模拟路灯控制系统附硬件图及c程序
模拟路灯控制系统-电子制作大赛
一、设计任务与要求设计并制作一套模拟路灯控制系统。
控制系统结构如图1所示，路灯布置如图2所示。
图1 路灯控制系统示意图图2 路灯布置示意图（单位：cm）基本要求（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交通情况自动调节亮灯状态：当可移动物体M（在物体前端标出定位点，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。
（3）支路控制器能分别独立控制每只路灯的开灯和关灯时间。
发挥部分（1）支路控制器应能根据环境明暗变化，自动开灯和关灯。
（2）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，并显示有故障二、方案比较与论证1、物体检测方案选择方案一：物体的位置检测采用压力传感器，当物体通过定位点时，通过检测压力传感器的输出信号，检测是否有物理通过。
其输出信号的调理电路相对简单，但是采用压力传感器价格较贵，且物体的重量是不定的，所以信号的大小也不定，这样就增加了软件程序处理的难度。
方案二：使用发光二极管和光敏二极管。
此方案缺点在于环境的其他光源对光敏二极管的工作产生很大的干扰，一旦外界光强改变，很可能造成误判和漏判，即使采用超高亮发光管可以降低一定的干扰，但这又增加额外的功耗。
方案三：采用TCRT5000光电传感器，能准确的检测物体的定位，此方案可以降低可见光的干扰，灵敏度高，同时其尺寸小、质量轻、价格也低廉。
外围电路简单，安装起来方便，电源要求不高，用它作为定点检测相对合适，所以本设计采用此方案。
2、自动控制方案选择方案一：支路控制器和单元控制器之间采用无线通信实现控制。
此方案可以简化布线，减轻线路维护的压力，但是它的问题在于无线通信价格比较昂贵，实现代价较大，输出易受外界电磁场的干扰，并且需要大量繁琐的通信测试才能确保正常工作。
方案二：采用总线控制来进行单片机通信，从而实现支路控制器对各个单元控制器的控制。
基于stm32模拟路灯控制系统
模拟路灯控制系统设计摘要本设计是一种采用新一代超强抗干扰/强抗静电/高速/低功耗单片STM32为数据处理和控制的路灯照明智能系统。
该单片机实现了对路灯的亮灭控制、报警、还有定时功能。
采用节能环保的LED灯作为光源，采用科学有效的检测与控制技术，实现了光电控制、时间控制、交通情况检测、故障自动检测与报警等功能，节省了人力和电力资源，降低了系统运行成本，性价比较高。
通过光敏电阻模块检测LED故障，ULN2803芯片控制LED灯状态，利用光敏电阻原理和红外对管特性实现自动调节路灯开关状态。
关键字：STM32-cortex-m3；AbstractThis design is a new generation of powerful anti-interference / strong antistatic / high / low power single chip STM32 as the data processing and control of street lamp intelligent lighting system. The single chip microcomputer to achieve the bright lights out of control, alarm, and the timing function. The energy saving and environmental protection of the LED lamp as the light source, the use of scientific and effective detection and control technology, realize the photoelectric control, time control, traffic condition detection, automatic fault detection and alarm functions, saving manpower and electric power resources, reducing the operation cost of the system, price is comparatively high. Photosensitive resistance through fault detection module LED, ULN2803 chip control LED lamp status, use of photosensitive resistance theory and infrared tube characteristics to realize automatic adjustment of road lamp switch state.Keywords: STM32-cortex-m3;目录一、总体方案思路及其设计 (3)1.1、检测物体移动方案设计 (3)1.3、时钟显示方案的设计 (3)1.4、控制部分方案的设计 (3)二、系统理论分析与功能模块设计 (4)2.1 、驱动电路原理分析 (4)2. 2、CPU核心控制模块 (5)2.3 、时钟控制模块 (6)2.4 、按键模块 (7)2.4、光电检测模块 (8)2.5光敏检测模块 (8)三、系统测试 (10)3.1使用测量工具 (10)3.2部分测试指标 (10)三、软件设计 (9)3.1. 软件流程 (11)3.2. 软件子程序 (11)四、系统实现的功能. (12)4.1. 路灯的工作模式 (12)五、结束语 (13)附件1：系统程序 (13)附件2：系统总原理图 (41)一、总体方案思路及其设计本模拟路灯控制系统的设计方案要实现的主要功能主要分解为以下五个方面：一是时钟功能及定时开关灯。
模拟路灯控制系统设计
总结
求是求新，树木树人 创新意识 团队合作 发现问题 分析问题 解决问题
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模拟路灯控制系统设计
制作者：姜盛 段洁 方利华 学校：中南林业科技大学 学院：计算机与信息工程学院 时间：二零一零年十二月 歌曲：小小小鸟
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摘要
本控制系统电路由STC为主控芯片，辅以测 量光和光电的传感元件，可根据环境明暗 变化，自动开灯和关灯，支路控制器能根 据交通情况自动调节亮灯状态，独立控制 每只路灯的开灯和关灯时间。当路灯出现 故障时（灯不亮），支路控制器发出声光 报警信号，并显示有故障路灯的地址编号。 送入单片机进行数据处理，控制LED的明暗， 并在在液晶屏上显示，此电路还具有许多 扩展功能。
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显示模块
使用7289芯片控制八位数码管和12864液晶 显示（液晶显示驱动简单，耗电量小，无 辐射危险，平面直角显示以及影响稳定不 闪烁灯优势，显示直观、抗干扰能力强）
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时钟模块
采用DS1302实时时钟/日历芯片，最大总行 速度400bit/s,每次读Байду номын сангаас数据后，其内嵌的 字地址寄存器会自动产生增量的地址寄存 器、分频器、可编程时钟输出、定时器、 400HZ的I2总线接口，DS1302与单片机之间 简单的采用同步串行的方式进行通信，仅 需用到三个口线，简单方便。
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位置控制模块
3个光电传感器检测 物体到达位置 S.B.S’，排针1.2.3 作为标志信号与单片 机I/O口连接，控制 led灯亮灭，实现位 置检测模块。
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PCB板
手工制作PCB图
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硬件调试与仿真
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主控模块
最小系统板 电源：USB直接供电 下载：ISP下载 芯片：
基于单片机控制的模拟路灯控制系统
基于单片机控制的模拟路灯控制系统摘要：本文设计的模拟路灯控制系统可以合理的利用电能，避免很多不必要的电能损失，该系统采用ATMEL公司的AT89C51单片机作为控制核心，此单片机的时钟振荡系统能够显示时钟信息，并能够采集各种外部信号，经过整理后，为路灯做出相应的变化。
提高能源的利用率，美化了公路周边的环境，同时也为市民的出行带来极大的方便，降低交通事故的发生率。
关键词：路灯 AT89C51 光电开关光敏电阻直流电机Based on MCS Control Lighting Control System SimulationSummary：This design of street light control system simulation reasonable use of electrical energy, avoiding a lot of unnecessary power loss, the system uses ATMEL Corporation AT89C51 microcontroller as the control core, this microcontroller's clock oscillation system can display clock information, and be able to collect a variety of external signal, after finishing, in order to make corresponding changes in the street. To improve energy utilization and beautify the roads surrounding environment, but also bring great travel for the public convenience, to reduce the incidence of traffic accidents.Keyword：Street AT89C51 photoelectric switch photosensitive resistance DC Motor1. 引言目前市场中采用的太阳能路灯控制系统不能很好地利用能源，致使能源的无故浪费，而本文设计的模拟路灯控制系统是采用高亮度的LED灯进行显示控制，以单片机为微控制器，可以实现设定、显示开关灯时间，能够自动调节亮灯状态，当路灯出现故障时能够查出故障路灯具体地址。
模拟路灯控制系统
模拟路灯控制系统摘要本系统以低功耗单片机系列C8051F120为核心组成支路控制系统，采用专用时钟芯片PCF8563实现精确的时钟功能，设定并显示开关灯时间。
该控制系统利用光敏电阻检测环境明暗变化从而实现自动开灯和关灯，以达到节能要求。
C8051F120是一款高性能、低功耗的8位微处理器，使系统在低功耗的状态下稳定工作。
系统采用线路简单、体积小的专用时钟芯片PCF8563，PCF8563工作时功耗很低。
采用低功耗的字符型液晶LCD12864作为显示器件，显示更为直观。
采用对射式收发一体光电传感器检测物体的运动，使用灵敏光电传感器更有效地实现在物体运动过程中路灯的自动控制，达到节能的要求。
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。
经过测试，该系统不仅能实现以上基本功能，同时利用自制恒流源电路能实现LED灯恒流，并且能调节LED灯的亮度，使它的功率在20%到100%之间变化。
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。
关键词：C8051F120 低功耗控制光电传感器1 方案论证与比较方案一：题目要求设计一个模拟路灯控制系统，实现支路控制器对单元控制器的有效控制。
本系统采用C8051F120单片机为主控芯片，采用对射式收发一体的光电传感器采集由于物体运动所产生的信号，再由支路控制器系统对信号进行处理实现对路灯的合理控制，以达到题目要求。
支路控制器的时钟采用精确的时钟芯片PCF8563并由字符型液晶LCD12864作为显示，利用独立键盘设定、修改开关灯时间。
系统采用光敏电阻分压的方式感应周围环境明暗的变化，支路控制系统采集分压值经单片机处理后来控制路灯的变化。
当路灯出现故障后路灯电路中采样点的电压值会发生变化，单片机根据变化量进行相应的处理。
基于设计思路在设计过程中选择合适的元器件，使用合适的单元电路模块，更有效的达到设计要求。
方案二：与方案一不同的是方案二选用STC89C52芯片，采用红外对管对物体的移动进行检测，时钟由单片机定时器实现。
路灯节能控制系统设计
模拟路灯节能控制系统的设计1 引言在倡导绿色用电的今天，路灯节能控制日益成为人们关注的话题，这里设计并制作一套模拟路灯节能控制系统。
节能控制系统结构如图1 所示。
图1 模拟路灯节能控制系统结构图模拟路灯节能控制系统实现的功能: 支路控制器有时钟功能，能设定、显示开关灯时间，控制整条支路按时开灯和关灯; 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;并能分别独立控制单只路灯的开灯和关灯时间; 当图1 模拟路灯节能控制系统结构图路灯出现故障时( 灯不亮) ，支路控制器发出声光报警信号，并显示有故障路灯的地址编号。
单元控制器具有调光功能，路灯驱动电源输出功率能在规定时间按设定要求自动减小，该功率应能在20% ～100% 范围内设定并调节，调节误差≤2%。
2 总体设计方案2. 1 设计思路设计采用PWM 脉宽调制技术和恒流源电路对路灯的驱动和亮度调节。
通过单片机和传感器及其检测电路完成路灯工作状态的控制。
显示部分利用液晶显示模块，菜单式操作，显示时间、故障路灯地址、支路开关灯时间、每只灯的开关时间等功能。
2. 2 设计原理根据模拟路灯节能控制系统结构图，将整体电路分成为五部分: 环境控制电路、时钟电路、交通状况的传感器检测电路、显示控制模块、LED 恒流驱动及故障检测电路。
2. 2. 1 环境控制电路利用光敏电阻的阻值与光照度呈反比例关系，采样其两端的电压信号，利用采样的电压信号通过施密特触发器输出的TTL 电平来控制LED 灯的开关。
电路可靠，有效地避免由于短时间光照剧烈变化引起的误动作，操作者可以通过电位器方便的进行调试。
2. 2. 2 时钟电路使用时钟专用芯片DS1302进行时钟控制，通过外加很少的电路就可以实现高精度的时钟信号。
外围电路简单可靠，时间精度高，采用串口通信可以节省I /O 口的资源，通过外接锂电池后可以实现时间信息储存。
2. 2. 3 交通状况的传感器检测电路使用红外传感器，来判断物体是否通过相关位置，并送入单片机判断执行相关程序。
模拟路灯控制系统毕业论文(附硬件图及源c程序)
毕业论文声明本人郑重声明：1．此毕业论文是本人在指导教师指导下独立进行研究取得的成果。
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本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。
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学位论文作者（签名）：年月关于毕业论文使用授权的声明本人在指导老师的指导下所完成的论文及相关的资料（包括图纸、实验记录、原始数据、实物照片、图片、录音带、设计手稿等），知识产权归属华北电力大学。
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模拟路灯控制系统设计报告参考模板
湖北经济学院信息工程学院电子线路综合设计报告课题名称：模拟路灯控制系统任课教师：张淑玲学生班级：电嵌Q1241学生姓名：李玲丽学号： 12160033同组学生：詹才珮2015年4月目录摘要 (1)一、系统设计 (2)（一）设计任务和要求 (2)（二）总体设计方案 (4)1、功能分解及设计思路 (4)2、系统各模块的方案 (4)二、单元电路设计 (6)（一）单片机最小系统 (6)（二）路灯电路 (6)（三）亮度检测电路 (7)（四）交通状况检测电路 (8)（五）报警电路 (9)三、软件设计 (10)（一）系统主流程图 (10)（二）系统子流程图 (11)1、手动开关灯流程图 (11)2、定时开关灯电路流程图 (12)3、根据环境明暗开关灯流程图 (13)4、根据交通状况开关灯流程图 (14)5、路灯检测流程图 (15)四、仿真系统测试 (15)（一）按键操作说明 (15)（二）手动开关灯功能测试 (16)（三）定时开关灯功能测试 (17)（四）环境明暗开关灯功能测试 (17)（五）交通状况开关灯功能测试 (18)（六）路灯检测功能测试 (22)五、硬件模块测试 (22)（一）环境明暗开关灯模块测试 (23)（二）交通状况开关灯模块测试 (23)（三）报警电路模块功能测试 (23)六、总结 (23)七、参考文献 (24)八、附录 (24)附录 1 程序代码 (24)模拟路灯控制系统摘要以AT89C51单片机为控制核心，结合LCD1602、DS1302、光敏电阻、4*4键盘以及晶振和蜂鸣器等器件，设计出了这个模拟路灯控制系统。
实现的主要功能有：能通过按键进行手动的开灯和关灯；能实时显示时间并按设定开灯、关灯时间；根据环境明暗变化，能自动开灯和关灯；根据交通情况自动调节灯亮状态。
能分别独立控制每只路灯的开关时间；能检测故障，检测到故障会进行声光报警，并显示出故障路灯的地址编码。
系统设计包含以下几个基本模块：控制模块、信息显示模块、键盘模块、路灯模块、位置探测模块、光亮度检测模块。
模拟路灯控制系统
摘要本系统采用MSP430单片机作为模拟路灯控制系统的核心。
由红外光电传感器电路、光敏反馈电路、LED恒流源控制电路、键盘输入电路、LED灯及LCD状态指示电路构成。
时钟系统由单片机构成，采用光敏电阻感应外部环境亮暗的变化以及检测LED灯的状态，利用反射式光电传感器检测路上信息，由运算放大器构成恒流源作为LED灯的供电系统，利用PWM调节LED的发光功率。
可靠的硬件设计和优化的软件算法，以及4*4键盘与LCD显示屏使得路灯控制系统的操作简单、直观；系统对故障报警功能进行了具体的细化，令本设计更加人性化。
关键词：MSP430单片机，LCD显示屏，恒流源AbstractBased on 16-bits MCU SPCE061A as the control center of simulative street lamp system,which consists of an infrared phototube circuit, a photosensitive feedback circuit, a keyboard input circuit, a LED and LCD circuit for displaying state. The clock system is made up of MCU, with the photoresistance to detect the light's change of outside and LED light's state and the reflected photoetube to detect the information of the roadway. As to the LED circuit,LM393 is elected as the center of Constant Current Source system and PWM to adjust the power of LED. With credible hardware design and optimized software arithmetic, keyboard and LCD screen make the street lamp control system simple and intelligible. Besides, its failure alarm, making the system to perform better.Key words: MCU MSP430, LCD Screen, Constant Current Source一、方案的选择与论证1．主控MCU选择方案一：采用传统的8位89C51单片机作为模拟路灯控制系统的核心。
模拟路灯控制系统课程设计
模拟路灯控制系统课程设计模拟路灯控制系统摘要随着电子技术的发展，为解决城市路灯照明系统存在的灯光控制方法和管理手段落后，所用灯具科技含量低等问题，设计了一个模拟路灯控制系统。
采用SCT89C52为主控器的模拟路灯控制系统，具有对路灯的定时设定功能，也可以分别独立控制路灯的开启和关闭；能够同时具有调光功能，对路面的光线进行调整，还可以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，调节误差小于2％。
采用高效节能LED路灯作为光源，具有系统稳定，功耗低等特点。
在白天模式的时候，还能根据环境明暗的变化控制路灯的开启和关闭路灯，在夜晚模式的情况下，根据交通路面情况自动开关灯。
当灯出现故障不亮时，能够检测并且通过声光系统报警，显示器上显示故障灯的编号。
实现了路灯的智能化控制，节省了电力能源和人力资源。
关键词：定时设定调光功率调节检测故障灯IAbstractWith the development of electronic technology, In order to solve the lights of the city street light lighting system control methods and management means backward, the lamps and lanterns of science and technology content is low,Design a simulated street light control system.The design is based on the analog controller STC89C52-based street light control systems,which have Street lamp time setting function , controling the opening and closing of the street Separately and Light - adjusting function, According to set requirements street driving power output power in adjustable within 20% ~ 100%,Adjust the error less than 2% .With high efficiency and energy saving LED lamp as light source, stable system, low power consumption characteristics. At the time of day mode, According to the environmental changes of light and shade light on and off ; In the case of the night mode, Automatic Switch lamp based on traffic road conditions, when the lights faults have gone, can detect and sound system of the police displayed on the monitor of fault lamp number,Implements the street lamp intelligent control, saves electric energy and human resources.Keywords:Timing settings, Light - adjusting, power regulation, Detection of fault lamp.II目录摘要 (I)Abstract....................................................................................................... I I目录 (III)前言 (1)1 绪论 (3)2 系统设计 (5)3 方案论证与选择 (7)3.1 单片机的论证与选择 (7)3.1.1 方案一 (7)3.1.2 方案二 (7)3.1.3 方案三 (7)3.2 LED调光方式的论证与选择 (8)3.2.1 方案一 (8)3.2.2 方案二 (8)3.2.3 方案三 (8)3.3 障碍物监测方式的论证与选择 (8)3.3.1 方案一 (8)3.3.2 方案二 (9)3.3.3 方案三 (9)3.3.4 方案四 (9)3.4 液晶显示器的选择与论证 (9)3.4.1 方案一 (9)3.4.2 方案二 (10)3.4.3 方案三 (10)3.5 外部环境明暗的检测论证与选择 (10)3.5.1 方案一 (10)3.5.2 方案二 (10)4 系统硬件设计 (12)4.1 主控芯片 (12)4.1.1 STC89C52芯片简介 (12)4.1.2 ......................................................... 主要功能特性：12I I I4.1.3 STC89C52芯片封装与引脚功能 (13)4.2 集成运放LM324 (16)4.3 传感器探测电路 (17)4.4 1602液晶显示电路管脚说明 (19)4.5 光敏电阻 (20)5 主要模块及原理图 (23)5.1 主控制器原理图 (23)5.2 复位及晶振电路 (23)5.3 声音报警模块 (25)5.4 路灯及光报警器电路 (26)5.5光敏电阻电路 (26)6 软件设计 (28)6.1 系统软件设计说明 (28)6.2 程序流程图 (28)7.1 测试方法与结果 (30)7.1.1 环境明暗检测测试 (30)7.1.2 交通情况测试 (30)7.1.3 路灯故障检测报警测试 (30)7.1.4 功率输出测试 (31)7．2 测试结果分析 (31)8 总结 (32)致谢 (33)参考文献 (34)附件一实物图 (35)附件二系统原理图 (34)附件三系统PCB图 (35)附件四系统程序 (36)IV前言随着我国城市的发展、经济的繁荣、社会的进步和人们提高生活水平及环境质量的要求，城市道路照明和城市的夜景照明已经成为城市规划、建设和管理中的一项重要工作。
模拟路灯控制系统完整版（附硬件图及源c程序）
模拟路灯控制系统完整版（附硬件图及源c程序）模拟路灯控制系统专业：班级学号：学⽣姓名：指导⽼师：⼆〇⼀⼀年六⽉摘要本⽂介绍了⼀个模拟路灯控制系统的应⽤⽅案，⽤以实现模拟路灯的智能控制。
本⽅案以宏晶公司的MCU芯⽚STC12C5410AD为核⼼，加以简单的外围电路，实现了模拟路灯控制系统所要求的全部技术内容。
STC单⽚机在最近⼏年应⽤越来越⼴泛，因其抗⼲扰能⼒强、稳定性好，性价⽐⾼，因此是低成本路灯控制解决⽅案的⾸选。
该控制系统除了选⽤廉价的单⽚机芯⽚，还采⽤了廉价的红外对射传感器，⼤⼤降低了系统成本。
整个系统的电路简单，结构紧凑,电源驱动仅采⽤变压器与三端稳压器相结合，附加少许滤波电容便实现了稳定的电源输出。
经过多次测试，证实该系统能长时间稳定⼯作，完全满⾜设计要求指标。
关键词：模拟控制；LED照明；单⽚机ABSTRACTThis paper introduces a simulation control system application scheme street, to simulate the street lamp of intelligent control. This plan to macro crystal company MCU, STC12C5410AD as the core, to chip the periphery of the simple circuit, realize the simulation street lamp control system all of the requested technology content. STC SCM in recent years more and more wide application, because of its strong anti-interference ability, good stability, high performance/price ratio, and so is the low cost street lamp control solutions of choice. The control system in addition to choose cheap single-chip microcomputer chip, also adopted the cheap infrared mutual illuminate sensor, and greatly reduce the cost of system. The whole system of the circuit is simple, compact structure, power drive only used three transformer and the regulators, and the combination of a few additional filter capacitance will realize the stable power output. After many test, and confirm that the system can work stably for a long time, fully meet the design requirements index.Keywords: Simulate controlling; LED lighting; Single-chip microcomputer⽬录1 系统设计 (1)1.1 设计要求 (1)1.1.1 基本要求 (1)1.1.2 发挥部分 (2)1.2 总体设计⽅案 (2)1.2.1 功能分解及设计思路 (2)1.2.2 ⽅案论证与⽐较 (2)1.2.3 系统各模块的最终⽅案 (5)1.3 系统功能说明书（⽤户使⽤说明书） (5)1.3.1 路灯的⼯作模式 (5)1.3.2 按键操作说明 (6)2 单元电路设计 (6)2.1 电源供电电路 (6)2.2 单⽚机最⼩系统 (7)2.3 输⼊与输出 (7)2.4 电流源驱动 (8)3 软件设计 (9)3.1 系统主程序流程图 (9)3.1.1系统流程图 (9)3.1.2 定时器溢出中断处理函数流程图 (10)3.1.3 按键扫描流程图 (11)3.2 系统⼦程序 (11)4 系统测试 (12)4.1 测试仪器 (12)4.2 指标测试 (13)4.2.1 各部分测试的指标 (13)4.2.2 系统实现的功能 (13)5 结论 (15)参考⽂献 (16)附录 1 程序代码 (17)附录 2 硬件原理图 (29)附录 3 PCB图（部分） (30)1 系统设计1.1 设计要求设计并制作⼀套模拟路灯控制系统。
模拟路灯控制系统设计
信息技术2Q!Q盟Q：23C hina N e wTec h nol og i es a n d Pl'odut r l s 模拟路灯控制系统设计朱海英张慧宁(黄河水利职业技术学院，河南开封475001)摘要：本文介绍以单片机最小系统为核心控制模块的模拟路灯控制系统的原理和方案选择，使得该系统能控制l瓦L ED模拟路灯的亮度。
让其适时开关并能实现L ED路灯的故障检测，使其能很好地仿真城市路灯照明模式。
关键词：单片机最小系统；模拟路灯；L E D；故障检测引青本文介绍了以单片机最小系统为核心控制模块的高性价比的模拟路灯控制系统的基本原理与实现方案。
模拟路灯控制系统原理框图如图l所示。
该模拟路灯控制系统由支路控制器、两个LE D单元控制器、输入显示装置、供电部分(稳压电源和恒流源电路)四部分构成。
220V∞I"lz图1模拟路灯控制系统原理框图支路控制器具有时钟功能，能设定、显示LE D模拟路灯的开、关灯时间，并能控制整条支路的按时开、关灯；能根据环境(明、暗)变化．实现自动开灯和关灯；能根据交通情况自动调节L ED灯的开、光状态；能独立控制每只路灯(LED)的开灯和关灯时间；当路灯出现故障时(如LED灯开路或短路)，支路控制器还能发出声、光报警信号等几项功能。
单元控制器具有调光功能．使路灯驱动电源输出功率能在规定时间按设定要求自动减小。
单元控制器主要实现依据支路控制器的要求给出相应的检测信号，让支路控制器发出控制信号实现检测功能。
输入显示装置主要是设定并显示LE D开关灯时间．显示故障路灯的位置编号。
供电部分主要实现将220V 的交流电经过整流滤波稳压电路，为单片机最小系统、恒流源驱动电路、光敏检测电路及其他相关后续电路提供合适的电源。
l模拟路灯控制系统方案设计模拟路灯控制系统方案框图如图2所示。
该系统主要涉及支路控制器方案、时钟方案、f j动开灯和关灯方案、根据交通情况fl-1动词宵亮灯状态方案、故障检测方案以及供电部分l}T t‘{流源电路方案的确定。
模拟路灯控制系统
模拟路灯控制系统前言伴随着国家经济的快速发展，能源问题是当今世界的重要话题。
该系统从节约能源出发充分节约能源。
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在的一个典型的应用。
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的应用，路灯控制系统在城市中的用途很广泛，本路灯控制器系统针对实际情况的需要进行优化设计的。
在本设计中，输入是开关按钮，进行时间控制，显示用LCD1602和LED二极管，时间为正常24小时走时，可用按钮调节定时开关时间，并可以根据环境的变化自动开关灯，达到控制的目的。
二极管为模拟路灯的控制，让本设计更加的形象化。
此设计中分了三路控制按钮和一路总控制按钮。
该设计系统可以实现时间设置路灯的开关,对小时和分钟可以进行调整；启动后进入计时显示,计时用六位数码管显示；当一天时间过去后可以循环继续控制，为了更好的节约能源，该系统可以根据车辆状况控制LED的亮灭，系统用2个LED二极管进行模拟显示。
摘要本文主要论述了基于C8051F020单片机为核心信号发生器设计。
由按键转换模块、液晶显示模块、单片机最小系统模块等电路组成。
This text mainly discussed a single slice machine is the core signal occurrence machine to design according to the C8051 F020.From the key conversion mold piece,the LCD manifestation mold piece,single slice the machine minimum system mold piece the etc. electric circuit constitute.关键词方案论证与总体设计；主要电路与分析；系统软件设计；系统测试与分析；设计心得一、方案论证与总体设计本题要求设计并制作一个模拟路灯控制系统，使之能有时钟功能，能设定、显示开关灯时间，并控制整条支路按时开灯和关灯。
模拟路灯控制系统设计报告
模拟路灯控制系统设计报告摘要本系统由支路控制器、单元控制器、显示模块、电源模块四大主要部分构成。
支路控制器由SCT89C52单片机作为核心器件，辅以光敏电阻检测环境的变化，通过光电传感器检测道路交通状况，在路灯LED外壳内加装光敏电阻以检测路灯是否故障等，实现对系统整体功能控制；单元控制器以STC89C52作为控制核心，实现与支路控制器的通信，控制单元路灯的自动开关灯，控制恒流源输出功率的大小，辅以自制恒流源提供LED路灯电源；显示模块以LCD12864为核心器件，实现各路灯开关灯时间、路灯状态等信息的显示。
整个系统功能齐全，精度高，稳定性好，各项指标均满足设计要求，人机界面良好。
关键字：单片机、LCD12864、光敏电阻、光电传感器、恒流源目录一、方案论证与选择-------------------------------------------------------------------------3二、理论分析与计算-------------------------------------------------------------------------4三、系统电路设计与实现-------------------------------------------------------------------4四、软件设计----------------------------------------------------------------------------------6五、测试与分析-------------------------------------------------------------------------------7六、创新点-------------------------------------------------------------------------------------8七、总结-----------------------------------------------------------------------------------------8八、参考资料-----------------------------------------------------------------------------------8九、附件-----------------------------------------------------------------------------------------81、附件一系统电路原理图----------------------------------------------------------82、附件二系统元器件清单----------------------------------------------------------11一、方案论证与选择1、单片机的选择方案一：选择A VR单片机。
模拟路灯控制系统
模拟路灯控制系统————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：1摘要本系统采用MSP430单片机作为模拟路灯控制系统的核心。
由红外光电传感器电路、光敏反馈电路、LED恒流源控制电路、键盘输入电路、LED灯及LCD状态指示电路构成。
时钟系统由单片机构成，采用光敏电阻感应外部环境亮暗的变化以及检测LED灯的状态，利用反射式光电传感器检测路上信息，由运算放大器构成恒流源作为LED灯的供电系统，利用PWM调节LED的发光功率。
可靠的硬件设计和优化的软件算法，以及4*4键盘与LCD显示屏使得路灯控制系统的操作简单、直观；系统对故障报警功能进行了具体的细化，令本设计更加人性化。
关键词：MSP430单片机，LCD显示屏，恒流源AbstractBased on 16-bits MCU SPCE061A as the control center of simulative street lamp system,which consists of an infrared phototube circuit, a photosensitive feedback circuit, a keyboard input circuit, a LED and LCD circuit for displaying state. The clock system is made up of MCU, with the photoresistance to detect the light's change of outside and LED light's state and the reflected photoetube to detect the information of the roadway. As to the LED circuit,LM393 is elected as the center of Constant Current Source system and PWM to adjust the power of LED. With credible hardware design and optimized software arithmetic, keyboard and LCD screen make the street lamp control system simple and intelligible. Besides, its failure alarm, making the system to perform better.Key words: MCU MSP430, LCD Screen, Constant Current Source一、方案的选择与论证1．主控MCU选择方案一：采用传统的8位89C51单片机作为模拟路灯控制系统的核心。
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摘要本文介绍了一个模拟路灯控制系统的应用方案，用以实现模拟路灯的智能控制。
本方案以宏晶公司的MCU芯片STC12C5410AD为核心，加以简单的外围电路，实现了模拟路灯控制系统所要求的全部技术内容。
STC单片机在最近几年应用越来越广泛，因其抗干扰能力强、稳定性好，性价比高，因此是低成本路灯控制解决方案的首选。
该控制系统除了选用廉价的单片机芯片，还采用了廉价的红外对射传感器，大大降低了系统成本。
整个系统的电路简单，结构紧凑,电源驱动仅采用变压器与三端稳压器相结合，附加少许滤波电容便实现了稳定的电源输出。
经过多次测试，证实该系统能长时间稳定工作，完全满足设计要求指标。
关键词：模拟控制；LED照明；单片机ABSTRACTThis paper introduces a simulation control system application scheme street, to simulate the street lamp of intelligent control. This plan to macro crystal company MCU, STC12C5410AD as the core, to chip the periphery of the simple circuit, realize the simulation street lamp control system all of the requested technology content. STC SCM in recent years more and more wide application, because of its strong anti-interference ability, good stability, high performance/price ratio, and so is the low cost street lamp control solutions of choice. The control system in addition to choose cheap single-chip microcomputer chip, also adopted the cheap infrared mutual illuminate sensor, and greatly reduce the cost of system. The whole system of the circuit is simple, compact structure, power drive only used three transformer and the regulators, and the combination of a few additional filter capacitance will realize the stable power output. After many test, and confirm that the system can work stably for a long time, fully meet the design requirements index.Keywords: Simulate controlling; LED lighting; Single-chip microcomputer目录1 系统设计 (1)1.1 设计要求 (1)1.1.1 基本要求 (1)1.1.2 发挥部分 (2)1.2 总体设计方案 (2)1.2.1 功能分解及设计思路 (2)1.2.2 方案论证与比较 (2)1.2.3 系统各模块的最终方案 (5)1.3 系统功能说明书（用户使用说明书） (5)1.3.1 路灯的工作模式 (5)1.3.2 按键操作说明 (6)2 单元电路设计 (6)2.1 电源供电电路 (6)2.2 单片机最小系统 (7)2.3 输入与输出 (7)2.4 电流源驱动 (8)3 软件设计 (9)3.1 系统主程序流程图 (9)3.1.1系统流程图 (9)3.1.2 定时器溢出中断处理函数流程图 (10)3.1.3 按键扫描流程图 (11)3.2 系统子程序 (11)4 系统测试 (12)4.1 测试仪器 (12)4.2 指标测试 (13)4.2.1 各部分测试的指标 (13)4.2.2 系统实现的功能 (13)5 结论 (15)参考文献 (16)附录 1 程序代码 (17)附录 2 硬件原理图 (29)附录 3 PCB图（部分） (30)1 系统设计1.1 设计要求设计并制作一套模拟路灯控制系统。
控制系统结构如图1.1所示：图1.1 模拟路灯控制系统路灯布置如图1.2所示：图1.2 路灯布置示意图（单位：cm）1.1.1 基本要求（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。
1.1.2 发挥部分（1）自制单元控制器中的LED灯恒流驱动电源。
（2）单元控制器具有调光功能，路灯驱动电源输出功率能在规定时间按设定要求自动减小，该功率应能在20%～100%范围内设定并调节，调节误差≤2%。
（3）性价比高，工作稳定，符合电磁兼容（EMC）方面的要求，无对外干扰或干扰小。
1.2 总体设计方案1.2.1 功能分解及设计思路本模拟路灯控制系统的设计方案要实现的主要功能主要分解为以下五个方面：（1）是时钟功能及定时开关灯。
（2）是根据环境明暗变化，自动开灯和关灯。
（3）是根据交通情况自动调节亮灯状态：当汽车靠近路灯时，路灯能自动点亮；当汽车远离时，路灯自动熄灭。
（4）声光报警功能，当路灯出现故障时而不亮时，控制器发出信号，并显示有故障路灯的地址编号。
（5）是根据绿色节能照明要求，采用恒流源驱动LED路灯发亮且能调光，路灯驱动电源输出功率能在20%～100%范围内设定并调节，调节误差≤2%。
以上功能的实现，都是以单片机为核心，在单片机系统实现的输入输出和显示功能的基础上，由单片机的内置逻辑和运算功能，加上一定的外围电路得以实现。
针对以上的五个功能，采用模块化的设计思想，以下分别叙述之。
1.2.2 方案论证与比较（1）时钟功能及定时开关机【方案一】采用专用时钟芯片现在流行的串行时钟电路很多，如DS1302、 DS1307、PCF8485等。
其优势是可以单独使用，直接连接到单片机外围，有自己独立的时钟晶振，精度较高。
单片机通过串行接口读取和写入当前的时钟值，时钟芯片的运行受单片机死机的影响少。
其缺点一是消耗了单片机IO口资源。
二是在编程时需要增加读写串行口的内容，消耗了单片机的运行时间。
三是增加了成本。
增加了时钟芯片及其外围电路的开支。
DS1302的典型应用电路如图1.3所示：图1.3 DS1302的典型应用电路【方案二】采用单片机内置时钟本方案直接利用单片机的内置定时器，通过定时器的中断和简单运算实现时钟功能。
例如：STC单片机，在4M时钟时，单个指令的运行时间是1微秒，设置定时器1每125个指令周期产生一个中断，即125微秒，8个中断后，时间平台是1毫秒，设置以下时间计数变量分别为：uchar To1mS = 0x00; //当该变量增加到某个数值时,表示经过了1毫秒uchar To2mS = 0x00; //当该变量增加到某个数值时,表示经过了2毫秒uchar Is2mS = 0; //到达2毫秒时刻uchar To20mS = 0x00; //当该变量增加到某个数值时,表示经过了20毫秒uchar Is20mS = 0; //到达20毫秒时刻uchar To1S = 0x00; //当该变量增加到某个数值时,表示经过了1秒uchar Is1S = 0; //到达1秒时刻在秒时间平台，用ToMIN变量，计数60秒后进入分钟平台，计数60分钟后，进入小时平台。
方案二没有增加外置电路，充分利用了单片机的定时器功能，实施简洁方便，主要的缺点是当控制系统断电或死机以后，需要人工重新定时。
本系统的时钟功能实现采用方案二。
（2）根据环境明暗变化，自动开灯和关灯功能。
【方案一】采用比较器的解决方案。
光敏电阻与固定电阻串联，加一级电压跟随器后输入比较器，与比较器负输入端的电压值进行比较，得到一个高电平或低电平输出，进入单片机的IO口。
优点是电路比较直观，操作比较方便，可直接通过电位器调节路灯的开启亮度。
对维护人员的要求不高。
缺点是不方便进行数码控制。
【方案二】采用AD变换。
光敏电阻与固定电阻串联，由单片机内置的AD变换接口读入当前的电压值，然后根据读取的电压值判断当前的环境亮度。
路灯的开启电平由内部的变量控制。
方案二的优点在于可以方便以实现对路灯开启电平的数码控制和远程控制。
本系统采用方案二。
（3）根据交通情况自动调节亮灯状态。
当汽车靠近路灯时，路灯能自动点亮；当汽车远离时，路灯自动熄灭。
【方案一】采用工业级的光电传感器。
这种光电传感器普遍运用于电梯、生产线等工业场所。
优点是使用方便，型号很多，输出量是开关量，不需调理电路。
缺点是价格较贵。
【方案二】采用廉价的红外对射传感器。
红外对射的特点是传输距离较远，能量集中。
当没有物体遮挡时，红外光直射到红外探头上，红外接收管连续输出低电平到单片机，当有物体经过时，红外光被遮住，此时红外探头输出高电平到单片机。
由于红外光的发射有一定的偏角，本设计利用了黑色套管遮挡红外发射灯头，以减少红外光的散失。
本系统采用方案二。
（4）故障报警功能采用光敏电阻检测路灯的亮度，同时排除环境光的干扰。
利用单片机的AD口，读入光敏电阻上检测到的路灯亮度值。
（5）恒流源驱动LED及20％到100％范围内可调亮度。
【方案一】采用恒流源驱动芯片，目前市场上成品的恒流源驱动芯片比较多，一般采用使用取样电阻调节输出电流的方式。
这些芯片使用方便，性能较好，但价格较贵。
【方案二】采用PWM方式驱动功率三极管输出驱动电流，用电流取样电阻串入LED供电回路，用AD口读取当前的电流值，实现闭环控制。
方案二利用了单片机的AD变换资源，同时采用PWM方式，可以使LED工作在断断续续的状态，可以延长LED的使用寿命。