智能節(jié)能路燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)(編輯修改稿)
2025-05-14 02:27 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 單片機(jī)與轉(zhuǎn)換電路和各個(gè)輔助電路組成，其工作原理為：光電式傳感器實(shí)時(shí)檢測路面光照度，并將其轉(zhuǎn)變成模擬電信號，經(jīng)A／D轉(zhuǎn)換送入CPU，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的開啟和關(guān)閉，系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)圖如圖27所示。圖27 智能控制器結(jié)構(gòu)圖 3 智能路燈節(jié)能控制系統(tǒng)各電路部分設(shè)計(jì)系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)分為智能控制器的設(shè)計(jì)和可變電抗器的設(shè)計(jì)。智能控制器采用了上下位機(jī)的形式，主要功能有人機(jī)交互設(shè)備和電壓過零檢測等；可變電抗器設(shè)計(jì)包括晶閘管同步觸發(fā)控制以及電流檢測過流保護(hù)等；最后還介紹了系統(tǒng)的供電電路，這些構(gòu)成了智能控制系統(tǒng)的硬件部分。硬件系統(tǒng)的工作原理為：光電傳感器將光信號轉(zhuǎn)變成模擬電信號，通過A／D轉(zhuǎn)換后送入智能控制器，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的開啟和關(guān)閉；時(shí)間信號通過A/D轉(zhuǎn)換器變成電信號，通過模糊控制算法實(shí)時(shí)處理交通流量信息，調(diào)節(jié)路燈照度，實(shí)現(xiàn)節(jié)能控制。 環(huán)境光控制電路的設(shè)計(jì)利用光敏電阻的阻值與光照度呈反比例關(guān)系，采樣其兩端的電壓信號，利用采樣的電壓信號通過施密特觸發(fā)器輸出的TTL電平來控制LED燈的開關(guān)。電路可靠，有效地避免由于短時(shí)間光照劇烈變化引起的誤動(dòng)作，操作者可以通過電位器方便的進(jìn)行調(diào)試。電路圖如31所示：：① 555定時(shí)器內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖： ②555定時(shí)器的簡圖： 555 定時(shí)器成本低，性能可靠，只需要外接幾個(gè)電阻、電容，就可以實(shí)現(xiàn)多諧振蕩器、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器及施密特觸發(fā)器等脈沖產(chǎn)生與變換電路。它內(nèi)部包括兩個(gè)電壓比較器，三個(gè)等值串聯(lián)電阻，一個(gè) RS 觸發(fā)器，一個(gè)放電管 T 及功率輸出級。它提供兩個(gè)基準(zhǔn)電壓VCC /3 和 2VCC /3 555 定時(shí)器的功能主要由兩個(gè)比較器決定。兩個(gè)比較器的輸出電壓控制 RS 觸發(fā)器和放電管的狀態(tài)。在電源與地之間加上電壓，當(dāng) 5 腳懸空時(shí)，則電壓比較器 C1 的同相輸入端的電壓為 2VCC /3，C2 的反相輸入端的電壓為VCC /3。若觸發(fā)輸入端 TR 的電壓小于VCC /3，則比較器 C2 的輸出為 0，可使 RS 觸發(fā)器置 1，使輸出端 OUT=1。如果閾值輸入端 TH 的電壓大于 2VCC/3，同時(shí) TR 端的電壓大于VCC /3，則 C1 的輸出為 0，C2 的輸出為 1，可將 RS 觸發(fā)器置 0，使輸出為 0 電平。 它的各個(gè)引腳功能如下表：引腳功能GND外接電源負(fù)端VSS或接地，一般情況下接地TRIG低觸發(fā)端Q輸出端VoR是直接清零端。當(dāng)端接低電平，則時(shí)基電路不工作，此時(shí)不論、TH處于何電平，時(shí)基電路輸出為“0”，該端不用時(shí)應(yīng)接高電平。CVoltVC為控制電壓端。若此端外接電壓，則可改變內(nèi)部兩個(gè)比較器的基準(zhǔn)電壓，當(dāng)該端不用時(shí)，以防引入干擾。THRTH高觸發(fā)端DLS放電端。該端與放電管集電極相連，用做定時(shí)器時(shí)電容的放電。Vcc外接電源VCC， ~ 16V，CMOS型時(shí)基電路VCC的范圍為3 ~ 18V。一般用5V。 在1腳接地，5腳未外接電壓，兩個(gè)比較器AA2基準(zhǔn)電壓分別為的情況下，555時(shí)基電路的功能表如表31示。清零端高觸發(fā)端TH低觸發(fā)端Q放電管T功能0——0導(dǎo)通直接清零12Vcc/3Vcc/30導(dǎo)通置012Vcc/3Vcc/31截止置112Vcc/3Vcc/30不變保持555的應(yīng)用： 構(gòu)成施密特觸發(fā)器，用于TTL系統(tǒng)的接口，整形電路或脈沖鑒幅等； 構(gòu)成多諧振蕩器，組成信號產(chǎn)生電路； 如下圖 振蕩周期： T=（R1+2R2）C 構(gòu)成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，用于定時(shí)延時(shí)整形及一些定時(shí)開關(guān)中。 555應(yīng)用電路采用這3種方式中的1種或多種組合起來可以組成各種實(shí)用的電子電路，如定時(shí)器、分頻器、脈沖信號發(fā)生器、元件參數(shù)和電路檢測電路、玩具游戲機(jī)電路、音響告警電路、電源交換電路、頻率變換電路、自動(dòng)控制電路等。 時(shí)鐘電路使用時(shí)鐘專用芯片DS1302進(jìn)行時(shí)鐘控制， 通過外加很少的電路就可以實(shí)現(xiàn)高精度的時(shí)鐘信號。外圍電路簡單可靠，時(shí)間精度高，采用串口通信可以節(jié)省I /O 口的資源，通過外接鋰電池后可以實(shí)現(xiàn)時(shí)間信息儲(chǔ)存。電路圖如35所示： 圖32 時(shí)鐘控制電路圖DSl302是一種高性能、低功耗、帶RAM的實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片，對年、月、日、周日、時(shí)、分、秒計(jì)時(shí)，且有閏年補(bǔ)償功能，工作電壓寬達(dá)2．5~5．5V。采用三線接口與CPU同步通信，并采用突發(fā)方式一次轉(zhuǎn)送多個(gè)字節(jié)的時(shí)鐘信號或RAM數(shù)據(jù)。內(nèi)部有一個(gè)318的用于臨時(shí)性存放數(shù)據(jù)的RAM寄存器，有主電源／后備電源雙電源引腳，提供了對后備電源涓細(xì)電流充電能力。DSl302控制字說明DSl302控制字如表3．1所示。其中X1；GND為地；/RST為復(fù)位端，高電平時(shí)允許I/O端進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，低電平時(shí)則禁止數(shù)據(jù)傳送并且使I/O端呈高阻狀態(tài)；I/O為串行數(shù)據(jù)輸入、輸出端、所有輸入、輸出數(shù)據(jù)的傳送順序以最低位LSB打頭，最高位MSB結(jié)束；SCLK為同步時(shí)鐘脈沖端，其上升沿將I/O端數(shù)據(jù)按位寫入DS1302,下降沿使DS1302按位輸出數(shù)據(jù)至I/O端；VCCVCC1為主電源和備份電源端，當(dāng)主電源VCC2大于備份電源VCC1+，由VCC2對芯片供電，否則，由VCC1對芯片供電。DSl302數(shù)
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