【導讀】能源消耗和浪費而開發(fā)出的新的智能型的路燈控制系統(tǒng)。本文詳細介紹并分析了以GPRS技術(shù)、電力載波技術(shù)、單片機芯片。AT89S52、光敏傳感器為主要部件的硬件電路。通過時間控制和環(huán)境參數(shù)控制相結(jié)。實現(xiàn)隨著光照強度的大小和在一定時間段內(nèi)路燈都有著的。著社會的發(fā)展，路燈控制系統(tǒng)會得到更廣泛的應用，具有非常光明的前景。

　　

【正文】 寄存器有相同的地址，而物理上是分開的。 當一條指令訪問高于 7FH 的地址時，尋址方式?jīng)Q定 CPU 訪問高 128 字節(jié) RAM 還是特殊功能寄存器空間。直接尋址方式訪問特殊功能寄存器（ SFR）。 該設(shè)計電路主要通過單片機和按鍵對時鐘芯片 DS1302進行時間設(shè)置控制路燈的開關(guān)時間，和通過光敏電阻 感應外界的光照情況從而控制路燈 的開關(guān) ，還有構(gòu)成復位和晶振電路對該系統(tǒng)進行初始化 和起振電路讓其運行 ， 通過電阻和三極管驅(qū)動路燈點亮， 再經(jīng)過單片機后通過驅(qū)動器 SN7404 驅(qū)動數(shù)碼管顯示時間。路燈斷電后，充電電池給時鐘芯片 DS1302 供電讓其繼續(xù)工作，讓時間繼續(xù)走下去 ，等其再次通電后，時間顯示當前時間 。 根據(jù)當前時間路燈會作出不同的響應。 第 20 頁 共 26 頁 光照信號測量電路的設(shè)計 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轉(zhuǎn)換為電信號的傳感器，它的敏感波長在可見光波長附近，包括紅外線波長和紫外線波長。光敏傳感不只局限于光的探測，它還可以作為探測元件組成其他傳感器，對許多非電量進行檢查。前述的光敏傳感器一般都是單個探測元件，使用時需要用戶自行設(shè)計探測陣列。 1 功能說明 Lx1970 型可見光亮度傳感器是美國 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，實現(xiàn)黃昏時自動開啟路燈，清晨時自動關(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互補電流輸出端，芯片特點如下。 （ 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，并將接收到的可見轉(zhuǎn)換成電流信號，進而對背光源的亮度進行控制。光電二極管陣列峰值響應波長為 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，重復性好。外圍電路簡單，價格低廉，使 用方便。無需使用藍光濾光片，即可以有效地衰減紫外光和紅外光。 （ 3）兩個互補輸出端的電流不對稱僅為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 共 26 頁 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)過高增益放大 器送到兩個電流輸出端，一個是電流洗手器的引腳 SNK，另一個是輸出電流源的引腳 SRC，二者的電流信號分別為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。其峰值波長為 520nm，波段大約為 350800nm，能覆蓋整個可見光波段（ 400700nm） .LX1970在峰值波長為 520nm 時的靈敏度 K= A/lx 即照度每變化 1lx，輸出電流應變化為 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能滿足全反射條件的理想平面上，此時 1lx 相當于 cd/㎡ ，這樣既可得到亮度值。通常要用實驗的方法測定亮度與照度的比例系數(shù)。 2 電路圖 測量光亮度的電路如圖 所示，整個電路的關(guān)鍵是亮度傳感信號的提取，用到的主要器件為 52 單片機、鎖存器 74LS37 8 位 A/D 轉(zhuǎn)換器 ADC0809 以及可見光亮度傳感器 LX1970，可見光由 LX1970 接受可見光并轉(zhuǎn)換成電流信號。在 SRC端串聯(lián)一個電阻，該電阻兩段電壓數(shù)值就間接反映了系統(tǒng)所在環(huán)境可見光強度的大小。 VCCALE/ PROGPESNXTAL1T89S52AD0D1D2D3D4D5D6D7D0D1D2D3D4D5D6D7347813141718Q0Q1Q2Q3Q4Q5Q6Q7255912151619LEALE11/OEVCC 174LS373D0D1D2D3D4D5D6D7IN0IN1IN2IN3IN4IN5IN6IN7D0D1D2D3D4D5D6D7A0A1A2OE74LS02A123WR74LS02B456RDOEA0A1A2OESTARTALEEOCCLKALEADC0809VCC50K 47μFV+LX19 7 0V DDNCNCSR CV SSNCNCSN KVCCV+GNDVCC 圖 測量光亮度的電路 第 22 頁 共 26 頁 圖 中， AT89S52 單片機的讀寫控制信號 /WR、 /WD 分別與 經(jīng)過或與門連接到 ADC0809 的啟動端 START 和輸出允許端 OE，計算得 ADC0809 的端口地址為： 7FFFH。 本系統(tǒng)不需要對可見光亮度作高速的采樣分析，因此可以采用延時的辦法讀取 A/D 變換后的電壓數(shù)字量，一般說來， ADC0809 完成一個 A/D 變換的時間為 200μ s,如果需要及時讀取數(shù)字量，可以將 ADC0809 的 EOC 端經(jīng)過反相器連接到 52 單片機上的外部中斷 O 端口， ADC0809 轉(zhuǎn)換完成后通過觸發(fā)外部中斷 O 在中斷服務(wù)程序當 中完成數(shù)據(jù)的讀取和處理。 時鐘電路 時鐘電路是計算機的心臟，它控制著計算機的工作節(jié)奏。 AT89S52 單片機允許的時鐘頻率是因型號而異的。 晶振的選擇： 6MHz 的晶振，其機器周期是 2us。 12MHz 的晶振，其機器周期是 1us, 也就是說在執(zhí)行同一條指令時用 6MHz 的晶振所用的時間是 12MHz 晶振的兩倍。 為了提高整個系統(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，外接定時反饋元件以后就 組成振蕩器，產(chǎn)生時鐘送至單片機內(nèi)部的各個部件，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鐘信號引入單片機內(nèi)。這種方式適合用來使單片機的時鐘與外部信號一致。 XTA L1XTA L230p F30p FC 112M HZC 2Y1圖4 .3. 4 時 鐘電路 第 23 頁 共 26 頁 在我的這個設(shè)計中沒有也無需與外部時鐘信號一致，所以我選擇了內(nèi)部振蕩方式，由于單片機內(nèi)部有一個高增益反相放大器，當外接晶振后，就構(gòu)成了自激振蕩器并產(chǎn)生振蕩時鐘脈沖。晶振我選擇了 12MHz，相對于 6MHz 的晶振，整個系統(tǒng)的運行速度更快了。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鐘信號穩(wěn)定性高。 計算機在啟動運行是都需要復位，使中央處理器 CPU 和系統(tǒng)中的其它部件都處于一個確定的初始狀態(tài)，并從這個狀態(tài)開始工作。 AT89S52 單片機有一個復位引腳 RST，它是施密特觸發(fā)輸入，當振蕩器起振后，該引腳上出現(xiàn) 2個機器周期（即 24 個時鐘周期）以上的高電平。使器件復位，只要 RST 保持高電平， AT89S52 保持復位狀態(tài)。此時 ALE、 /PSEN、 P0、 P P P3口都輸出高電平。 RST 變?yōu)榈碗娖胶?，退出復位?CPU 從初始狀態(tài) 開始工作。復位以后內(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。 復位電路的設(shè)計如圖 所示： vcc22 μ f+S8 R200R47圖4 . 復 位電路 顯示電路的設(shè)計 顯示電路的設(shè)計如圖 ： LCD1602 液晶簡介 1602LCD是指顯示的內(nèi)容為 16X2,即可以顯示兩行，每行 16個字符液晶模塊（顯示字符和數(shù)字）。 第 24 頁 共 26 頁 字符型 LCD1602 通常有 14 條引腳線或 16條引腳線的 LCD，多出來的 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 符號 引腳說明 編號 符號 引腳說明 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 /寫選擇 13 D6 數(shù)據(jù) 6 E 使能信號 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 背光源負極 LCD 的特性： +5V 電壓，對比度可調(diào) 內(nèi)含復位電路 提供各種控制命令 ,如：清屏、字符閃爍、光標閃爍、顯示移位等多種功能 有 80 字節(jié)顯示數(shù)據(jù)存儲器 DDRAM 內(nèi)建有 192 個 5X7 點陣的字型的字符發(fā)生器 CGROM 8個可由用戶自定義的 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 共 26 頁 第五章 心得體會 為期三個多月的畢業(yè)設(shè)計即將結(jié)束了，我完成了路燈控制系統(tǒng)的設(shè)計。本系統(tǒng)設(shè)計特點： 1．電路采用動態(tài)顯示方式，硬件電路比較簡單。 2．采用中斷定時的方法，準確度高，相對于延時來說計時更加準確。 3．數(shù) 據(jù)處理速度快，采用了12MHZ 相對傳統(tǒng)的 6M 晶振單片機運行速度明顯更快。另外，本設(shè)計也存在著缺點，那就是驅(qū)動能力不強。 從剛接到畢業(yè)設(shè)計課題：我首先是查找一些相關(guān)的書籍及資料，并根據(jù)實際情況擬定設(shè)計方案，從而達到優(yōu)化方案。在研究設(shè)計電路時，遇到了很多困難，但在老師和同學的幫助下使得本次設(shè)計達到了預定的要求。同時，通過這次畢業(yè)設(shè)計，在各個方面都有了很大的提高，特別是在理論和實踐結(jié)合方面使我受益匪淺，使我大學里學習的理論知識在根本上得到一次最完整的實踐和提高。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) 計中深深認識到自己的各個方面的不足之處，蹦著提高自身能力以及檢測四年所學知識的目的，我嚴格要求自己，每一環(huán)節(jié)都認真對待，定期向知道老師報告進展情況和請教不懂的地方，得以完成任務(wù)。 在以后的工作中，我必須進一步深化在實踐中去豐富理論，完善知識結(jié)構(gòu)。由于環(huán)境條件的影響，理論與實踐還是有一定的差距，這也要求我們在實踐中注意檢驗的積累。 第 26 頁 共 26 頁 參考文獻 [1] 王海韜 . 城市路燈遠程監(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用 . 電子工程師 . 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