模擬路燈控制系統(tǒng) 電子與通信專業(yè)畢業(yè)論文 畢業(yè)設(shè)計(jì)

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1、瀘州職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)報(bào)告模擬路燈控制系統(tǒng)學(xué)生姓名所在系班級(jí)專業(yè)指導(dǎo)教師2009年11月15日摘要摘要?本作品是具有自動(dòng)化程度高、運(yùn)行可靠、使用維護(hù)方便的照明控制系統(tǒng)，為城市路燈現(xiàn)代化提供了一些參考方案。系統(tǒng)采用STC單片機(jī)為核心的最小系統(tǒng)板，設(shè)計(jì)了模擬路燈控制系統(tǒng)?？刂葡到y(tǒng)采用定時(shí)器設(shè)定時(shí)鐘功能，設(shè)定、顯示開關(guān)燈時(shí)間；用了基于555為核心的紅外傳感器檢測(cè)物體的定位。路燈單元控制系統(tǒng)采用恒流源供電，具有輸出功率調(diào)整功能，并能定時(shí)調(diào)整功率。闡述了基于單片機(jī)模擬路燈控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的設(shè)計(jì)思想、方法及過程。該模

2、擬控制系統(tǒng)，能有效的節(jié)約能源，減少照燈具的損耗。以STC89C51RC為核心，利用時(shí)鐘控制LED燈的開關(guān)時(shí)間段，通過紅外感應(yīng)模塊將物體運(yùn)動(dòng)的信號(hào)通過555的TTL高低電平輸入單片機(jī)，并通過三紅外線輸入的情況判斷物體運(yùn)行方向，再控制LED燈的開關(guān)情況。并完成四方面的功能：時(shí)間設(shè)定功能，環(huán)境明暗判斷，獨(dú)立控制功能，交通條件控制功能。顯示部分用LCD液晶顯示，要求能顯示實(shí)時(shí)時(shí)間以及對(duì)路燈設(shè)置的開關(guān)燈時(shí)。關(guān)鍵詞：STC89C51單片機(jī)紅外傳感器1602液晶顯示器DS1302NE555II目錄目錄第一章緒論11.

3、1概述11.2系統(tǒng)的性能要求及特點(diǎn)1第二章系統(tǒng)分析及硬件設(shè)計(jì)32.1系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路與方案比較論證。32.2各個(gè)模塊的硬件電路設(shè)計(jì)42.2.1物體感應(yīng)模塊設(shè)計(jì)52.2.2時(shí)鐘模塊設(shè)計(jì)72.2.3中央控制模塊設(shè)計(jì)82.2.4顯示模塊設(shè)計(jì)92.2硬件系統(tǒng)原理圖11第三章軟件設(shè)計(jì)與調(diào)試123.1系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路123.2系統(tǒng)各部分子程序設(shè)計(jì)123.2.1主程序設(shè)計(jì)123.2.2紅外中斷與查詢子程序設(shè)計(jì)123.2.3按鍵設(shè)定程序設(shè)計(jì)143.3整體系統(tǒng)的軟件調(diào)試15總結(jié)16致謝17參考文獻(xiàn)18附錄19II第一章緒論第一章

4、緒論1.1概述城市照明工程作為城市公共設(shè)施的重要組成部分，對(duì)完善城市功能，改善城市人居環(huán)境，提高人民生活水平發(fā)揮著重要作用。近年來，隨著城區(qū)總面積的不斷擴(kuò)大，道路照明設(shè)施也隨著變化。為方便廣大市民夜間出行，美化城市環(huán)境，市路燈管理如果管理不當(dāng)，那將會(huì)浪費(fèi)多少能源。路燈管理的方便性和路燈節(jié)能對(duì)一個(gè)城市而言非常重要。隨著人們對(duì)節(jié)能環(huán)保的訴求越來越高，以及十城萬(wàn)盞半導(dǎo)體照明工程的啟動(dòng)，我國(guó)基本確定了以LED室外照明為主攻方向。其中，LED路燈備受矚目，被政府視為推動(dòng)照明應(yīng)用市場(chǎng)的重要切入點(diǎn)。模擬路燈控制系統(tǒng)是

5、生產(chǎn)生活和城市道路建設(shè)中必備的系統(tǒng)之一。根據(jù)設(shè)計(jì)題目要求，我們以單片機(jī)為中心，通過AT89C51單片機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)路燈定時(shí)開關(guān)及時(shí)間顯示的控制。紅外傳感器部分電路通過可根據(jù)外界環(huán)境明暗的變化，能夠自動(dòng)進(jìn)行開燈和關(guān)燈。紅外傳感器可以接收物體在一定范圍內(nèi)發(fā)出的紅外線，因此，將紅外傳感器置于適當(dāng)位置，便可實(shí)現(xiàn)燈依次點(diǎn)亮的控制。通過對(duì)AT89C51單片機(jī)進(jìn)行編程，使用單片機(jī)的兩個(gè)端口分別對(duì)兩只路燈進(jìn)行控制，并設(shè)定不同的開燈和關(guān)燈時(shí)間。最終，達(dá)到所要求設(shè)計(jì)的各項(xiàng)指標(biāo)。1.2系統(tǒng)的性能要求及特點(diǎn)模擬路燈控制統(tǒng)應(yīng)能達(dá)到以下

6、功能要求：（1）系統(tǒng)有時(shí)鐘功能，能設(shè)定、顯示開關(guān)燈時(shí)間。（2）系統(tǒng)應(yīng)能根據(jù)環(huán)境明暗變化，自動(dòng)開燈和關(guān)燈。（3）系統(tǒng)應(yīng)能根據(jù)交通情況自動(dòng)調(diào)節(jié)亮燈狀態(tài)。（4）系統(tǒng)能控制兩盞路燈的開燈和關(guān)燈時(shí)間。圖1路燈布置示意圖（單位：cm）1第二章系統(tǒng)分析及硬件設(shè)計(jì)第二章系統(tǒng)分析及硬件設(shè)計(jì)2.1系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路與方案比較論證。2.1.1系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路根據(jù)題目要求，經(jīng)過仔細(xì)分析，參考硬件軟件因素，大致可以將本系統(tǒng)分為：物體感應(yīng)模塊，時(shí)鐘模塊，中央控制模塊，按鍵控制模塊，顯示模塊。如圖2-1所示顯示模塊中央控制模塊時(shí)鐘模塊物體感應(yīng)

7、模塊物體感應(yīng)模塊物體感應(yīng)模塊按鍵控制模塊圖2-1系統(tǒng)整體框圖2.1.2方案論證與確立1、央控制模塊方案一：采用單片機(jī)控制，利用利用以C51系列為核心的單片機(jī)系統(tǒng)控制兩盞LED開關(guān)燈時(shí)間，利用單片機(jī)的內(nèi)部時(shí)鐘與外部中斷能夠滿足系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求，且成本較低，適合路燈系統(tǒng)的大規(guī)模建設(shè)。方案二：采用FPGA和單片機(jī)相結(jié)和的方式路燈的控制，由于本系統(tǒng)只需要實(shí)現(xiàn)對(duì)兩盞LED燈的控制，不需要大規(guī)模的FPGA。方案三：全部采用模擬電路模塊時(shí)間。由于本系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求時(shí)間判斷，環(huán)境判斷，獨(dú)立控制等邏輯功能，使用模擬電路導(dǎo)致電路的

8、龐大復(fù)雜。2、物體感應(yīng)模塊37第二章系統(tǒng)分析及硬件設(shè)計(jì)方案一：利用紅外線的物理性質(zhì)來進(jìn)行測(cè)量的傳感器。紅外線又稱紅外光，它具有反射、折射、散射、干涉、吸收等性質(zhì)。任何物質(zhì)，只要它本身具有一定的溫度（高于絕對(duì)零度），都能輻射紅外線。紅外線傳感器測(cè)量時(shí)不與被測(cè)物體直接接觸，因而不存在摩擦，并且有靈敏度高，響應(yīng)快等優(yōu)點(diǎn)。方案二：采用超聲波感應(yīng)，超聲波傳感器是利用超聲波的特性研制而成的傳感器。超聲波是一種振動(dòng)頻率高于聲波的機(jī)械波，由換能晶片電在壓的