A. 採集電壓電流光線的信號調理電路的設計
單片機控制的智能化路燈節能裝置的設計
隨著大中城市規模的不斷擴大，城市市容的改善，照明路燈的數量越來越多，其用電量占城市的總用電量的比例不斷增加。以往的路燈照明大多採用直接供電方式，人工送電人工關閉。這種方式有許多不足：供電系統在不同的時間電壓是波動的，在用電高峰期，電壓都低於額定值，在用電低谷期供電電壓又高於額定值，當電壓高時不但影響照明設備的使用壽命，而且耗電量也大幅增加（電源電壓若增加20％，則耗電量增加44％），當低谷時，照明設備又不能正常工作；利用人工送電，增加人員開資，有時又不能及時開閉，即影響正常照明又浪費電能。因而有必要針對上述問題開發出一種使用方便又節能的裝置，這種裝置應有如下功能。
BCY67
（1）穩壓控制：無論在用電高峰還是用電低谷，始終能使供電電壓穩定在額定值范圍內；SL5020P
MM58248V
（2）顯示功能：可顯示輸入電壓、輸出電壓、三相電流、功率因數、有功、無功等參數；FSDL0365R
（3）定時啟停：不同地區不同季節，晝夜交替時間是不同的，系統能根據地區和季節自動調節開閉路燈時間；
LM4871A
（4）根據天氣情況調節啟停時間：在定時啟停功能上能有根據天氣情況開閉路燈；
HMC316MS8
（5）自動功率因數補償：隨著照明設備的不斷升級，系統應有功率因數補償功能；
SMDJ33A
（6）效率高，無波形畸變，電壓調節平穩，適應負載廣泛，能承受瞬時超載，可長期連續工作，手控自控隨意切換，設有過壓，欠壓自動保護功能。
73861-4
1 系統工作原理
KM416V1200BT-L5
交流調壓方式有多種，常見的有自耦變壓器調壓方式、調相方式、磁飽和穩壓方式等。這幾種方式均無法滿足路燈節能裝置的功能要求，自耦變壓器方式在大電流供電時，由於其碳刷的限制，不能滿足要求；而調相方式存在著波形畸變，即對電網有干擾，又對一些新型照明設備有干擾，無法滿足要求；磁飽和方式在大功率時因其體積龐大無法滿足要求。6MCX0297923
調壓變壓器是一個雙觸頭輸出，每個觸頭均可在全程范圍內移動。當觸頭A在上，觸頭B在下時，補償變壓器的輸出電壓Ub相位與Ui相同；當觸頭A在下，B在上時，補償變壓器輸出的電壓Ub相位與Ui相反。當輸入電壓Ui增加ΔUi時，控制電路調節觸頭A與B移動，使觸頭B移到上端，A移到下端，補償電壓Ub也相應改變ΔUb，且ΔUb=-ΔUi，Uo= Ui-ΔUb，使輸出電壓Uo保持不變；當輸入電壓Ui減小ΔUi時，控制電路則將觸頭A移到上端，B移到下端，此時ΔUb=ΔUi，Uo=Ui+ΔUb，使輸出電壓Uo保持不變。
調壓變壓器TUV的一次繞組接成Y形，連接在穩壓器的輸出端，二次繞組連補償變壓器TB的一次繞組，而補償變壓器的二次繞組串聯在主電路中。
其穩壓過程是：根據輸出電壓的變化，由電壓檢測單元采樣，檢測並輸出信號，控制伺服電機轉動，帶動變壓器TUV上的電刷來調節變壓器的二次電壓，以改變補償電壓的極性與大小，實現輸出電壓自動穩定在穩壓整定精度允許的范圍內，從而達到自動穩壓的目的。
補償變壓器方式具有體積小、控制靈活、調壓變壓器的功率和輸出電流可減至最小、可連續工作和過載能力強等特點。
2 控制電路的硬體設計
控制系統的硬體電路由控制單片機、A/D轉換器、LCD顯示、時鍾電路、伺服驅動器等組成。
2.1 單片機
單片機採用P89C51RD2，P89C51RD2單片機具有64K並行可編程的非易失性FLASH 程序存儲器，並可實現對器件串列在系統編程ISP 和在應用中編程IAP。在系統編程ISP（In-system Programming），內部有1KB的RAM，通過並行編程器選擇6 時鍾/12 時鍾模式（晶元擦除後默認的時鍾模式為12 時鍾），4 個中斷優先順序，雙DPTR 寄存器，可編程計數器陣列PCA，PWM輸出等功能。P89C51RD2單片機應用到本系統中不用外擴程序存儲器及數據存儲器，單片機的所有I/O口均工作在普通I/O工作方式，為節約口線，外圍器件均選用帶串列數據通訊的晶元，為防止干擾所有與強信號打交道的信號線均採用光電隔離，串口經電平轉換後一方面可做ISP功能，另一方面將來可與上位機進行通信。
2.2 模數轉換電路
模數轉換電路由信號調理電路及A/D轉換電路組成。信號調理電路主要功能是將外部的電壓、電流和環境光線等信號轉換成A/D能夠接受的信號范圍，A/D轉換晶元採用TLC2543轉換器。TLC2543是14通道輸入的12位A/D轉換器，晶元內部利用3個通道，外部有11個通道，輸入電壓是0~5V（VER-=0，VER+=5V），TLC2543與CPU的介面採用SPI方式，其管腳有轉換結束EOC、片選CS、數據輸入DI、數據輸出DO，TLC2543可工作在8位和12位方式，可在初始化中選擇，轉換啟動利用命令方式，只要在命令中送入相應的通道號TLC2543即開始轉換，轉換結束後EOC有低脈沖送到單片機，單片機響應中斷後可對TLC2543讀轉換數據，同時可送下一通道啟動命令。
2.3 步進電機驅動電路
步進電機驅動採用市售的步進電機驅動模塊，與單片機介面只需5條線，模塊的管腳有方向控制、步進脈沖、制動信號、GND和VCC。單片機採集三相電壓後，與設定值比較運算後，決定步進電機的運行方向及步進脈沖數，一旦輸出電壓在誤差范圍內，步進電機即停止運行。
2.4 顯示及鍵盤電路
顯示器採用128×64LCD顯示器，各數據可分屏顯示，顯示器與單片機的介面是4線式串列數據傳輸方式。鍵盤採用4×4矩陣式鍵盤，共16個按鍵，通過鍵盤可設定系統時間、穩定電壓、經緯度、開關路燈時間等參數。
2.5 環境光線檢測電路
環境光線檢測電路的功能是檢測室外的光線，只要在設定時啟動此功能，當室外光線暗到一定程度時，裝置可自動開啟路燈。電路如圖4所示。
當環境光線很亮時，光敏電阻RS阻值很小，此時三極體集電極電壓很低，當環境光線暗到一定的程度時，輸出OUT電壓升高，當高於設定值時，單片機控制路燈開啟。
2.6 功率因數檢測電路
電壓及電流經整形後，送到單片機的INT0、INT1，當INT0（電壓信號）產生中斷後啟動定時器T0計數，當INT1（電流信號）產生中斷後讀T0計數，當再一次INT0中斷時讀出T0值，同時清T0。由T0兩次讀出的值可算出電源的頻率及功率因數。
3 控制電路的軟體設計
軟體程序使用C51語言，採用模塊化方式編程。軟體由主程序、A/D采樣程序、數字濾波程序、顯示程序、鍵處理程序、步進電機驅動程序、電壓調節程序、功率因數補償程序等組成。
3.1 主程序
系統開始工作後主程序首先對單片機內部及外部的資源初始化，然後依次調用各功能模塊程序。
3.2 A/D采樣程序
A/D采樣程序由主程序循環調用，每次對外部10個模擬量採集12次，經數字濾波後送到數據緩沖區，供其它程序使用。
3.3 電壓調節程序
電壓調節程序採用PID演算法，其輸入量是設定的穩壓值與輸出電壓經PID運算後再經標度變換，轉換成步進電機輸出的脈沖數，供步進電機驅動程序使用。步進電機驅動程序比較簡單，根據PID算出的脈沖數及方向經I/O口向步進電機驅動器送出相應的脈沖，由於系統的穩壓精度可通過鍵盤設定在一定的范圍，因而系統在調壓過程中不存在超調現象。
3.4 顯示程序
顯示程序是將電壓、電流、功率因數、系統時間、工作狀態等參數分屏顯示到LCD上，由於LCD模塊內部有漢字型檔，因而在顯示漢字時可直接送漢字的內碼，動態數字也利用LCD內部的字模顯示，在程序中無需建立字模。
3.5 功率因數補償程序
根據中斷INT0、INT1讀回的數據算出功率因數，與設定的功率因數比較，經運算後控制外部的繼電器對電容組進行投切，可使路燈供電支路的功率因數保持在設定范圍內。
4 結論
智能化路燈節能裝置採用變壓器補償穩壓方式，利用單片機運算控制能力強的特點，具有體積小、工作可靠、節能等優點，如能推廣使用，會使城市路燈管理工作提高到一個新的水平，它不但節約能源，同時也可減少照明燈具的損耗，因而具有廣泛的推廣前景。
B. 交流電流測量的後級模擬調理電路，為什麼這里可以不用集成儀表放大電路
沒見到具體線路圖。一般集成儀表放大電路的輸出電流不夠大，所以通常需要外接互補功率放大電路。
C. 電流怎麼調節要用什麼調節
電流調節可以在電路裡面加裝滑動變阻器，或者電阻，電阻的大小可以讓電流變小或者變版大，如果不可以改權變電阻，那麼可以改變電壓，相同的電阻電壓高電流就變大，電壓低電流就變小，所以可以改變電源電壓的高低，還可以調節某一塊某一部分電路的電壓來調節電流的大小
D. 信號調理電路都有哪幾種
信號調理電路可分抄為：放大電路、射隨電路、濾波電路、鉗位電路。
模擬感測器可測量很多物理量，如溫度、壓力、光強等...但由於感測器信號不能直接轉換為數字數據，這是因為感測器輸出是相當小的電壓、電流或電阻變化，因此，在變換為數字信號之前必須進行調理。調理就是放大，緩沖或定標模擬信號等，使其適合於模/數轉換器(ADC)的輸入。然後，ADC對模擬信號進行數字化，並把數字信號送到MCU或其他數字器件，以便用於系統的數據處理。
信號調理將數據採集設備轉換成一套完整的數據採集系統，這是通過直接連接到廣泛的感測器和信號類型(從熱電偶到高電壓信號)來實現的。關鍵的信號調理技術可以將數據採集系統的總體性能和精度提高10倍。
E. 這是一個電壓電流調理電路，想問一下，正負通道之間的串聯電阻和串聯電容之間到底應該怎麼接，
就是樓上說的：目的是將單極性信號，轉換成差分信號便於後級差分放大器進行放大，降低共模干擾信號。
若只輸出單極性信號，保留R3、R7、C9和R8、R11、C12即可。在差分信號輸出時，兩個串聯電容分別對正負信號起作用，所以應該像那兩個串聯電阻一樣接地。
F. 單片機不能讀電流，將電流轉換為電壓要用到調理電路，調理電路是晶元還是元器件呢。 ...
都可以，最簡單的是串一個很小的電阻，把電流轉換為電壓，然後用運放或三極體緩沖，然後進行A/D轉換為數字信號進入單片機
G. 電流怎麼調節
直流電無極來控制電流源大小，只要串聯一個電位器就行了，當限流電阻用。
在直流電源輸出端（正負極 ）之間串聯一個電位器一個電阻，構成分壓電路，調節電位器的阻值可無極改變輸出電流的大小。
控制的原理本身就是採用的小電流控制大電流，弱電控制強電。
控制迴路中耗電的元器件一般包含有接觸器、繼電器、信號燈、蜂鳴器及線路本身的損耗。這些元器件的功率都是很小的。接觸器、繼電器一般採用的是220V或者380V交流電，一般工作時總電流最多不會超過5A的。其餘的信號燈、蜂鳴器等用24V直流電的較多點，功率也更小，每個的電流也只是零點幾A，通常情況下用1平方的線已經能帶10餘A的電流，完全滿足使用了，可以不用計算控制迴路的電流。
H. 請問調理電路作用是什麼
為了使上一級的輸出（一般為相應的感測器輸出）與下一級（如儀表、A/D轉換器等）的輸入能良好匹配），之間設置信號調理電路，使包括電平、阻抗等變換成後級適應的信號規格。
I. 誰給我弄兩個信號調理電路，一個是100V的電壓信號調理電路，一個是5A的電流信號調理電路，電路不要太復雜
只有輸出要求不行啊，你還得提供輸入信號的規格才好給你提供可用的電路。