模拟路灯控制系统

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1、模拟路灯控制系统作者：范文彬、温友春、谢斯杰09电本（1）班摘要本设计是以AT89S52为主控器的模拟路灯控制系统。系统可通过定时设定，分别独立控制路灯的开启和关闭；同时具有调光功能，能够按设定要求使路灯驱动电源输出功率在20%~100%范围内任意调节。还能根据环境明暗的变化以及交通情况自动开关灯。当路灯电路出现故障时，单片机采集路灯电路采样点的电压后处理采集到的数据，实现自动报警功能。该系统基于可靠的硬件设计和稳定的软件算法实现题目基本要求。关键字：定时设定、调光、功率调节、声光报警。一、前言近年来，随着我国经济改革的深入发展和信息化时代的深入，各级政

2、府对城市整体形象工程建设也备受重视。城市亮化越来越被政府所重视，大量的资金投入进行建设和改造，使得我们的城市夜晚变得灯火辉煌，绚丽多彩，但问题也随之而来，能耗的逐年攀升，由此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；维护费用增加，社会成本过高，电费支出过多，财政承担相对困难；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，急切加以解决，为此我们设计并制作了这一节能智能型的模拟路灯控制系统。二、系统总体框架设计根据系统要求，设计总体框图如图1所示。主控制器AT89S52LED控制器①路灯①路灯②

3、按键移动物体红外探测时钟芯片液晶显示光线检测声光报警LED控制器②图1系统总体框图三、方案比较与论证§3.1LED调光方式的选择与论证方案一：采用PWM(脉宽调制)调光方式。优点：利用简单的数字脉冲，反复开关白光LED驱动器的调光技术。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。能够提供高质量的白光，且应用简单，效率高。缺点：PWM调光容易使得白光LED的驱动电路产生人耳听得见的噪声。方案二：采用模拟调光方式。优点：避免了由于调光时所产生的噪声。在采用模拟调光时，LED的正向导通压降会随着LED电流的减小而

4、降低，使得白光LED的能耗也有所降低。缺点：增大了整个系统的能耗，发光质量较差。方案三：采用数字调光方式。优点：数字调光最大优点在于调光时无噪声，外围硬件电路相对简单。缺点：操作性不强，技术不够成熟。综合以上各方案的优缺点，最后确定采用方案一。§3.2障碍物监测方式的选择与论证方案一：采用路两边对射方式监测。优点：动作的稳定度高，检测距离长。缺点：需要架设电线，实际操作性受限。方案二：采用扩散反射型监测优点：便于安装调整。缺点：在检测物体的表面状态（颜色、凹凸）中光的反射光量会变化，检测稳定性也变化。方案三：采用回归反射型监测优点：布线、光轴调整方便。检

5、测物体的颜色、倾斜等的影响很少。缺点：检测物体的表面为镜面体的情况下，根据表面反射光的受光不同，有时会与无检测物体的状态相同，无法检测。综合以上各方案的优缺点，最终选择方案一。四、系统硬件设计§4.1主控电路本系统采用AT89S52作为控制器，采用DS1302作为时钟电路。DS1302是美国DALLAS公司推出的一种高性能、低功耗、带RAM的实时时钟电路，它可以对年、月、日、周时、分、秒进行计时，工作电流不到1微安。器件的选择满足系统低功耗、高性价比的要求。主控制器与时钟电路原理图如图2所示。图2主控制器电路§4.2LED恒流源驱动及调光电路该设计要求L

6、ED的功率为1W，电压为5V，因为此需要对电源功率有一定的要求，而89C52输出口的负载能力有限，远远达不到驱动LED灯的要求，不能直接驱动，因此通过一级电流放大装置来驱动LED灯，电路如图3。图3恒流源驱动电路§4.3传感器探测电路如图4所示，通过红外对管探测，当有移动物体经过切换点时，OUT端子输出为高电平，切换路灯1和路灯2的亮灭状态。在图5中，通过光敏电阻感应环境光线，经非门将信号传递给单片机，通过光耦控制灯的亮灭。图5光线及故障检测电路图4红外探测电路§4.4键盘、液晶显示电路本系统选用1602点阵液晶显示模块作为显示器。显示方式非常直观，可以

7、显示字符和图形。电路原理图如图6所示。图6键盘及LCD显示电路§4.5声光报警电路当检测到路灯故障时，将单片机的P2.4引脚拉低，如图7所示，使LED灯闪烁，蜂鸣器鸣叫，发出报警。图7声光报警电路五、系统软件设计§5.1软件设计思想本系统软件采用模块化程序设计的方法，主要由主控制程序、开机界面子程序、键盘服务子程序、定时子程序、光控开关灯子程序等部分组成。软件的主要设计思想是：从实际出发根据时间来选择模式,系统有时钟信息，判断白天和黑夜，白天用光控模式，根据外界光线明暗来控制路灯，只有在白天光线很暗时开启路灯。晚上用自动调节模式，能根据交通情况来自动开启

8、路灯（灯始终随着人的移动来方向来开启，经过的地方路灯及时关闭）。分别设定每个灯的