单片机控制的路灯系统模型设计

单片机控制的路灯系统模型设计

赵鹏

赵鹏（陕西国防工业职业技术学院）

摘要：由于单片机具有集成度高，处理能力强，可靠性高，系统结构简单，价格低廉的优点，因此在路灯照明工程中被广泛应用。近年来随着计算机在社会领域的渗透，单片机的应用正在不断地走向深入。单片机技术中的计时系统是单片机的一个典型的应用。通过计时系统来对时间进行有效的控制，在路灯设计的定时系统中将得到更好地应用。

关键词:单片机照明计时定时

1设计方案

设计一套模拟路灯控制系统，能实现定时开关各单元路灯，并且能根据环境明暗变化，自动开关灯。我们考虑利用光敏电阻和电压比较器给单片机一个信号，通过继电器控制各单元从机的电源，实现自动开关灯的要求。利用38KHz调制红外发射管和接收管，探测物体的移动情况，将信号反馈给从机适时开启关闭相关路灯，达到节能目的。利用串口实现支路控制器与各单元的连接，将主机开启关闭各单元的信号有效地传给各单元。再将从机故障信号发送给主机，声光警告显示给我们。利用显示模块以及输入模块等作为人机界面，实现显示及声光报警等功能。

2方案论证

2.1支路控制器与输入显示采用宏晶公司的STC89C52RC单片机作为控制器的方案，该单片机功耗低，可靠性高，电压范围宽，速度高（可达到80M）。输入显示界面是选择人机通信的关键，该界面能够设定、显示开关灯时间，并且能够显示故障灯的地址编号。输入采用矩阵键盘和三个独立按键，矩阵键盘用于各独立单元控制器开启关闭时间的设定；独立按键用于系统时间的设定。采用LCD12864显示，界面友好，显示内容丰富，连接电路简单，一般无须考虑驱动电路等因素。

2.2环境明暗检测与故障声光报警环境明暗检测也是系统的重要组成部分，它主要用于白天路灯的关闭和夜晚路灯的开启。本系统利用光敏电阻和电压比较器选择适当的光照环境，当光照到达一定强度时，检测模块给单片机一个信号，经过单片机判断是否到达设定的开启时间，实现自动开启各个路灯。当某个路灯发生故障，控制该路灯的从机通过串口给主机一个信号，屏幕显示故障灯的地址编号，同时发出告警声并予以灯光提示。声音告警单元由音乐芯片KD9561和扬声器组成，发出告警声，同时显示屏旁边的红色发光二极管点亮，发出告警信号。

2.3交通情况检测系统与电源模块采用红外发射管和接收管，发射部分利用555多谐振荡电路，产生38KHz方波，可达到调制目的，并经过调制红外信号与接收管配合，可将检测距离提高到20cm以上。LED驱动电路采用恒流供电方式是比较理想的供电方式，它能避免LED正向电压时改变引起的电流波动，同时能提供恒定的电流，可使LED的亮度稳定，延长LED使用寿命。

3系统设计

根据上述方案论证，我们最终确定了以宏晶STC89C52RC为控制核心，采用串口控制从机，利用光敏电阻监测环境明暗程度等功能，还LCD12864实时显示系统时间、定时开关机时间，故障路灯地址。

4理论分析与计算

只要白天光照强度到达一定程度，主机将切断从机电源。用光敏传感技术实现对外界环境光照强度的检测。

比较LM311门限电压为可调电压，可提供0.8V-5V的电压，以适应不同环境。当外界光照强度变化时，光敏电阻阻值也跟着变化，V+与V-比较，输出一个电平信号给单片机，触发单片机，使发出切断从机电源信号。调节R14调整光强检测的灵敏度。

现在采用的是1WLED，当电阻R15=100欧时，LED两端电压为3.6V，电流为280毫安。计算公式为：I=2.5V/R，V=VLED/0.7，功率1W。恒流源电路如图3所示：

5总电路设计图

参考文献：

[1]郑毛祥.单片机应用基础.北京：人民邮电出版社.

[2]姚福安.电子电路设计与实践.山东：山东科学技术出版社.

[3]江晓安.数字电子技术应用.西安：西安电子科技大学出版社.

[4]阎石.数字电子技术基础.北京:高等教育出版社.

[5]孙肖子.模拟电子技术基础.西安：西安电子科技大学出版社.