基于ARM单片机载波照明控制器的设计

基于ARM 单片机载波照明控制器的设计

李士杨

（安徽理工大学电气与信息工程学院，安徽淮南232001）

摘要：文中针对传统的井下照明系统存在的弊端，设计了一种基于ARM 单片机载波照明控制器。该控制器以ARM 单片机为控制核心，以电力线载波通信芯片SC1128为基础，辅以外围接口电路设计，实现实时监控每盏灯的亮灭。与传统的井下照明系统相比，该系统充分利用井下现有的电网资源，无需重新布线，大大降低了用电的成本。关键词：三相低压电力线；ARM 单片机；载波通信；漏电保护装置中图分类号：TN913.6

文献标识码：A

文章编号：1674－6236（2012）19-0113-04

Design of carrier lighting controller based on ARM microcontroller

LI Shi -yang

（School of Electrical and Information Engineering ，Anhui University of Science and Technology ，Huainan 232001，China ）

Abstract:In this paper ，a carrier lighting controller based on ARM microcontroller is designed for the drawbacks of traditional underground lighting systems.This controller realized the real time monitoring of each lamp light or out ，the bases for it including a ARM microcontroller control core ，power line carrier -current communication chip SC1128and a designing of peripheral interface circuit complementary.The system can reduce the cost of electricity greatly for it use the resources of the existing power grid underground fully and without re -wiring ，compared with the traditional underground lighting systems.Key words:three -phase low -voltage power line ；ARM microcontroller ；carrier communication ；leakage protection devices

收稿日期：2011-10-30

稿件编号：201110126

作者简介：李士杨（1981—），男，安徽淮南人，硕士研究生，工程师。研究方向：电气自动化。

近年来，随着载波通信技术的发展和成熟，低压载波通信[1-3]在自动抄表、照明控制以及电力系统遥控监测等方面得到了广泛应用。但是，由于井下环境的特殊性，载波通信在井下难以实现。针对这一问题，文中设计了一种基于ARM 单片机载波照明控制器。

1控制器的硬件设计

随着单片机技术的发展，STM32F103RBT6增强型LQFP64

单片机[4-5]内核是ARM32位的Cortex-M3的CPU ，此内核是最新一代的ARM 处理器，其提供了低成本平台、低系统功耗、多输入输出口及A/D 口，同时提高了数据的处理能力和缩短了中断系统的响应时间。SC1128[6]是一款适合中国低压电网特性的专用载波通信芯片，价位较低，并且其内部集成了多功能的电路，提高了电力线通信的抗干扰及抗衰减能力。基于以上优点，文中设计了一种基于ARM 单片机的载波照明控制器，该控制器与以往的电缆照明控制器相比，具有很好的优越性。

1.1结构及其原理

载波照明控制器结构如图1所示，

它以

STM32F103RBT6增强型LQFP64单片机为控制核心，以电力

线载波通信芯片SC1128为基础，辅以外围接口电路设计，实现实时监控多盏灯中任一盏灯的亮灭及实时保护整个照明系统。该系统硬件电路结构包括电力线接口部分、载波信号的发射和接收部分、信号的调制解调部分、单片机控制部分、

LCD 显示部分、漏电保护部分和负载部分。

漏电原理：隔离开关HK 闭合，三相四线电与电抗器HL 耦合产生耦合电流I ，I 经过电流/电压转换为电压信号U ，U 再送给单片机的ADC_IN 口，经单片机分析和判断，能及时控制接触器KM1-1-3的开与闭，从而保护整个照明系统。

工作原理：电力线载波信号经耦合电路、接收电路，进入

SCll28模块，经过处理后，送入单片机ADC_IN 口，由单片机程

序将灯亮或灭的命令信号送给SC1128模块，SC1128发出调相信号通过发射电路发送至电力线上，实时控制灯的亮与灭，与此同时单片机将灯亮与灭的信号送入液晶模块显示出相应数据。

1.2外围电路的设计

载波照明控制器外围电路图如图2所示，它主要有隔离

开关HK 、三相高/低压隔爆型变压器660（1140）/127V 、漏电保护装置、开关电源电路、载波照明控制器的保护插件和负载电路等组成。其主要实现外围电路和内围电路的接口连接，进一步完善电路设计。

1.3内部电路的设计

STM32F 103RBT6单片机与SC1128的引脚接口如图3

所示。

1.3.1主芯片选型

根据设计要求，文中选用STM32F103RBT6增强型LQFP64

电子设计工程

Electronic Design Engineering

第20卷

Vol.20

第19期No.192012年10月Oct.2012

《电子设计工程》2012年第19期

单片机、STC12C5620AD 单片机、SC1128的电力线载波通信芯片和OCMJ4X8C 型液晶显示模块。

1.3.2SCll28与单片机接口

在载波发射模块中，STM32F103RBT6单片机与SCll28

芯片的接口连接关系如图3所示。图中，STM32F103RBT6增强型LQFP64单片机通过14脚PA0、15脚PA1和16脚PA2引脚对SCll28的41脚CS 、40脚SETCLK 、39脚LINE 进行设置，以实现数据同步输入或输出。

在载波接收模块中，STC12C5620AD 单片机与SCll28芯片的接口连接关系如图4所示。

1.3.3电力线接口电路

电力线接口电路的功能是SC1128芯片与电力线相耦

合，主要包括耦合电路、接收电路（带通滤波器和前级放大器）和发送电路（功率放大电路），其中耦合电路是电力线接

口电路设计的核心部分。

电力线载波通信过程为：电力线载波信号经过经耦合电路、带通滤波器和前级放大器进入SCll28的一级运算放大器（13脚），经过处理后供单片机处理，数据由单片机送至

SC1128芯片，经其处理后由24脚发出调相信号通过功率放

大器耦合电路发送至电力线上，再由单片机将电力载波芯片切换到接收状态，完成信号在电力线上的发送接收过程。

耦合电路设计如图5所示。本文通过单片机控制继电器可选择任意两相低压电力线与耦合电路连接，以减小载波信号传输中的各种干扰。该电路在设计时取电力线的阻抗为3～

30Ω，127V 电力线路侧为T2的副边，阻抗比为11/18。1.3.4

漏电保护原理

煤矿井下环境特殊，供电电缆容易受到潮湿环境的影响以及外部损坏，其中大部分为对地绝缘损坏，所以文中采用

图1载波照明控制器结构示意图

Fig.1Carrier lighting controller structure schematic diagram

图2外围电路图

Fig.2Peripheral circuit

diagram

图4

STC12C5620AD 单片机与SCll28的引脚接口

Fig.4Pins interface of STC12C5620AD microcontroller and SCll28

图3

STM32F103RBT6单片机与SCll28的引脚接口

Fig.3

Pins interface of STM32F103RBT6microcontroller and

SCll28

李士杨基于ARM 单片机载波照明控制器的设计

《电子设计工程》2012年第19期

附加直流电源型漏电保护装置，即当电网的某一支路发生漏

电时，漏电保护系统仅使开关切断漏电故障所在支路，并保

证非漏电故障支路正常供电。这样就需要及时监测电力线中

的电阻值、电压值及电流值。设计的采样保护电路如图6、7

所示。

1.3.5电源模块

本系统需要+12V、+5V、+3.3V电压，则设计电源模块如图8所示。2控制器的软件设计

文中根据STM32系列的单片机特点，采用稳定性较好的RVMDK3.80A版本的开发软件，通过C语言编程，有ULINK2仿真器通过JTAG接口将程序下载到载波照明开发板上，可进行在线仿真。文中软件程序设计主要是单片机检漏保护模块程序、电力线接口模块程序、单片机控制负载程序和LCD 显示模块程序的设计。单片机检漏保护模块程序主要完成电压信号的采集、数据的发送/接收中断；电力线接口模块程序主要完成SCll28初始化化、数据发送／接收中断和看门狗复位；单片机控制负载程序主要完成数据发送/接收中断；LCD 显示模块程序主要完成数据的接收及显示。主控部分主程序除了要完成电力线接口模块程序的任务外，还要转入相应的子程序，进行端口的设置，对接收的数据或命令进行设定值比较，转入相应的处理子程序，显示致据。程序流程图如图9

所示。

3结论

文中针对井下用电的特殊性，利用ARM单片机和载波

图8电源模块

Fig.8Power supply module

图7漏电保护接口控制电路图

Fig.7Interface control circuit of leakage protection

图6漏电保护电阻、电压、电流信号采集图

Fig.6Signal acquisition figure of leakage protection resistance，

voltage and current

图9程序流程图

Fig.9Program flow chart

图5耦合电路

Fig.5Coupled circuit

（下转第119页）

通信芯片SC1128，设计了一种基于ARM 单片机载波照明控制器。该控制器利用低压电力线作为通信媒介，保障了电力线通信的可靠性，利用现有的电网资源，节约了成本，实现了通信网络化，同时通过电力线载波传送数据，实现了井下载波照明的智能控制，同时也证明了电力线载波通信技术具有更好的适应性和先进性，进一步展示了低压电力线载波通信的美好发展前景。参考文献：

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（上接第116页）

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国际刊号：ISSN 1674-6236

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董茂林，等

基于F1596的乘积型混频器电路设计与实现

鸡舍灯光控制器系统设计

鸡舍灯光控制器 学院：机电学院 年级专业：2006级机械电子工程学号：07806036 姓名： 指导教师： 中国陕西杨凌

目录 中文摘要 (1) 英文摘要 (1) 引言 (2) 1．方案论证 (2) 2．系统设计 2.1系统功能 (2) 2.2总体设计 (3) 2.2.1系统框图 (3) 2.2.2各模块框图 (3) 2.3原理简述 (4) 2.3.1补光原理 (4) 2.3.2电路原理 (4) 2.4器件选择 (4) 3．电路设计 3.1直流稳压电源 (5) 3.1.1直流稳压电源电路图 (6) 3.1.2器件选择和参数计算 (6) 3.2光照控制电路 3.2.1光照控制电路电路图及原理 (6) 3.2.2器件选择和参数计算 (6) 3.3时钟控制电路 3.3.1电子钟电路 (7) 3.3.2逻辑控制电路 (9) 3.4主电路 3.4.1主电路图 (13) 3.4.2说明 (13) 3.5整体电路图 (13) 3.6结果分析 (14) 3.6.1直流稳压电源模块 (14) 3.6.2CP模块 (15) 3.6.3电子钟模块 (15) 3.6.4控制模块 (15) 4．结论 (16) 参考文献 (17) 致谢 (18)

摘要 对鸡舍灯光控制方式进行分析，综合其优缺点提出一种合理的控制模式。运用电子技术相关知识设计了鸡舍灯光自动控制电路。采用光照控制电路和时钟控制电路组合控制，实现了对鸡舍进行自动补光。解决了不同天气、不同季节鸡舍灯光控制复杂的问题。核心部分是控制电路，其优劣决定了补光的合理性与准确性等整体性能。设计过程中采用了加拿大Interactive Image Technologies Ltd.公司的设计软件Multisim7.0，通过电脑仿真来设计电路图，并测试其各个模块的功能，最终实现设计要求。 关键词：鸡舍补光；光照控制；时钟控制 Abstract Sheds light on the analysis of control, its advantages and disadvantages of the integrated control of a reasonable model. Knowledge of the use of electronic technology designed sheds light automatic control circuit. Illumination using the clock control circuit and control circuit combination of control, the realization of automatic sheds light up. Solution of different weather, different seasons sheds light control of complex issues. The core of the control circuits, their advantages and disadvantages determine the reasonableness of premium light, such as overall performance and accuracy. The design process used in Canada, Interactive Image Technologies Ltd. The company's design software Multisim7.0, through computer simulation to design schematics, and test the functions of its various modules, and ultimately the design requirements. Keywords: sheds light up; light control; clock control

智能照明系统设计说明

1、概述 “节能、智能科技与美学是21世纪建筑业的主题。” 现代建筑中照明系统对于能源的消耗已经高达35%，建筑界已经引入“绿色”照明的概念，其中心思想是最大限度采用自然光源、设置时钟自动控制、采用照度感应和动静传感器等新技术。现代东莞商业中心环境不仅要有足够的工作照明，更应营造一个舒适的视觉环境，减少光污染。照明已经成为直接影响工作效率的主要因素之一，因此，越来越引起人们的高度重视。做好照明设计，加强照明控制设计，已成为现代化东莞****智能化设计的一个重要内容。 2、项目需求分析 作为大量使用灯光的建筑，对于智能照明的需求具有以下特点： 控制区域类型较多，包括大堂区，走廊，楼梯间，电梯厅等；以及6－38层写字楼的公共走廊，室外亮化景观照明，地下车库照明，地下商业部分等的照明控制。 ●灯光耗能量大，因此对于照明节能的要求较高，效果要求显著； ●人流量和照明量存在线性比例关系，人流量越多，需要打开的光源越多； ●顾客对于灯光有较高的指标要求，在不同的区域、不同的场合来设置不同的场景。 根据本项目业主、设计单位针对本项目的直接沟通交流，并结合以往智能灯光在项目实施中的实际经验，我们对于本项目各控制区域需要用到的控制手段分析如下：

3、方案设计 根据需求，我们设计以下控制方案： 照明控制区域说明： 3.1公共区域（大堂、走廊、电梯厅） 走道、电梯厅在*****是必不可少的，在大楼走道、电梯厅等区域的照明是最能体现智能照明的节能特点。没用到智能照明的情冴下，当走道无人经过的时候灯却依然亮着，这就大大浪费了电能，而智能照明系统可以有效的进行管理。 大堂 大堂是客人进入****商务区的必经之路，是光临****的第一感觉，其灯具的选用和灯光布置不只是为了大堂照明的需要，更应考虑照明的气氛及照明与建筑装潢的协调。作为一个高级大楼的大堂应该最大限度地为客人提供一个舒适、优雅、端庄的光环境。 大堂采用场景控制，在大堂内配置可编程控制面板迚行灯光控制。通过可编程控制面板可以实现多种不同场景的切换，如：“白天模式”、“傍晚模式”、“夜间模式”等，不同模式开启不同的灯光。 同时，在一层的大堂内配置一个液晶触摸屏，该触摸屏可对整座大厦内所以智能照明受控回路的控制。 走廊 走廊采用自动照明控制，正常工作时间全开，非工作时间改为减光照明，节假日无人时可以只亮少量灯。在电梯厅入口处配置一个可编程控制面板，可根据需要手动控制就近灯具的开关。在走廊通道中，配置相应数量的红外感应器，可实现随着人员走动开启灯光的功能。当人员离开红外探测范围内，灯光延时自动关闭。 下图为公共区域（走廊）照明控制原理图（仅供参照）： 值班模式：半开

课程设计《路灯控制器的设计任务书》

电子技术课程设计 路灯控制器设计任务书 电气工程学院 2013/12/13

1．设计目的与要求 设计一个路灯控制电路，准确地理解有关要求，独立完成系统设计，要求所设计的电路具有以下功能：（1）具有光控功能，白天光线较亮、即使有声音时路灯也不亮，光线较暗、有声音时路灯点亮。 （2）具有声控功能，晚上光线较暗、有声音时路灯点亮，声音消失后延时照明一段时间后自动熄灭。2．设计内容 （1）画出电路原理图； （2）元器件及参数选择； （3）电路仿真； （4）SCH文件生成与打印输出。 3．编写设计报告 写出设计的全过程，附上有关资料和图纸，有总结体会。

1.路灯控制器设计 摘要：路灯控制器主要由声控电路、光控电路、延时电路组成。白天的时候，在光控电路（无论有无声音）作用下，电路的开关元件处于断开状态，LED灯不亮。晚上没有声音的时候，在声控电路作用下，电路的开关元件处于断开状态，LED仍旧不亮；当有声响的时候，电路的开关元件闭合，灯LED形成通路，LED亮，由于延时电路的存在，LED持续亮一段时间后熄灭。 关键词：声控光控延时LED灯 2 总体设计方案 2.1设计思路 整个电路由声控电路，光控电路及延时电路等部分组成。光控电路对外界的光亮度进行检测，输出与光亮程度相对应的电压信号，从而实现白天灯泡不亮，而晚上遇到声响时，通过声控电路使灯泡自动点亮。声控电路主要将声音信号转换为相应的电信号而实现自动控制，延时电路使声音消失后延长一段光照时间。也就是说在白天的时候主要由光控电路起作用抑制声控及延时电路，晚上时声控部分的电路起主要作用，光控电路部分对声控电路部分抑制作用消失；因此延时部分就用电容充放电的过程完成延时功能。光控部分用光敏电阻，光敏电阻的特性就是光照的时候呈低阻状态，无光照的时候呈高阻状

基于51单片机智能路灯控制器设计与实现

摘要 摘要 现在，随着微电子技术和集成电路技术的快速发展，单片机技术无处不在。单片机作为计算机科学与技术的重要组成部分，作为嵌入式系统的先头兵，片上系统的先行者，已经被广泛应用到了各行各业，尤其是与控制相关的领域，极大的提高了产品的智能化程度和技术水平，已经成为了当今社会十分重要的技术领域。随着社会需求和单片机应用领域的不断扩展，各类智能产品、控制系统都是以单片机技术为核心来进行开发设计的。 本系统采用MSC—51系列单片机89C51和相关的光电检测设备及设计智能路灯控制器，实现了能根据实际光线条件通过8051芯片的P1口控制路灯开关功能。随着社会文明的不断发展，城市照明已不仅局限于街道照明，而且发展成了城市景观等装饰性照明的综合市政工程。 关键词：路灯单片机技术设计

ABSTRACT ABSTRACT Nowadays, with the rapid development of micro-electronic technology and integrated circuit technology, Single Chip Micro-computer (MCU) technology is being used everywhere. MCU has been used in all kinds of industries, especially in the areas concerning the controlling as the important ingredient in the computer science and technology, the front-runner in the embedded system. It has improved products’Intellectualized and technical standards and been a quite important technical area in our recent social needs and the applied areas of MCU expanding, types of mental produce and control systems are designed with MCU as the central technology. The system uses MSC MSU-51 and Relevant photo electric equipment to design intelligentized controller of streets lights and realize the function of controlling the switches according to the actual conditions of light through P1 port of 8051 chip. As the ever-accelerated development of social civilization, City light is not only confined to the street lighting but also developed into the urban landscape and decorative Keywords: lamp MCU-technology design

微机原理课程设计_路灯控制设计(完整版)

1 设计任务描述 1.1设计题目 路灯控制设计 1.2设计内容 1）天黑时路灯电亮，天亮时路灯关闭。 2）用中断模拟天黑。 1.2.1 设计目的 通过课程设计使学生更进一步掌握微机原理及应用课程的有关知识，提高应用微机解决问题的能力，加深对微机应用的理解。通过查阅资料，结合所学知识进行 软、硬件的设计，使学生初步掌握应用微机解决问题的步骤及方法。为以后学生结 合专业从事微机应用设计奠定基础 1.2.2 设计要求 1）通过K O—K7和K++来输入。 2）用LED指示灯显示结果。 3）输出为1灯亮，输入为0灯灭。 2设计思路 本次微机原理课程设计我设计的是路灯控制器。通过中断信号来使路灯点亮，再经延时程序来使灯自动熄灭。然后重新回到初始状态。 我们用到的芯片是中断控制器8259和可编程并行接口8255这两种芯片再外加一个LED 显示单元及开关单元。用中断控制器8259的控制字来设置单片、边沿触发、非缓冲、非自动，用ICW4来设置IR7非屏蔽。 设置中断控制器8255的控制字，让它A口输出来显示灯亮，。由于我们没用到Ｂ口和Ｃ口，所以让Ｂ口输入C口高低四位均输出。 设置完控制字后，再使A口输出全为0（这时路灯初始状态为灭），接着让程序循环进入空操作。当天黑需要路灯亮时，按下中断（代表天黑），程序从循环执行空操作中中断出来，使A口输出从全为0变成全为1（这时路灯全亮），程序后面连接一个延迟子程序，来控制灯亮的时间。 最后到了程序该结束的时候了，A口输出从全1再次变为全0（这时路灯全灭，代表夜晚已过，天亮了）。这时程序本该结束了，程序结束后，又返回到中断控制器8259这部分，这样程序又可以通过按中断来控制灯亮，这样就简单又实用。 大体上程序主要分四大部分：输入部分，中断部分，延迟部分和输出部分。结合所学的知识外加查找相关资料，把这几大部分合理的连接起来，从而实现一个完整、功能强大的程序。 3 主要元器件介绍

基于PLC_的舞台灯光控制毕业设计论文

基于PLC 的舞台灯光控制 摘要 可编程控制器(Programmable Logical Controller)简称为PC 或PLC 是60 年代末发明的工业控制器件。日本电气控制学会曾对可编程控制器作了一个定义可编程控制器是将逻辑运算,顺序控制,时序和计数以及算术运算等控制程序 一串指令的形式存放到存储器中,然后根据存储的控制内容,经过模拟,数字等输入输出部件,对生产设备和生产过程进行控制的装置。 PLC 是基于计算机技术和自动控制理论发展而来的.它既不同于普通的计算机,又不同于一般的计算机控制系统,作为一种特殊形式的计算机控制装置,它在系统结构,硬件组成软件结构以及I/O 通道,用户界面诸多方面都有其特殊性。 MCGS(Monitor and Control Generated System 用监控系统)是一套用于快速构造和生成计算机监控系统的组态软件,能够在Windows 平台上运行。通过对现场数据的采集处理。以动画显示、报警处理、流程控制、实时曲线、历史曲线和报表输出等多种方式。向用户提供解决实际工程问题的方案。充分利用windows 图形功能完备、界面一致性好、易学易用的特点。比以往使用专用机开发的工业控制系统更具通用性,在自动化领域有着更广泛的应用。本文利用MCGS 组态软件检验舞台灯光控制系统的运行情况。 舞台灯光在现代舞台演出中的作用:①照明演出,使观众看清演员表演和景物形象;②导引观众视线;③塑造人物形象,烘托情感和展现舞台幻觉;④创造剧中需要的空间环境; ⑤渲染剧中气氛;⑥显示时、空转换,突出戏剧矛盾冲突和加强舞台节奏,丰富艺术感染力。有时也配合舞台特技。 在现代演出中,灯光的强度、色彩、照明区的分布,灯光的运动等都具有较大的可塑性与可控性。舞台灯光的艺术效果是随着演出的进展、舞台气氛的不断变换而展现的。舞台灯光是空间艺术与时间艺术的结合体,舞台灯光的历史发展是同戏剧的演变以及科学技术的进步密切相联的。 关键词: 可编程控制器自动控制舞台灯光 MCGS 组态

路灯控制器课程设计

电子技术课程设计 课程设计任务书 20 16 - 20 17学年第一学期第18周—19周 题目《路灯控制器》 内容及要求 ①设计一个路灯控制自动照明的电路 ②当日照光亮到一定程度时使灯自动熄灭，而日照光暗到一定程度时又能自 动点亮。开启和关断的日照光照度根据用户进行调节。 ③设计计时电路，用数码管显示路灯当前一次的连续开启时间。 ④设计计数显示电路，统计路灯的开启次数。 进度安排 1、查资料，确定方案（三 天） 2、方案设计（天） 3、仿真调试 （二 天） 4、硬件实现与调试 （三 天） 5 、 撰写课程设计报告并答辩（天）学生姓名:

目录 前言 (3) 一选题背景 (4) 1．1 设计要求 (4) 1．2 指导思想 (4) 二方案论证 (5) 2．1 方案说明 (5) 2．2 方案原理 (5) 三电路的设计与分析 (6) 3 . 1 电路原理框图. (6) 3．2单元电路的设计与分析. (6) 四. 电路的调试与分析 (13) 4．1调试使用的仪器. (13) 4．2 电路的调试 (13) 五．总结 (15) 5．1 设计体会 (15) 5．2 改进提高 (15) 六. 附录及参考文献 (16) 6.1 附录1 元器件清单. (16) 6.2 附录2 电路的原理图. (16)

6.3 附录3 实物图 (17) 6.4 参考文献 (18) 、八、- 前言 在现代城市中，效率意识日益突出，人们希望不需要人力资源的浪费，希望使效率合理使用最大化。因此，自动路灯控制器是实现无人管理自动开关的重要设计。本课程设计的任务就是设计一个路灯控制器。鼓励学生在熟悉基本原理的前提下，与实际应用相联系，提出自己的方案，完善设计。

基于单片机的LED灯光控制器的设计

目录 1．目的及意义 (1) 2．基本容和技术方案 (2) 2.1基本容： (2) 3系统硬件设计 (3) 3.1 主控模块电路设计 (3) 3.2 受控模块电路设计 (4) 3.3 主要元器件介绍 (4) 3.3.1 单片机AT89C51 (4) 3.3.2 LED彩灯限流电阻的确定 (6) 3.3.3 数码管结构及工作原理 (6) 4 试与仿真分析 (8) 4.1 硬件选材及电路制作 (8) 4.2 硬件调试 (8) 4.3 软件仿真结果及分析 (9) 5总结 (10) 参考文献 (11)

基于单片机的LED灯光控制器的设计 1目的及意义 1.1背景：随着计算机、微电子、信息技术的快速进步，智能化技术的开发速度越来越快 ,智能度越来越高 ,应用围也得到了极大的扩展。在海洋开发、宇宙探测、工农业生产、军事、社会服务、娱乐等各个领域。在娱乐方面，场地的装饰离不开彩灯。在建筑方面也采用彩灯来装饰高楼大厦。彩灯又灵活多变的点亮方式，装饰效果非常好，特别时晚上使得高楼大厦更加漂亮。是彩灯的应用才使得城市的夜景非常迷人。节日彩灯将会在人类未来的夜晚生活成为一个个重要的景观，节日彩灯控制器的应用也会在现实生活中得到广泛的应用。 1.2意义:本设计通过对彩灯的设计，训练对电气、单片机、电子技术等容的应用能力，掌握对电子产品设计的流程以及各种要求。彩灯技术已广泛得在霓虹灯、广告彩灯、汽车车灯等领域中应用。单片机的控制电路的设计是彩灯应用的一个瓶颈。课程设计主要培养学生综合运用所学的知识与技能分析与解决问题的能力，并巩固和扩大学生的课堂知识。通过课程设计学会查阅、使用各种专业资料和网上资源，并以严肃认真、深入研究的工作作风完成设计任务，逐步向工程技术员转变,培养学生独立完成任务的能力，体现和检验综合设计能力，大力提高大学生的技术水平，培养新一代既有理论、又有动手能力的实用性人才，以适应国际建设和发展的需要。了解彩灯线路的基本理论，掌握单片机编程的基本设计方法和分析方法，对能够熟练地进行彩灯应用电路的设计与制作是十分必要和重要的。 中国彩灯从开始发展到现在，已有上千年的历史，发展到今天的灯会，已经是作为节日庆典的形式了．以传统节庆文化为背景，在特定的时间、地点，主题下举办，是一项综和性的群众文化活动。分为经营性灯会和公益性（非经营性）灯会。灯会这种特殊的造型和视觉语言，不仅仅用于灯会中观赏，还可以引入其他领域走向发展，进入人们生活的方方面面。比如：人居环境、城市美化、亮化的点缀物；彩灯雕塑，称为灯雕，可以丰富人居环境，城市美化的艺术形式；还可以用彩灯的制作语言，巧妙结合现代广告、

智能节能路灯控制系统设计

河北机电职业技术学院毕业论文 题目智能节能路灯控制系统设计 系别电气工程系 专业电气自动化技术 姓名孟学文 指导教师刘成伟

目录 摘要 (3) 1 绪论 (4) 1.1 概述 (4) 2 方案论证与选择 (5) 2.1 智能路灯节能方案概述 (5) 2.2 智能路灯节能控制系统结构设计 (5) 2.3 可变电抗器 (6) 2.4 智能控制器 (8) 2.5 每只LED灯控制逻辑关系图 (8) 2.6 系统硬件总体划分 (8) 2.7 智能控制器总体设计 (8) 3 智能路灯节能控制系统各电路部分设计 (9) 3.1 环境光控制电路的设计 (9) 3.2 时钟电路 (12) 3.3 横流驱动电路 (14) 3.4 故障检测电路 (16) 3.5 电源电路的设计 (16) 3.6 报警电路的设计 (17) 4 控制部分设计 (18) 4.1 单片机系统介绍 (18) 4.2 整个系统的控制流程 (19) 4.3 显示装置流程图 (20) 总结与展望 (21) 总结 (21) 展望 (21) 参考文献 (22) 附图 (23)

智能路灯节能控制系统设计 杨亮亮 （安徽工业大学工学院农业电气化与自动化07级） 摘要：随着我国经济的快速发展，电力消费也随之快速地增长。电力资源已成为紧缺资源。如何节能降耗已成为近年来研究的热点课题。 本文研究的智能路灯节能控制系统是针对我国在城市照明上所存在的巨大的能源消耗 而开发的基于单片机的新型节能控制系统，集稳压控制、软起动功能、自动起停、智能调 压控制于一体。智能路灯节能控制系统将晶闸管功率变换单元和智能控制系统相结合，利 用可变电抗器隔离高压和低压，将可变电抗器的一次绕组(高压)与路灯相串联，将二次绕 组与晶闸管和具有模糊控制算法的控制系统相联，通过改变其低压绕组上的电压来控制高 压绕组上电压的变化，从而达到改变路灯端电压的效果，以实现路灯的软起动和调压节 能。 本文对基于单片机的智能路灯节能控制系统进行了深入分析和研究。讨论了智能路灯节能控制系统的构思、设计方案，介绍了该装置的系统设计、工作原理，详细分析了以89C51为主控单元的硬件电路设计，以及电气连接。 关键词：单片机、智能路灯 Abstract: with the rapid development of our economy, electricity consumption is subsequently fast growth. Electric power resource has become shortage resources. How to energy consumption has become the hot topic research in recent years. This paper studies of intelligent street lamp energy saving control system is aiming at existing in urban lighting on the huge energy consumption and development based on SCM system, set the new energy-saving control voltage control, soft starter to function, the automatic starting and stopping, intelligent pressure regulating control in one body. Intelligent street lamp energy saving control systems will be thyristor power changing unit and intelligent control system by combining, high voltage and low voltage variable reactor isolation, a winding variable reactor (HVT) and street lamp in series, will be secondary windings and thyristor and fuzzy control algorithm with associated the control system by changing its low voltage to control

路灯控制器的设计

路灯控制器的设计 目录 前言 (1) 1、硬件系统设计 (1) 1.1总体框图设计 (1) 1.2单片机选型 (1) 1.3独立式按键控制电路 (2) 1.4LED动态显示电路 (6) 1.5时钟芯片DS1302 (8) 1.6路灯控制电路 (9) 1.7电路原理 (10) 1.8直流稳压电源 (10) 2、软件设计 (11) 3.1设计思想 (11) 3.2主程序模块 (11) 3.3显示程序模块 (13) 3.4按键程序模块 (14) 3.5定时器程序模块 (15) 3、系统调试 (18) 结论 (19) 致谢 (20) 参考文献 (21)

摘要 本设计是利用单片机芯片为主体和附属电路共同构成的路灯控制器。 正文中首先简单描述了硬件系统工作原理，并附有硬件系统设计框图。论述了本次毕业设计所应用各种硬件接口技术和各个接口模块功能及工作过程并具体描述了外接电路接口的软硬件调试。 本文写的主导思想是软硬相结合，以硬件为基础来进行各功能模块描写。 关键词：单片机位码段码显示路灯控制电路

前言 随着大中城市规模的不断扩大，城市市容的改善，照明路灯的数量越来越多，其用电量占城市的总用电量的比例不断增加，以往的路灯照明大多采用直接供电方式，人工送电人工关闭，这种方式有许多不足：在不需要亮灯有时没及时关灯，在需要开灯时有时又不及时开灯。利用人工送电，增加人员开资，有时又不能及时开闭，既影响正常照明又浪费电能。因而有必要针对上述问题开发出一种使用方便又节能的装置，这种装置具有以下功能。 （1）显示功能：可显示输入电压、输出电压、三相电流、功率因素、有功、无功等参数。 （2）定时启停：不同地区不同季节，昼夜交替时间是不同的，系统能根据地区和季节自动调节开闭路灯时间。 （3）调时功能：定时时间出现误差，可以进行调时。 （4）去抖动：可去除前沿抖动，使CPU对键控制时一次性成功。 我所设计的这个自动开灯灭灯系统简单，实用性强，成本低，使用维护方便，软件功能强，运行稳定等优点。

路灯控制器论文

路灯控制器 摘要：本电路使用广泛，功能完善，成本低廉，而且设计电路简单，采用常用的电子元器件构成，使用非常方便，而且此电路具有延时时间可调的功能，照明装置采用低耗能高亮度LED,具有节能降耗的功能，并具有光控、声控的双重功能，可广泛用于多个场合。 关键词：声控电路；光控电路；延时电路；开关电路 1引言 在信息技术不断发展，人类文明不断进步的时代，越来越多的电子产品开始占们的日常工作和生活，在很多公共场所，只要短时间照明的场所，就需要安装一些电子器件，即能够自动控制开关，在有人的时候亮，人走之后，也能持续一段时间，路灯控制器是一种声光控制的器件，能实现这种功能，即在白天光线比较亮不需要照明的时候，即使有声音，灯也会不亮，而在天黑或光线比较暗的时候，能够使电路工作，自动控制灯打开，而且能够在声音消失后，延时照明一段时间，实现照明的目的。通过查阅大量书籍和资料，才在老师和同学的帮助下，设计出了一个简单的路灯控制器电路，其特性优越，用途广泛，功能健全， 使用方便。 2 总体设计方案 2.1 设计思路 路灯控制器电路主要由声控电路，光控电路，开关控制电路及延时电路构成。工作时，光控电路和声控电路同时控制开并控制电路，而光控电路具有优先控制的功能，即先让光控电路来控制开关电路，即在光控电路工用的情况下，再有声音信号才能使用控制电路工作，使灯打开，且在声音消失后会延时照明一段时间，这部分电路由延时电路来实现，电源电路的作用是为负载电路提供照明电源同时向电路中的控制电路提供工作电源，交流电源经过桥式整流以后，再经过电容降压，为负载提供电源，同时经过稳压以 后，为控制电路提供工作电流。 该电路是利用光敏电阻对光敏感的特性和开关管的开关特性来实现，即白天或光线较亮的时候，控制灯不亮，而在晚上或光线较暗时控制灯亮，同时还要有一个延时电路，以达到延时照明的目的，声控和光控是共同进行控制的，因而还要有一个电路来控制，当有光亮的时候，此控制电路阻止，信号不再往下传输，即灯不会亮，而只有当光线足够暗且有声音的时候此控制电路才起作用，才往下一电路传输信号，灯才会亮。此电路既可以用三极管实现，也可以用4000糸列的数字集成实现，出于简单稳定的目的，这里选用数字集成电路来实现。本电路的主要任务是实现在白天光线比较亮的情况下，灯不亮，而在光线比较暗或天黑的时候，只要有声音（说话声、脚步声），灯就会亮，同时加上延时电路的延时作用，灯会延时亮一段时间，不致灯连续工作，造成能源浪费或元器械件的损坏。其控制电路可由TC4011BP数字集成电路来实现，延时电路由电阻，电容实现，光控电路由光敏电阻实现，开关电路由开关管实现。 2.2 总体设计方框图 路灯控制器电路的总体框图由声控、光控电路，声光控制电路，开关电路，延时电路，负载电路和电源电路等构成，工作时，先由光控电路和声控电路一起向声光控制电路输入信号，当两个信号同时有效时，声光控制电路才往下传输信号，才向开并电路送去信号，使开关打开，同时也促使延时电路开始工作，而电路的电源由电源经过桥式整流以后，再经过降压电路降过压以后来提供，电路中其他需供电的电路由降压以后再进行稳压以后来供电，负载的供电直接由电源来提供。总体框图如下所示，工作流程如箭头所 示：

毕业设计(论文)-基于AT89S51单片机的教室灯光智能控制系统设计

摘要 摘要 本课题针对教室灯光的控制，分析了教室灯光智能控制的原理和实现方法，提出了基于单片机设计教室灯光智能控制系统的思路，并在此基础上开发了智能控制系统的硬件模块和相应软件部分。 该系统以AT89S51单片机作为控制模块的核心部件，采用热释红外人体传感器检测人体的存在，采用光敏三极管构成的电路检测环境光的强度；根据教室合理开灯的条件，通过对人体存在信号和环境光信号的识别与判断，完成对教室灯光的智能控制，避免了教室用电的大量浪费。系统还具有报警功能；同时还采用了软/硬件的“看门狗”等抗干扰措施。 本系统程序部分采用C语言编写，采用模块化结构设计、条理清晰、通用性好，便于改进和扩充。该系统具有体积小，控制方便，可靠性高，针对性强，性价比高等优点，可以满足各类院校对教室灯光控制的要求，很大程度的达到节能目的。 关键词：智能控制器热释红外传感器单片机 1

引言 引言 当前，随着经济的飞速发展，能源短缺问题日益突出，成为一个国家经济发展的“瓶颈”。作为工业生产和人民生活不可或缺的电力能源更是如此。尤其现今越来越提倡低碳生活，节约能源已经成为一种全球共识，而作为培养社会精英的高校更应该起到榜样的作用。但是目前在校园内，教室灯火通明，却空无一人的现象屡见不鲜，这不仅造成了严重的资源浪费，也对高校的形象造成了很坏的影响。本文所研究的教室灯光控制系统就可以很好地实现节约能源的作用。 1 系统硬件组成 整个系统由中央控制电路、2×4按键电路、光敏传感电路、继电器驱动电路、时钟电路、液晶显示电路六个模块组成。其中，光敏传感电路模块主要完成对教室当前光线明暗程度的判定，时钟电路主要实现时基功能，两者分别提供光照和定时数据供以单片机为核心的中央控制模块进行逻辑判断，单片机最终将运算结果输出到液晶显示屏，同时对教室灯光进行控制。整个系统的硬件框图如图1所示。 1．1 中央控制模块 系统中，中央控制器主要用于接收两个外部数据，由此判断是否定时时间已到，教室光照是否充足。控制器根据这两个外部数据来进行逻辑运算，从而实现定时开关灯、刷新液晶显示屏，同时可以通过键盘设置时间日期、查看相关信息 根据系统设计要求，控制器选择了宏晶科技公司提供的STCl2C4052AD型单片机。该款是一种高速、高可靠性单片机，工作电压5．5～3．4V，Flash程序存储器4K字节，SRAM 为256字节，2个定时器，8路8位A／D转换器，可通过串口实现在线编程、A／D转换、看门狗等功能。 1．2 液晶显示电路 为了实现较好的人机交互界面，在本系统中采用1602液晶显示屏来显示用户的设定作息时间及用户所查询的信息。 点阵字符型液晶显示器是专门用于显示数字、字母、图形符号及少量自定义符号的显示器。这类显示器把LCD控制器／点阵驱动器／字符存贮器全做在一块印刷板上。系统选用日立公司的HD44780液晶显示。HD44780具有简单而功能较强的指令集，可实现字符移动／闪烁等功能。与MCU的传输可采用8位并行传输或4位并行传输2种方式。液晶显示电路如图2所示。 2

路灯控制器设计

任务与要求安装在公共场所或道路两旁的路灯通常希望随日照光亮度的变化而自动开启和关断，以满足行人的需要，又能节电。1、设计制作一个路灯自动照明的控制电路。当日照光亮到一定程度时使灯自动熄灭，而日照光暗到一定程度时又能自动点亮。开启和关断的日照光照度根据用户要求进行调节，可选用一个合适的LED 灯做实验。2、设计计时电路，用数码管显示路灯当前一次的连续开启1

时间。3、设计计数显示电路，统计路灯的开启次数。开始日期2010 年6 月20 日完成日期2010 年7月1日路灯控制器学生：梁振华林明彬谭晓欣指导教师：刘丹摘要：摘要：本设计采用74LS390、74LS00、CD4511、555 等芯片来完成路灯亮暗控制与所需要的数字逻辑显示功能（在七段数码管上按规律显示特定的数字）。本设计具有逻辑清晰、设计巧妙等特点，能很好的符合课程设计的要求。关键词：关键词：光敏电阻计数器555 定时器数码管引言：引言：本设计主要是通过光敏电阻通过对外界的光线的强弱的感应来控制555 的高低电平输出，从而控制路灯的开或关。为了使计时与计数电路同步启动，555 的输出接计时电路的使能端，计数电路的脉冲端。脉冲的产生是用555 接成一个频率为1HZ 的多谐振荡器，用CD4511 驱动共阴极的七段数码管做显示电路。1、方案原理当光照减弱时，光敏电阻阻值增大，555 定时器的2、6 端口出现低电平，当它到达一定值时，3 口出现高电平，且大于2/3VCC，路灯亮。反之，当光照增强到一定时，光敏电阻阻值减小，3 口出现低电平，小于1/3VCC，路灯熄灭。为了2

避免外部干扰所带来的错误反应（例如来往的车灯给光敏电阻带来的短暂激励），我们利用电容充电带来的时间延迟来解决问题。经以上论证，方案可行。2、元器件原理介绍2.1 555 定时器555 定时器是一种模拟电路和数字电路相结合的中规模集成器件，它性能优良，适用范围很广，外部加接少量的阻容元件可以很方便地组成单稳态触发器和多谐振荡器，以及不需外接元件就可组成施密特触发器。因此集成555 定时被广泛应用于脉冲波形的产生与变换、测量与控制等方面。555 管脚图2.1.1 555 定时器构成的多谐振荡器由555 定时器组成的多谐振荡器如图(C)所示，其中R1、R2 和电容C 为外接元件。其工作波如图(D)所示。设电容的初始电压U c ＝0，t＝0 时接通电源，由于电容电压不能突变，所以3

基于Multisim的声光控路灯控制系统设计与仿真

信息工程学院 课程设计报告书题目: 基于Multisim的声光控路灯控制系统设计与仿真 课程：电子线路课程设计 专业：电气工程及其自动化 班级： 学号： 学生姓名： 指导教师： 2015年 01月 06日

信息工程学院课程设计任务书

信息工程学院课程设计成绩评定表

摘要 现在，在公共场所和公共楼道中，灯光长时间量着的现象是十分的普遍，这给社会造成了极大的能源浪费。另一方面，由于频繁开关或者人为因素，墙壁开关的损坏率很高，增大了维修量、浪费了资金。声光控路灯则无这种问题。针对目前社会上很多地方使用长明灯照明，不能实现灯光的照明智能化造成电能的巨大浪费。为响应科学减排和节能科学发展的号召而设计了声光控路灯控制系统。 本系统利用自制直流稳压电源供电，根据光敏电阻的阻值变化判断光线强弱，用咪头测声音信号，LM324 对信号进行放大和构成比较电路。由74LS08D 的与门，实现对信号的筛选，从而对开关部分发出开启或关闭的信号。继电器控制驱动灯泡，由RC 充放电路进行延时。通过对外界信号的选择，声光控路灯实现自动控制灯亮。仅当光线较暗并且有声响时，路灯才会自动点亮，并延时20 秒左右熄灭。此系统能很好的控制路灯的亮灭，即在有声音和无光情况下灯亮，其他情况下灯灭，从而达到节能的效果。 声光控路灯控制器可以自动实现人来灯亮，人走灯灭，既方便又实用。不仅节约了电能，而且能延长灯泡的使用寿命。可广泛应用于楼梯，走廊，卫生间及生活小区等公共场所的照明控制。词控制器经济实用，即使一般的脚步声也能使灯泡发光照明。 关键字：声光控制；LM324；继电器；延时

DMX512 LED灯光控制器的设计与开发

DMX512 LED灯光控制器的设计与开发 1 概述近几年来，作为半导体" target="_blank">半导体照明领域的一部分，城市景观照明及室内外装饰照明的霓虹灯和部分传统光源必将逐步被具有节能、环保、寿命长、可靠性高及可实现全彩变化的LED光源所取代。目前，在装饰照明领域中用LED制作的各类灯具正被逐步推广。DMX灯光控制器是广泛应用于LED灯光系统的控制设备，可以根据用户的需要实现不同的显示方案，实现令人眩目的色彩方案。本控制器采用DMX512协议进行通讯。 2 背景知识本控制器采用DMX512协议进行通讯。下列知识必须具备：1） DMX512协议，请参考文章《DMX512协议》。2） PIC18单片机软硬件开发技术。3） PCB及电子电路设计技术。4） C语言。 3 DMX灯光控制系统介绍。 图 3外围时钟电路 4 .2 RGBW模块本模块由CPU的PWM模块控制，实现对LED RGB全彩灯的控制，以实现不同的色彩显示方案。本模块电路结构简单，对应的RGBW四路输出分别接在了CPU 的四个PWM输出I/O管脚，由PWM模块输出相应的脉冲波形，以控制4个MOS管的打开和关断，从而得到不同的色彩方案。 4 .3 按键模块用于用户进行相关参数的设置，在当前版本中没有使用到本功能。每个按键通过上拉电阻上拉后直接接到CPU的I/O管脚即可。 4 .4 无线接收模块本模块用于接收来自配套的无线遥控器的控制信号，以方便用户进行相关参数的设定和测试。本模块使用了台湾KEYMARK公司专用的无线收发套装芯片，该模块采用曼彻思特编码。本系统中为接收芯片，该芯片接口简单，只需要一个I/O即可实现信号的接收，并由软件来完成信号的处理。 4 . 5 RS-485模块RS-485接收模块用于实现DMX512协议，DMX512协议使用的物理层接口即为RS-485接口。本模块使用了通用485接口芯片MAX487用于实现RS-485接口与单片机的UART串口的电平转换。接口电路如图4MAX487外围电路。 图 4MAX487外围电路 4 .6电源模块本系统控制不但要为控制器内部供电，还要为外部RGB灯条供电，因此必须使用大功率电源，电源电压可支持多种规格的电源，48V，24V，12V等，并支持电压检测和过流检测。电源模块输入为AC 220V/50-60HZ。模块内部需提供5V和3V电源。5V使用HVLM2594转换得到，3V使用AS1117由5V转换得到，用于给无线模块供电。 5 软件实现本系统采用PIC18单片机，编译器为PICC18 8.35PL2,C语言编程。系统软件框图如图 5系统软件框图。 图 5系统软件框图 其中：1）无线接收模块由外部中断函数实现，实现曼彻斯特解码。2）电压检测由A/D转换实现，用于检测供电电压，如果供电电压过低或过高则进入相应保护。3）DMX数据接收由串口中断实现，由软件实现DMX512协议，检测到DMX512数据帧后，将数据放入缓存，并置相应标志位。4）RGB输出由定时中断函数控制，定时时间到，置相应标志位，根据当前RGB缓存数据刷新RGB输出。 6 综述DMX512灯光控制器目前在LED 控制领域得到了已经了广泛应用，技术相当成熟，可靠性高，基于本文开发的控制系统目前已经实现产品化，产品已经在市场得到广泛应用。随着技术的发展，基于网络和无线技术的DMX控制系统会逐步得到更广泛的应用，但是由于带宽和实时性等的限制，得到推广仍需要时间，传统的DMX控制器仍会得到大量应用。

智能路灯节能控制器的设计与实现

智能路灯节能控制器的设计与实现 豆豆网技术应用频道2009年07月03日【字号：小中大】收藏本文 关键字：雷达系统LabVIEW智能远程控制系统声音控制计数器地震烈度计运动控制器 0 引言 随着我国经济高速发展，人民生活水平日益提高，能源和资源变得日益紧张，电力短缺已成为制约国民经济发展的突出矛盾。目前我国照明消耗的电能约占电力生产总量的10％～20％，而城市公共照明则在照明耗电中占30％，并且近几年随着让城市亮起来的口号的提出，全国路灯的数量仍在迅猛地增长。公共路灯节能的口号便由此而提出。通常的节能途径有两个：一个是采用节能光源；二是采用合理的控制线路。本文在使用节能光源的情况下采用合理的控制线路来实现路灯节能。在供电系统中，为避免送电过程中的线路损耗和用电高峰时造成末端电压过低，供电部门均采用较高电压进行传输。因此路灯承受电压多高于灯具的额定电压。然而据调查我国小型城市晚上21：00后，大中城市00：00以后道路上几乎空无一人。从而造成了“人少车稀灯更亮”的不合理情况。为了避免这种情况，大多数城市和地区均采用了发达国家早已淘汰了的隔盏关灯的原始路灯控制方法。这种方法不仅导致路面照度分布不均，而且会减少路灯使用寿命。本文采用“全年分三季，一季分时段”的分时控制思想实现节能的目的。在不同的时段投入不同的供电电压运行，在保证路灯正常照明的前提下，兼顾到了用电低谷期节能的效果。同时利用电力载波技术实现对路灯运行状况的实时监控。 1 系统硬件电路的设计 1．1 智能路灯控制系统 该智能路灯节能系统主要由电量检测电路、实时时钟、自耦变压器电路、显示电路及载波通信等电路组成。将一年大致分为三个季节段来对路灯进行控制，使其在不同的季节有不同的开关灯时间。而从开灯到关灯根据当地交通又可大致分为三个阶段(高峰、正常、低谷)来对路灯进行控制。从实时时钟芯片中将当前的路灯工作状况进行相应的归类，由单片机输出控制接触器的线圈的断合，而其触点的输出分别控制自耦变压器的三个触