【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 ，電容的電壓緩慢上升直到vcc，沒到vcc時(shí)芯片復(fù)位腳近似低電平，于是芯片復(fù)位，接近vcc時(shí)芯片復(fù)位腳近高電平，于是芯片停止復(fù)位，復(fù)位完成。如圖所示，當(dāng)給系統(tǒng)上電時(shí)C1有一個(gè)充電放電的過程，放電過程中會(huì)產(chǎn)生一個(gè)高電平。單片機(jī)正常工作時(shí)，按下開關(guān)S1，RST端的電平為高電平，此時(shí)芯片也會(huì)產(chǎn)生一個(gè)高電平復(fù)位信號(hào)。 89C51 單片機(jī)鍵盤輸入模塊、顯示器的設(shè)計(jì)鍵盤分為編碼鍵盤和非編碼鍵盤，鍵盤上閉合鍵的識(shí)別由專門的硬件編碼器實(shí)現(xiàn)，并產(chǎn)生鍵編碼號(hào)或鍵值的稱為編碼鍵盤，比如計(jì)算機(jī)鍵盤；而非編碼鍵盤是靠軟件編程來識(shí)別的。在單片機(jī)組成的各種系統(tǒng)中，應(yīng)用最廣泛的就是非編碼鍵盤，本課題的設(shè)計(jì)也采用非編碼鍵盤。非編碼鍵盤又分成獨(dú)立鍵盤和行列式（矩陣式）鍵盤。獨(dú)立式鍵盤是指各按鍵相互獨(dú)立的接通一條輸入數(shù)據(jù)線，即每個(gè)按鍵都需接一個(gè)I/O口，各按鍵之間相互獨(dú)立，因此會(huì)占用比較多的I/O口，不適合在按鍵較多的場(chǎng)合應(yīng)用，但是電路簡(jiǎn)單。當(dāng)任何一個(gè)按鍵按下時(shí)，與之相連的輸入數(shù)據(jù)線即可讀入數(shù)據(jù)0，未按下時(shí)讀入1；而行列式（矩陣式）鍵盤以N個(gè)端口連接控制N*N個(gè)按鍵，實(shí)時(shí)在顯示器上顯示按鍵信息，省下來很多的I/O端口。矩陣式鍵盤用N條I/O線作為行線，N條I/O線作為列線組成的鍵盤。在行線和列線的每個(gè)交叉點(diǎn)上設(shè)置一個(gè)按鍵，這樣鍵盤上的按鍵就有N*N個(gè)，這種結(jié)構(gòu)可以有效的提高I/O的利用率，但是矩陣式鍵盤編程比較復(fù)雜，制圖較獨(dú)立式鍵盤繁雜。本課題的研究中，需要采用按鍵對(duì)時(shí)間和電壓值進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)置，不需要太多的按鍵，因此采用獨(dú)立式鍵盤進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)即可。如左下圖所示，如右下圖所示。單片機(jī)顯示器模塊，一般分為兩種。第一種是采用多個(gè)數(shù)碼管顯示，其利用二極管發(fā)光顯示字母和數(shù)字，因此亮度較大，價(jià)格低，接口設(shè)計(jì)也比較簡(jiǎn)單。但是它顯示的信息量有限，不能夠顯示漢字，工作電流也比較大，所以在應(yīng)用中會(huì)受到很大的限制。第二種是采用液晶顯示，它功耗低，使用壽命長(zhǎng)，不產(chǎn)生輻射污染，并且具有漢字顯示功能，不僅可以實(shí)現(xiàn)基本的顯示信息，還可以顯示各種符號(hào)豐富信息量，被廣泛應(yīng)用在單片機(jī)系統(tǒng)和智能儀器儀表中。通過對(duì)上述兩種顯示方式的對(duì)比，本課題系統(tǒng)采用第二種顯示模塊。為了克服LCD模板比較脆弱的特性，目前都已將LCD控制器、驅(qū)動(dòng)器、RAM、ROM和LCD顯示器用PCB連接到一起，我們稱之為液晶顯示模板（LCM）。組成的模塊可以以8位二進(jìn)制數(shù)的形式，生成32個(gè)字符。若用單片機(jī)進(jìn)行對(duì)LCM的控制，可向LCM輸入相應(yīng)的命令和數(shù)據(jù)，就可實(shí)現(xiàn)對(duì)所需內(nèi)容的顯示。LCM一般有包括8條數(shù)據(jù)線、3條控制線、3條電源線在內(nèi)的18個(gè)引腳。通過對(duì)各種類型液晶顯示器的分析對(duì)比，本課題可采用LCD12864液晶顯示器。，工作電流為2mA，低電壓低功耗，具有4位/8位并行、2線或3線串行多種接口方式，其接口簡(jiǎn)單，操作方便。本課題設(shè)計(jì)中，LCD12864的DB0DB7對(duì)應(yīng)P1口的各個(gè)引腳，RST接電源，CSCSDR/W、。LGM12641BS1R顯示電路如下：本章節(jié)，主要對(duì)景觀照明節(jié)能管理系統(tǒng)主電路進(jìn)行了設(shè)計(jì)，選取了接觸器、晶閘管、空氣開關(guān)和電氣隔離裝置的規(guī)格型號(hào)；也對(duì)實(shí)現(xiàn)按光亮度控制調(diào)壓供電系統(tǒng)通斷、按時(shí)段控制供電電壓幅值進(jìn)行了相應(yīng)的研究分析；為了保持電壓的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性，設(shè)計(jì)了電壓反饋環(huán)節(jié)，并利用數(shù)字控制調(diào)節(jié)器來調(diào)節(jié)電壓的穩(wěn)定性，保證了電壓的控制精度；本設(shè)計(jì)采用89C51單片機(jī)來進(jìn)行相應(yīng)的控制，本章也扼要的介紹了89C51單片機(jī)的功能及應(yīng)用，并設(shè)計(jì)出了復(fù)位和晶振電路，完成了單片機(jī)最小系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，同時(shí)也設(shè)計(jì)出了單片機(jī)鍵盤輸入模塊和顯示器，從而完成了對(duì)單片機(jī)最基本的設(shè)計(jì)。3 景觀照明光傳感器模塊及實(shí)時(shí)時(shí)鐘的設(shè)計(jì)為了實(shí)現(xiàn)照明管理系統(tǒng)按光亮度控制調(diào)壓系統(tǒng)的通斷和按時(shí)段控制供電電壓的幅值，系統(tǒng)中還需要光敏電阻來感測(cè)外界光亮度，需要電腦時(shí)鐘來確定準(zhǔn)確的時(shí)間，實(shí)現(xiàn)照明的智能化、節(jié)能化。照明調(diào)壓管理系統(tǒng)中，主要照明設(shè)施是燈泡，對(duì)傳感器的信號(hào)要求比人眼看到的數(shù)量要高的多。若要通過對(duì)外界光亮強(qiáng)度的感測(cè)控制照明調(diào)壓系統(tǒng)，則需要脈沖（開關(guān)）式光電開關(guān)傳感器和單片機(jī)來實(shí)現(xiàn)。當(dāng)外界環(huán)境較暗需要照明時(shí)，脈沖（開關(guān)）式光電開關(guān)傳感器給單片機(jī)一個(gè)觸發(fā)脈沖，使得單片機(jī)控制的主電路接觸器導(dǎo)通，照明電路開始工作。照明調(diào)壓管理系統(tǒng)中，主要照明設(shè)施是燈泡，對(duì)光亮度的信號(hào)要求比人眼看到的數(shù)量要高的多。通過參考文獻(xiàn)，發(fā)現(xiàn)光敏電阻5516可以滿足系統(tǒng)設(shè)計(jì)的要求。在外界環(huán)境較暗時(shí)，其電阻值為110M歐姆，外界環(huán)境較明亮?xí)r（100LX），它的阻值僅有幾百到幾千歐姆。其對(duì)光的敏感性與人眼對(duì)可見光的響應(yīng)很接近，只有人眼可感受到的光，都會(huì)引起光敏電阻5516阻值的變化。因此可對(duì)應(yīng)I2C BUS接口對(duì)應(yīng)I2C BUS接口使照明調(diào)壓管理系統(tǒng)能夠根據(jù)光照強(qiáng)度的范圍進(jìn)行編程，更好的優(yōu)化該感測(cè)系統(tǒng)。如下圖所示，當(dāng)有光照時(shí)，光敏電阻的阻值變小，比較器 3點(diǎn)的電壓降低，當(dāng)其低于比較器2點(diǎn)的電壓時(shí)，比較器LM358輸出低電平信號(hào)。當(dāng)沒有光照時(shí)，光敏電阻阻值變大，比較器3點(diǎn)電壓升高，高于比較器2點(diǎn)的電壓時(shí)，比較器LM358輸出高電平信號(hào)。滑動(dòng)變阻器可用來調(diào)節(jié)靈敏度。為了實(shí)現(xiàn)景觀照明節(jié)能管理系統(tǒng)能夠按照時(shí)段控制供電電壓的幅值，需要一個(gè)實(shí)時(shí)時(shí)鐘提供定時(shí)、測(cè)控。單片機(jī)根據(jù)實(shí)時(shí)時(shí)鐘顯示的時(shí)間的變化而改變對(duì)PWM的控制，從而控制了供電電壓。目前實(shí)時(shí)時(shí)鐘的集成電路有很多種，如DS130DS130PCF8485等，這些電路的接口比較簡(jiǎn)單，價(jià)格也相對(duì)便宜，均被廣泛的應(yīng)用在計(jì)時(shí)電路中，本課題只需要選擇合適的芯片即可。DS1302可實(shí)時(shí)顯示時(shí)間，可對(duì)年、月、日、時(shí)、分、秒進(jìn)行計(jì)時(shí)。它采用串行數(shù)據(jù)傳輸，可為掉電保護(hù)電源提供可編程的充電功能，并且可以關(guān)閉充電功能。本課題設(shè)計(jì)要求按照時(shí)段控制電壓幅值，可通過編程，設(shè)置電壓在不同時(shí)間段的不同幅值，夜間電壓值要相對(duì)高些，滿足景觀照明的需求，在白天時(shí)段，設(shè)置電壓值比較低，然后再配合按光亮度控制調(diào)壓系統(tǒng)的通斷，實(shí)現(xiàn)了景觀照明的節(jié)能化、智能化。本章節(jié)，主要就景觀照明系統(tǒng)按光亮度控制調(diào)壓系統(tǒng)的通斷和按時(shí)段控制供電電壓的幅值進(jìn)行了光敏電阻的選擇和時(shí)鐘模板的設(shè)計(jì)。選擇了對(duì)光的敏感性與人眼對(duì)可見光的響應(yīng)很接近的光敏電阻5516，實(shí)現(xiàn)了對(duì)外界光亮度的感測(cè)，把信號(hào)傳給單片機(jī)進(jìn)行對(duì)照明電路的控制。時(shí)鐘模板中，選用DS1302來進(jìn)行對(duì)時(shí)段電壓幅值的控制。使得照明電路電壓值在不同的時(shí)間段具有不同的幅值。4 景觀照明節(jié)能管理系統(tǒng)中同步檢測(cè)的設(shè)計(jì)近年來，雙向可控硅因其效率高、控制特性好、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)，獲得了快速的發(fā)展，已成為自動(dòng)控制領(lǐng)域中重要的組成部分。雙向可控硅是一種功率半導(dǎo)體器件, 也稱雙向晶閘管, 在單片機(jī)控制系統(tǒng)中, 可作為功率驅(qū)動(dòng)器件, 由于雙向可控硅沒有反向耐壓?jiǎn)栴}, 控制電路簡(jiǎn)單, 因此特別適合做交流無觸點(diǎn)開關(guān)使用。雙向可控硅接通的一般都是一些功率較大的用電器, 且連接在強(qiáng)電網(wǎng)絡(luò)中, 其觸發(fā)電路的抗干擾問題很重要,通常都是通過光電耦合器將單片機(jī)控制系統(tǒng)中的觸發(fā)信號(hào)加載到可控硅的控制極。為減小驅(qū)動(dòng)功率和可控硅觸發(fā)時(shí)產(chǎn)生的干擾,需要采用觸發(fā)電路。雙向可控硅是否得以成功應(yīng)用，關(guān)鍵在于其觸發(fā)電路。其觸發(fā)電路有兩種：移相觸發(fā)和過零觸發(fā)。移相觸發(fā)負(fù)載上的電壓時(shí)有缺角的正弦波，容易造成電源波形畸變，產(chǎn)生的高頻電磁波而干擾周圍電子設(shè)備的正常工作，因此觸發(fā)電路一般采用過零觸發(fā)。本課題的設(shè)計(jì)也采用過零觸發(fā)。過零觸發(fā)是指在電壓為零或零附近的瞬間接通。要采用過零觸發(fā)，電路還需正弦交流電過零檢測(cè)電路。過零檢測(cè)，是指交流電壓過零點(diǎn)被自動(dòng)檢測(cè)進(jìn)而產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)信號(hào)，使雙向可控硅在此時(shí)刻開始導(dǎo)通?，F(xiàn)在過零檢測(cè)技術(shù)與光耦隔離技術(shù)相結(jié)合，采用過零檢測(cè)給主芯片提供一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)的起點(diǎn)是零電壓，雙向可控硅導(dǎo)通角的大小就依靠這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。如下圖所示，當(dāng)正弦交流電壓接近于零時(shí)，光電耦合器U1的發(fā)光二極管截止，導(dǎo)致三極管Q1截止，三極管Q1的輸出端接反向器與單片機(jī)INT0引腳相連，再接一反向器與INT1引腳相連。在中斷服務(wù)子程序中使用定時(shí)器累計(jì)移相時(shí)間，然后向雙向可控硅發(fā)出同步觸發(fā)信號(hào)。從而實(shí)現(xiàn)照明電路得到完整的正弦波。為了實(shí)時(shí)的檢測(cè)電壓的穩(wěn)定性，景觀照明管理系統(tǒng)還增設(shè)了測(cè)電壓波形的示波器，可測(cè)得不同時(shí)間段的電壓波形，更加直接的清晰的了解到電壓的波動(dòng)情況，便于進(jìn)行調(diào)壓控制。景觀照明節(jié)能管理系統(tǒng)模型大體如下，通過光敏電阻對(duì)外界光環(huán)境的感測(cè)，給單片機(jī)發(fā)出信號(hào)，使其通過控制雙向可控硅和接觸器控制照明主電路的通斷，實(shí)現(xiàn)根據(jù)光亮強(qiáng)度控制調(diào)壓系統(tǒng)的通斷。另外，時(shí)鐘模板與單片機(jī)連接，對(duì)單片機(jī)進(jìn)行相應(yīng)的編程，讓其根據(jù)不同的時(shí)間設(shè)置照明電路不同的電壓幅值，從而實(shí)現(xiàn)了根據(jù)時(shí)間控制照明電路的通斷。另外，本課題設(shè)計(jì)了電壓反饋環(huán)節(jié)，將交流電壓通過整流電路、濾波電路轉(zhuǎn)換為直流電，在通過TLC549將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)傳給單片機(jī)，用單片機(jī)對(duì)照明電路電壓進(jìn)行調(diào)壓控制。從而，使照明電路實(shí)現(xiàn)了智能化，減少了電能的損耗。5 景觀照明節(jié)能管理系統(tǒng)的節(jié)能效果本課題設(shè)計(jì)中采用的是功率為18W的低壓鈉燈作為照明系統(tǒng)的照明裝置。低壓鈉燈的光源光效為140lm/w，而普通燈泡為20lm/w，因此選用的功率18W的低壓鈉燈進(jìn)行照明亮度大約相當(dāng)于120W的普通燈泡照明的亮度。景觀照明節(jié)能管理系統(tǒng)，設(shè)計(jì)的是能夠根據(jù)光亮度控制調(diào)壓系統(tǒng)的通斷，并可以按照時(shí)段控制照明電路的電壓幅值，使電能合理的利用，節(jié)能電能。本設(shè)計(jì)中，將時(shí)間段分為白天6:0018:00和夜間18:006:00兩個(gè)時(shí)間段。白天時(shí)段電壓為150V,另外根據(jù)外界環(huán)境光亮度控制照明的通斷，夜間時(shí)段電壓設(shè)為220V。以一年時(shí)間為例計(jì)算該景觀照明節(jié)能管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)的節(jié)能效果。景觀照明按安裝1000只照明設(shè)置來計(jì)算。采用普通燈泡進(jìn)行照明時(shí)，消耗的電能如下：1000只*120W/只*12小時(shí)/天*365天/年=525600000W/小時(shí)=525600度當(dāng)采用該景觀照明節(jié)能管理系統(tǒng)時(shí)，采用低壓鈉燈進(jìn)行照明，照明電路夜間電壓為220V，白天由于光亮度較大，照明電路電壓為0V，若遇天氣不好，外界較暗時(shí)，電壓為150V，按一年中有35天天氣不好需要照明來計(jì)算，該設(shè)計(jì)系統(tǒng)消耗的電能如下：1000只*12小時(shí)/天*（18W/只*365天/年+150*150/（220*220）*18W/只*35天/年）=通過對(duì)上述兩種照明方式的對(duì)比計(jì)算，得出了景觀照明節(jié)能管理系統(tǒng)的節(jié)能效果為：1（82355/525600）*100%=%，可見，通過采用該設(shè)計(jì)系統(tǒng)，可節(jié)省大量的電能。 結(jié) 論隨著畢業(yè)日子的臨近，我的畢設(shè)設(shè)計(jì)也基本上接近了尾聲。在這這學(xué)期差不多三個(gè)月的時(shí)間里，我完成了畢業(yè)設(shè)計(jì)的工作。在做畢業(yè)設(shè)計(jì)的整個(gè)過程中，我學(xué)到了很多知識(shí)，不只是局限于系統(tǒng)設(shè)計(jì)或編程作圖等專業(yè)技能，而它更多的是鍛煉了我的思考力和耐力。畢業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)大學(xué)本科學(xué)習(xí)階段一次非常難得的理論與實(shí)際相結(jié)合的機(jī)會(huì)，通過這次對(duì)景觀照明節(jié)能管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，我了解到自己對(duì)本專業(yè)認(rèn)識(shí)的局限性，自己很難將所學(xué)的知識(shí)與實(shí)際生活聯(lián)系起來；同時(shí)，通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)我也學(xué)到了很多東西，增加了我的專業(yè)知識(shí)與技能。在選完畢業(yè)設(shè)計(jì)課題后，我開始查閱各種文獻(xiàn)資料，了解所應(yīng)具有的知識(shí)。景觀照明節(jié)能管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，首先應(yīng)該明白大致的流程圖，懂得怎么去實(shí)現(xiàn)節(jié)能，而后就是選擇器件、編程和仿真。在選擇器件的時(shí)候，由于沒有設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，感覺無從下手，不知道選哪個(gè)，經(jīng)過劉老師的悉心指導(dǎo)，我漸漸有了頭緒，通過從網(wǎng)上查閱文獻(xiàn)資料，再根據(jù)實(shí)際應(yīng)用中的效果選擇合適的景觀照明管理系統(tǒng)的器件。編程時(shí)用的C語言，在編程的過程中，程序出現(xiàn)了一些差錯(cuò)，得到了同學(xué)的及時(shí)指正。接下來的仿真對(duì)我來說有點(diǎn)困難了，因?yàn)槲覍?duì)proteus軟件的作圖和仿真不太熟悉，應(yīng)用的不熟練，只好從網(wǎng)上下教程和找老師同學(xué)幫忙。經(jīng)過將近一個(gè)多月的學(xué)習(xí)練習(xí)，終于學(xué)會(huì)了proteus軟件的操作，完成了畢業(yè)設(shè)計(jì)的仿真工作。景觀照明節(jié)能管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了按照外界的光亮度進(jìn)行調(diào)壓系統(tǒng)的通斷和按照時(shí)段控制照明電路電壓的幅值。使照明設(shè)備在需要照明的時(shí)候發(fā)光，在不需要照明的時(shí)候關(guān)斷，并根據(jù)不同的時(shí)間段自動(dòng)照明設(shè)備的亮度。通過與普通照明電路進(jìn)行對(duì)比，%，很高程度了減少了電能的浪費(fèi)，實(shí)現(xiàn)資源的合理利用，同時(shí)也減少了開支，具有很高的實(shí)用價(jià)值。隨著科技的不斷發(fā)展，景觀智能照明節(jié)電裝置以后必將加入了更多的新技術(shù)，低耗能是今后照明節(jié)能的趨勢(shì)。本設(shè)計(jì)主要是根據(jù)季節(jié)、陽光的強(qiáng)弱和時(shí)間來控制景觀照明，在不影響正常照明的情況下，起到了一定節(jié)能效果。相信今后照明節(jié)能控制方式將日趨完善，產(chǎn)品將具有更高的可靠性和經(jīng)濟(jì)性，用更人性化的控制方式實(shí)現(xiàn)既能方便又能節(jié)能的效果。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的過程是我對(duì)大學(xué)四年所學(xué)知識(shí)的再次學(xué)習(xí)、提高專業(yè)知識(shí)的過程，在論文中我充分利用大學(xué)所學(xué)的知識(shí)，讓我對(duì)本科所學(xué)的知識(shí)有了進(jìn)一步的鞏固和提高。畢業(yè)設(shè)計(jì)是一個(gè)重要的課題，和我們平時(shí)上的專業(yè)課和選修課不一樣，它需要運(yùn)用很多綜合性很強(qiáng)的知識(shí)，目的是讓我們自己用現(xiàn)有的知識(shí)做一個(gè)科學(xué)研究，把理論知識(shí)準(zhǔn)確的運(yùn)用到實(shí)際生產(chǎn)生活中。畢業(yè)設(shè)計(jì)不僅是對(duì)我們大學(xué)所學(xué)知識(shí)的一種檢驗(yàn)，更是對(duì)我們自