A. 采集电压电流光线的信号调理电路的设计
单片机控制的智能化路灯节能装置的设计
随着大中城市规模的不断扩大，城市市容的改善，照明路灯的数量越来越多，其用电量占城市的总用电量的比例不断增加。以往的路灯照明大多采用直接供电方式，人工送电人工关闭。这种方式有许多不足：供电系统在不同的时间电压是波动的，在用电高峰期，电压都低于额定值，在用电低谷期供电电压又高于额定值，当电压高时不但影响照明设备的使用寿命，而且耗电量也大幅增加（电源电压若增加20％，则耗电量增加44％），当低谷时，照明设备又不能正常工作；利用人工送电，增加人员开资，有时又不能及时开闭，即影响正常照明又浪费电能。因而有必要针对上述问题开发出一种使用方便又节能的装置，这种装置应有如下功能。
BCY67
（1）稳压控制：无论在用电高峰还是用电低谷，始终能使供电电压稳定在额定值范围内；SL5020P
MM58248V
（2）显示功能：可显示输入电压、输出电压、三相电流、功率因数、有功、无功等参数；FSDL0365R
（3）定时启停：不同地区不同季节，昼夜交替时间是不同的，系统能根据地区和季节自动调节开闭路灯时间；
LM4871A
（4）根据天气情况调节启停时间：在定时启停功能上能有根据天气情况开闭路灯；
HMC316MS8
（5）自动功率因数补偿：随着照明设备的不断升级，系统应有功率因数补偿功能；
SMDJ33A
（6）效率高，无波形畸变，电压调节平稳，适应负载广泛，能承受瞬时超载，可长期连续工作，手控自控随意切换，设有过压，欠压自动保护功能。
73861-4
1 系统工作原理
KM416V1200BT-L5
交流调压方式有多种，常见的有自耦变压器调压方式、调相方式、磁饱和稳压方式等。这几种方式均无法满足路灯节能装置的功能要求，自耦变压器方式在大电流供电时，由于其碳刷的限制，不能满足要求；而调相方式存在着波形畸变，即对电网有干扰，又对一些新型照明设备有干扰，无法满足要求；磁饱和方式在大功率时因其体积庞大无法满足要求。6MCX0297923
调压变压器是一个双触头输出，每个触头均可在全程范围内移动。当触头A在上，触头B在下时，补偿变压器的输出电压Ub相位与Ui相同；当触头A在下，B在上时，补偿变压器输出的电压Ub相位与Ui相反。当输入电压Ui增加ΔUi时，控制电路调节触头A与B移动，使触头B移到上端，A移到下端，补偿电压Ub也相应改变ΔUb，且ΔUb=-ΔUi，Uo= Ui-ΔUb，使输出电压Uo保持不变；当输入电压Ui减小ΔUi时，控制电路则将触头A移到上端，B移到下端，此时ΔUb=ΔUi，Uo=Ui+ΔUb，使输出电压Uo保持不变。
调压变压器TUV的一次绕组接成Y形，连接在稳压器的输出端，二次绕组连补偿变压器TB的一次绕组，而补偿变压器的二次绕组串联在主电路中。
其稳压过程是：根据输出电压的变化，由电压检测单元采样，检测并输出信号，控制伺服电机转动，带动变压器TUV上的电刷来调节变压器的二次电压，以改变补偿电压的极性与大小，实现输出电压自动稳定在稳压整定精度允许的范围内，从而达到自动稳压的目的。
补偿变压器方式具有体积小、控制灵活、调压变压器的功率和输出电流可减至最小、可连续工作和过载能力强等特点。
2 控制电路的硬件设计
控制系统的硬件电路由控制单片机、A/D转换器、LCD显示、时钟电路、伺服驱动器等组成。
2.1 单片机
单片机采用P89C51RD2，P89C51RD2单片机具有64K并行可编程的非易失性FLASH 程序存储器，并可实现对器件串行在系统编程ISP 和在应用中编程IAP。在系统编程ISP（In-system Programming），内部有1KB的RAM，通过并行编程器选择6 时钟/12 时钟模式（芯片擦除后默认的时钟模式为12 时钟），4 个中断优先级，双DPTR 寄存器，可编程计数器阵列PCA，PWM输出等功能。P89C51RD2单片机应用到本系统中不用外扩程序存储器及数据存储器，单片机的所有I/O口均工作在普通I/O工作方式，为节约口线，外围器件均选用带串行数据通讯的芯片，为防止干扰所有与强信号打交道的信号线均采用光电隔离，串口经电平转换后一方面可做ISP功能，另一方面将来可与上位机进行通信。
2.2 模数转换电路
模数转换电路由信号调理电路及A/D转换电路组成。信号调理电路主要功能是将外部的电压、电流和环境光线等信号转换成A/D能够接受的信号范围，A/D转换芯片采用TLC2543转换器。TLC2543是14通道输入的12位A/D转换器，芯片内部利用3个通道，外部有11个通道，输入电压是0~5V（VER-=0，VER+=5V），TLC2543与CPU的接口采用SPI方式，其管脚有转换结束EOC、片选CS、数据输入DI、数据输出DO，TLC2543可工作在8位和12位方式，可在初始化中选择，转换启动利用命令方式，只要在命令中送入相应的通道号TLC2543即开始转换，转换结束后EOC有低脉冲送到单片机，单片机响应中断后可对TLC2543读转换数据，同时可送下一通道启动命令。
2.3 步进电机驱动电路
步进电机驱动采用市售的步进电机驱动模块，与单片机接口只需5条线，模块的管脚有方向控制、步进脉冲、制动信号、GND和VCC。单片机采集三相电压后，与设定值比较运算后，决定步进电机的运行方向及步进脉冲数，一旦输出电压在误差范围内，步进电机即停止运行。
2.4 显示及键盘电路
显示器采用128×64LCD显示器，各数据可分屏显示，显示器与单片机的接口是4线式串行数据传输方式。键盘采用4×4矩阵式键盘，共16个按键，通过键盘可设定系统时间、稳定电压、经纬度、开关路灯时间等参数。
2.5 环境光线检测电路
环境光线检测电路的功能是检测室外的光线，只要在设定时启动此功能，当室外光线暗到一定程度时，装置可自动开启路灯。电路如图4所示。
当环境光线很亮时，光敏电阻RS阻值很小，此时三极管集电极电压很低，当环境光线暗到一定的程度时，输出OUT电压升高，当高于设定值时，单片机控制路灯开启。
2.6 功率因数检测电路
电压及电流经整形后，送到单片机的INT0、INT1，当INT0（电压信号）产生中断后启动定时器T0计数，当INT1（电流信号）产生中断后读T0计数，当再一次INT0中断时读出T0值，同时清T0。由T0两次读出的值可算出电源的频率及功率因数。
3 控制电路的软件设计
软件程序使用C51语言，采用模块化方式编程。软件由主程序、A/D采样程序、数字滤波程序、显示程序、键处理程序、步进电机驱动程序、电压调节程序、功率因数补偿程序等组成。
3.1 主程序
系统开始工作后主程序首先对单片机内部及外部的资源初始化，然后依次调用各功能模块程序。
3.2 A/D采样程序
A/D采样程序由主程序循环调用，每次对外部10个模拟量采集12次，经数字滤波后送到数据缓冲区，供其它程序使用。
3.3 电压调节程序
电压调节程序采用PID算法，其输入量是设定的稳压值与输出电压经PID运算后再经标度变换，转换成步进电机输出的脉冲数，供步进电机驱动程序使用。步进电机驱动程序比较简单，根据PID算出的脉冲数及方向经I/O口向步进电机驱动器送出相应的脉冲，由于系统的稳压精度可通过键盘设定在一定的范围，因而系统在调压过程中不存在超调现象。
3.4 显示程序
显示程序是将电压、电流、功率因数、系统时间、工作状态等参数分屏显示到LCD上，由于LCD模块内部有汉字库，因而在显示汉字时可直接送汉字的内码，动态数字也利用LCD内部的字模显示，在程序中无需建立字模。
3.5 功率因数补偿程序
根据中断INT0、INT1读回的数据算出功率因数，与设定的功率因数比较，经运算后控制外部的继电器对电容组进行投切，可使路灯供电支路的功率因数保持在设定范围内。
4 结论
智能化路灯节能装置采用变压器补偿稳压方式，利用单片机运算控制能力强的特点，具有体积小、工作可靠、节能等优点，如能推广使用，会使城市路灯管理工作提高到一个新的水平，它不但节约能源，同时也可减少照明灯具的损耗，因而具有广泛的推广前景。
B. 交流电流测量的后级模拟调理电路，为什么这里可以不用集成仪表放大电路
没见到具体线路图。一般集成仪表放大电路的输出电流不够大，所以通常需要外接互补功率放大电路。
C. 电流怎么调节要用什么调节
电流调节可以在电路里面加装滑动变阻器，或者电阻，电阻的大小可以让电流变小或者变版大，如果不可以改权变电阻，那么可以改变电压，相同的电阻电压高电流就变大，电压低电流就变小，所以可以改变电源电压的高低，还可以调节某一块某一部分电路的电压来调节电流的大小
D. 信号调理电路都有哪几种
信号调理电路可分抄为：放大电路、射随电路、滤波电路、钳位电路。
模拟传感器可测量很多物理量，如温度、压力、光强等...但由于传感器信号不能直接转换为数字数据，这是因为传感器输出是相当小的电压、电流或电阻变化，因此，在变换为数字信号之前必须进行调理。调理就是放大，缓冲或定标模拟信号等，使其适合于模/数转换器(ADC)的输入。然后，ADC对模拟信号进行数字化，并把数字信号送到MCU或其他数字器件，以便用于系统的数据处理。
信号调理将数据采集设备转换成一套完整的数据采集系统，这是通过直接连接到广泛的传感器和信号类型(从热电偶到高电压信号)来实现的。关键的信号调理技术可以将数据采集系统的总体性能和精度提高10倍。
E. 这是一个电压电流调理电路，想问一下，正负通道之间的串联电阻和串联电容之间到底应该怎么接，
就是楼上说的：目的是将单极性信号，转换成差分信号便于后级差分放大器进行放大，降低共模干扰信号。
若只输出单极性信号，保留R3、R7、C9和R8、R11、C12即可。在差分信号输出时，两个串联电容分别对正负信号起作用，所以应该像那两个串联电阻一样接地。
F. 单片机不能读电流，将电流转换为电压要用到调理电路，调理电路是芯片还是元器件呢。 ...
都可以，最简单的是串一个很小的电阻，把电流转换为电压，然后用运放或三极管缓冲，然后进行A/D转换为数字信号进入单片机
G. 电流怎么调节
直流电无极来控制电流源大小，只要串联一个电位器就行了，当限流电阻用。
在直流电源输出端（正负极 ）之间串联一个电位器一个电阻，构成分压电路，调节电位器的阻值可无极改变输出电流的大小。
控制的原理本身就是采用的小电流控制大电流，弱电控制强电。
控制回路中耗电的元器件一般包含有接触器、继电器、信号灯、蜂鸣器及线路本身的损耗。这些元器件的功率都是很小的。接触器、继电器一般采用的是220V或者380V交流电，一般工作时总电流最多不会超过5A的。其余的信号灯、蜂鸣器等用24V直流电的较多点，功率也更小，每个的电流也只是零点几A，通常情况下用1平方的线已经能带10余A的电流，完全满足使用了，可以不用计算控制回路的电流。
H. 请问调理电路作用是什么
为了使上一级的输出（一般为相应的传感器输出）与下一级（如仪表、A/D转换器等）的输入能良好匹配），之间设置信号调理电路，使包括电平、阻抗等变换成后级适应的信号规格。
I. 谁给我弄两个信号调理电路，一个是100V的电压信号调理电路，一个是5A的电流信号调理电路，电路不要太复杂
只有输出要求不行啊，你还得提供输入信号的规格才好给你提供可用的电路。