量子阱内电子与空穴符合，然后就会以光子的形式发出能量，这就是的发光原理。

而光的波长也就是光的颜色，由形成结的材料决定。

不仅具有正向导通，反向击穿的特性，还具有以下特性热平衡作用的结特性可用块本征半导体经掺杂形成区和区半导体，在区交界面处因存在载流子的浓度差，故彼此要向对方扩散。

在结形成前区的电子为多子，在区的电子为少子，使电子由区流入区，电子与空穴相遇又要发生复合，这样在原来是区的结面附近电子变得很少，剩下未经中和的就形成正的空间电荷。

在区空穴为多子，电子为少子，空穴由区扩散到区后，由不能运动的受主离子形成负的空间电荷。

在区与区界面两侧产生不能移动的离子区也称耗尽区空间电荷区阻挡层，于是出现空间电偶层称内建电场，此电场对两区多子的扩散有抵制作用，而对少子的漂移有帮助作用，直到载流子的扩散流等于漂移流时达到平衡时，于是在界面两侧建立起稳定的内建电场。

外加正向电压后的结的工作特性在正向电压下，电子由区注入区，空穴由区注入区。

进入对方区域的少数载流子少子部分与多数载流子多子复合而发光。

假设发光是在区中发生的，那么注入的电子少子与价带空穴多子直接复合而发光，或者先被发光中心捕获后，再与空穴复合发光。

除了这种发光复合外，还有些电子被非发光中心这个中心介于导带介带中间附近捕获，之后再与空穴复合，每次释放的能量很小，就不能形成可见光。

发光的复合量比上非发光复合量的所得得值越大，光量子效率越高。

由于复合是在少子扩散区内发光的，所以光仅在靠近结面数以内产生。

理论同实践结合证明，光的峰值波长与发光区域的半导体材料禁带宽度有关，即式中的单位为电子伏特。

若能产生可见光波长在之间，半导体材料的般在之间，现在已有红外红黄绿及蓝光发光二极管。

结加反向电压，少数载流子难以注入，故不发光。

发光原理如图所示图发光原理当结处于正向工作状态时即两端加上正向电压，电流从阳极流向阴极时，光的颜色由电子和空穴复合释放出的能量所决定，半导体晶体就发出从紫外到红外不同颜色的光线，光的颜色由下面的公式决定ΕνΕ为复合释放的能量ν为发射出光线的频率为普朗克常量衡量个发光二极管发光单色的性好坏由光谱半宽度决定，光谱半宽度表示发光管的光谱纯度即光线的单色性，是指峰值光强所对应两波之间隔，半宽度越窄光的单色性就越好，光谱半宽与光强的关系如图所示图光谱半宽与光强的对应关系灯与传统白炽灯卤素灯光源的优劣比较灯的特点由上面内容介绍灯的发光原理可知，灯的工作电压可采用直流低压，路灯的工作电压为直流，也有的是，工作电流仅为，单个的功率般在，所以使用它即安全又环保。

发出的光线光谱几乎全部集中在可见光谱区，发出的光纯度高色彩丰富，目前市场上产品几乎覆盖了整个可见光谱范围，发光几乎没有红外光或者紫外光且光线没有频闪，对人体没有伤害，也不像荧光灯中含有汞等有毒物质。

由于并不存在灯丝等容易熔断的部分，也没有玻璃等易损部件，同时的实际寿命超过万小时，为般光源的几倍甚至几十倍，所以具有节能，经济，免维护的特点。

是固体发光光源，绿色环保抗震性能好，同时不受启动温度限制，可暂态启动，般为几毫秒，且能暂态达到全光通量输出特别适用于香水店珠宝店博物馆美术馆等专业场所，可满足其展示商品对照明的特殊要求。

白炽灯的特点白炽灯又叫电灯泡，它的使用历史悠久，白炽灯的发光原理是利用物体受热发光原理和热辐射原理而实现的，最简单的白炽灯就是给灯丝导通足够的电流，灯丝发热至白炽状态就会发出光亮，但这种白炽灯的寿命会相当的短。

因为温度越高，灯丝就越容易升华，钨丝的升华直接变成钨气，这些钨气体遇到温度较低的灯壁又凝华在灯壁上而发黑，当钨丝升华到比较细时，通电以后很容易烧断，从而结束了灯的寿命，所以白炽灯的功率越大，使用寿命就越短。

从白炽灯的结构简单原理分析，白炽灯的成本低廉亮度容易调整和控制显色性好等，但也存在着许多致命的缺点，在使用寿命短的同时，电光转化效率也低，仅有的电能可转化为光能，而其余部分的电能都以热能的形式散失在周围环境中。

若从白炽灯中获得彩色光的传统方式是白炽灯加滤光片，大大降低了光效。

白炽灯的特点制约的自己的发展，已经悄悄的淡化出我们的生活。

卤素灯的特点卤素灯是白炽灯的种，卤素灯与白炽灯的最大差别在于点，就是卤素灯的玻璃外壳中充有些卤族元素气电路后，的阻值可根据外界环境光强变化，其两端电压值也会随之改变，从而将光信号转换为电压信号，并输送给比较器的端口，以此作为的信号电压。

将端口接受的信号电压与端口的参考电压进行比较，若大于参考电压则输出高电平，若小于或等于参考电压则输出低电平，并将电平信号从端口输出，从而实现在黑暗情况下输出高电平，在明亮情况下输出低电平的设计要求。

和和串联接地，可将端口输出的高电平和低电平转变为高电平和低电平，作为该比较电路的信号输出，供给后续电路。

光控模块有个相同的上述电路组成，个光强采集模块分布在路灯的不同部位，当光电转换模块工作数量大于等于时才能接通后续工作电路。

连接情况如图所示光敏探头输出光敏探头输出光敏探头输出光敏探头输出图光控模块电路这里设置的个光强采集模块分布在路灯不同部位,目的是避免白天偶然遮光导致接通电路，最大限度降低主电路接通概率，增强电路稳定性光控模块作为控制系统级控制系统，使得电路简单易行。

时控模块硬件部分路灯时控模块以单片机为核心，采用个光电转换模块触发单片机的中断。

当个光控模块输出高电平的数量大于等于时单片机被触发进入工作状态。

工作状态分为个阶段第阶段光强较强，实行半光照明，持续时间为第阶段光强变弱，车辆进入高峰期，实行全光照明，持续时间为第阶段车辆减少，实行半光照明，持续时间为。

可根据地区季节变更改变各阶段持续时间，以达到最合理的照明。

电路设计如图所示。

图时控模块电路软件部分当光控模块有个以上比较器输出高电平时,单片机口的的低两位和输出低电平作为继电器开关，继电器开关闭合，灯头部分两路灯珠进入工作状态。

然后利用单片机的延迟功能，通过对延迟调用不同次数来实现半光照明和全光照明,具体程序如下路灯光控时控开关程序用口的的低两位和作为两个继电器的开关,低电平有效设置堆栈指针检测光控开关是否满足条件实现路灯控制的小时延时和小时交替亮灭两路路灯均点亮检查是否满足个探头符合条件不满足，重新开始程序是否到小时不到，继续维持当前状态到后转入第二种进程两路路灯交替点亮与熄灭检查是否满足个探头符合条件不满足，满足重新开始程序点亮第路路灯，同时熄灭第二路路灯延时分钟检查是否满足个探头符合条件不满足，满足重新开始程序点亮第二路路灯，同时熄灭第路路灯分钟延时程序用口的低四位接受路光控信号，输入为低电平则说明满足点亮路灯的条件至少路信号满足条件才返回高电平使用低四路采集信号采集低四路信号四路信号是否都是低电平是则转入路信号是否都是低电平路信号是否都是低电平路信号是否都是低电平路信号是否都是低电平满足条件返回高电平不满足条件返回低电平灯头模块为实现节能减排，基于单片机的新型路灯控制系统能够在人流低峰期实现半光照明如果仅仅是固定灯珠通电，则会导致灯珠使用时间不同，减少灯头寿命为此，我们对灯头作如下改进灯头部分有个标准灯珠组成，每个灯珠为路，分为两路，每路中个灯珠并联。

在半光照明中，两路灯珠交替工作，以此降低对灯珠寿命的影响。

性能及应用价值分析性能此控制系统从整体上看主要元件有，单片机，外围支持电路简单，极大地降低了系统的复杂度提高了系统的可靠性。

此外，对于各元件我们还采取了相应的抗干扰措施。

首先，系统使用个光敏探头，分布在路灯的不同部位，以减少环境中如飞鸟等偶然因素带来的的干扰。

其次，对于比较器，我们采用性能稳定的电阻进行分压。

而系统中主要的干扰元素来自单片机，对此，采用如下抗干扰措施切断来自电源的干扰，对系统危害最严重的干扰来源于电源污染。

由于任何电源及输电线路都存在内阻和分布电容电感等，正是这些因素引起了电源的噪声干扰。

我们采用了功能摸块供电，有效地切断了来自电源的干扰。

在单片机与灯之间有继电器模块控制灯的亮灭，避免负载直接接在单片机上对单片机的稳定性造成干扰。

单片机进行外围电路扩展时，不应超过其驱动能力，否则将会使整个系统工作不正常。

如果要超负载驱动，则应加上总线驱动器，如等。

但通过实验比较发现外围电路的扩展在单片机的驱动能力范围之内，因此，为减少加入驱动器带来的不稳定因素，同时考虑到成本问题，本系统未加入驱动器。

二应用价值该系统使用的元器件价格低廉，性能可靠，具有广泛的技术支持和完备的质量保障。

另外，该控制系统的商业价值体现在节约能源上，系统的额定功率仅为，系统本身功耗小，极大地降低了电能损耗。

系统可以根据环境变化控制多种照明方式，如采用全光照明半光照明模式，这将节省大量能源。

假如本系统控制两路发光器，日控制照明工作时间按个小时计算，其中有个小时可以设计在半照明模式下工作，这样来，就可以比传统照明模式有的节电率。

自然，两路照明系统交替工作，也减少了设备的发热，为照明设备提供了安全保护，设备使用寿命延长，减少了维护成本，减轻了维护人员的劳动量。

结束语在国家节能减排的政策下，灯作为种节能环保的光源，已经运用于生活的很多地方。

随着国家对新能源科技研发经费通入的加大，光源开始应用于路灯照明系统，我们在关注路灯节能的同时，不能片面地追求高的光电转换效率，还应考核其配光性能及其他各项技术指标。

针对目前各生产厂家的技术水平，不建议将路灯应用于主干道上，但适宜将路灯运用在次主道自行车以及人行道等路面的照明上。

由于路灯应用场合的特殊性以及光源自身的各项特性，路灯的各项性能测试显得尤为重要，而目前我国在道路照明灯具性能要求方面还未出台相应的国家标准，要求标准的出台以便消除各生产厂家生产出不适宜用于道路照明的路灯，造成交通事故的增多，降低人们对使用路灯的信心。

路灯市场的规范对整个路灯市场具有重要意义，我们期待大功率路灯早日在我国交通道路中大量普及，同时也能促进我国产业整体的发展。

参考文献华成英童诗白模拟电子技术基础,张毅刚，彭喜元，姜守达新编单片机应用设计哈尔滨哈尔滨工业大学出版社，杨素行模拟电子技术基础简明教程北京高等教育出版社，余孟尝数字电路技术基础简明教程北京高等教育出版社，余宏