【正文】 .................... 23 附錄 ............................................................... 23 附錄 A 系統(tǒng)總圖 ................................................ 23 附錄 B PCB圖 ................................................... 24 附錄 C 實物圖 .................................................. 25 附錄 D 部分源代碼： ............................................ 25 I 路燈控制器的 設(shè)計與實現(xiàn) 摘 要 本文介紹了一個路燈控制 器 的 設(shè)計與實現(xiàn) 方案，用以實現(xiàn)路燈的 自動 控制。 對論文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個人和集體均已在文中以明確的方式標(biāo)明 。 1 學(xué)科分類號 0806 本科生畢業(yè)論文 (設(shè)計 ) 題目（中文）： 路燈控制器的設(shè)計與實現(xiàn) （英文）： Design and Implementation Street Lamp Controller 2 本科畢業(yè)論文 (設(shè)計 )誠信聲明 作者鄭重聲明：所呈交的本科畢業(yè)論文 (設(shè)計 )，是在指導(dǎo)老師的指導(dǎo)下，獨立進(jìn)行研究所取得的成果，成果不存在知識產(chǎn)權(quán)爭議 。 除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，論文不含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過 的成果 。本聲明的法律結(jié)果由作者承擔(dān) 。方案以 STC89C52為核心， 通過按鍵選擇 時鐘 控制 功能 、光照強度控制功和 改變開燈與關(guān)燈的時間 ； 通過 1602液晶 能 顯示路燈控制模式和延時時間 ； 利用單片機內(nèi)部定時器 T0、 T1設(shè)定 系統(tǒng)開 關(guān)燈 的 時間 和延時時間； 利用光敏電阻對光線強弱時電阻值的變化原理實現(xiàn)了路燈控制器對光線強弱的自動控制。 關(guān)鍵詞 路 燈控制； STC89C52；單片機定時器；光敏電阻；繼電器 Design and Implementation of Street Lamp Controller Abstract This paper introduces the design and implementation of a street lamp controller, used to realize the automatic control of street lamp. Scheme with STC89C52 as the core, the clock control function, the light intensity control power and change the time to turn on the lights and turn off the lights through the button to choose。 setting system switch lights use MCU internal timer T0, T1 time and delay time。Relay 1 1 前言 選題背景 目前路燈照明耗電量約占總耗電量的 15%，全國各地?zé)o不面對電力緊張帶來的各種問題。 面對緊張的供電形勢，路燈巡查對市政部門來講是一項需要耗費大量人力物力的工作。 而 路燈控制器的自動化控制能滿足這個要求， 路燈 控制器 工作需要一個以 MCU為核心的自動化 控制 手段來替代普通的 人工 路燈 控制 系統(tǒng) 。 路燈控制器它就是這樣一個可以代替人工巡查的系統(tǒng)。 由于單片機具有集成度高，處理能力強，可靠性高，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，價格低廉的優(yōu)點 ，因此在路燈照明工程中被廣泛應(yīng)用 。 人工干預(yù)控制。在需要開啟 /關(guān)閉路燈時派出人員操作控制開關(guān)來實現(xiàn)對路燈的控制。缺點： 由于路燈的數(shù)量日益增多，保障路燈的正常工作的壓力也隨之加大 ，管理難度大、安全系數(shù)低、工作量大 、 不能檢測整個線路路燈的工作狀況， 工作狀態(tài)大多依靠工作人員夜間的巡查和群眾的 投訴，因此發(fā)現(xiàn)故障不及時 。其原理是將原人工控制開關(guān)更換為時鐘控制器，由此實現(xiàn)一般狀況下的路燈自動控制。 缺點：應(yīng)變能力較差，如果將時鐘控制器設(shè)置在每天 19： 00開啟次日 08： 00關(guān)閉，則無論在任何季節(jié)以、氣象條件和能見度的情況下都將死板的按照預(yù)定時間工作。其原理是在每個路燈的線路上加裝控制檢測器，并采用無線或有線的方式與控制主機相連再采用有線或無線的方式與控制系統(tǒng)連接，以此來實現(xiàn)對路燈的開關(guān)控制或定時開關(guān)控制。優(yōu)點：高程度自動化，高應(yīng)變能力 提供多樣的工作模式并可檢測路燈故障。 研究目的和意義 2021 年 8 月開始實施的《國務(wù)院辦公廳關(guān)于深入開展全民節(jié)能行動的通知》第五條規(guī)定：“控制路燈和景觀燈的照明，在保證車輛，行人安全的前提下，合理的開啟和關(guān)閉路燈……”?？梢娐窡艨刂普彰髟诠?jié)能中起著至關(guān)重要的作用。另外，由于頻繁開關(guān)或者人為因素，墻壁開關(guān)的損壞率很高，增大了維修量 ， 浪費了資金。 同時， 根據(jù) 路燈控制器的組成 和 性能，適用范圍及工作原理， 廣泛的使用在城市的道路、學(xué)校、機關(guān) 廠礦等企業(yè)單位的公共場所等，可以使人們生活更加方便安全，并且 節(jié)電 的效果十分明顯，大大減少了維修量 ， 節(jié)約了資金，使用效果 也非常 好 ，有長遠(yuǎn)價值 [5]。 針對題目要求，初步的思路安排如下：在 STC89C52單片機的基礎(chǔ)上，對路燈的開、關(guān)控制進(jìn)行自動調(diào)節(jié)，首先實現(xiàn)對路燈在正常情況下的開關(guān)，如，路燈每天晚上工作的時間。具體思路如下： 4 （ 1） 光線 暗時，路燈自動點亮，直到光線強時，路燈 會 自動熄滅 。 （ 3）在白天，光信號接收器的光線入口被短時間遮擋時，不會出現(xiàn)白天路燈被開 。 方案論證 系統(tǒng)主控模塊方案選擇 方案一：采用 SPCE061A單片機進(jìn)行控制。但是，它不是常用單片機，從而加大了使用和功能實現(xiàn)的困 難，成本也較高。 FPGA可以實現(xiàn)各種復(fù)雜的邏輯功能、規(guī)模大、密度高、體積小、穩(wěn)定性高、 I/O資源豐富、易于進(jìn)行功能擴展 、 系統(tǒng)的處理速度 快 ，適合作為大規(guī)?？刂葡到y(tǒng)的控制核心。 方案三：采用 STC89C52單片機進(jìn)行控制。 與方案一、方案二比 較方案三采用 STC89C52可以滿足設(shè)計要求， 5 而且減少設(shè)計復(fù)雜程度，所以本設(shè)計采用方案三 [6]。采用光敏二極管的最簡單的光檢測電路，其輸出電壓隨入射光量的對數(shù)呈線性變化，但容易受溫度變化的影響。 方案二：采用光敏電阻。但是光敏電阻響應(yīng)速度不快，在 MS到 S之間，延遲時間受光照影響。 顯示模塊方案選擇 方案一：采用數(shù)碼管顯示。 方案二：采用 1602LCD液晶顯示，顯示內(nèi)容豐富，畫面穩(wěn)定不閃爍， 對人眼損害很弱， 抗干擾性強，且功耗低，符合環(huán)保節(jié)能要求 ，使用壽命長等優(yōu)點不需要外加蕊片組合，可以直接與單片機連接 ， 單片機可以通過軟件編程，來實現(xiàn)對液晶的顯示的控制與設(shè)定。 3 系統(tǒng)硬件設(shè)計 設(shè)計與實現(xiàn)路燈控制器，通過模塊化的設(shè)計思想提高整個系統(tǒng)的設(shè)計效率、準(zhǔn)確性。在利用 Altium Designer 對硬件電路進(jìn)行原理圖繪制和 PCB的制作。 單片機最小系統(tǒng) 通過按鍵 S5（ ）控制路燈的工作模式為時控或者光控。當(dāng)光控時，根據(jù)光線的強弱調(diào)節(jié)路燈的亮滅。 ② 工作電壓為 。 ④ 片上集成 128B/512BRAM。 ⑥ 共 2個 16位定時器 /計數(shù)器，其中定時器 0還可以當(dāng)作 2個 8位定時器使用。 基于 STC89C52RC單片機具有的這些特點，它完全能夠滿足本系統(tǒng)的開發(fā)要求， 路燈控制系統(tǒng)是有單片機為核心部件的控制電路組成 。 （ 2） 復(fù)位電路 單片機復(fù)位電路就好比電腦的重啟部分，當(dāng)電腦在使用中出現(xiàn)死機，按下重啟按鈕電腦內(nèi)部的程序從頭開始執(zhí)行。 GNDVCCR310KC310uFS6SW4RESET 圖 復(fù)位電路 如圖 ， RESET網(wǎng)絡(luò)端口連接的是 STC89C52的 9號引腳（復(fù)位端）， 電容 C3的的大小是 10uF，電阻 R3的大小是 10k。當(dāng)按鍵按下的時候，開關(guān)導(dǎo)通，這個時候電容兩端形成 了一個回路，電容被短路，所以在按鍵按下的這個過程中，電容開始釋放之前充的電量。根據(jù)串聯(lián)電路電壓為各處之和，這個時候 10K電阻兩端的電壓為 ，甚至更大，所以 RESET引腳又接收到高電平 ，單片機自動復(fù)位。 12C120pf12C220pfGNDX1XTALX1X2 圖 晶振電路 如圖 STC89C52使用 作為振蕩源，由于單片機內(nèi)部帶有振蕩電路，所以外部只連接一個晶振和兩個電容即可，本系統(tǒng)晶振電路是由一個 2個 20p的瓷片電容接在單片機 18,19引腳上 構(gòu)成的，晶振作用只要是控制時鐘的頻率，瓷片電容只要是對頻率起微調(diào)的作用 。當(dāng)按鍵按下時，單片機 I/O口與地之間相當(dāng)于短路，所以和 I/O口為低電 平。 S1S2S3S4GNDP20P21P22P23P24S5 圖 按鍵電路 ：在選擇模式為時控模式時，時間調(diào)整按鍵，按下鍵可以調(diào)整系統(tǒng)時間，通過 1602上顯示。 ：不同模式下，分別可以調(diào)節(jié)系統(tǒng)時間和光控延時時間。 模式選擇。 光 控電路 在光敏電阻兩端的金屬電極之間加上電壓，當(dāng)光敏電阻受到適當(dāng)?shù)?光線照射時，電流就會隨光強的增加而變大，從而實現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換。 P25R51KR6100kR710KR1110KVCCGNDQ2R5127KU3op07r8r_g 圖 光電轉(zhuǎn)換電路 如圖 ，當(dāng)光線強時光敏電阻 r8阻值很小 ,通過電橋判斷可以得出，