智能路燈論文

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1、摘要：智能路燈系統(tǒng)以AT89C51單片機(jī)為控制核心，系統(tǒng)采用線路簡單、體積小的專用時鐘芯片DS1302,使用DS1302不但使電路功耗降低，而且節(jié)省10口資源。采用光敏電阻檢測環(huán)境的明暗變化，根據(jù)外界亮度的不同自動調(diào)節(jié)路燈亮滅。同吋具有定吋模式，在定吋模式下系統(tǒng)點亮一半路燈。配有吋間設(shè)定鍵盤和手動控制按鍵，采用常用的七段數(shù)碼管作為顯示器件。該系統(tǒng)可以通過TLC2543模數(shù)轉(zhuǎn)換器和光皺電阻來獲取外界亮度，定時模式時間段設(shè)定等功能，通過內(nèi)部的控制邏輯實現(xiàn)路燈的亮滅控制。具冇較好的實用價值。第一章緒論城由路燈管理工作是城山Wj政工程管理的重要任務(wù)之一，E速發(fā)展的現(xiàn)代化城市需要具有自

2、動化程度高，運行可靠，使用維護(hù)方便的照明控制系統(tǒng)。特別是在能源急劇消耗的今天，節(jié)能已經(jīng)成為不可逃避的問題。利用89系列單片機(jī)，設(shè)計比較方便，計算處理也較簡單，并且在時間精度方面也能達(dá)到日常使用的要求。路燈控制系統(tǒng)分為兩大類：一類是用使用光敏電阻的感光性產(chǎn)生電信號控制，一類是使用DS1302時鐘芯片控制。設(shè)計特點各不相同，因而用途也不同。我通過簡單的合成可以使路燈系統(tǒng)同時具有以上兩種特性，在51系列單片機(jī)的邏輯控制下完成對路燈開關(guān)的任務(wù)。通過I/O口的按鍵可以調(diào)整實時時間，點亮路燈吋間，熄滅路燈時間。本設(shè)計硬件電路簡單成木低，性能可靠，操作簡單，實現(xiàn)了51單片機(jī)在在智能控制當(dāng)中

3、的應(yīng)用。具休要求：(1)支路控制器有時鐘功能，能設(shè)定、顯示進(jìn)入定時模式的時間(2)支路控制器應(yīng)能根據(jù)壞境明暗變化，自動開燈和關(guān)燈。(3)支路控制器能分別獨立控制每只路燈的開燈和關(guān)燈時間。按照系統(tǒng)要求，可以將整個系統(tǒng)分為四個模塊來設(shè)計：(1)單片機(jī)最小系統(tǒng)，其中包括相應(yīng)按鍵設(shè)計；(2)七段數(shù)碼管顯示模塊；(3)DS1302時鐘模塊設(shè)計;(4)TLC2543模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊和光敏屯阻采樣屯路設(shè)計。第二章方案設(shè)計【方案一】：采用數(shù)字電路實現(xiàn)。數(shù)字電路結(jié)構(gòu)簡單，響應(yīng)速度快。但處理能力有限，木文要求控制器需實現(xiàn)的功能很多，數(shù)字電路不易實現(xiàn)?！痉桨付浚翰捎肁T89C51作為主控制單片機(jī)。該

4、芯片功能強(qiáng)大，具冇足夠快的速度；有各種同步串行接II、足夠的內(nèi)部ROM和RAM,以減小控制系統(tǒng)的物理尺寸，具有看門狗功能和穩(wěn)定的電源，可以很方便的實現(xiàn)我所需功能，利用其強(qiáng)大的功能不僅可以簡化碩件電路而口還可以大幅度提高系統(tǒng)運行速度?！痉桨溉浚簯?yīng)用ARM,ARM是一種功耗很低的高性能處理器，技術(shù)具有性能高、成本低和能耗省的特點。方便、安全、高效。但ARM編程較復(fù)雜，我很難常握,且開發(fā)板價格較高。綜合第一章要求和性價比我選擇方案二為本系統(tǒng)的最終方案，根據(jù)設(shè)計要求并綜合各方面因素，決定用動態(tài)掃描法實現(xiàn)LED數(shù)字顯示，使用DS1302時鐘芯片完成定吋計算，用TLC2543模數(shù)轉(zhuǎn)換器

5、完成光強(qiáng)信號的采集。整體框圖如下圖所示:2.1單片機(jī)電路設(shè)計本設(shè)計曲于要求必須使用單片機(jī)作為系統(tǒng)的主控制器，而且以單片機(jī)為主控制器的設(shè)計，可以容易地將計算機(jī)技術(shù)和測量控制技術(shù)結(jié)合在一起，組成新型的只需要改變軟件程序就可以更新?lián)Q代的“智能化測量控制系統(tǒng)”。這種新型的智能儀表在測量過程口動化、測量結(jié)果的數(shù)據(jù)處理以及功能的多樣化方面，都取得了巨大的進(jìn)展。再則由于系統(tǒng)沒有其它高標(biāo)準(zhǔn)的要求，又考慮到木設(shè)計屮程序部分比較大，根據(jù)總體方案設(shè)計的分析，設(shè)計這樣一個簡單的的系統(tǒng)，由于系統(tǒng)的采樣精度較高，因此選用片外AD芯片，擬采用12位AD芯片，由于應(yīng)用程序不大，應(yīng)用程序直接存儲存片內(nèi)，不用在

6、外部擴(kuò)展存儲器，這樣電路也可簡化。AT89C51單片機(jī)是把那些作為控制應(yīng)用所必需的基本內(nèi)容都集成在一個尺寸有限的集成電路芯片上。如果按功能劃分，它由如下功能部件組成，即微處理器(CPU)、數(shù)據(jù)存儲器(RAM)、程序存儲器(ROM)、并行I/O口(4個8位I/O口)、吊行口、定時器/計數(shù)器、中斷系統(tǒng)及特殊功能寄存器。它們都是通過片內(nèi)單一總線連接而成，英基本結(jié)構(gòu)依舊是微處理器(CPU)加上外圍芯片的傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)模式。但對各種功能部件的控制是采用特殊功能寄存器的集中控制方式，以實現(xiàn)不同的功能。具有以下主要特性：?與MCS-51兼容?4K字節(jié)可編程閃爍存儲器壽命:1000寫/擦循環(huán)數(shù)據(jù)保

7、留吋間：10年?全靜態(tài)工作：0Hz-24Hz?三級程序存儲器鎖定?128*8位內(nèi)部RAM?32可編程1/0線?兩個16位定時器/計數(shù)器?5個屮斷源?可編程串行通道?低功耗的閑置和掉電模式?片內(nèi)振蕩器和時鐘電路2.1.1微處理器(CPU)AT89C51單片機(jī)中有一個8位的微處理器，與通用的微處理器基木和同，同樣包括了運算器和控制器兩大部分，只是增加了面向控制的處理功能，不僅可處理數(shù)據(jù)，還可以位變量的處理。2.1.2數(shù)據(jù)存儲器(RAM)數(shù)據(jù)存儲器空間分為片內(nèi)與片外兩部分。當(dāng)AT89C51單片機(jī)的片內(nèi)RAM不