【正文】 0Ω。再經(jīng)二分頻后為 1MHz， ADC0809 能夠可 靠工作。單片機(jī)的 作為片選信號，與 WR 進(jìn)行或非操作得到一個正脈沖加到 ADC0809 的 ALE 和 START 引腳上。 ADC0809 的 EOC 端經(jīng)反相器連接到單片機(jī)的 （ INT1） 引腳，作為查詢或中斷信號。在讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果時，用單片機(jī)的讀信號 RD 和 引腳經(jīng)或非門后產(chǎn)生的正脈沖 作為 OE 信號，用以打開三態(tài)輸出鎖存器。單片機(jī)的低 8 位地址信號在 ALE 作用下鎖存在 74LS373 中。由于 ADC0809 片內(nèi)無時鐘，故利用 80C51 提供的地址鎖存允許信號 ALE 經(jīng) D 觸發(fā)器二分頻后獲得。該電路采用的是上電與按鍵均有效的復(fù)位，復(fù)位電路的原理為：上電瞬間 RST 引腳獲得高電平，隨著電容 C3 的充電， RST 引腳的高電平將逐漸下降。圖 36 中電容器 C C2 的作用是穩(wěn) xx 大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 20 定頻率和快速起振，電容值為 5～ 30pF，典型值為 30pF。 控制器的設(shè)計以及基本外圍電路 自適應(yīng)路燈控制器采用單片機(jī)為核心控制器件，以單片機(jī)為控制核心，結(jié)合外圍電路設(shè)計實現(xiàn)形成完整的控制系統(tǒng)。 光電傳感器一般由光源、光電轉(zhuǎn)換電路和光電元件 3 部分組成。 1 2 3 4 5 6ABCD654321DCBAT i t l eN um be r R e vi s i onS iz eBD a t e : 26 J u n 20 0 9 S h e e t of F il e : E : \工程文件 \ P r ot e l 9 9 S E \ M y D e si gn 1 .d d b D r a w n B y:U 13T L P 52 1R 35R 40+ 24 VV C CD0I N 1BMRR RV C Cou t 圖 34 聲音傳感器器 光照信號采集 光照信號采集其實就是利用了一個光電式傳感器。膜片的另一面與金屬極板之間用薄的絕緣襯圈隔離開。 聲電轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵 元件 是駐極體 的 振動膜。 聲光信號采集 聲音信號采集 本系統(tǒng)選用傳聲器作為路面聲音信號的采集裝置。硬件系統(tǒng)的工作原理為 :光信號通過光電傳感器轉(zhuǎn)變成模擬信號，經(jīng)放大器放大后輸入至 A/D 轉(zhuǎn)換器，實現(xiàn)系統(tǒng)的開啟和關(guān)閉。 光信號通過光電傳感器，轉(zhuǎn)變成電信號，電信號經(jīng)過放大后，送給開頭電路，作為路燈的的開關(guān)。 綜合以上比較，方案 — 和方案二在數(shù)據(jù)實時控制和大規(guī)模的數(shù)據(jù)處理方面有很大的優(yōu)勢，但是設(shè)計復(fù)雜，成本 比較高等缺點。同時 PLC 價格高昂，對于低端產(chǎn)品降低成本造成了較大困難。 方案二 :選用 TI 公司 DSP 控制器或者使用 ARM 嵌入式系統(tǒng)作為控制系統(tǒng)。 路燈控制器的方案選擇 自適應(yīng)路燈控制器是路燈控制系統(tǒng)的核心。其自適應(yīng)控制器控制框圖如圖 31 所示。其中包括自適應(yīng)控制的概念及在該路燈控制器設(shè)計中的應(yīng)用； LED、大功率 LED 的國內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r，并根據(jù)市場需要及國家的各項推進(jìn)政策對 LED 路燈未來的發(fā)展趨勢進(jìn)行了預(yù)估；簡單介紹了單片機(jī)AT80C51 和 A/D 轉(zhuǎn)換器 ADC0809 的主要特性、內(nèi)部結(jié)構(gòu)等，為系統(tǒng)設(shè)計提供依據(jù)。當(dāng) OE 為低電平時， D7～ D0 引腳對外呈高阻狀態(tài)。 6． EOC：轉(zhuǎn)換結(jié)束信號輸出端。通常向此引腳輸入一個正脈沖時，可將三位地址選擇信號 A、 B、 C 鎖存于地址寄存器內(nèi)并進(jìn)行譯碼，選通相應(yīng)的模擬輸入通道。 ADC0809 引腳圖如圖 25 所示。典型值為時鐘頻率 640KHz 時，轉(zhuǎn)換時間約為 100μS。 振 蕩 器 和時 序 O S C程 序 存 儲 器4 K B R O M數(shù) 據(jù) 存 儲 器2 5 6 B R A M / S F R2 * 1 6 位定 時 / 計 數(shù) 器8 0 C 5 1C P U6 4 K B 總 線擴(kuò) 展 控 制 器可 編 程 I / O 口可 編 程 全 雙工 串 行 口串 行 通 信控 制并 行 口外 中 斷內(nèi) 中 斷外 時 鐘 源外 部 事 件 計 數(shù) 圖 23 單片機(jī) 80C51 的基本結(jié)構(gòu)圖 xx 大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 13 A/D 轉(zhuǎn) 換器 ADC0809 本設(shè)計中采用的 A/D 轉(zhuǎn)換器是 ADC0809[16]。 80C51 的存儲器配置方式與其他常用的微機(jī)系統(tǒng)不同，它采用哈佛結(jié)構(gòu)，把程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器分開，各有自己的尋址系統(tǒng)、控制信號和功能。 10． 中斷結(jié)構(gòu)具有 5 個中斷源和 2 個優(yōu)先級 。 6． 片內(nèi) 21 個特殊功能寄存器（ SFR） 。 2． 片內(nèi)有 128 字節(jié) RAM。 單片機(jī) AT80C51 80C51 是 — 種低功耗、高性能的含有 4K 字節(jié)掩膜只讀存儲器 (ROMRead Only Memory)的 8 位 CHMOS 微控制器，使用高密度、非易失存儲技術(shù)制造，并且與 80C51 指令系統(tǒng)和引腳完全兼容。 發(fā)光二極管 (Light Emitting Diode,簡寫為 LED)是基于半導(dǎo)體 PN結(jié)形成的用微弱的電能就能發(fā)光的高效固態(tài)光源，在一定的正向偏置電壓和注入電流下，注入 P區(qū)的空穴和注入 N區(qū)的電子在擴(kuò)散至有源區(qū)后經(jīng)輻射復(fù)合而發(fā)出光子，將電能直接轉(zhuǎn)化為光能。 大功率 LED路燈 大功率 LED 廣義上說就是單顆 LED 光源功率大于 (含 )的。 按發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)分 按發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)分有全環(huán)氧包封、金屬底座環(huán)氧封裝、陶瓷底座環(huán)氧封裝及玻璃封裝等結(jié)構(gòu)。 按發(fā)光管出光面特征分 按發(fā)光管 出光面特征分圓燈、方燈、矩形、面發(fā)光管、側(cè)向管、表面安裝用微型管等。如小電流時為紅色的LED，隨著電流的增加，可以依次變?yōu)槌壬?，黃色，最后為綠色 8. 價格： LED的價格比較昂貴，較之于白熾燈，幾只 LED的價格就可以與一只白熾燈的價格相當(dāng)，而通常每組信號燈需由上 300～ 500只二極管構(gòu)成 LED 分類 按發(fā)光管發(fā)光顏色分 按發(fā)光管發(fā)光顏色分，可分成紅色、橙色、綠色（又細(xì)分黃綠、標(biāo)準(zhǔn)綠和純綠）、藍(lán)光等。 7． 可控性強(qiáng)。 LED 是由無毒的材料作成， 不像 熒光燈 含水銀會造成污染，同時LED 也可以回收再利用。在恰當(dāng)?shù)碾娏骱碗妷合拢?LED 的使用壽命可達(dá) 10 萬小時。 LED 耗電非常低，一般來說 LED 的工作電壓是 。 圖 21 LED 內(nèi)部結(jié)構(gòu) LED 特點： LED 的內(nèi)在特征決定了它是最理想的光源去 代替?zhèn)鹘y(tǒng)的光源，它有著廣泛的用途。半導(dǎo)體晶片由三部分組成，一部分是 P 型半導(dǎo)體，在它里面空穴占主導(dǎo)地位，另一端是 N 型半導(dǎo)體，在這邊主要是電子，中間通常是 1 至 5 個周期的量子阱。所以對那些對象特性或擾動特性變化范圍很大，同時又要求經(jīng)常保持高性能指 xx 大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 8 標(biāo)的一類系統(tǒng)，采取自適應(yīng)控制是合適的。在這個意義下，控制系統(tǒng)具有一定的適應(yīng)能力。 自適應(yīng)控制和常規(guī)的反饋控制和最優(yōu)控制一樣，也是一種基于數(shù)學(xué)模型的控制方法，所不同的只是自適應(yīng)控制所依據(jù)的關(guān)于模型和擾動的先驗知識比較少，需要在系統(tǒng)的運(yùn)行過程中去不斷提取有關(guān)模型的信息，使模型逐步完善。作為外部環(huán)境對系統(tǒng)的影響，可以等效地用許多擾動來表示。因此，直觀 地說，自適應(yīng)控制器應(yīng)當(dāng)是這樣一種控制器，它能修正自己的特性以適應(yīng)對象和擾動的動態(tài)特性的變化。使用者可以根據(jù)需要進(jìn)行自行編程調(diào)節(jié)所要達(dá)到的路燈亮度。 論文研究內(nèi)容 本文主要是要對自適應(yīng) LED 路燈的控制系統(tǒng) 進(jìn)行深入分析和研究。諸如 LED 道路 照明 產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的缺位，不同顯色指數(shù)的高壓鈉燈的照度標(biāo)準(zhǔn)不適合 LED 光源；劣質(zhì)產(chǎn)品對市場推廣產(chǎn)生消極影響，以次充好的 LED產(chǎn)品嚴(yán)重擾亂市場，造成主管部門對 LED 的可靠性持懷疑態(tài)度； 大功率 LED路燈 的初次購入成本較高，大約 是傳統(tǒng) 路燈 的 23 倍，這給 LED 路燈 道路 照明產(chǎn)品的市場應(yīng)用帶來壓力。 20xx 年聯(lián)盟向北京奧運(yùn)場館業(yè)主單位 推薦了太陽能 LED 路燈 ， 100 余盞太陽能 LED 路燈 在奧運(yùn)村現(xiàn)場展示。照此估算，全國每年 照明 路燈 的市場規(guī)模不低于 50 億元，如使用 LED 路燈 ，每年可節(jié)電 20 億度以上 [10]。表 11 是傳統(tǒng)路燈與 LED 路燈對比。改造以后的路燈不是在每天固定的時刻亮 /滅，而是根據(jù)天黑和天亮的情況亮 /滅。比如深夜的時候，燈光會暗 — 些，而晚上八九點時則亮 —些，也達(dá)到節(jié)能的目的。在現(xiàn)有路燈線路上加個節(jié)電控制器器，可節(jié)能 30%。這 — 產(chǎn)品技術(shù)上使用了具有企業(yè)自主知識產(chǎn)權(quán)的無線控制系統(tǒng)，可對燈具實現(xiàn)遠(yuǎn)程控制，既可對燈具進(jìn)行遠(yuǎn)程開、關(guān)和調(diào)光，又能遠(yuǎn)程采集燈具工作時的電量、溫度等數(shù)據(jù)，還能節(jié)省大量人工維護(hù)成本。福建省政府新聞辦召開發(fā)布會宣布， 20xx 年福建省光伏產(chǎn)業(yè)項目對接會將于 4 月 9 日至 10 日在泉州南安市舉行。 LED 照明除了比用常規(guī)照明至少節(jié)能 60%以外，還擁有長壽命、易集成、快響應(yīng)、利環(huán)保、光分布易于控制、色彩豐富等優(yōu)勢。通過對鎮(zhèn)流器技術(shù)改進(jìn)來提高照明設(shè)備的功率因素。所實現(xiàn)的路燈功能為自動識別季節(jié)和時間、光控開＋時控關(guān)、時控開＋光控關(guān) 。 國內(nèi)外大功率 LED控制技術(shù) 的發(fā)展 國外大功率 LED控制技術(shù)的發(fā)展 國外 LED 照明控制器的發(fā)展一直領(lǐng)先于國內(nèi)。 3. 從國家的城市公共事業(yè)建設(shè)策略上來說，網(wǎng)絡(luò)化的公共照明系統(tǒng)也是數(shù)字化城市的 — 個重要組成部分，可以為 城市的數(shù)字化建設(shè)做 — 個良好的基礎(chǔ)和參考。不僅節(jié)約了電能，而且使用壽命長，可廣泛應(yīng)用于公路、隧道、生活小區(qū)等的照明控制。但是由于道路、路燈眾多，傳統(tǒng)的人工管理模式已經(jīng)和快速、現(xiàn)代化的城市建設(shè)不相適應(yīng)。這不僅造成能源浪費，還大大影響了設(shè)備和燈具的使用壽命。 我國大部分城市路燈都采用“全夜燈”的方式進(jìn)行照明，普遍存在的問題有兩點 :— 方面，后半夜行人稀少，采用“全夜燈”的方式浪費太大 [3][4]，因此，有的地方采取前半夜全亮，后半夜全滅的“半夜燈”照明方式 。 道路照明對于降低夜間的交通事故發(fā)生率有著重要的影響，幾年來各國所作的相關(guān)研究表明，良好的道路照明可減少約 30%的夜間交通事故。眾所周知，城市公用路燈對美化城市、改善投資環(huán)境、推動社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展和保障人民生活安全及道路交通安全等方面起著不容忽視的重要作用。LED 。 MCS51 系列單片機(jī)無 PWM 輸出功能，所以采用定時器配合軟件的方法共同實現(xiàn)。 xx 大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 I 自適應(yīng) LED路燈控制器設(shè)計 摘要 自適應(yīng) LED 路燈控制器是針對在城市照明上所存在的的能源消耗而設(shè)計出的新型節(jié)能控制器 ,它從半導(dǎo)體照明及自適應(yīng)控制兩方面共同實現(xiàn)節(jié)能，是將集穩(wěn)壓控制、軟起動功能、自動起停、智能調(diào)光控制于 — 體的路燈控制裝置。討論了自適應(yīng)路燈控制系統(tǒng)的構(gòu)思、設(shè)計方案，介紹了該裝置的系統(tǒng)設(shè)計、工作原理，對大功率 LED、單片機(jī) AT80C51 及路燈控制器進(jìn)行了詳細(xì)的介紹，分析了以AT80C51 單片機(jī)為主控單元的硬件電路，對電路的主程序進(jìn)行了軟件設(shè)計，采用了時間控制，環(huán)境參數(shù)控制以及手動控制相結(jié)合的控制策略。 關(guān)鍵詞 自適應(yīng)控制； LED； 路燈控制器； PWM xx 大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 II Adaptive controller design for LED street lamps Abstract Adaptive controller for LED street lamps is the new energysaving controller to design for the existence of lighting energy consumption in the city , it can be both semiconductor lighting and Controller to achieve energysaving, is to set regulator control, softstart function ,automatically cease, intelligent voltage control in the one street lamp control (pulse width modulation signal) lamps dimming and intelligent control system bined is the main characteristics of the control devices,using the microprocessor Digital output to control analog circuits,use adjusting the duty cycle of pulse signal,to achieve the effect of Change the brightness of LED lamps ,in order to achieve the adaptive func