智能路灯模拟控制系统

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1、智能路灯模拟控制系统摘要：本文设计了一个模拟路灯控制系统，该控制系统包括1个支路控制器和2个单元控制器。本系统支路控制器和单元控制器均采用STC89S52单片机，支路控制器和单元控制器进行通信。该控制系统完成了电子大赛题目的基本要求，并完成了发挥部分自制可调功率恒流源的功能,经测试各项指标均与题目要求的指标相符合。关键词：单片机；控制器；串口通信；恒流源。1．实现功能（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

2、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。一、方案比较与论证1.控制器的比较与论证方案一：以SPCE061A单片机作为控制器，进行信号处理和控制人机交互。SPCE061A是一款16位结构的微控制器。在存储器资源方面，SPCE061A内嵌32K字的闪存（Flash），32位通用可编程输入/输出端口便于与外围器件相连；7通道1

3、0位电压模/数转换器(ADC)可供采集样值。方案二：采用STC89C52单片机为控制器，其性价比高、低功耗、高性能CMOS8位微控制器。片上集成512字节RAM数据存储器；共有3个硬件16位定时器/计数器，外部中断4路，下降沿中断或低电平触发中断，掉电模式可由外部中断唤醒等特点。以上两款单片机控制器都可实现模拟电路控制系统，从操作简易程度、性价比等方面考虑，我们采用方案二的STC89C52单片机，其优点是入门快，操作简易，控制简单。STC89C52单片机原理图见附录1。2.方案论述本设计主要以STC89C52单片机为主体。其中，支路控制器模块通过单片机来控制单元控制器1和单元

4、控制器2，并完成显示和声光报警部分。用光敏传感器感应自然光的暗亮，将感应结果送至支路控制器，进而控制LED1和LED2的工作状态。单元控制器1模块控制可移动物体M从S到B再到方向路灯变化过程。如当可移动物体M到达S处时，红外检测可移动物体M的位置，并将信号发送至单元控制器1。在支路控制器允许工作的同时，单元控制器1打开继电器，由继电器打开功率可控恒流源，进而实现自动调节亮灯状态。单元控制器1STC89C52单元控制器2光敏传感器继电器继电器恒流源从S到B到方向从到B到S方向LED1LED2显示恒流源红外感器红外传感器声音报警光电报警图1-1模拟电路控制系统框图二、理论分析与硬

5、件设计1.恒流源方案论证方案一：采用程控分流实现电源的功率调节。由变压器将220V的交流电转化成直流电，电源通过整流桥到7809芯片得到+9V的电压从而得到恒流源，再由7805芯片转化成相应的恒流源，所得功率在1W可调。其优点是电路简易，容易搭建。缺点是性能不可靠，不稳定。其构图如下图所示。变压器7805/40mA7805/10mA7805/20mA整流桥7805/160mA7805/80mA7809三、系统软件设计本模拟路灯控制系统以支路控制器为主核心，编制软件程序分别完成时钟功能，显示开光灯的时间，控制支路的按时开灯和关灯。并能根据环境明暗变化，自动开灯和关灯。支路控制器

6、分别能控制每只路灯的开灯和关灯时间。并能在路灯出现故障时发出声光报警。其主流程见图3-1。S16S12S10S11S15S14S13开始按键设置模式1LED2模式2模式3模式4LED1同时定时开启同时定时关闭开启关闭开启关闭LED灯智能控制通信光敏电阻控制图3-1主程序流程框图框图中的S10、S11、S12、S13、S14、S15、S16分别是按键10、11、12、13、14、15、16（按键原理图可见附录4）。S10和S11控制模式1，S12控制模式2，S13控制模式3S，14控制模式4；S15控制LED1，S16控制LED2。四、总结本文设计了一个模拟路灯控制系统，该控制

7、系统包括1个支路控制器和2个单元控制器。本系统支路控制器和单元控制器均采用STC89S52单片机。该系统具体完成的功能包括：支路控制器有时钟功能、能根据环境明暗变化自动开灯和关灯、能根据交通情况自动调节亮灯状态、能分别独立控制路灯的开灯时间和关灯时间、能进行路灯故障的报警、自制了单元控制器中的LED灯恒流驱动电源、并可对该恒流电源的输出功率进行自动或手动调节。支路控制器根据环境的亮暗程度来决定是否将路将灯开或关；单元控制器会实时检测路灯的故障情况，如有故障则及时将信息反馈至支路控制器，支路控制器启动报警