基于单片机仿真的路灯.doc

1、目录1前言12项目概况13正文23.1设计目的和意义23.1.1设计目的23.1.2设计意义23.2目标与总体方案23.3设计方法和内容23.3.1系统概述23.3.2主要元件介绍33.3.3时钟电路43.3.4声光控制电路43.3.5软件设计流程图43.3.6总体设计图54结论65参考文献71前言由于集成电路的迅速发展，使得数字逻辑电路的设计发生了根本性的变化。在设计中更多的使用规模集成电路，不仅可以减少电路组件的数目，使电路简捷，而且能提高电路的可靠性，降低成本。因此用集成电路来实现更多更复杂的器件功能则成为必然。随着社会市场经济的不断繁荣和发展，路灯控制系统能够根据不同区域的不同功能需求

2、，在每天不同时段、不同自然光照度或者不同交通流量情况下，按照特定的设置，实现对道路照明的动态智能化管理，即TPO管理(TIME时间PLACE地点OCCASION场合)1。路灯控制器系统，通过综合考虑和分析与道路照明密切相关的时间、路段、环境照度和交通流量等因素的场景控制方法，在计算机中按照预设的控制策略，对道路照明进行动态化管理，控制路灯在不同情况下，工作在不同状态实现多样化的道路照明场景，从而在提高照明质量的同时获得最佳的节能效果。此课题设计具有很大现实意义，不仅可以根据当地日出与日落的早晚以及当天阴雨天或晴天实际亮度的不同，开启或关闭路灯总开关，而且还可以对固定时段亮灯进行开关控制。本系统

3、可广泛应用于道路、隧道、楼宇照明等控制领域以及以各种调光调压为基础的控制领域。随着近几年单片机技术的不断发展路灯发亮度得到了很大的提高。2项目概况在本设计中，单片机路灯控制器设计是实现路灯在计算机中按照预设的控制策略，对道路照明进行动态管理，控制路灯在不同情况下，工作在不同状态实现多样化的道路照明场景，从而在提高照明质量的同时获得最佳的节能效果。系统需求加以总结，得出系统需求如下：1、时钟芯片有时钟控制功能, 能设定、显示开关灯时间, 并控制整条支路按时开灯和关灯。2、声、光控制器应能根据环境明暗变化, 设置开灯和关灯，且在两者同时满足时，整体电路设计才起作用。3、支路控制器应能根据特殊情况控

4、制整体亮灯状态: 当环境比较暗示，需要灯一直亮，那么设计的总开关，能够通过按键让灯一直亮起，在熄灭2。3正文3.1设计目的和意义3.1.1设计目的1、通过本课程设计掌握单片机系统设计思想和基本步骤；2、掌握51单片机的功能、延时程序的设计及应用；3、学会使用KEIL 和PROTEUS等软件，用C语言和汇编语言编写一个较完整的实用程序，并仿真运行，保证设计的正确性；4、了解单片机接口应用开发的基本过程：分析需求、设计原理图、选用元器件、编程、调试、撰写报告等。3.1.2设计意义为了进一步巩固学习的理论知识，增强对所学知识的实际应用能力和运用所学的知识解决实际问题的能力。通过课程设计使我们在巩固所

5、学知识的基础之上对proteus仿真软件有更近一步的了解,提高实际应用能力。掌握单片机各引脚功能，能够实现对设计课程的基本功能设置，增强科学技术发展的知识。3.2目标与总体方案如何让路灯亮起来，让城市亮起来，亮得更科学，亮得省电省钱，这就要求除了具有高水平的照明设计和品质优良的照明设备以外，还要求有一套安全可靠、灵活多变的控制、监控操作系统，从而根据不同的使用环境、不同的使用功能及不同的照明需求，编制出各种不同的控制方案，通过各种控制方案的有机结合，制造出各种不同的照明效果3。另外，在实施合理的控制方案时，还要对每套灯具的运行状况有一个准确的掌握。只有真正做到以上几点，才能保证良好的路灯照明效

6、果的实现。路灯控制器要实现最基本的亮灯需求，通过光照感应与声音感应同时的出现，路等会自动亮起。在特殊情况到来时，总控制开关可以控制路灯一直亮起。3.3设计方法和内容3.3.1系统概述该课题内容属于软件电路的设计与应用方面，实现过程包括总体方案的提出比较及选择、电路原理设计、元器件（芯片）参数计算4。针对现在路灯的广泛应用，可见路灯控制是今后提高生活质量的重要原因之一，它的发展深度将更为广泛，使用率将会大幅度提高。本课题设计路灯控制电路，在今后的生活中投入生产时，可以将集成芯片级联使用5，扩展其功能。本设计是由声音、感光控制器、和总控制电路组成。负载变化频率高，变换速度灵敏，分为组合控制和整体控

7、制等情形，将会更为广泛的应用。3.3.2主要元件介绍1、接口芯片AT89C51简介6AT89C51是51系列单片机的一个型号，它是ATMEL公司生产的。它是一个低电压，高性能CMOS 8位单片机，片内含4k bytes的可反复擦写的Flash只读程序存储器和128 bytes的随机存取数据存储器（RAM)7，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准MCS-51指令系统，片内置通用8位中央处理器和Flash存储单元，功能强大的AT89C52单片机可为您提供许多较复杂系统控制应用场合8。AT89C51有40个引脚，32个外部双向输入/输出（I/O）端口，同时内含2个外中断口，

8、3个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口，2个读写口线，AT89C51可以按照常规方法进行编程,但不可以在线编程(S系列的才支持在线编程)9。其将通用的微处理器和Flash存储器结合在一起，特别是可反复擦写的Flash存储器可有效地降低开发成本10。2、主要功能特性111）与MCS-51 微控制器产品系列兼容。2）片内有4KB可在线重复编程的快闪擦写存储器，存储数据保存时间为10年。3）最宽工作电压范围：Vcc可为2.7V到6V。 4）全静态工作：可从0Hz至16MHz。 5）程序存储器具有3级加密保护。 6）128*8位内部RAM，32条可编程I/O线，两个16位定时器/计数器。7）

9、中断结构具有5个中断源和2个优先级。8）可编程全双工串行通道，空闲状态维持低功耗和掉电状态保存存储内容。3.3.3时钟电路单片机执行指令是在脉冲控制下进行的，因此时钟信号是单片机的基本工作条件。时钟可以由内部和外部两种方式产生，本设计采用内部方式12。如图3-1所示，在XTAL1和XTAL2引脚上外接定时元件。定时元件通常采用振荡器和电容组成的并联谐振电路。X1为振荡器，C1、C2为电容。振荡的主要频率决定于晶振，电容对振荡频率起微调作用。其中，晶振选择12MHz13。图3-1时钟电路3.3.4声光控制电路路灯控制器的具体实现，要根据实际情况出发，才会有更高的利用率。电路设计中，采用声音控制和

10、光感控制同时达到要求时14，路灯才会自动亮起，在节约的基础上也达到了最大利用率的要求，如图3-2所示。图3-2声光控置电路3.3.5软件设计流程图路灯控制器总体需要实现路灯在满足条件的情况下，达到准确的亮度，以确保日常生活的方便。流程图如图3-3所示。同时满足模拟光感应器模拟声感应器总控制灯亮图3-3流程图3.3.6总体设计图1.路灯控制系统，总体设计如下图3-4至3-6所示。图3-4初始电路图图3-5满足条件灯亮图3-6总开关按下以上是整个单片机路灯控制器的设计过程，充分利用了89C51芯片实现了路灯控制器的功能，但是还存在一些不足，在今后的学习中继续努力，希望可以完善路灯控制器系统。4结论

11、路灯和各种照明设备是现代化城市最基本的城市设施，城市夜景和照明设施是体现城市形象、展现城市魅力、改善生活环境、增强经济活力的重要组成部分，并且成为现代化城市经济发展程度的一个基本标志。路灯控制器系统是道路交通不可缺少的照明设施，设计一种智能化路灯控制器系统，对提高道路的诱导性，提高夜间行车的安全感和舒适感，有效防止犯罪活动，美化环境，节省电力资源，具有一定的现实意义和可开发价值。路灯控制器利用Internet组成的网络监控系统提高了工况数据传输的速度，改善了路灯系统的管理水平。在实际的应用中节能效果达到30%18，并提高了灯具的使用寿命，可广泛地应用于各类城市的路灯照明。5参考文献:1蒋汝根,

12、钱丹浩.基于AT89C51单片机的交通灯模拟控制系统J.无锡商业职业技术学院 学报,2006,(06):68-70 2王洁琼,王红卫,敬敏.基于单片机的实用交通灯设计J.科协论坛(下半月),2009:89-903郑建光,李永.基于AT89C51单片机的交通灯系统设计J.自动化与仪器仪表科技信息, 2008,(06):48-50 4陈延奎.基于单片机的交通灯控制系统J.重庆科技学院学报(自然科学版),2007:99-1015温欣玲,张玉叶.基于单片机交通灯智能控制系统研究J.微计算机信息期刊.2007:68-696肖洪兵.跟我学用单片机J.北京航空航天大学学报,2002,28(6):64-66

13、7何立民.单片机高级编程的实现J.北京航空航天大学期刊,2007:25-27 8赵晓安.MCS-51单片机原理及应用技术J.天津大学校报,2009,(03):369-371 9李广第.单片机基础概论研究J.北京航空航天大学出版社,2009:35-40 10徐惠民,安德宁.单片微型计算机原理接口与应用J.北京邮电大学期刊,1996:39-40 11朱挺,吴训威.双边沿移位寄存器的设计原理及应用J.2004,(01):2-3 12应李俊/曾奕平.王一简易多功能计数器J.2008,(09):64-66 13张展培,冼志敏,黄云.555定时器构成的多谐振荡器J.2009:37-38 14康华光,陈大钦.电子技术研究体系J.2007:56-5815谢自美.电子线路设计实验测试J.华中科技大学报刊,2006:47-4816王冬梅,张建秋,路敬祎.基于单片机的交通灯控制系统设计与实现J.佳木斯大学学报(自然科学版),2009,(01):691-693 17陈毅,许飞,王学飞.基于单片机的交通灯智能控制系统J.中国高新技术企业,2009:123-12518孙晓艳.基于8051单片机的交通灯控制系统设计与模拟J.南宁职业技术学院学报, 2007,(03):96-99第 7 页 共 7页