模拟路灯控制系统论文

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1、一、方案比较与论证1、单片机的选择与论证方案一：采用传统的AT89S51作为控制核心。51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：采用STC12C5612AD单片机。用此单片机具有超强抗干扰：抗静电，抗宽电压电源抖动，抗温度影响（-40℃~85℃）。超低功耗，宽电压，高速度，速度比普通8051快8~12倍。有内置PWM功能，可以直接对LED灯亮度的控制，内置A/D转换。由于需要应用到PWM调制，需要高速反应，故采用方案二。2、时钟功能实现与论证方案一：采用单片机内部定时产生时间，但时间不精确，而且在掉电时数据会丢失。方案二：采用时钟芯片

2、产生时间，可以产生精确时间，再加上外围电路和电池，具有掉电保护功能。因为在要求一里面需要能够设定准确的时间，所以采用方案二。3、LED灯恒流驱动电源的设计与论证方案一：以CW7805为核心，构成的输出电流可调的恒流源电路使用起来可靠、方便，而且价格便宜。但是在实际应用中，应在三端集成稳压电路上安装足够大的散热器温度过高时，稳压性能将变差，损耗大，甚至损坏，而且不能PWM调节。方案二：采用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％，比较节能。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CW7

3、805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、环境光线变化自动控制灯亮灭的论证方案一：环境光线变化对光敏电阻的阻值发生变化，通过光敏采样电路把不同的阻值信号传递到单片机，单片机在根据信号的大小来控制路灯的暗亮与开关。方案二：光敏三极管的PN结受到光辐射时，形成光电流，由此集电极产生一个放大的信号电流。通过光敏采样电路把不同的信号传递到单片机，单片机在根据信号来控制路灯的暗亮与开关。光敏电阻是最简单的光敏传感器，而且也能实现题目要求，所以采用方案一。5、物体经过自动控制灯亮状态的方案论证方案一：在路面上安装霍尔传感器，当有金属物体通过

4、的时候它可以检测磁场及其变化，就能检测到物体，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：在公路的两边，正对的安装一对发射与接收（TL0038红外接收头）的传感器，当有物体通过的时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。6、路灯故障声光报警及显示的方案论证方案一：在路灯上安装一个光敏传感器，单片机对路灯发送指令，光敏传感器将当前路灯状态传送给单片机，单片机再对光敏传感器返回的信号进行比较，来识别路灯是否故障。方案二：通

5、过测量采样电阻反馈回来的电压值进行比较，来判断路灯是否故障。因为光敏传感器在白天容易受环境光线的影响，另一方面考虑到题目要求的性价比，所以我们采用方案二。7、输出功率调节的方案与论证方案一：PWM脉宽调制调光方式是一种利用简单的数字脉冲，反复开关白光LED驱动器的调光技术。应用者的系统只需要提供宽、窄不同的数字式脉冲，即可简单地实现改变输出电流，从而调节白光LED的亮度。PWM调光的优点在于能够提供高质量的白光，以及应用简单，效率高！方案二：模拟调光最大的优势是它避免了由于调光时所产生的噪声。但是区别于PWM调光技术，在模拟调光时白光LED驱动器始终处于工作模式，并且驱

6、动器的电能转换效率随着输出电流减小而急速下降。所以，采用模拟调光技术往往会增大整个系统的能耗。基于上面的分析PWM调光在能耗上节能、在应用上方便。所以选择PWM调光。二、功能分析与设计本系统由STC12C5612AD单片机作为控制核心。功能1、单片机控制设定、显示开关灯时间，并控制整条支路按时开灯和关灯。功能2、环境光线变化时单片机自动控制路灯的亮灭。功能3、根据交通情况自动调节灯亮状态。功能4、独立控制每只路灯的开灯和关灯时间。功能5、功率应能在20%～100%范围内设定并调节。功能6、当路灯出现故障时单片机控制，发出声光报警信号，并显示有故障路灯的地址编号。系统总设

7、计如下图1所示。图1系统组成框图主程序流程图图2所示图2主程序流程图1、设定显示开关灯时间，按时开灯和关灯的设计与实现在此功能中我们加入了时钟芯片可以准确的显示时间。用上下左右四个功能按键，来实现时间设置。上下键用来加减、左右键用来进入和退出，来实现设置时间。通过ST7920液晶显示与单片机连接来实现显示时间界面。再通过单片机的I/O口连接到路灯，就可以实现按时开灯和关灯。2、环境光线变化自动控制路灯的亮灭的设计与实现光敏电阻的亮阻暗阻；入射光强的时候，电阻减小到几K。入射光弱的时候，电阻增大到几M。此电路通过LM393AH比较器，把光敏