【正文】 統(tǒng)就不能正常運(yùn)行。軟件設(shè)計(jì)的好壞將關(guān)系著整個(gè)系統(tǒng)的好壞，件設(shè)計(jì)采用了目前廣泛使用的MCS51單片機(jī)高級(jí)語(yǔ)言keilC51作為軟件開(kāi)發(fā)工具，它表達(dá)能力強(qiáng)、可移植性好、便于進(jìn)行結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)可以直接操作計(jì)算機(jī)硬件，對(duì)速度要求不是很高的應(yīng)用場(chǎng)合是一種十分理想的開(kāi)發(fā)工具。在軟件開(kāi)發(fā)的過(guò)程中，我們采用了了結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)方法，使得軟件系統(tǒng)具有了模塊化的特點(diǎn)。結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)是在70年代逐漸被采用的一種新型的程序設(shè)計(jì)方祛，它具有易讀、易查、易調(diào)試、編程效率高等優(yōu)點(diǎn)。軟件系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)模塊如圖41所示。圖41 軟件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖智能路燈節(jié)能控制系統(tǒng)軟件分成通信模塊、數(shù)據(jù)管理模塊、數(shù)據(jù)處理與分析模塊和LCD顯示。服務(wù)功能為:將傳感器采集到的實(shí)時(shí)現(xiàn)場(chǎng)聲音信號(hào)通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換發(fā)送到單片機(jī)中。在單片機(jī)的系統(tǒng)中先設(shè)置好聲音級(jí)別對(duì)應(yīng)的控制數(shù)據(jù)。將傳送進(jìn)來(lái)的實(shí)時(shí)音頻數(shù)據(jù)與設(shè)定的好的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū) 25 判斷該實(shí)時(shí)音頻數(shù)據(jù)應(yīng)對(duì)應(yīng)的控制數(shù)據(jù)并將數(shù)據(jù)輸出，通過(guò)D/A轉(zhuǎn)換來(lái)控制路燈的亮度，并在LCD上顯示出實(shí)時(shí)的聲音分貝。街道路面信息數(shù)據(jù)的采集與處理是系統(tǒng)的主要任務(wù)之一，要正確而高斂的完成數(shù)據(jù)的采集與處理首先必須解決以下兩個(gè)問(wèn)題:(I) 各種參數(shù)都有不同的量綱和數(shù)值，被測(cè)信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字量之后，往往還要轉(zhuǎn)換成操作人緣所熟悉的工程量，這種轉(zhuǎn)換就是標(biāo)度變換。(2) 在微機(jī)測(cè)控系統(tǒng)中，存在大量的現(xiàn)場(chǎng)干擾，采集的數(shù)據(jù)都存在不同程度的信號(hào)污染，因此應(yīng)根據(jù)數(shù)據(jù)受干擾性質(zhì)和干擾后果的不同，采取相應(yīng)的軟硬件措施清楚干擾。采用軟件的方法方便靈活，成本低。常用的軟件抗千擾的方法有:有效性檢查、數(shù)字濾波、數(shù)字調(diào)零和自動(dòng)校正等都是應(yīng)用廣泛的數(shù)據(jù)處理技術(shù)。如何正確的使用這些方法是另一個(gè)需要解決的問(wèn)題。由于實(shí)際測(cè)量到的各個(gè)參數(shù)都有不同的量綱和數(shù)值，這些參數(shù)首先由測(cè)量?jī)x表轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)，再經(jīng)過(guò)A/D轉(zhuǎn)換后成為一系列數(shù)字量。這些數(shù)字量?jī)H僅代表參數(shù)值的大小，并不一定等于原來(lái)帶有量綱的參數(shù)值，為了能直接顯示被測(cè)工程量值，必須把它們轉(zhuǎn)換成有量綱的數(shù)值。標(biāo)度變換主要有線性和非線性?xún)煞N變換。(1) 線性參數(shù)的標(biāo)度變換技術(shù)該標(biāo)度變換的前提是參數(shù)值與A/D變換結(jié)果之間為線性關(guān)系，其變換公式為:上式 中 ， Y表示參數(shù)的測(cè)量值。幾表示參數(shù)量程最大值。Yo表示參數(shù)量程最小值。凡表示對(duì)應(yīng)的A/D轉(zhuǎn)換后的輸入值。No表示Yo對(duì)應(yīng)的A/D轉(zhuǎn)換后的輸入值。X表示側(cè)量值Y所對(duì)應(yīng)的A/D轉(zhuǎn)換值。一般情況下，在編寫(xiě)程序時(shí)， , No 都是已知的 ，因而可畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū) 26 以把上式寫(xiě)成:(2) 非線性參數(shù)的標(biāo)度變換技術(shù)當(dāng)傳感器輸出的數(shù)據(jù)與實(shí)際被檢測(cè)的參數(shù)之間不是線性關(guān)系，而是由傳感器和測(cè)量方法所決定的某種函數(shù)關(guān)系時(shí)，則需要采用非線性標(biāo)度變換。此時(shí)的標(biāo)度變換式應(yīng)根據(jù)具休問(wèn)題具體分析，木文將音頻信號(hào)在短時(shí)間內(nèi)采集到的參數(shù)值與A/D變換結(jié)果視為線性關(guān)系，故在此對(duì)非線性參數(shù)的標(biāo)度變換不作詳細(xì)介紹。為避免測(cè)量元件、信號(hào)線路的開(kāi)路，確保單片機(jī)采集到的數(shù)據(jù)的真實(shí)性，通常都要對(duì)輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行有效性檢查，這是保證系統(tǒng)可靠性措施之一。在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)總是使被測(cè)量的模擬信號(hào)處于某個(gè)標(biāo)準(zhǔn)電壓或電流范圍內(nèi)，如果測(cè)量?jī)x表或信號(hào)傳送線路出現(xiàn)故障，其信號(hào)便會(huì)達(dá)到甚至超過(guò)信號(hào)標(biāo)準(zhǔn)的上下限值，單片機(jī)便可發(fā)出報(bào)警信號(hào)，提醒維修人員進(jìn)行處理。數(shù)字濾波就是通過(guò)一定的計(jì)算機(jī)程序減少干擾信號(hào)在有用信號(hào)中的比重，故實(shí)際上是一種程序?yàn)V波。數(shù)字濾波能夠克服模擬濾波器的不足，它與模擬濾波器相比有以下優(yōu)點(diǎn):(1)由于數(shù)字濾波是用程序?qū)崿F(xiàn)的，因而不需要增加硬件設(shè)備，可以多個(gè)輸入通道“共用”一個(gè)濾波程序。(2)由于數(shù)字濾波不需要硬件設(shè)備，因而可靠性高，穩(wěn)定性好，各回路之間不存在阻抗匹配等問(wèn)題。常用的數(shù)字濾波方法有多種，它們各有不同的特點(diǎn)，現(xiàn)介紹如下:(1) 程序判斷濾波法當(dāng)采樣信號(hào)由于隨機(jī)干擾而引起失真時(shí)，可采用程序判斷濾波。該方法是根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，確定出兩次采樣的輸入信號(hào)可能出現(xiàn)的最大偏差△Y，如果超過(guò)此偏差值，則表明該輸入信號(hào)是干擾信號(hào)，就用上次的采畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū) 27 樣代替本次采樣:如果小于此偏差值，可將信號(hào)作為本次采樣值。其算法為:式中 乙 為 第n次采樣值:AY為兩次采樣值所允許的最大偏差，其大小取決于采樣周期和丫值的變化范圍，由被測(cè)量值的實(shí)際情況決定，這種方法的關(guān)鍵問(wèn)題是△Y的選擇，AY選得太大，干擾信號(hào)無(wú)法慮除，AY選得太小，會(huì)將某些有用信號(hào)也慮除。(2) 算術(shù)平均濾波算術(shù)平均濾波就是連續(xù)采樣n次，把n次采樣的算術(shù)平均值作為本次采樣值。式中 Y 為 濾波輸出，xi為第i個(gè)采樣.此種濾波方法主要用于對(duì)信號(hào)進(jìn)行平滑加工，n應(yīng)視不同的具體系統(tǒng)取不同的值。算術(shù)平均濾波對(duì)周期性干擾有良好的抑制作用，對(duì)脈沖性干擾的抑制不夠理想。在本系統(tǒng)中，由于聲音信號(hào)變化較快，采用算術(shù)平均濾波方法以滿(mǎn)足系統(tǒng)要求。本系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集主要是光信號(hào)和聲音信號(hào)的采集，而光信號(hào)則是直接用來(lái)控制整套系統(tǒng)的啟停，通過(guò)模擬電路即可實(shí)現(xiàn)其控制。對(duì)聲音信號(hào)的采集處理則采用軟、硬件結(jié)合的方式，其程序流程圖如圖42所示。畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū) 28 圖42 數(shù)據(jù)采集程序流程圖根據(jù)程序流程圖我們?cè)O(shè)計(jì)出了相應(yīng)的控制程序，其中數(shù)據(jù)采集和處理的部分程序如下:uintad 2543( uchar port){Uint ad。uint i 。uchar al = O ,ah= 0 。CLOCK =0 。_CS= 0。 /片選nop(10) 。for (i =0 。i 8。i+ +)。 /把通道號(hào)打入2543{ADDRESS=(bit)(portamp。0x80)。 //取最高位輸出nop(5 )。CLOCK =1 。 //高電平，產(chǎn)生一個(gè)上升沿，此時(shí)輸入一位地址nop(5 )。CLOCK =0 。nop(5)。port = portl。 //左移一位，使下一位地址至最高位}for(i=O。i4。i++)。 /填充4個(gè)CLOCK,此時(shí)正在進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換{CLOCK =1。nop(5 )。CLOCK = 0。畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū) 29 nop(5 )。}_CS=1。nop(10)。_CS=0: //等待AD轉(zhuǎn)換nop(10)。for (i=O。i4。i++)。 1/取D9,D8{CLOCK = l 。nop(5 )。ah = ah 1。if( D_OUT)ah = ah \0x01。CLOCK = 0。nop(5 )。}for (i=0。i8。i++)。 取D7DO{CLOCK = l 。nop(5 )。a1= a l 1 。if( D_ OUT)al =al\0x01。CLOCK = 0 。nop(5 )。}_CS=1。nop(10)。畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū) 30 /得到AD值ad=(uint)ah。ad = ad8。ad = ad \(uint)al。return ad。}算術(shù)平均濾波方法的部分程序?yàn)?define N 10char filter(){int sum=0。for ( count=O。countN。count++){Sum+ = get_ad ()。Delay()。}return( char)(sum/N)。}畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū) 31 5 總結(jié)與展望智能路燈節(jié)能控制系統(tǒng)的研制是目前國(guó)內(nèi)外所關(guān)注的熱點(diǎn)課題之一。眾所周知，路燈設(shè)備是使用量十分巨大基礎(chǔ)用電設(shè)備。智能路燈節(jié)能控制系統(tǒng)是專(zhuān)為大中規(guī)模的照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)的智能裝置。它的研制將是照明設(shè)備節(jié)能降耗的重要途徑和有效方法。因此，智能路燈節(jié)能控制系統(tǒng)的研制對(duì)于人類(lèi)的生產(chǎn)、生活的節(jié)能降耗有著重要的意義。該項(xiàng)目是研究、開(kāi)發(fā)型項(xiàng)目，有一定的開(kāi)發(fā)難度，需要反復(fù)試驗(yàn)和經(jīng)驗(yàn)總結(jié)。為了課題的更進(jìn)一步深入研究，本章將對(duì)現(xiàn)階段的研究做一總結(jié)，并對(duì)今后工作做一下展望，內(nèi)容包括:全文總結(jié)、心得體會(huì)和進(jìn)一步工作展望。本文通過(guò)系統(tǒng)構(gòu)建與方案設(shè)計(jì)、系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)、軟件設(shè)計(jì)及系統(tǒng)調(diào)試，證明所設(shè)計(jì)的智能路燈節(jié)能控制系統(tǒng)是比較成功的。通過(guò)對(duì)本課題的設(shè)計(jì)與研究可以得出以下結(jié)論:(1) 智能能路燈節(jié)能控制系統(tǒng)采用了智能化技術(shù)，能夠根據(jù)不同環(huán)境、不同功率大小的需要選擇控制方式。采用可變電抗器技術(shù)，使設(shè)備本身可靠性提高。它的控制單元以插件形式安裝，為維護(hù)和迅速更換元件提供了方便。(2) 智能路燈節(jié)能控制系統(tǒng)的起動(dòng)、調(diào)壓效果是明顯的，電壓能從零連續(xù)起調(diào)，可以做到無(wú)過(guò)流，起動(dòng)力矩也大，對(duì)電網(wǎng)沖擊小。與此同時(shí)，智能路燈節(jié)能控制系統(tǒng)能夠很好的控制路燈設(shè)備的電壓大小，將起動(dòng)過(guò)程對(duì)路燈損害降到更小、顯著延長(zhǎng)路燈設(shè)備的使用壽命。 心得體會(huì)整個(gè)系統(tǒng)研制與優(yōu)化設(shè)計(jì)是個(gè)工作量很大的過(guò)程，從中我學(xué)習(xí)到了很多理論知識(shí)，得到了很多珍貴的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。有很多收獲，也經(jīng)歷了不少困難，寫(xiě)一些心得和體會(huì)，(1) 由于整個(gè)系統(tǒng)涉及到強(qiáng)電、模擬電路、數(shù)宇電路、PLC硬件設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū) 32 及軟件編程等方面的知識(shí)，是一個(gè)自動(dòng)化知識(shí)綜合應(yīng)用的系統(tǒng)，需要大量的理論知識(shí)，所以，在理論學(xué)習(xí)階段，要打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，這樣就可以少走彎路。(2) 在硬件設(shè)計(jì)和制作的過(guò)程中，要細(xì)心認(rèn)真，態(tài)度端正，盡量減小硬件電路中的干擾和誤差:(3)在軟件編程過(guò)程中，要多思考一下程序設(shè)計(jì)的方法，多做實(shí)驗(yàn)來(lái)證實(shí)各種編程思路，并做好文檔。發(fā)現(xiàn)問(wèn)題要深入分析問(wèn)題，不要急躁，要冷靜思考。養(yǎng)成注釋程序語(yǔ)句的習(xí)慣，對(duì)長(zhǎng)而復(fù)雜的程序設(shè)計(jì)很有必要。畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū) 33 致 謝經(jīng)過(guò)幾個(gè)月的努力，我的畢業(yè)設(shè)計(jì)終于完成了。但是坦白的說(shuō)，這個(gè)設(shè)計(jì)不是完美的，還有很多的地方需要完善和改進(jìn)。在設(shè)計(jì)的過(guò)程中雖然辛苦，但是辛苦中也包含著快樂(lè)。特別是在編程的時(shí)候，每想到一個(gè)好的思路，好的方法，無(wú)不激動(dòng)不已。調(diào)試程序的時(shí)候，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)山窮水盡疑無(wú)路，柳暗花明又一村的情況，身心疲憊的自己頓時(shí)又振作起來(lái)最后，我由衷地感謝我的母?！斜贝髮W(xué)，她們?yōu)槲覀兊膶W(xué)習(xí)成長(zhǎng)創(chuàng)造了如此好的環(huán)境。我由衷地感謝師長(zhǎng)們對(duì)我默默無(wú)聞的幫助及潛移默化的影響，為我將來(lái)的發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)；我還要由衷地感謝身邊的同學(xué)對(duì)我的無(wú)私關(guān)懷與支持，給我大量的寶貴意見(jiàn)。總之，我的畢業(yè)設(shè)計(jì)能夠完成，無(wú)不凝聚了各位老師的大量辛勤的汗水。老師，您辛苦了！畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū) 34 參考文獻(xiàn)[1].余發(fā)山.，單片機(jī)原理及應(yīng)用技術(shù). 徐州：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社， 2022[2]. 賈振國(guó). 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