基于單片機(jī)模擬路燈控制系統(tǒng)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文-展示頁
2025-07-15 21:01本頁面
【正文】 值） 實(shí)測(cè)值 1 故障指示（編號(hào)） LCD 上顯示正確 2 過中點(diǎn)后前燈亮后燈滅，試驗(yàn)成功率（ 100％） 100％ 3 自動(dòng)開關(guān)燈功能，試驗(yàn)成功率 100％ 4 實(shí)時(shí)誤差，采用時(shí)間加速方法（誤差小于 5MIN） 誤差 1MIN 5 單元控制器具有調(diào)光功能，路燈驅(qū)動(dòng)電源輸出功率能在規(guī)定時(shí)間按設(shè)定要求自動(dòng)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%。//亮度調(diào)整 //AD 采樣 void ADExchange(uchar Num)。//按鍵處理函數(shù) / /定時(shí)器處理 void InitTimer(void)。 子程序 本系統(tǒng)包含以下子程序 //鍵盤處理 void KeyboardScan(void)。 軟件編寫體現(xiàn)了模塊化的任務(wù)驅(qū)動(dòng)方式。 輸入與輸出 鍵盤： 采用 AD 變換輸入口為鍵盤輸入口，節(jié)省了 IO 口資源。 ? 確認(rèn)鍵：確認(rèn)鍵只在時(shí)間調(diào)整時(shí)有效，分別確認(rèn)小時(shí)、分鐘、秒的輸入。 ? 模式選擇鍵：按模式選擇鍵可以進(jìn)行系統(tǒng)工作模式的切換，順序?yàn)樽詣?dòng)群控模式 ?自動(dòng)分控模式 ?根據(jù)照度自動(dòng)控制模式 ? 根據(jù)交通情況自動(dòng)控制模式 ?手動(dòng)控制模式。 按鍵操作說明 ? 支路控制器具備 5 個(gè)按鍵，分別為時(shí)間調(diào)整鍵、模式選擇鍵、增加鍵、減少鍵、確認(rèn)鍵。 （ 1）～（ 4）等四種工作模式是互斥的，即在某一時(shí)刻只能具有其中的一種功能，不過各種模式可以手動(dòng)的切換，手動(dòng)調(diào)整路燈亮度的功能在這 四種模式中都是有效的。 （ 4） 根 據(jù)交通情況自動(dòng)控制模式 在該模式 下，當(dāng)可移動(dòng)物體 M 由左到右到達(dá) S 點(diǎn)時(shí)（ 見圖 ），燈 1 亮；當(dāng)物體 M 到達(dá) B 點(diǎn)時(shí)，燈 1 滅，燈 2 亮；若物體 M 由右到左移動(dòng)時(shí)，則亮燈的次序與上相反。 （ 2） 自動(dòng)分控模式 在該模式下，支路控制器根據(jù)設(shè)定好的定時(shí)信息，分別控制兩盞路燈的開關(guān)，例如，當(dāng)系 統(tǒng)的時(shí)間和路燈 1 開燈的時(shí)間相等時(shí)，開啟路燈 1； 當(dāng)系統(tǒng)的時(shí)間和路燈 2 關(guān)燈的時(shí)間相等時(shí)開啟路燈 2。 系統(tǒng)各模塊的最終方案 系統(tǒng)功能說明書（用戶使用說明書） 路燈的工作模式 本 模擬路燈控制系統(tǒng)具備 5 種工作模式，分別是自動(dòng)群控模式、自動(dòng)分控模式、根據(jù)照度自動(dòng)控制模式、根據(jù)交通情況自動(dòng)控制模式、 手動(dòng)控制模式，下面對(duì)每種工作模式簡(jiǎn)單介紹如下： （ 1） 自動(dòng)群控模式 在該 模式下，支路控制器根據(jù)設(shè)定好的定時(shí)信息，自動(dòng)地同時(shí)打開或者關(guān)閉兩盞路燈。方案二利用了單片機(jī)的 AD 變換資源，同時(shí)采用 PWM 方式，可以使 LED 工作在斷斷續(xù)續(xù)的狀態(tài)，可以延長(zhǎng) LED 的使用壽命。這些芯片使用方便，性能較好，但 價(jià)格較貴。 恒流源驅(qū)動(dòng) LED及 20％到 100％范圍內(nèi)可調(diào)亮度。 故障 報(bào)警功能 采 用光敏電阻檢測(cè)路燈的亮度，同時(shí)排除環(huán)境光的干擾。由于紅外光的發(fā)射有一定的偏角，本設(shè)計(jì)利用了黑色套管遮擋紅外發(fā)射燈頭，以減少紅外光的散失。 紅外對(duì) 射的 特點(diǎn)是傳輸距離 較 遠(yuǎn)，能量集中。缺 點(diǎn)是價(jià)格較貴。這種光電傳感器普遍運(yùn)用于電梯、生產(chǎn)線等工業(yè)場(chǎng)所。 當(dāng)汽車 靠近路燈時(shí)，路燈能自動(dòng)點(diǎn)亮；當(dāng)汽 車遠(yuǎn)離時(shí)，路燈自動(dòng)熄滅。 本系統(tǒng) 采用方案二。路燈的開啟電平由內(nèi)部的變量控 制。 方案二：采用 AD 變換。對(duì) 維護(hù)人員的要求不高。 光敏電阻與 固定電阻串聯(lián)，加一級(jí)電壓跟隨器后輸入比較器，與比較器負(fù)輸入端的電壓值進(jìn)行比較，得到一個(gè)高電平或低電平輸出，進(jìn)入單片機(jī)的 IO 口。 根據(jù)環(huán) 境明暗變化，自動(dòng)開燈和關(guān)燈 功能。 方案二沒有增加外置電路，充分利用了單片機(jī)的定時(shí)器功能，實(shí)施簡(jiǎn)潔方便，主要的缺點(diǎn)是當(dāng)控制系統(tǒng)斷電或死機(jī)以后，需要人工重新定時(shí)。 //當(dāng)該變量增加到某個(gè)數(shù)值時(shí) ,表示經(jīng)過了 1 秒 uchar Is1 S = 0。 //當(dāng)該變量增加到某個(gè)數(shù)值時(shí) ,表示經(jīng)過了 20 毫秒 uchar Is20mS = 0。 //當(dāng)該變量增加到某個(gè)數(shù)值時(shí) ,表示經(jīng)過了 2 毫秒 uchar Is 2mS = 0。 例如： ST C 單片機(jī)，在 4M 時(shí)鐘時(shí)，單個(gè)指令的運(yùn)行時(shí)間是 1 微秒，設(shè)置定時(shí)器 1 每 125 個(gè)指令周期產(chǎn)生一個(gè)中斷，即 125 微秒， 8 個(gè)中斷后，時(shí)間平臺(tái)是 1 毫秒 ，設(shè)置以下時(shí)間計(jì)數(shù)變量分別為： uchar To1mS = 0x00。 DS1302 的典型應(yīng)用電路如圖 3 所示： 圖 3 DS1302 的典型應(yīng)用電路 方案二：采用單片機(jī)內(nèi)置時(shí)鐘振蕩電路及定時(shí) 器構(gòu)建時(shí)間平臺(tái)。三是增加了成本。其缺點(diǎn)一是消耗了單片機(jī) IO 口資源。 其優(yōu)勢(shì)是可以單獨(dú)使用，直接連接 到 單片機(jī)外圍，有自己獨(dú)立的時(shí)鐘晶振，精度較高。 方案一：采用專用時(shí)鐘芯片。 針 對(duì)以上的五個(gè)功能， 采用 模塊 化的設(shè)計(jì)思想，以下分別敘述之。 五是根據(jù)綠色節(jié)能照明要求，采用恒流源 驅(qū)動(dòng) LED 路燈發(fā)亮且能調(diào)光，路燈驅(qū)動(dòng)電源輸出功率能在 20%～ 100%范圍內(nèi)設(shè)定并調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)誤差≤ 2%。 三是根據(jù)交通情況自動(dòng)調(diào)節(jié)亮燈狀態(tài)：當(dāng) 汽車靠近路燈時(shí)，路燈能自動(dòng)點(diǎn)亮；當(dāng)汽車遠(yuǎn)離時(shí)，路燈自動(dòng)熄滅。 總體設(shè)計(jì)方案 功能分解及設(shè)計(jì)思路 本模擬路燈控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案要實(shí)現(xiàn)的 主要功能主要分解為以下五個(gè)方面： 一是時(shí)鐘功能及定時(shí)開關(guān)燈。 （ 2）單元控制器具有調(diào)光功能，路燈驅(qū)動(dòng)電源輸出功率 能在規(guī)定時(shí)間按設(shè)定要求自動(dòng)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
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