基于51单片机太阳能路灯控制系统

基于51单片机的太阳能热水器控制系统设计一、本文概述随着全球对可再生能源需求的日益增加，太阳能作为一种清洁、可持续的能源形式，已经引起了广泛的关注和应用。

太阳能热水器作为一种常见的太阳能应用产品，其在节能减排、提高生活质量等方面具有显著的优势。

然而，太阳能热水器在实际使用过程中，仍存在一些问题，如水温控制不稳定、能效利用率不高等。

为了解决这些问题，本文提出了一种基于51单片机的太阳能热水器控制系统设计方案。

该系统以51单片机为核心控制器，结合温度传感器、水位传感器、执行机构等硬件设备，实现了对太阳能热水器水温和水位的精确控制。

通过实时监测水温和水位信息，系统能够自动调整加热功率和补水流量，确保水温稳定在用户设定的范围内，同时避免了水资源的浪费。

系统还具有故障诊断功能，能够及时发现并处理潜在的故障问题，提高了系统的可靠性和稳定性。

本文首先介绍了太阳能热水器的工作原理和现状，分析了传统控制系统存在的问题和不足。

然后，详细阐述了基于51单片机的太阳能热水器控制系统的硬件组成和软件设计。

在硬件设计方面，本文介绍了各个硬件模块的功能和选型原则，包括温度传感器、水位传感器、执行机构等。

在软件设计方面，本文详细说明了系统的控制算法和程序流程，包括温度控制算法、水位控制算法、故障诊断算法等。

本文通过实验验证了系统的可行性和有效性，为太阳能热水器的智能化、高效化提供了有益的探索和实践。

本文的研究不仅有助于提升太阳能热水器的能效利用率和用户体验，还为其他可再生能源应用产品的智能化控制提供了有益的参考和借鉴。

本文的研究成果对于推动太阳能热水器行业的技术进步和产业发展具有重要的现实意义和应用价值。

二、太阳能热水器控制系统总体设计太阳能热水器控制系统的总体设计是确保整个系统高效、稳定运行的关键。

在设计过程中，我们充分考虑了太阳能热水器的实际应用场景和用户需求，以及51单片机的性能特点，从而构建了一个既实用又可靠的控制系统。

学号密级武汉大学毕业论文太阳能路灯研究学院：电子信息工程学院专业：电子科学与技术姓名：指导老师：二○一一年五月BACHELOR'S DEGREE THESISOF WUHAN UNIVERSITYSolar street lamps researchCollege ：School of Electronic and information Engineering Subject ： Electronic science and technologyName ：Directed by ：May 2011郑重声明本人呈交的学位论文，是在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，所有数据、图片资料真实可靠。

尽我所知，除文中已经注明引用的内容外，本学位论文的研究成果不包含他人享有著作权的内容。

对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体，均已在文中以明确的方式标明。

本学位论文的知识产权归属于培养单位。

本人签名：日期：摘要本文设计了一种具有时控和光控相结合的太阳能路灯控制器，利用单片机STC12C2051和时钟芯片DS1302控制路灯照明时间，利用低功耗的数据存储器AT24C02存储路灯点亮和熄灭时间，利用光敏电阻实现光电控制。

傍晚光线暗时控制器自动接通路灯电源，深夜行人少时根据设置的时间熄灭路灯，早上再自动接通电源点亮路灯、天亮后自动关断。

文中详细分析了控制器的电路组成和工作原理，简述了控制器的调试过程。

太阳能路灯由太阳能电池、蓄电池、高亮度LED, 控制器等部件组成，减少噪声污染：太阳能路灯运动部件很少，基本没有噪声。

太阳辐射能是取之不尽、用之不竭的,是人类能够自由利用的能源。

在世界能源短缺、环境污染日益严重的今天，充分开发利用太阳能是世界各国政府可持续发展的能源战略决策。

与传统的照明工具相比，超高亮白光LED照明源体积小、重量轻、方向性好并可耐各种恶劣条件，在功耗、寿命以及环保等方面有不可比拟的优越性，再加上太阳能灯具的节能性和安装简便，所以凡有工频交流电灯具的地方，LED灯具的触角就会到达。

基于51单片机的太阳能风能互补路灯控制系统设计作者：韩钦商永尚来源：《科学与财富》2019年第17期摘要：随着工业的发展，对一次能源的消耗越来越多，因为一次能源的有限性，所以我们急需寻找新型能源代替一次能源。

而太阳能和风能相对于一次能源来说是取之不尽、用之不竭的绿色能源。

在这样的情况下，设计出了一种基于51单片机的太阳能风能互补路灯控制器。

关键词：单片机；太阳能风能互补；路灯太阳能光伏发电系统的研究对于缓解能源危机减少环境污染和温室效应具有重要的意义。

在实际的生产和应用中，它是以太阳能作为电能供给，把白天储蓄的电能用来提供夜间道路照明。

因为不需要消耗电网电能、不需要架设输电线路或挖沟铺设电缆，不污染环境、安全可靠，因而在公共照明及亮化装饰领域有着广泛的应用[1]。

风能是一种无污染、可再生的绿色能源，并且风能设施日趋进步，大量生产可降低成本，在适当的地点，锋利的发电成本已低于其发电机的成本。

风能设施多为立体化设施，可保护陆地和生态。

1.总体方案设计本设计由单片机电路、电源电路、风机发电电路、太阳能电池板电路、锂电池充电保护电路、升压电路、稳压电路、光敏电阻电路、等设计而成。

1、采用风机和太阳能电池板给锂电池充电，具有充电保护电路和稳压电路。

2、锂电池升压到5V给单片机和附属电路供电。

3、路灯用4个高亮LED灯模拟。

4、路灯控制分为自动模式和手动模式，自动模式下通过光敏电阻根据光照强度自动控制灯的开和关，手动模式下可以自由的开灯或者关灯。

系统具体框图如图1所示。

2.硬件电路设计2.1主控制器电路设计主控制器选用的单片机型号为 STC89C52。

STC89S52是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K在系统可编程 Flash 存储器。

该单片机功耗低、接口丰富，成本低廉等优点，适合作为路灯的主控制器。

2.2二挡拨动开关检测电路设计拨动开关是通过拨动开关柄使电路接通或断开，从而达到切换电路的目的的。

中文摘要中文摘要本作品是具有自动化程度高、运行可靠、使用维护方便的照明控制系统，为城市路灯现代化提供了一些参考方案。

系统采用STC单片机为核心的最小系统板，设计了模拟路灯控制系统。

控制系统采用定时器设定时钟功能，设定、显示开关灯时间；用了基于555为核心的红外传感器检测物体的定位。

路灯单元控制系统采用恒流源供电，具有输出功率调整功能，并能定时调整功率。

阐述了基于单片机模拟路灯控制系统实现的设计思想、方法及过程。

该模拟控制系统，能有效的节约能源，减少照灯具的损耗。

城市亮化随之被政府所重视，既而大量的资金投入进行建设和改造中去，使得我们的城市夜晚变得灯火辉煌，绚丽多彩，但同时，诸多问题也随之而来：能耗的逐年攀升，产生的某些问题亦逐渐显露出来，如城市路灯的维护量增大，带来人员不足的问题，使得路灯故障时不能得到及时的修复以致造成人民生活的不便；维护费用也随之增加，社会成本过高，电费支出过多，财政承担相对困难，给政府带来了相对大的压力；光污染现象严重……这些问题的产生无疑给当地的路灯管理部门的各方面工作带来很大的压力，因此他们迫切的想解决此问题，故针对这种情况我们设计并制作了这一节能智能型的模拟路灯控制系统，其主要价值在于能更好的节能与监测，在很多方面给人们带来了方便，给维护人员降低了难度。

在白天模式的时候，还能根据环境明暗的变化控制路灯的开启和关闭路灯，在夜晚模式的情况下，根据交通路面情况自动开关灯。

当灯出现故障不亮时，能够检测并且通过声光系统报警，显示器上显示故障灯的编号。

自制的单元控制器中的LED灯恒流驱动电源，在多数情况下，具有系统稳定，功耗低等特点。

以STC89C51RC为核心，利用时钟控制LED灯的开关时间段，通过红外感应模块将物体运动的信号通过555的TTL高低电平输入单片机，并通过三红外线输入的情况判断物体运行方向，再控制LED灯的开关情况。

并完成四方面的功能：时间设定功能，环境明暗判断，独立控制功能，交通条件控制功能。

目录0 前言 (1)1 总体方案设计 (1)2 硬件电路设计 (2)2.1STC89C52单片机系统 (2)2.2 光电传感器模块 (3)2.3显示模块设计 (5)3 软件设计 (6)3.1 主程序设计 (6)3.2 计算流量子程序 (7)3.3 显示子程序 (8)4 调试分析及硬件组装 (9)5 结论及进一步设想 (10)参考文献 (10)课设体会 (11)附录1 电路原理图 (12)附录2 程序清单 (13)路灯控制系统设计（1）张磊沈阳航空航天大学自动化学院摘要：本设计以STC89C52单片机为核心控制芯片，此单片机可靠性高、性价比高、精度高、微型化、易于操控、管脚功能简单。

整个电路采用模块化设计，由单片机最小系统模块、显示模块、光电传感器模块组成。

光电传感器发送信号给单片机综合分析处理，实现路灯控制系统的各种功能。

在此基础上设计了系统的总体方案，最后通过硬件和软件实现了各个模块的功能。

相关模块附有硬件电路图、程序流程图、功能与原理的说明。

最后经实验证明，这套系统软硬件设计能有效结合、抗干扰能力强、功能完善，可以实现对汽车流量的监测并能达到节能的目的，可应用于马路路灯的控制。

关键词：STC89C52；亮灭；流量0 前言此路灯控制系统最主要的模块是光电开关（光电传感器）模块，既是控制路灯亮灭的传感器也是计算流量的传感器。

此光电传感器是利用被检测物对光束的遮挡或反射，由同步回路选通电路，从而检测物体有无的。

物体不限于金属，所有能反射光线的物体均可被检测。

此光电开关属于漫反射式光电开关，它是一种集发射器和接收器于一体的传感器，当有被检测物体经过时，物体将光电开关发射器发射的足够量的光线反射到接收器，于是光电开关就产生了开关信号。

当被检测物体的表面光亮或其反光率极高时，对射式和镜反射式都不适用，漫反射式的光电开关才是是首选的检测模式，因为红外线光电开关在环境照度高的情况下都能稳定工作。

所以此路灯控制系统具有稳定性好，可靠性高，体积小重量轻，节能等优点。

近年来随着科技的飞速发展，单片机的应用正在不断深入，同时带动传统控制检测技术日益更新。

在实时检测和自动控制的单片机应用系统中，单片机往往作为一个核心部件来使用，仅单片机方面知识是不够的，还应根据具体硬件结构软硬件结合，加以完善。

十字路口车辆穿梭，行人熙攘，车行车道，人行人道，有条不紊。

那末靠什么来实现这井然秩序呢？靠的就是交通信号灯的自动指挥系统。

交通信号灯控制方式不少。

本系统采用 STC-51 系列单片机 AT89C51 来设计交通灯控制器，实现了能根据实际车流量通过 8051 芯片的 P1 口设置红、绿灯燃亮时间的功能；红绿灯循环点亮，倒计时剩 3 秒时黄灯闪烁警示(交通灯信号通过 PA 口输出，显示时间直接通过双位数码管) ,浮现交通意外的情况下，必须使东西南北方向上的显示灯都为红灯，以便交通警察及时处理。

本系统实用性强、操作简单、扩展功能强。

目录第一章设计任务................................................. - 3 - 第二章设计目的................................................. - 4 - 第三章设计思路................................................. - 4 - 第四章STC-51 芯片简介........................................... - 5 - 第五章基础知识................................................. - 8 -(一)管脚说明............................................... - 8 -(二)定时器/计数器.......................................... 9 -(三)定时器／计数器的概念.................................. - 10 -1.89C51 单片机内有两个可编程的定时器／计数器T0 、T1 ............. - 10 -2.定时器／计数器的相关寄存器 ........................................................ - 10 -(四)定时器／计数器的 4 种工作方式......................... - 11 -1.方式0 ................................................................................................. - 11 -2.方式1 ................................................................................................. - 11 -3.方式2 ................................................................................................. - 11 -4.方式3 ................................................................................................. - 12 -(五)定时器／计数器的编程.................................. - 12 -1.定时器／计数器的初始化 ................................................................ - 12 -2.定时器／计数器初值的计算 ............................................................ - 12 - 第六章主程序设计.............................................. - 13 -(一)系统程序流程图如图6-1 所示........................... - 13 -(二)设计流程图如图6-2 所示 ............................... - 13 -(三)程序的执行表达表如表6-3 所示......................... - 14 - 第七章Proteus 仿真图及各单元电路 ............................... - 15 -1.程序正常仿真中如图7-2 所示 ......................................................... - 15 -2.时钟震荡电路 .................................................................................... - 15 -3.复位电路 ............................................................................................ - 16 -4.紧急情况 ............................................................................................ - 16 - 附录一：C 程序源代码............................................ - 18 - 附录二：原理图.................................................. - 26 - 附录三：元件清单表.............................................. - 27 - 附录四：主要参考文献............................................ - 27 -交通灯的硬件和软件设计，本设计是交通灯的控制实验，必须要先了解实际交通灯的变化规律。

基于单片机的智能路灯控制系统的设计摘要：随着社会进步，需求和单片机应用领域的不断扩展，各类智能产品、控制系统都是以单片机技术为核心来进行开发设计。

本系统采用MSC-51系列单片机AT89C51和相关的光电检测设备设计路灯控制器，关键词：路灯；单片机技术；控制如今，路灯已经是城市道路景观的一个重要部分，已经成为城市照明系统中不可缺少和不可分割的一部分，成为了市民出行和城市美化、亮化的一个基本要求。

随着社会文明的不断发展，城市照明已不仅局限于街道的照明，而且发展成了了城市景观等装饰性照明的综合市政工程。

社会对亮灯率、开关灯的准确率、故障检测的实时性和维修的及时性要求不断提高。

随着社会经济的不断发展，能源短缺已经日益制约着经济发展的严重障碍，其中电力短缺已成为制约国民经济的突出矛盾。

我国目前的市场上有多种路灯节能控制产品，能达到一定的节能效果，但就功能和效果上还不能尽如人意，主要有以下几种情况：第一种，采用自耦变压器及磁饱和电抗器的降压技术。

其不足是由于反应速度较慢，用电高峰时电压降到非稳定区容易造成灯光闪灭，不能自动调节，同时如果电压突然升高，则会对灯具造成损坏，相对来说稳压效果较差；第二种是采用电子器件构成的可控硅式设备。

该设备主要采取简单的相控技术，不足之处是元器件较容易发热损坏。

而为了更好的达到控制的目的，现在国内外都开始采用智能控制方式，如光控、声控、时控等，国外甚至开始采用太阳能供能光控方式来控制路灯，基本可以达到完全自给自足的效果。

而本文中研究的就是光控路灯的控制器设计。

1.设计题目智能路灯亮灭控制系统设计2.设计内容设计一套路灯亮灭控制系统,以MCS-51系列单片机为核心完成测控任务,当日照亮度超过阈值,控制灯灭;反之,则控制灯亮。

并且要求阈值可调。

3.方案总体设计和论证本次课程设计课题是《智能路灯亮灭控制系统设计》。

此课题要求以路灯控制器为对象，完成硬件系统和软件程序的设计，实现以光线强弱方式来控制路灯的亮灭功能，属于软硬件相结合的题目。

基于51单片机的声控和光控路灯的设计声控和光控是现代智能化路灯系统中的两种常见控制方式。

基于51单片机的声控和光控路灯设计，可以实现根据环境音量和光照强度的变化对路灯的开关进行智能控制。

设计要点：1.声音控制模块的设计：使用麦克风传感器以及电平转换电路将声音信号转换为合适的模拟电压信号，并通过模数转换电路将模拟信号转换为数字信号，输入到51单片机的AD口。

2.光强控制模块的设计：使用光敏电阻作为光感传感器，通过调整电阻的阻值来改变模拟电压信号的大小，再通过模数转换电路将模拟信号转换为数字信号，输入到51单片机的AD口。

3.路灯控制模块的设计：通过51单片机的IO口控制继电器的开关，实现对路灯的开关控制。

4.算法设计：根据声音和光照信号的变化，设计相应的算法来判断是否需要开启或关闭路灯。

设计步骤：1.搭建硬件平台：选取合适的传感器、模块和外围电路，连接到51单片机的相应引脚。

2.开发软件程序：使用汇编或C语言开发相应的程序，包括输入输出控制、AD转换、定时和中断处理等。

3.声音控制算法设计：根据声音信号的变化，设计合适的算法来判断是否需要开启或关闭路灯。

4.光强控制算法设计：根据光照信号的变化，设计合适的算法来判断是否需要开启或关闭路灯。

5.路灯控制算法设计：根据声音和光照信号的变化，结合设定的阈值，设计相应的控制算法来判断是否需要开启或关闭路灯。

6.调试和测试：将程序烧录到51单片机中，进行硬件和软件的调试和测试，确保系统能够正常运行。

设计注意事项：1.选择合适的传感器和电路，保证信号的准确性和稳定性。

2.设计合适的判断算法，避免误操作或过于灵敏。

3.根据实际需求，设定合适的阈值，确保路灯的控制精确度。

4.考虑到系统的可靠性和稳定性，需要对硬件和软件进行充分的测试和调试。

总结：基于51单片机的声控和光控路灯设计，可以实现根据环境音量和光照强度的变化对路灯的开关进行智能控制。

设计的关键点包括声音控制模块和光强控制模块的设计、路灯控制模块的设计以及相应的算法设计。

本设计基于C8051F330的PWM 限流控制器结合蓄电池充放电特性和电池伏安特性，专为LED路灯设计的充放电路。

白天太阳能电池板给蓄电池充电作为供电能源，灯不亮；在晚上，蓄电池对LED路灯放电，达到照明目的。

1 太阳能路灯控制系统硬件设计1.1 硬件组成路灯控制电路系统如图1- 1 所示。

图1-1 路灯控制电路系统1.2 控制器1.2.1 充放电电路选用C8051F330 单片机作主控制芯片，检测太阳电池电压、蓄电池电压及充放电流等参数，并按一定算法控制MOS管的导通和关断，达到控制路灯系统充放电的功能。

图1- 2 为控制器充放电电路图，电池板电压经R1 和R2 分压送至A/D转换口检测，以判别光线强弱。

光照充足时，电池板给蓄电池充电。

控制器实时检测蓄电池端电压，同时按设定转换点的蓄电池端电压值，控制充电各阶段的电压转换和停充。

图1-2 充放电电路1.2.2 MOSFET开关电路设计中用MOSFET 实现电路通断。

MOSFET 开关频率高适合作为PWM 控制充电开关。

采用N 沟道MOSFET ，导通电压Vth>0，由图1- 3 实现MOSFET 驱动。

R1 为基极限流电阻，C 为加速电容。

当输入信号上升、下降时，R1 电阻瞬间被旁路并提供基极电流，在晶体管由导通状态变化到截止状态时能够迅速从基区取出电子（因为R1 被旁路），消除开关的时间滞后，提高开关速度。

图1-3 MOSFET 驱动电路图1.3 电流采样电路通过康铜丝电阻采样的电压经LM358 放大输入单片机，进行数据的处理。

如下图1- 4 所示。

图1-4 电流的采样电路回路电流在康铜丝电阻上产生的压降输入到放大器的反向输入端。

其中 10-R R -U U R U R U -0V0U -U 1203231021====1.4 电源电路如图1- 5 所示，蓄电池电压经过R1 限流后输入到稳压器7812再通过IN4733 进行分压后，经稳压器AS117，将输出电压调至3.3V以供单片机工作。

基于51单片机多功能太阳能路灯的设计与实现随着社会发展的步伐日益加快，人们对新型能源地开发利用程度不断加大，太阳能作为一种新型能源，越来越受到人们的重视，合理有效的利用好太阳能，已逐步成为节能环保的一种趋势。

西藏太阳能资源居中国首位，也是世界上最丰富的地区之一，全年平均日照时数在3 000 小时左右。

因此为了更环保、更加节能，合理有效地利用太阳能，我们设计出一款多功能太阳能路灯。

文中采用C8051F020 作为主控芯片，通过51 单片机控制片内高速AD 对紫外线传感器、温度传感器、光照度传感器等进行采样，对拉萨环境进行监测(特别是紫外线强度的监测)，相关数据参数经过LCD 显示，用户可通过需要显示广告信息，如进行公益广告，商业广告相关信息的宣传；同时利用具有高效节能的LED 灯作为发光源提供照明，蓄电池作为储存电能的工具，将获取的太阳能存储起来。

本设计不仅具有良好的市场前景，而且实现了能源的高效利用。

1 系统设计方案1．1 系统硬件设计文中设计的硬件包括，新华龙电子公司的C8051F0201 单片机、稳压电路。

文中主要利用太阳能电池板将太阳能转化为电能，并储存在蓄电池中，由蓄电池给硬件部分提供电源，通过稳压电路提供单片机工作电压，主控芯片C8051F0201 控制LCD 显示和AD 采样，太阳系统硬件设计框图如图1 所示。

1．1．1 C8051F020 简介C8051F020(以下简称51 单片机)器件是完全集成的混合信号系统级MCU 芯片，具有32 个数字I／O 引脚。

此款51 单片机具有高速、流水线结构的8051 兼容的CIP-51 内核(可达25MIPS)。

全速、非侵入式的在系统调试接口(片内)。

12 位、100 ksps 的8 通道ADC，带PGA 和模拟多路开关。

8 位500 ksps 的ADC，带PGA 和8 通道模拟多路开关和两个12 位DAC，具有可编程数据更新方式。

64 k 字节可在系统编程的FLASH 存储器。

基于51的太阳能LED路灯的设计与实现
随着科学技术的迅速发展，世界能源危机日益严重，利用常规能源已不能适应世界经济快速增长的需要，开发和利用新能源越来越引起各国的重视。

太阳能作为一种取之不尽，用之不竭安全可靠、无噪声、无污染和可再生的能源越来越受到重视。

加之现今光伏技术的逐渐成熟，利用光伏发电成为解决能源问题的一大途经。

随着可持续发展的不断深入，人们在积极开发各类可再生新能源的同时也在倡导节能减排的绿色环保技术而在照明领域，寿命长节能安全绿色环保色彩丰富微型化的LED 固态照明也已被公认为世界一种节能
环保的重要途径，太阳能LED 路灯同时整合了这两者的优势。

1 系统的整体方案设计本论文主要研究方向是太阳能LED 路灯的研究，其核心部
件为蓄电池控制器和路灯控制器。

蓄电池控制器是控制太阳能电池方阵对蓄电池充电以及蓄电池给负载供电的自动控制设备，能自动防止蓄电池过充电和过放电，有效的保护蓄电池，延长使用年限。

路灯控制器是整个系统的核心部分，能够按照需求对路灯的亮灭状态进行自动控制，采用光线控制、红外控制及定时控制相结合的方式实现最优管理。

1.1 系统的整体结构系统由太阳能电池组件部分、LED 光源、蓄电池控制器、路灯控制器、蓄电池、红外传感器、光线传感器等几部分构成。

太阳能电池板的设计对系统的抗风设计非常有利。

1.2 系统的功能目标1)白天太阳能电池给蓄电池充电，夜晚蓄电池自动供电照明。

2)对LED 照明的光强进行控制，声、光控电路可以根据不同外界条件控制照明。

3)可通过手持遥控器控制路灯，并且能够获取路灯状态信息，完成故障检测。

4)能够显示并设置系统的供电时间。

2 硬。

编号：毕业设计(论文)题目：基于51单片机的智能路灯控制器的设计与实现院（系）：机电工程学院专业：电气工程及其自动化学生姓名：学号：指导教师单位：电气工程及其自动化系姓名：职称：题目类型：☐理论研究☐实验研究☑工程设计☐工程技术研究☐软件开发摘要当今社会，是一个经济和科技高速发展的社会。

随着经济和科技的高速发展，城市的建设也在快速发展。

城市的基础设施也不断地与科技化、信息化、智能化和自动化接轨。

城市照明系统是城市基础设施不可缺少的一部分。

城市路灯照明系统能够发挥其作用，主要是靠路灯控制器的控制。

于是，各种各样的路灯控制器就应运而生了。

目前，由于单片机具有集成度高，处理能力强，扩展能力强，可靠性高，结构简单和价格低廉等优点，它已被广泛应用到各行各业当中。

近年来随着计算机在各个领域的广泛应用，单片机技术正在不断的进步。

单片机技术在各个领域中起着无可替代的作用。

尤其是在和控制有关的领域中，单片机技术提高了产品的智能化程度和技术水平，也降低了产品成本。

现在市场上的很多智能化产品和控制类系统基本都是以单片机技术为核心的。

因此，采用单片机技术来实现路灯的智能控制是一个非常可行的方法。

本文介绍了一个采用MCS-51系列单片机，相关的光电检测设备以及继电设备设计的智能路灯控制器系统。

本系统实现了能根据实际光线的强度来通过单片机I/O口自动控制路灯开/关的功能。

本系统还具有手动操作的功能。

本系统采用NE555芯片和光敏电阻组成光电检测电路，实现对实际光照强度的检测，并传送电平信号到单片机。

单片机通过对该电平信息进行运算，处理后，将输出信号传送给继电器执行电路，从而达到对路灯开关的自动控制。

本系统结构简单，性能稳定，实用性强，实现了路灯的智能控制，非常具有可行性。

关键词：路灯；光电检测；单片机AbstractToday's society, is a rapid development of economic and technological’s society. With the rapid developed of economic and technological, urban construction has also developed rapidly. The city's infrastructure has been with the science and technology, information, intelligence and automation standards. Urban lighting system is one indispensable part of urban infrastructure . City street lighting system can play its role, is mainly controlled by the lamp controller. Thus, a variety of streetlight controller came into being.At present, due to the MCU has the advantages of high integration, processing capability, scalability, reliability and simple structure, low cost advantages etc,it has been widely applied to all walks of life .With the computer was applied in various fields in recent years, the MCU technology is constantly progress. The MCU technology plays a irreplaceable role in all fields . Especially in the areas of about control, the MCU technology not only improve the intelligentize degree and technical level of the product, but also reduce product cost. Now the MCU technology basically as the core of many intelligent products on the market and control systems. Therefore, adopt the microcontroller technology to achieve intelligent control of streetlight is a very feasible method.This article presents a intelligent streetlight controller system which designed by single chip of MCS-51 series, related photoelectric detection equipment and the relay equipment. The system realizes the function of according to the actual intensity of light and through the MCU I / O port to control the streetlights on / off automatically. The system also has the function of manual operation.This system uses the NE555 chip and photoconductive resistance to composition the photoelectric detection circuit,which realizes the detection on actual light and send level signals to the MCU. After the MCU calculations and processing the level information, it transfers the output signal to the relay circuit, then achieve the control of the streetlights on / off automatically.Key words:Streetlight; Photoelectric detection;MCU目录引言 ............................................................................................................................... 错误!未定义书签。

一、本课题的内容及研究意义1、论文研究的目的和意义如今，照明电路的数量越来越多，使得城市街道、小区内的路灯的用电量占城市用电量的比重越来越大，在用电高峰期时，电网超负荷运行，电网电压都低于额定值，在用电低谷期供电电压又高于额定值，当电压高时不但影响照明设备的使用寿命，而且耗电量也大幅增加，当低谷时，照明设备有不能正常工作。

所以，对城市的路灯的设计已经成为了当务之急，特别是午夜之后车流量急剧减少时，应该适当的关闭路灯，节约用电。

但是我国的既节能又能延长路灯寿命的技术相比国外却是落后了，因此智能节能路灯控制系统的设计对于城市的发展至关重要。

本论文旨在设计一套对外界光线和电压信号的采集来控制路灯的自动启停以及智能调压的控制系统，它能对路灯进行稳压、调压、自启动并延长路灯寿命的作用。

2、论文研究内容本设计可以通过对外界光线和电压信号的采集来控制路灯的自动启停以及智能调压从而减少城市路灯照明耗电量，又对输入电压进行稳压调节来提高用电效率。

要求独立选择芯片、设计电路、编制程序、调试、完成整个系统功能。

主要内容如下：(1) 根据控制技术的特点，进行路灯系统设计的整体研究与设计。

(2) 针对光线和电压信号的采集，采用数据采集技术。

(3) 通过按键可对相关的参数值进行设置，从而实现对不同时间进行不同的开灯模式。

(4) 当电压符合额定电压时，系统自动进行稳压。

(5) 在午夜之后降低电压以调节路灯亮度，实现调压。

二、本课题的研究现状和发展趋势目前，路灯系统一般采用钠灯、水银灯、金卤灯等灯具。

这类灯具有发光效率高、光色好、安装简易等优点，被广泛使用，但同时也存在着诸如：功率因子低、对电压要求严格、耗电量大等缺点。

我国目前大部分城市都采用全夜灯的方式进行照明，普遍存在的问题有两点：一方面因为后半夜行人稀少，采用全夜灯的方式浪费太大，因此，有的地方采取前半夜全亮，后半夜全灭的照明方式；有的地方在后半夜采用亮一隔一或亮一隔二的节能措施，此种方式虽然节约了电费支出，却带来了社会治安和交通安全问题，不利于城市安全问题。

基于51单片机路灯控制系统设计概要第一部分：介绍1.1 路灯控制的背景及目的路灯是城市交通中不可或缺的一部分，它们在夜间提供照明，为人们提供安全和便利。

然而，传统的路灯控制系统不能根据实际需要调整灯光的亮度，尽管这已经成为越来越重要的问题。

此外，有些路灯控制系统还需要考虑太阳落山时间和天气等因素，以确保在需要的时候打开和关闭路灯。

因此，设计一款能够灵活控制路灯的系统，可以在夜间减少能耗，为人们带来更好的体验。

1.2 设计目标本设计以51单片机为核心，旨在设计一款能够灵活控制路灯的系统。

该系统的主要目标包括：1）实现自动化控制，根据天文时间和天气因素灵活控制路灯，减少夜间能耗，提高节能效果；2）提供手动控制功能，以方便路灯管理人员对整个系统进行控制；3）具有稳定性和高可靠性，能够适应不同环境下的使用。

第二部分：系统框图2.1 系统硬件组成本系统的硬件由单片机主控板、数据采集模块、通讯模块、电源模块和LED灯等组成。

其中，单片机主控板包括单片机、时钟模块和电源模块，可以实现路灯的自动化控制。

数据采集模块包括温度、湿度、光线等传感器，可以对路灯周围环境变化进行实时监测。

通讯模块包括无线模块和网络通信模块，可以方便地与其他系统进行数据传输和交互。

电源模块为整个系统提供电力支持，确保它能够正常工作。

2.2 系统框图本系统的框图如下所示：单片机主控板采用设计最为简单的基本电路，以最小的成本实现最大的功效，它通过数据采集模块的监测，进行灯光的自动化控制，并通过通讯模块进一步搜集数据和信息。

在紧急情况下，人们还可以进行手动控制。

第三部分：系统功能设计3.1 自动化控制功能单片机主控板与数据采集模块联合起来，可以实现路灯的自动化控制。

在这种情况下，系统监测到天文时间和天气因素后，可以根据基于光敏电阻原理的光线连续采样值，来自适应地控制路灯的灯光亮度。

此时，单片机主控板的程序将根据采集到的数据来实现自动化控制，该过程由以下模块组成：数据采集模块单片机主控模块数据采集模块主要用于采集天气和环境因素数据，并通过通讯模块的数据传输，将数据发送给单片机主控模块进行处理。

吉林工程技术师范学院信息工程学院学士学位论文基于单片机的太阳能路灯控制系统设计基于单片机的太阳能路灯控制系统设计The Design of Solar street lamp Control system Based on MCU学生姓名：张建木班级： D0745指导教师：吉李满职称：副教授专业名称：电子信息工程答辩时间:答辩委员会主席：毕业设计（论文）评阅人：2011 年 6 月吉林工程技术师范学院毕业论文摘要随着可持续发展的不断深入，人们在积极开发各类可再生新能源的同时也在倡导节能减排的绿色环保技术。

太阳能作为一种清洁的优秀的可再生能源，已成为最有价值的新能源。

而在照明领域，寿命长、节能、安全、绿色环保、色彩丰富、微型化的LED固态照明也已被公认为一种节能环保的重要途径。

本文研究的路灯同时整合了这两者的优势，利用清洁能源以及高效率的LED实现绿色照明。

太阳能LED路灯是一种结合太阳能光伏发电技术与LED技术的新型路灯。

系统通过蓄电池将太阳电池组件产生的电能储存起来供负载在夜晚照明使用。

基于单片机控制的太阳能路灯具有很多优点：安全可靠，维护方便；不需要常规能源，不污染环境；安装方便，自动控制。

从而不仅节约了电能，而且避免了由于四季昼夜长短不一，需要调整电路系统的麻烦，使路灯更为人性化。

关键词：光伏发电，蓄电池，发光二极管I摘要ABSTRACTWith the deepening of the sustainable development, people are active in the development of all kinds of renewable energy, while also advocating green environmental technology of energy saving and reducing emission. Solar energy as a kind of clean excellent renewable energy has become the most valuable new energy. While in the lighting area, long life, energy saving, safety, green environmental protection, rich colors, miniaturization of light emitting diode (LED) solid-state lighting has been considered as one of the important ways of saving energy and environmental protection. The street lamp in this paper simultaneously integrates both the advantages; utilize clean energy and high efficient LED to realize green lighting.Solar LED lamp is one new type of street lamp by uniting solar photo- voltaic (PV) power generation technology and LED technology. The system stores electrical energy via battery, generated by components of solar cells, to supply night illumination of street lamps. Solar street lamps based on MCU control have many advantages: safety, reliability, easy to maintain; energy saving, without pollution to environment; easy installation, automatic control. Consequently, not only save electrical energy but also avoid the troubles to need adjusting the circuit system due to the different day-and-night’s lengths in the four seasons, to make the street lamp more user-friendly.Key Words: PV, Battery, LEDII目录第一章绪论 (1)1.1 概述 (1)1.2 太阳能路灯的优势 (2)1.3 太阳能路灯的应用现状 (3)1.4 本论文研究的主要内容 (5)第二章系统方案论证及选择 (6)2.1 方案比较与论证 (6)2.1.1 太阳能电池板的选择 (6)2.1.2 蓄电池的选择 (6)2.1.3 照明灯具的选择 (8)2.1.4 控制器芯片的选择 (9)2.2 方案的配置与计算 (11)2.2.1 路灯设计所需的数据 (11)2.2.3 路灯设计参数的确定 (12)第三章系统设计的理论分析 (14)3.1 系统基本介绍 (14)3.2 太阳能路灯系统设计总体分析 (15)3.3 太阳能光伏发电的理论 (15)3.4 控制器设计的理论基础 (17)3.5 蓄电池的充放电原理 (18)3.6 蓄电池充电技术研究 (20)3.6.1 恒流充电 (20)3.6.2 恒压充电 (21)I3.6.3 恒压限流充电 (22)3.6.4 两阶段、三阶段充电 (22)3.6.5 快速充电 (23)3.6.6 智能充电 (25)3.7 LED的发光及驱动原理 (26)3.7.1 发光原理 (26)3.7.2 驱动原理 (28)第四章系统的硬件设计 (30)4.1 系统电路框图 (30)4.2 硬件设计的原理流程图 (31)4.3 电源电路设计 (32)4.4 LED指示电路 (32)4.5 光控电路 (33)4.6 LED驱动电路设计 (34)4.7 涓流充电电路 (36)4.8 过充、过放控制电路 (36)4.9 单片机外围电路设计 (38)4.9.1 复位模块电路设计 (38)4.9.2 晶振电路 (38)4.9.3 按键开关电路 (39)4.9.4 显示模块电路设计 (39)第五章系统的软件设计 (41)5.1 系统软件框图 (41)5.2 计时程序设计 (42)5.3 中断程序设计 (44)II第六章系统调试 (45)6.1软件调试 (45)6.2硬件及总体电路调试 (45)6.3系统改进方案 (46)第七章总结与展望 (47)附录 1 (48)附录 2 (49)参考文献 (I)致谢 (I)III前言城市照明是一门科学、一种文化、一项艺术。

江西理工大学应用科学学院微机控制系统课程设计报告题目：光控智能路灯系统姓名： XXX学号：专业班级：指导教师：完成时间：摘要现在，随着微电子技术和集成电路技术的快速发展，单片机技术无处不在。

单片机作为计算机科学与技术的重要组成部分，作为嵌入式系统的先头兵，片上系统的先行者，已经被广泛应用到了各行各业，尤其是与控制相关的领域，极大的提高了产品的智能化程度和技术水平，已经成为了当今社会十分重要的技术领域。

随着社会需求和单片机应用领域的不断扩展，各类智能产品、控制系统都是以单片机技术为核心来进行开发设计的。

本系统采用MSC—51系列单片机89C51和相关的光电检测设备及设计智能路灯控制器，实现了能根据实际光线条件通过8051芯片的P1口控制路灯开关功能。

随着社会文明的不断发展，城市照明已不仅局限于街道照明，而且发展成了城市景观等装饰性照明的综合市政工程。

关键词：路灯单片机技术设计第一章绪论1.1 引言随着我国加入世界贸易组织（WTO），为了创造一个良好的投资环境，塑造一个美丽的国际化城市，更好的与国际接轨，全国各大城市的市政建设步伐都逐步加快，公路系统蓬勃发展，因此装扮美丽城市夜景的路灯照明工程得以迅猛发展。

由于单片机具有集成度高，处理能力强，可靠性高，系统结构简单，价格低廉等优点，因此在路灯照明工程中被广泛应用。

近年来随着计算机在社会领域的渗透，单片机的应用正在不断走向深入。

单片机技术中的计时系统是单片机的一个典型的应用。

夜晚城市里花灯初上，人们消除了白天的繁忙，漫步穿行于城市的街道上，路灯已经成为一个城市的照明系统不可分割更是无可替代的一部分，在城市照明中发挥着举足轻重的作用，靠的就是路灯自动控制系统，路灯控制方式很多。

本系统采用MSC-51系列单片机89C51和相关的光电检测设备及继电设备来设计智能光控路灯控制器，实现了能根据实际光线条件通过8051芯片的P1口控制路灯开关的功能。

随着社会文明的不断发展，城市照明已不仅局限于街道的照明，而且发展成了城市景观等装饰性照明综合市政工程。

江西理工大学应用科学学院微机控制系统课程设计报告题目：光控智能路灯系统姓名： XXX学号：专业班级：指导教师：完成时间：摘要现在，随着微电子技术和集成电路技术的快速发展，单片机技术无处不在。

单片机作为计算机科学与技术的重要组成部分，作为嵌入式系统的先头兵，片上系统的先行者，已经被广泛应用到了各行各业，尤其是与控制相关的领域，极大的提高了产品的智能化程度和技术水平，已经成为了当今社会十分重要的技术领域。

随着社会需求和单片机应用领域的不断扩展，各类智能产品、控制系统都是以单片机技术为核心来进行开发设计的。

本系统采用MSC—51系列单片机89C51和相关的光电检测设备及设计智能路灯控制器，实现了能根据实际光线条件通过8051芯片的P1口控制路灯开关功能。

随着社会文明的不断发展，城市照明已不仅局限于街道照明，而且发展成了城市景观等装饰性照明的综合市政工程。

关键词：路灯单片机技术设计第一章绪论1.1 引言随着我国加入世界贸易组织（WTO），为了创造一个良好的投资环境，塑造一个美丽的国际化城市，更好的与国际接轨，全国各大城市的市政建设步伐都逐步加快，公路系统蓬勃发展，因此装扮美丽城市夜景的路灯照明工程得以迅猛发展。

由于单片机具有集成度高，处理能力强，可靠性高，系统结构简单，价格低廉等优点，因此在路灯照明工程中被广泛应用。

近年来随着计算机在社会领域的渗透，单片机的应用正在不断走向深入。

单片机技术中的计时系统是单片机的一个典型的应用。

夜晚城市里花灯初上，人们消除了白天的繁忙，漫步穿行于城市的街道上，路灯已经成为一个城市的照明系统不可分割更是无可替代的一部分，在城市照明中发挥着举足轻重的作用，靠的就是路灯自动控制系统，路灯控制方式很多。

本系统采用MSC-51系列单片机89C51和相关的光电检测设备及继电设备来设计智能光控路灯控制器，实现了能根据实际光线条件通过8051芯片的P1口控制路灯开关的功能。

随着社会文明的不断发展，城市照明已不仅局限于街道的照明，而且发展成了城市景观等装饰性照明综合市政工程。

江汉大学物理与信息工程学院课程设计报告课题名称：C51单片机实现简易的路灯控制专业：自动化一班班级：B12072011学号：122209303135学生姓名：徐指导教师：李池水2014年6月20日用51单片机实现简易的路灯控制一．课程设计目的：1.掌握C51单片机的结构，能熟练使用单片机的各种资源。

2.独立编写C51程序实现特定功能。

3.掌握定时/计数器的用法。

4.独立完成自己设计的实验，锻炼自己的动手能力。

二．课程设计要求1.假设南北方向为车行道，东西方向为人行横道，实现车行道绿灯亮60S，人行横道绿灯亮30s，并且每次换灯前5S黄灯闪烁。

三．设计原理。

1.用P1口输出倒计时的值给7段数码管显示，建一个60S倒计时表。

2.利用51单片机内部晶振12mhz和定时器1实现1s的定时，然后用一个变量k 实现对60S，30s灯转换的控制。

3.用if语句判断P1口是否为5，若是，黄灯开始闪烁。

这里分别用P2和P3口对红绿黄灯进行控制。

四．器材。

一片51单片机，4个7段数码管，两个红绿灯指示，一片驱动芯片74ls245. 五．实现代码。

#include<reg51.h>#define uchar unsigned char#define uint unsigned intuchar display[]={0x60,0x59,0x58,0x57,0x56,0x55,0x54,0x53,0x52,0x51,0x50,0x49,0x48,0x47,0x46,0x45,0x44,0x43,0x42,0x41,0x40,0x39,0x38,0x37,0x36,0x35,0x34,0x33,0x32,0x31,0x30,0x29,0x28,0x27,0x26,0x25,0x24,0x23,0x22,0x21,0x20,0x19,0x18,0x17,0x16,0x15,0x14,0x13,0x12,0x11,0x10,0x09,0x08,0x17,0x06,0x05,0x04,0x03,0x02,0x01,0x00};uint i=0,j=0,k=0;void time(void) interrupt 3{TH1=(65536-50000)/256;TL1=(65536-50000)%256;i++;if(i==20){ P1=display[++j];i=0;k++;}}void main(){ TMOD=0X10;TH1=(65536-50000)/256; P1=0X60;TL1=(65536-50000)%256; P2=0X01;EA=1; P3=0X04;ET1=1; j=0;TR1=1; k=0;P1=0X60; }P3=0X04; }P2=0X01; }while(1) }{ if(P1==5){P3=P3|0X02;P2=P2|0X02;}if(P1==4){P3=P3&0XFD;P2=P2&0XFD;}if(P1==3){ P3=P3|0X02;P2=P2|0X02;}if(P1==2){P3=P3&0XFD;P2=P2&0XFD;}if(P1==1){P3=P3|0X02;P2=P2|0X02;}while(P1==0){if(k==60){ P1=0X30;P2=0X04;P3=0X01;K=0;J=30;}else {六．实现proteus仿真图。