模拟路灯控制系统论文

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1、模拟路灯控制系统摘要系统采用STC125612AD单片机为控制核心，通过内置的PWM产生LED路灯的调光控制信号，以CE9910芯片为核心构成恒流源电路，以PCF8563时钟芯片产生高精度的时间信息。通过光敏电阻检测电路检测环境光线的变化。在路面两侧分别安装红外发射管和红外接收头，检测过往物体，并自动控制路灯的亮灭，利用语音录放芯片实现故障的语音播报。AbstractSystemselectsSTC125612ADascontroller,dimmingLEDlampcontrolsignalisproducedbyinternalPWMofMCU,andtheconstant

2、currentsourcecircuitusesCE9910asitscore.SystemusesPCF8563clockchipproduceshigh-precisiontimeinformation.Throughthephotosensitiveresistancedetectioncircuitdetectsambientlightchanges.IRLEDandIRreceiverareinstalledonbothsidesoftheroadtotestthepastobjectsandusesvoicerecord/playbackchiptobroadcas

3、tthevoiceoffault.一、方案比较与论证1、单片机的选择与论证方案一：使用AT89S51单片机采用传统的AT89S51作为控制核心。AT89S51单片机具有价格低廉使用简单等特点，但其运算速度较低，功能比较单一。方案二：使用STC12C5612单片机采用STC12C5612AD单片机。该单片机具有超强的抗静电，抗宽电压电源抖动，抗温度影响能力。超低功耗，宽电压，高速度，速度比普通8051快8~12倍。内置PWM功能，可以直接对LED灯亮度进行控制。由于需要产生PWM信号，需要较强的抗干扰能力，故采用方案二。2、时钟功能实现与论证方案一：选用单片机内部定时器采用单片机

4、内部定时产生时间，需占用较多的单片机资源，且时间不精确，在掉电时数据会丢失。方案二：选用PCF8563时钟芯片采用PCF8563时钟芯片产生时间，可以产生精确的时间，通过给时钟芯片加备用电池，具有掉电保护功能。为了使实际的作品能够更贴近实际产品的应用，采用方案二。3、LED灯恒流驱动电源的设计与论证方案一：采用LM317恒流源电路以LM317为核心，构成输出电流可调的恒流源电路,该方案元件较为常见，而且价格便宜。但是在实际应用中由于三端集成稳压电路功耗较大，需安装足够大的散热片进行散热，且稳压性能随温度变化大，损耗大，且不易进行PWM调节。方案二：采用CE9910恒流源电路采用

5、CE9910芯片为核心，构成输出电流可调的恒流源电路，效率高达90％，能体现节能的理念。斜坡补偿电流模式PWM同步降压型转换器可实现输出可调电流，价格也比较便宜。在损耗节能上CE9910比CW7805要优越的多，而且CE9910可以用PWM实现输出电流可调，所以采用方案二。4、物体经过检测方案的设计与论证方案一：采用霍尔传感器在路面上安装霍尔传感器，当有金属物体通过的时候它可以检测到磁场的变化从而检测到物体，再把信号传送给单片机，由单片机发出指令去控制灯的开关。方案二：采用红外发射接收电路在公路的两边，正对的安装红外发射与接收（TL0038红外接收头）的传感器，当有物体通过的时

6、候发射光会被物体所遮挡，此时接收端没有接收到信号，再把当前状态信号传给单片机，由单片机发出指令去控制灯的开关。霍尔传感器由于受物体性质材料的限制，会影响灵敏度。所以采用方案二。二、系统硬件设计与实现1、系统总体设计图1系统总体组成框图系统总体组成框图如图1所示，本系统包括键盘输入电路、PCF8563实时时钟电路、光敏电阻采样电路、红外发射电路、红外接收电路、电流采样电路、ST7920液晶显示电路、PWM调光电路、声光报警电路、从单片机驱动语音录放电路等组成，系统以STC12C5612单片机作为主控芯片，完成所有电路模块的检测和驱动功能。2、红外发射电路的设计与计算系统要求对移动

7、物体进行检测，设计中采用了对红外发射和接收方案进行检测，将红外发射信号的频率调制到38KHZ上，这样才能与一体化红外接收头的频率相匹配。38KHZ的信号可以通过单片机直接产生也可以通过外围电路产生，在设计中为了降低对单片机资源的占用，采用由与非门电路构成的RC振荡电路产生振荡信号。振荡频率计算如下：,选择电阻R2为1KΩ,则电容C为12nF。红外发射电路如图2所示。图2红外发射电路3、恒流源及采样放大电路的设计与计算图3恒流源及采样放大电路系统采用CE9910作为恒流源电路的主芯片，CE99