【正文】 S52 芯片， 采用紅外對管對物體的移動進(jìn)行檢測，時鐘由單片機(jī)定時器實現(xiàn)。當(dāng)路燈出現(xiàn)故障后路燈電路中采樣點的電壓值會發(fā)生變化， 單片機(jī)根據(jù)變化量進(jìn)行相應(yīng)的處理 。支路控制器 的時鐘采用精確的時鐘芯片并由字符型液晶作為顯示 ，利用按鍵設(shè)定、修改開關(guān)燈時間。 二、 方案論證與比較 方案一： 題目要求設(shè)計一個 模擬路燈控制系統(tǒng)，實現(xiàn)支路控制器對單元控制器的有效控制。 （ 2）單元控制 器具有調(diào)光功能，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)，調(diào)節(jié)誤差≤ 2%。 （ 5）當(dāng)路燈出現(xiàn)故障時（燈不亮）， 支路控制器應(yīng)發(fā)出 聲光報警信號 ，并顯示有故障路燈的地址編號。 （ 3）支路控制器應(yīng)能根據(jù) 交通情況 自動調(diào)節(jié)亮燈狀態(tài) ：當(dāng)可移動物體 M（在物體前端標(biāo)出定位點，由定位點確定物體位置 ）由左至右到達(dá) S 點時（見圖 2），燈 1亮；當(dāng)物體M到達(dá) B 點時，燈 1滅，燈 2亮；若物體 M由右至左移動時，則亮燈次序與上相反。 圖 1 路燈控制系統(tǒng)示意圖 L E D 燈 1L E D 燈 24 02 04 0SABCS ’4 04 04 0M定 位 點 圖 2 路燈布置示意圖（單位： cm） 要求 1． 基本要求 （ 1）支路控制器有 時鐘功能 ，能設(shè)定 、顯示開關(guān)燈時間，并控制整條支路按時開燈和關(guān)燈。 關(guān)鍵詞： ATMEGA16L 功耗 節(jié)能 光電傳感器 1 目 錄 一、 設(shè)計任務(wù) _____________________________________________________________ 2 任務(wù) _________________________________________________________________________ 2 要求 ________________________________________________________________________ 2 二、方案論證與比較 ________________________________________________________ 3 三、總體設(shè)計方案 __________________________________________________________ 3 ______________________________________________________________ 4 （ 1） 時鐘模塊 ________________________________________________________________ 4 （ 2） 信號采集模塊的設(shè)計 ______________________________________________________ 5 （ 3） 顯示、按鍵模塊 __________________________________________________________ 6 （ 4） 路燈控制模塊 ____________________________________________________________ 6 （ 5） 聲 光報警模塊 _____________________________________________________________ 6 （ 6） 電源模塊 _________________________________________________________________ 7 _____________________________________________________________________ 13 四、結(jié)果分析 _____________________________________________________________ 13 五、結(jié)論 _________________________________________________________________ 14 六、參考文獻(xiàn) _____________________________________________________________ 14 附錄 1 系統(tǒng)原理圖 _______________________________________________________ 15 附 錄 2 程序清單 _________________________________________________________ 16 2 一、 設(shè)計任務(wù) 設(shè)計 并制作一套模擬路燈控制系統(tǒng)。當(dāng)路燈電路出現(xiàn)故障時，單片機(jī)采集路燈電路采樣點的電壓后處理采集到的數(shù)據(jù)，實現(xiàn)自動報警功能。 使用光敏電阻來檢測環(huán) 境 明暗的變化，光敏電阻在不同光強(qiáng)下電阻值會發(fā)生明顯變化，單片機(jī)內(nèi)部 AD 采集電阻值的變化量達(dá)到檢測目的。使用 DS1302 不但使電路功耗降低，而且節(jié)省 IO 口資源。 ATMEGA16L 是一款高性能、低功耗的 8 位 AVR 微處理器，使系統(tǒng)在低功耗的狀態(tài)下穩(wěn)定工作。模擬路燈控制系統(tǒng)的設(shè)計 摘要 本系統(tǒng)以 AVR 低功耗單片機(jī)系列 ATMEGA16L 為核心組成支路控制系統(tǒng)，采用專用時鐘芯片實現(xiàn)精確的時鐘功能，設(shè)定并顯示開關(guān)燈時間。該控制系統(tǒng)能根據(jù)環(huán)境明暗變化自動開燈和關(guān)燈，以達(dá)到節(jié)能要求。系統(tǒng)采用線路簡單、體積小的專用時鐘芯片 DS1302，DS1302 工作時功耗很低，保持?jǐn)?shù)據(jù)和時鐘信息時功率小于 1mW。采用低功耗的字符型液晶作為顯示器件，顯示更為直觀。采用對射式收發(fā)一體光電傳感器檢測物體的運動，使用靈敏光電傳感器更有效地實現(xiàn)在物體運動過程中 路燈的自動控制，達(dá)到節(jié)能的要求。該系統(tǒng)基于可靠的硬件設(shè)計和穩(wěn)定的軟件算法實現(xiàn)題目基本要求。控制系統(tǒng) 結(jié)構(gòu) 如圖 1 所示，路燈布置如圖 2 所示。 （ 2）支路控制器應(yīng)能 根據(jù)環(huán)境明暗變化 ，自動開燈和關(guān)燈。 輸入 、 顯示裝置支路控制器單元控制器 1 單元控制器 2LED 燈 1 LED 燈 2 3 （ 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。 2． 發(fā)揮部分 （ 1）自制單元控制器中的 LED 燈恒流驅(qū)動電源。 （ 3）其它（性 價比等） 。 本系統(tǒng)采用 ATMEGA16L單片機(jī)為主控芯片， 采用對射式 收發(fā)一體的 光電 傳感器采集由于物體運動所產(chǎn)生的信號，再 由支路控制器系統(tǒng)對信號進(jìn)行處理實現(xiàn)對路燈的合理控制，以達(dá)到題 目要求。 系統(tǒng)采用光敏電阻分壓的方式感應(yīng)周圍環(huán)境明暗的變化，支路控制系統(tǒng)采集 分壓值經(jīng)單片 機(jī)處理后來控制路燈的變化?；谠O(shè)計思路在設(shè)計過程中選擇合適的元器件 ，使用 合適的單元電路模塊，更有效的達(dá)到設(shè)計要求。 方案比較 ： 與 AT89S52 相比， ATMEGA16L 在性能上具有明顯的優(yōu)勢 ， 若采用紅外對管則給元件的安 裝帶來不便，且不易調(diào)試；由單片機(jī)定時器實現(xiàn)的時鐘不準(zhǔn)確，故采用方案一。整個系統(tǒng)硬件框圖如 圖 1所示： 圖 3 系統(tǒng)框圖 4 設(shè)計 12345678910J112345678910J212345678910J312345678910J4V C C V C CV C CV C CR X DT X DI N T 1I N T 0P D 4P D 5P D 6P D 7S C LS D AT C KT M ST D OT D IP C 6P C 7R110 KS1C110 uFV C CR21KR E S E TC222 PC322 P8MX1 X2D0D1D2D3D4M O S IM I S OS C KP A 0P A 1P A 2P A 3P A 4P A 5P A 6P A 71 23 45 67 89 10Y4V C CR E S E TM O S IM I S OS C KC40. 1u FV C C12J6 V C CM O S IM I S OS C KA G N D28X18X27R E S E T4P D 2 ( I N T 0)11P D 3 ( I N T 1)12P D 4 ( O C 1B )13P D 5 ( O C 1A )14P B 0 ( T 0)40P B 1 ( T 1)41P B 2 ( A I N 0)42P B 3 ( A I N 1)43P B 4 ( S S )44P B 5 ( M O S I )1P B 6 ( M I S O )2P B 7 ( S C K )3( A D C 0 ) P A 037( A D C 1 ) P A 136( A D C 2 ) P A 235( A D C 3 ) P A 334( A D C 4 ) P A 433( A D C 5 ) P A 532( A D C 6 ) P A 631( A D C 7 ) P A 730( S C L ) P C 019( S D A ) P C 120( T C K ) P C 221( T M S ) P C 322( T D O ) P C 423( T D I ) P C 524( T O S C 1) P C 625( T O S C 2) P C 726P D 7 ( O C 2)16P D 6 ( I C P )15A V C C27A R E F29P D 1 ( T X D )10P D 0 ( R X D )9GND39VCC38GND6GND18VCC5VCC17I C 1A T M E G A 16 _T Q F P 44V C CR E S E TT M ST D OT D IX1X2P A 0P A 1P A 2P A 3P A 4P A 5P A 6P A 7D0D1D2D3D4S C LS D AT C KP C 6P C 7V C CV C CR X DT X DI N T 0I N T 1P D 4P D 5P D 6P D 7 圖 4 最小系統(tǒng) 支路控制系統(tǒng)是模擬路燈控制系 統(tǒng)的核心，該系統(tǒng)采用 ATMEL 公司的 ATMEGA16L 單片機(jī) 作 為主控制芯片來實現(xiàn)對受控對 象的控制。 （ 1） 時鐘模塊 圖 5 時 鐘電路 為實現(xiàn)精確的時鐘功能 并節(jié)省單片機(jī) IO 口資源，該設(shè)計使用專用的接口方式為串行的 時鐘芯片 DS1302，該芯片線路簡單、體積小 ，易于操作，且價格低廉。采用三線接口與 CPU 進(jìn)行同步 通信，并可采用 突發(fā)方式一次傳送多個字節(jié)的時鐘信號或 RAM 數(shù)據(jù)。DS1302 是 DS1202 的升級產(chǎn)品，與