基于單片機的節電型路燈控制系統設計

摘 要：基于AT89C52單片機、 DSl302時鐘芯片和ADC0832模數轉換器，設計了一款路燈自動控制系統，實現了根據時間和光線對路燈雙重控制，該系統工作穩定、性能可靠，自動化、智能化程度高，具有較高的應用價值。

關鍵詞：AT89C52單片機；路燈；控制系統

1 概述

隨著我國城市化進程的不斷加快，城市發展規模越來越大，路燈作為城市基礎設施的重要組成部分，在城市的照明和美化中發揮著舉足輕重的作用。目前大多數城市的路燈控制主要依靠人力，經濟成本高，能耗大，與當前綠色、環保的現代社會生活理念不符。一款使用成本低、節能性好的路燈控制系統，已成為現代城市路燈控制的必需。文章基于單片機設計的節電型路燈控制系統，經過測試，能滿足城市路燈管理需求。

2 控制系統硬件設計

本設計采用AT89C52單片機作為控制器，通過總線與各個模塊相連。利用按鍵設定時間，在LCD上顯示實時時間、路燈狀態。用光敏電阻檢測環境亮暗程度，通過模數轉換芯片轉換后傳輸給單片機。單片機對時間和環境光線信號進行判斷并處理，并通過繼電器等相關的執行元件來控制路燈。路燈的開關模式為：0時至次日6時為節能時間段，路燈在半電壓下工作；19時至0時，路燈在全電壓下工作，其它時間段根據環境光線明暗程度來控制路燈的亮暗。系統總體結構如圖1所示。

2.1 單片機最小系統

單片機最小系統主要包括復位電路、時鐘電路和電源電路組成。硬件電路圖如圖2所示。

2.2 實時時鐘模塊

本設計采用DS1302實時時鐘芯片，利用時鐘模塊電路產生時鐘及定時等功能，實現路燈開關定時控制。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引腳分別同單片機的P2.1、P2.2、P2.3的引腳相連。

2.3 環境光線檢測模塊

本設計使用光敏電阻和ADC0832模數轉換器結合的方式檢測，工作原理是當照射在光敏電阻上的光線亮度發生變化時，光敏電阻的阻值也隨之相應的發生變化，其變化是光線變強阻值減小，反之亦是，此時ADC0832的通道0得到的電壓值隨光線的變強而減小，ADC0832將電壓信號轉換成數字信號，送給單片機，使得單片機能對環境明暗程度信號分析和處理。

2.4 路燈控制單元

本設計采用LM317穩壓器，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為續流二極管；D1、D2、D3、D4為發光二極管。當L1為低電平，則RL1閉合，燈是全電壓工作；當L1為高電平、L2為低電平，則RL2閉合，燈是半電壓工作；當L1、L2、L3都為高電平，則燈全部不亮。

3 軟件設計

根據控制需要，系統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用功能模塊，配置硬件資源。（2）LCD顯示程序，對時間信息和狀態信息的顯示。（3）ADC0832光線采集程序，對環境光線信號的采集，將光信號轉換成電信號再轉成數字信號，便于單片機分析處理。（4）DS1302操作程序，處理時間信息，負責路燈開關定時控制。（5）定時中斷程序。

軟件流程圖如圖6所示。

4結束語

文章基于AT89C52單片機設計了一種路燈控制系統，實現了路燈按時間和光線雙重控制，經實驗檢測，該系統工作穩定、性能可靠、便于擴展，自動化、智能化程度高，有助于大幅度節省電力資源，降低管理成本，契合當前城市發展需求，具有較高的應用價值和良好的商業前景。

參考文獻

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