基于51 單片機(jī)的路燈照明系統(tǒng)定時(shí)器的設(shè)計(jì)

張 俊，陳尚智，錢樹龍，許 松

(1.鎮(zhèn)江市路燈管理處，江蘇 鎮(zhèn)江 212000;2.鹽城師范學(xué)院物電學(xué)院，江蘇 鹽城 224000)

0 引言

近年來隨著我國城市建設(shè)事業(yè)的迅速發(fā)展，城市的路燈總數(shù)幾乎以每年20%的平均速度遞增，電力供應(yīng)持續(xù)緊張。因此，城市道路照明要向“高效、節(jié)能、環(huán)保、健康”的“綠色照明”方向發(fā)展，城市道路照明節(jié)電意義重大。文章將重點(diǎn)介紹基于51 單片機(jī)與ds1302 芯片對(duì)半夜燈隔盞定時(shí)的設(shè)計(jì)方案。

1 對(duì)路燈進(jìn)行隔盞定時(shí)控制的工作原理

對(duì)道路兩旁的路燈隔盞的安裝半夜燈定時(shí)器如圖1 所示，圖中的小黑點(diǎn)表示加裝了半夜燈定時(shí)器的路燈，由圖可知是隔盞安裝的，這樣照度和均勻度都比較適中，節(jié)電效果也比較理想。工作原理是當(dāng)午夜以后，道路上的機(jī)動(dòng)車銳減，照度水平也應(yīng)降到相應(yīng)的水平，此時(shí)安裝了半夜燈定時(shí)器的路燈就開始工作，路燈隔盞交錯(cuò)點(diǎn)亮，從而起到了節(jié)能降耗的目的，其節(jié)電效果達(dá)50%。

圖1 路燈隔盞定時(shí)控制的工作原理

2 半夜燈定時(shí)電路的介紹

此半夜燈定時(shí)電路由電源電路、單片機(jī)時(shí)鐘電路、液晶顯示電路、按鍵設(shè)置電路和繼電器所組成。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖2 所示。

圖2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

2.1 整個(gè)半夜燈定時(shí)電路工作原理

圖3 為定時(shí)器的主要工作電路，當(dāng)定時(shí)器接入220 V 電源后，經(jīng)過電源電路的降壓和整流后輸出5 V的直流電壓供給單片機(jī)時(shí)鐘電路工作。圖中ds1302為時(shí)鐘芯片，由ds1302 產(chǎn)生時(shí)鐘信號(hào)通過IO 口輸出給單片機(jī)，由單片機(jī)處理產(chǎn)生高低電平通過IO 口輸出給三極管8050。當(dāng)?shù)竭_(dá)用戶設(shè)置好的時(shí)間時(shí)，單片機(jī)產(chǎn)生低電平時(shí)三極管飽和導(dǎo)通，繼電器工作，觸電斷開，從而使加裝了半夜燈定時(shí)器的路燈定時(shí)熄滅，這樣就實(shí)現(xiàn)了路燈的隔盞控制，也就達(dá)到了節(jié)電的目的。為防止路燈工作時(shí)突然斷電，本電路在ds1302 外接了備用電源，可以保證路燈突然斷電時(shí)定時(shí)器仍可工作。

圖3 半夜燈定時(shí)器主要原理圖

51 單片機(jī)部分程序如下所示:

2.2 STC 89C51 和ds1302 的整體介紹

2.2.1 STC89C51 的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和組成

STC 89C51 是STC 公司生產(chǎn)的一種低功耗、高性能CMOS8 位微控制器8K 字節(jié)程序存儲(chǔ)空間，512 字節(jié)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間，內(nèi)帶2K 字節(jié)EEPROM 存儲(chǔ)空間。可直接使用串口下載，功能強(qiáng)大，適用于許多較為復(fù)雜控制應(yīng)用場合。

它的外部引腳圖如圖4 所示。

圖4 89C51 的引腳圖

2.2.2 89C51 的一些重要參數(shù)和工作條件

(1)工作電壓范圍:5.5 V～3.3 V;

(2)工作頻率范圍:0～40 MHz;

(3)工作溫度范圍:-40 ℃～ +85 ℃;

(4)通用I/O 口32 個(gè);

(5)可通過串口直接下載用戶程序。

2.2.3 ds1302 的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和組成

ds 1302 是美國DALLAS 公司推出的一種高性能、低功耗、帶RAM 的實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路，它可以對(duì)年、月、日、周、時(shí)、分、秒進(jìn)行計(jì)時(shí)，具有閏年補(bǔ)償功能，工作電壓為2.5 V～5.5 V。采用三線接口與CPU 進(jìn)行同步通信，并可采用突發(fā)方式一次傳送多個(gè)字節(jié)的時(shí)鐘信號(hào)或RAM 數(shù)據(jù)。

它的外部引腳圖如圖5 所示

圖5 DS1302 的引腳圖

3 電路主要技術(shù)參數(shù)

1)定時(shí)時(shí)間:1～23 小時(shí)，可根據(jù)不同的需要進(jìn)行調(diào)整。

2)定時(shí)誤差:每小時(shí)2 到3 秒。

3)定時(shí)器的額定電流:3 A。

4)定時(shí)器的工作電壓范圍:180 V～250 V。

4 小結(jié)

基于51 單片機(jī)與ds1302 時(shí)鐘芯片設(shè)計(jì)的路燈照明系統(tǒng)定時(shí)器經(jīng)過多次測試得出具有穩(wěn)定性好，精確度高的優(yōu)點(diǎn)，且本電路結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉具有一定的推廣價(jià)值。

［1］劉躍群.光源電器原理和應(yīng)用技術(shù)［M］.化學(xué)工業(yè)出版社，2003

［2］陳志浩.用單片機(jī)實(shí)習(xí)長時(shí)間定時(shí)［J］.電子技術(shù)，1990

［3］張洪雷，楊橋生.單片機(jī)延長定時(shí)的應(yīng)用［J］.機(jī)械研究與應(yīng)用，1999

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