基于單片機(jī)的節(jié)電型路燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

摘 要：基于AT89C52單片機(jī)、 DSl302時(shí)鐘芯片和ADC0832模數(shù)轉(zhuǎn)換器，設(shè)計(jì)了一款路燈自動(dòng)控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了根據(jù)時(shí)間和光線對(duì)路燈雙重控制，該系統(tǒng)工作穩(wěn)定、性能可靠，自動(dòng)化、智能化程度高，具有較高的應(yīng)用價(jià)值。

關(guān)鍵詞：AT89C52單片機(jī)；路燈；控制系統(tǒng)

1 概述

隨著我國城市化進(jìn)程的不斷加快，城市發(fā)展規(guī)模越來越大，路燈作為城市基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分，在城市的照明和美化中發(fā)揮著舉足輕重的作用。目前大多數(shù)城市的路燈控制主要依靠人力，經(jīng)濟(jì)成本高，能耗大，與當(dāng)前綠色、環(huán)保的現(xiàn)代社會(huì)生活理念不符。一款使用成本低、節(jié)能性好的路燈控制系統(tǒng)，已成為現(xiàn)代城市路燈控制的必需。文章基于單片機(jī)設(shè)計(jì)的節(jié)電型路燈控制系統(tǒng)，經(jīng)過測試，能滿足城市路燈管理需求。

2 控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

本設(shè)計(jì)采用AT89C52單片機(jī)作為控制器，通過總線與各個(gè)模塊相連。利用按鍵設(shè)定時(shí)間，在LCD上顯示實(shí)時(shí)時(shí)間、路燈狀態(tài)。用光敏電阻檢測環(huán)境亮暗程度，通過模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片轉(zhuǎn)換后傳輸給單片機(jī)。單片機(jī)對(duì)時(shí)間和環(huán)境光線信號(hào)進(jìn)行判斷并處理，并通過繼電器等相關(guān)的執(zhí)行元件來控制路燈。路燈的開關(guān)模式為：0時(shí)至次日6時(shí)為節(jié)能時(shí)間段，路燈在半電壓下工作；19時(shí)至0時(shí)，路燈在全電壓下工作，其它時(shí)間段根據(jù)環(huán)境光線明暗程度來控制路燈的亮暗。系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)如圖1所示。

2.1 單片機(jī)最小系統(tǒng)

單片機(jī)最小系統(tǒng)主要包括復(fù)位電路、時(shí)鐘電路和電源電路組成。硬件電路圖如圖2所示。

2.2 實(shí)時(shí)時(shí)鐘模塊

本設(shè)計(jì)采用DS1302實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片，利用時(shí)鐘模塊電路產(chǎn)生時(shí)鐘及定時(shí)等功能，實(shí)現(xiàn)路燈開關(guān)定時(shí)控制。電路如圖3所示。BT1是電壓為3V的紐扣電池，作為DS1302的備用電源。Y2是頻率為32.768 KHz晶振。DS1302的5、6、7引腳分別同單片機(jī)的P2.1、P2.2、P2.3的引腳相連。

2.3 環(huán)境光線檢測模塊

本設(shè)計(jì)使用光敏電阻和ADC0832模數(shù)轉(zhuǎn)換器結(jié)合的方式檢測，工作原理是當(dāng)照射在光敏電阻上的光線亮度發(fā)生變化時(shí)，光敏電阻的阻值也隨之相應(yīng)的發(fā)生變化，其變化是光線變強(qiáng)阻值減小，反之亦是，此時(shí)ADC0832的通道0得到的電壓值隨光線的變強(qiáng)而減小，ADC0832將電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，送給單片機(jī)，使得單片機(jī)能對(duì)環(huán)境明暗程度信號(hào)分析和處理。

2.4 路燈控制單元

本設(shè)計(jì)采用LM317穩(wěn)壓器，輸出電壓變化范圍是Vo=1.25V-37V，CD1、CD2起到濾波的作用。穩(wěn)壓電路圖如圖4所示。

路燈控制電路如圖5所示，Q1為PNP性三極管；RL1、RL2為繼電器；D5為續(xù)流二極管；D1、D2、D3、D4為發(fā)光二極管。當(dāng)L1為低電平，則RL1閉合，燈是全電壓工作；當(dāng)L1為高電平、L2為低電平，則RL2閉合，燈是半電壓工作；當(dāng)L1、L2、L3都為高電平，則燈全部不亮。

3 軟件設(shè)計(jì)

根據(jù)控制需要，系統(tǒng)軟件主要分為五部分，分別是：（1）主程序，以一定的邏輯及方式調(diào)用功能模塊，配置硬件資源。（2）LCD顯示程序，對(duì)時(shí)間信息和狀態(tài)信息的顯示。（3）ADC0832光線采集程序，對(duì)環(huán)境光線信號(hào)的采集，將光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)再轉(zhuǎn)成數(shù)字信號(hào)，便于單片機(jī)分析處理。（4）DS1302操作程序，處理時(shí)間信息，負(fù)責(zé)路燈開關(guān)定時(shí)控制。（5）定時(shí)中斷程序。

軟件流程圖如圖6所示。

4結(jié)束語

文章基于AT89C52單片機(jī)設(shè)計(jì)了一種路燈控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了路燈按時(shí)間和光線雙重控制，經(jīng)實(shí)驗(yàn)檢測，該系統(tǒng)工作穩(wěn)定、性能可靠、便于擴(kuò)展，自動(dòng)化、智能化程度高，有助于大幅度節(jié)省電力資源，降低管理成本，契合當(dāng)前城市發(fā)展需求，具有較高的應(yīng)用價(jià)值和良好的商業(yè)前景。

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