[信息與通信]模擬路燈控制系統(tǒng)的設計

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1、無錫職業(yè)技術學院畢業(yè)設計說明書模擬路燈控制系統(tǒng)的設計目錄1引言22總體方案設計23分電路設計和論證33.1按鍵、顯示模塊電路設計33.2．時鐘模塊53.3聲光報警模塊63.4信號采集模塊的設計73.5.路燈控制模塊93.6支路控制系統(tǒng)設計93.7.電源模塊123.8復位電路123.9恒流源模塊134軟件設計194.1流程圖194.2源程序235軟硬件系統(tǒng)的調試275.1硬件調試275.2軟件調試276附錄28附錄1系統(tǒng)原理圖28附錄2程序清單297參考文獻46469/29/2021無錫職業(yè)技術學院畢業(yè)設計說明書模擬路燈控制系統(tǒng)的設計目錄1引言22總體方案設計23分電路設計和論證33

2、.1按鍵、顯示模塊電路設計33.2．時鐘模塊53.3聲光報警模塊63.4信號采集模塊的設計73.5.路燈控制模塊93.6支路控制系統(tǒng)設計93.7.電源模塊123.8復位電路123.9恒流源模塊134軟件設計194.1流程圖194.2源程序235軟硬件系統(tǒng)的調試275.1硬件調試275.2軟件調試276附錄28附錄1系統(tǒng)原理圖28附錄2程序清單297參考文獻46469/29/2021無錫職業(yè)技術學院畢業(yè)設計說明書摘要：本系統(tǒng)以AVR低功耗單片機系列ATMEGA16L為核心組成支路控制系統(tǒng)，采用專用時鐘芯片實現精確的時鐘功能，設定并顯示開關燈時間。該控制系統(tǒng)能根據環(huán)境明暗變化自動開燈和

3、關燈，以達到節(jié)能要求。ATMEGA16L是一款高性能、低功耗的8位AVR微處理器，使系統(tǒng)在低功耗的狀態(tài)下穩(wěn)定工作。系統(tǒng)采用線路簡單、體積小的專用時鐘芯片DS1302，DS1302工作時功耗很低，保持數據和時鐘信息時功率小于1mW。使用DS1302不但使電路功耗降低，而且節(jié)省IO口資源。采用低功耗的字符型液晶作為顯示器件，顯示更為直觀。使用光敏電阻來檢測環(huán)境明暗的變化，光敏電阻在不同光強下電阻值會發(fā)生明顯變化，單片機內部AD采集電阻值的變化量達到檢測目的。采用對射式收發(fā)一體光電傳感器檢測物體的運動，使用靈敏光電傳感器更有效地實現在物體運動過程中路燈的自動控制，達到節(jié)能的要求。當路燈電

4、路出現故障時，單片機采集路燈電路采樣點的電壓后處理采集到的數據，實現自動報警功能。該系統(tǒng)基于可靠的硬件設計和穩(wěn)定的軟件算法實現題目基本要求。關鍵詞：ATMEGA16L功耗節(jié)能光電傳感器1引言1.1基于Atmeg16L單片機的路燈控制系統(tǒng)的研究當今單片機的發(fā)展相當迅速，產品更新?lián)Q代周期也越來越短，其結構不斷改進，功能日益增強，性能價格比越來越高。目前全世界單片機制造商有很多家，產品有很多系列。它們在我國均得到了廣泛使用。本課題中我所采用的ATmega16芯片是8位單片機的佼佼者。ATmega16是基于增強的AVRRISC結構的低功耗8位CMOS微控制器。由于其先進的指令集以及單時鐘周

5、期指令執(zhí)行時間，ATmega16的數據吞吐率高達1MIPS/MHz，從而可以緩減系統(tǒng)在功耗和處理速度之間的矛盾。路燈控制系統(tǒng)是生產生活和城市道路建設中必備的系統(tǒng)之一。根據設計題目要求，基于單片機為中心，通過Atmeg16l單片機實現對路燈定時開關及時間顯示的控制。光敏電阻部分電路通過可根據外界環(huán)境明暗的變化，能夠自動進行開燈和關燈。光電傳感器可以感應在一定范圍內移動的物體，產生信號送給單片機實現燈依次點亮的控制。通過對Atmeg16l單片機進行編程，使用單片機的兩個端口分別對兩只路燈進行控制，并設定不同的開燈和關燈時間。路燈故障時，支路控制器產生低電平，送入Atmeg16l單片機，

6、產生報警信號。并將燈的狀態(tài)等信息顯示在1602液晶屏上。由于本人水平有限，該課題設計并不完善，諸多的不足不妥之處難免存在。敬請讀者批評指正。2總體方案設計2.1.方案一：題目要求設計一個模擬路燈控制系統(tǒng)，實現支路控制器對單元控制器的有效控制。本系統(tǒng)采用ATMEGA16L單片機為主控芯片，采用對射式收發(fā)一體的光電傳感器采集由于物體運動所產生的信號，信號經單片機分析處理后控制路燈的亮滅,同時將時間顯示出來。支路控制器的時鐘采用精確的時鐘芯片并由字符型液晶作為顯示，利用按鍵設定、修改開關燈時間。系統(tǒng)采用光敏電阻分壓的方式感應周圍環(huán)境明暗的變化，支路控制系統(tǒng)采集分壓值經單片機處理后來控制路

7、燈的變化。當路燈出現故障后路燈電路中采樣點的電壓值會發(fā)生變化，單片機根據變化量進行相應的處理。將地址編號顯示在1602液晶屏上,并且實現聲光報警。2.2.方案二：與方案一不同的是方案二選用AT89S52芯片，采用紅外對管對物體的移動進行檢測，時鐘由單片機定時器實現。方案比較：與AT89S52相比，ATMEGA16L在性能上具有明顯的優(yōu)勢，可選用的資源也多得多。故采用方案一。本系統(tǒng)以ATMEGA16L為控制核心。整個系統(tǒng)硬件框圖如圖1所示：469/29/2021無錫職業(yè)