远程路灯控制系统的设计(编辑修改稿)

远程路灯控制系统的设计(编辑修改稿)内容摘要：

300b／ s～ 115kb／ s，自动波特率为 ／ s一 115kb／ s。 它支持 Text 和 PDU格式的 SMS(Short Message Service，短消息 )，可通过AT 命令或关断信号实现重启和故障恢复。 TC35 模块主要由 GSM 基于处理器、 GSM 射频模块、供电模块、闪存、 ZIF连接器、天线接口六部分组成。 通过 ZIF 连接器与单片机实 现电路接口，该接口读取或发送 TC35 模块中的数据，将是本文论述的重点，也是 TC35i 应用的核心。 TC35 与单片机的硬件接口电路如图所示。 如 图所示， TC35 模块有 40 个引脚，通过一个 ZIF(Zero Insertion Force，零阻力插座 )连接器引出。 这 40 个引脚可以划分为 5 类，即电源、数据输入 /输出、SIM 卡、音频接口和控制。 8 TC35 的第 1～ 5 引脚是正电源输入脚通常推荐值 ，第 6～ 10 引脚是电源地。 1 12 为充电引脚，可以外接锂电池， 13 为对外输出电压 (共外电路使用 )，14 为 ACCUTEMP 接负温度系数的热敏电阻，用于锂电池充电保护控制。 15 脚是启动脚 IGT，系统加电后为使 TC35i 进入工作状态 ,必须给 IGT 加一个大于100ms 的低脉冲 ,电平下降持续时间不可超过 1ms。 V B A T T1V B A T T2V B A T T3V B A T T4V B A T T5G N D6G N D7G N D8G N D9G N D10P O W E R11P O W E R12V D D13A C C U _ T E M P14I G T15D S R 0 _ R X D 116R I N G 0 _ T X D 117R X D 018T X D 019C T S 020R T S 021D T R 0 _ S B22D C D 023C C IN24C C R S T25C C IO26C C C L K27C C V C C28C C G N D29R T C _ B A C K U P30PD31S Y N C32E P P 233E P N 234E P P 135E P N 136M IC P 137M IC N 138M IC P 239M IC N 240U1 T C 3 5B A TC7104S T A R TR 1 3R 1 4100KB A T1234J5M IC /S P KR 1 51KR 1 610KQ18050B A TL D 2P 3 1P 3 0P 3 7C C L C K6NC3Q88C C R S T4C C IO5C C V C C2C C G N D1Q77U2 G S MC2104 图 3 TC35 模块外围电路 16～ 23 为数据输入 /输出，分别为 DSR0、 RING0、 RxD0、 TxD0、 CTS0、RTS0、 DTR0 和 DCD0。 tc35i 模块的数据输入 /输出接口实际上是一个串行异步收发器，符合 ITUT RS232 接口标准。 它有固定的参数： 8 位数据位和 1 位停止位，无校验位，波特率在 300bps~115kbps 之间可选，默认 9600。 硬件握手信号用 RTS0/CTS0，软件流量控制用 XON/XOFF， CMOS 电平，支持标准的 AT 命令集。 其中 18 脚 RXD、 19 脚 TXD 为 TTL 的串口通讯脚，需要和单片机或者PC 通讯。 TC35 使用外接式 SIM 卡 , 24～ 29 为 SIM 卡引脚， SIM 卡同 TC35i 是这样连接的 :SIM 上的 CCRST、 CCIO、 CCCL、 CCVCC 和 CCGND 通过 SIM 卡阅读器 9 与 TC35i 的同名端直接相连， ZIF连接座的 CCIN引脚用来检测 SIM卡是否插好，如果连接正确，则 CCIN 引脚输出高 电平，否则为低电平。 TC35 的第 32 脚 SYNC 引脚有两种工作模式，一种是指示发射状态时的功率增长情况，另一种是指示 TC35i 的工作状态，可用 AT 命令 AT+SYNC 进行切换，本模块使用的是后一种。 当 LED 熄灭时 ,表明 TC35i 处于关闭或睡眠状态；当 LED 为 600 ms 亮 /600ms 熄时，表明 SIM 卡没有插入或 TC35i 正在进行网络登录；当 LED 为 75 ms 亮 /3s 熄时，表明 TC35i 已登录进网络，处于待机状态。 3 32 脚为控制脚，其中 30 为 RTC backup， 31 为 Power down， 32 为SYNC。 35～ 38 为语音接口， 3 36 接扬声器放音。 3 38 可以直接接驻极体话筒来采集声音（ 37 是话筒正端， 39 是话筒负端）。 单片机控制模块 单片机为本系统的核心器件。 这里我们选用 89S52 单片机， 89S52 具有低功耗、高性能的特点，且与 89C51 兼容，特别是其内部增加的闪速可电改写的存储器 FlashROM 给单片机的开发及应用带来了很大的方便，且芯片的价格非常便宜，因此近年来得到了及其广泛的应用。 P 0 . 732P 0 . 633P 0 . 534P 0 . 435P 0 . 336P 0 . 237P 0 . 138P 0 . 039V C C40P 2 . 021P 2 . 122P 2 . 223P 2 . 324P 2 . 425P 2 . 526P 2 . 627P 2 . 728A L E /P R O G30P S E N29E A / V P P31P 1 . 01P 1 . 12P 1 . 23P 1 . 34P 1 . 45P 1 . 5 /M O S I6P 1 . 6 /M I S O7P 1 . 7 /S C K8R E S T9P 3 . 0 /R X D10P 3 . 1 /T X D11P 3 . 2 /I N T 012P 3 . 3 /I N T 113P 3 . 4 /T 014P 3 . 5 /T 115P 3 . 6 /W R16P 3 . 7 /R D17X T A L 218X T A L 119G N D20U5 A T 8 9 C 5 2Y11 2 M H zC13 0 P FC23 0 P FR S TA L EP S E NP 1 0P 1 1P 1 2P 1 3P 1 4P 1 5P 1 6P 1 7P 0 0P 0 1P 0 2P 0 3P 0 4P 0 5P 0 6P 0 7P 2 0P 2 1P 2 2P 2 3P 2 4P 2 5P 2 6P 2 7P 3 0P 3 1P 3 2P 3 3P 3 4P 3 5P 3 6P 3 7V C CC310uFR110KV C CC4C? 图 4 单片机与其外围电路 89S52是一种带 4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器 的低 功 耗、 高性能CMOS8位微处理器，俗称单片机。 使用 ATMEL公司高密度非易失性存储器技 10 术制造，与工业 80C51 产品指令和引脚完全兼容。 片上 Flash允许程序存储器在系统可编程，亦适于常规编程器。 在单芯片上，拥有灵巧的 8 位 CPU 和在系统可编程 Flash，使得 AT89S52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。 电流检测比较电路 LED 灯具的高节能、长寿命、利环保的优越性能获得普遍的公认。 与传统的路灯相比，该灯 被称为第四代照明光源或绿色光源，具有节能、环保、寿命长、体积小等特点，使用 寿命可达 6 万到 10 万小时，比传统光源寿命长10 倍以上， 并且在 LED 产生的光谱中不含紫外线、红外线等辐射，是典型的绿色照明光源。 LED 灯 采用直流供电， 整体电压几十伏，电流 300mA。 假设采用四个灯管一串为一组，六组为一节，完成一个基本灯型单位。 一个灯代表一组串四个然后六组再并的 24 个 LED 的电路形式，一个 LED 点亮，所需电压为 3V，电流为20mA，这样就可以算出整个负载的电压和电流，计算如下： U=3V 12=36V （ 1） I=20mA 6 3=360mA （ 2） 这样就可以根据为下一步 电流检测比较电路 设计提供了的技术参数要求 电流检测芯片采用 MAX471， MAX471 使美国 MAXIM 公司生产的精密集成电流传感器，适合 3A 以下的电流检测，在高温条件下测量精度为为 %2。 MAX471 有内置电流传感电阻和增益电阻，量程为 3A，允许多片 MAX471 实现量固定程扩展。 MAX471 有两对 RS+ RS端，它没有电源端，但可以用 RS+代替电源端，SHDN 为掉电控制端，常态下该端接地，接高电平使芯片进入掉电模式，电源电流迅速降低到。 两对 RS+ 、 RS分别为内部传感电阻的正负端， SIGN 为极性端，当线路电流从 RS+到 RS端时， SIGN 端输出高电平，反之，电流从RS流到 RS+端时， SIGN 输出低电平， OUT 为电流输出端，们均有一个电流输出端，可以用一个电阻来简单地实现以地为参考点的电流 /电压的转换，并可工作在较宽电压内。 OUT 与线路电流成比例关系，该段的输出阻抗为 3M ,只要OUT 端与地之间接一个 2K的电阻，就能使 MAX471 的输 出电压比例系数为1V/A。 下图电路中的比较电路采用 LM324， LM324 系列器件带有真差动输入的四 运算放大器。 其中 “+”、 “”为两个信号输入端， “V+”、 “V”为正、负电源端， “Vo”为输出端。 两个信号输入端中， Vi （ ）为反相输入端，表示运放输出端 Vo 的信号与该输入端的位相反； Vi+（ +）为同相输入端，表示 11 运放输出端 Vo 的信号与该输入端的相位相同。 在下图电路中当 Vi+（ +）为同相输入端 的电压大于 Vi（ ）为反相输入端 的电压时，输出高电平，反之，则为低电平。 R S +R S R S S I G NO U TG N DS H D NR S +U7M A X 4 7 1R12k321411U 6 AL M 3 2 4R2R31KR4V C CP o r tP o r tP 0 0 图 5 电流检测比较电路 报警及指示电路 报警电路采用简单的蜂鸣器电路。 报警电路由 单片机控制输出，出现报警情况时，单片机控通过 口输出低电平，控制下图三极管 8550，使三极管 8550导通，驱动蜂鸣器发声，同时电源电流通过 R2 使发光二极管发光。 AKB1Q58550R330R41kR21kD4LEDV C CP 3 6 图 6 报警及指示电路 模块供电电路 7805是 电子产品中常见的三端稳压集成电路 ， 有正电压输出 ， 8905 这种稳压用的集成电路，只有三条引脚输出，分别是输入端、接地端和输出端。 下图为 7805 构成的电路图，给控制系统供电。 12 C9220uF C 1 1470uFC8104 C 1 0104L D 2P O W E RD4I N 4 0 0 7R 1 7560V O U T3 V I N 1GND3u4 7805V C C 12V 123J4 图 7 7805 稳压电路 LM2940 是 常用 串联型线性稳压电源 ， LM25965 的特点 转换效率高带载能力大， 但 缺点是其纹波电压大 所以 不适合做单片机电源 ； 不过利用 LM2940 对控制系统和执行部分供电，可以有效地防止各器件之间发生干扰，以及电流不足的问题，使得系统能够稳定地工作。 由于 LM2940 的稳压的线性度非常好，所以选用 LM29405 单独对 tc35 进行供电。 ADJ1ON/OFF2GND3IN4OUT5U3L M 2 9 4 0V C CR 1 1 R 1 23KC4100C5104C6220。