1、河南科技學(xué)院 2021 屆本科畢業(yè)論文設(shè)計設(shè)計題目:基于單片機(jī)的智能路燈控制系統(tǒng)設(shè)計學(xué)生姓名： 所在院系： 所學(xué)專業(yè)： 導(dǎo)師姓名： 完成時間： 2021-5-10 基于單片機(jī)的智能路燈控制系統(tǒng)設(shè)計摘 要隨著中國現(xiàn)代化節(jié)奏的不斷加快，電子產(chǎn)品的大量應(yīng)用也導(dǎo)致電力消費飛速地增長。于此相對的另一個事實是電力資源已成為一種緊缺型資源。如何節(jié)能降耗己成為近年來世界性研究的一個熱點課題。目前路燈已經(jīng)成為一個城市的照明和夜景美化不可分割更無可替代的一局部,而在路燈的高效節(jié)能方面，自動路燈控制系統(tǒng)的優(yōu)劣舉足輕重。由于單片機(jī)具有集成度高，處理能力強(qiáng),可靠性高，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，價格低廉的優(yōu)點，因此在路燈照明工程中被

2、廣泛應(yīng)用。本設(shè)計研究的基于單片機(jī)的智能路燈控制系統(tǒng)正是針對我國在城市照明上所存在的巨大的能源消耗而開發(fā)出的新型節(jié)能控制系統(tǒng)。本文給出了智能路燈控制系統(tǒng)的架構(gòu)和設(shè)計方案，詳細(xì)分析了其工作原理和以AT89S51為主控單元的各模塊軟硬件設(shè)計。關(guān)鍵詞：智能路燈,單片機(jī),分時調(diào)壓,光線調(diào)壓DESIGN OF STREET LAMPCONTROLSYSTEM BASED ON SINGLE CHIP MICROCOMPUTERABSTRACTWith the accelerating pace of Chinas modernization, a large number of applications

3、for electronic products also led to rapid growth in electricity consumption. Another fact is that this relative power resources has become a scarce resource type. How to saving energy has become a hot topic in recent years, worldwide research.Currently street lighting has become part of a city and t

4、he beautification lighting and night indivisible more irreplaceable. In terms of energy-efficient lights, automatic street light control system merits of pivotal.Due to the microcontroller with high integration, processing capacity, high reliability, simple structure, low-cost advantages, so the str

5、eet lighting project has been widely used. The study design microcontroller-based intelligent street light control system in our country is on the existence of a huge city lighting energy consumption and the development of new energy-saving control system.This paper presents the architecture and des

6、ign of intelligent street light control system, a detailed analysis of its working principle and to AT89S51 as the main control unit hardware and software design of each module.Keywords: intelligent street lighting, SCM, timeshare regulator,light regulator目 錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc38796299

7、5 1 緒論 PAGEREF _Toc387962995 h 1 HYPERLINK l _Toc387962996 1.1 設(shè)計背景 PAGEREF _Toc387962996 h 1 HYPERLINK l _Toc387962997 1.2 設(shè)計的意義 PAGEREF _Toc387962997 h 1 HYPERLINK l _Toc387962998 1.3 國內(nèi)外現(xiàn)狀分析 PAGEREF _Toc387962998 h 1 HYPERLINK l _Toc387962999 1.4 論文的主要內(nèi)容 PAGEREF _Toc387962999 h 2 HYPERLINK l _Toc

8、387963000 2 Proteus仿真軟件與Keil PAGEREF _Toc387963000 h 2 HYPERLINK l _Toc387963001 2.1 Proteus仿真軟件 PAGEREF _Toc387963001 h 2 HYPERLINK l _Toc387963002 2.2 Keil PAGEREF _Toc387963002 h 2 HYPERLINK l _Toc387963003 3 硬件設(shè)計 PAGEREF _Toc387963003 h 3 HYPERLINK l _Toc387963004 3.1 按鍵模塊 PAGEREF _Toc387963004

9、h 3 HYPERLINK l _Toc387963005 3.2 計時模塊 PAGEREF _Toc387963005 h 3 HYPERLINK l _Toc387963006 3.2.1 計時模塊的軟件設(shè)計 PAGEREF _Toc387963006 h 3 HYPERLINK l _Toc387963007 3.2.2 計時模塊的硬件設(shè)計 PAGEREF _Toc387963007 h 5 HYPERLINK l _Toc387963008 3.3 光線強(qiáng)弱檢測模塊 PAGEREF _Toc387963008 h 5 HYPERLINK l _Toc387963009 3.3.1 AD

10、C0832綜述 PAGEREF _Toc387963009 h 5 HYPERLINK l _Toc387963010 3.3.2 光敏電阻的介紹 PAGEREF _Toc387963010 h 7 HYPERLINK l _Toc387963011 3.3.3 光線強(qiáng)弱檢測模塊的硬件電路設(shè)計 PAGEREF _Toc387963011 h 8 HYPERLINK l _Toc387963012 3.4 路燈控制模塊 PAGEREF _Toc387963012 h 9 HYPERLINK l _Toc387963013 3.4.1 繼電器的概述 PAGEREF _Toc387963013 h

11、9 HYPERLINK l _Toc387963014 3.4.2 PNP型三極管的概述 PAGEREF _Toc387963014 h 9 HYPERLINK l _Toc387963015 3.4.3 路燈控制模塊的硬件電路設(shè)計 PAGEREF _Toc387963015 h 10 HYPERLINK l _Toc387963016 4軟件設(shè)計 PAGEREF _Toc387963016 h 11 HYPERLINK l _Toc387963017 4.1 程序模塊分類及功能 PAGEREF _Toc387963017 h 11 HYPERLINK l _Toc387963018 4.2

12、程序流程圖 PAGEREF _Toc387963018 h 11 HYPERLINK l _Toc387963019 5 軟件測試 PAGEREF _Toc387963019 h 13 HYPERLINK l _Toc387963020 5.1 測試目的 PAGEREF _Toc387963020 h 13 HYPERLINK l _Toc387963021 5.2 測試方法 PAGEREF _Toc387963021 h 13 HYPERLINK l _Toc387963022 5.2.1 功能測試： PAGEREF _Toc387963022 h 13 HYPERLINK l _Toc38

13、7963023 5.2.2 測試結(jié)果 PAGEREF _Toc387963023 h 13 HYPERLINK l _Toc387963024 6 結(jié)論 PAGEREF _Toc387963024 h 14 HYPERLINK l _Toc387963025 致 謝 PAGEREF _Toc387963025 h 15 HYPERLINK l _Toc387963026 參考文獻(xiàn) PAGEREF _Toc387963026 h 17 HYPERLINK l _Toc387963027 附錄1：電路原理圖 PAGEREF _Toc387963027 h 18 HYPERLINK l _Toc38

14、7963028 附錄2：重要源代碼模塊 PAGEREF _Toc387963028 h 191 緒論本文研究的智能路燈節(jié)能控制系統(tǒng)是通過配套的功率變換組件，可在路燈的啟停和運(yùn)行中，有效的調(diào)節(jié)路燈的端電壓，控制路燈的照明亮度，從而改變了路燈在不同時段的耗電量，改善了功率因素，到了節(jié)約電能的目的。 設(shè)計背景“十二五時期，我國仍將處于工業(yè)化和城鎮(zhèn)化快速開展階段，面臨的資源和環(huán)境形勢依然嚴(yán)峻。能源問題已經(jīng)成為制約經(jīng)濟(jì)和社會開展的重要因素，應(yīng)當(dāng)從戰(zhàn)略和全局的高度，充分認(rèn)識做好能源工作的重要性和緊迫性，高度重視能源平安，實現(xiàn)能源的可持續(xù)開展。在北京東西部能源技術(shù)研究院的報道中有這么一篇中提到節(jié)能是緩解能源

15、約束，減輕環(huán)境壓力，保障經(jīng)濟(jì)平安，實現(xiàn)全面建設(shè)小康社會目標(biāo)和可持續(xù)開展的必然選擇，表達(dá)了科學(xué)開展觀的本質(zhì)要求，是一項長期的戰(zhàn)略任務(wù)，必將擺在更加突出的戰(zhàn)略位置。城市亮化作為形象工程的重要組成局部，越來越被政府所重視，大量的資金投入進(jìn)行建設(shè)和改造，使得我們的城市夜晚變得燈火輝煌，絢麗多彩，但問題也隨之而來，能耗的逐年攀升，由此產(chǎn)生的某些問題亦逐漸顯露出來。這些問題的產(chǎn)生無疑給當(dāng)?shù)氐穆窡艄芾聿块T的各方面工作帶來很大的壓力，急迫加以解決。尤其是在當(dāng)前環(huán)境條件每況愈下的形勢下，低碳、節(jié)能、環(huán)保越來越收到人們的重視。舊式的控制系統(tǒng)存在功耗大，公共資源得不到充分應(yīng)用，效率低等消極影響。伴隨著路燈數(shù)量的急劇

16、增加，照明系統(tǒng)中所存在的問題也日益突出，耗電量大就是其中最為突出的一個。 所以，對城市的路燈的設(shè)計已經(jīng)成為了當(dāng)務(wù)之急。1.2 設(shè)計的意義路燈是我國經(jīng)濟(jì)開展和國家建設(shè)中必需的用電設(shè)備，它在我國的整體用電量中所占比例巨大，如果通過節(jié)能裝置對其進(jìn)行有效控制，就能夠降低電力損耗，到達(dá)節(jié)約能源，降低生產(chǎn)安裝本錢，有助于我國經(jīng)濟(jì)的快速開展。1.3 國內(nèi)外現(xiàn)狀分析目前，路燈照明廣泛采用高壓鈉燈，其設(shè)計壽命在12000小時以上，在正常情況下至少可用3年，但是由于超壓使用，現(xiàn)在路燈的使用壽命僅僅只有1年左右，有的甚至只有幾個月，造成維護(hù)和材料的極大浪費。較高的電壓不僅不能讓負(fù)載設(shè)備更好的工作，而且還會造成發(fā)熱及

17、過早損壞，還會造成不必要的電費開支。 而且，我國絕大多數(shù)地區(qū)的路燈關(guān)開燈都是采用人工控制或者定時控制，這樣也有許多不利之處：假設(shè)采用人工控制，那么路燈開關(guān)存在著一定的不確定性，同時也占用了一定的人力資源。定時控制那么存在著夏冬季白黑晝時間不同的情況，使得天還沒黑路燈就開，天還沒亮路燈就滅的情況，大大影響了人們的日常出生活。本設(shè)計通過使用AT89C51單片機(jī)對系統(tǒng)進(jìn)行智能控制，使系統(tǒng)到達(dá)自動啟停及智能調(diào)壓。近年來，隨著科技的不斷開展，各種路燈控制器也被不斷的研究出來。1.4 論文的主要內(nèi)容本設(shè)計可以通過對外界光線和電壓信號的采集來控制路燈的自動啟停以及智能調(diào)壓從而減少城市路燈照明耗電量，又對輸入

18、電壓進(jìn)行穩(wěn)壓調(diào)節(jié)來提高用電效率。主要內(nèi)容如下： (1) 利用單片機(jī)，對整個路燈系統(tǒng)進(jìn)行研究與設(shè)計。 (2) 針對光線和電壓信號的采集，采用數(shù)據(jù)采集技術(shù)。 (3) 通過按鍵可對相關(guān)的參數(shù)值進(jìn)行設(shè)置，從而實現(xiàn)對不同時間進(jìn)行不同的開燈模式。 (4) 當(dāng)電壓符合額定電壓時，系統(tǒng)自動進(jìn)行穩(wěn)壓。 (5) 在午夜之后降低電壓以調(diào)節(jié)路燈亮度，實現(xiàn)調(diào)壓。2 Proteus仿真軟件與Keil2.1 Proteus仿真軟件Proteus軟件是英國Lab Center Electronics公司出版的EDA工具軟件該軟件中國總代理為廣州風(fēng)標(biāo)電子技術(shù)。它不僅具有其它EDA工具軟件的仿真功能，還能仿真單片機(jī)及外圍器件。它

19、是目前比擬好的仿真單片機(jī)及外圍器件的工具。雖然目前國內(nèi)推廣剛起步，但已受到單片機(jī)愛好者、從事單片機(jī)教學(xué)的教師以及致力于單片機(jī)開發(fā)應(yīng)用的科技工作者的青睞。Proteus從原理圖布圖、代碼調(diào)試到 HYPERLINK :/baike.baidu /view/1012.htm t _blank 單片機(jī)與外圍電路協(xié)同仿真都能方便的實現(xiàn)，真正實現(xiàn)了從概念到產(chǎn)品的完整設(shè)計。是目前世界上唯一將 HYPERLINK :/baike.baidu /view/4952740.htm t _blank 電路仿真軟件、PCB設(shè)計軟件和虛擬模型仿真軟件三合一的設(shè)計平臺，其處理器模型支持8051、HC11、PIC10/12

20、/16/18/24/30/DsPIC33、AVR、ARM、8086和MSP430等，2021年又增加了Cortex和DSP系列處理器，并持續(xù)增加其他系列處理器模型。在編譯方面，它也支持IAR、Keil和MATLAB等多種 HYPERLINK :/baike.baidu /view/487018.htm t _blank 編譯器。2.2 KeilKeil C51是 HYPERLINK :/baike.baidu /view/2398.htm t _blank 美國Keil Software公司出品的51系列兼容 HYPERLINK :/baike.baidu /view/1012.htm t _

21、blank 單片機(jī)C語言軟件開發(fā)系統(tǒng)，與匯編相比，C語言在功能上、結(jié)構(gòu)性、可讀性、可維護(hù)性上有明顯的優(yōu)勢，因而易學(xué)易用。Keil提供了包括C HYPERLINK :/baike.baidu /view/487018.htm t _blank 編譯器、宏匯編、連接器、庫管理和一個功能強(qiáng)大的仿真調(diào)試器等在內(nèi)的完整開發(fā)方案，通過一個 HYPERLINK :/baike.baidu /view/14867.htm t _blank 集成開發(fā)環(huán)境uVision將這些局部組合在一起。運(yùn)行Keil軟件需要WIN98、NT、WIN2000、WINXP等操作系統(tǒng)。3 硬件設(shè)計 按鍵模塊鍵盤模塊的硬件電路設(shè)計如圖

22、3-1所示。K1、K2、K3、K4分別同P3.0、P3.1、P3.2、P3.3相連，當(dāng)S2、S3、S4、S5任意一個鍵按下時，同它相連的端口電壓那么被拉低。在此設(shè)計中，假設(shè)在時間調(diào)整模式下S2設(shè)置為“加1功能鍵，S3設(shè)置為“減1功能鍵；假設(shè)在手動操作模式下S2設(shè)置為“開功能鍵，S3設(shè)置為“關(guān)功能鍵。S4為功能切換鍵，實現(xiàn)運(yùn)行模式、時間調(diào)整模式和退出模式的切換。S5為運(yùn)行模式下實現(xiàn)“自動、“手動的切換。圖3-1 鍵盤電路 計時模塊 計時模塊的軟件設(shè)計DS1302是DALLAS 公司推出的涓流充電時鐘芯片，內(nèi)含有一個實時時鐘/日歷和31字節(jié)靜態(tài)RAM通過簡單的串行接口與單片機(jī)進(jìn)行通信。實時時鐘/日

23、歷電路提供秒、分、時、日、星期、月、年的信息，每月的天數(shù)和閏年的天數(shù)可自動調(diào)整，時鐘操作可通過 AM/PM 指示決定采用24或12小時格式。DS1302與單片機(jī)之間能簡單地采用同步串行的方式進(jìn)行通信，僅需用到三個口線：RES復(fù)位 、I/O 數(shù)據(jù)線和SCLK串行時鐘。時鐘/RAM 的讀/寫數(shù)據(jù)以一個字節(jié)或多達(dá)31個字節(jié)的字符組方式通信。DS1302 工作時功耗很低，保持?jǐn)?shù)據(jù)和時鐘信息時功率小于 1mW，其外部管腳如圖3-2所示。圖3-2 DS1302外部管腳DS1302是由DS1202改良而來增加了以下的特性：雙電源管腳用于主電源和備份電源，供給Vcc1為可編程涓流充電電源；附加七個字節(jié)存儲器，

24、它廣泛應(yīng)用于 、 、便攜式儀器以及電池供電的儀器儀表等產(chǎn)品領(lǐng)域；實時時鐘具有能計算2100年之前的秒、分、時、日、日期、星期、月、年的能力，還有閏年調(diào)整的能力。DS1302內(nèi)部結(jié)構(gòu)為移位存放器，控制邏輯，晶振，時鐘和RAM。具體控制字介紹：控制字的最高有效位位7必須是邏輯1，如果它為0，那么不能把數(shù)據(jù)寫入到DS1302中； 位6：如果為0，那么表示存取日歷時鐘數(shù)據(jù)，為1表示存取RAM數(shù)據(jù)；位5至位1A4A0：指示操作單元的地址；位0最低有效位：如為0，表示要進(jìn)行寫操作，為1表示進(jìn)行讀操作?？刂谱挚偸菑淖畹臀婚_始輸出，在控制字指令輸入后的下一個SCLK時鐘的上升沿時，數(shù)據(jù)被寫入DS1302，數(shù)據(jù)

25、輸入從最低位0位開始。同樣，在緊跟8位的控制字指令后的下一個SCLK脈沖的下降沿，讀出DS1302的數(shù)據(jù)，讀出的數(shù)據(jù)也是從最低位到最高位。具體時序圖如圖3-3所示。圖3-3 DS1302時序圖3. 計時模塊的硬件設(shè)計具體電路如以下圖3-4所示。BT1為電壓值3V的電池組，來作為DS1302的備用電源。Y2為一個32.768 KHz的晶振。DS1302的5、6、7端分別同單片機(jī)的P2.1、P2.2、P2.3相連，同時在還為它們配置了阻值為10K的上拉電阻，能最大程度的保證操作與通訊的準(zhǔn)確和穩(wěn)定。圖3-4 實時時鐘模塊電路 光線強(qiáng)弱檢測模塊3.3.1 ADC0832綜述ADC0832 為8 HYP

26、ERLINK :/baike.baidu /view/784507.htm t _blank 位分辨率A/D轉(zhuǎn)換芯片，其最高分辨可達(dá)256級，可以適應(yīng)一般的模擬量轉(zhuǎn)換要求。其內(nèi)部電源輸入與參考電壓的復(fù)用，使得芯片的模擬電壓輸入在0-5V之間。芯片轉(zhuǎn)換時間僅為32S，據(jù)有雙 HYPERLINK :/baike.baidu /view/324739.htm t _blank 數(shù)據(jù)輸出可作為 HYPERLINK :/baike.baidu /view/5705563.htm t _blank 數(shù)據(jù)校驗，以減少數(shù)據(jù)誤差，轉(zhuǎn)換速度快且穩(wěn)定性能強(qiáng)。獨立的芯片使能輸入，使多器件掛接和處理器控制變的更加方便。

27、通過DI 數(shù)據(jù)輸入端，可以輕易的實現(xiàn)通道功能的選擇。ADC0832引腳分布如圖3-5所示。圖3-5 ADC0832引腳分布圖ADC0832有以下特點：8位分辨率；逐次逼近式A/D轉(zhuǎn)換器；雙通道A/D轉(zhuǎn)換；輸入輸出電平與TTL/CMOS相兼容；5V電源供電時輸入電壓在05V之間；工作頻率為250KHZ，轉(zhuǎn)換時間為32S；一般功耗僅為15mW；8P、14PDIP雙列直插、PICC 多種封裝。芯片接口說明：CS片選使能，低電平芯片使能；CH0模擬輸入通道0，或作為IN+/-使用；CH1模擬輸入通道1，或作為IN+/-使用；GND芯片參考0電位地；DI數(shù)據(jù)信號輸入，選擇通道控制；DO數(shù)據(jù)信號輸出，轉(zhuǎn)換

28、數(shù)據(jù)輸出；CLK芯片時鐘輸入；VCC/REF電源輸入及參考電壓輸入復(fù)用。單片機(jī)對ADC0832的控制原理：正常情況下ADC0832與單片機(jī)的接口應(yīng)為4條數(shù)據(jù)線，分別是CS、CLK、DO、DI。但由于DO端與DI端在通信時并未同時有效并與單片機(jī)的接口是雙向的，所以電路設(shè)計時可以將DO和DI 并聯(lián)在一根數(shù)據(jù)線上使用。當(dāng)ADC0832未工作時其CS輸入端應(yīng)為高電平，此時芯片禁用，CLK和DO/DI的電平可任意。當(dāng)要進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換時，須先將CS使能端置于低電平并且保持低電平直到轉(zhuǎn)換完全結(jié)束。此時芯片開始轉(zhuǎn)換工作，同時由處理器向芯片時鐘輸入端CLK輸入時鐘脈沖，DO/DI端那么使用DI端輸入通道功能選擇

29、的數(shù)據(jù)信號。在第1個時鐘脈沖的下沉之前DI端必須是高電平，表示啟始信號。在第2、3個脈沖下沉之前DI端應(yīng)輸入2位數(shù)據(jù)用于選擇通道功能，其時序圖如圖3-6所示。圖3-6 ADC0832操作時序圖3.3.2 光敏電阻的介紹1光敏電阻介紹 HYPERLINK :/baike.baidu /view/55997.htm t _blank 光敏電阻photocell，注意：光電池是photovoltaic cell又稱光敏電阻器photoresistor or light-dependent resistor，后者縮寫為ldr或 HYPERLINK :/baike.baidu /view/4086858

30、.htm t _blank 光導(dǎo)管photoconductor，常用的制作材料為 HYPERLINK :/baike.baidu /view/797739.htm t _blank 硫化鎘，另外還有硒、硫化鋁、硫化鉛和硫化鉍等材料。這些制作材料具有在特定 HYPERLINK :/baike.baidu /view/45341.htm t _blank 波長的光照射下，其阻值迅速減小的特性。這是由于光照產(chǎn)生的載流子都參與導(dǎo)電，在外加電場的作用下作漂移運(yùn)動，電子奔向 HYPERLINK :/baike.baidu /view/13542.htm t _blank 電源的正極，空穴奔向電源的負(fù)極，從

31、而使 HYPERLINK :/baike.baidu /view/546877.htm t _blank 光敏電阻器的阻值迅速下降。2根本特性及其土要參數(shù)1暗電阻、亮電阻 HYPERLINK :/baike.baidu /view/412806.htm t _blank 暗電流、暗電阻。光敏電阻在一定的外加 HYPERLINK :/baike.baidu /view/10954.htm t _blank 電壓下，當(dāng)沒有光照射的時候，流過的電流稱為暗電流。外加電壓與暗電流之比稱為暗電阻，常用“0LX表示。2伏安特性伏安特性曲線用來描述光敏電阻的外加電壓與光電流的關(guān)系，對于光敏 HYPERLINK

32、 :/baike.baidu /view/481400.htm t _blank 器件來說，其光電流隨外加電壓的增大而增大。其變化特征如圖3-7所示。圖3-7 a 光敏電阻的伏安特性 b 光敏電阻的光電特性圖 c 光敏電阻的光譜特性3光電特性光敏電阻器在一定的外加電壓下，當(dāng)有光照射時，流過的 HYPERLINK :/baike.baidu /view/10897.htm t _blank 電流稱為光電流，外加電壓與光電流之比稱為亮 HYPERLINK :/baike.baidu /view/3571.htm t _blank 電阻，常用“100LX表示。3.3.3 光線強(qiáng)弱檢測模塊的硬件電路設(shè)

33、計在此設(shè)計中我們使用光敏電阻和ADC0832模數(shù)轉(zhuǎn)換器相結(jié)合的方式來實現(xiàn)對環(huán)境明暗程度的檢測。所選光敏電阻GMR1的亮電阻阻值在2K至10K之間變化，所以選擇阻值為10K的電阻R8同光敏電阻串聯(lián)連接形成分壓電路。環(huán)境明暗程度的檢測的原理如下：當(dāng)照射在光敏電阻上的光線亮度發(fā)生變化時，光敏電阻的阻值也隨之相應(yīng)的發(fā)生變化，其變化趨勢為光線變強(qiáng)阻值減小，反之也成立，而ADC0832的通道0得到的電壓值隨光線的變強(qiáng)而減小，ADC0832將得到的電壓信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，并通過特定的操作送給單片機(jī)進(jìn)行處理。如圖3-10 環(huán)境明暗檢測模塊電路次便現(xiàn)對環(huán)境明暗程度信號的向模擬信號轉(zhuǎn)換，最終向數(shù)字信號的轉(zhuǎn)換，也就

34、使系統(tǒng)能對環(huán)境明暗程度信號間接的進(jìn)行相應(yīng)的分析并處理。具體電路如圖3-10所示。關(guān)于模數(shù)轉(zhuǎn)換器的選擇：通常使用的模數(shù)轉(zhuǎn)換器是ADC0809，它是帶有8位A/D轉(zhuǎn)換器、8路多路開關(guān)以及微處理機(jī)兼容的控制邏輯的CMOS逐次逼近式A/D轉(zhuǎn)換器。另需接外部時鐘才能正常工作，8路通道只取其一也造成了資源的浪費。同單片機(jī)通訊時使用的是并行的方式，這樣也對單片機(jī)的端口占用很大。另外其體積也較大，價格也較ADC0832昂貴，這樣也變相的增加的印制板電路制作和元器件采購的本錢。綜合考慮下，ADC0832的使用最適宜。 路燈控制模塊3.4.1 繼電器的概述繼電器英文名稱：relay是一種電控制 HYPERLINK

35、 :/baike.baidu /view/481400.htm t _blank 器件，是當(dāng)輸入量鼓勵量的變化到達(dá)規(guī)定要求時，在電氣輸出電路中使被控量發(fā)生預(yù)定的階躍變化的一種電器。它具有 HYPERLINK :/baike.baidu /view/57978.htm t _blank 控制系統(tǒng)又稱輸入回路和被控制系統(tǒng)又稱輸出回路之間的互動關(guān)系。通常應(yīng)用于自動化的控制 HYPERLINK :/baike.baidu /view/134362.htm t _blank 電路中，它實際上是用小電流去控制大電流運(yùn)作的一種“自動開關(guān)。故在電路中起著自動調(diào)節(jié)、平安保護(hù)、轉(zhuǎn)換電路等作用。3.4.2 PNP型

36、三極管的概述9015是一種常用的普通三極管。它是一種小電壓,小電流,小信號的PNP型硅三極管。其物理結(jié)構(gòu)如以下圖3-11所示。其中引腳1為發(fā)射極，引腳2為基極，引腳3為集電極。圖3-11 9015實物圖1特性集電極-發(fā)射極電壓-45V集電極-基電壓-50V射極-基極電壓-5V集電極電流耗散功率結(jié)溫150特征頻率平均300MHZ放大倍數(shù)：A60150、B100300、C200600、D40010002主要用途分開關(guān)應(yīng)用和射頻放大兩大類。在此設(shè)計中主要應(yīng)用于開關(guān)應(yīng)用，選用的C型號的9015。3.4.3 路燈控制模塊的硬件電路設(shè)計圖3-12 路燈控制模塊電路如上圖3-12所示，Q1為PNP性三極管9

37、015；U2為繼電器，型號為JQC-3F；H5為接線座；D2為續(xù)流二極管，型號為IN4001；D3為發(fā)光二極管。設(shè)計思路：9015的基極通過阻值為4.7K的電阻與AT89S52的P1.0相連。當(dāng)該位置1，也即為5V高電平時，發(fā)射極1同基極2之間沒有電壓差，此時9015處于斷開狀態(tài)。如此集電極沒有電流通過，所以下面的繼電器線圈和發(fā)光二極管D3不工作。當(dāng)該位被拉至0，也即0V低電平時，發(fā)射極1同基極2之間有電壓值大約4.3V的電壓差降，通過4.7K的電阻限流后，通過P1.0口的灌電流就很小，此電流也為基極電流?；鶚O電流通過9015的放大后，是9015工作在飽和狀態(tài)，集電極有足夠大的電流可以驅(qū)動繼電

38、器的線圈工作，使U2的1和3引腳構(gòu)成的常開觸點閉合，1和2引腳構(gòu)成的常閉觸點斷開。同時因為9015工作在飽和狀態(tài)，發(fā)射極和集電極的電壓降大約0.2V，集電極的電壓約為4.8V，因此發(fā)光二極管串聯(lián)一阻值為1K的電阻限流，使通過其電流為5mA左右而點亮。繼電器中的線圈在關(guān)斷的瞬間由于電磁感應(yīng)現(xiàn)象的存在，會產(chǎn)生比原電壓值大多倍的反向電壓，如果沒有續(xù)流二極管D2讓關(guān)斷瞬間保持原電流方向的電流構(gòu)成回路，以消耗線圈中存儲的電能，將會反向擊穿9015從而可能造成器件損毀。這是不被允許的，所以加一耐壓大于5VIN4001耐壓值為1000V的續(xù)流二極管即可防止此類情況的發(fā)生，這樣可以保證所設(shè)計系統(tǒng)平安穩(wěn)定的運(yùn)行

39、。4軟件設(shè)計本系統(tǒng)軟件設(shè)計采用了目前廣泛使用的MCS-51單片機(jī)高級語言keil-C51作為軟件開發(fā)工具，它表達(dá)能力強(qiáng)、可移植性好、便于進(jìn)行結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計可以直接操作計算機(jī)硬件，對速度要求不是很高的應(yīng)用場合是一種十分理想的開發(fā)工具。4.1 程序模塊分類及功能主程序局部：主程序主要完成對系統(tǒng)資源的配置，各功能模塊的調(diào)用以及外界信息的處理。1LCD1602操作程序局部：顯示時間信息，控制狀態(tài)信息以及工作狀態(tài)。2ADC0832操作程序局部：對光信號進(jìn)行采集，轉(zhuǎn)化為電信號進(jìn)而交給系統(tǒng)進(jìn)行處理。3DS1302操作程序局部：通過鍵盤操作可完成對時間，運(yùn)行狀態(tài)路燈工作狀態(tài)的調(diào)整。4定時中斷程序局部：對時間進(jìn)

40、行計數(shù)，進(jìn)而改變標(biāo)志位，系統(tǒng)可通過標(biāo)志位的改變就行各種運(yùn)作。5外部中斷程序：發(fā)生中斷時，完成對某個標(biāo)志字節(jié)改變，以便后續(xù)的操作通過判斷標(biāo)志字節(jié)的狀態(tài)來決定進(jìn)行相應(yīng)的動作。 程序流程圖軟件從某種程度上大體可分為主程序和中斷效勞程序兩局部。主程序完成對運(yùn)行環(huán)境的初始化和以一定的邏輯及方式對各個模塊的程序進(jìn)行調(diào)用，同時對某些系統(tǒng)硬件資源進(jìn)行配置，從而到達(dá)預(yù)期的功能或目的。中斷程序完成特定的某個功能。如圖4-1，4-2所示，分別為外部中斷0、定時中斷0和主程序流程圖。S2、S3、S4和S5是功能按鍵，在調(diào)時狀態(tài)下，S2為加1，S3為減1在手動模式下S2為開燈，S3為關(guān)燈。其中S4為外部中斷0入口，也為

41、功能切換鍵，按一次flag加1；flag為1時，每按一次S5循環(huán)切換手動和自動運(yùn)行模式。flag為0時，退出并確認(rèn)參數(shù)和功能設(shè)定。 圖4-1 a外部中斷0子程序流程圖 b 定時器0子程序流程主程序流程圖如圖4-2所示。圖4-2 主程序流程圖Flag為1時，S5切換運(yùn)行模式液晶顯示Auto或Manu；flag為2或3，液晶顯示Y或y，通過S2、S3調(diào)整年份；flag為4，液晶顯示M，通過S2、S3調(diào)整月份；flag為5，液晶顯示D，通過S2、S3調(diào)整日期；flag為6，液晶顯示W(wǎng)，通過S2、S3調(diào)整星期；flag為7，液晶顯示H，通過S2、S3調(diào)整小時；flag為8，液晶顯示M，通過S2、S3調(diào)

42、整分鐘；flag為9，液晶顯示S，通過S2、S3調(diào)整秒。在光線控制的模式下，使用定時器T0定時5秒，定時時間到后，那么置a=1；將當(dāng)前存儲的光線信息和前一次的進(jìn)行比擬，如果前后兩次的數(shù)據(jù)在允許的誤差范圍內(nèi)那么根據(jù)判斷進(jìn)行下一步的操作，也即控制路燈以何種方式開關(guān)或關(guān)斷。這樣前后有5S10S的時間差，也可保證該控制系統(tǒng)不會因閃電等突發(fā)狀況產(chǎn)生勿動操作。此操作暗合數(shù)字濾波和有效性檢查的原那么，使系統(tǒng)更穩(wěn)定、可靠！5 軟件測試5.1 測試目的軟件測試是軟件生命周期中一項非常重要且復(fù)雜的工作，對軟件可靠性保證具有極其重要的意義，通過軟件測試可以發(fā)現(xiàn)軟件設(shè)計過程中的缺乏之處，以便更好地完善。該設(shè)計的主要設(shè)

43、計目的是顯示模塊能正常顯示，并能實現(xiàn)自動或手動對路燈工作模式的改變。5.2 測試方法測試方法主要是針對該設(shè)計的功能模塊進(jìn)行測試，看是否能夠正常使用，顯示是否出現(xiàn)亂碼，路燈是否按照預(yù)期結(jié)果亮滅等。5 功能測試：該設(shè)計主要路燈亮度的自動或手動轉(zhuǎn)換。在此對系統(tǒng)各局部功能，以及可靠性等方面進(jìn)行測試。針對本系統(tǒng)，主要由進(jìn)行如表5-1的功能測試。表5-1測試用例表測試性能路燈亮度兩端電壓的變化用例目的反映路燈亮度的變化測試方法期望的結(jié)果實際情況通過調(diào)試按鍵，切換路燈的各種工作狀態(tài)，并觀察路燈電壓的變化路燈在3中模式下出現(xiàn)不同的電壓與期望的結(jié)果情況一致5 測試結(jié)果首先測試半電壓模式省電模式，調(diào)試后出現(xiàn)圖5-

44、1運(yùn)行結(jié)果。圖5-1 半電壓模式此時模擬路燈兩端電壓是2.2v。而后調(diào)試程序到全電壓工作模式，運(yùn)行結(jié)果如圖5-2。圖5-2 全電壓工作模式此時模擬路燈兩端電壓為4.4v，及到達(dá)了預(yù)期的結(jié)果。最后再測試關(guān)閉模式，結(jié)果如圖5-3所示。圖5-3 關(guān)閉模式測試結(jié)果與預(yù)期設(shè)想一致，到達(dá)了預(yù)期效果。6 結(jié)論智能路燈控制系統(tǒng)的研究在國內(nèi)外都在持續(xù)進(jìn)行。眾所周知，路燈在生活中普遍存在。在龐大的基數(shù)面前，優(yōu)秀的路燈管理系統(tǒng)往往能制造出巨大的經(jīng)濟(jì)效益并且能節(jié)省大量電力資源。因此，智能路燈節(jié)能控制系統(tǒng)的研制對于構(gòu)建節(jié)能型社會有著重要的意義。這次設(shè)計的智能路燈控制系統(tǒng)，從光線強(qiáng)度、時間等方面入手，通過對這些變量的檢測

45、與處理，實現(xiàn)了光線、時間、人工對輸入路燈電壓的綜合調(diào)節(jié)。雖然本設(shè)計能夠在一定程度上實現(xiàn)對路燈的智能控制與調(diào)節(jié)，但是其本身仍然存在很多問題，比方：沒有在具體的電路板上進(jìn)行試驗，缺乏實踐的檢驗；本錢過高等。致謝經(jīng)過長時間的努力，我的畢業(yè)設(shè)計終于完成了。但是坦白的說，這個設(shè)計不是完美的，還有很多的地方需要完善和改良。在設(shè)計的過程中雖然辛苦，但是辛苦中也包含著快樂。特別是在編程的時候，每想到一個好的思路，好的方法，無不沖動不已。調(diào)試程序的時候，經(jīng)常會出現(xiàn)山窮水盡疑無路，柳暗花明又一村的情況，身心疲憊的自己頓時又振作起來。最后，我由衷地感謝我的母校河南科技學(xué)院，她為我們的學(xué)習(xí)成長創(chuàng)造了如此好的環(huán)境。我由

46、衷地感謝師長們對我默默無聞的幫助及潛移默化的影響，為我將來的開展奠定了堅實的根底；我還要由衷地感謝身邊的同學(xué)對我的無私關(guān)心與支持，給我大量的珍貴意見?？傊业漠厴I(yè)設(shè)計能夠完成，無不凝聚了各位老師的大量辛勤的汗水。老師，您辛苦了！參考文獻(xiàn)1朱家義.C語言程序設(shè)計實例教程M.北京：清華大學(xué)出版社.20212賈振國.DS1820 及高精度溫度測量的實現(xiàn)J.北京：電子技術(shù)應(yīng)用.20003余永權(quán).單片機(jī)原理及應(yīng)用M. 北京：電子工業(yè)出版社.19974袁占生，白瑞鋒，楊像閩.電氣照明1-i能技術(shù)研究J.內(nèi)蒙古民族師院學(xué)報(自然科學(xué)版).20005胡興軍.開展中的智能照明系統(tǒng)J.光源與照明.2004 6仇

47、齊武.關(guān)于照明節(jié)能的措施和方法討論.北京：電子技術(shù)應(yīng)用.2000 7景春國,顧德英，舒冬梅.基于C+Builder的城市路燈無線數(shù)傳監(jiān)控軟件設(shè)計J.工業(yè)控制計算機(jī).2003,8張開羽,劉驪，呂楊.基于DALI協(xié)議的智能照明系統(tǒng)設(shè)計J.電子工程師.2004 9謝子殿,朱秀.基于單片機(jī)控制的智能化路燈節(jié)能裝置的設(shè)計J.微計算機(jī)信息.200510余發(fā)山.單片機(jī)原理及應(yīng)用技術(shù)M. 徐州：中國礦業(yè)大學(xué)出版社.200311賈振國. DS1820 及高精度溫度測量的實現(xiàn)J.電子技術(shù)應(yīng)用.200012余永權(quán).單片機(jī)原理及應(yīng)用M. 北京：電子工業(yè)出版社.1997附錄1：電路原理圖附錄2：重要源代碼模塊uchar

48、 read_0832(uchar channel) /讀取通道中模數(shù)轉(zhuǎn)化的值 uchar i,temp=0;channel=3;channel|=0 x01;CS=0;for(i=0;i=1;CLK=0;delay(2);CLK=1;for(i=0;i8;i+)temp=1;CLK=0;_nop_();if(DO=1)temp|=0 x01;elsetemp|=0 x00;_nop_();CLK=1;CS=1;return temp;void wlcd_com(uchar com) /向LCD1602中寫控制字en=0;rs=0;rw=0;P0=com;delay(1);en=1;delay(

49、1);en=0;void wlcd_data(uchar date)/向LCD1602中寫入數(shù)據(jù)en=0;rs=1;rw=0;P0=date;delay(1);en=1;delay(1);en=0;void bcdzhuanshi() /BCD轉(zhuǎn)十進(jìn)制uchar i;for(i=0;i7;i+)shidatai+1=bcddatai%16+(bcddatai/16)*10;void shizhuanbcd() /十進(jìn)制轉(zhuǎn)BCDuchar i;for(i=0;i7;i+)bcddatai=shidatai+1%10+(shidatai+1/10)*16;void writebyte(uchar

50、addr,uchar shuju)/DS1302寫一字節(jié)uchar i;uint temp=0;temp=shuju;temp=8;temp=temp+addr;SCLK=0;RST=1;for(i=0;i=1;SCLK=1;SCLK=0;RST=0;IO=1;uchar readbyte(uchar addr) /DS1302讀一字節(jié)uchar temp=0,i;temp=addr|0 x01;SCLK=0;RST=1;for(i=0;i=1;SCLK=1;SCLK=0;temp=0;for(i=0;i=1;if(IO)temp=temp|0 x80;elsetemp=temp|0 x00;

51、SCLK=1;SCLK=0;RST=0;IO=1;return temp;void write_1302() /寫入DS1302shizhuanbcd();writebyte(controladdr,0 x00); / 允許寫入writebyte(secondaddr,0 x80); / 停止跑時writebyte(trickleaddr,0 xa9); / 設(shè)置writebyte(yearaddr,bcddata0); / 寫入年份writebyte(monthaddr,bcddata1); / 寫入月份writebyte(dateaddr,bcddata2); / 寫入日期writebyt

52、e(houraddr,bcddata3); / 寫入小時writebyte(minuteaddr,bcddata4); / 寫入分鐘writebyte(dayaddr,bcddata6); / 寫入星期writebyte(secondaddr,bcddata5); / 寫入秒并啟動writebyte(controladdr,0 x80); / 寫保護(hù)void read_1302() /從DS1302讀出bcddata0=readbyte(yearaddr);bcddata1=readbyte(monthaddr);bcddata2=readbyte(dateaddr);bcddata3=rea

53、dbyte(houraddr);bcddata4=readbyte(minuteaddr);bcddata5=readbyte(secondaddr);bcddata6=readbyte(dayaddr);bcdzhuanshi();void display()/顯示DS1302中讀出的時間 wlcd_com(0 x80+0 x40); wlcd_data(tableshidata0/10); wlcd_data(tableshidata0%10); wlcd_data(tableshidata1/10); wlcd_data(tableshidata1%10); wlcd_data(tabl

54、e10); wlcd_data(tableshidata2/10); wlcd_data(tableshidata2%10); wlcd_data(table10); wlcd_data(tableshidata3/10); wlcd_data(tableshidata3%10); wlcd_com(0 x80+10); wlcd_data( ); wlcd_com(0 x80+9); wlcd_data(tableshidata7); wlcd_com(0 x80); wlcd_data(tableshidata4/10); wlcd_data(tableshidata4%10); wlcd

55、_data(table11); wlcd_data(tableshidata5/10); wlcd_data(tableshidata5%10); wlcd_data(table11); wlcd_data(tableshidata6/10); wlcd_data(tableshidata6%10);void init() /單片機(jī)初始化TMOD=0 x01;TH0=(65536-46080)/256;TL0=(65536-46080)%256;EA=1;ET0=1;TR0=1;EX0=1;IT0=1;PT0=1;void display1()/全電壓開啟顯示uchar i;wlcd_com(

56、0 x80+12);for(i=0;i4;i+)wlcd_data(tablei+28);void display2() /半電壓開啟顯示uchar i;wlcd_com(0 x80+12);for(i=0;i4;i+)wlcd_data(tablei+24);void display3()/全關(guān)顯示uchar i;wlcd_com(0 x80+12);for(i=0;i4;i+)wlcd_data(tablei+32);原文已完。下文為附加文檔，如不需要，下載后可以編輯刪除，謝謝！施工組織設(shè)計本施工組織設(shè)計是本著“一流的質(zhì)量、一流的工期、科學(xué)管理來進(jìn)行編制的。編制時，我公司技術(shù)開展部、質(zhì)檢科

57、以及工程部經(jīng)過精心研究、合理組織、充分利用先進(jìn)工藝，特制定本施工組織設(shè)計。工程概況：西夏建材城生活區(qū)27#、30#住宅樓位于銀川市新市區(qū)，橡膠廠對面。本工程由寧夏燕寶房地產(chǎn)開發(fā)開發(fā)，銀川市規(guī)劃建筑設(shè)計院設(shè)計。本工程耐火等級二級，屋面防水等級三級，地震防烈度為8度，設(shè)計使用年限50年。本工程建筑面積:27#m2;30# m2。室內(nèi)地坪 m為準(zhǔn)，總長27#m；30# m?？倢?7#m；30# m。設(shè)計室外地坪至檐口高度18.6 00m，呈長方形布置，東西向，三個單元。本工程設(shè)計屋面為坡屋面防水采用防水涂料。外墻水泥砂漿抹面，外刷淺灰色墻漆。內(nèi)墻面除衛(wèi)生間200300瓷磚，高到頂外，其余均水泥砂槳罩

58、面，刮二遍膩子；樓梯間內(nèi)墻采用50厚膠粉聚苯顆粒保溫。地面除衛(wèi)生間200200防滑地磚，樓梯間50厚細(xì)石砼1：1水泥砂漿壓光外，其余均采用50厚豆石砼毛地面。樓梯間單元門采用樓宇對講門，臥室門、衛(wèi)生間門采用木門，進(jìn)戶門采用保溫防盜門。本工程窗均采用塑鋼單框雙玻窗，開啟窗均加紗扇。本工程設(shè)計為節(jié)能型住宅，外墻均貼保溫板。本工程設(shè)計為磚混結(jié)構(gòu)，共六層。根底采用C30鋼筋砼條形根底，上砌MU30毛石根底，砂漿采用M10水泥砂漿。一、二、三、四層墻體采用M10混合砂漿砌筑MU15多孔磚；五層以上采用M混合砂漿砌筑MU15多孔磚。本工程結(jié)構(gòu)中使用主要材料：鋼材： = 1 * ROMAN I級鋼， = 2

59、 * ROMAN II級鋼；砼：根底墊層C10，根底底板、地圈梁、根底構(gòu)造柱均采用C30，其余均C20。本工程設(shè)計給水管采用PPR塑料管，熱熔連接；排水管采用UPVC硬聚氯乙烯管，粘接；給水管道安裝除立管及安裝IC卡水表的管段明設(shè)計外，其余均暗設(shè)。本工程設(shè)計采暖為鋼制高頻焊翅片管散熱器。本工程設(shè)計照明電源采用BV銅芯線，插座電源等采用BV4銅芯線；除客廳為吸頂燈外，其余均采用座燈。施工部署及進(jìn)度方案1、工期安排本工程合同方案開工日期：2004年8月21日，竣工日期：2005年7月10日，合同工期315天。方案2004年9月15日前完成根底工程，2004年12月30日完成主體結(jié)構(gòu)工程，2005年

60、6月20日完成裝修工種，安裝工程穿插進(jìn)行，于2005年7月1日前完成。具體進(jìn)度方案詳見附圖1施工進(jìn)度方案。2、施工順序 = 1 * GB2 根底工程工程定位線驗線挖坑釬探驗坑砂礫墊層的施工根底砼墊層刷環(huán)保瀝青 根底放線預(yù)檢砼條形根底刷環(huán)保瀝青 毛石根底的砌筑構(gòu)造柱砼地圈梁地溝回填工。 = 2 * GB2 結(jié)構(gòu)工程結(jié)構(gòu)定位放線預(yù)檢構(gòu)造柱鋼筋綁扎、定位隱檢磚墻砌筑50cm線找平、預(yù)檢柱梁、頂板支模預(yù)檢梁板鋼筋綁扎隱檢、開盤申請砼澆筑下一層結(jié)構(gòu)定位放線重復(fù)上述施工工序直至頂。 = 3 * GB2 內(nèi)裝修工程門窗框安裝室內(nèi)墻面抹灰樓地面門窗安裝、油漆五金安裝、內(nèi)部清理通水通電、竣工。 = 4 * GB