【正文】 用是使每個(gè)用戶輪流供電時(shí)間顯示出來(lái)。該方案主要由四部分構(gòu)成： ；一 是單片機(jī) AT89C52系統(tǒng)，這是整個(gè)系統(tǒng)的核心部分 ，用戶輪流承擔(dān)路燈點(diǎn)亮的任務(wù)由單片機(jī)的指令來(lái)實(shí)現(xiàn)完成。因此，在某種意義上說(shuō)，電費(fèi)即用電量（度數(shù)），而用電量即電能 =功率 小時(shí)（即時(shí)間），所以在電器功率一定的前提下，電費(fèi)的分配就是時(shí)間的分配問(wèn)題，也就是說(shuō)，每戶承擔(dān)一定時(shí)間的路燈供電任務(wù)。 第四章是抗干擾設(shè)計(jì)，介紹了采用硬件和軟件結(jié)合的方式盡可能降低干擾。 全文將 分為四章。住宅公用路燈用電量分配裝置正是為了徹底解決樓道路燈的費(fèi)用分擔(dān)問(wèn)題而設(shè)計(jì)的。隨之而來(lái)的問(wèn)題是，原來(lái)單位住宅樓是由單位安裝路燈并由單位負(fù)責(zé)繳費(fèi)的，樓內(nèi) 2 居住的單位職工不用擔(dān)心沒(méi)路燈和收繳費(fèi)用的問(wèn)題；而商品樓內(nèi)的住戶來(lái)自不同的單位，要不要安裝路燈？裝了路燈后費(fèi)用如何收??？這就出現(xiàn)了所謂的路燈問(wèn)題。為滿足不同的要求，出現(xiàn)了高速、大尋址范圍、強(qiáng)運(yùn)算能力和多機(jī)通信能力的 16 位、 32位、 64 位通用型單片機(jī)，小型廉價(jià)型、外圍系統(tǒng)集成的專用型單片機(jī)，以及形形色色各具特色的現(xiàn)代單片機(jī) [6]。不但擁有完善的總線結(jié)構(gòu)（ 8位數(shù) 據(jù)總線、 16 位地址總線及相應(yīng)的控制總線，通信總線，擴(kuò)展總線）還有完善的指令系統(tǒng) [1]。特別是近 20 年時(shí)間里，計(jì)算機(jī)技術(shù)獲得飛速的發(fā)展，計(jì)算機(jī)在工農(nóng)業(yè)，科研，教育，國(guó)防和航空航天領(lǐng)域獲得了廣泛的應(yīng)用，計(jì)算機(jī)技術(shù)已經(jīng)是一個(gè)國(guó)家現(xiàn)代科技水平的重要標(biāo)志。為使單片機(jī)能自動(dòng)完成某一特定任務(wù)，必須把要解決的問(wèn)題編成一系列指令（這些指令必須是選定單片機(jī)能識(shí)別和執(zhí)行的指令），這一系列指令的集合就成為程序，程序需要預(yù)先存放在具有存儲(chǔ)功能的部件 —— 存儲(chǔ)器中。軟件特征是指指令系統(tǒng)特性和開(kāi)發(fā)支持環(huán)境，指令特性即我們熟悉的單片機(jī)的尋址方式，數(shù)據(jù)處理和邏輯處理方式，輸入輸出特性及對(duì)電源的要求等等。 由此來(lái)看，單片機(jī)有著一般微處理器（ CPU）芯片所不具備的功能，它可單 獨(dú)地完成現(xiàn)代工業(yè)控制所要求的智能化控制功能，這是單片機(jī)最大的特征。單片機(jī)的邏輯控制功能及運(yùn)行速度均高于同一檔次的微機(jī)。單片機(jī)把各功能部件集成在一塊芯片上，內(nèi)部采用總線結(jié)構(gòu)，減少了各芯片之間的連線，大大提高了單片機(jī)的可靠性與抗干擾能力。所以，單片機(jī)是典 型的嵌人式系統(tǒng)，是嵌入式系統(tǒng)低端應(yīng)用的最佳選擇 [2]。同時(shí)，學(xué)習(xí)使用單片機(jī)是了解計(jì)算機(jī)原理與結(jié)構(gòu)的最佳選擇。 INTEL 的 Z80是最早按照這種思想設(shè)計(jì)出的處理器，從此以后，單片機(jī)和專用處理器的發(fā)展便分道揚(yáng)鑣。 securities。系統(tǒng)以 AT89C52單片機(jī)為核心，利用其指令來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)住宅公用路燈用電量的自 動(dòng)分配 . 住宅公用路燈用電量分配裝置具有低功耗；可靠性；安全性；低成本等特點(diǎn)。 目 錄 摘 要 ................................................................... I ABSTRACT ................................................................ II 第 1 章 緒 論 ............................................................. 1 單片機(jī)的概念 ........................................................ 1 單片機(jī)的工作過(guò)程 .................................................... 2 單片機(jī)的發(fā)展 ........................................................ 3 本文研究 的內(nèi)容及意義 ................................................ 3 設(shè)計(jì)指標(biāo) ............................................................ 4 本課題的主要工作 .................................................... 4 第 2 章 路燈用電分配裝置的硬件設(shè)計(jì) ........................................ 5 用電量的分配原理 .................................................... 5 方案的選擇與論證 .................................................... 6 主控單片機(jī)芯片的選擇和介紹 .......................................... 7 AT89C52 的概述及功能特性 ........................................ 8 時(shí)鐘電路 ....................................................... 11 . 3 芯片擦除 ...................................................... 12 復(fù)位電路 ....................................................... 12 2. 4 路燈按鈕電路的設(shè)計(jì) ................................................ 13 光耦合隔離電路 ..................................................... 14 執(zhí)行分配的繼電器電路的 設(shè)計(jì) ......................................... 15 數(shù)碼管顯示電路設(shè)計(jì) ................................................. 15 系統(tǒng)可靠性問(wèn)題的設(shè)計(jì) ............................................... 16 長(zhǎng)期運(yùn)行需要考慮的安全性問(wèn)題 ................................... 16 看門狗電路設(shè)計(jì) ................................................. 17 第 3 章 軟件設(shè)計(jì) ......................................................... 19 主程序流程圖及分析 ................................................. 19 中斷子程序流程圖及分析 ............................................. 20 定時(shí)器子程序流程圖及分析 ....................................... 20 外部中斷子程序流程圖及程序 ..................................... 22 數(shù)碼管顯示子程序及分析 ......................................... 24 總程序 ............................................................. 24 第 4 章 抗干擾設(shè)計(jì) ...................................................... 29 干擾產(chǎn)生的原因 ..................................................... 29 干擾源 ......................................................... 29 干擾傳輸途徑 ................................................... 29 抗干擾設(shè)計(jì) ......................................................... 30 結(jié) 論 ................................................................... 32 參考文獻(xiàn) ................................................................ 33 致 謝 ................................................................... 34 附錄 B 程序 清單 .......................................................... 35 I 摘 要 隨著住房制度改革的深入，越來(lái)越多的居民買了商品房，原來(lái)的單位住宅樓的公用路燈費(fèi)用是由單位出資的，而商品住宅樓內(nèi)的居民來(lái)自不同的單位，要不要安裝路燈？安裝路燈后費(fèi)用如何解決？ “ 住宅公用路燈用電量分配裝置 ” 是為了解決商品住宅樓內(nèi)公用路燈的收繳費(fèi)用問(wèn)題。此裝置的設(shè)計(jì)包括系統(tǒng)硬件框圖結(jié)構(gòu)，部分主要功能模塊（單片機(jī)芯片 AT89C52，復(fù)位及看門狗電路 MAX813L，繼電器接口電路 ,數(shù)碼管顯示電路 等組成）和單元電路，軟件編程思想及設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮和解決的幾個(gè)主要問(wèn)題。 dependability。最早的設(shè)計(jì)理念是通過(guò)將大量外圍設(shè)備和 CPU集成在一個(gè)芯片中， 使計(jì)算機(jī)系統(tǒng) 更小，更容易集成進(jìn)復(fù)雜的而對(duì)體積要求嚴(yán)格的控制設(shè)備當(dāng)中。 它的體積小、質(zhì)量輕、價(jià)格便宜，為學(xué)習(xí)、應(yīng)用和開(kāi)發(fā)提供了便利條件。因而在工業(yè)測(cè)控領(lǐng)域中，單片機(jī)系統(tǒng)是最理想的控制系統(tǒng)。 （ 2）集成度高、體積小、有很高的可靠性。為了滿足工業(yè)控制的要求，一般單片機(jī)的指令 系統(tǒng)中均有極豐富的轉(zhuǎn)移指令、 I/O 口的邏輯操作以及位處理功能。 2 （ 6）單片機(jī)的系統(tǒng)擴(kuò)展和系統(tǒng)配置較典型、規(guī)范，容易構(gòu)成各種規(guī)模的應(yīng)用系統(tǒng)。這里的技術(shù)特征包括功能特性、控制特性和電氣特性等等，這些信息需要從生產(chǎn)廠商的技術(shù)手冊(cè)中得到。 單片機(jī)的 工作過(guò)程 單片機(jī)自動(dòng)完成賦予它的任務(wù)的過(guò)程，也就是單片機(jī)執(zhí)行程序的 過(guò)程，即一條條執(zhí)行的指令的過(guò)程，所謂指令就是把要求單片機(jī)執(zhí)行的各種操作用的命令的形式寫下來(lái)，這是在設(shè)計(jì)人員賦予它的指令系統(tǒng)所決定的，一條指令對(duì)應(yīng)著一種基本操作；單片機(jī)所能執(zhí)行的全部指令，就是該單片機(jī)的指令系統(tǒng)，不同種類的單片機(jī)，其指令系統(tǒng)亦不同。 單片機(jī)的發(fā)展 1946 年第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)誕生至今，依靠微電子技術(shù)和半導(dǎo)體技術(shù)的進(jìn)步，從電子管—— 晶體管 —— 集成電路 —— 大規(guī)模集成電路，使得計(jì)算機(jī)體積更小，功能更強(qiáng)。雖然它仍是 8位的單片機(jī)，但是其功能卻有很大的增強(qiáng)。單片機(jī)已成為工業(yè)控制領(lǐng)域中普遍采用的智能化控制工具 ， 小到玩具、家電行業(yè)，大到車載、艦船電子系統(tǒng)，遍及計(jì)量測(cè)試、工業(yè)過(guò)程控制、機(jī)械電子、金融電子、商用 電子、辦公自動(dòng)化、工業(yè)機(jī)器人、軍事和航空航天等眾多領(lǐng)域。住宅小區(qū)的建設(shè)水平也在日益提高，不僅規(guī)劃設(shè)計(jì)合理、功能齊全、配套完善，而且環(huán)境優(yōu)美，深受城市居民的喜 愛(ài)，其中住宅小區(qū)的路燈對(duì)小區(qū)作用尤其是夜間照明的作用越來(lái)越受到人們的重視。 鑒于以上情況 ,樓道路燈問(wèn)題正日益成為住房商品化后的一大難題。 本課題的主要工作 詳細(xì)分析課題任務(wù)，對(duì)單片機(jī)在用電量分配原理應(yīng)用這方面進(jìn)行深入的研究，結(jié)合所學(xué)的知識(shí)根據(jù)課題任務(wù)設(shè)計(jì)出實(shí)現(xiàn)公用路燈的硬件原理圖和軟件，達(dá)到設(shè)計(jì)的要求。 第三章軟件設(shè)計(jì)，分為 2個(gè)部分，一部分是分析流程，一部分是軟件編程 。 眾所周知，電費(fèi)是按照用電度數(shù) 每度單位電費(fèi)計(jì)算的。這里關(guān)鍵是各開(kāi)關(guān)的控制問(wèn)題，要求每次上個(gè)開(kāi)關(guān)斷開(kāi)后，下個(gè)開(kāi)關(guān)接通，并在任何時(shí)刻只允許有一個(gè)開(kāi)關(guān)處于接通狀態(tài) .假設(shè)電費(fèi)用 F 表示，電價(jià)用 J 表示，用電度用 W 表示，路燈功率用 P 表示（ KW），點(diǎn)燈總時(shí)間用 t表示（ h），則各物理量之間的關(guān)系為： F=WJ ， W=Pt 如果有 n住戶分?jǐn)傠娰M(fèi)，則每戶所承擔(dān)的電費(fèi) F1=F/n=WJ/n=PtJ/n=P （ t/n）J [3] 圖 用電量分配原理圖 電表 2 電表 n 電表 1 路燈 1 路燈 n S1 Sn 各開(kāi)關(guān)依次分時(shí)閉合 相線 零線 表 1 用戶側(cè) 用電量分配裝置 零線 2 方案的選擇與論證 方案 一 ：采用單片機(jī)為主的設(shè)計(jì)方案。 四是數(shù)碼管顯示電路。 按照用電量分配原理和分配裝置的用途，在設(shè)計(jì)系統(tǒng)方案時(shí)至少要考慮以下一些因素 : 圖 光線 光電傳感器 A/D 轉(zhuǎn)換器 PLC 電 表 路燈 放大器 2 功能因素。這樣才能為住戶所認(rèn)可，才有市場(chǎng)推廣價(jià)值。從成本方面來(lái)比較，方案 二 的投資較大，相比下方案 一