單片機路燈控制系統(tǒng)設計畢業(yè)論文 文獻綜述 開題報告

1、<p><b>　?。ā?011 屆）</b></p><p><b>　　畢業(yè)設計</b></p><p>　　題 目： 單片機路燈控制系統(tǒng)設計 </p><p>　　姓　　名：　　 　 </p><

2、;p>　　專　　業(yè)：　 電子信息工程 </p><p>　　班　　級：　　　 </p><p>　　學 號： </p><p>　　指導教師：　　　　　

3、 </p><p>　　導師職稱：　　　　 　　　　　　　 　　</p><p>　　2011年 4月 28日</p><p>　　單片機路燈控制系統(tǒng)設計</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　單片機路燈控制系

4、統(tǒng)是一種新型智能控制系統(tǒng)，可根據季節(jié)交替引起的天氣變化和用戶的不同需要，通過按鍵進行調節(jié)，能起到明顯的節(jié)能效果。 該路燈控制系統(tǒng)設計主要包含硬件系統(tǒng)設計和軟件系統(tǒng)設計。硬件系統(tǒng)主要由時鐘發(fā)生電路、電路控制電路、LCD顯示電路、聲光報警電路、鍵盤控制電路和單片機控制電路等部分組成。在時鐘發(fā)生電路中，采用低功耗實時時鐘電路芯片DS1302，它可以對年、月、日、周日、時、分、秒進行計時，計時后，經過單片機的控制處理后從顯示屏上將計時的

5、數(shù)據顯示出來。而路燈控制部分通過對外部環(huán)境進行檢測，實現(xiàn)不同環(huán)境的不同操作，從而實現(xiàn)不同功能。軟件部分主要需結合硬件系統(tǒng)，繪制程序流程圖，編寫相應的程序，使得單片機路燈系統(tǒng)能智能，自動地運作路燈，排查故障。</p><p>　　關鍵詞：單片機，時鐘電路，路燈控制</p><p>　　SCM based street lamp control system design</p>

6、<p><b>　　Abstract</b></p><p>　　SCM street lamp control system is a new type of intelligent control system, can according to seasonal alternate climate changes cause and the different needs

7、of customers, through the buttons on the adjustment, can have obvious effect in energy saving.</p><p>　　This street lamp system consists of hardware system design and software system design. hardware system

8、design include clock circuit, lamp control circuit, LCD display circuit, sound and light alarm circuitry, keyboard control circuitry and single-chip controlling circuit. In the clock section, with the trickle charge curr

9、ent capacity of low-power real time clock circuit chip DS1302, the years, mouths, days, Sundays, hours, minutes and seconds can be counted, after MUC control processing the timi</p><p>　　Keywords: Single Chi

10、p Micyoco，Clock Circuit，Lamp Control</p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　摘 要III</b></p><p>　　AbstractIV</p><p><b>　　1 緒論1</b></p&g

11、t;<p>　　1.1課題的來源1</p><p>　　1.2課題的意義1</p><p>　　1.3單片機應用技術國內外發(fā)展現(xiàn)狀2</p><p>　　1.3.1國外的研究現(xiàn)狀……………………………………………………….2</p><p>　　1.3.2國內的研究現(xiàn)狀……………………………………………………….2<

12、/p><p>　　1.4課題研究的目的3</p><p><b>　　2硬件電路設計4</b></p><p>　　2.1系統(tǒng)總體方案設計4</p><p>　　2.2 芯片器件介紹………………………..……………………………......4</p><p>　　2.2.1 單片機AT89C52簡

13、介...........………………….……………..…….…4</p><p>　　2.2.2 光敏傳感器的介紹…………………….………………..…………….6</p><p>　　2.2.3 實時時鐘芯片DS1302的介紹…………………………………….…7</p><p>　　2.2.4 1602液晶的介紹………………………………………………..….….8<

14、;/p><p>　　2.2.5 電壓比較器LM358…………………………………………..….……9</p><p>　　2.3各模塊介紹10</p><p>　　2.3.1時鐘電路模塊…………………………………………………….…..10</p><p>　　2.3.2感光電路模塊……………………………………………………...…11</p&

15、gt;<p>　　2.3.3 液晶顯示器模塊………………………………………………….….11</p><p>　　2.3.4 復位電路模塊………………………………………………….....….12</p><p>　　2.3.5 故障報警電路模塊…………………………………………………..13</p><p>　　2.3.6 燈光驅動電路模塊…………………

16、………………………………..14</p><p>　　3系統(tǒng)軟件設計……………………………………………………………………...16</p><p>　　3.1軟件系統(tǒng)介紹16</p><p>　　3.1.1軟件介紹……………………………………...…………………….16</p><p>　　3.1.2主程序的介紹…………………………………

17、……………………...16</p><p>　　3.1.3主流程圖………………………………………………………...……17</p><p>　　3.2各子程序模塊18</p><p>　　3.2.1 實時時鐘子程序……………………………………………………..18</p><p>　　3.2.2 LCD顯示子程序………………………………………

18、……………..18</p><p>　　3.2.3自動警報子程序…………………………………………...…………19</p><p>　　3.2.4路燈開關控制子程序……………………………………….……..…20</p><p><b>　　4總結21</b></p><p>　　4.1工作總結…………………… …………

19、…………………………….………21</p><p>　　4.2心得體會……………………….……………………………………………..22</p><p><b>　　參考文獻23</b></p><p><b>　　致謝24</b></p><p><b>　　附錄25</b>

20、;</p><p>　　附錄圖1 電路總圖25</p><p>　　附錄2 主程序 …………………………………………………………………26</p><p><b>　　1 緒論</b></p><p><b>　　1.1課題的來源</b></p><p>　　單片機路燈控

21、制系統(tǒng)是一種新型智能控制系統(tǒng)，它可根據季節(jié)改變引起的天亮、天黑、時間的變化、人們不同的需要，通過按鍵進行調節(jié)。在智能路燈控制系統(tǒng)設計中，考慮到體積，功耗功能等因素，選用了性能高、功耗低、體積小、性能價格比較高的單片機作為系統(tǒng)時鐘及低功耗的串行作為存儲路燈開、關時間的數(shù)據存儲器。像這樣的系統(tǒng)結構簡單，用途廣泛，常用于公路兩邊、橋梁兩邊或者工廠等，得到明顯的節(jié)電效果，取得較好的經濟效益，受到很高的評價。</p><p&g

22、t;<b>　　1.2課題的意義</b></p><p>　　現(xiàn)今，單片機的應用也進入到了環(huán)保節(jié)能領域中，使其應用發(fā)展更上一層樓。其中最為顯著的就是裝扮美麗城市夜景的路燈照明工程。我們都知道，路燈的用電是一個城市公共用電的突出問題，尤其是在深夜期間，車少人少的情況下，如何降低路燈用電，減少能耗，提高用電效率。智能路燈監(jiān)控系統(tǒng)以單片機為核心，主要由現(xiàn)場系統(tǒng)、通訊系統(tǒng)、監(jiān)護中心3部分組成。在引進

23、此系統(tǒng)后，城市的公共用電得到的明顯的改善。</p><p>　　使用單片機來控制路燈有以下優(yōu)點：</p><p>　?。?）價格低體積小、重量輕、節(jié)能環(huán)保等。因為能明顯的降低控制器硬件的成本，而且比一般微處理機更加快速，功能更加優(yōu)化、全面。</p><p>　　（2）顯著改善控制的可靠性。因為使用單片機來控制電路，集成電路和大規(guī)模集成電路大大長于分立元件電子電路的平

24、均無故障時。 </p><p>　?。?）采用微處理機的數(shù)字控制，使信息的雙向傳遞能力大大增強，容易和上位系統(tǒng)機聯(lián)接，可隨時改變控制參數(shù)。 </p><p>　　（4）硬件電路標準化。因為在電路集成過程中采用一些屏蔽措施，可以避免電力電子電路中過大的瞬態(tài)電流、電壓引起的電磁干擾問題，可靠性比較高。 </p><p>　　（5）提高了信息存貯、監(jiān)控、診斷以及分級控制

25、的能力,使伺服系統(tǒng)更趨于智能化。 </p><p>　?。?）可以設計適合于眾多電力電子系統(tǒng)的統(tǒng)一硬件電路，其中軟件可以模塊化設計，拼裝構成適用于各種應用對象的控制算法；以滿足不同的用途。軟件模塊可以方便地增加、更改、刪減，或者當實際系統(tǒng)變化時徹底更新。 </p><p>　?。?）性能優(yōu)異但算法復雜的控制策略有了實現(xiàn)的基礎，因為隨著微機芯片運算速度和存貯器容量的不斷提高[1-7]。<

26、;/p><p>　　1.3單片機應用技術國內外發(fā)展現(xiàn)狀</p><p>　　1.3.1 國外的研究現(xiàn)狀</p><p>　　1976年9月，美國Intel公司的MCS-48型單片機問世，成為單片機劃時代的里程碑。這階段單片機的特點是：片內配置的存儲器(RAM/ROM)容量及提供的尋址空間較小。</p><p>　　1980年Intel公司在總結了

27、MCS-48系列機的基礎上推出了8位高檔MCS-51系列單片機。它與MCS-48系列相比，硅片的面積擴大為原來的1.4倍，片內程序存儲器(ROM/EPROM)容量為原來的4倍，RAM容量增加了1倍，工作寄存器組擴大了1倍，設有兩個16位定時器/計數(shù)器；并行I/O接口增至4個口共32線，增設有全雙工串行I/O接口；擴充了指令功能，提高了執(zhí)行速度；存儲器尋址空間分別為擴大到64kB等。可見其功能有了很大提高?！?lt;/p><

28、;p>　　1983年Intel公司推出了MCS-96系列16位單片機。在一塊芯片上集成了13萬以上個管子。片內設有字長16位的CPU，沒有累加器，而是采用寄存器——寄存器結構，8k字節(jié)的ROM，232字節(jié)的RAM，5個8位的I/O端口，一個全雙工I/O端口，專門的波特率發(fā)生器，具有高速的I/O系統(tǒng)，4或8通道的的10位A/D轉換器，8個中斷源。此外，設有脈寬調制輸出裝置，16位監(jiān)視定時器，4個16位的軟件定時器和2個16位的定時器

29、/計數(shù)器?？蓪崿F(xiàn)位、字節(jié)、字(16位)、雙字(32位)操作，設有16×16位或32÷16位的乘、除法運算。另外還可配置面向控制的PL/M和FORTH語言。</p><p>　　近幾年來，Intel和Motorola等公司先后推出更高擋的32位單片機，其功能極強，主要用于復雜的高層次系統(tǒng)[7-10]。</p><p>　　1.3.2 國內的研究現(xiàn)狀</p>

30、<p>　　在我們中國。單片機的開發(fā)應用大致可以分為：20世紀80年代的普及推廣階段、90年代的廣泛應用階段和21世紀的嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)應用階段。</p><p>　　第一階段：國內主要從事Intel公司的8位8048/8051單片機應用，隨著單片機在線仿真ICE(In Circit Emulator)技術的突破，推出了一系列的單片機在線仿真器ICE和開發(fā)工具，推動了單片機開發(fā)應用的普及與推廣。<

31、/p><p>　　第二階段：隨著我國改革開發(fā)進一步深入，除了Intel公司的8048/8051單片機得到廣泛應用外，Motorola公司的單片機和Philips公司的單片機也很快進入我國并得到了應用。同時，我國各高校紛紛開設了相應課程，編寫和出版相關的教材。一些跨國公司在各高校建立了單片機開發(fā)中心或者單片機實驗室，促進了我國單片機的教育和科研工作的開展</p><p>　　第三階段：進入21世

32、紀，隨著信息家電IA和3C產品的廣泛應用，單片機應用也進入到嵌入式系統(tǒng)開發(fā)應用階段。</p><p>　　今后一段時期內，單片機發(fā)展的總趨勢將是不斷推出高檔和高性能的機型；重點提高8位單片機的性能；采用新工藝，實現(xiàn)低功耗、寬電壓、高速度、高可靠性；以及日趨單片化等 [11-13]。</p><p>　　1.4課題研究的目的</p><p>　　在我國，大部分城市特別

33、是中小城市的路燈系統(tǒng)自動化管理水平還不是很高，特別是當季節(jié)、氣候、天氣變化時不能及時改變開關狀態(tài)，從而不能對立等充分利用，給廣大市民帶來相應的困擾。當出現(xiàn)路燈故障時也不能及時發(fā)現(xiàn)和更換處理，人工查詢勞動強度也大。對于城市區(qū)域和道路的拓展，路燈的數(shù)量也急劇增長，對于提高路燈現(xiàn)代化管理的要求也越來越迫切。單片機路燈控制系統(tǒng)的引用是必然的趨勢。</p><p>　　一方面，通過單片機的控制，能實現(xiàn)定時開關各單元路燈，并

34、且能根據環(huán)境明暗變化，自動開關燈。用計時系統(tǒng)來對時間進行有效的控制。當某個路燈發(fā)生故障，故障信號發(fā)送給主機，利用顯示模塊以及輸入模塊等作為人機界面，實現(xiàn)顯示及聲光報警等功能。使得路燈在現(xiàn)實運用中，能更加智能，更加人性化，解決了以前用人力控制所帶來的不便，減少了主觀性錯誤的發(fā)生率。</p><p>　　另一方面，在我們進入一個高速發(fā)展的階段，人們越來越提倡環(huán)保的當下，運用單片機路燈控制系統(tǒng)，通過光敏電阻的調節(jié)，按照

35、自然光的明暗，自動進行開關路燈的操作，節(jié)約了不必要的資源浪費，為當今國家電力有著巨大缺口減輕負擔 [14-15] 。</p><p><b>　　2硬件電路設計</b></p><p>　　2.1系統(tǒng)總體方案設計</p><p>　　單片機路燈控制系統(tǒng)基本按一下框圖實施：</p><p>　　圖2-1系統(tǒng)總體設計方案&l

36、t;/p><p>　　該系統(tǒng)包括單片機控制單元，復位電路模塊，環(huán)境檢測模塊，聲光報警模塊，時鐘電路系統(tǒng)。</p><p>　　電路原理圖請參見附錄（附圖I-1）</p><p>　　所用的器件有：單片機AT89C52，實時時鐘芯片DS1302，1206液晶，電壓比較器LM339，光敏傳感器等。</p><p><b>　　2.2芯片器件

37、介紹</b></p><p>　　2.2.1 單片機AT89C52簡介</p><p>　　AT89C52是51系列單片機的一個型號，它是ATMEL公司生產的一種小型單片機。。</p><p>　　AT89C52是一個低電壓，高性能CMOS 8位單片機，片內含8k bytes的可反復擦寫的Flash只讀程序存儲器和256 bytes的隨機存取數(shù)據存儲器（

38、RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲技術生產，兼容標準MCS-51指令系統(tǒng)，片內置通用8位中央處理器和Flash存儲單元，功能強大的AT89C52單片機適合于分布式測控網絡的控制應用，可為您提供許多較復雜系統(tǒng)控制應用場合。</p><p>　　AT89C52有40個引腳，其中32個外部雙向輸入/輸出（I/O）端口，同時內含2個外中斷口，3個16位可編程定時計數(shù)器,2個全雙工串行通信口，2個讀寫口

39、線，AT89C52可以按照常規(guī)方法進行編程，也可以在線編程。其將通用的微處理器和Flash存儲器結合在一起，特別是可反復擦寫的Flash存儲器能有效的降低開發(fā)成本。</p><p>　　AT89C52為了適應不同產品的需求，分別開發(fā)了PDIP、PQFP/TQFP及PLCC等三種封裝的形式，其主要功能特性：</p><p>　　1、兼容MCS-51指令系統(tǒng)</p><p&

40、gt;　　2、8k可反復擦寫(>1000次）Flash ROM </p><p>　　3、32個雙向I/O口 </p><p>　　4、256x8bit的內部RAM </p><p>　　5、低功耗空閑和掉電模式 </p><p>　　6、軟件設置睡眠和喚醒功</p><p>　　7、3個16位可編程定時/計數(shù)器

41、中斷 </p><p>　　8、時鐘頻率0-24MHz </p><p><b>　　9、2個外部中斷源</b></p><p><b>　　10、6個中斷源 </b></p><p>　　11、2個讀寫中斷口線 </p><p><b>　　12、3級加密位 &l

42、t;/b></p><p>　　13、2個串行中斷 </p><p>　　14、可編程UART串行通道</p><p>　　圖2-2 AT89C52單片機</p><p>　　2.2.2 光敏傳感器的介紹</p><p>　　光敏傳感器主要利用光信號被光敏元件轉換為電信號的傳感器件。</p><

43、;p>　　光敏傳感器之所以能迅速的對光信號的變化作出反應，是因為它的敏感波長在可見光波長附近，（包括紅外線波長和紫外線波長。）并將光信號轉換為電信號。</p><p>　　光傳感器是目前產量最多、應用最廣的傳感器之一，它不只局限于對光的探測，它還可以作為探測元件組成其他傳感器，對許多非電量進行檢測，只要將這些非電量轉換為光信號的變化即可。它在自動控制和非電量電測技術中占有非常重要的地位。 光敏傳感器的種類繁

44、多，主要有：光電管、光電倍增管、光敏電阻、光敏三極管、光電耦合器、太陽能電池、紅外線傳感器、紫外線傳感器、光纖式光電傳感器、色彩傳感器、CCD和CMOS圖像傳感器等。</p><p>　　其工作原理可分四類：</p><p>　　因光照射引起物體電學特性改變的現(xiàn)象稱為光電效應，</p><p>　　外光電效應：在光的照射下，一些材料中的電子溢出表面所產生光電子發(fā)射的

45、現(xiàn)象，又稱為光電發(fā)射效應。如：光電二極管，光電倍增管</p><p>　　內光電效應：在光照射半導體材料下，材料吸收光子而產生電子——空穴對，讓導電性能加強，電導率增加，這種現(xiàn)象又稱為光電導效應，內光電效應。如：光導管，光敏電阻，光電池，光敏三極管等。</p><p>　　紅外熱釋電探測器：利用輻射的紅外光照射材料所引起材料電學性質的變化，產生熱電動勢。</p><p&

46、gt;　　CCD圖像傳感器，MOS圖像傳感器</p><p><b>　　光纖傳感器</b></p><p>　　圖2-3 光敏傳感器</p><p>　　2.2.3 實時時鐘芯片DS1302介紹</p><p>　　芯片DS1302是由美國DALLAS公司生產的一種高性能、低功耗、帶RAM的實時時鐘電路，它可以對年、月

47、、日、周日、時、分、秒進行計時，工作電壓為2.5V-5.5V。芯片DS1302采用三線接口與CPU進行同步通信，能用突發(fā)方式一次傳送多個字節(jié)的時鐘信號或者RAM數(shù)據。</p><p>　　芯片DS1302是芯片DS1202的升級產品，其內部有一個31x8的用于臨時性存放數(shù)據的RAM寄存器。它可以兼容DS1202，但是增加了主電源/后背電源雙電源引腳，能同時對后背電源提供涓細電流的充電。</p>&l

48、t;p>　　芯片DS1302有12個寄存器，其中7個寄存器與日歷、時鐘相關。此外，還有年份寄存器、控制寄存器、充電寄存器、時鐘突發(fā)寄存器和與ARM相關的寄存器等。</p><p>　　引腳功能及結構：DS1302的引腳排列，其中Vcc1為后備電源，Vcc2為主電源。在主電源關閉的情況下，也能保持時鐘的連續(xù)運行。DS1302有Vcc1或者Vcc2中的較大者供電。當Vcc2大于Vcc1+0.2V時，Vcc2給D

49、S1302供電。當Vcc2小于Vcc1時，DS1302由Vcc1供電。RST是復位/片選線，通過RST 輸入驅動置高電平來啟動所有數(shù)據的傳送。X1和X2是震蕩源，外接32.768KHz晶振。SCLK始終是輸入端。</p><p>　　圖2-4 實時時鐘芯片DS1302</p><p>　　2.2.4 1602液晶介紹</p><p>　　生活中，我們經常能接觸到液晶

50、顯示器，如電視機，電腦，手機等等。它已經被許多電子產品，通信器件所應用。其主要功能是顯示數(shù)字、專用的符號和圖形。在單片機的人機交流中，液晶也起著重要的作用，一般的輸出方式有：發(fā)光管、LED數(shù)碼管、液晶顯示器。</p><p>　　在本次設計中，就是運用了液晶顯示器，來顯示單片機所采集到的數(shù)據。選擇單片機系統(tǒng)中選擇了液晶顯示器作為輸出器件的原因：</p><p>　　顯示質量高：由于液晶顯示

51、器是恒定發(fā)光的，所以每一個點在收到信號后就一直保持那種色彩和亮度，不像陰極射線管顯示器那樣要不斷的刷新亮點。</p><p>　　數(shù)字式接口：因為液晶顯示器是以數(shù)字的形式，這樣能和單片機系統(tǒng)的接口更加簡單可靠，操作也更方便。</p><p>　　體積小、質量輕：液晶顯示器是通過顯示屏上的電極控制液晶分子狀態(tài)來顯示的，在質量上比相同顯示面積的傳統(tǒng)顯示器要輕很多。</p><

52、;p>　　功耗低：液晶顯示器的功耗主要消耗在內部的點擊和驅動上，所以耗電量比一般的顯示器要少很多。</p><p>　　圖2-5 1602液晶</p><p>　　2.2.5 電壓比較器LM358介紹</p><p>　　LM358適合于電源電壓范圍很寬的單電源使用，也適用于雙電源工作模式，其內部包括有兩個獨立的、內部頻率補償、高增益的雙運算放大器，在比較適合

53、的工作條件下，放大器的性質電源電流與電源電壓無關。它的使用范圍包括傳感放大器、直流增益模塊和其他使用運算放大器的場合（可全部能用單電源供電）。</p><p>　　8引線雙列直插式和貼片式的LM358的封裝特性如下：</p><p>　?。?）直流電壓的增益比較高</p><p>　　（2）差模輸入電壓相當于電源電壓范圍，其范圍寬</p><p&

54、gt;　?。?）輸入失調電壓和失調電流低</p><p><b>　?。?））輸入偏流低</b></p><p>　　（5）單位增益頻帶寬</p><p>　?。?）電源電壓范圍寬</p><p>　　（7）電流功耗低，可以用電池供電</p><p>　　（8）輸出電壓擺幅大</p>

55、<p>　?。?）內部頻率能自給補償</p><p>　?。?0）共模輸入電壓范圍寬</p><p>　　其中1號引腳與單片機JC6引腳相接，2號引腳和2個并聯(lián)電阻相接，3號引腳和驅動電路相連接，4號引腳接地，8號接入電源。</p><p>　　圖2-6電壓比較器LM358</p><p><b>　　2.3各模塊介紹&

56、lt;/b></p><p>　　2.3.1 時鐘電路模塊</p><p>　　在本系統(tǒng)中，時鐘電路如上所說的選用集成芯片DS1302。DS1302的引腳排列中，Vcc1為后備電源，Vcc2為主電源。在主電源關閉的情況下，也能保持時鐘的連續(xù)運行。DS1302由Vcc1或Vcc2兩者中的較大者供電。當Vcc2大于Vccl+0.2V時，Vcc2給DS1302供電。當Vcc2小于Vcc 1

57、時，DS1302由Vcc1供電。X1和X2是振蕩源，外接32.768kHz晶振。RST是復位/片選線，通過把RST輸入驅動置高電平來啟動所有的數(shù)據傳送。RST輸入有兩種功能:首先，RST接通控制邏輯，允許地址/命令序列送入移位寄存器;其次，RST提供終止單字節(jié)或多字節(jié)數(shù)據的傳送手段。當RST為高電平時，所有的數(shù)據傳送被初始化，允許對DS1302進行操作。如果在傳送過程中RST置為低電平，則會終止此次數(shù)據傳送，I/O腳變?yōu)楦咦钁B(tài)。上電運行

58、時，在Vcc大于等于2.5V之前，RST必須保持低電平。只有在SCLK為低電平時，才能將RST置為高電平。 I/O為串行數(shù)據輸入/輸出端(雙向)。SCLK始終是輸入端。DS1302的引腳連接圖如圖2-7所示:</p><p>　　圖2-7時鐘電路模塊</p><p>　　2.3.2 感光電路模塊</p><p>　　本設計要求，各單位路燈能根據環(huán)境明暗變化，自動開關

59、燈，因此需要加入光敏器件。當周圍太暗是，光敏傳感器就要給出一個信號，相應的原件就會產生反應。</p><p>　　原理圖如圖2-8所示：</p><p>　　圖2-8感光電路模塊</p><p>　　2.3.3 液晶顯示模塊</p><p>　　根據設計方案，加入液晶顯示器——液晶1602。液晶顯示器與單片機連接，將單片機上的所接收到并處理的

60、數(shù)據顯示出來，實現(xiàn)人機交流的目的。</p><p>　　原理圖如圖2-9所示：</p><p>　　圖2-9液晶顯示器模塊</p><p>　　2.3.4 復位電路模塊</p><p>　　單片機在開機時都需要復位，以便于中央處理器以及其他功能部件都處于一個確定的初始狀態(tài)，并從這個狀態(tài)開始工作。單片機的復位后時靠外部電路實現(xiàn)的，再時鐘電路工作

61、后，只要在單片機的RST引腳時出現(xiàn)24個時鐘震蕩脈沖以上的高電平，單片機便可以實現(xiàn)初始化狀態(tài)復位。</p><p>　　復位電路在整個電路中的基本功能是：當系統(tǒng)通電時提供一個復位信號，直到系統(tǒng)電源穩(wěn)定才能撤銷復位信號。但為了可靠起見，電源穩(wěn)定后還要經過一定的延時，確定電源沒有異常后才撤銷復位信號，以防電源開關或電源插頭分-合過程中引起的抖動而影響復位。</p><p>　　原理圖如圖2-1

62、0所示：</p><p>　　圖2-10 單片機復位電路</p><p>　　2.3.5 故障電路模塊</p><p>　　故障報警電路分2個部分：故障報警電路分2個部分：第一部分是連接在路燈上的故障檢測電路，它運用一個電壓比較器LM358，當電路中的路燈故障，使得電路產生短路或斷路的情況，該電路中的電壓會變高或沒有電流，這時電壓比較器通過比較，將信息傳到單片機中，

63、而單片機通過程序的運行，給出正確的信息。電路原理圖如圖2-11所示：</p><p>　　圖2-11 路燈檢測故障電路</p><p>　　通過路燈檢測故障模塊的信息傳輸?shù)絾纹瑱C，單片機將啟動蜂鳴器，起到一個報警的目的，并在液晶顯示頻上顯示出錯的路燈具體位置。</p><p>　　故障報警電路原理圖如圖2-12所示：</p><p>　　圖2

64、-12 路燈系統(tǒng)中故障報警電路</p><p>　　2.3.6 燈光驅動模塊</p><p>　　本系統(tǒng)中采用LED燈光驅動電路，它是由一個控制燈的電子開關——場效應管來控制燈光的開關。</p><p>　　其電路圖如圖2-13所示：</p><p>　　圖2-13 驅動電路</p><p><b>　　3

65、系統(tǒng)軟件設計</b></p><p><b>　　3.1軟件系統(tǒng)介紹</b></p><p>　　3.1.1 軟件介紹</p><p>　　軟件的編程設計是單片機系統(tǒng)設計的核心部分，也是能否實現(xiàn)預定功能的關鍵。單片機編程常用的語言是C語言和匯編語言，最終都要轉為Intel HEX格式或二進制格式(Binary)文件拷入單片機芯片內。

66、這里我們使用的是C語言進行編程設計。</p><p>　　3.1.2 主程序介紹</p><p>　　主程序如圖3-1所示，初始化程序包括存儲器初始化、時鐘初始化、LCD液晶顯示模塊初始化等。然后設置時間，根據實時時鐘子程序的操作，系統(tǒng)先將手動輸入時間，然后將數(shù)據放入寄存器中，最后讀取DS1302的數(shù)據，通過單片機顯示在LCD液晶顯示屏上。 接著設置開關燈的時間，如要需要設置，則啟動設置開

67、燈或關燈的程序，如果不需要設置，則進入光線檢測環(huán)節(jié)，即啟動光敏傳感器電路，在啟動此程序后，系統(tǒng)會啟動另一個程序——故障檢測系統(tǒng)，若有故障，則會觸發(fā)警報器程序，如果沒有故障，程序結束。</p><p>　　3.1.3 主流程圖</p><p>　　圖3-1 程序流程圖</p><p><b>　　3.2各子程序模塊</b></p>

68、<p>　　3.2.1實時時鐘子程序</p><p>　　單片機對DS1302進行開始條件的設置，先從DS1302中讀取1Byte數(shù)據，然后往DS1302中寫入數(shù)據，讀取DS1302在某地址的數(shù)據，這樣就完成了對DS1302的初始化。接著往DS1302中寫入時鐘數(shù)據，時鐘數(shù)據地址格式為：秒 分 時 日 月 星期 年 控制，然后讀取DS1302的時鐘數(shù)據，將數(shù)據寫到DS1302寄存器中，并讀取其中的數(shù)據，

69、最后設置初始時間，讀取DS1302當前時間。這就是實時時鐘子程序完成的步驟。</p><p>　　以下是實時時鐘部分子程序：</p><p>　　void v_Get1302(uchar *ucCurtime) </p><p><b>　　{</b></p><p>　　uchar i,temp1,temp2;<

70、/p><p>　　uchar ucAddr = 0x81;</p><p>　　for (i=0;i<7;i++)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　*ucCurtime++ = uc_R1302(ucAddr); //格式為: 秒 分 時 日 月 星期 年 </p>

71、<p>　　ucAddr += 2;</p><p>　　temp1=(Time_code[i]&0xF0)>>4;</p><p>　　temp2=Time_code[i]&0x0F;</p><p>　　Time_code[i]=temp1*10+temp2;</p><p><b>　　}

72、</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　3.2.2 LCD顯示子程序</p><p>　　為簡化硬件電路，通常將所有LED動態(tài)顯示。首先設置顯示模式，即顯示開、關，顯示有無光標。然后設置輸入模式，畫面可平移。將LCD初始化，輸入液晶字符的位置，并顯示到液晶屏上。</p><p>

73、　　以下是設置LCD液晶顯示的部分子程序：</p><p>　　void LCD_Initial()</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　LcdEn=0;</b></p><p>　　LCD_Write(LCD_COMMAND,0x38); //

74、8位數(shù)據端口,2行顯示,5*7點陣</p><p><b>　　delay(5);</b></p><p>　　LCD_Write(LCD_COMMAND,0x38);</p><p><b>　　delay(5);</b></p><p>　　LCD_SetDisplay(LCD_SHOW|LCD

75、_NO_CURSOR); //開啟顯示, 無光標</p><p><b>　　delay(5);</b></p><p>　　LCD_Write(LCD_COMMAND,LCD_CLEAR_SCREEN); //清屏</p><p><b>　　delay(5);</b></p><p&g

76、t;　　LCD_SetInput(LCD_AC_UP|LCD_NO_MOVE); //AC遞增, 畫面不動</p><p><b>　　delay(5);</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　3.2.3 自動報警子程序</p><p>　　自動報警子程

77、序是當路燈在發(fā)生故障時，電路傳給單片機一個信號，而單片機將這個數(shù)據寫入此程序，程序將數(shù)據輸出，使得蜂鳴器啟動，從而起到報警作用。</p><p>　　以下是部分自動報警子程序：</p><p>　　if(status0==1)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　GotoXY(13,1);<

78、/p><p>　　LCD_Write(LCD_DATA,'0');</p><p>　　if(ErroT!=0xFF)</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　//開報警</b></p><p><b>　　Beep=0;&l

79、t;/b></p><p>　　i=(ErroT&0xF0)>>4;</p><p>　　if(i>9)i=i+0x37;</p><p>　　else i=i+0x30;</p><p>　　LCD_Write(LCD_DATA,i);</p><p>　　i=ErroT&0x

80、0F;</p><p>　　if(i>9)i=i+0x37;</p><p>　　else i=i+0x30;</p><p>　　LCD_Write(LCD_DATA,i);</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　else</b><

81、/p><p><b>　　//關報警</b></p><p>　　Beep=1;}</p><p>　　3.2.4 路燈開關控制子程序</p><p>　　此程序是本畢業(yè)設計中最重要的一個部分，它控制路燈的開和關。將光敏傳感器傳來的信號通過程序的處理，傳輸給路燈電路，使得路燈可以根據環(huán)境的明暗自動開和關。</p&

82、gt;<p>　　以下是路燈開關控制部分程序：</p><p>　　v_Get1302(&Time_code);</p><p>　　if(GJCD==1)</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　DKey=0;</b></p><

83、;p>　　status0=0;</p><p><b>　　}</b></p><p>　　if((KT_Time[0]<=Time_code[0])&&(KT_Time[1]<=Time_code[1])&&(KT_Time[2]<=Time_code[2])&&(GJCD==0))</p

84、><p><b>　　{</b></p><p>　　status0=1;</p><p><b>　　DKey=1;</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　if((KT_Time[4]==Time_code[0])&&

85、amp;(KT_Time[5]==Time_code[1])&&(KT_Time[6]==Time_code[2])&&(GJCD==0))</p><p><b>　　{</b></p><p>　　status0=0;</p><p><b>　　DKey=0;</b></p>

86、;<p><b>　　}</b></p><p><b>　　4結論</b></p><p><b>　　4.1工作總結</b></p><p>　　經過三個多月的努力，在陳老師和同學們的幫助及指導下基本完成了本次設計的工作。在本次畢業(yè)設計中，我通過基于典型單片機AT89C52的設計和應

87、用，對于單片機工作原理，功能有了宏觀的了解，并對單片機C語言程序的應用有了更進一步的認識。在利用單片機設計簡易LCD液晶顯示屏的整個設計過程中，從電路的設計，元器件的選用，電路的調試，程序的編寫，我都能獨立的設計與制作，這讓我對于理論和實際相結合有了新的認識。</p><p>　　設計中我采用了AT89C52來作為控制的核心，用DS1302來收集并儲存信息，用電壓比較器簡單的電路來實現(xiàn)電路自動檢測故障，用光敏傳感

88、器達到控制路燈自動開關，并用LED數(shù)碼管實時顯示出來，通過后端的驅動電路來完成對路燈的控制。本設計具有電路簡單，成本低，實用性高等特點。</p><p>　　在本次設計中我認真查找網上和圖書館的各類資料，積極向老師請教，完成了設計的整體思路，各個硬件模塊的選擇，各個模塊間的連接，整體電路圖的繪制和軟件的編譯。</p><p>　　但由于自己的能力有限和時間的緊迫，在設計中還有許多不足的地方

89、。如：軟件的編譯方面還不夠完善，在硬件上本來應該制作實物出來，但因為時間和技術的不足，未能制作完成，感到十分遺憾。</p><p>　　在課題的設計方面這次的要求是對路燈的控制，要能實現(xiàn)定時開關各單位路燈，并且能根據環(huán)境的明暗變化，自動開關燈，但這種單一的對路燈控制在實際生活中的應用有很大的局限性，在控制路燈開關的同時就會十分的麻煩，而且路燈常年處在自然狀態(tài)下，很容易被外界因素所破壞，造成電路的短路或短路，這就需

90、要從新編譯程序并且重新拷入芯片，這在現(xiàn)實生活中是很難辦到的，所以可以在本設計的基礎上加一個故障檢測警報裝置，這樣就能很容易的發(fā)現(xiàn)故障的路燈所在的電路和具體位置。在實際的應用方面這個設計方案是我們所要追求的。</p><p>　　完成這次畢業(yè)設計后，我發(fā)現(xiàn)對單片機原理有了更新的認識，懂得了這些器件在實際生產中的最基礎的應用，掌握計算機的一些畫圖軟件的應用。</p><p><b>

91、　　4.2心得體會</b></p><p>　　經過一段時間的奮戰(zhàn)，我的畢業(yè)設計終于完成了。在沒有做畢業(yè)設計之前，覺得畢業(yè)設計只是對這幾年所學知識的單純總結，但是現(xiàn)在，我發(fā)現(xiàn)自己的看法有點太片面。 </p><p>　　讀了大學四年，之前總認為自己是個大學生了，學到了不少的知識，這里包括基礎知識、專業(yè)知識、課外知識等等，一直自信滿滿的覺得自己已然成為一本無所不知的‘百科全書’

92、，但是通過這次的畢業(yè)設計的制作和論文的撰寫，，使我明白了原來自己再各方面的知識還是比較欠缺的，要學的東西還是很多的，而且知識不僅要廣泛，更要深入。 就如在這次畢業(yè)設計中，要用到單片機。在這以前我只知道課本中介紹過51、52單片機，實驗中見到過單片機，但是從來不思考，單片機是怎么運作的，怎么操作的，這些引腳的功能是什么，有何用處 。直到當我真正接觸到了單片機，要用52單片機畫電路圖時，才發(fā)現(xiàn)自己一臉茫然，自己只學到了一個表面，而其中的實質

93、，我并沒發(fā)現(xiàn)。于是在老師的輔導和同學的建議下，重拾課本，把自己在設計中用到的芯片，元器件好好的又了解、學習了一遍。通過這次的畢業(yè)設計，我得出了一個結論：知識必須通過不斷的周而復始的應用才能實現(xiàn)其價值。有些東西以為自己直到了，了解了，但真正要用的時候，卻發(fā)現(xiàn)并不是自己想的那么回事。所以我認為只有學到了，掌握了，運用平時的點滴中，這才能對大家說，我已經學會了，已經懂了，我真正的掌握了。</p><p>　　在設計過程

94、中，我翻閱了大量的相關資料，和老師、和同學交流，發(fā)現(xiàn)自己收獲巨大，每個人思考的問題會不同，有時候和他們交流的時候，會引發(fā)我的靈感，這讓我懂得了，獲得知識的另一種途徑，那就是交流。以后到了社會上也應該多和大家交流，這大概也是學校想要教給我的另一門學問吧。而且，在畢業(yè)論文結束的那一瞬間，自己仿佛又成長了，思考問題更加全面了，對自己的工作能力從一開始的自滿，到設計中段的迷茫，最后重拾信心。我相信這會對今后的學習工作生活有著非常重要的影響，使我

95、充分體會到了在創(chuàng)造過程中探索所帶給自己的喜悅，得到結果后的充實。雖然這個設計比較簡單，但是設計的過程中所學到的東西是這次畢業(yè)設計中最最大的財富和經驗，使我終身受用。</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　[1] 方大千.實用電子控制電路[M]. 北京：國際工業(yè)出版社,2003</p><p>　　[2]羅晴蘭.RS-

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97、容器[J].太陽能，2007,11.</p><p>　　[6] 趙保經.微電子技術與新技術革命[M].國防工業(yè)出版社, 1985.7</p><p>　　[7] 王煜冬.傳感器應用電路400例[M],中國電力出版社,2008</p><p>　　[8] N. Oldham, O. Petersons, B. Waltrip, Audio-frequency cur

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99、ier with subnanosecond response [J]. IEEE Journal of Solid-State Circuits 3 (4) (1968) 365-373.</p><p>　　[10] 周志敏.LED驅動電路設計與應用[M].北京:人民郵電出版社, 2007. [11] 陳尚伍、陳敏、錢照明.高亮度LED太陽能路燈照明系統(tǒng)[J].電力電子技術. 2006.40(6):43-45

100、</p><p>　　[12] 沙占友. 智能傳感器系統(tǒng)設計與應用[M].電子工業(yè)出版社, 2004</p><p>　　[13] 周興華.手把手教你學單片機C程序設計[M].北京:北京航空航天出版社, 2008. </p><p>　　[14] 候朝楨. 微機與單片機應用基礎[M].北京理工大學出版社, 1992.8</p><p>　　

101、[15]楊曉光,寇臣銳,汪友華.太陽能LED路燈照明控制系統(tǒng)的設計[J].電氣應用, 2009, (3): 28-31.</p><p>　　[16] 董飛,蔣孝平.高亮度功率發(fā)光二極管驅動器及其應用電路[J]. 光源與照明, 2009, (1): 8-10. </p><p><b>　　附錄</b></p><p>　　附錄1 硬件系統(tǒng)原理

102、圖</p><p><b>　　附錄2 主程序</b></p><p>　　#include <AT89X52.h></p><p>　　#include <intrins.h></p><p>　　#define uint unsigned int </p><p>　　

103、#define uchar unsigned char</p><p>　　//******************************************************</p><p>　　uchar func_mark=2;//上電設置系統(tǒng)時間</p><p>　　uchar status0=0;//status0亮燈標志</p>

104、<p>　　uchar Time_code[7]={0,0,12,11,5,3,11}; //時間緩存</p><p>　　uchar KT_Time[6]={0,30,15,0,30,20};//定時亮燈</p><p>　　uchar Lcd_buf[2];</p><p>　　//---------------------------------

105、---------------------</p><p>　　#include"DS1302.h"</p><p>　　#include"1602.h"</p><p>　　#include"KEY.h"</p><p>　　//--------------------------

106、----------------------------</p><p>　　sbit DKey=P3^5;</p><p>　　sbit GJCD=P3^3;</p><p>　　sbit Beep=P3^4;</p><p>　　#defineErroTP1</p><p>　　//--------------

107、----------------------------------------</p><p>　　void main(void)</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　char i;</b></p><p>　　LCD_Initial();</p>&

108、lt;p>　　InitialKey();</p><p><b>　　DKey=0;</b></p><p>　　status0=0;</p><p><b>　　Beep=1;</b></p><p><b>　　while(1)</b></p><

109、p><b>　　{</b></p><p>　　//========================================================</p><p>　　if(func_mark==2)//設置系統(tǒng)時間</p><p><b>　　{</b></p><p>

110、;<b>　　//設置系統(tǒng)時間</b></p><p>　　switch(set)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　case1:if(add==1){Time_code[0]++;if(Time_code[0]==60)Time_code[0]=0;add=

111、 0;}if(sub==1){Time_code[0]--;if(Time_code[0]>60)Time_code[0]=59;sub=0;}brea;</p><p>　　case2:if(add==1){Time_code[1]++;if(Time_code[1]==60)Time_code[1]=0;add=0;}if(sub==1){Tim

112、e_code[1]--;if(Time_code[1]>60)Time_code[1]=59;sub=0;}break;</p><p>　　case3:if(add==1){Time_code[2]++;if(Time_code[2]==24)Time_code[2]=0;add=0;}if(sub==1){Time_code[2]--;if(Time_code[2]>23)Time_code[2]

113、=23;sub=0;}break;</p><p>　　case4:if(1){</p><p>　　if(add==1){</p><p>　　Time_code[3]++;</p><p>　　if(Time_code[4]==2)if(Time_code[3]>28)Time_code[3]=1;</p><p

114、>　　if((Time_code[4]==1)||(Time_code[4]==3)||(Time_code[4]==5)||(Time_code[4]==7)||(Time_code[4]==8)||(Time_code[4]==10)||(Time_code[4]==12))</p><p>　　if(Time_code[3]==32)Time_code[3]=1;</p><p&g

115、t;　　if((Time_code[4]==4)||(Time_code[4]==6)||(Time_code[4]==9)||(Time_code[4]==11))</p><p>　　if(Time_code[3]==31)</p><p>　　Time_code[3]=1;add=0;</p><p><b>　　}</b></p&

116、gt;<p>　　if(sub==1){</p><p>　　Time_code[3]--;</p><p>　　if(Time_code[4]==2)if(Time_code[3]==0)</p><p>　　Time_code[3]=28;</p><p>　　if((Time_code[4]==1)||(Time_code

117、[4]==3)||(Time_code[4]==5)||(Time_code[4]==7)||(Time_code[4]==8)||(Time_code[4]==10)||(Time_code[4]==12))</p><p>　　if(Time_code[3]==0)Time_code[3]=31; if((Time_code[4]==4)||(Time_code[4]==6)||(Time_code[4]