單片機控制的路燈系統(tǒng)模型設計

摘要:由于單片機具有集成度高，處理能力強，可靠性高，系統(tǒng)結構簡單，價格低廉的優(yōu)點，因此在路燈照明工程中被廣泛應用。近年來隨著計算機在社會領域的滲透，單片機的應用正在不斷地走向深入。單片機技術中的計時系統(tǒng)是單片機的一個典型的應用。通過計時系統(tǒng)來對時間進行有效的控制，在路燈設計的定時系統(tǒng)中將得到更好地應用。

關鍵詞:單片機 照明 計時 定時

1 設計方案

設計一套模擬路燈控制系統(tǒng)，能實現定時開關各單元路燈，并且能根據環(huán)境明暗變化，自動開關燈。我們考慮利用光敏電阻和電壓比較器給單片機一個信號，通過繼電器控制各單元從機的電源，實現自動開關燈的要求。利用38KHz調制紅外發(fā)射管和接收管，探測物體的移動情況，將信號反饋給從機適時開啟關閉相關路燈，達到節(jié)能目的。利用串口實現支路控制器與各單元的連接，將主機開啟關閉各單元的信號有效地傳給各單元。再將從機故障信號發(fā)送給主機，聲光警告顯示給我們。利用顯示模塊以及輸入模塊等作為人機界面，實現顯示及聲光報警等功能。

2 方案論證

2.1 支路控制器與輸入顯示 采用宏晶公司的STC89C52RC單片機作為控制器的方案，該單片機功耗低，可靠性高，電壓范圍寬，速度高(可達到80M)。輸入顯示界面是選擇人機通信的關鍵，該界面能夠設定、顯示開關燈時間，并且能夠顯示故障燈的地址編號。輸入采用矩陣鍵盤和三個獨立按鍵，矩陣鍵盤用于各獨立單元控制器開啟關閉時間的設定;獨立按鍵用于系統(tǒng)時間的設定。采用LCD12864顯示，界面友好，顯示內容豐富，連接電路簡單，一般無須考慮驅動電路等因素。

2.2 環(huán)境明暗檢測與故障聲光報警 環(huán)境明暗檢測也是系統(tǒng)的重要組成部分，它主要用于白天路燈的關閉和夜晚路燈的開啟。本系統(tǒng)利用光敏電阻和電壓比較器選擇適當的光照環(huán)境，當光照到達一定強度時，檢測模塊給單片機一個信號，經過單片機判斷是否到達設定的開啟時間，實現自動開啟各個路燈。當某個路燈發(fā)生故障，控制該路燈的從機通過串口給主機一個信號，屏幕顯示故障燈的地址編號，同時發(fā)出告警聲并予以燈光提示。聲音告警單元由音樂芯片KD9561和揚聲器組成，發(fā)出告警聲，同時顯示屏旁邊的紅色發(fā)光二極管點亮，發(fā)出告警信號。

2.3 交通情況檢測系統(tǒng)與電源模塊 采用紅外發(fā)射管和接收管，發(fā)射部分利用555多諧振蕩電路，產生38KHz方波，可達到調制目的，并經過調制紅外信號與接收管配合，可將檢測距離提高到20cm以上。LED驅動電路采用恒流供電方式是比較理想的供電方式，它能避免LED正向電壓時改變引起的電流波動，同時能提供恒定的電流，可使LED的亮度穩(wěn)定，延長LED 使用壽命。

3 系統(tǒng)設計

根據上述方案論證，我們最終確定了以宏晶STC89C52RC為控制核心，采用串口控制從機，利用光敏電阻監(jiān)測環(huán)境明暗程度等功能，還LCD12864實時顯示系統(tǒng)時間、定時開關機時間，故障路燈地址。 圖1為系統(tǒng)的總體結構框圖。

4 理論分析與計算

只要白天光照強度到達一定程度，主機將切斷從機電源。 用光敏傳感技術實現對外界環(huán)境光照強度的檢測，電路如圖2所示。

比較LM311門限電壓為可調電壓，可提供0.8V-5V的電壓，以適應不同環(huán)境。當外界光照強度變化時，光敏電阻阻值也跟著變化，V+與V-比較，輸出一個電平信號給單片機，觸發(fā)單片機，使發(fā)出切斷從機電源信號。調節(jié)R14調整光強檢測的靈敏度。

現在采用的是1W LED，當電阻R15=100歐時，LED兩端電壓為3.6V，電流為280毫安。計算公式為:I=2.5V/R，V=VLED /0.7，功率1W。恒流源電路如圖3所示:

5 總電路設計圖

參考文獻:

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