單片機(jī)控制LED智能路燈系統(tǒng)設(shè)計

摘要：本控制系統(tǒng)以STC89C58RD單片機(jī)為控制器，主要由恒流源電路、時鐘定時電路、顯示電路、光敏感應(yīng)電路、紅外接收電路、聲光報警電路等組成。能設(shè)定路燈（LED）開燈關(guān)燈時間（用LED12864顯示相關(guān)信息）。路燈（LED）通過恒流源電路正常工作，即使遇到短路、電壓不穩(wěn)定等情況也不會燒掉，電路起恒流保護(hù)作用。而系統(tǒng)遇到環(huán)境明暗變化時，路燈會自動關(guān)閉和打開，并且根據(jù)道路上交通狀況自動調(diào)節(jié)亮燈情況，且有定時功能。

　　0 引言

　　隨著數(shù)字技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，路燈數(shù)字化和網(wǎng)絡(luò)化已經(jīng)成為一種必然趨勢。節(jié)約能源、保證燈具壽命、提高照明管理水平、美化城市夜晚和保證城市夜間出行安全等，已經(jīng)成為對照明系統(tǒng)的一項(xiàng)基本要求。社會文明的不斷發(fā)展、城市規(guī)模的急劇膨脹，城市照明已不僅局限于道路的照明，社會對亮燈率、開關(guān)燈的準(zhǔn)確率、故障檢測的實(shí)時性和維修的及時性、路燈的節(jié)能要求也不斷增高。城市的擴(kuò)大，路燈數(shù)量的迅速增長，人工控制方式在故障實(shí)時監(jiān)控處理、按需控制、節(jié)能等方面已越來越不能適合城市的發(fā)展。因此對于路燈所采取的智能控制和節(jié)能措施已經(jīng)非常有意義。

　　本文設(shè)計的LED智能路燈控制系統(tǒng)以STC89C58RD單片機(jī)作為主導(dǎo)控制芯片，可實(shí)現(xiàn)時鐘定時開關(guān)燈，根據(jù)環(huán)境明暗變化實(shí)現(xiàn)開關(guān)燈，根據(jù)交通情況自動調(diào)節(jié)亮燈狀況，路燈出現(xiàn)故障實(shí)施聲光報警等一系列智能化行為。

　　1 系統(tǒng)總體設(shè)計方案

　　系統(tǒng)采用光敏二極管檢測環(huán)境明暗變化，用紅外接發(fā)器作為根據(jù)交通情況自動調(diào)節(jié)亮燈的器件，將紅外發(fā)射器安裝在路燈桿上，紅外接收器安裝在路燈支架上面，當(dāng)光敏二極管檢測不到光源，且紅外接收器檢測到紅外信號時，路燈會點(diǎn)亮，相反則不亮。采用編程來實(shí)現(xiàn)定時，設(shè)計路燈開燈關(guān)燈時間，選用LCD12864作顯示器件，并作相應(yīng)顯示。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如圖l所示。

　　圖1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖

　　2 單元模塊設(shè)計

　　2.1時鐘定時部分

　　我們選擇的STC89C58RD芯片，本身有可編程的定時/計數(shù)器，可以通過軟件編程實(shí)現(xiàn)定時/計數(shù)。當(dāng)?shù)竭_(dá)設(shè)定的時間，就執(zhí)行相應(yīng)的定時設(shè)定任務(wù)。

　　2.2光敏二極管部分

　　該電路采用光敏二極管作為主控元件（見圖2），當(dāng)沒有光照時，反向電阻很大，反向電流很小；當(dāng)有光照時，光子打在PN結(jié)附近，于是在PN結(jié)附近產(chǎn)生電子一空穴對，它們在PN結(jié)內(nèi)部電場作用下作定向運(yùn)動，形成光電流。光照越強(qiáng)，光電流越大。所以根據(jù)環(huán)境的明暗輸出不同的電壓信號。

　　圖2 光敏電路

2.3紅外接收發(fā)射部分（檢測交通情況路燈亮滅）