模拟路灯控制系统最终
单片机控制的模拟路灯控制系统设计
单片机控制的模拟路灯控制系统设计模拟路灯控制系统是一种基于单片机控制的系统，用于智能地控制路灯的亮灭。
通过使用单片机作为主控制器，可以实现对路灯的自动亮灭、亮度调节、时间设置等功能，提高路灯的节能性和智能化程度。
一、系统设计方案1.硬件设计(1)单片机选择：选择一款功能强大、易于编程的单片机作为主控制器，如STC89C52(2)光敏电阻：用于感知光线强度，控制路灯的亮灭。
(3)三色LED灯：用于模拟路灯的亮灭状态，分别表示红、黄、绿三种不同的亮度。
(4)显示屏：用于显示系统的运行状态和参数设置。
(5)时钟模块：用于系统的时间设置和计时功能。
2.软件设计(1)系统初始化：在系统启动时，进行各个模块的初始化操作，包括IO口设置、定时器设置、中断设置等。
(2)光敏电阻检测：通过ADC模块读取光敏电阻的电压值，转换成灯光亮度等级。
(3)路灯控制：根据光敏电阻的电压值，控制三色LED灯的亮灭状态。
根据亮灯等级的不同，选择相应的亮灯模式，如红灯、黄灯、绿灯。
(4)时间设置：通过时钟模块设置系统的时间，并可以设定定时开关灯功能。
(5)显示屏交互：通过显示屏显示系统的运行状态和参数设置，实现与用户的交互功能。
二、系统功能详解1.自动亮灭功能系统通过光敏电阻感知光线的强度，根据设置的亮灯等级，自动控制路灯的亮灭状态。
当光线强度低于一定阈值时，系统自动点亮路灯；当光线强度高于阈值时，系统自动熄灭路灯。
这样可以根据实际的光照情况，智能地控制路灯的亮度，节约能源。
2.亮度调节功能系统可以根据用户的需求，通过显示屏进行亮度调节的设置。
用户可以根据实际需求设定不同的亮度等级，系统将根据用户设置的亮度等级来控制路灯的亮度。
这样可以根据不同的环境要求，调节路灯的亮度，提高路灯的灯光利用率。
3.时间设置功能系统通过时钟模块提供时间设置功能，用户可以根据实际需求设置系统的时间，并可以设定定时开关灯功能。
用户可以设定指定时间点的开灯和关灯时间，系统将根据用户设定的时间进行控制。
模拟路灯控制系统
模拟路灯控制系统模拟路灯控制系统一、引言随着城市化进程的不断推进，城市道路的建设和改造变得日益重要。
而路灯系统作为城市基础设施的一部分，在保证夜间道路照明的同时，也扮演着提高城市安全性、节能环保的重要角色。
为了更好地管理和控制路灯系统，开发出模拟路灯控制系统是十分必要和有效的。
二、系统设计1. 系统目标本模拟路灯控制系统以实现智能化、自动化控制为目标，通过计算机在电路板上安装特定的芯片和传感器，以及与计算机相连接的中央处理单元（CPU），实现路灯的开关、亮度等参数的控制。
2. 系统硬件设计（1）中央处理单元（CPU）：负责与计算机通信，接受计算机指令，并对路灯进行控制；（2）电路板：安装芯片和传感器，与中央处理单元连接；（3）传感器：检测环境光亮度、温度等信息，通过反馈给中央处理单元，用于自动调节路灯的亮度；（4）路灯灯具：可调节亮度的LED灯具，可以根据输入信号调整亮度，以满足不同光照条件下的需求。
3. 系统软件设计（1）用户界面：通过计算机连接路灯控制系统，提供给用户友好的界面，包括路灯状态、亮度调节等功能；（2）控制算法：根据传感器获取的环境光亮度数据，通过算法实现路灯亮度的自动调整；（3）数据处理：对获取的传感器数据进行处理，提取有效信息，并根据计算机输入的指令，控制中央处理单元实现路灯的开关和亮度调节。
三、系统功能1. 自动控制功能：自动感知环境光亮度，根据设定的亮度范围和算法，自动调节路灯的亮度；2. 手动控制功能：通过用户界面，手动控制路灯的开关和亮度调节；3. 异常报警功能：当路灯出现故障或异常情况时，触发报警系统，向用户发送故障信息。
四、系统优势1. 节能环保：根据实际光照需求自动调节路灯亮度，减少不必要的能耗；2. 维护方便：可以通过计算机远程监控路灯状态，及时发现故障并进行维修；3. 提高安全性：自动控制路灯亮度，提高夜间道路照明，减少事故风险。
五、系统应用模拟路灯控制系统可以广泛应用于城市道路、高速公路、停车场等需要进行照明控制的场所中，提高道路照明效果，为行人和车辆提供更加安全的环境。
模拟路灯控制系统的毕业论文
模拟路灯控制系统的毕业论文————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：中文摘要本作品是具有自动化程度高、运行可靠、使用维护方便的照明控制系统，为城市路灯现代化提供了一些参考方案。
系统采用STC单片机为核心的最小系统板，设计了模拟路灯控制系统。
控制系统采用定时器设定时钟功能，设定、显示开关灯时间；用了基于555为核心的红外传感器检测物体的定位。
路灯单元控制系统采用恒流源供电，具有输出功率调整功能，并能定时调整功率。
阐述了基于单片机模拟路灯控制系统实现的设计思想、方法及过程。
该模拟控制系统，能有效的节约能源，减少照灯具的损耗。
城市亮化随之被政府所重视，既而大量的资金投入进行建设和改造中去，使得我们的城市夜晚变得灯火辉煌，绚丽多彩，但同时，诸多问题也随之而来：能耗的逐年攀升，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，带来人员不足的问题，使得路灯故障时不能得到及时的修复以致造成人民生活的不便；维护费用也随之增加，社会成本过高，电费支出过多，财政承担相对困难，给政府带来了相对大的压力；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，因此他们迫切的想解决此问题，故针对这种情况我们设计并制作了这一节能智能型的模拟路灯控制系统，其主要价值在于能更好的节能与监测，在很多方面给人们带来了方便，给维护人员降低了难度。
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。
自制的单元控制器中的LED灯恒流驱动电源，在多数情况下，具有系统稳定，功耗低等特点。
以STC89C51RC为核心，利用时钟控制LED灯的开关时间段，通过红外感应模块将物体运动的信号通过555的TTL高低电平输入单片机，并通过三红外线输入的情况判断物体运行方向，再控制LED灯的开关情况。
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。
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__.
模拟路灯控制系统摘要：本系统采用MSP430G2553 单片机作为路灯控制系统的支路控制器，采用光敏电阻检测光强度、DS1302为整个系统提供基准时间、红外对管检测移动物体经过的位置等方法控制路灯按预定要求自动开关。
路灯开关时间等信息由液晶显示器显示，也可以用按键控制，灯故障等信息由声光报警器提示，并显示故障灯的编号。
关键字：MSP430单片机路灯控制光电检测DS1302一、系统方案论证根据题目的基本要求，设计任务主要完成模拟路灯按设定时间开灯、关灯，并能显示时间；根据环境明暗变化，能自动开灯和关灯；根据交通情况能自动调节亮灯状态。
能分别独立控制每只路灯的开关时间；能检测故障，发出报警，并显示出故障路灯的地址编码。
为完成相应功能，系统设计包含以下几个基本模块：控制模块、时钟模块、按键模块、位置探测模块、光亮度检测模块、信息显示模块。
总的系统框图如下图所示。
1. 控制模块的选取方案根据题目要求，控制器主要用于根据设定参数与监测信号对路灯的开关及路灯亮度进行自动控制，以及对相关信息进行显示、对相关故障予以报警。
对于控制器的选择可有以下三种方案。
方案一：采用FPGA（现场可编程门阵列）作为系统的控制器。
FPGA 可以实现各种复杂的逻辑功能，规模大，密度高，它将所有器件集成在一块芯片上，能减小体积，提高了稳定性。
FPGA 采用并行的输入输出方式，提高了系统的处理速度，适合作为大规模实时系统控制核心。
但由于本设计对数据处理的速度要求不高，FPGA 的高速处理的优势得不到充分体现，同时由于芯片的引脚较多，电路板布线复杂，加大了电路设计和实际焊接的工作量。
方案二：采用中小规模集成电路。
采用中小规模集成电路构成的控制电路，由于外围器件多，容易出故障，而且调试起来非常麻烦。
方案三：采用 TI公司的MSP430G2553作为系统控制器。
单片机算术运算功能强，软件编程灵活、自由度大，可用软件编程实现各种算法和逻辑控制，并且由于其功耗低、体积小、技术成熟和成本低等优点，使其在各个领域应用广泛。
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
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。
模拟路灯控制系统设计
主程序流程
传感器数据处理：对传感器采集的数据进行预处理，包括滤波、去噪、归一化等操作，以提取有效信息并减小误差。
传感器数据处理
控制算法实现
控制算法实现：根据传感器数据处理的结果，采用合适的控制算法（如PID控制、模糊控制等）计算输出控制信号，以调节路灯的亮度和开关状态。
执行器驱动程序：根据控制算法输出的控制信号，驱动执行器实现路灯的亮度和开关控和数据传
总结词
通信模块负责实现远程监控和数据传输功能，使管理人员能够实时了解路灯的工作状态并进行远程控制。常见的通信方式包括无线通信和有线通信，能够将路灯的工作数据传输到上位机或云平台进行监控和管理。
详细描述
通信模块
03
系统软件设计
主程序流程：首先初始化系统，然后不断循环检测传感器数据，根据控制算法处理数据，输出控制信号驱动执行器，同时通过通信协议与上位机进行数据交互。
问题分析与改进
针对测试过程中发现的问题，进行深入分析，并提出相应的改进措施和建议。
性能评估与优化
根据性能测试的结果，对系统的性能进行评估，并提出优化方案，提高系统的性能和稳定性。
验证结果分析
05
系统优化与改进
03
设备布局
合理规划硬件设备的布局，确保设备之间的距离适中，避免因距离过远导致信号衰减或通信延迟。
03
02
01
功能测试
测量系统对控制指令或传感器数据的响应时间，确保系统反应迅速、及时。
响应时间测试
长时间运行系统，检查系统是否出现异常或故障，评估系统的稳定性和可靠性。
稳定性测试
验证系统是否能方便地添加或减少硬件设备，以适应不同规模和需求的路灯控制系统。
扩展性测试
性能测试
模拟路灯控制系统
模拟路灯控制系统摘要本设计是以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。
图1 系统总体框图三、方案比较与论证§3.1 LED 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。
模拟路灯控制系统设计
总体方案设计
2
最小系统（主控芯片）
该芯片位增强型8051内核，除具有 51系列单片机的性能外，还具有以 下以下功能：
高速：速度比普通8051快8~12倍； 增强掉电检测电路（P4.6），可在掉
电时，及时将数据保存进EEPROM， 正常工作时无需操作EEPROM； 工作频率：0~35MHz，相当于 8051:0~420MHz; 8通道，10位高速ADC，速度可达25 万次/秒，2路PWM还可当2路D/A使用； 4个16位定时器，兼容普通8051的定 时器T0/T1，2路PCA实现2个定时器； 系统工作稳定，方便高效的开发环境。
STC12C5410AD
15
显示模块
液晶显示：年，月， 日，时，监控时间调 节led灯的亮灭
八位数码管：单独显 示时间，直观。
16
位置模块调试：当物 体从一侧通过，led 灯会一次亮灭。
光敏电路：调节光敏 电阻所处环境，led 灯会受程序控制，实 现的情况下 不亮，这系统发出信 号，通过液晶显示， 如图(1号有故障)
18
总结
求实求新，树木树人 创新意识 团队合作 发现问题 分析问题 解决问题
19
7
光敏模块
LM324作为比较电路， 2脚做为基准电压，3 脚接输入电压，1脚 （GM）接单片机I/O 口，作为标志位，控 制路灯（led灯）的 亮灭。
8
故障模块
LM324做为比较电路， 2脚和6脚接基准电压， 1脚和7脚接单片机 I/O口，作为标志位 控制LLED1和LLED2 的电位，从而控制 led灯的亮灭。
4
5
时钟模块
采用DS1302实时时钟/日历芯片，最大总 行速度400bit/s,每次读写数据后，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。
2021年模拟路灯控制系统设计报告
模仿路灯控制系统设计报告摘要本设计以单片机做核心控制单元，支路控制器由STC89C52实现时钟功能，能设定、显示开关灯时间，并控制整条支路准时开灯和关灯；单元控制器以STC12C4052为核心运用超声波测距完毕对定位点监测使电路能依照交通状况自动调节亮灯状态；光控LED点亮由纯硬件电路构成，依照光敏三极管特性实现电路依照环境明暗变化，自动开灯和关灯；支路控制器与各控制单元通过RS-485总线进行通信。
此系统基本实现题目规定，并且稳定性好，成本低，易于操作。
核心词：单片机;超声波测距;光控电路;RS-485总线AbstractThe design makes MCU as the core of the control unit to achieve the clock function ,be set up to display light switching time and control the whole slip road to switch the lights.The unit controller uses STC12C4052 as the core to complete the ultrasonic ranging point for monitoring traffic conditions in the circuit to automatically adjust lighting according to the state，the light-controlled LED lighting from a pure hardware circuit，according to the characteristics of phototransistor circuit implementation according to environmental changes in light and shade，auto lights，and turn off the lights，slip controller and the control unit through the RS-485 bus. This system is basically the subject requirements，and good stability，low cost，easy to operate. KEYWORD:MCU，Ultrasonic Ranging;Light Control Circuit;RS-485 bus一、方案选取与论证1、时钟实现方案一:采用FPGA,集成度高，速度高，时钟精确，由软件驱动硬件，采用开发板简化外围硬件电路，但成本较高。
模拟路灯控制系统的设计
摘要路灯照明对人们的日常生活有着很重要的作用,路灯照明系统的好坏直接影响到人们夜晚出行的安全。
中国的路灯控制系统老旧，效率低，浪费能源过多。
路灯系统控制方式落后，无法远程控制开关灯时间，缺乏设备故障检测和报警系统。
急需升级改善。
单片机拥有卓越的控制能力,已经广泛应用在很多领域.基于单片机的智能路灯控制系统可以改变中国路灯现状，使得路灯的管理变得简单、可靠，能节约更多的电能，能使人们更加安全的出行，减少因路灯控制系统不完善而引起的交通事故。
因此，设计一款智能路灯控制系统具有非常重要的意义。
文章介绍了模拟路灯控制系统的两大组成部分，即硬件系统和软件系统.硬件系统以AT89S52单片机为主控芯片，由实时时钟芯片DS1302产生实时系统时间,由LCD1602液晶显示屏显示菜单、提示和实时时间等信息,使用独立式键盘调整切换功能菜单、设置开关灯时间等，采用光敏电阻检测环境的明暗情况，使用反射型红外光电传感器检测交通情况,配合蜂鸣器和LED灯实现故障报警。
软件系统包含系统监控程序模块、显示程序模块、键盘程序模块、实时时钟程序模块，环境检测程序模块、报警程序模块、交通检测程序模块，设定路灯开关时间程序模块等。
通过在proteus软件中模拟仿真调试，实现了课题规定的功能和性能指标要求，设计成果具有一定的推广应用价值。
关键词 : 路灯控制；AT89S52;DS1302；LCD1602ABSTRACTStreet lighting has a quite significant impact on people's daily life, the quality of the street lamp lighting system directly affects the safety of people at night. In china, street lamp control system is old—style，low efficiency and waste too much energy.The mode of streetlight control system is backward, it can’t remotely control switch lights in time，and lack equipment in fault detection and alarm system，which is badly in need of upgrading. MCU has excellent control ability, which has been widely used in many fields。
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模拟路灯控制系统摘要：本设计以STC89S54单片机作为模拟路灯控制系统的核心；由光电开关实现对定位点处经过物体的精确定位，并将检测的信号经单片机分析处理后控制LED灯的亮灭；LED的电源采用自制的恒流源驱动；由光敏电阻根据环境光线的变化实现路灯的自动开关；通过调节PWM脉冲占空比实现功率的调节，以此达到调光效果。
由DS12C887完成控制器的时钟功能，并通过键盘设定和调整时间； 24C08存储芯片实现路灯开关时间单独控制。
关键词：STC89S54; 光电开关; DS12C887; 光敏电阻; 恒流源; PWM脉冲；24C08Abstract: The analog light control system of this design is based on the microcontroller STC89S54. Object is detection by the photoelectric switch at anchor point, and the detected signal is analyzed and processed by the MCU to control LED light. A self-made continuous current source is adopted to drive light regulation circuit. Photosensitive resistors are used to control the light switches automatically according to the natural light. By adjust the PWM pulse duty achieve power adjust, thus we achieve light regulation. The controller's clock is provided by the DS12C887, which can adjust and set the time by keyboard. For individual control of lights, we use 24C08 storage to achieve switching time.Keywords: STC89S54; Photoelectric Switch; DS12C887; photosensitive resistor;Continuous current source; PWM pulse；24C08一、方案的选择与论证根据系统的要求，我们将系统分为以下几个基本模块：显示模块，控制器模块，定位点精确定位模块，LED恒流源模块，时钟模块，环境检测模块。
其主要模块由以下设计方案实现：1.显示模块方案一：采用传统的数码管显示：数码管显示对于本系统而言也能实现，但是考虑到供电时，其功耗大，并且数码管显示的字符少，消耗的单片机的I/O口多，直观性差。
方案二：采用液晶显示：本系统需要正常的时钟显示，而且可以设定和调整时间，当出现故障时地址编号也可显示出来，采用串行工作方式液晶显示不仅能够节省单片机的I/O口，同时也能直观的显示时间、出现故障时的地址编号以及一些必备的字符。
考虑上述原因我们选择方案二。
2.定位点精确定位模块方案一：超声波模块：超声波模块检测距离长，而且也能达到精确的测量，但是对于超声波电路来说需要提供频率为40KHZ的方波，若采用单片机定时器供给，会影响主电路，而且外部电路比较复杂，增加了外围电路的成本。
方案二：光电开关：光电开关的检测范围为0-80cm，而模拟控制距离为20cm，传感器检测的距离相对来说比较近，通过调整光电开关的检测距离实现对距离的精确测量，光电开光的外围电路比较简单，并且是开光量输出，单片机能直接读取，节省了转换电路。
从电路的性价比和稳定性考虑，我们选择方案二。
3.控制器模块方案一：采用89S51单片机控制：根据题目要求系统需要时钟显示，时间的设定和调整，占用程序存储器空间大，而51系列单片机存储容量小，只有2KB的ROM,所需单片机的数量多。
方案二：采用STC89S54控制：采用89S54作为总的控制器，其存储空间比89S51大两倍，执行速度快，并且STC89S54功耗低，抗干扰能力强，电压范围宽。
综合考虑在实现功能的同时也降低了系统的成本，所以选择方案二。
4. LED恒流源模块方案一：采用大功率三极管作为恒流源：由大功率三极管构成的电路所需的电流较大，会造成电阻发热，功耗增大，并且主要原因是输出电流不能恒定，导致LED 发光管烧坏并且不能达到满功率点亮，因此我们放弃此方案。
方案二：采用集成稳压器构成的恒流源：三端集成稳压器工作在悬浮状态时，在输出端和公共端接入一个电阻器，从而形成固定恒流源，电路不仅结构简单，而且可靠性高，同时能够直接与单片机相连，通过调整PWM脉冲，能够实现调光的功能，并且功耗低。
考虑上述原因我们采用方案二。
5.时钟模块方案一：采用DS1302：采用DS1302实现时钟需要给DS1302外加电池，增加外加电路，同时DS1302采用串口的方式虽然减少了I/O口，但是软件读写时序比较不方便，执行速度慢。
方案二：采用时钟芯片DS12C887：DS12C887功能丰富，其内部又增加了世纪寄存器，从而利用硬件电路解决了“千年”问题；DS12C887 中自带有锂电池，外部掉电时，其内部时间信息还能够保持10 年之久等优点。
考虑上述原因我们采用方案二。
二、理论分析与参数计算1.声光报警电路参数计算：由5V电源供电，PNP型三极管驱动，对于发光二极管的限流电阻通过计算可得：R=(VCC -Ud)/Id，则R=(5-2)/10mA=300Ω，由于发光管的电流在10—30mA,故在此范围内我们选择220Ω2.环境检测模块参数计算：将LM324运放的反相输入端与一个可调电阻相连作为运放的基准电压，光敏电阻和可调电位器与同相输入端相连，作为输入端，通过调整输入端的可调电位器阻值，可以改变运放的输入电压。
则Ui =VCC/(RP+Rg)* Rg，输入与基准电压相比，大于基准电压输出高电平，小于基准电压输出低电平。
基准电压为：Uref =VCC/(4.7K+RP)*RP3.LED驱动电源参数计算：恒流源的供电电压为12V,当三极管9013导通处于放大状态时，大功率三极管TIP42C也导通，使得7805稳压模块工作，输出恒定的5V电压。
则模块的恒定电流为： I=5/R(R为可以调节输出电流的可调电阻) 恒流源三极管的选择：电路的电流为280mA,电流比较大，考虑3裕量我们选择电流为大于等于1A的三极管，因此我们选用PNP型三极管。
恒流源电阻的计算：经过7805后电路的电压为5v，要想驱动LED则需要280mA的电流，则电路的恒流电阻为：R=5/280mA 所以电阻为18Ω，功率为：P=I^2*R,则功率为1.4w，所以选择功率大于2w的18Ω电阻。
三、系统具体电路设计1. 本系统采用STC89S54作为控制核心，通过传感器采集信号经单片机分析处理后控制路灯的亮灭，并且同时将时间显示出来，也可通过键盘设定和调整时间，再出现故障后同时将地址编号显示出来，并且可以声光报警。
将光敏电阻的检测电路的输出与单片机相连，可以达到根据环境条件自动调节的功能。
电路的方框图如图1所示：2电路的恒流源的设计3.电路的整机原理图图2 恒流源电路R1Q1NPNR2Q2+V1OUT3G N D2U1D1C1R3LED112CS 321411U2ARR1R4VCCCS11J2VCC RP2RP3R4321411U3A12J35V1234J1VCC5VR5VCC R410KC2C3C4CAP1098U3C 121314U3D R84.7KR94.7KRP320KRP420KVCCR16R17RP5RP6P21U13231098U3C 121314U3D R84.7KR94.7KRP320KRP420KVCCR16R17RP5RP6P21四、系统的软件设计系统采用C 语言编程实现各项功能。
见附录。
五、测试方法与数据 1.测试方案与方法方案：先对各模块环境检测模块，精确定位模块时钟显示模块，LED 驱动电源模块进行调试，然后再对整机进行调试，以提高调试效率。
测试方法：⑴环境检测模块的调试：搭接电路前先对光敏电阻进行检测，根据测出的3数据来确定光敏传感器的灵敏度。
测完灵敏度后，搭接电路，测量经过运放后的输出，将其调整为灵敏度最高的一段范围内，使其能够根据环境的变化能够精确的发挥出其作用。
⑵精确定位模块：根据跑道的宽度，我们应将光电开关的测量距离调整在20cm范围内，并且误差不能超过2cm 。
⑶时钟和显示模块调试：检查硬件接线正确无误后，软件测试。
⑷LED驱动电源模块：检查电路中三极管的状态是否正确，检查完毕后，在检查7805稳压电源是否输出正常，最后通电测量所要恒定的电流。
⑸整机调试：各模块电路检测达标后，将各模块电路连接到一起进行调试。
检查电路连线是否正确，对软件进行调试。
软硬件都调试完后将程序烧录到芯片中实际演练观察工作过程，对系统软硬件反复调试。
3调光电路通过调节占空比实现，测试仪器为万用表，测试数据如下表2所示：六、总结1.系统创新部分⑴时钟模块电路采用DS12C887实现此功能，在此功能的基础上，我们应用其特有的断电保持功能以及本身自带的电池经过软件编程实现了断电保护，即使电源被突然断开，也不会影响DS12C887工作，这样就会减少工作量。
⑵存储模块根据题目要求，对于路灯的独立控制我们采用存储芯片24C08来实现分别独立控制路灯的开关时间，通过芯片的写保护功能可以实现断电后数据不丢失。
⑶液晶显示显示部分我们采用12864，工作方式为串行工作方式，只需三个I/O口就可以实现，这样可以节省单片机的硬件资源。
2.总结本设计完成了题目的基本要求以及发挥部分，在完成的基础上充分挖掘电路的潜力，性能优良。
在系统中我们采用常用元器件实现了题目要求，并且在各项测试中误差都比较小，很好的完成了题目所给的要求，达到了性价比高的要求。
附录一2测试仪器如下表所示测试仪器清单（注：素材和资料部分来自网络，供参考。
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