【正文】 結(jié)構(gòu)。也為我 即將面臨的工作奠定了很好的基礎(chǔ)。在研究設(shè)計(jì)電路時(shí)，我優(yōu)化了電路設(shè)計(jì)，這就省去了一部分時(shí)間，最難的是調(diào)試了，但在老師和同學(xué)的幫助下，完成的設(shè)計(jì)達(dá)到了預(yù)定的要求。真正做到了理論聯(lián)系實(shí)際，把以前所學(xué)的知識(shí)綜合貫通進(jìn)行實(shí)踐，并在實(shí)踐中不斷學(xué)習(xí)和自我完善。而畢業(yè)設(shè)計(jì)則是對(duì)我們大學(xué)四年所學(xué)知識(shí)的一個(gè)綜合的訓(xùn)練及考核，是對(duì)所學(xué)知識(shí)的應(yīng)用能力和大學(xué)所學(xué)理論知識(shí)對(duì)實(shí)踐技能相結(jié)合的全面的檢驗(yàn)。 畢業(yè)設(shè)計(jì)作為綜合性的設(shè)計(jì)，它不同于以前教學(xué)中的實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)等實(shí)踐環(huán)節(jié)。例如光敏二極管點(diǎn)亮路燈后，若沒(méi)有接收到由光敏二極管傳出的關(guān)燈信號(hào)，則到達(dá)原系統(tǒng)設(shè)置的關(guān)燈時(shí)間，路燈也 同樣會(huì)熄滅。白天受光照時(shí)光敏二極管反向電阻減小，回路短開(kāi)，燈泡熄滅；天黑時(shí)因光照很小，光敏二極管反向電阻增大，回路接通，路燈點(diǎn)亮。 [6] 其次是在陰雨天氣，路面亮度不夠，此時(shí)可以通過(guò)光感受模塊來(lái)控制路燈的亮暗。繼電器 有 “常開(kāi)、常閉 ”觸點(diǎn) ， 繼電器線(xiàn)圈未通電時(shí)處于斷開(kāi)狀態(tài)的靜觸點(diǎn)，稱(chēng)為 “常開(kāi)觸點(diǎn) ”；處于接通狀態(tài)的靜觸點(diǎn)稱(chēng)為 “常閉觸點(diǎn) ”。 調(diào)試中，起初數(shù)碼管出現(xiàn)的全是 8，而且不受按鍵的控制，這是由于初始值設(shè)定中出現(xiàn)了錯(cuò)誤，設(shè)置了高電平有效，導(dǎo)致數(shù)碼管一直處于點(diǎn)亮狀態(tài)，通過(guò)把初始值設(shè)置為低電平，數(shù)碼管出現(xiàn)正常；其次出現(xiàn)了按 鍵的不靈敏，這是由于按鍵的延時(shí)消抖沒(méi)有處理好，修改了延時(shí)時(shí)間的長(zhǎng)短，按鍵出現(xiàn)正常。當(dāng)時(shí)間到達(dá)相應(yīng)時(shí)間時(shí)，路燈自動(dòng)開(kāi)關(guān)，并在 230000路燈會(huì)熄滅一半。 [8]源程序見(jiàn)附錄三。 中斷程序流程圖如圖 43示： 圖 43 中斷程序流程圖 中斷定時(shí)時(shí)間到 片選端 flash_cs=0 片選端 flash_cs=1 片選端 flash_cs=2 片選端 flash_cs=3 片選端 flash_cs=4 片選端 flash_cs=5 數(shù)碼管 1 顯示所需數(shù)據(jù) 數(shù)碼管 2 顯示所需數(shù)據(jù) 數(shù)碼管 3 顯示所需數(shù)據(jù) 數(shù)碼管 4 顯示所需數(shù)據(jù) 數(shù)碼管 5 顯示所需數(shù)據(jù) 數(shù)碼管 6 顯示所需數(shù)據(jù) Y Y Y Y Y Y N N N N N N 13 5 系統(tǒng)調(diào) 試 5． 1 軟件調(diào)試 本設(shè)計(jì)采用的是 C語(yǔ)言的編程方式，根據(jù)設(shè)計(jì)要求編寫(xiě)程序，并在 Keil uVision2軟件中進(jìn)行程序編寫(xiě)的調(diào)試，確定編寫(xiě)上沒(méi)有錯(cuò)誤后，利用 ISIS 7 Professional配合所設(shè)計(jì)的硬件電路進(jìn)行系統(tǒng)的調(diào)試。 定時(shí)器流程圖如圖 42示。當(dāng)為計(jì)數(shù)工作方式時(shí)，計(jì)數(shù)值的范圍是： 1~256（ 28）當(dāng)為定時(shí)工作方式時(shí)，定時(shí)時(shí)間計(jì)算公式為：（ 28計(jì)數(shù)初值） x晶振周期 x12或 （ 28計(jì)數(shù)初值） x機(jī)器周期 本次設(shè)計(jì)中用到了 T0和 T1進(jìn)行中斷控制， T0和 T1用的都是方式一。 圖 42 定時(shí)器流 程圖 定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器有四種工作方式（方式 0，方式 1，方式 2，方式 3），其工作方式的選擇及控制都由兩個(gè)特殊功能寄存器（ TMOD和 TCON）的內(nèi)容來(lái)決定。故其頻率為晶振頻率的 1/12。 定時(shí)器 /計(jì) 數(shù)器的基本部件是兩個(gè) 8 位的計(jì)數(shù)器（其中 TH1， TL1 是 T1 的計(jì)數(shù)器， TH0， TL0 是 T0的計(jì)數(shù)器）拼裝而成。 MCS51單片機(jī)內(nèi)部有兩個(gè) 16位可編程的定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器，即定時(shí)器 T0和定時(shí)器 T1。 4． 2 計(jì)時(shí)程序設(shè)計(jì) 計(jì)時(shí)程序的設(shè)計(jì)主要用到定時(shí)器的知識(shí)。正常走時(shí)的動(dòng)態(tài)顯示是在 T0中斷中進(jìn)行動(dòng)態(tài)掃描的，設(shè)置開(kāi)燈關(guān)燈的時(shí)間是在 T1中斷中進(jìn)行動(dòng)態(tài)掃描的。 圖 35 調(diào)節(jié)時(shí)間顯示燈 圖 36 路燈顯示燈 10 4 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 4． 1 主程序設(shè)計(jì) 圖 41 主程序流程圖 初始化 是否進(jìn)行時(shí)間調(diào)整？ 是否進(jìn)行定時(shí)開(kāi)關(guān) 燈時(shí)間調(diào)整？ 是否進(jìn)行定時(shí)關(guān)燈時(shí)間調(diào)整？ 判斷是否開(kāi)燈時(shí)間到？ 判斷是否到 23 點(diǎn)？ 判斷是否關(guān)燈時(shí)間到？ 判斷是否需要路燈鍵控？ 調(diào)用調(diào)整時(shí)、分子程序 調(diào)用調(diào)整時(shí)、分子程序 調(diào)用時(shí)間調(diào)整子程序 點(diǎn)燈 燈熄一半 關(guān)燈 Y Y Y Y Y Y Y N N N N N N 11 本軟件設(shè)計(jì)的程序設(shè)計(jì)包括判斷各個(gè)按鈕按下之 后能夠?qū)崿F(xiàn)什么功能，判斷開(kāi)燈關(guān)燈的時(shí)間和手動(dòng)控制路燈。 圖 34 數(shù)碼管顯示電路 （ 2）發(fā)光二極管顯示電路設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)中采用了 5個(gè)發(fā)光二極管，其中三個(gè)發(fā)光二極管作為調(diào)節(jié)時(shí)間顯示燈，采用下拉示串電阻是為了保護(hù)發(fā)光二極管，如圖 35所示。圖中第一個(gè)按鍵為調(diào)整時(shí)間位，可以通過(guò)改按鍵調(diào)整時(shí)、分、秒的切換；第二個(gè)按鍵為增加時(shí)間位；第三個(gè)按鍵為減少時(shí)間位；第四個(gè)按鍵為手動(dòng)開(kāi)關(guān)路燈位，可以關(guān)一路或兩路一起關(guān)。 AT89C51 的芯片管腳圖如圖 32示。 在設(shè)計(jì)中采用 RC高電平復(fù)位電路如圖 31示。在時(shí)鐘電路工作后 ,只要在單片機(jī)的復(fù)位 (RST)腳上出現(xiàn)24 個(gè)時(shí)鐘振蕩脈沖 (也就是 2 個(gè)機(jī)器周期 )以上的高 電平單片機(jī)便實(shí)現(xiàn)初始化狀態(tài)復(fù)位。 電路的總體設(shè)計(jì)圖見(jiàn)附錄一，元器件清單見(jiàn)附錄二。本設(shè)計(jì)主程序中一直在對(duì)所有的按鍵進(jìn)行掃描 ,當(dāng)按鍵一有動(dòng)作 ,在第一時(shí)間就執(zhí)行相應(yīng)的程序 ,達(dá)到實(shí)時(shí)控制的目的。 7 時(shí)鐘顯示程序中最關(guān)健是否對(duì)數(shù)碼管進(jìn)行動(dòng)態(tài)掃描的子程序放在哪里，本設(shè)計(jì)中把動(dòng)態(tài)掃描程序放在 T0 中斷里，中斷的時(shí)間是否 2MS，也就是說(shuō)每 2MS掃描一次，掃描頻率非?？欤昧巳搜鄣囊曈X(jué)殘留特性 ,使程序更加簡(jiǎn)潔 . 調(diào)時(shí)程序和對(duì)路燈的單路控制程序都是按鍵進(jìn)行控制的。 本電路設(shè)計(jì)的主要思路是：對(duì)路燈實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)控制，并且可以進(jìn)行單路控制和總控制。在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，除了要讓硬件電路簡(jiǎn)潔外，還要兼顧軟件不能過(guò)于復(fù)雜。所以在本設(shè)計(jì)中采用動(dòng)態(tài)掃描方式控制數(shù)碼管的顯示。靜態(tài)數(shù)據(jù)鎖存方式每個(gè)數(shù)碼管用一個(gè) 8位并行鎖存器存儲(chǔ)數(shù)據(jù)并驅(qū)動(dòng)，所以硬件復(fù)雜，故障率高。 [5] 圖 21共陰極數(shù)碼管內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 基于以上所述，本設(shè)計(jì)采用方案二。半導(dǎo)體數(shù)碼光分共陽(yáng)極數(shù)碼管和共陰極數(shù)碼管，此次設(shè)計(jì)采用了共陰極數(shù)碼管顯示，即七個(gè)發(fā)光二極管的陰極連在一起接地。 方案二：采用 LED數(shù)碼管顯示。 [2] 2． 4 顯示模塊 方案一：采用 LCD液晶顯示器顯示。 而消除抖動(dòng)后面臨的更大問(wèn)題就是 解決按鍵的響應(yīng)問(wèn)題 ,包括按鍵的一次響應(yīng) ,一鍵多功能等 。在掉電模式下，保存 RAM的內(nèi)容并且凍結(jié)振蕩器，禁止所用其他芯片功能，直到下一個(gè)硬件復(fù)位為止。在閑置模式下， CPU停止工作。無(wú)法滿(mǎn)足設(shè)計(jì)所需。 [1] 本設(shè)計(jì)中對(duì)復(fù)位電路的要求精度不需要很高，所以選擇的是方案一的 RC高電平復(fù)位電路。進(jìn)一步提高了單片機(jī)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和抗干擾性的能力。該復(fù)位電路用在復(fù)位精度不是很高的設(shè)計(jì)中。 1． 2 系統(tǒng)組成方框圖 圖 11系統(tǒng)方框圖 2 方案論證 2． 1 復(fù)位模塊 方案一：基本 RC復(fù)位電路 ，該復(fù)位方式為手動(dòng)復(fù)位，可分為高電平復(fù)位和低電平復(fù)位，電容可避免高頻諧波對(duì)電路的干擾。 5 1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) 1． 1 設(shè)計(jì)要求 ①當(dāng)開(kāi)機(jī)后，經(jīng)過(guò)上電復(fù)位，時(shí)鐘顯示為 12： 00： 00，這時(shí)可以調(diào)整時(shí)、分、秒按鈕進(jìn)行精確調(diào)整到當(dāng)前時(shí)間，進(jìn)行正常走時(shí)； ②開(kāi)機(jī)后系統(tǒng)內(nèi)部自定義開(kāi)路燈時(shí)間為 18： 00： 00，關(guān)路燈時(shí)間為 6： 00： 00，如果不做調(diào)整的話(huà)，時(shí)間就是下午 6點(diǎn)鐘開(kāi)燈，早晨 6點(diǎn)鐘關(guān)燈； ③春、夏、秋、冬四季的晝夜并不相等，為了更好的節(jié)省電力資源，本設(shè)計(jì)中可以進(jìn)行手動(dòng)調(diào)整，根據(jù)四季的變化來(lái)調(diào)整開(kāi)路燈和關(guān)路燈的時(shí)間，更有效的 節(jié)省資源； ④本設(shè)計(jì)中另外的一大特點(diǎn)就是在 23： 00： 00 的時(shí)候，路燈會(huì)熄滅一半，這種設(shè)計(jì)也是為了節(jié)省資源，因?yàn)橐股钊遂o的時(shí)候，并不需要太多的路燈照明整個(gè)路面，只需要點(diǎn)點(diǎn)燈光就行； ⑤到早晨六點(diǎn)鐘或自己重新設(shè)定的時(shí)間的時(shí)候再關(guān)閉其它的路燈。 AT89C51不但功能強(qiáng)大，而且使用方便、價(jià)格便宜，可以最大限度的降低成本、增加計(jì)時(shí)模式和提高計(jì)時(shí)精度。特別是它應(yīng)用面廣，控制能力強(qiáng)，使它在工業(yè)控制、智能儀表、外設(shè)控制、家用電器、機(jī)器人、軍事裝置等方面得到了廣泛的應(yīng)用。 單片機(jī)是在一塊芯片上集成了一臺(tái)微型計(jì)算機(jī)所需的 CPU、存儲(chǔ)器、輸入 /輸出部件和時(shí)鐘電路等。使整個(gè)城市照明監(jiān)測(cè)，決策和管理工作建立在計(jì)算機(jī)信息網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)之上。 總之，隨著城市規(guī)模的不斷擴(kuò)大，現(xiàn)有的路燈管理的方式方法已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿(mǎn)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。 以上難點(diǎn)，將直接影響城市照明管理水平?！叭斯た刂啤笔軔毫犹鞖獾挠绊懠捌渌蓴_，并且巡視困難；“光控”容易受外部環(huán)境干擾，靈敏度低且可靠性較差，二者均不能實(shí)現(xiàn)控制開(kāi)關(guān)燈的合理化、科學(xué)化，從而會(huì)出現(xiàn)：開(kāi)燈早，關(guān)燈晚；或者開(kāi)燈晚，關(guān)燈早的現(xiàn)象。啟動(dòng)后進(jìn)入計(jì)時(shí)顯示 ,計(jì)時(shí)用六位數(shù)碼管顯示；當(dāng)一天時(shí)間過(guò)去后可以循環(huán)繼續(xù)控制，用發(fā)光 二極管進(jìn)行模擬顯示。發(fā)光二極管為顯示調(diào)時(shí)狀態(tài)及模擬路燈的控制，讓本設(shè)計(jì)中更加的形象化。 1 基于 AT89C51 的路燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 【 摘 要 】 本路燈控制系統(tǒng)是針對(duì)實(shí)際情況的需要而進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)的。在設(shè)計(jì)中，采用開(kāi)關(guān)按鈕進(jìn)行時(shí)間控制，顯示是六位 LED 數(shù)碼管和五個(gè)發(fā)光二極管，時(shí)間為正常 24 小時(shí)走時(shí)，可用按鈕調(diào)節(jié)定時(shí)開(kāi)關(guān)時(shí)間，達(dá)到控制的目的。該設(shè)計(jì)系統(tǒng)通過(guò)對(duì)小時(shí)、分鐘和秒鐘的調(diào)整來(lái)控制路燈的開(kāi)關(guān)狀態(tài)，并且在 23 點(diǎn)后，路燈會(huì)自動(dòng)熄滅一半，達(dá)到節(jié)能的效果。 【 關(guān)鍵字 】 單片機(jī) 路燈 節(jié)能 控制系統(tǒng) 2 目 錄 引言 …………………………………………………………………………………… 4 1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)……………………………………………………………………… 5 設(shè)計(jì)要求????????????????????????????????? 5 系統(tǒng)組成方框圖?????????????????????????????? 5 2 方案論證…………………………………………………………………………… 5 復(fù)位模塊????????????????????????????????? 5 主控模塊????????????????????????????????? 6 按鍵輸入模塊??????????????????????????????? 6 顯示模塊????????????????????????????????? 6 3 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)……………………………………………………………………… 7 總體思路????????????????????????????????? 7 各模塊 電路圖??????????????????????????????? 7 復(fù)位模塊電路設(shè)計(jì)???????????????????????????? 7 主控模塊電路設(shè)計(jì)???????????????????????????? 7 按鍵輸入模塊電路設(shè)計(jì)?????????????????????????? 8 顯示模塊電路設(shè)計(jì)???????????????????????????? 8 4 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)……………………………………………………………………… 10 主程 序設(shè)計(jì)???????????????????????????????? 10 計(jì)時(shí)程序設(shè)計(jì)??????????????????????????????? 11 中斷程序設(shè)計(jì)??????????????????????????????? 12 5 系統(tǒng)調(diào)試…………………………………………………………………………… 13 軟件調(diào)試????????????????????????????????? 13 硬件及總體電路調(diào)試???????????????????????????? 13 系統(tǒng)改進(jìn)方案??????????????????????????????? 13 6 結(jié)束語(yǔ)……………………………………………………………………………… 13 7 致謝………………………………………………………………………………… 14 3 參考文獻(xiàn)……………………………………………………………………………… 14 附錄一 系統(tǒng)總體原理圖 …………………………………………………………… 16 附錄二 元器件清單 ………………………………………………………………… 16 附錄三 源程序 ……………………………………………… ……………………… 17