基于51 单片机的路灯照明系统定时器的设计

张 俊，陈尚智，钱树龙，许 松

(1.镇江市路灯管理处，江苏 镇江 212000;2.盐城师范学院物电学院，江苏 盐城 224000)

0 引言

近年来随着我国城市建设事业的迅速发展，城市的路灯总数几乎以每年20%的平均速度递增，电力供应持续紧张。因此，城市道路照明要向“高效、节能、环保、健康”的“绿色照明”方向发展，城市道路照明节电意义重大。文章将重点介绍基于51 单片机与ds1302 芯片对半夜灯隔盏定时的设计方案。

1 对路灯进行隔盏定时控制的工作原理

对道路两旁的路灯隔盏的安装半夜灯定时器如图1 所示，图中的小黑点表示加装了半夜灯定时器的路灯，由图可知是隔盏安装的，这样照度和均匀度都比较适中，节电效果也比较理想。工作原理是当午夜以后，道路上的机动车锐减，照度水平也应降到相应的水平，此时安装了半夜灯定时器的路灯就开始工作，路灯隔盏交错点亮，从而起到了节能降耗的目的，其节电效果达50%。

图1 路灯隔盏定时控制的工作原理

2 半夜灯定时电路的介绍

此半夜灯定时电路由电源电路、单片机时钟电路、液晶显示电路、按键设置电路和继电器所组成。系统结构图如图2 所示。

图2 系统结构图

2.1 整个半夜灯定时电路工作原理

图3 为定时器的主要工作电路，当定时器接入220 V 电源后，经过电源电路的降压和整流后输出5 V的直流电压供给单片机时钟电路工作。图中ds1302为时钟芯片，由ds1302 产生时钟信号通过IO 口输出给单片机，由单片机处理产生高低电平通过IO 口输出给三极管8050。当到达用户设置好的时间时，单片机产生低电平时三极管饱和导通，继电器工作，触电断开，从而使加装了半夜灯定时器的路灯定时熄灭，这样就实现了路灯的隔盏控制，也就达到了节电的目的。为防止路灯工作时突然断电，本电路在ds1302 外接了备用电源，可以保证路灯突然断电时定时器仍可工作。

图3 半夜灯定时器主要原理图

51 单片机部分程序如下所示:

2.2 STC 89C51 和ds1302 的整体介绍

2.2.1 STC89C51 的内部结构和组成

STC 89C51 是STC 公司生产的一种低功耗、高性能CMOS8 位微控制器8K 字节程序存储空间，512 字节数据存储空间，内带2K 字节EEPROM 存储空间。可直接使用串口下载，功能强大，适用于许多较为复杂控制应用场合。

它的外部引脚图如图4 所示。

图4 89C51 的引脚图

2.2.2 89C51 的一些重要参数和工作条件

(1)工作电压范围:5.5 V～3.3 V;

(2)工作频率范围:0～40 MHz;

(3)工作温度范围:-40 ℃～ +85 ℃;

(4)通用I/O 口32 个;

(5)可通过串口直接下载用户程序。

2.2.3 ds1302 的内部结构和组成

ds 1302 是美国DALLAS 公司推出的一种高性能、低功耗、带RAM 的实时时钟电路，它可以对年、月、日、周、时、分、秒进行计时，具有闰年补偿功能，工作电压为2.5 V～5.5 V。采用三线接口与CPU 进行同步通信，并可采用突发方式一次传送多个字节的时钟信号或RAM 数据。

它的外部引脚图如图5 所示

图5 DS1302 的引脚图

3 电路主要技术参数

1)定时时间:1～23 小时，可根据不同的需要进行调整。

2)定时误差:每小时2 到3 秒。

3)定时器的额定电流:3 A。

4)定时器的工作电压范围:180 V～250 V。

4 小结

基于51 单片机与ds1302 时钟芯片设计的路灯照明系统定时器经过多次测试得出具有稳定性好，精确度高的优点，且本电路结构简单，成本低廉具有一定的推广价值。

［1］刘跃群.光源电器原理和应用技术［M］.化学工业出版社，2003

［2］陈志浩.用单片机实习长时间定时［J］.电子技术，1990

［3］张洪雷，杨桥生.单片机延长定时的应用［J］.机械研究与应用，1999

［4］黄明强.DS1302 在单片机系统中的应用［J］.保定师范专科学校学报，2004