基于STC12C5A60S2单片机的模拟路灯控制系统设计

一种基于STC12C5A60S2的路灯节能系统设计作者：杨通张富春周杨乐刘青林张维郭汉卿来源：《电脑知识与技术》2018年第09期摘要：本文针对目前我国电力资源紧张情况以及国家对环保问题的重视度，分析了目前国内路灯照明系统的概况，设计了一种路灯节能系统，可有效降低路灯能耗。

本系统以单片机STC12C5A60S2为主控制器，具有定时设定功能，同时可根据环境明暗程度及路面交通情况进行自动调光。

系统采用太阳能电池供电，利用胶体电池来储存电能。

同时，系统具有自动检测并向远程控制终端报警的功能。

测试表明，该路灯节能系统可有效提高路灯工作效率，降低能耗，控制准确灵活，具有较大的应用推广价值。

关键词：自动调光；交通检测；节能控制；热释电红外传感器；物联网；单片机中图分类号：TP212.9 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2018）09-0273-03Abstract： Aiming at the current shortage of power resources in our country and the emphasis on environmental protection in our country， this paper analyzes the current situation of domestic street lighting system and designs a kind of street lamp energy saving system， which can effectively reduce the street lamp energy consumption. The system microcontroller STC12C5A60S2-based controller， with timing settings， at the same time according to the degree of environmental light and road traffic conditions for automatic dimming. System uses solar battery power， the use of gel batteries to store energy. At the same time， the system has automatic detection and remote control terminal alarm function. The test shows that the street lamp energy-saving system can effectively improve the work efficiency of the street lamp， reduce energy consumption， control accurately and flexibly， and has great application and popularization value.Key words：automatic dimming； traffic detection； energy saving control； pyroelectric infrared sensor； internet of Things； MCU随着国家对生态文明建设和对可持续发展的大力倡导与重视，利用可再生能源造福人类已经成为科研关注的焦点。

基于STC12C5A60S2的可调光台灯设计*张玲莉（广州南洋理工职业学院，广东 广州 510925）摘　要：随着单片机应用技术的发展，单片机在人们日常生活中的应用越来越广泛。

在单片机应用系统中，经常需要把单片机中的数字信号转变为连续变化的物理量，即数模转换，如将数字信号转换成连续变化的电压、电流等，送到外部去控制某些外部设备，如LED 灯光的亮度、电机的转速等。

文章结合了单片机应用技术、通信技术、数模转换技术，实现对LED 灯光的亮度的智能调节，调试结果表明，该系统具有控制结构简单、控制灵活、性能可靠等优点，有一定的应用价值。

关键词：STC12C5A60S2；可调光台灯；设计中图分类号：TM923 文献标志码：A 文章编号：1672-3872（2019）12-0024-02——————————————基金项目： 2017年度广州南洋理工职业学院校级“创新强校工程”（质量工程）项目“汽车电子双创科研团队”研究成果（NY-2017CQ1TD-06）作者简介： 张玲莉（1983—），女，湖北松滋人，讲师，高级技师，研究方向：电气自动化。

文章所采用的是具有增强型8051内核的宏晶单片机STC12C5A60S2，其内部有8路10位高速ADC，采用逐次比较型A/D 转换，转换速率可达到250kHz，精度可达10位[1]。

同时本设计采用A/D 和D/A 转换的PCF8591芯片，产生0～5V 的输出电压来控制发光二极管的亮度。

1 总体设计系统总体设计如图1所示，以宏晶单片机STC12C5A60S2为核心，利用A/D 和D/A 转换芯片PCF8591，产生一个模拟电压值Vout，点亮与该引脚相连的发光二极管。

通过控制程序调整模拟输出电压，调整发光二极管的亮度。

图1 系统总体设计图图2 硬件主电路2 系统硬件设计2.1 硬件主电路硬件主电路如图2所示，主要包括控制器模块、时钟模块、按键模块、D/A 转换模块等部分。

基于STC12C5A60S2的点光源自适应控制系统随着现代科技的发展，点光源自适应控制系统已经成为了目前LED照明产业中的热门技术之一。

其中，STC12C5A60S2单片机则是许多点光源自适应控制系统的核心控制器。

本文将讲述基于STC12C5A60S2单片机的点光源自适应控制系统的设计原理和应用。

1.系统设计原理点光源自适应控制系统是通过对于LED光源的光强度进行控制，从而实现整个照明系统的节能和舒适的照明环境。

该系统的核心就是对光强度的控制单元，在这里，我们选择了STC12C5A60S2单片机作为核心控制器。

STC12C5A60S2单片机有一个强大的、高速的8位CPU，具有40MHz的主频以及8KB的RAM和60KB的Flash存储器。

这样的存储空间足以支持本系统中的数据存储、算法计算以及程序运行。

同时，STC12C5A60S2还有16个外部中断、8个定时器以及两个串口，能够方便地实现与其他外设的连接。

在点光源自适应控制系统中，我们需要采用光敏电阻传感器来感知周围环境的光照强度，并将感知到的数据通过AD转换器传输给STC12C5A60S2单片机。

此时STC12C5A60S2单片机将通过对AD转换器的采样和数据处理，得到一个最佳的光照强度控制值。

在该系统的实际应用中，我们必须考虑所控制的灯光的数量以及灯光的位置等因素。

我们可以通过将STC12C5A60S2单片机与相应的驱动芯片或继电器等电子元件相连，来实现对灯光的整个控制。

2.系统应用在实际应用中，点光源自适应控制系统可以广泛应用于各种室内和室外照明系统中。

例如，在办公室、学校、医院等场所，我们可以根据不同时间段和使用场所，来自动控制灯的亮度，从而实现节能和环保。

另外，在公共场所，如街道、广场和停车场等，我们可以通过该系统自动控制路灯的亮度，提高夜间照明的效果，从而提高路人和车辆的安全性。

3.总结综合来看，点光源自适应控制系统是一种十分实用的技术，能够帮助人们实现节能和环保。

基于STC单片机的智能灯控系统设计针对目前众多公共场所照明用电浪费严重的问题，设计了一套基于STC单片机的智能灯控系统。

人体红外热释传感器和可见光照度传感器采集的数据，通过单片机处理后向照明灯驱动电路发送相应信号，控制照明灯的开关和亮度。

本系统具有成本低、运行稳定及智能化的特点。

对提高用电效率、节能环保有很大帮助，应用前景广阔。

考虑到以上因素，按照节能、减排、智能和实用的要求，笔者针对节能卤钨灯设计出基于STC12C5A60S2单片机的智能灯控系统，利用人体红外热释传感器和可见光照度传感器构成环境检测系统，大大提高了灯控系统的灵敏度、精确度和实用性。

系统工作原理利用人体红外热释传感器探测人体特征，可见光照度传感器检测当前环境照度，把传感器检测信号送单片机处理，根据处理结果在单片机每次中断时控制照明灯的开关和亮度。

串口调试模块作为人机交互工具，便于观察系统相关参数。

本系统低压部分电源由220V-9V变压器引入，经过一个整流桥获得9V直流电源，然后采用三端线性稳压芯片LM7805得到5V直流电源单片机最小系统STC12C5A60S2AD系列单片机是宏晶科技生产的单时钟／机器周期(IT)的单片机，是高速／低功耗／超强抗干扰的新一代8051单片机，指令代码完全兼容传统8051，但速度快高速10位A／D转换，针对电机控制，强干扰场合。

其最小系统由复位电路和晶振电路组成，单片机最小系统原理图如图3所示。

过零检测电路D2、D3电压取自220V-9V变压器次级，经全波整流形成脉动直流电压波形，由电阻分压，再经过电容滤波，形成三极管基极电压波形。

当基极电压低于0．7V 时，三极管截止，反之，三极管导通。

三极管集电极通过上拉电阻R4形成高电平。

通过三极管的反复导通和截止，在集电极处输出100Hz脉冲电平，供单片机下降沿中断。

过零检测电路原理图如图4所示。

人体红外热释传感器模块人体都有恒定的体温，一般在37度左右，所以会发射出特定波长10μm左右的红外线。

单片机控制的模拟路灯控制系统设计模拟路灯控制系统是一种基于单片机控制的系统，用于智能地控制路灯的亮灭。

通过使用单片机作为主控制器，可以实现对路灯的自动亮灭、亮度调节、时间设置等功能，提高路灯的节能性和智能化程度。

一、系统设计方案1.硬件设计(1)单片机选择：选择一款功能强大、易于编程的单片机作为主控制器，如STC89C52(2)光敏电阻：用于感知光线强度，控制路灯的亮灭。

(3)三色LED灯：用于模拟路灯的亮灭状态，分别表示红、黄、绿三种不同的亮度。

(4)显示屏：用于显示系统的运行状态和参数设置。

(5)时钟模块：用于系统的时间设置和计时功能。

2.软件设计(1)系统初始化：在系统启动时，进行各个模块的初始化操作，包括IO口设置、定时器设置、中断设置等。

(2)光敏电阻检测：通过ADC模块读取光敏电阻的电压值，转换成灯光亮度等级。

(3)路灯控制：根据光敏电阻的电压值，控制三色LED灯的亮灭状态。

根据亮灯等级的不同，选择相应的亮灯模式，如红灯、黄灯、绿灯。

(4)时间设置：通过时钟模块设置系统的时间，并可以设定定时开关灯功能。

(5)显示屏交互：通过显示屏显示系统的运行状态和参数设置，实现与用户的交互功能。

二、系统功能详解1.自动亮灭功能系统通过光敏电阻感知光线的强度，根据设置的亮灯等级，自动控制路灯的亮灭状态。

当光线强度低于一定阈值时，系统自动点亮路灯；当光线强度高于阈值时，系统自动熄灭路灯。

这样可以根据实际的光照情况，智能地控制路灯的亮度，节约能源。

2.亮度调节功能系统可以根据用户的需求，通过显示屏进行亮度调节的设置。

用户可以根据实际需求设定不同的亮度等级，系统将根据用户设置的亮度等级来控制路灯的亮度。

这样可以根据不同的环境要求，调节路灯的亮度，提高路灯的灯光利用率。

3.时间设置功能系统通过时钟模块提供时间设置功能，用户可以根据实际需求设置系统的时间，并可以设定定时开关灯功能。

用户可以设定指定时间点的开灯和关灯时间，系统将根据用户设定的时间进行控制。

照度自动控制的LED路灯设计测控112：陈根指导老师：凌云教授摘要：出于对能源消耗以及智能化水平的考虑，传统的路灯控制已经不能满足社会发展要求。

从绿色能源，节约能源，和性价比的角度出发，本文提出了一个以STC12C5A60S2单片机为主控制器的路灯控制系统。

该系统利用光照传感器采集环境光照，单片机根据采集到的环境光照强度对LED路灯亮度进行编程控制，即环境光照强度大于上限时，关闭LED路灯，环境光照强度小于下限时，完全打开LED路灯，环境光照强度在上限值和下限值时，单片机通过PID控制算法来输出合适的PWM调光信号对路灯亮度进行控制，从而实现了节能的目的又保证了道路照明度，同时系统还具备手动调光的功能。

实验结果充分证明了系统的可行性，高效性和稳定性。

关键词：STC单片机；PWM； PID算法Automatic control of LED street lamp design ABSTRACT：This system takes the LED street lamp as the control system research object, takes the STC12C5A60S2 monolithic microcomputer as the main controller, designs a street lamp control system. Light sensors to collect environmental illumination, SCM according to the collected light according to the strength to program the LED street lamp brightness control ambient light illumination intensity is greater than the upper limit, turn off the LED street lamp, ambient light illumination intensity is less than the lower limit, fully open LED street lamp, ambient light illumination intensity at the upper limit value and the lower limit value, microcontroller through the PWM dimming signal output of the PID algorithm suitable for street lamp brightness control, in order to achieve the energy-saving purposes but also ensures that the illumination of the road by the system. The experimental results demonstrate that the system is feasible, efficient and stable.Keywords:STC microcontroller；PWM dimming；PID algorithm1 引言随着我国城市化进程的加速，城市的交通问题已经引起人们越来越多的关注，城市照明的重要性也日益增大。

基于单片机的太阳能路灯控制系统设计摘要：本文主要介绍的是基于单片机的太阳能路灯控制系统的设计，路灯的状态控制是根据自动检测环境光照强度实现的。

实现的目的主要包括了使得太阳能电池板的效率实现最大化，同时还可以设置LED 的工作显示时间。

关键字：太阳能 LED 单片机1 引言随着社会信息技术的不断的突破与进步，人们追求节环保的意识逐渐的增强，可再生新能源越来越引起了人们的高度重视。

目前市场上被认为是最具有环保功能的灯是LED路灯，LED路灯的优点是使用的寿命长，有着丰富的色彩，安全性能高。

同时太阳能-LED路灯的优点是结合了LED的基础实现的，绿色照明的实现是结合了能源的清洁特性和LED 的高效率达到目的的。

现今，现实的生活中通常使用的路灯选择的结构是高压钠灯，在高压钠灯里面的电子驱动中所要做的是进行电流的转变，这个转变的过程是将交流向直流，接着转变成交流，最终造成了系统的执行效率过于低的结果。

同时因为用到的是市电，因此在电力的建设方面所用到的管线比较繁琐。

太阳能-LED路灯能够解决上面提出的一些难点，因为从太阳能电池板中得到的结果电流是直流，同时作为直流驱动光源中的一种，太阳能-LED路灯实现绿化节能中是结合太阳能以及LED路灯的优点，从而大大地提高了系统的整体效率，使得市政府所投入的成本大大地减少了。

2 设计原理通过太阳能-LED路灯系统的原理图能够知道，当太阳能电池板经过太阳光一定的光照之后，太阳能电池板里面的PN结就会产生新型的电子空穴对，从而直流电流就会在一个回路里面形成。

控制器中就会加入这个新的电流，而且控制器也可以有新的指令生成，当充电蓄电池的时候。

也就是当白天的时候，蓄电池可以成功充电，同时当晚上的时候，LED就会接收到能量。

通过控制器完成LED的进程，当电流是恒流的时候，控制器就会对LED的状态进行监测。

同时还会对LED的工作时间进行控制。

当天气是阴天的时候，或者是蓄电池需要充电的时候，控制信号就会产生，从而启动外部的供电系统，最终确保LED可以成功的运行。

基于单片机的模拟路灯控制电路设计任务与要求设计并制作一套模拟路灯控制系统。

控制系统结构如图1所示，路灯布置如图2所示。

二、要求1．基本要求（1）支路控制器有时钟功能，能设定、显示开关灯时间，并控制整条支路按时开灯和关灯。

（2）支路控制器应能根据环境明暗变化，自动开灯和关灯。

（3）支路控制器应能根据交通情况自动调节亮灯状态：当可移动物体M（在物体前端标出定位点，由定位点确定物体位置）由左至右到达S点时（见图2），灯1亮；当物体M到达B点时，灯1灭，灯2亮；若物体M由右至左移动时，则亮灯次序与上相反。

（4）支路控制器能分别独立控制每只路灯的开灯和关灯时间。

（5）当路灯出现故障时（灯不亮），支路控制器应发出声光报警信号，并显示有故障路灯的地址编号。

2．发挥部分（1）自制单元控制器中的LED灯恒流驱动电源。

（2）单元控制器具有调光功能，路灯驱动电源输出功率能在规定时间按设定要求自动减小，该功率应能在20%～100%范围内设定并调节，调节误差≤2%。

（3）其它（性价比等）。

三、说明1．光源采用1W的LED灯，LED的类型不作限定。

2．自制的LED驱动电源不得使用产品模块。

3．自制的LED驱动电源输出端需留有电流、电压测量点。

4．系统中不得采用接触式传感器。

5．基本要求（3）需测定可移动物体M上定位点与过“亮灯状态变换点”（S、B、S’等点）垂线间的距离，要求该距离≤2cm。

根据题目要求，本控制系统电路由MCU为主控芯片，辅以测量光和红外的传感元件，可根据环境明暗变化，自动开灯和关灯，支路控制器能根据交通情况自动调节亮灯状态，独立控制每只路灯的开灯和关灯时间。

当路灯出现故障时（灯不亮），支路控制器发出声光报警信号，并显示有故障路灯的地址编号。

送入单片机进行数据处理，控制LED的明暗，并在在液晶屏上显示，此电路还具有许多扩展功能。

前言伴随着科学技术的发展，人类社会的进步，越来越多的电子产品不断涌现，并且电子产品也不断向体积小，功能大，效率高，能耗低的方向发展，我们的设计作品充分体现了这些特点。

基于单片机的路灯稳压控制系统的设计摘要目前随着工业的发展，电力设备的老化，导致电力紧张已是社会普遍现象。

而城市化的加快又需要更多的照明路灯，而且一般照明路灯电压总是在用电高峰低于额定值，用电低峰高于额定值，这无疑会造成路灯不能正常工作或浪费电力资源。

所以研究路灯稳压控制系统就变得很有意义。

本设计以单片机为控制核心，设计出一种路灯稳压控制系统,其工作原理是：电网电压通过采样电路，AC/DC转换，再经A/D转换后的信号输入单片机，单片机通过运算处理来控制无触点开关的状态，选择补偿稳压线圈组合，最终实现补偿稳压。

关键词：单片机/补偿式/无触点开关MCU-BASED VOLTAGE-STABILIZINGCONTROLLER OF STREET LAMPABSTRACTWith the rapid development of industry and adging electrical equipment,the lass of power is no doubt nowadays.But the development of cities need more power of electricity for street lamp.And generally street lamp’voltage is lower than rated voltage when peak power,but is higher than rated voltage.These have no doubt making street lamp not in proper work order and wasting power of electricity.So study voltage-stabilizing controller of street lamp is very important.From the controller of MCU,this design makes a voltage-stabilizing controller of street lamp. The working principle is as follows. Network power goes through the sample circuit,network afer AC/DC convert and A/D convert,then,puts the signal of A/D convert into MCU.MCU deals with the signal, then,controls the state of the BCR with the processing result.From this to choose the constitute of compesating coils.In the end,this system can achieved voltage-stabilizing.Keywords MCU，compensating，BCR毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。