【導(dǎo)讀】能源消耗和浪費(fèi)而開(kāi)發(fā)出的新的智能型的路燈控制系統(tǒng)。本文詳細(xì)介紹并分析了以GPRS技術(shù)、電力載波技術(shù)、單片機(jī)芯片。AT89S52、光敏傳感器為主要部件的硬件電路。通過(guò)時(shí)間控制和環(huán)境參數(shù)控制相結(jié)。實(shí)現(xiàn)隨著光照強(qiáng)度的大小和在一定時(shí)間段內(nèi)路燈都有著的。著社會(huì)的發(fā)展，路燈控制系統(tǒng)會(huì)得到更廣泛的應(yīng)用，具有非常光明的前景。

　　

【正文】 寄存器有相同的地址，而物理上是分開(kāi)的。 當(dāng)一條指令訪問(wèn)高于 7FH 的地址時(shí)，尋址方式?jīng)Q定 CPU 訪問(wèn)高 128 字節(jié) RAM 還是特殊功能寄存器空間。直接尋址方式訪問(wèn)特殊功能寄存器（ SFR）。 該設(shè)計(jì)電路主要通過(guò)單片機(jī)和按鍵對(duì)時(shí)鐘芯片 DS1302進(jìn)行時(shí)間設(shè)置控制路燈的開(kāi)關(guān)時(shí)間，和通過(guò)光敏電阻 感應(yīng)外界的光照情況從而控制路燈 的開(kāi)關(guān) ，還有構(gòu)成復(fù)位和晶振電路對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行初始化 和起振電路讓其運(yùn)行 ， 通過(guò)電阻和三極管驅(qū)動(dòng)路燈點(diǎn)亮， 再經(jīng)過(guò)單片機(jī)后通過(guò)驅(qū)動(dòng)器 SN7404 驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管顯示時(shí)間。路燈斷電后，充電電池給時(shí)鐘芯片 DS1302 供電讓其繼續(xù)工作，讓時(shí)間繼續(xù)走下去 ，等其再次通電后，時(shí)間顯示當(dāng)前時(shí)間 。 根據(jù)當(dāng)前時(shí)間路燈會(huì)作出不同的響應(yīng)。 第 20 頁(yè) 共 26 頁(yè) 光照信號(hào)測(cè)量電路的設(shè)計(jì) 光敏傳感器的種類繁多，主要有：光電管、光電倍增管、光敏電阻、光敏三極管、太陽(yáng)能電池、紅外線傳感器、紫外線傳感器、光纖式光電傳感器、色彩傳感器、 CCD和 CMOS 圖像傳感器等。 光敏傳感器是利用光敏元件將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的傳感器，它的敏感波長(zhǎng)在可見(jiàn)光波長(zhǎng)附近，包括紅外線波長(zhǎng)和紫外線波長(zhǎng)。光敏傳感不只局限于光的探測(cè)，它還可以作為探測(cè)元件組成其他傳感器，對(duì)許多非電量進(jìn)行檢查。前述的光敏傳感器一般都是單個(gè)探測(cè)元件，使用時(shí)需要用戶自行設(shè)計(jì)探測(cè)陣列。 1 功能說(shuō)明 Lx1970 型可見(jiàn)光亮度傳感器是美國(guó) Microsemi 公司的產(chǎn)品，基于 LX1970 可構(gòu)成平板顯示器的亮度監(jiān)控系統(tǒng)，還可作用戶外照明燈的控制器，實(shí)現(xiàn)黃昏時(shí)自動(dòng)開(kāi)啟路燈，清晨時(shí)自動(dòng)關(guān)閉路燈。 LX1970 芯片中包含 PIN 型光電二極管、高增益放大器和兩個(gè)互補(bǔ)電流輸出端，芯片特點(diǎn)如下。 （ 1） PIN 光電二極管陣列的光譜特性及靈敏度都與人的眼睛十分相似，能代替人眼去感受環(huán)境亮度的明暗程度，并將接收到的可見(jiàn)轉(zhuǎn)換成電流信號(hào)，進(jìn)而對(duì)背光源的亮度進(jìn)行控制。光電二極管陣列峰值響應(yīng)波長(zhǎng)為 520mm，電流靈敏度為 A/lx,暗電流為 10nA。 V SSNCNCSNKV DDNCNCSRC1485LX1970 圖 LX1970 引腳圖 （ 2） LX1970 亮度傳感器非線性誤差小，重復(fù)性好。外圍電路簡(jiǎn)單，價(jià)格低廉，使 用方便。無(wú)需使用藍(lán)光濾光片，即可以有效地衰減紫外光和紅外光。 （ 3）兩個(gè)互補(bǔ)輸出端的電流不對(duì)稱僅為177。 %，可選任一端作為輸出。 （ 4）微功耗，低壓供電。采用＋ 2～＋ 電源，電流電源低至 85μ A（典型 第 21 頁(yè) 共 26 頁(yè) 值）。工作溫度范圍是－ 40～＋ 85℃。其外形尺寸僅為 3mm 1mm. LX1970 采用 MSOP8 表貼塑料封裝，其引腳排列如圖 所示。 VDD 和 VSS 分別接電源的正、負(fù)極。 SNK 為電流接收器的引出端， SRC 為輸出電流源的引腳端， NC 均為空腳。 由光電二極管產(chǎn)生的電流經(jīng)過(guò)高增益放大 器送到兩個(gè)電流輸出端，一個(gè)是電流洗手器的引腳 SNK，另一個(gè)是輸出電流源的引腳 SRC，二者的電流信號(hào)分別為ISNK、 ISRC。 LX1970 接受光的波段與人眼非常相近，并且也像人眼一樣靈敏。其峰值波長(zhǎng)為 520nm，波段大約為 350800nm，能覆蓋整個(gè)可見(jiàn)光波段（ 400700nm） .LX1970在峰值波長(zhǎng)為 520nm 時(shí)的靈敏度 K= A/lx 即照度每變化 1lx，輸出電流應(yīng)變化為 A。要將照度轉(zhuǎn)換成亮度 L（其單位為 cd/㎡ ），可以假定光線照射在一個(gè)能滿足全反射條件的理想平面上，此時(shí) 1lx 相當(dāng)于 cd/㎡ ，這樣既可得到亮度值。通常要用實(shí)驗(yàn)的方法測(cè)定亮度與照度的比例系數(shù)。 2 電路圖 測(cè)量光亮度的電路如圖 所示，整個(gè)電路的關(guān)鍵是亮度傳感信號(hào)的提取，用到的主要器件為 52 單片機(jī)、鎖存器 74LS37 8 位 A/D 轉(zhuǎn)換器 ADC0809 以及可見(jiàn)光亮度傳感器 LX1970，可見(jiàn)光由 LX1970 接受可見(jiàn)光并轉(zhuǎn)換成電流信號(hào)。在 SRC端串聯(lián)一個(gè)電阻，該電阻兩段電壓數(shù)值就間接反映了系統(tǒng)所在環(huán)境可見(jiàn)光強(qiáng)度的大小。 VCCALE/ PROGPESNXTAL1T89S52AD0D1D2D3D4D5D6D7D0D1D2D3D4D5D6D7347813141718Q0Q1Q2Q3Q4Q5Q6Q7255912151619LEALE11/OEVCC 174LS373D0D1D2D3D4D5D6D7IN0IN1IN2IN3IN4IN5IN6IN7D0D1D2D3D4D5D6D7A0A1A2OE74LS02A123WR74LS02B456RDOEA0A1A2OESTARTALEEOCCLKALEADC0809VCC50K 47μFV+LX19 7 0V DDNCNCSR CV SSNCNCSN KVCCV+GNDVCC 圖 測(cè)量光亮度的電路 第 22 頁(yè) 共 26 頁(yè) 圖 中， AT89S52 單片機(jī)的讀寫(xiě)控制信號(hào) /WR、 /WD 分別與 經(jīng)過(guò)或與門連接到 ADC0809 的啟動(dòng)端 START 和輸出允許端 OE，計(jì)算得 ADC0809 的端口地址為： 7FFFH。 本系統(tǒng)不需要對(duì)可見(jiàn)光亮度作高速的采樣分析，因此可以采用延時(shí)的辦法讀取 A/D 變換后的電壓數(shù)字量，一般說(shuō)來(lái)， ADC0809 完成一個(gè) A/D 變換的時(shí)間為 200μ s,如果需要及時(shí)讀取數(shù)字量，可以將 ADC0809 的 EOC 端經(jīng)過(guò)反相器連接到 52 單片機(jī)上的外部中斷 O 端口， ADC0809 轉(zhuǎn)換完成后通過(guò)觸發(fā)外部中斷 O 在中斷服務(wù)程序當(dāng) 中完成數(shù)據(jù)的讀取和處理。 時(shí)鐘電路 時(shí)鐘電路是計(jì)算機(jī)的心臟，它控制著計(jì)算機(jī)的工作節(jié)奏。 AT89S52 單片機(jī)允許的時(shí)鐘頻率是因型號(hào)而異的。 晶振的選擇： 6MHz 的晶振，其機(jī)器周期是 2us。 12MHz 的晶振，其機(jī)器周期是 1us, 也就是說(shuō)在執(zhí)行同一條指令時(shí)用 6MHz 的晶振所用的時(shí)間是 12MHz 晶振的兩倍。 為了提高整個(gè)系統(tǒng)的性能我選擇了 12MHz 的晶振。 振蕩方式的選擇： 內(nèi)部振蕩方式， AT89S52 內(nèi)部都有一個(gè)反相放大器， XTAL XTAL2 分別為反相放大器輸入和輸出端，外接定時(shí)反饋元件以后就 組成振蕩器，產(chǎn)生時(shí)鐘送至單片機(jī)內(nèi)部的各個(gè)部件，這樣就構(gòu)成了內(nèi)部振蕩方式。 外部振蕩方式是把已有的時(shí)鐘信號(hào)引入單片機(jī)內(nèi)。這種方式適合用來(lái)使單片機(jī)的時(shí)鐘與外部信號(hào)一致。 XTA L1XTA L230p F30p FC 112M HZC 2Y1圖4 .3. 4 時(shí) 鐘電路 第 23 頁(yè) 共 26 頁(yè) 在我的這個(gè)設(shè)計(jì)中沒(méi)有也無(wú)需與外部時(shí)鐘信號(hào)一致，所以我選擇了內(nèi)部振蕩方式，由于單片機(jī)內(nèi)部有一個(gè)高增益反相放大器，當(dāng)外接晶振后，就構(gòu)成了自激振蕩器并產(chǎn)生振蕩時(shí)鐘脈沖。晶振我選擇了 12MHz，相對(duì)于 6MHz 的晶振，整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行速度更快了。電容器 C C2 起穩(wěn)定振蕩頻率、快速起振的作用 ，電容值我選擇了 30pF。內(nèi)部振蕩方式所得的時(shí)鐘信號(hào)穩(wěn)定性高。 計(jì)算機(jī)在啟動(dòng)運(yùn)行是都需要復(fù)位，使中央處理器 CPU 和系統(tǒng)中的其它部件都處于一個(gè)確定的初始狀態(tài)，并從這個(gè)狀態(tài)開(kāi)始工作。 AT89S52 單片機(jī)有一個(gè)復(fù)位引腳 RST，它是施密特觸發(fā)輸入，當(dāng)振蕩器起振后，該引腳上出現(xiàn) 2個(gè)機(jī)器周期（即 24 個(gè)時(shí)鐘周期）以上的高電平。使器件復(fù)位，只要 RST 保持高電平， AT89S52 保持復(fù)位狀態(tài)。此時(shí) ALE、 /PSEN、 P0、 P P P3口都輸出高電平。 RST 變?yōu)榈碗娖胶?，退出?fù)位， CPU 從初始狀態(tài) 開(kāi)始工作。復(fù)位以后內(nèi)部寄存器的初始狀態(tài)為（ SP=07， P0、 P P P3 為 0FFH 外，其它寄存器都為 0。 復(fù)位電路的設(shè)計(jì)如圖 所示： vcc22 μ f+S8 R200R47圖4 . 復(fù) 位電路 顯示電路的設(shè)計(jì) 顯示電路的設(shè)計(jì)如圖 ： LCD1602 液晶簡(jiǎn)介 1602LCD是指顯示的內(nèi)容為 16X2,即可以顯示兩行，每行 16個(gè)字符液晶模塊（顯示字符和數(shù)字）。 第 24 頁(yè) 共 26 頁(yè) 字符型 LCD1602 通常有 14 條引腳線或 16條引腳線的 LCD，多出來(lái)的 2 條線是背光電源線 VCC(15 腳 )和 地線 GND(16 腳 )，其控制原理與 14 腳的 LCD 完全一樣，引腳定義如下表所示： 編號(hào) 符號(hào) 引腳說(shuō)明 編號(hào) 符號(hào) 引腳說(shuō)明 1 VSS 電源地 9 D2 數(shù)據(jù) 2 VDD 電源正極 10 D3 數(shù)據(jù) 3 VL 液晶顯示偏壓 11 D4 數(shù)據(jù) 4 RS 數(shù)據(jù) /命令選擇 12 D5 數(shù)據(jù) 5 R/W 讀 /寫(xiě)選擇 13 D6 數(shù)據(jù) 6 E 使能信號(hào) 14 D7 數(shù)據(jù) 7 D0 數(shù)據(jù) 15 BLA 背光源正極 8 D1 數(shù)據(jù) 16 BLK 背光源負(fù)極 LCD 的特性： +5V 電壓，對(duì)比度可調(diào) 內(nèi)含復(fù)位電路 提供各種控制命令 ,如：清屏、字符閃爍、光標(biāo)閃爍、顯示移位等多種功能 有 80 字節(jié)顯示數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 DDRAM 內(nèi)建有 192 個(gè) 5X7 點(diǎn)陣的字型的字符發(fā)生器 CGROM 8個(gè)可由用戶自定義的 5X7 的字符發(fā)生器 CGRAM D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6D7 RSRW E VSS VCC VDDLM032LT89S52圖4 .3. 6 顯 示電路 第 25 頁(yè) 共 26 頁(yè) 第五章 心得體會(huì) 為期三個(gè)多月的畢業(yè)設(shè)計(jì)即將結(jié)束了，我完成了路燈控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。本系統(tǒng)設(shè)計(jì)特點(diǎn)： 1．電路采用動(dòng)態(tài)顯示方式，硬件電路比較簡(jiǎn)單。 2．采用中斷定時(shí)的方法，準(zhǔn)確度高，相對(duì)于延時(shí)來(lái)說(shuō)計(jì)時(shí)更加準(zhǔn)確。 3．?dāng)?shù) 據(jù)處理速度快，采用了12MHZ 相對(duì)傳統(tǒng)的 6M 晶振單片機(jī)運(yùn)行速度明顯更快。另外，本設(shè)計(jì)也存在著缺點(diǎn)，那就是驅(qū)動(dòng)能力不強(qiáng)。 從剛接到畢業(yè)設(shè)計(jì)課題：我首先是查找一些相關(guān)的書(shū)籍及資料，并根據(jù)實(shí)際情況擬定設(shè)計(jì)方案，從而達(dá)到優(yōu)化方案。在研究設(shè)計(jì)電路時(shí)，遇到了很多困難，但在老師和同學(xué)的幫助下使得本次設(shè)計(jì)達(dá)到了預(yù)定的要求。同時(shí)，通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，在各個(gè)方面都有了很大的提高，特別是在理論和實(shí)踐結(jié)合方面使我受益匪淺，使我大學(xué)里學(xué)習(xí)的理論知識(shí)在根本上得到一次最完整的實(shí)踐和提高。也為我即將面臨的工作奠定了很好的基礎(chǔ)。 在本次畢業(yè)設(shè) 計(jì)中深深認(rèn)識(shí)到自己的各個(gè)方面的不足之處，蹦著提高自身能力以及檢測(cè)四年所學(xué)知識(shí)的目的，我嚴(yán)格要求自己，每一環(huán)節(jié)都認(rèn)真對(duì)待，定期向知道老師報(bào)告進(jìn)展情況和請(qǐng)教不懂的地方，得以完成任務(wù)。 在以后的工作中，我必須進(jìn)一步深化在實(shí)踐中去豐富理論，完善知識(shí)結(jié)構(gòu)。由于環(huán)境條件的影響，理論與實(shí)踐還是有一定的差距，這也要求我們?cè)趯?shí)踐中注意檢驗(yàn)的積累。 第 26 頁(yè) 共 26 頁(yè) 參考文獻(xiàn) [1] 王海韜 . 城市路燈遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的研究 . 電子工程師 . 2021,6 [2] 王振宇 . 監(jiān)控與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)在城市路燈管理中的應(yīng)用 . 電子工程師 . 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