隧道照明控制系统的发展与照明光源的更新密切相关。针对当前隧道照明控制系统存在的问题，本文讨论一套智能照明控制系统的中心控制器硬件设计。系统充分利用电子技术和通信技术，实现对隧道照明灯具的有效控制与管理，并选择 LED 作为隧道照明光源，根据车流量与洞外亮度的变化对 LED 隧道灯进行无级调光，使隧道内各区段的照度平滑过渡，以符合人眼的适应曲线；同时利用总线通信机制实现隧道数据的传递。

一、硬件设计的任务与电路构成

硬件设计的任务是在选定微处理器芯片和其他元器件的基础上完成系统电路原理图设计，并包括结构设计和印制板设计；设计完成后需通过试验修正不合理之处，最终确定硬件方案并完成印制电路板制作。中心控制器的电路主要包括三部分：一是电路核心部分，包括 ARM 微处理器、复位电路、晶振电路和电源电路；二是 JTAG 电路，用于程序下载与在线调试；三是外围电路，包括 CAN 总线通信电路、USB 接口、存储电路、LCD 液晶显示、键盘电路和串行通信电路。本文重点介绍核心部分中的电源电路与复位电路。

二、核心电路与引脚分配

中心控制器选用 STM32F103VBT6 作为微处理器，芯片各接口的网络标号及其与外围电路的连接方式如图 1 所示。

图 1　STM32F103VBT6 引脚分配

三、电源电路设计

中心控制器的电源电路如图 2 所示。

图 2　中心控制器电源电路

STM32 的工作电压为 2.0～3.6 V，芯片通过内置的电压调节器获得内核所需的 1.8 V 电源；主电源掉电后，由 VBAT 引脚为实时时钟（RTC）和备份寄存器供电。5 V 电源经 J2 端口接入电路，由 SPX1117M3-3.3 稳压至 3.3 V。SPX1117M3-3.3 的输出电流可达 800 mA，输出电压精度在 ±1% 之内，并具有电流限制和热保护功能。

为保证转换精度和抗干扰能力，VDDA 与 VSSA 必须分别连到 VDD 与 VSS，以降低噪声和出错概率；电源与地之间的电容用于去耦。P6KE6.8A 为瞬态抑制二极管，用于吸收各种浪涌脉冲，保护电路中的精密元器件免受损坏。电源部分不仅要为核心电路供电，还要负责其他外围电路的供电，其稳定性直接影响整个控制器的可靠性。

四、复位电路设计

STM32F103VBT6 支持三种复位形式，分别为系统复位、上电复位和备份区域复位。除时钟控制寄存器 RCC_CSR 中的复位标志位和备份区域中的寄存器以外，系统复位将把所有寄存器复位到初始状态。外部复位电路如图 3 所示。

图 3　中心控制器复位电路

电路中 SP809EK-3.1/TR 为单功能复位监控器件。当系统上电或电源电压跌落至阈值电压时，SP809 的复位输出端会产生宽度为 140 ms 的复位脉冲，保证系统可靠有效地复位。该输出为低电平有效，因此需要在 RESET 与电源电压之间接一只上拉电阻 R1。复位信号经 CRESET 连接至 STM32F103VBT6 的 NRST 引脚，低电平有效。