灯 1 亮，灯 2 灭，到 B 点时，灯 1 灭，灯 2 亮，到达 S'时灯 1 和灯 2 均灭，物体反方向移动时，以此类推。
二. 当进入环境明暗变化模式 ，如图三所示，当环境变暗时，
打开路灯；当环境变亮时，关闭路灯。
图三 环境明暗变化模式
三. 当进入定时开关模式，如图四所示，当定时开灯时间到时，
8
六 光电对射传感器模块设计
8
七 比较电路模块设计
9
八 DA 转换模块设计
10
九 交通状况检测模块设计
10
十 路灯故障检测及报警模块设计
10
第四章 系统软件设计
一 系统软件设计综述
11
二 各模块软件部分分述
12
14
第七章 参考文献
15 16
模拟路灯控制系统(I 题)
【高职高专组】
摘要：
本文介绍了基于 STC89C52 单片机的模拟路灯控制系统的设计和实现过程， 通过交通情况自动调节检测，路灯故障检测及报警检测，环境明暗变化检测，定 时开关模块的设计控制以实现题目要求。整个系统的电路结构简单，可靠性能高。 实验测试结果满足要求，本文着重介绍系统的硬件及软件设计部分。 采用的技术主要有： （1）通过软件编程控制定时开关灯时间，报警检测; （2）光电传感器的有效应用; （3）LM311 比较器的有效应用； （4）新型时钟芯片 DS12C877 的有效应用。
按键示意图
5.时钟电路设计 时钟电路采用内部包含始终有效的涓流充电器 DALLAS
公 司 的 时 钟 芯 片 DS12C887 ， 内 含 有 实 时 时 钟 / 日 历 和 128BRAM，用户可对 DS12C887进行编程以实现多种方波输出， 并可对其内部的三路中断进行屏蔽，DS12C887将自己与石英 晶体和电池集成在一起，可选择 Intel 和 Motorola 模式， 本方案中选择 Intel 模式。
结论
比赛过程中，参赛选手遇到了一些问题，但经过大家共同努力最 终排除了障碍，是大家吸取了教训和经验。 （1） 进行恒流源模块制作时，我们先用仿真软件验证方案的可行性，
证明此方法的恒流效果十分理想，实际测试时，发现在 LED 灯 上串联 10 欧姆以下的电阻，能实现恒流效果，但电阻值加大时， 就不能恒流，我们考虑是变压器功率不够，于是更换大一些的 变压器。于是完美运行。 （2） 发现主控制板在同时关两盏灯时程序易出错，总结其原因是： 同时关电阻时产生较大浪涌电流，致使主板会受到冲击。将其 分开供电，就没问题了. 本方案基于 STC89C52 单片机的模拟路灯控制系统的设计和实 现过程，通过交通情况自动调节检测，路灯故障检测及报警检测，环 境明暗变化检测，定时开关模块的设计控制，实现了题目要求。
2.电源模块设计
如下图所示，220V 交流电源经变压器降压，桥式整流，滤波， 三端稳压后，输出+12V，-12V，和+5V 稳压供给系统电路。
电源电路图
3 恒流源电路设计
电路由三个部分组成：集成运算放大器，缓冲电路和取样电路。 如下图所示，此恒流电路负载能力非常好，且线性很好。有的 DA 转 换器输出的电压信号经过 R1,R2 分压后在输入到集成运算放大器的 3 号脚，由集成运算放大特性可知，V1=V0，流过 R3 的电流 I=V0/R3， 即流过 LED 的电流 I=V1/R3。此恒流电源电路结构简单，但性能优秀。
7.比较电路模块设计
本方案中采用 LM311 作为比较器，LM393 系列由两个偏移电压指标低达
2.0 的独立精密电压比较器构成，该产品采用单电源操作设计，且适用电压范围 广。该产品也可采用分离式电源，低电耗不受电源电压值影响。本品还有一个特 点是，即使是在单电源操作时，其输入共模电压范围也包括接地。LM393 系列可
恒流源电路
4. 按键及显示模块
采用五个独立按键（如下图所示）和一块1602液晶显示器。显示 器分为三个显示模式，显示模式一显示系统时间，显示模式二显示控 制开关灯时间信息，显示模式三显示路灯故障信息及位置，在模式二 下又分为三个子模式，分别为总控制开关灯时间模式，单独控制 LED1
开关灯时间模式，和单独控制 LED2开关灯时间模式 ，三种显示模式 及模式二下的三种子模式可通过按键依次切换，按键控制如下图所 示，按键一可用于控制三种显示模式依次切换，按键二用于控制在显 示模式二下三种子模式的依次切换，按键三用于时间的设置，按键四 用于时间设置中数字的增加，按键五用于时间设置中数字的减少。
参考文献
● 谭浩强，C 语言程序设计 清华大学出版社 2009 ● 周石 ， 数字电子技术基础 高等教育出版社 2010 ● 童师白，华成英，模拟电子技术基础 高等教育出版社
2010
设计项目：模拟路灯控制系统 学校：辽宁工程技术大学电气与控制工程学院 参赛人员： 高庆
吴琨 王立强
目录
第一章 前言
1
第二章 方案论证与论证
2
一 系统结构综述
4
二 系统结构示意图
5
第三章 电源模块设计
7
三 恒流源电路设计
7
四 案件及显示模块
7
五 时钟电路设计
单 片 机
6.光电对射传感器模块设计
光电开关是通过把光强度的变化转换成电信号的变化来实现控制 的。光电传感器在一般情况下，有三部分构成，它们分为：发送器， 接收器和检测电路。发送器对准目标发射光束，发射的光束一般来源 于半导体光源，发光二极管（LED）和激光二极管。光束不间断地发 射，或者改变脉冲宽度。接收器为光电二极管。在接收器接收到信号 后。在其后面是检测电路，它能滤出有效信号并将该信号传给单片机。 从而达到对路况信息的监测。电路图如下所示。
10.路灯故障检测及报警模块设计
本模块通过安放在路灯下的光敏电阻的阻值变化，从而产生变化 的电压，电压信号经过 LM311比较器的作用将数字信号传递到单片机， 以使单片机控制蜂鸣器报警及液晶显示故障信息。
+12V
R2
100k
灯
D2
R1
LED-BIBY 10k
+5V
VCC
U1
5
8
2
1
3
7
6
4
LM311
本方案中采用 TLC5615是具有串行接口的数模转换器，其输出 为电压型，最大输出电压是基准电压值的两倍。带有上电复位功 能，即把 DAC 寄存器复位至全零。性能比早期电流型输出的 DAC 要好。只需要通过 3 根串行总线就可以完成 10 位数据的 串行输入， 易于和工业标准的微处理器或微控制器(单片机) 接
C1
10uF
R2
10k
+12V
BUZ1 R1
BUZZER
0.1k
故障检测模块电路图
R3
10k
单 片 机
D1
LED-BIBY
软件设计的框图如图 1 所示，系统初始化后进入时间设 置模式，设置时间后，就有以下几种模式：交通情况自动调 节模式，路灯故障检测及报警模式，环境明暗变化模式，定 时开关模式。
一. 当进入交通情况变化模式如图 2 所示：物体 M 到达 S 点时，
直接与 TTL 及 CMOS 逻辑电路接口。，本方案中通过 AD 转换器实现在环
境明暗检测与声光报警检测中，将变化的光敏电阻的模拟信号转换为
数字信号，同时传送给单片机，从而使单片机完成下一步操作。
+12V VCC
R2
100k
U1
5
8
R3
10k
2
1
3
7
R1
6
4
10k
LM311
+5v
LM311电路图
8. DA 转换模块设计
口。本方案中通过将其与单片机和恒流源连接以达到对 LED 灯的 控制。下图中1，2，3，4分别于单片机相连，6，7与恒流源连接。
TLC５６１５电路连接图
９．交通状况检测模块设计
本模块设计功能是通过安放在 S 点，B 点，S'点的光电对射传感 器，将检测到的电信号传送给单片机，单片机将信号处理后，通过 DA 模块转化与恒流源模块后，输送给 LED 灯，从而达到对路况信息 的监测。
打开相应路灯，当定时关灯时间到时，关闭相应路灯。
图四 定时开关模式
四．路障检测及报警模式
进入故障检测模式，单片机等待由光敏电阻变化产生的信号，接收 到信号后，控制蜂鸣器发声，显示屏显示故障信息。
开始
发生故障
N
Y
报警器响
显示故障信息
故障检测及报警流程图
系统测试
系统测试采用模拟路况及天气变化方法测试如下图所示，模拟小 车 M，经过 S 点时，LED 等 1 亮，小车 M 过 B 时，LED 灯 1 灭， LED 灯 2 亮，小车过 S’时两灯均灭，在两灯均亮时，用不透光的纸 板遮挡其中一盏灯，蜂鸣器报警，同时液晶显示故障信息。当调节外 部灯光时，LED 灯会产生明暗变化。实验通过题目要求。
关键词：
80C52 单片机 ，光电传感器，路灯控制，亮度调节
Abstract:
This paper introduces the STC89C52 based on single-chip microcomputer simulation street lamp control system design and realization process, through the traffic situation automatic adjustment test, street lamp fault detection and alarm test, light and shade environment change detection, timer switch module design in order to achieve the topic request. The whole system of the circuit structure simple, reliable performance is high. The test results meet the requirement, the paper introduces the hardware and software of the system design part. The technique to be used mainly has: 1. Through software programming control timing open to turn off the lights time, alarm detection; 2. Effective application of the photoelectric sensor; 3. LM393 comparator effective application; 4. New clock chip DS12C877 effective application.