基于單片機(jī)的LED路燈模擬控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

0 引言
LED照明系統(tǒng)具有省電、輕巧、壽命長(zhǎng)、高耐久性等特征，近年來(lái)已經(jīng)越來(lái)越多地應(yīng)用于路燈照明系統(tǒng)中，其趨勢(shì)是取代目前廣泛采用的高壓汞燈的路燈照明。
針對(duì)目前比較先進(jìn)的LED路燈控制系統(tǒng)進(jìn)行了模擬路燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了整條支路的LED路燈定時(shí)控制開(kāi)關(guān)燈、自動(dòng)開(kāi)關(guān)燈、獨(dú)立控制開(kāi)關(guān)燈及故障報(bào)警等多項(xiàng)功能。對(duì)1 W LED路燈單元可調(diào)恒流驅(qū)動(dòng)電源，可以按照設(shè)定要求調(diào)節(jié)LED輸出功率大小，實(shí)現(xiàn)調(diào)光功能。

1 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)
1．1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)
為了能夠真實(shí)地模擬實(shí)際LED路燈的控制，設(shè)計(jì)了模擬路燈控制系統(tǒng)。控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示，該系統(tǒng)主要由輸入顯示裝置、支路控制器和2個(gè)單元控制器模塊組成。支路控制器主要用來(lái)對(duì)整個(gè)模擬LED路燈支路進(jìn)行控制；對(duì)于輸入顯示裝置，當(dāng)按鍵時(shí)輸入控制信息，LCD顯示相關(guān)的控制信息；2個(gè)單元控制器受支路控制器控制LED1和LED2的電源供電和功率的輸出。

1．2 支路控制器
模擬LED路燈控制系統(tǒng)的重點(diǎn)在支路控制器，其電路框圖如圖2所示。AT89S52單片機(jī)作為控制核心，時(shí)鐘電路將時(shí)鐘信息送顯示和時(shí)鐘存儲(chǔ)；光敏檢測(cè)主要用來(lái)檢測(cè)光線(xiàn)的強(qiáng)度是否應(yīng)該開(kāi)關(guān)路燈；在路燈出現(xiàn)故障(斷路)時(shí)將產(chǎn)生聲光報(bào)警，并指示那一路發(fā)生故障。

1．2．1 時(shí)鐘電路
基于DS1302的時(shí)鐘電路設(shè)計(jì)采用24 h計(jì)時(shí)方式，時(shí)、分、秒并用LCD顯示。采用AT89S52單片機(jī)和DS1302實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片，使用5 V電源供電，采用按鍵控制，可以進(jìn)行時(shí)間校正，并且可對(duì)LED燈的開(kāi)關(guān)時(shí)間進(jìn)行控制和調(diào)節(jié)。DS1302的VCC2加入3 V鋰可充電電池實(shí)現(xiàn)時(shí)鐘掉電保護(hù)。通過(guò)AT24C02存儲(chǔ)時(shí)鐘信息實(shí)現(xiàn)程序掉電保護(hù)功能。
1．2．2 光敏檢測(cè)電路
光敏檢測(cè)主要檢測(cè)光線(xiàn)的強(qiáng)度是否應(yīng)該開(kāi)關(guān)路燈。光敏檢測(cè)電路主要利用光敏電阻的感光特性進(jìn)行工作。光敏檢測(cè)電路如圖3所示，當(dāng)白天光照射到光敏電阻時(shí)，光敏電阻的阻值降低，反向輸入端電壓隨之降低，當(dāng)?shù)陀诜聪嗥?4HC04的門(mén)檻電壓時(shí)，反相器發(fā)生翻轉(zhuǎn)，提供給單片機(jī)一高電平，控制LED燈關(guān)閉。當(dāng)弱光或無(wú)光照時(shí)(晚上)，由于光敏電阻的暗電阻很大，反向輸入端電壓較高，使得反相器輸出為低電平，單片機(jī)控制LED燈的自動(dòng)開(kāi)啟。