基于單片機的LED路燈模擬控制系統的設計與實現

0 引言
LED照明系統具有省電、輕巧、壽命長、高耐久性等特征，近年來已經越來越多地應用于路燈照明系統中，其趨勢是取代目前廣泛采用的高壓汞燈的路燈照明。
針對目前比較先進的LED路燈控制系統進行了模擬路燈控制系統設計，實現了整條支路的LED路燈定時控制開關燈、自動開關燈、獨立控制開關燈及故障報警等多項功能。對1 W LED路燈單元可調恒流驅動電源，可以按照設定要求調節LED輸出功率大小，實現調光功能。

1 系統硬件設計
1．1 系統總體設計
為了能夠真實地模擬實際LED路燈的控制，設計了模擬路燈控制系統。控制系統結構如圖1所示，該系統主要由輸入顯示裝置、支路控制器和2個單元控制器模塊組成。支路控制器主要用來對整個模擬LED路燈支路進行控制；對于輸入顯示裝置，當按鍵時輸入控制信息，LCD顯示相關的控制信息；2個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路燈控制系統的重點在支路控制器，其電路框圖如圖2所示。AT89S52單片機作為控制核心，時鐘電路將時鐘信息送顯示和時鐘存儲；光敏檢測主要用來檢測光線的強度是否應該開關路燈；在路燈出現故障(斷路)時將產生聲光報警，并指示那一路發生故障。

1．2．1 時鐘電路
基于DS1302的時鐘電路設計采用24 h計時方式，時、分、秒并用LCD顯示。采用AT89S52單片機和DS1302實時時鐘芯片，使用5 V電源供電，采用按鍵控制，可以進行時間校正，并且可對LED燈的開關時間進行控制和調節。DS1302的VCC2加入3 V鋰可充電電池實現時鐘掉電保護。通過AT24C02存儲時鐘信息實現程序掉電保護功能。
1．2．2 光敏檢測電路
光敏檢測主要檢測光線的強度是否應該開關路燈。光敏檢測電路主要利用光敏電阻的感光特性進行工作。光敏檢測電路如圖3所示，當白天光照射到光敏電阻時，光敏電阻的阻值降低，反向輸入端電壓隨之降低，當低于反相器74HC04的門檻電壓時，反相器發生翻轉，提供給單片機一高電平，控制LED燈關閉。當弱光或無光照時(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，單片機控制LED燈的自動開啟。