【正文】 傳感器不但價(jià)格便宜，容易購買，而且處理電路簡單易行，實(shí)際使用效果很好，能很順利地感應(yīng)到物體。由于紅外光波長比可見光長，因此受可見光的影響較小。取超高亮發(fā)光管可以降低一定的干擾，但這又將增加額外的功率損耗。對于傳感器的選擇下面有兩個方案： 方案 — ：用發(fā)光二極管與光敏三極管組成的發(fā)射，接收電路。根據(jù)上述要求，當(dāng)傳感器檢測到汽車時，傳感器給控制器發(fā)送信號，對路燈亮度進(jìn)行控制。如果亮度檢測模塊檢測的信號達(dá)到開啟電平值那個點(diǎn)，將啟動亮度檢測模塊監(jiān)測判定是否達(dá)到一定暗度，如果達(dá)到一定暗度，將開啟路燈，否則說明路上的光照依然很強(qiáng)烈不需要打開路燈。 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 10 頁 共 26 頁 R 1 21 0 KR 1 33 3 0 KL M 3 9 3R 1 41 0 0 KR 1 51 5 0 KR 1 6L I G H T R E SV C CG N DL E DP 2 . 4 圖 亮度檢測模塊原理圖 當(dāng)光照亮度下降時，光敏電阻的阻值會上升，電壓比較器反向輸入端電壓升高，到設(shè)定的值時 LM393 的輸出由低電平轉(zhuǎn)變?yōu)楦唠娖健Ｆ渲泄饷綦娮璺值玫碾妷航?jīng)電壓比較器與用戶設(shè)置的參數(shù)進(jìn)行比較，進(jìn)行整形處理。綜上所述，我們采用方案二較為科學(xué)。 從理論上來說，方案一還是是不錯的，結(jié)構(gòu)十分簡單，但在實(shí)際操作當(dāng)中，往往有些不盡如人意，主要是傳出來的信號電平，不是突變的，也就是說光線照在光敏電阻強(qiáng)度不是跳變的，造成信號的不穩(wěn)定，所以此種方案不適用。這里把光敏產(chǎn)生的信號送給比較器，主要是用它來整形，在比較器的反向輸入端，用電阻分壓，作為基準(zhǔn)電壓，使得經(jīng)過比較器后的電壓，只有兩種狀態(tài)，即高電平和低電平。 方案一：用一個簡單的電阻和一個光敏電阻，串聯(lián)起來，通過遮光和不遮光來采集中間電壓的變化，然后傳給單片機(jī)，由單片機(jī)來進(jìn)行信號外理，完成信號傳遞。將光電進(jìn)行轉(zhuǎn)換，是本模塊能夠 根據(jù)環(huán)境光的明暗變化來自動控制路燈的開關(guān) [11]~[12]。 亮度檢測模塊介紹 亮度檢測模塊主要是為了對外界環(huán)境的光照強(qiáng)度進(jìn)行采樣，將采樣得 的信號傳遞給單片機(jī)，再由單片機(jī)進(jìn)行分析做出相應(yīng)的工作。因此應(yīng)根據(jù)信號受干擾性質(zhì)和干擾后果，分別采取相應(yīng)的軟件和硬件措施消除干擾。由于系統(tǒng)采集的各種參數(shù)都有不同的量綱和數(shù)值 ，被測信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字量之后，往往還要轉(zhuǎn)換成操作人緣所熟悉的工程量。 DS1302的各引腳功能如表 。 DS1302線路簡單、體積小、功耗低且價(jià)格低廉，它不僅可以提供時、分、 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 8 頁 共 26 頁 秒以及日期數(shù)據(jù)，計(jì)時格式可以是 24h制和 12h制任選，還可以將每月的天數(shù)和閏年的天數(shù)可自動修正且不存在“千年蟲”等問題優(yōu)點(diǎn)。 根據(jù)上述要求，為了實(shí)現(xiàn)精確的時鐘控制并節(jié)省單片機(jī) I/O口資源，本時鐘模塊主要以 DS1302為核心設(shè)計(jì)。 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 7 頁 共 26 頁 S 0S 1S 2S 3S 4S 5S 6S 7abcdefghR 3 0 2 0 0R 3 1 2 0 0R 3 2 2 0 0R 3 3 2 0 0R 3 4 2 0 0R 3 5 2 0 0R 3 6 2 0 0R 3 7 2 0 0Q 3P N PQ 4P N PQ 5P N P P N PQ 8P N PP N PV C CS 0 S 1 S 2 S 3 S 4 S 5 S 6 S 7P 1 . 0P 1 . 1 P 1 . 2 P 1 . 3 P 1 . 4 P 1 . 5 P 1 . 6 P 1 . 7Q 6P N PQ 7 Q 9P N PQ 1 0W 2W 1aW 3W 4 aabcdefgd pabfcgdeD P Yd pabfcgdeD P Yabcdefgd pd pabcdefgg f be dW 1ch e dW 2ch e dW 3ch e dW 4chg f a b g f a b g f bffabcgdeD P Yabcdefgd pd pabfcgdeD P Yabcdefgd pd pfR 3 82 KG N DR 4 02 KG N DR 4 12 KG N DP 0 . 0P 0 . 2 P 0 . 3W 1W 3W 4Q 1 2P N PQ 1 4P N PQ 1 5P N PR 3 92 KP 0 . 1W 2Q 1 3P N PG N D 圖 LED數(shù)碼管模塊原理圖 時鐘模塊設(shè)計(jì) 時鐘模塊提供路燈控制系統(tǒng)定時開關(guān)燈操作時所需的時鐘信號，且時鐘數(shù)據(jù)可通過控制模塊進(jìn)行調(diào)整。在每隔一段時間循環(huán)點(diǎn)亮每個 LED數(shù)碼管，每次只有一個 LED數(shù)碼管被點(diǎn)亮。根據(jù)要求我們選用 LED數(shù)碼管作為顯示模塊設(shè)計(jì)的主要元件。 液晶顯示比數(shù)碼管更能夠節(jié)省單片機(jī)的 I/O口 ,并且能夠直觀地顯示時間、出現(xiàn)故障的地址編號以及一些必備的字符 [10]。 LED 數(shù)碼管模塊設(shè)計(jì) 本系統(tǒng)設(shè)計(jì)需要正常的時鐘顯示模式控制 , 而且可以設(shè)定和調(diào)整時間 , 當(dāng)出現(xiàn)故障時地址編號也可顯示出來 。復(fù)位信號是高電平有效，其有效時間應(yīng)持續(xù) 24個振蕩周期 (即二個機(jī)器周期 )以上。由此振蕩器的 XTAL1 端向內(nèi)部時鐘提供一定的頻率時鐘脈沖信號，并且此振蕩器的頻率由外接晶振決定的。 時鐘電路 在單片機(jī)系統(tǒng)中，由于單片機(jī)內(nèi)部有一個用于構(gòu)成振蕩器的單級反相放大器， 引腳 XTAL1 為反相器輸入端， XTAL2 為反相器輸入端。在單芯片上，擁有靈巧的 8 位 CPU 和在系統(tǒng)可編程 Flash，使得 STC89C52 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。 V C CP 1 . 0 / T 2 V C CP 1 . 1 / T 2 E X A D 0 / P 0 . 0P 1 . 2 A D 1 / P 0 . 1P 1 . 3 A D 2 / P 0 . 2P 1 . 4 A D 3 / P 0 . 3P 1 . 5 A D 4 / P 0 . 4P 1 . 6 A D 5 / P 0 . 5P 1 . 7 A D 6 / P 0 . 6R S T A D 7 / P 0 . 7P 3 . 0 / R X D E A / V P PP 3 . 1 / T X D A L E / P R O GP 3 . 2 / I N T 0 P S E NP 3 . 3 / I N T 1 P 2 . 7P 3 . 4 / T 0 P 2 . 6P 3 . 5 / T 1 P 2 . 5P 3 . 6 / W R P 2 . 4P 3 . 7 / R D P 2 . 3T X A L 2 P 2 . 2T X A L 1 P 2 . 1G N D P 2 . 0S T C 8 9 C 5 2C 23 0 p FG N D晶振C 33 0 p FG N DR 21 0 KG N DV C CR 12 0 0C 11 0 u F S 圖 STC89C52單片機(jī)最小系統(tǒng)圖 STC89C52 芯片介紹 STC89C52 是 STC 公司生產(chǎn)的一種低功耗、高性能 CMOS8 位微控制器，具有 8K在系統(tǒng)可編程 Flash 存儲器 。 單片機(jī)最小系統(tǒng)設(shè)計(jì) 路燈系統(tǒng)控制模塊主要 采用 STC89C52單片機(jī)作為控制核心 ， 其外圍電路比較簡單 ，具有高速 、 高可靠性 、 低功耗 、 超強(qiáng)抗干擾 、 價(jià)格低等優(yōu)點(diǎn) ， 應(yīng)用廣泛 [7]。 如圖 所示，整個路燈控制系統(tǒng)的模塊包含：單片機(jī)最小系統(tǒng)， LED 數(shù)碼管模塊，時鐘模塊，信號采集模塊，故障檢測模塊和聲光報(bào)警模塊，電源控制模 塊，通信模塊，單元控制系統(tǒng)。通過對 常用路燈控制的各種方法，及各自的優(yōu)缺點(diǎn) 的了解 ， 并 通過 他們之間的 相互比較，確定設(shè)計(jì)方案，并對所用傳感器進(jìn)行選型，同時加以電路的設(shè)計(jì)與分析 。在本次系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，我們采用定時方式和光控方式結(jié)合的工作模式 。定時方式是根據(jù)一年四季的晝夜長短不同，對系統(tǒng)設(shè)定不同的開關(guān)路燈時間。 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 4 頁 共 26 頁 3 系統(tǒng)硬件設(shè) 計(jì) 系統(tǒng)硬件電路總體設(shè)計(jì)分析 本系統(tǒng)設(shè)計(jì) 路燈控制方面可實(shí)現(xiàn)的功能為 :路燈可工作在三種模式 ，分別為 人工方式 ,定時方式 ,光控方式 [6]。 單元控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)基本要求 （ 1）單元控制系統(tǒng)具有燈光亮度調(diào)節(jié)功能，路燈驅(qū)動電源輸出功率能在規(guī)定時間按設(shè)定要求自動減小，該功率應(yīng)能在 20%～ 100%范圍內(nèi)設(shè)定并調(diào)節(jié)。 （ 4）控制系統(tǒng)具有分別獨(dú)立控制支路上每只路燈的開燈和關(guān)燈時間。 （ 2）控制系統(tǒng)必須具有 時鐘模塊 ，能夠顯示和設(shè)定開關(guān)路燈的時間，并能控制整條支路按時開燈和關(guān)燈。 根據(jù)系統(tǒng)的組成，分別對控制系統(tǒng)、顯示設(shè)備和單元控制系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)。 對于顯示 設(shè)備來說 ，顯示 設(shè)備必須能夠顯示控制系統(tǒng)相關(guān)控 制信息 。 (5)對路燈控制系統(tǒng)進(jìn)行相關(guān)調(diào)試。 (3)進(jìn)行相關(guān)實(shí)驗(yàn)論證，對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，得出結(jié)論。本次路燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要研究內(nèi)容如下： (1)根據(jù)路燈控制系統(tǒng)的特點(diǎn)，進(jìn)行路燈控制系統(tǒng)的整體分析。 綜上所述，未來的路燈控制系統(tǒng)必定向著更安全、更環(huán)保、更節(jié)能、更高效率的方向發(fā)展。我國目前的市場上有多種路燈節(jié)能控制產(chǎn)品的出現(xiàn)。 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 2 頁 共 26 頁 近年來，隨著科技的不斷發(fā)展，各種路燈控制系統(tǒng)也被不斷的研究出來。雖然，有的地方根據(jù)這種情況采取前半夜全亮，后半夜全滅的照明方式，這種方式也節(jié)約了電費(fèi)支出，但是，卻帶來了相應(yīng)的社會治安和交通安全問題。 國內(nèi)路燈控制系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀 國內(nèi)的路燈 控制 系統(tǒng)從上世紀(jì)八十年代末至今，已走過了二十 幾 年 [4]。 因此在原有的路燈控制系統(tǒng)下與現(xiàn)代自動化管理的結(jié)合是當(dāng)前路燈控制系統(tǒng)的必然趨勢。 實(shí)際上道路的照明水平大多是由外部環(huán)境因素決定的 ， 如道路交通流量 、 周圍環(huán)境亮度和天氣狀況 [3]。隨著機(jī)動車保有量的逐年上升和人口密集化發(fā)展，傳統(tǒng)的城市路燈照明系統(tǒng)顯現(xiàn)出很多缺點(diǎn)和不足 [2]。 近年來，隨著經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展和城市化進(jìn)程的不斷深入，對相應(yīng)的各項(xiàng)市政配套設(shè)施也提出了更高的要求。 關(guān)鍵詞 路燈 STC89C52 信號采集 控制系統(tǒng) 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文）外文摘要 Title The design of road lamp control system based on MCU Abstract This system simulates the design of road lamp control system on both sides of street in life, which designs road lamp control system by using STC89C52 chip and the related photoelectric detection device,realizing the function of controlling the switch of the street lamp according to the actual light and other external environmental factors. The design of the system can be divided into the overall system design, hardware design, software design an