【正文】 畢業(yè)設計之初，我以飽滿熱情投入到工作中去，積極詢問指導老師，虛心向同學請教，認真查閱圖書、資料、手冊。 基于單片機的路燈穩(wěn)壓控制系統(tǒng) 第 25 頁，共 48 頁 測量結果： 表 電壓測試表 系統(tǒng) 理論電壓值（ V） 系統(tǒng)測量電壓值（ V） 誤差（ V） 0 0 0 根據(jù)上表測量數(shù)據(jù)情況進行數(shù)據(jù)誤差 分析： 絕對誤差：（ ++?? +0+） /12= （式 ） 相對誤差 rA=（ ++?? +0/+） /12=%（式 ） 由式 、式 所示，相對誤差為 %2%，符合本設計要求。 在調(diào)試三極管時，發(fā)現(xiàn)三極管不能按要求進行導通和關斷。由于三端穩(wěn)壓器 LM337 性能不是很穩(wěn)定，要細心 調(diào)試， 直到 輸出電壓達到要求。程序運行后，開始檢測是否有鍵按下，若有則進入設定按鍵功能。 繼電器驅動模塊 運算放大器 UA741 同相輸入端與單片機 口相連， 因為單片機高電平時輸出的電流大概是 ，因此需要采用 由 UA741 構成的電壓跟隨器將微弱的單片機輸出信號放大，提高帶負載能力，使輸出電流能夠帶動三極管，但為防止電流過大燒壞三極管，因此加上限流電阻，從而通過三極管的開關作用來驅動繼電器。 寫數(shù) 據(jù)：輸入： RS=L， RW=L， D0～ D7=數(shù)據(jù)， E=高脈沖；輸出：無 基于單片機的路燈穩(wěn)壓控制系統(tǒng) 第 18 頁，共 48 頁 圖 電壓 /電流采樣電路 圖 LCD1602 顯示電路 鍵盤模塊 系統(tǒng)中鍵盤模塊設計了三個按鍵 KEY2， KEY3， 所示，分別基于單片機的路燈穩(wěn)壓控制系統(tǒng) 第 19 頁，共 48 頁 由單片機 、 、 輸入。從以上諸多因素來看，采用 LCD 顯示更為理想。放大倍數(shù) Au=R16/R15= 60/3=20，通過 A/D 轉換，送給單片機處理，實現(xiàn)穩(wěn)流功能。 電壓與電流采樣模塊 電壓與電流采樣模塊是系統(tǒng)的重要組成部分， ADC0832 是一個 8 位的逐次逼近型 ADC，它與一個兩通道的模擬器連接，能對來自端口的兩路單端輸入電壓進行采樣。主要是用 DAC0832 輸出的參考電壓去控制 LM317 輸出大小變化。 本設計主要 采用常用 的 STC89C52 單片機芯片作為控制器， P0 口和DAC0832 的數(shù)據(jù)口直接相連， D/A 的電壓輸出端接放大器 OP07 的輸入端，設定放大器的放大倍數(shù)為 5，輸出到電壓模塊 LM317 的電壓分辨率 。 LCD1602 顯示屏性能及特點： 顯示容量： 16X2 個字符。 超穩(wěn)定，時間： 2μV/month最大 。 運算放大器 運算放大器 OP07 芯片是一種低噪 聲，非 斬波穩(wěn)零的雙極性運算放大器集成電路。 圖 ADC0832 引腳圖排列 圖 ADC0832 實物圖 ADC0832 引腳功能： __CS ：片選使能，低電平芯片使能。芯片轉換時間僅為 32us，據(jù)有雙數(shù)據(jù)輸出可作為數(shù)據(jù)校驗，以減少數(shù)據(jù)誤差，轉換速度快且穩(wěn)定性能強。 ，典型功耗值為 6mW。這種工作方式適用于多模擬信 號同時輸出的應用場合。雙緩沖可以使這些 D/A 轉換器在獲取下一個數(shù)位字時輸出相應一個數(shù)位字的電壓。 方案二 ， DAC0832 是采用 CMOS 工藝制成的單片直流輸出型 8 位數(shù) /模轉換器。 14 針的小外形封裝使得模擬信號的數(shù)字控制功能可以應用于要求節(jié)省空間的情況。 方案一， TLC5620 帶有緩沖參考 輸入（高阻抗）。穩(wěn)壓內(nèi)部含有過流、過熱保護電路，具有安全可靠，性能優(yōu)良、不易損壞、使用方便等優(yōu)點。 方案二 ， LM317 是美國國家半導體公司的三端可調(diào)正穩(wěn)壓器集成電路。該設計方案，主要由單片機控制模塊，穩(wěn)壓控制模塊，電壓 /電流采樣模塊，顯示模塊，鍵盤模塊，光信號采集模塊，繼電器輸出模塊七部分組成。但用數(shù)字量控制的 作用更加明顯。 第三部分 主要 詳細闡述了各個模塊的整體結構以及設計框圖，包括單片機控制系統(tǒng)模塊、穩(wěn)壓控制模塊、電壓 /電流采樣模塊、繼電器驅動模塊、顯示模塊、光信號采集模塊和鍵盤模塊。它的應用將會克服大功率電源的 制造、運輸及維修等困難。其不足是由于反應速度較慢，基于單片機的路燈穩(wěn)壓控制系統(tǒng) 第 3 頁，共 48 頁 用電高峰時電壓降到非穩(wěn)定區(qū)，容易造成燈光閃滅，不能自動調(diào)節(jié)，同時如果電壓突然升高，則不能避免燈具受到市電的瞬時高壓沖 擊，對燈具的保護能力較差 。因此，電壓的調(diào)整精度不高，讀數(shù)欠直觀，電位 器也容易磨損。另外，隨著使用時間的增加，波段開關基于單片機的路燈穩(wěn)壓控制系統(tǒng) 第 2 頁，共 48 頁 及電位器難免接觸不良，對輸出會有影響。 緒論 電源技術尤其是數(shù)控電源技術是一門實踐性很強的工程技術，服務于各行各業(yè)。而且路燈基本都采用高壓鈉燈（該燈功率大），區(qū)域內(nèi)供電電壓極不穩(wěn)定，波動范圍大。 27 參考文獻 24 硬件 測試 20 軟件設計 16 顯示模塊 6 數(shù)模轉換芯片 6 三端可調(diào)穩(wěn)壓器 4 總體設計方案及論證 關鍵詞 ： 單片機（ MCU） ； 數(shù)模轉換器（ DAC） ； 模數(shù)轉換器（ ADC） ； 閉環(huán)控制 基于單片機的路燈穩(wěn)壓控制系統(tǒng) ii Abstract: In life, street lamp lighting is indispensable, it can make our way more bright, to make our city more beautiful. This paper designed a kind of 51 singlechip microputer as the core controller based on the numerical control voltage control system. This circuit has voltage can be stepping modulation, output voltage and current signal to adjust and display light situation, according to the switch function leds. This design voltage control system mainly lamps STC89C52 singlechip control unit, first with the light signal acquisition circuit relay drivers, again with analogtodigital conversion chip DAC0832 output, and controls the three reference voltage stabilizer LM317 output voltage, the output voltage/current simultaneously on sampling, then adopts A/D conversion chips for sampling ADC0832 voltage, current into digital signals, then through the SCM realizing closedloop control. Along with the development of science and technology, especially the rapid development of puter technology, people power saving consciousness rise ceaselessly, the control of the power supply voltage will bee urban construction of choice. Keywords: Micro Controller Unit (MCU)； digitaltoanalog converters (DAC)； digital converter (ADC)； closedloop control 基于單片機的路燈穩(wěn)壓控制系統(tǒng) iii 目錄 緒論 4 月 7日～ 4 月 12 日 完成完整的畢業(yè)設計初稿； 4 月 13日～ 5月 3日 完成完整的畢業(yè)設計論文終稿； 一校：總體功能與思路； 二校：功能細節(jié)、格式細節(jié)； 5 月 4日～ 5 月 17 日準備 畢業(yè)設計論文答辯； 5 月 18日～ 5月 29日 進行畢業(yè)論文答辯 五、 進行設計（論文）所需條件： 硬件：計算機， AT89C51 單片機，集成電路芯片， LED 數(shù)碼管，運算放大器 ，LED 顯示屏， 三極管，按鍵。 在判斷差值正負時，如果為負，在顯示值為額定值與差值之和，否則顯示值為額定值與差值之差。 總體設計方案如下： 1. 采集外界光信號，通過 A/D 轉換后輸入控制器。它的應用將會克服大功率電源的制造、運輸及維修等困難。其不足是由于反應速度較慢，用電高峰時電壓降到非穩(wěn)定區(qū)，容易造成燈光閃滅，不能自動調(diào)節(jié)，同時如果電壓突然升高，則不能避免燈具受到市電的瞬時高壓沖擊，對燈具的保護能力較差 。 5．論文 字數(shù) 2 萬～ 3 萬字內(nèi)。 通過智能控制器對功率單元進行控制，進而操控可變電抗變換器來改變路燈的輸出電壓，通過改變路燈的光照來實現(xiàn)節(jié)能。 三、要求 1. 設計要求完成的基本功能 ： 穩(wěn)壓控制功能；軟啟動功能；自動啟停功能；智能調(diào)壓控制功能等。 所以，對城市路燈的設計已經(jīng)成為了當務之急，特別是午夜之后車流量急劇減少時，應該適當?shù)年P閉路燈，節(jié)省用電。 如今隨著直流電源技術的飛躍發(fā)展，整流系統(tǒng)由以前的分立元件和集成電路控制發(fā)展為微機控制，從而使直流電源智能化，具有遙測、遙信、遙控的三遙功能，基于單片機的路燈穩(wěn)壓控制系統(tǒng) 第 2 頁 共 6 頁 基本實現(xiàn)了直流電源的無人值守。通過對鎮(zhèn)流器技術改進來提高照明設備的功率因素。 2. 采集輸入電壓信號，通過交流 /直流轉換、 A/D 轉換后輸入控制器，與已設定的標準電壓值進 行比較，并對輸入電壓進行穩(wěn)壓，然后將該電壓輸出并驅動路燈。 模數(shù)轉換 器 三端 穩(wěn)壓 器 電壓采樣 電流采樣 電源 單片機 液晶屏 顯示 鍵盤 控制 數(shù)模轉換 器 三端 穩(wěn)壓 器 光信號 采集 燈 信號反饋 繼電器驅動 電壓放大 基于單片機的路燈穩(wěn)壓控制系統(tǒng) 第 6 頁 共 6 頁 研究難點： 電路電壓不穩(wěn)定，電壓波動幅度不能確定。該電路具有電壓可步進調(diào)制，對輸出電壓和電流信號進行調(diào)整以及顯示，根據(jù)光照情況進行 LED 燈的開關功能。 17 鍵盤模塊 19 繼電器驅動模塊 24 軟件調(diào)試 45 附錄五 元器件清單 電能給我 們帶來幸福，我們卻時時刻刻在浪費它，特別是我們用的照明路燈，浪費得特別嚴重。 因此，我嘗試利用單片機來控制電壓的穩(wěn)定輸出，降低額外浪費。然而這種傳統(tǒng)的直流穩(wěn)壓電源功能簡單、不好控制、可靠性低、干擾大、精度低且體積大、復雜度高。這就需要通過變壓、整流、濾波、穩(wěn)壓電路將交流電轉換成穩(wěn)定的直流電。目前國內(nèi)還開展了跟蹤國際多方 面前沿性課題的研究或基礎創(chuàng)新研究。 如今隨著直流電源技術的飛躍發(fā)展，整流 系統(tǒng)由以前的分立元件和集成電路控制發(fā)展為微機控制，從而使直流電源智能化，具有遙測、遙信、遙控的三遙功能，基本實現(xiàn)了直流電源的無人值守。通過對鎮(zhèn)流器技術改進來提高照