【正文】 在 整 個 設(shè) 計 過 程 中 ，本 著 節(jié) 約 的 精 神 ，我 用 的 都 是 簡 單 廉 價 的 元 器件 ，降 低 了 系 統(tǒng) 成 本 。 (b)接 收 流 程 圖 。具 體 的 做 法 是 在 數(shù) 據(jù) 發(fā) 送 狀 態(tài) 下 ，先將 控 制 端 置 “ 1” ， 延 時 1ms 左 右 的 時 間 ， 再 發(fā) 送 有 效 的 數(shù) 據(jù) ， 一 包 數(shù)據(jù) 發(fā) 送 結(jié) 束 后 再 延 時 1ms 后 ， 將 控 制 端 置“ 0”。通 信 數(shù) 據(jù) 是 成 幀 成 包 發(fā) 送 的 ， 每 包 數(shù) 據(jù) 都 有 引 導(dǎo) 碼 、 長 度 碼 、 地 址 碼 、命 令 碼 、內(nèi) 容 、校 驗 碼 等 部 分 組 成 。 總 之 ，發(fā) 送 和 接 收 控 制 信 號 應(yīng) 該 足 夠 寬 ，以 保 證 完 整 地 接 收 一 幀 數(shù)據(jù) ， 任 意 兩 個 單 機 的 發(fā) 送 控 制 信 號 在 時 間 上 完 全 分 開 ， 避 免 總 線 爭 端 。接 收 數(shù) 據(jù) 時 也 同 樣 如 此 ，單 片 機 在 接收完 8 個 數(shù) 據(jù) 位 后 就 建 立 起 RI 信 號 ， 但 此 時 還 未 接 收 到 第 九 位 數(shù) 據(jù) 位(若 接 收 地 址 幀 時 )和 停 止 位 。根 據(jù) 查 證 有 關(guān) 資 料 ，并 在 聯(lián) 調(diào) 中 借 助 存 儲 示 波 器 反 復(fù) 測 試 ，才 發(fā)現(xiàn) 一 個 值 得 注 意 的 問 題 ， 我 們 可 以 查 看 單 片 機 的 時 序 ： 圖 3 串行口模式 3 時序圖 單 片 機 在 串 行 口 發(fā) 送 數(shù) 據(jù) 時 ，只 要 將 8 位 數(shù) 據(jù) 位 傳 送 完 畢 ， TI 標志即 建 立 ， 但 此 時 應(yīng) 發(fā) 送 的 第 九 位 數(shù) 據(jù) 位 (若 發(fā) 送 地 址 幀 時 )和 停 止 位 尚 未發(fā) 出 。控 制 信 號 何 時 為 高 電 平 ，何 時 為 低電 平 ， 一 般 以 單 片 機 的 TI， RI 信 號 作 參 考 。 另 外 ，在 主 從 機 軟 件 上 也 應(yīng) 附 加 若 干 處 理 措 施 ，如 ：上 電 時 或 正 式通 訊 之 前 ， 對 串 行 口 做 幾 次 空 操 作 ， 清 除 端 口 的 非 法 數(shù) 據(jù) 和 命 令 。RE*=0， DE=0 時， SN751 76處 于 接 收 狀 態(tài) 。如 果 在 時 序 上 配 合 不 好 ，就 會 發(fā) 生 總 線 沖 突 ，使 整 個 系統(tǒng) 的 通 訊 癱 瘓 ，無 法 正 常 工 作 。 22 圖 2 采用 RS 485 構(gòu)成的多機通訊原理框圖 通 信 規(guī) 則 由于 RS48 5 通 訊 是 一 種 半 雙 工 通 訊 ， 發(fā) 送 和 接 收 共 用 同 一 物 理 信道 。 例 如 ：電阻 R R3 如 果 選 取 得 較 大 ， 將 會 使 光 耦 的 發(fā) 光 管 由 截 止 進 入 飽 和 變得 較 慢 ；如 果 選 取 得 過 小 ，退 出 飽 和 也 會 很 慢 ，所 以 這 兩 只 電 阻 的 數(shù) 值要 精 心 選 取 ，不 同 型 號 的 光 耦 及 驅(qū) 動 電 路 使 得 這 兩 個 電 阻 的 數(shù) 值 略 有 差異 ，這 一 點 在 電 路 設(shè) 計 中 要 特 別 慎 重 ，不 能 隨 意 ，通 常 可 以 由 實 驗 來 定 。 在 應(yīng) 用 系 統(tǒng) 中 ，由 于 要 對 現(xiàn) 場 情 況 進 行 實 時 監(jiān) 控 及 響 應(yīng) ，通 信 數(shù) 據(jù)的 波 特 率 往 往 做 得 較 高 （ 通 常 都 在 4800 波 特 以 上 ） 。 當 總 線 上 沒 有 信 號 傳 輸 時 ， 正 端 A+的 電 平 大 約 為 3. 2 V，負端 B的 電 平 大 約 為 1. 6V， 即 使 有 干 擾 信 號 ， 卻 很 難 產(chǎn) 生 串 行 通 信 的 起始 信 號 0， 從 而 增 加 了 總 線 抗 干 擾 的 能 力 。解 決 這 個 問 題 的 辦 法 是 人 為 地 使 A 端電 位 高 于 B 兩 端 電 位 ， 這 樣 RXD 的 電 平 在 485 總 線 不 發(fā) 送 期 間 （ 總 線懸 浮 時 ） 呈 現(xiàn) 唯 一 的 高 電 平 ， MCU 就 不 會 被 誤 中 斷 而 收 到 亂 字 符 。 當 總 線 上 沒 有 信 號 傳 輸 時 ，總 線 處 于 懸 浮 狀 態(tài) ，容 易 受 干 擾 信 號 的影 響 。 考 慮 到 線 路 的 特 殊 情 況 （ 如 某 一 臺 分 機 的 485 芯 片 被 擊 穿 短 路 ） ，為 防 止 總 線 中 其 它 分 機 的 通 信 受 到 影 響 ，在 75176 的 485 信 號 輸 出 端 串聯(lián) 了 兩 個 20Ω 的 電 阻 R R11。 S N751 76 及 其 邏 輯 如 圖 1 所 示 。最 終 地 址 的 配 置 方 法 采 用 開 關(guān) 組 加 上 拉 電 阻 排 與 微 處 理 器 端 口 連 接來 實 現(xiàn) 。 其 中 為 了 實 現(xiàn) 總 線 與 單 片 機 系 統(tǒng) 的 隔 離 ， 在 MCU 的 異 步 通 信 口 與75 176 之 間 采 用 光 耦 隔 離 。在 使 用 RS485 總線時 ,如 果 簡 單 地 按 常 規(guī) 方 式 設(shè) 計 電路 ，在 實 際 工 程 中 可 能 有 以 下 兩 個 問 題 出 現(xiàn) 。它 具 有 通 訊 距 離 遠 、通 訊 速 率 高 、成 本 低 等 優(yōu) 點 。 LM2576的 輸 出 開 關(guān) 不 僅 包 括 逐 周 期 電 流 限 制 ，還 在 故 障 發(fā) 生 時 ，采 用 熱 關(guān) 斷 為器 件 提 供 充 分 的 保 護 。 LM257 6 系 列 器 件 的 其 他 特 性 還 包 括 ： 在 指 定 的 輸 入 電 壓 和 輸 出 負載范圍內(nèi)，可保證 177。 LM2576 系 列 器 件 具 有 多 種 固 定 的 電壓 輸 出 ： 3. 3V， 5V， 12V， 15V 和 一 個 可 調(diào) 節(jié) 輸 出 版 。 LM393 引腳功能圖 光 敏 電 阻 器 一 般 用 于 光 的 測 量 、光 的 控 制 和 光 電 轉(zhuǎn) 換（ 將 光 的 變 化轉(zhuǎn) 換 為 電 的 變 化 ）。本 品 還 有 一 個 特 點 是 ，即 使 是 在 單 電 源 操 作 時 ，其 輸 入 共 模 電 壓 范圍 也 包 括 接 地 。 光控系統(tǒng)的設(shè)計 光 控 系 統(tǒng) 由 光 敏 電 阻 比 較 器 LM93 組 成 ， 光 敏 電 阻 器 （ photov ar isto r）又叫 光感 電 阻 ，是 利 用 半 導(dǎo) 體 的 光 電 效 應(yīng) 制 成 的 一 種 電 阻 值 隨 入 射 光 的強 弱 而 改 變 的 電 阻 器 ； 入 射 光 強 ， 電 阻 減 小 ， 入 射 光 弱 ， 電 阻 增 大 。 DS1302 的 寄 存 器 DS 1302 有 12 個 寄 存 器 ，其 中 有 7 個 寄 存 器 與 日 歷 、時 鐘 相 關(guān) ，存放 的 數(shù) 據(jù) 位 為 BCD 碼 形 式 ,其 日 歷 、 時 間 寄 存 器 及 其 控 制 字 見 表 2。位 5 至位 1 指示 操 作 單 元 的 地 址 。 I/O 為 串 行 數(shù) 據(jù) 輸 入 輸 出 端 (雙向 )， 后 面 有 詳 細說 明 。當 RST 為 高 電 平 時 ，所 有 的 數(shù) 據(jù) 傳送 被 初 始 化 ，允 許 對 DS1302 進 行 操 作 。 當 Vcc2 小于 Vcc1 時， DS1302 由 Vcc1 供 電 。 14 引 腳 功 能 及 結(jié) 構(gòu) DS1302 的 引 腳 排 列 ,其中 Vc c1 為 后 備 電 源 ， VCC2 為 主 電 源 。 （ 3） 確 定 按 鍵 位 置 （ 4） 判 斷 按 鍵 是否 釋 放 時鐘系統(tǒng)設(shè)計 DS 1302 是 美 國 DALL AS 公 司 推 出 的 一 種 高 性 能 、低 功 耗 、帶 RAM的 實 時 時 鐘 電 路 ， 它 可 以 對 年 、 月 、 日 、 周 日 、 時 、 分 、 秒 進 行 計 時 ，具 有 閏 年 補 償 功 能 ， 工 作 電 壓 為 2. 5 V～ 5. 5 V。 按 鍵 以 編 程 掃 描 的 方 式 工 作 ，他 利 用 CP U 在 完 成 其 他 工 作 的 空 余 ，調(diào) 用 鍵 盤 掃 描 子 程 序 ， 來 響 應(yīng) 鍵 輸 入 要 求 。 如 圖 所 示 。 當 A、 B 任 意 一 個 為 低 電 平 ，則禁 止 新 數(shù) 據(jù) 輸 入 ，在 時 鐘 端（ CLOCK）脈 沖 上 升 沿 作 用 下 Q0 為低電 平 。 數(shù)碼顯示原理圖 12 為 了 節(jié) 省 I/O 口 線 ， 8 位 移 位 寄 存 器（ 串 行 輸 入 ，并 行 輸 出 ） 74LS1 64驅(qū) 動 數(shù) 碼 管 顯 示 ，數(shù) 碼 管 工 作 在 靜 態(tài) 顯 示 模 式 。發(fā) 光 二 極管 VD 1 是 電 源 指 示 燈 ， R1 是 限 流 電 阻 。 掉 電 保 護 方式 下 ， R AM 內(nèi) 容 被 保 存 ， 振 蕩 器 被 凍 結(jié) ， 單 片 機 一 切 工 作 停 止 ，直 到下 一 個 中 斷 或 硬 件 復(fù) 位 為 止 。 在 單 芯 片 上 ， 擁 有 靈 巧的 8 位 CP U 和 在 系 統(tǒng) 可 編 程 F las h， 使 得 AT 89S52 為 眾 多 嵌 入 式 控制 應(yīng) 用 系 統(tǒng) 提 供 高 靈 活 、 超 有 效 的 解 決 方 案 。 5． 基 本 要 求 （ 3） 需 測 定 可 移 動 物 體 M 上 定 位 點 與 過 “ 亮 燈 狀 態(tài)變 換 點 ” （ S、 B、 S’等 點 ） 垂 線 間 的 距 離 ， 要 求 該 距 離 ≤ 2cm。 說明 1 ． 光 源 采 用 1 W 的 LED 燈， LED 的 類 型 不 作 限 定 。 （ 4 ） 支 路 控 制 器 能 分 別 獨 立 控 制 每 只 路 燈 的 開 燈 和 關(guān) 燈 時 間 ?？?制 系 統(tǒng) 結(jié) 構(gòu) 如 圖 2 所 示 ，路燈 布 置 如 圖 3 所 示 。自 己 通 過 報 警 系 統(tǒng) 將 數(shù) 據(jù) 反 饋 給 主 站 系 統(tǒng) ， 這 樣 能 及 時 發(fā) 現(xiàn) 故 障 和 問題 ，并 聯(lián) 系 工 人 點 對 點 地 進 行 維 修 ，避 免 逐 站 逐 點 巡 查 和 發(fā) 現(xiàn) 問 題 、反應(yīng) 緩 慢 的 情 況 。 通 訊 系 統(tǒng) 采 用 工 業(yè) 標 準 通 信 網(wǎng) 絡(luò) RS485 的方式 與 各 單 元 控 制器 相 連 實 現(xiàn) 對 從 站 的 監(jiān) 控 ，用 單 片 機 做 控 制 器 實 現(xiàn) 路 燈 數(shù) 據(jù) 的 高 速 傳 輸和 實 時 控 制 ， 各 分 站 通 過 自 己 的 單 片 機 控 制 器 ， 實現(xiàn) 與 主 站 通 訊 、接 受命 令 、 執(zhí) 行 開 關(guān) 、 控 制 電 壓 、 控 制 時 間 、 反 饋 數(shù) 據(jù) 信 息 等 功 能 。 路 燈 單 元 控 制 系 統(tǒng) 采 用 恒 流 源 供 電 ，具 有 輸 出 功 率 調(diào) 整 功 能 ，并 能定 時 調(diào) 整 功 率 。 時鐘 系 統(tǒng) 由 時 鐘 芯 片 DS1302 實現(xiàn) 時 鐘 功 能 ， 即 使 在 工 業(yè) 現(xiàn) 場 等極 7 端 惡 劣 工 作 環(huán) 境 中 ， 仍 保 證 時 間 誤 差 1 分鐘 /年 ； 通 過 采 集 了 實時 時鐘的 信 號 ，可 以 對 時 鐘 和 定 時 進 行 設(shè) 置 ， 并 控 制 整 條 支 路 按 時 開 燈 和 關(guān) 燈 、顯 示 開 關(guān) 燈 時 間 。 6 第一章 模擬路燈控制方案 本 設(shè) 計 采 用 智 能 控 制 系 統(tǒng) 的 路 燈 開 關(guān) 、 亮 度 調(diào) 節(jié) 、時 間 控 制 等 方 式都 能 實 現(xiàn) 遠 程 遙 控 ， 達 到 時 控 模 式 、 光 控 模 式 、 旁 路 模 式 的 目 的 。 隨 著 技 術(shù) 的 發(fā) 展 ， LED 已 經(jīng) 開 始 逐 漸 取 代 白 熾 燈 。對 于 “ 全 夜 燈 ” 照 明 造 成 的 浪 費 和 “ 半 夜 全 滅 或 半 滅 燈 ” 帶來的 交 通 安 全 問 題 ， 可 以 采 用 通 訊 網(wǎng) 絡(luò) 技 術(shù) 和 智 能 控 制 管 理 。我 國 大 部 分 城 市 街 道 都 采 用“ 全 夜 燈 ”的 方 式 進 行 照 明 ， 這 些 街 道 在 夜 晚 人 流 量 和 車 流 量 都 比 較 小 ， 即 使 沒 有人 或 車 經(jīng) 過 ， 這 些 路 燈 也 是 長 期 點 亮 的 ， 這 時 電 能 就 被 白 白 浪 費 掉 了 。并 分 析 了 研 究 過 程中 出 現(xiàn) 的 問 題 ， 逐 步 找 出 光 控 開 關(guān) 的 最 佳 設(shè) 計 方 法 。 總 之 ，伴 著 城 市 規(guī) 模 的 不 斷 擴 大 ，現(xiàn) 有 的 路 燈 管 理 的 方 式 方法已遠遠不能滿足城市路燈發(fā)展與管理的需要，必須依靠現(xiàn)代化的 高 科 技 管 理 手 段 。青島 職業(yè)技術(shù)學院 畢 業(yè) 論 文 題目 光控路燈自動控制器 電信 學院 應(yīng)用電子技術(shù) 專業(yè) 812 班 2020 年 10 月 18 日 2 摘要