基于X1227S8I的路灯节电控制器系统设计

文章摘要：图2示出X1227S8I应用电路。由于P89V51RD2复位引脚RESET与X1227S8I输出复位RESET的电平不同，所以采用74HC02转换电平。X1227S8I的VBACK接一个3 V锂电池，VCC电源失效时可为器件提供电源，以保证实时时钟准确。X1227S8I中SCL串行时钟输入端用来对所有输入和输出器件的数据进行计时。串行数据端(SDA)是一个双向引脚，用于向器件输入或输出数据。漏极开路输出需要使用上拉电阻输出。 单片机采用Philips公司生产的一款P89V51RD2型80C51微控制器。它的主要特点是包含有64 KB的非易失性Flash程序存储器和1

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图2示出X1227S8I应用电路。由于P89V51RD2复位引脚RESET与X1227S8I输出复位RESET的电平不同，所以采用74HC02转换电平。X1227S8I的VBACK接一个3 V锂电池，VCC电源失效时可为器件提供电源，以保证实时时钟准确。X1227S8I中SCL串行时钟输入端用来对所有输入和输出器件的数据进行计时。串行数据端(SDA)是一个双向引脚，用于向器件输入或输出数据。漏极开路输出需要使用上拉电阻输出。

              

单片机采用Philips公司生产的一款P89V51RD2型80C51微控制器。它的主要特点是包含有64 KB的非易失性Flash程序存储器和1 024字节的数据RAM存储器。前者支持并行和串行在系统编程(ISP)，属低EMI方式(ALE禁能)；具有4个8位I／O端口，3个高电流P1端口(每个I／O端口的电流为16 mA)，可兼容TTL和CMOS逻辑电平。该微控制器性价比高，可简化整个系统电路，降低系统成本，通过串行接口通讯方式既可完成系统升级，也可实现远程控制系统。

4系统软件设计

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4.1存储器地址分配
　　
X1227S8I器件中存储器地址0x35～0x30用于定义年、月、日、时、分、秒。地址0x3f为状态寄存器(SR)，用来控制写使能锁存(WEL)和寄存器写使能锁存(RWEL)的写使能锁存。地址0x80～0x93为自定义的3种工作方式，方式1为整夜工作，它根据经纬度自动计算太阳日出和日落时间，完全由日出和日落时刻控制开关；方式2为半夜工作，在日落时刻开，用户定时关；方式3为自设工作，用户可自设定开和关时刻、节电方案(正常、夜灯、半夜灯)、开灯时间、夜灯时间、半夜灯时间、关灯时间、经度、纬度、偏差及电压波动偏差。其中，节电方案有3种不同大小的降压档。经度和纬度用于计算日出和日落时间。由于大气层的散射作用，日落时，天还未完全黑，还要持续一段时间，因此需要对日落时间进行修正，以最大程度地降低路灯的电力损耗。偏差用于调节开关灯的早晚。当偏差为±5为正时，数字越大，开灯越晚，关灯越早；当偏差为负时，数字越大，开灯越早，关灯越晚；当偏差为零时，则为标准日出日落时刻(俗称黄昏)。偏差每一级日出时刻和日落时刻相差大约5 min。电压波动偏差用于自动调节电压与设定值的偏差。

4.2程序设计流程图
　　
图3给出系统主程序流程图。它采用C语言编程。图4给出节电档位控制流程图。图中，t为当前时间，t1为开灯时间，t2为夜灯时间，t3为半夜灯时间，t4为关灯时间，tf为工作状态标志，用以防止同一档位重复调节。图5给出通讯接口流程图，通讯采用中断方式。

                  

                   

                           

5结语
　　
由于路灯节电控制器系统采用了X1227S8I时钟器件，软件定时占用CPU硬件资源大大减少；使用I2C总线，占用接口资源也大大减少，系统成本低，定时准确，不受系统掉电影响，稳定可靠；系统可根据实时时钟利用日出和日落时间自动开启路灯，从而最大程度地缩短路灯的开关时间，使系统更智能化，节电效果更理想。

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