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利用51单片机设计的模拟路灯控制系统

利用51单片机设计的模拟路灯控制系统

点击数:7696 次   录入时间:03-04 11:59:12   整理:http://www.55dianzi.com   开关控制电路

  模拟路灯控制系统主要应包含电源模块、主控模块、键盘模块、显示模块、DA转换模块、恒流源模块、判物模块、测光模块、故障检测、时钟模块、LED灯等组成,如下图所示。

模拟路灯控制系统方框图

  一、系统硬件的设计
  
  1.电源电路设计
  
  如下图所示,220V交流电源经变压器降压、桥式整流、滤波、三端稳压后,输出+12V,-12V和+5V,-5V稳压供给系统电路。

模拟路灯控制系统电源电路

  2.恒流源电路设计
  
  电路由三个部分组成:集成运算放大器、缓冲电路和取样电路,如下图所示。此恒流源电路带负载能力非常强,且线性很好。由TLC5618D/A转换器输出的电压信号经过电阻R1、R2分压后再输入到集成运算放大器的3号脚,由集成运放特性可知,VI=VO,流过电阻R3的电流I=VO/R3,即流过LED的电流I=VI/R3。此恒流源电路结构简单,但性能却非常优秀。

模拟路灯控制系统恒流源电路

  3.TLC5618D/A转换电路设计
  
  TLC5618是带有缓冲基准输入的可编程双路12位串行输入数/模转换器。DAC输出电压范围为基准电压的两倍,即V0=2×VREF×(D/4096)。通过CMOS兼容的3线串行总线可对TLC5618实现控制。在本系统中,需要独立对两个LED灯进行功率调节,此芯片有两路D/A输出,且为电压型输出信号,可以直接驱动两路恒流源模块,从而简化了电路。芯片在电路中的连接如下图所示。

TLC5618D/A转换电路

  4.时钟电路设计
  
  时钟电路采用是DALLAS公司推出的涓流充电时钟芯片DS1302,内含有一个实时时钟/日历和31字节静态RAM,通过简单的串行接口与单片机进行通信,实时时钟/日历电路提供秒分时日期月年的信息,每月的天数和闰年的天数可自动调整时钟操作,与单片机的连接很简单。

  如下图所示:DS1302的2、3号脚需要外部加一个32.768kHz的独立晶振,5、6、7号脚分别与单片机的三个管脚相连,由于DS1302具有3.6V的备用电源,即使关闭主电源,仍然能保证时钟的正常运行,符合实际需要。

时钟电路

  5.按键及显示模块
  
  采用5个独立按键和1块1602夜晶显示器,其中4个按键用于时间的设置,1个按键用于模式切换及确认,显示器用于显示开关灯时间、系统时间、路灯故障信息及路灯功率信息。

  二、系统软件设计
  
  软件设计的框图如下图所示:系统初始化后进入时间设置,设置时间过后就有以下几种模式:交通情况变化模式、调光调功率模式、环境明暗模式、定时模式。

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  当进入交通情况变化模式如下图所示:物体M到达S点时,灯1亮,灯2灭,到B点时,灯1灭,灯2亮,到达S’时,灯1和灯2均灭,物体反方向移动时,依此类推。

 

  当进入调光模式如下图所示:键盘加1时,D/A输出增加,灯变亮;键盘减1时,D/A输出减小,灯变暗。

 

  当进入环境模式如下图所示:当环境变暗时,打开路灯;环境变亮时关灭路灯。

 

  当进入定时开关模式如下图所示:当定时开灯时间到时,打开相应的路灯;定时关灯时间到时,关灭相应路灯。




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