【正文】 由于 ADC0809 具有輸出三態(tài)鎖存器，故其 8 位數(shù)據(jù)數(shù)出線可直接與單片機(jī)數(shù)據(jù)總線相連。其工作過程為：有光照 xx 大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 19 在光敏二極管上時(shí)，光敏二極管將光信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?，電信號再?jīng)三極管放大后，輸出到 A/D 轉(zhuǎn)換器，將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，再輸入 80C51 單片機(jī)，由 80C51 輸出控制信號決定 LED 路燈是否開啟。 這里選用的傳聲器為駐極體傳聲器為聲音信號的采集裝置。 AT80C51 是 4K 字節(jié)的掩膜 ROM 高性能微處理器，其外圍接口電路簡單，具有很高的性價(jià)比，成本低因而是 — 種功能強(qiáng)大的微控制器，它對很多嵌入式控制應(yīng)用提供了 — 個(gè)高度靈活有效的解決方案 [14]。此方法利用了人眼夜晚行進(jìn)時(shí)對光照要求不敏感的特點(diǎn)改變了 LED 路燈的亮、滅時(shí)間，在不同的時(shí)段根據(jù)際要求獲得相應(yīng)的照度，實(shí)現(xiàn)路燈亮度的自適應(yīng)調(diào)節(jié)。 3． ALE：地址鎖存允許信號輸入端。 13． 空閑狀態(tài)維持低功耗和掉電狀態(tài)保護(hù)存儲內(nèi)容。 綜合上述原理，大功率 LED 路燈的節(jié)能效果顯著，代替高壓鈉燈可節(jié)電60%以上 [12]。散射型發(fā)光二極管和達(dá)于做指示燈用。 3． 使用壽命長。 常規(guī)的反饋控制系統(tǒng)對于系統(tǒng)內(nèi)部特性 的變化和外部擾動(dòng)的影響都具有一定的抑制能力，但是由于控制器參數(shù)是固定的，所以當(dāng)系統(tǒng)內(nèi)部特性變化或者外部擾動(dòng)的變化幅度很大時(shí)，系統(tǒng)的性能常常會大幅度下降，甚至是不穩(wěn)定。 在日常生活中，所謂自適應(yīng)是指生物能改變自己的習(xí)性以適應(yīng)新的環(huán)境的一種特征。 近年來，國家半導(dǎo)體 照明 工程研發(fā)及產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟針對 LED 城市道路 照明 做了大量的調(diào)研工作，了解行業(yè)技術(shù)發(fā)展的新成果和市場發(fā)展新走向。智能型照明節(jié)電器可通過電腦對控制器進(jìn)行設(shè)定，從而根據(jù)天色的明暗自動(dòng)調(diào)節(jié)燈光。據(jù)官方統(tǒng)計(jì)，北京奧運(yùn)會總共包括 36 個(gè)比賽場館，其照明產(chǎn)品需求就達(dá) 5億元左右，這還不包括奧運(yùn)村、奧運(yùn)花園等其他公共照明設(shè)施市場。 2. 提高城市路燈管理水平，在改善城市道路照明質(zhì)量的同時(shí)，還可以節(jié)省人力物力。道路照明的安全和節(jié)能問題已經(jīng)引起了照明科技領(lǐng)域眾多研究機(jī)構(gòu)和企業(yè)的高度重視 [2]。討論了自適應(yīng)路燈控制系統(tǒng)的構(gòu)思、設(shè)計(jì)方案，介紹了該裝置的系統(tǒng)設(shè)計(jì)、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(jì)，采用了時(shí)間控制，環(huán)境參數(shù)控制以及手動(dòng)控制相結(jié)合的控制策略。眾所周知，城市公用路燈對美化城市、改善投資環(huán)境、推動(dòng)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。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)。所實(shí)現(xiàn)的路燈功能為自動(dòng)識別季節(jié)和時(shí)間、光控開＋時(shí)控關(guān)、時(shí)控開＋光控關(guān) 。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(shí)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(shí)的電量、溫度等數(shù)據(jù)，還能節(jié)省大量人工維護(hù)成本。表 11 是傳統(tǒng)路燈與 LED 路燈對比。 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。 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(dòng)的先驗(yàn)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。 圖 21 LED 內(nèi)部結(jié)構(gòu) LED 特點(diǎn)： 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。 7． 可控性強(qiáng)。 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。 6． 片內(nèi) 21 個(gè)特殊功能寄存器（ SFR） 。典型值為時(shí)鐘頻率 640KHz 時(shí)，轉(zhuǎn)換時(shí)間約為 100μS。當(dāng) OE 為低電平時(shí)， D7～ D0 引腳對外呈高阻狀態(tài)。 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)。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(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的開啟和關(guān)閉。 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(shí)就是利用了一個(gè)光電式傳感器。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。 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。 當(dāng)在 80C51 的單片機(jī)的 RST 引腳引入高電平并保持兩個(gè)機(jī)器周期時(shí)，單片機(jī)內(nèi)部就執(zhí)行復(fù)位操作（若該引腳持續(xù)保持高電平，單片機(jī)就處于循環(huán)復(fù)位狀態(tài)） 。 駐極體傳聲器 BM 接收到聲波信號時(shí)，傳聲器內(nèi)的電容膜片就會隨聲波而振動(dòng)，膜片兩端的靜電場也隨著變動(dòng)，這就把聲音轉(zhuǎn)換成了電信號。將轉(zhuǎn)變成頻率信號的聲音數(shù)據(jù)送到單片機(jī)，單片機(jī)通過 — 系列的計(jì)算，就可以得到控制信號，然后將數(shù)據(jù)輸出到 LED 顯示以及送到 LED 路燈，即被控對象。路燈控制器方案的選擇，主要是對 PLC 方案和微處理器方案進(jìn)行選擇。 7． OE：輸出允許控制端，控制鎖存器的三態(tài)門。 其主要性能為：分辨率為 8 位； ADC0809 精度小于 177。 4． 可尋址片外 64K 字節(jié)數(shù)據(jù)存儲器 RAM。一般 LED 的工作電流在十幾mA 至幾十 mA，而低電流 LED 的工作電流在 2mA 以下（亮度與普通發(fā)光管相同）。 LED 是被完全的封裝在環(huán)氧樹脂里面，它比燈泡和熒光燈管都堅(jiān)固。而光的波長也就是光的顏色，是由形成 PN 結(jié)的材料決定的。此外 ，還有一些測量時(shí)產(chǎn)生的不確定因素進(jìn)入系統(tǒng)。如果用于 6m 以下 xx 大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 6 LED 路燈 、步道燈、庭院燈等，與普通鋪電線市電路燈造價(jià)相差不大，特殊地形或地段還會便宜，在城鄉(xiāng)一體化建設(shè)中大有可為。 大功率 LED的路燈的發(fā)展趨勢 道路 照明 與人們生產(chǎn)生活密切相關(guān)，隨著我國城市化進(jìn)程的加快，綠色、高效、長壽命的 LED 路燈 逐漸進(jìn)入應(yīng)用領(lǐng)域。18”海峽項(xiàng)目成果交易會的系列活動(dòng)之 — ，將搭建光伏產(chǎn)業(yè)成果轉(zhuǎn)化、項(xiàng)目對接和投資洽談的平臺 [7]。它還能快速、平穩(wěn)的為蓄電池充電，其內(nèi)置溫度補(bǔ)償裝置，充電過程完全符合 IU 曲線， SLX 系列充電控制器最大的優(yōu)點(diǎn)在于它能自動(dòng)識別季節(jié)和時(shí)間，可以夜晚開燈、早晨關(guān)燈，光控與時(shí)控相結(jié)合，可以分別控制兩個(gè)時(shí)段，使太陽能路燈系統(tǒng)更加智能化。較高的電壓不僅不能讓負(fù)載設(shè)備更有效地工作，而且會引 起發(fā)熱及過早損壞，還會產(chǎn)生不必要的電費(fèi)開支。 PWM。通過本文的研究，設(shè)計(jì)完成了具有實(shí)用性的自適應(yīng) LED 路燈控制器。有的地方在后半夜采取“亮 — 隔 — ”或“亮 — 隔二”的節(jié)電措施，此種方式雖然節(jié)約了 電費(fèi)支出，卻帶來了社會治安和交通安全問題，不利于城市形象。 4. 提高了城市基礎(chǔ)設(shè)施管理水平，有利于提高城市形象。以“水立方”為例，僅使用 LED 燈的“水立方”景觀照明工程，預(yù)計(jì)全年可比傳統(tǒng)的熒光燈節(jié)電 萬度，節(jié)能達(dá) 70%以上。根據(jù)不同路段實(shí)際情況， — 臺節(jié)能控制器能控制約 —千盞路燈，將節(jié)能 30%左右。日前，聯(lián)盟參加了蘇州“ 20xx 中國道路 照明 論壇”，論壇以“道路 照明 節(jié)能應(yīng)用技術(shù)”為主題，近 200 多名國內(nèi)道路建設(shè)單位的代表和道路 照明 的專家學(xué)者參會， LED 光源在道路 照明 中的應(yīng)用成為本次會議的熱點(diǎn)議題。 自適應(yīng)控制的研究對象是具有一定程度不確定性的系統(tǒng)，這里所謂的“不確定性”是指描述被控對象及其環(huán)境的數(shù)學(xué)模型不是完全確定的，其中包含一些未知因素和隨機(jī)因素。但是同時(shí)也應(yīng)當(dāng)指出，自適應(yīng)控制比常規(guī)反饋控制要復(fù)雜的多，成本也高的多，因此只是在用常規(guī)反饋達(dá)不到所期望的性能時(shí)，才會考慮采用。 4． 高亮度、低熱量。圓形燈按直徑分為 φ2mm、 、 φ5mm、 φ8mm、 φ10mm 及φ20mm 等。 80C51 系列單片機(jī)采用雙列直插式（ DIP）、 QFP44（ quad flat pack）和 LCC(leaded chip carrier)形式封裝。程序存儲器用于存放程序和表格常數(shù)，數(shù)據(jù)存儲器用于存放程序運(yùn)行數(shù)據(jù)和結(jié)果[13]。 4． START：啟動(dòng) A/D 轉(zhuǎn)換控制信號輸入端。 光 學(xué) 傳 感 信 號 采 集聲 學(xué) 傳 感 信 號 采 集自適應(yīng)LED路燈控制器控 制 接 口 路 燈人 機(jī) 交 互 圖 31 自適應(yīng) LED 路燈控制器系統(tǒng)框圖 其工作過程為 :首先，通過對光照信號 的采集，由自適應(yīng) LED 路燈控制器判斷路燈照明系統(tǒng)是否需要開啟，如需要運(yùn)行則由功率單元來完成路燈的軟啟動(dòng)(— 般情況下是由數(shù)十、甚至上百盞路燈組成 — 條街道的照明系統(tǒng) )。但是方案三設(shè)計(jì)簡單，體積很小，在成本節(jié)約方面有很大的優(yōu)勢。它是一片極薄的塑料膜片，在其中一面蒸發(fā)上一層純金薄膜。 單片機(jī)控制器的設(shè)計(jì) 80C51 單片機(jī)最 小系統(tǒng)由單片機(jī)、復(fù)位電路、晶振電路極其基本外圍電路等組成， 80C51 的最小系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)如下圖 36 所示： 1 2 3 4 5 6ABCD654321DCBAT i t l eN um be r R e vi s i onS iz eBD a t e : 25 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 s i gn 1 .d d b D r a w n B y:E A / V PX1X2R E S E TRDWRI N T 0I N T 1T0T1P 10P 11P 12P 13P 14P 15P 16P 17P 00P 01P 02P 03P 04P 05P 06P 07P 20P 21P 22P 23P 24P 25P 26P 27P S E NA L E / PT X DR X DU180 C 5 1C1C2C3R2R112 M H ZV C CG N D+ 5VG N D 圖 36 80C51 單片機(jī)最小系統(tǒng) 80C51 的時(shí)鐘信號通常有兩種方式產(chǎn)生：一是內(nèi)部時(shí)鐘方式；二是外部時(shí)鐘方式。74LS373 輸出的低 3 位信號分別加到 ADC0809 的通道選擇端 A、 B、 C，作為通道編碼。 1 2 3 4 5 6ABCD654321DCBAT i t l eN um be r R e vi s i onS iz eBD a t e : 25 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 s i gn 1 .d d b D r a w n B y:E A / V PX1X2R E S E TRDWRI N T 0I N T 1T0T1P 10P 11P 12P 13P 14P 15P 16P 17P 00P 01P 02P 03P 04P 05P 06P 07P 20P 21P 22P 23P 24P 25P 26P 27P S E NA L E / PT X DR X DU180 C 5 1I N 0m s b2 12 2I N 12 32 4I N 22 52 6I N 32 7l s b2 8I N 4E O CI N 5A D D AI N 6A D D BA D D CI N 7A L Er e f ( )E N A B L ES T A R Tr e f ( + )C L O C KU2A D C 08 09D0 Q0D1 Q1D2 Q2D3 Q3D4 Q4D5 Q5D6 Q6D7 Q7OELEU374 L S 37 3CK QD QAA74 L S 02A74 L S 02WRP 2. 7