基于单片机的节电型路灯控制系统设计

摘 要：基于AT89C52单片机、 DSl302时钟芯片和ADC0832模数转换器，设计了一款路灯自动控制系统，实现了根据时间和光线对路灯双重控制，该系统工作稳定、性能可靠，自动化、智能化程度高，具有较高的应用价值。

关键词：AT89C52单片机；路灯；控制系统

1 概述

随着我国城市化进程的不断加快，城市发展规模越来越大，路灯作为城市基础设施的重要组成部分，在城市的照明和美化中发挥着举足轻重的作用。目前大多数城市的路灯控制主要依靠人力，经济成本高，能耗大，与当前绿色、环保的现代社会生活理念不符。一款使用成本低、节能性好的路灯控制系统，已成为现代城市路灯控制的必需。文章基于单片机设计的节电型路灯控制系统，经过测试，能满足城市路灯管理需求。

2 控制系统硬件设计

本设计采用AT89C52单片机作为控制器，通过总线与各个模块相连。利用按键设定时间，在LCD上显示实时时间、路灯状态。用光敏电阻检测环境亮暗程度，通过模数转换芯片转换后传输给单片机。单片机对时间和环境光线信号进行判断并处理，并通过继电器等相关的执行元件来控制路灯。路灯的开关模式为：0时至次日6时为节能时间段，路灯在半电压下工作；19时至0时，路灯在全电压下工作，其它时间段根据环境光线明暗程度来控制路灯的亮暗。系统总体结构如图1所示。

2.1 单片机最小系统

单片机最小系统主要包括复位电路、时钟电路和电源电路组成。硬件电路图如图2所示。

2.2 实时时钟模块

本设计采用DS1302实时时钟芯片，利用时钟模块电路产生时钟及定时等功能，实现路灯开关定时控制。电路如图3所示。BT1是电压为3V的纽扣电池，作为DS1302的备用电源。Y2是频率为32.768 KHz晶振。DS1302的5、6、7引脚分别同单片机的P2.1、P2.2、P2.3的引脚相连。

2.3 环境光线检测模块

本设计使用光敏电阻和ADC0832模数转换器结合的方式检测，工作原理是当照射在光敏电阻上的光线亮度发生变化时，光敏电阻的阻值也随之相应的发生变化，其变化是光线变强阻值减小，反之亦是，此时ADC0832的通道0得到的电压值随光线的变强而减小，ADC0832将电压信号转换成数字信号，送给单片机，使得单片机能对环境明暗程度信号分析和处理。

2.4 路灯控制单元

本设计采用LM317稳压器，输出电压变化范围是Vo=1.25V-37V，CD1、CD2起到滤波的作用。稳压电路图如图4所示。

路灯控制电路如图5所示，Q1为PNP性三极管；RL1、RL2为继电器；D5为续流二极管；D1、D2、D3、D4为发光二极管。当L1为低电平，则RL1闭合，灯是全电压工作；当L1为高电平、L2为低电平，则RL2闭合，灯是半电压工作；当L1、L2、L3都为高电平，则灯全部不亮。

3 软件设计

根据控制需要，系统软件主要分为五部分，分别是：（1）主程序，以一定的逻辑及方式调用功能模块，配置硬件资源。（2）LCD显示程序，对时间信息和状态信息的显示。（3）ADC0832光线采集程序，对环境光线信号的采集，将光信号转换成电信号再转成数字信号，便于单片机分析处理。（4）DS1302操作程序，处理时间信息，负责路灯开关定时控制。（5）定时中断程序。

软件流程图如图6所示。

4结束语

文章基于AT89C52单片机设计了一种路灯控制系统，实现了路灯按时间和光线双重控制，经实验检测，该系统工作稳定、性能可靠、便于扩展，自动化、智能化程度高，有助于大幅度节省电力资源，降低管理成本，契合当前城市发展需求，具有较高的应用价值和良好的商业前景。

参考文献

[1]辛智广，于春荣，王树彬.LED路灯智能控制系统设计方案[J].科技传播，2016（5）：178.

[2]吴国义.基于AT89S51单片机节能灯的设计[J].佳木斯大学学报（自然科学版），2009.

[3]郭天祥.MCS-51单片机C语言教程[M].北京：电子工业出版社，2009.

[4]张毅刚.新编MCS-51单片机应用设计[M].哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，2009.