基于51 單片機的路燈照明系統(tǒng)定時器的設計

張 俊，陳尚智，錢樹龍，許 松

(1.鎮(zhèn)江市路燈管理處，江蘇 鎮(zhèn)江 212000;2.鹽城師范學院物電學院，江蘇 鹽城 224000)

0 引言

近年來隨著我國城市建設事業(yè)的迅速發(fā)展，城市的路燈總數(shù)幾乎以每年20%的平均速度遞增，電力供應持續(xù)緊張。因此，城市道路照明要向“高效、節(jié)能、環(huán)保、健康”的“綠色照明”方向發(fā)展，城市道路照明節(jié)電意義重大。文章將重點介紹基于51 單片機與ds1302 芯片對半夜燈隔盞定時的設計方案。

1 對路燈進行隔盞定時控制的工作原理

對道路兩旁的路燈隔盞的安裝半夜燈定時器如圖1 所示，圖中的小黑點表示加裝了半夜燈定時器的路燈，由圖可知是隔盞安裝的，這樣照度和均勻度都比較適中，節(jié)電效果也比較理想。工作原理是當午夜以后，道路上的機動車銳減，照度水平也應降到相應的水平，此時安裝了半夜燈定時器的路燈就開始工作，路燈隔盞交錯點亮，從而起到了節(jié)能降耗的目的，其節(jié)電效果達50%。

圖1 路燈隔盞定時控制的工作原理

2 半夜燈定時電路的介紹

此半夜燈定時電路由電源電路、單片機時鐘電路、液晶顯示電路、按鍵設置電路和繼電器所組成。系統(tǒng)結(jié)構圖如圖2 所示。

圖2 系統(tǒng)結(jié)構圖

2.1 整個半夜燈定時電路工作原理

圖3 為定時器的主要工作電路，當定時器接入220 V 電源后，經(jīng)過電源電路的降壓和整流后輸出5 V的直流電壓供給單片機時鐘電路工作。圖中ds1302為時鐘芯片，由ds1302 產(chǎn)生時鐘信號通過IO 口輸出給單片機，由單片機處理產(chǎn)生高低電平通過IO 口輸出給三極管8050。當?shù)竭_用戶設置好的時間時，單片機產(chǎn)生低電平時三極管飽和導通，繼電器工作，觸電斷開，從而使加裝了半夜燈定時器的路燈定時熄滅，這樣就實現(xiàn)了路燈的隔盞控制，也就達到了節(jié)電的目的。為防止路燈工作時突然斷電，本電路在ds1302 外接了備用電源，可以保證路燈突然斷電時定時器仍可工作。

圖3 半夜燈定時器主要原理圖

51 單片機部分程序如下所示:

2.2 STC 89C51 和ds1302 的整體介紹

2.2.1 STC89C51 的內(nèi)部結(jié)構和組成

STC 89C51 是STC 公司生產(chǎn)的一種低功耗、高性能CMOS8 位微控制器8K 字節(jié)程序存儲空間，512 字節(jié)數(shù)據(jù)存儲空間，內(nèi)帶2K 字節(jié)EEPROM 存儲空間?？芍苯邮褂么谙螺d，功能強大，適用于許多較為復雜控制應用場合。

它的外部引腳圖如圖4 所示。

圖4 89C51 的引腳圖

2.2.2 89C51 的一些重要參數(shù)和工作條件

(1)工作電壓范圍:5.5 V～3.3 V;

(2)工作頻率范圍:0～40 MHz;

(3)工作溫度范圍:-40 ℃～ +85 ℃;

(4)通用I/O 口32 個;

(5)可通過串口直接下載用戶程序。

2.2.3 ds1302 的內(nèi)部結(jié)構和組成

ds 1302 是美國DALLAS 公司推出的一種高性能、低功耗、帶RAM 的實時時鐘電路，它可以對年、月、日、周、時、分、秒進行計時，具有閏年補償功能，工作電壓為2.5 V～5.5 V。采用三線接口與CPU 進行同步通信，并可采用突發(fā)方式一次傳送多個字節(jié)的時鐘信號或RAM 數(shù)據(jù)。

它的外部引腳圖如圖5 所示

圖5 DS1302 的引腳圖

3 電路主要技術參數(shù)

1)定時時間:1～23 小時，可根據(jù)不同的需要進行調(diào)整。

2)定時誤差:每小時2 到3 秒。

3)定時器的額定電流:3 A。

4)定時器的工作電壓范圍:180 V～250 V。

4 小結(jié)

基于51 單片機與ds1302 時鐘芯片設計的路燈照明系統(tǒng)定時器經(jīng)過多次測試得出具有穩(wěn)定性好，精確度高的優(yōu)點，且本電路結(jié)構簡單，成本低廉具有一定的推廣價值。

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