光照强度比较强时，电阻阻值为几百欧左右，Viv 1 -V cc ；当光敏电阻周围的环境光照强度比较弱时，电阻阻值为 1兆欧左右，Vi> 3 2 V cc 。当光敏电阻周围环境由光变暗时，Vi 增大过程中达到值1V cc 时，引发施 3 3 *数码管显示 图2.1流程框图 1、光敏电阻与555定时器构成的控制电路 图3.1光控电路 基于51单片机的模拟路灯控制系统 1. 系统设计 1.1 设计要求 一、任务（来自原题） 设计并制作一套模拟路灯控制系统。控制系统结构如图1所示，路灯布置如图2所示。 图1 路灯控制系统示意图 图2 路灯布置示意图（单位：cm） 二、设计要求+ 1．基本要求 （1）支路控制器有时钟功能，能设定、显示开关灯时间，并控制整条支路按时开灯和关灯。 （2）支路控制器应能根据环境明暗变化，自动开灯和关灯。 （3）支路控制器应能根据交通情况自动调节亮灯状态：当可移动物体M（在物体前端标出定位点，由定位点确定物体位置）由左至右到达S点时（见图2），灯1亮；当物体M到达B点时，灯1灭，灯2亮；若物体M由右至左移动时，则亮灯次序与上相反。 （4）支路控制器能分别独立控制每只路灯的开灯和关灯时间。 （5）当路灯出现故障时（灯不亮），支路控制器应发出声光报警信号，并显示有故障路灯的地址编号。 2．发挥部分 （1）自制单元控制器中的LED灯恒流驱动电源。 （2）单元控制器具有调光功能，路灯驱动电源输出功率能在规定时间按设定要求自动减小，该功率应能在20%～100%范围内设定并调节，调节误差≤2%。 （3）性价比高，工作稳定，符合电磁兼容（EMC）方面的要求，无对外干扰或干扰小。 1.2 总体设计方案 1.2.1 功能分解及设计思路 本模拟路灯控制系统的设计方案要实现的主要功能主要分解为以下五个方面： 一是时钟功能及定时开关灯。 二是根据环境明暗变化，自动开灯和关灯。 三是根据交通情况自动调节亮灯状态：当汽车靠近路灯时，路灯能自动点亮；当汽车远离时，路灯自动熄灭。 四声光报警功能，当路灯出现故障时而不亮时，控制器发出信号，并显示有故障路灯的地址编号。 五是根据绿色节能照明要求，采用恒流源驱动LED路灯发亮且能调光，路灯驱动电源输出功率能在20%～100%范围内设定并调节，调节误差≤2%。 以上功能的实现，都是以单片机为核心，在单片机系统实现的输入输出和显示功能的基础上，由单片机的内置逻辑和运算功能，加上一定的外围电路得以实现。针对以上的五个功能，采用模块化的设计思想，以下分别叙述之。 1.2.2 方案论证与比较 1.2.2.1 时钟功能及定时开关机。 方案一：采用专用时钟芯片。 基于PLC路灯控制系统 摘要 随着数字技术和网络技术的发展，公共照明数字化和网络化已经成为一种必然趋势。节约能源、保证灯具寿命、提高照明管理水平、美化城市夜量和保证城市夜间出行安全等，已经成为对公共照明系统的一项基本要求。公共照明系统广泛采用高压钠灯或金属卤化物灯传统照明系统经常采用电感镇流器，本文将介绍基于PLC的路灯控制系统。本文设计基于PLC的路灯监控系统根据时间的变化，控制路灯的明亮程度。同时考虑到不同的季节天气等的变化的实际情况，以亮度检测控制辅助，达到更合理的目的。 关键词：PLC，亮度控制，定时控制 Streetlight monitoring system in the PLC - based design Abstract Along with arithmetic figure technique with technical development in network, the public lighting arithmetic figure turn to turn to have become a kind of inevitable trend with the network. Economy energy, guarantee the lamp life span, increase illuminate to manage the level, beautify the city night measures with guarantee nighttime in city out line safety etc., have become to a basic request of the public lighting system. The extensive adoption in system in public lighting high pressure light metals turns the thing light tradition illuminates the system to usually adopt the electricity feels the town flows the machine, illuminating lamp the adoption unify switch control case. This article will introduce the street lamp control system based on PLC. In this paper, the design based on PLC street lamp monitoring system according to the time change, control the street lamp bright degree. Taking into account the different seasonal weather changes in the actual situation, to brightness detection control auxiliary, achieve more reasonable purpose. KEY WORDS: PLC BRIGHTNESS CONTROL TIMING CONTROL 河北机电职业技术学院毕业论文 题目智能节能路灯控制系统设计 系别电气工程系 专业电气自动化技术 姓名孟学文 指导教师刘成伟 目录 摘要 (3) 1 绪论 (4) 1.1 概述 (4) 2 方案论证与选择 (5) 2.1 智能路灯节能方案概述 (5) 2.2 智能路灯节能控制系统结构设计 (5) 2.3 可变电抗器 (6) 2.4 智能控制器 (8) 2.5 每只LED灯控制逻辑关系图 (8) 2.6 系统硬件总体划分 (8) 2.7 智能控制器总体设计 (8) 3 智能路灯节能控制系统各电路部分设计 (9) 3.1 环境光控制电路的设计 (9) 3.2 时钟电路 (12) 3.3 横流驱动电路 (14) 3.4 故障检测电路 (16) 3.5 电源电路的设计 (16) 3.6 报警电路的设计 (17) 4 控制部分设计 (18) 4.1 单片机系统介绍 (18) 4.2 整个系统的控制流程 (19) 4.3 显示装置流程图 (20) 总结与展望 (21) 总结 (21) 展望 (21) 参考文献 (22) 附图 (23) 智能路灯节能控制系统设计 杨亮亮 （安徽工业大学工学院农业电气化与自动化07级） 摘要：随着我国经济的快速发展，电力消费也随之快速地增长。电力资源已成为紧缺资源。如何节能降耗已成为近年来研究的热点课题。 本文研究的智能路灯节能控制系统是针对我国在城市照明上所存在的巨大的能源消耗 而开发的基于单片机的新型节能控制系统，集稳压控制、软起动功能、自动起停、智能调 压控制于一体。智能路灯节能控制系统将晶闸管功率变换单元和智能控制系统相结合，利 用可变电抗器隔离高压和低压，将可变电抗器的一次绕组(高压)与路灯相串联，将二次绕 组与晶闸管和具有模糊控制算法的控制系统相联，通过改变其低压绕组上的电压来控制高 压绕组上电压的变化，从而达到改变路灯端电压的效果，以实现路灯的软起动和调压节 能。 本文对基于单片机的智能路灯节能控制系统进行了深入分析和研究。讨论了智能路灯节能控制系统的构思、设计方案，介绍了该装置的系统设计、工作原理，详细分析了以89C51为主控单元的硬件电路设计，以及电气连接。 关键词：单片机、智能路灯 Abstract: with the rapid development of our economy, electricity consumption is subsequently fast growth. Electric power resource has become shortage resources. How to energy consumption has become the hot topic research in recent years. This paper studies of intelligent street lamp energy saving control system is aiming at existing in urban lighting on the huge energy consumption and development based on SCM system, set the new energy-saving control voltage control, soft starter to function, the automatic starting and stopping, intelligent pressure regulating control in one body. Intelligent street lamp energy saving control systems will be thyristor power changing unit and intelligent control system by combining, high voltage and low voltage variable reactor isolation, a winding variable reactor (HVT) and street lamp in series, will be secondary windings and thyristor and fuzzy control algorithm with associated the control system by changing its low voltage to control LED Lighting Control using the MC9S08AW60 Designer Reference Manual To provide the most up-to-date information, the revision of our documents on the World Wide Web is the most current. Your printed copy may be an earlier revision. To verify you have the latest information available, The following revision history table summarizes changes contained in this document. For your convenience, the page number designators have been linked to the appropriate location. Revision History Chapter 1 Introduction 1.1 Introduction This manual describes a reference design of a multi-color LED lighting control solution by using the MC9S08AW60 Microcontroller. Using a microcontroller (MCU) to control the red/green/blue (RGB) color LEDs increases system flexibility and functionality for the next generation of lighting applications, architectural/entertainment lighting or LCD backlighting, that require a smart and adaptive control methodology to ensure optimized color space rendering for various display contents, excellent color contrast for realistic display scene and a consistent color setting in manufacturing. In many cases, these new applications are controlled by a central control unit that requires a connectivity interface that can be implemented at a low cost using MCU-based lighting controller. A compact light-box with more than a million display colors is implemented to demonstrate the advantages of using MCU to control RG B color LEDs with different luminosity settings. The average current through each color LED is controlled by an individual PWM signal generated from MCU and the LED luminosity is almost in 模拟路灯控制系统 摘要：本设计以STC89S54单片机作为模拟路灯控制系统的核心；由光电开关实现对定位点处经过物体的精确定位，并将检测的信号经单片机分析处理后控制LED灯的亮灭；LED的电源采用自制的恒流源驱动；由光敏电阻根据环境光线的变化实现路灯的自动开关；通过调节PWM脉冲占空比实现功率的调节，以此达到调光效果。由DS12C887完成控制器的时钟功能，并通过键盘设定和调整时间； 24C08存储芯片实现路灯开关时间单独控制。 关键词：STC89S54; 光电开关; DS12C887; 光敏电阻; 恒流源; PWM脉冲；24C08 Abstract: The analog light control system of this design is based on the microcontroller STC89S54. Object is detection by the photoelectric switch at anchor point, and the detected signal is analyzed and processed by the MCU to control LED light. A self-made continuous current source is adopted to drive light regulation circuit. Photosensitive resistors are used to control the light switches automatically according to the natural light. By adjust the PWM pulse duty achieve power adjust, thus we achieve light regulation. The controller's clock is provided by the DS12C887, which can adjust and set the time by keyboard. For individual control of lights, we use 24C08 storage to achieve switching time. Keywords: STC89S54; Photoelectric Switch; DS12C887; photosensitive resistor;Continuous current source; PWM pulse；24C08 摘要 本文介绍了一个模拟路灯控制系统的应用方案，用以实现模拟路灯的智能控制。本方案以宏晶公司的MCU芯片STC12C5410AD为核心，加以简单的外围电路，实现了模拟路灯控制系统所要求的全部技术内容。STC单片机在最近几年应用越来越广泛，因其抗干扰能力强、稳定性好，性价比高，因此是低成本路灯控制解决方案的首选。该控制系统除了选用廉价的单片机芯片，还采用了廉价的红外对射传感器，大大降低了系统成本。整个系统的电路简单，结构紧凑,电源驱动仅采用变压器与三端稳压器相结合，附加少许滤波电容便实现了稳定的电源输出。经过多次测试，证实该系统能长时间稳定工作，完全满足设计要求指标。 关键词：模拟控制；LED照明；单片机 ABSTRACT This paper introduces a simulation control system application scheme street, to simulate the street lamp of intelligent control. This plan to macro crystal company MCU, STC12C5410AD as the core, to chip the periphery of the simple circuit, realize the simulation street lamp control system all of the requested technology content. STC SCM in recent years more and more wide application, because of its strong anti-interference ability, good stability, high performance/price ratio, and so is the low cost street lamp control solutions of choice. The control system in addition to choose cheap single-chip microcomputer chip, also adopted the cheap infrared mutual illuminate sensor, and greatly reduce the cost of system. The whole system of the circuit is simple, compact structure, power drive only used three transformer and the regulators, and the combination of a few additional filter capacitance will realize the stable power output. After many test, and confirm that the system can work stably for a long time, fully meet the design requirements index. Keywords: Simulate controlling; LED lighting; Single-chip microcomputer 《路灯控制》课程设计报告 学院：化工装备学院 专业：电气自动化技术 班级：2班 姓名：xx 学号： 5 指导教师：xxx 20 11年6 月20~24 日 目录 N O TABLE OF CONTENTS ENTRIES FOUND. ( 1.课程设计目的 1)结合所学的电子电路的理论知识完成路灯控制课程设计； 2）通过该设计学会并掌握常用电子元器件的选择和使用方法； 3）提高自己综合分析问题和解决问题的能力。 2.课程设计任务和要求 课程设计任务 本次设计的程序为路灯控制设计，此程序是通过中断控制器8259和并行接口芯片8255与8088计算机的硬件连接，以及延时方法，来实现夜晚路灯亮灭的控制。 程序主要分四大部分：输入部分，中断部分，延迟部分和输出部分。 输入部分用K0至K7来实现，中断部分用中断控制器8259来实现，延迟部分用一个延迟 子程序来实现，而输出部分则用LED显示单元及开关单元来实现。 通过中断K++来实现天黑，天黑时路灯电亮，天亮时路灯关闭。 课程设计要求 1）通过K O—K7和K++来输入。 2）用LED指示灯显示结果。 3）输出为1灯亮，输入为0灯灭。 3. 课程设计报告内容 课程设计方案选择及说明 本次微机原理课程设计我设计的是路灯控制器。通过中断信号来使路灯点亮，再经延时程序来使灯自动熄灭。然后重新回到初始状态。 我们用到的芯片是中断控制器8259和可编程并行接口8255这两种芯片再外加一个LED显示单元及开关单元。用中断控制器8259的控制字来设置单片、边沿触发、非缓冲、非自动，用ICW4来设置IR7非屏蔽。 设置中断控制器8255的控制字，让它A口输出来显示灯亮，。由于我们没用到Ｂ口和Ｃ口，所以让Ｂ口输入C口高低四位均输出。 设置完控制字后，再使A口输出全为0（这时路灯初始状态为灭），接着让程序循环进入空操作。当天黑需要路灯亮时，按下中断（代表天黑），程序从循环执行空操作中中断出来，使A口输出从全为0变成全为1（这时路灯全亮），程序后面连接一个延迟子程序，来控制灯亮的时间。 最后到了程序该结束的时候了，A口输出从全1再次变为全0（这时路灯全灭，代表夜晚已过，天亮了）。这时程序本该结束了，程序结束后，又返回到中断控制器8259这部分，这样程序又可以通过按中断来控制灯亮，这样就简单又实用。 大体上程序主要分四大部分：输入部分，中断部分，延迟部分和输出部分。 结合所学的 知识外加查找相关资料，把这几大部分合理的连接起来，从而实现一个完整、功能强大的程 序。模拟路灯控制系统的毕业论文
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