【正文】 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。 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)。同時(shí)，通過這次畢業(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。 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。 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。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。 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）。 RST 變?yōu)榈碗娖胶?，退出?fù)位， CPU 從初始狀態(tài) 開始工作。使器件復(fù)位，只要 RST 保持高電平， AT89S52 保持復(fù)位狀態(tài)。 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)開始工作。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。 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)中沒有也無需與外部時(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。 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)。 為了提高整個(gè)系統(tǒng)的性能我選擇了 12MHz 的晶振。 晶振的選擇： 6MHz 的晶振，其機(jī)器周期是 2us。 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。 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)的讀寫控制信號(hào) /WR、 /WD 分別與 經(jīng)過或與門連接到 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。 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(hào)。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。 LX1970 接受光的波段與人眼非常相近，并且也像人眼一樣靈敏。 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。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。采用＋ 2～＋ 電源，電流電源低至 85μ A（典型 第 21 頁(yè) 共 26 頁(yè) 值）。 %，可選任一端作為輸出。無需使用藍(lán)光濾光片，即可以有效地衰減紫外光和紅外光。 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。 （ 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(hào)，進(jìn)而對(duì)背光源的亮度進(jìn)行控制。 1 功能說明 Lx1970 型可見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)開啟路燈，清晨時(shí)自動(dòng)關(guān)閉路燈。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。 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。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 。直接尋址方式訪問特殊功能寄存器（ SFR）。也就是說高 128 字節(jié)與特殊功能寄存器有相同的地址，而物理上是分開的。 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器： AT89S52 有 256 字節(jié)片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。程序存儲(chǔ)器：如果 EA 引腳接地，程序讀取只從外部存儲(chǔ)器開始。 存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)： MCS51 器件有單獨(dú)的程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。 XTAL1:振蕩器反相放大器和內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生電路的輸入端。為了執(zhí)行內(nèi)部程序指令， EA 應(yīng)該接 VCC。 EA/VPP:訪問外部程序 存儲(chǔ)器控制信號(hào)。 PSEN:外部程序存儲(chǔ)器選通信號(hào)（ PSEN）是外部程序存儲(chǔ)器選通信號(hào)。否則， ALE 將被微弱拉高。如果需要，通過將地址為 8EH 的 SFR 的第 0 位置 “1” ， ALE 操作將無效。 在一般情況下， ALE 以晶振六分之一的固定頻率輸出脈沖，可用來作為外部定時(shí)器或時(shí)鐘使用。 ALE/PROG：地址鎖存控制信號(hào)（ ALE）是訪問外部程序存儲(chǔ)器時(shí)，鎖存低 8 位 第 19 頁(yè) 共 26 頁(yè) 地址的輸出脈沖。特殊寄存器 AUXR(地址 8EH)上的 DISRTO 位可以使此功能無效。 晶振工作時(shí)， RST 腳持續(xù) 2 個(gè)機(jī)器周期高電平將使單片機(jī)復(fù)位。 在 flash 編程和校驗(yàn)時(shí)， P3 口也接收一些控制信號(hào)。作為輸入使用時(shí)，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（ IIL）。 P3 口： P3 口是一個(gè)具有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， p2 輸出緩沖器能驅(qū)動(dòng) 4 個(gè) TTL 邏輯電平。在使用 8 位地址（如 MOVX RI）訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)， P2 口輸出 P2 鎖存器的內(nèi)容。在訪問外部程序存儲(chǔ)器或用 16 位地址讀取外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（例如執(zhí)行 MOVX DPTR）時(shí)， P2 口送出高八位地址。對(duì) P2 端口寫 “1” 時(shí)，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時(shí)可以作為輸入口使用。 在 flash 編程和校驗(yàn)時(shí)， P1 口接收低 8位地址字節(jié)。 引腳介紹： 外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（ IIL）。 路燈控制器 的硬件設(shè)計(jì) AT89S52 的介紹 AT89S52 是一個(gè)低功耗，高性能 CMOS 8 位單片機(jī)，片內(nèi)含 8k Bytes ISP(Insystem programmable)的可反復(fù)擦寫 1000 次的 Flash 只讀程序存儲(chǔ)器，器件采用 ATMEL 公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)制造，兼容標(biāo)準(zhǔn) MCS 51 指令系統(tǒng)及 80C51 引腳結(jié)構(gòu)，芯片內(nèi)集成了通用 8 位中央處理器和 ISP Flash 存儲(chǔ)單元，功能強(qiáng)大的微型計(jì)算機(jī)的 AT89S52 可為許多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高性價(jià)比的解決方案。將 220V交流電通過工頻變壓器轉(zhuǎn)變成約 30V 交流電，經(jīng)過整流濾波將交流電轉(zhuǎn)為 直 流電。c總線串型通信接 口 ，共有 32K 個(gè)位，可存儲(chǔ) 4096 字節(jié)的數(shù)據(jù)。 GNDFTL1FTL0R21+5圖4 .2 .4 陶 瓷濾波電路 存儲(chǔ)電路 存 儲(chǔ) 電路是由 CAT24WC32 組成，其接口電路如圖 所示。然后 由 芯片內(nèi)的硬件解擴(kuò)電路進(jìn)行有效數(shù)據(jù)的還原；還原后的數(shù)據(jù)位鎖存到 P1． 7 腳， 同 時(shí)產(chǎn)生同步 HEAD 信號(hào)的低電平。 陶瓷濾波電路 接收到的 120KHZ 信號(hào)經(jīng)并聯(lián)諧振后由 SIGIN 腳進(jìn)入芯片，和內(nèi)部的 600KHz 本振信號(hào)進(jìn)行混頻，得到中頻帶寬的差額信號(hào)頻率為 480KHz。接收的載波信號(hào)被二極管 D11和D12 控制在 0． 7V，接收信號(hào)經(jīng)電容 C12 引入到芯片內(nèi)部進(jìn)行混頻處理， SIGIN 被內(nèi)部上拉后平移到 2． 5V177。 接收電路 如圖 所示，接收電路和發(fā)送電路 中 R11 隔離，在本地強(qiáng)信號(hào)下可以有效的吸收衰減，電感 L11 和電容 C11，組成了并聯(lián)諧振 回 路，具有對(duì) 120KHz 信號(hào)的選頻作用，以完成對(duì)有效信號(hào)的帶通濾波，若選擇電容 C11 為 1． 5nF，則由諧振公式算得電感 L=1． 17mH。由電容電感完成整形濾波后，再發(fā)送至耦合電路。載波發(fā)射功率的大小與該放大電路的 電 源幅值的高低、電源 第 15 頁(yè) 共 26 頁(yè) 電流提供能力比相關(guān)，在一定范 圍 內(nèi)增加電源功 率， 提高電源幅值，可以有效增加 發(fā)射功率，從而得以延長(zhǎng)載波通信距離。 J1L5C4D1D2A+1 2 Z2Q1Q2Q3Q4 Z1R2C2C3R1P1. 7 圖 功率放大電路和整形濾波電路 功率放大器工作在開關(guān)狀態(tài)。這個(gè)電路能把工頻與擴(kuò)頻信號(hào)疊加和分離開來。由于低壓電網(wǎng)的工頻 (50Hz)和本系統(tǒng)擴(kuò)頻信號(hào)的信號(hào)頻率 (120KHz)相差將近 2500 倍，所以電容 C1 和耦合線圈原邊電感對(duì)這兩種頻率信號(hào)的阻抗各不相同。耦合器在電路中主要有三個(gè)作用：內(nèi)部的高頻耦合線圈實(shí)現(xiàn)強(qiáng)電側(cè)和弱電側(cè)的物理分離；內(nèi)部的高通濾波器保證導(dǎo)通高頻信號(hào)而阻斷電網(wǎng)工頻；實(shí)現(xiàn)阻抗匹配。 16— 23位數(shù)據(jù)輸入 /輸出分別為 UART_DSR0、 UART_RI0、 UART_RXD0、 UART_TXDO、 UART_CTDO、UART RTS0、 UART_DTR0 和 UART_DCD0。 1 3l 和 32 腳為控制部分： 15 腳 為 開 關(guān)機(jī)控制信號(hào)線 PWON，當(dāng)供給 GTM900B 的電源大于 3． 3V，同時(shí)給 PWON 一個(gè)至少 10ms 的低電平，模塊開始工作。這 40 個(gè)引腳可以劃分為 5 類，即電源、數(shù)據(jù)輸入 /輸出、 SIM 卡、音頻接 口和 控制。 第 12 頁(yè) 共 26 頁(yè) 第四章 系統(tǒng) 各部件詳細(xì)說明 通過總體設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的介紹，主要是對(duì) GPRS 模塊的設(shè)計(jì) 、 電力線載波模塊的設(shè)計(jì)、 路燈控制器的設(shè)計(jì) 。 路燈控制整體實(shí)現(xiàn) 可見光由 LX1970接受可見光并轉(zhuǎn)換成電流信號(hào) ，此信號(hào)由 AD轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào) 輸入到 74LS373鎖存器中 ， 再由主單片機(jī) AT89S52的 P0口讀取出來。各個(gè)中繼之間距離合適，這樣才能夠保證整條支路的正常通信。通信時(shí)由主節(jié)點(diǎn)對(duì)各從節(jié)點(diǎn)輪詢，所有通信都由主機(jī)發(fā)起 ，通信的目的從節(jié)點(diǎn)是唯一的，從機(jī)只有得到主機(jī)命令后才可以向主機(jī)回復(fù)命令，這樣的仲裁機(jī)制保證了在同一電力線上同一時(shí)間最多只能有一個(gè) PLC模塊向外進(jìn)行通