基于单片机的LED路灯模拟控制系统的设计与实现

0 引言
LED照明系统具有省电、轻巧、寿命长、高耐久性等特征，近年来已经越来越多地应用于路灯照明系统中，其趋势是取代目前广泛采用的高压汞灯的路灯照明。
针对目前比较先进的LED路灯控制系统进行了模拟路灯控制系统设计，实现了整条支路的LED路灯定时控制开关灯、自动开关灯、独立控制开关灯及故障报警等多项功能。对1 W LED路灯单元可调恒流驱动电源，可以按照设定要求调节LED输出功率大小，实现调光功能。

1 系统硬件设计
1．1 系统总体设计
为了能够真实地模拟实际LED路灯的控制，设计了模拟路灯控制系统。控制系统结构如图1所示，该系统主要由输入显示装置、支路控制器和2个单元控制器模块组成。支路控制器主要用来对整个模拟LED路灯支路进行控制；对于输入显示装置，当按键时输入控制信息，LCD显示相关的控制信息；2个单元控制器受支路控制器控制LED1和LED2的电源供电和功率的输出。

1．2 支路控制器
模拟LED路灯控制系统的重点在支路控制器，其电路框图如图2所示。AT89S52单片机作为控制核心，时钟电路将时钟信息送显示和时钟存储；光敏检测主要用来检测光线的强度是否应该开关路灯；在路灯出现故障(断路)时将产生声光报警，并指示那一路发生故障。

1．2．1 时钟电路
基于DS1302的时钟电路设计采用24 h计时方式，时、分、秒并用LCD显示。采用AT89S52单片机和DS1302实时时钟芯片，使用5 V电源供电，采用按键控制，可以进行时间校正，并且可对LED灯的开关时间进行控制和调节。DS1302的VCC2加入3 V锂可充电电池实现时钟掉电保护。通过AT24C02存储时钟信息实现程序掉电保护功能。
1．2．2 光敏检测电路
光敏检测主要检测光线的强度是否应该开关路灯。光敏检测电路主要利用光敏电阻的感光特性进行工作。光敏检测电路如图3所示，当白天光照射到光敏电阻时，光敏电阻的阻值降低，反向输入端电压随之降低，当低于反相器74HC04的门槛电压时，反相器发生翻转，提供给单片机一高电平，控制LED灯关闭。当弱光或无光照时(晚上)，由于光敏电阻的暗电阻很大，反向输入端电压较高，使得反相器输出为低电平，单片机控制LED灯的自动开启。