毕业设计（论文）-基于光控开关的路灯自动控制系统设计.doc

论论 文文 摘摘 要要 随着我国经济发展迅猛，国民对电能的使用日益提高，与此而来的就是电能的浪 费。目前国内路灯照明光源一般采用高压钠灯、高压汞灯和金属卤化物灯。常出现开 灯早，关灯晚；或者开灯晚，关灯早的现象，不仅造成巨大的电能浪费、影响人们日 常生活，还会损害城市形象、影响社会治安和交通安全，从而影响城市的投资环境。 总之，伴着城市规模的不断扩大，现有的路灯管理的方式方法已远远不能满足城 市路灯发展与管理的需要，必须依靠现代化的高科技管理手段。光控路灯开关的发明 与使用就显得十分重要。本设计基于光敏电阻的基本原理，设计了一个基于光控开关 的路灯自动控制系统，实现路灯的智能控制。该系统主要由内光电转换级、运放滞后 比较级、驱动级等组成，通过对光控电路的设计、仿真，为最终的实际应用提供参考 依据。并分析了研究过程中出现的问题，逐步找出光控开关的最佳设计方法。 关键词关键词：光控路灯开关 光敏电阻 光电转换 驱动电路 2 目目 录录 摘要 .2 目录 .4 绪论 .5 一、 模拟路灯控制方案 6 1.1 任务 8 1.2 要求 8 1.2.1 基本要求 8 1.3 说明 9 1.4 方案论证与比较 9 1.4.1 控制芯片方案选择 9 1.4.2 监测系统方案选择 10 二、 硬件设计方案.11 2.1 主控芯片 11 2.1.1 AT89S52 的特点 11 2.1.2 管脚说明 12 2.1.3 芯片特点 14 2.2 电源模块 16 2.3 光控系统 17 2.4 红外线监测模块 19 2.4 路灯控制模块 20 2.5 程序流程框图 21 2.6 整体电 路图的设计 22 2.7 PCB 原理图 23 三、 系统调试.24 3 3.1 软件调试 24 3.2 硬件及总体电路调试 24 3.3 系统改进方案 25 附录一 程序.26 结论 .29 参考文献 .30 致谢 .31 一、一、 模拟路灯控制方案模拟路灯控制方案 本系统是基于单片机控制的路灯模拟控制系统，以单片机 AT89S52 为主控制器， 利用监测定位对路面交通情况、外界环境亮度及对交通灯的影响和故障等信息进行采 集，实现对路灯的智能化节能控制。该系统以 1W 高亮度 LED 灯作为模拟路灯，制作了 LED 灯恒流驱动电源，电流调节范围在 0-1A 内。通过红外式反射光电传感器监测路面 交通情况，控制 LED 路灯亮、灭。通过光敏三极管对环境变化及路灯故障等信号进行 监测，实现了路灯亮、灭控制和路灯故障报警。LED 灯能在规定时间内实现自动减小亮 度，并能在规定范围内设定调节。该系统节能，性价比高，具有应用价值。 系统框图如图 1 所示， 4 主控制器 监测定位点 二 监测定位点 三三 监测定位点 四 路灯模型 路灯驱动电路 电源模块 监测定位点 一 日光监测模块 图 1 路灯控制框图 路灯智能控制系统由控制中心、各个监测点、路灯驱动三大部分组成。LED 路灯 控制系统以 AT89S52 单片机为控制核心，通过单片机实现对路灯亮度调节、日光监测、 路灯开关的控制等。 路灯控制单元系统采用恒流源供电，具有输出功率调整功能，并能定时调整功率。 驱动部分利用单片机产生 PWM 信号调制恒流源来驱动多路白光 LED 进行照明（使用多 路 LED 是为了保证照明的亮度）。通过调节 PWM 信号的占空比，就可以调整 LED 的亮 度。同时对 LED 灯的电流和照明光强度进行监测，并反馈到 PWM 控制中，这样可以保 证照明的亮度。 日光监测利用光敏电阻感应监测模块，利用电桥，可将光线信号转换成电信号， 再通过电压比较器与用户设置的参数作比较，经主芯片计算后作出相应的动作，同时 单片机启动个各监测点开始监测人流量。 路灯驱动模块的作用是将控制芯片发出的低电压控制信号转换成能控制 220V 电压 的控制信号。电路要求具有耐高反压的三极管或场效应管组成。 主芯片是以采用 AT89S52 单片机。它具有结构简单、控制能力强、可靠性高、 体积小、价格低等优点。因此为了节约成本在满足系统需要的前提下完成数据的计算 和各个模块之间统一有效的分时操作而采用这种芯片，它可以用 5V 直流供电系统能有 效地减少电路的损耗，同时这种芯片性能稳定工作频率在 033MHZ 之间可以有效地减 5 小好各种外界干扰的影响。 1.1.（1 1）任务）任务 设计并制作一套模拟路灯控制系统，路灯布置如图 1-1 所示，它能完成整个路段 人流量、车流量的监测并实时的将数据传回到主控芯片便于主控芯片对路灯管理控制。 图 1-1 路灯布置示意图 1 1 （2 2）要求）要求 1.1.（2 2）.1.1 基本要求基本要求 （1）电路根据如图所示在路灯下面设置一些监测装置来监测路上的行人、车辆等。 （2）主控制芯片应能根据环境明暗变化，自动开灯或关灯。 （3）主控制芯片应能根据交通情况自动调节亮灯状态：当可移动物体 M（在物体前 端标出定位点，由定位点确定物体位置）由左至右到达监测点一时，灯 A 亮，同时判 监测点一 监测点二 监测点三 监测点四 路灯 A 独山大道 6 断物体到达第二测试点的时间。当人流较多时通过两点的时间就比较小。单片机输出 的 PWM 脉冲的周期相对变短，灯管的亮度增加。相反人流量小时单片机输出的 PWM 脉 冲周期较长灯管的亮度减小。 1.1.（3 3）说明）说明 1、光源以 1 W 的白色 LED 灯为主，它亮度强，使用寿命长、损耗小、发热量低、 能较长时间工作而不烧坏硬件设备。 2、自制电源为整个电路提供电能。 3自制的 LED 驱动电源输出端需留有电流、电压测量点。 4系统中不得采用接触式传感器,因此电路采用光敏电阻，光敏二极管等非接触器 件。 5基本要求（3），需测定可移动物体 M 定位点与过“亮灯状态变换点”（A、B 等 点）垂线间的距离，要求该距离20cm。 1.(4)1.(4)方案论证与比较方案论证与比较 1.(4).11.(4).1 控制芯片方案选择控制芯片方案选择 方案一: 采用 89C51 芯片作为硬件核心，采用 Flash ROM，内部具有 4KB ROM 存储空间,能 于 3V 的超低压工作,而且与 MCS-51 系列单片机完全兼容,但是运用于电路设计中时由 于不具备 ISP 在线编程技术, 当在对电路进行调试时，由于程序的错误修改或对程序 的新增功能需要烧入程序时，对芯片的多次拔插会对芯片造成一定的损坏。 方案二: 采用 AT89S52,片内 ROM 全都采用 Flash ROM；能以 3V 的超底压工作；同时也 与 MCS-51 系列单片机完全该芯片内部存储器为 8KB ROM 存储空间，同样具有 89C51 的 功能，且具有在线编程可擦除技术，当在对电路进行调试时，由于程序的错误修改或 对程序的新增功能需要烧入程序时，不需要对芯片多次拔插，所以不会对芯片造成损 坏。 7 所以选择采用 AT89S52 作为主控制系统. 1.(4).21.(4).2 监测系统方案选择监测系统方案选择 方案一：选用金属传感器，该传感器精度高，反应灵敏，但是金属传感器价格较 高在高温或湿气较大的地方容易发生氧化不方便实用。 方案二：选用红外发光二极管和光敏二极管，在很多非接触监测电路中经常用到。 该传感器反应灵敏且价格便宜考虑到系统监测电路和性价比并且它的外围监测电路简 单，我们选择方案二。 方案三：选用超声波传感器 超声波是利用在物质中传播、反射和衰减等物理性质来发现缺陷的一种无损监测 方法，应用较为广泛。适用于大多数缺陷的监测，但检出容易，定量难。不易发现细 小裂纹。工作频率较高因此不适合本电路的工作频率并且芯片价格而比较昂贵因此本 设计不采用超声波传感器。 8 二、二、 硬件设计方案硬件设计方案 2.(1)2.(1) 主控芯片主控芯片 AT89S52 是一个低功耗，高性能 CMOS8 位单片机，片内含 4k Bytes ISP(In- system programmable)的可反复擦写 1000 次的 Flash 只读程序存储器，器件采用 ATMEL 公司的高密度、 非易失性存储技术制造 ，兼容标准 MCS-51 指令系统及 80C51 引脚结构，芯片内集成了通用 8 位中央处理器和 ISP Flash 存储单元，功 能强大的微型计算机 AT89S52 可为许多嵌入式控制应用系统提供高性价比的解决方 案。 2.2.（1 1）.1.1 AT89S52AT89S52 的特点的特点 特点：40个引脚，4k Bytes Flash 片内程序存储器； 128 bytes 的随机存取数据存储器（ RAM） ；32个外部双向输入 /输出 （I/O）口；5个中断优先级 2层中断嵌套中断； 2个16位可编程定时计数器； 2个全双工串行通信口， 看门狗电路 ，片内时钟振荡器。 此外，AT89S52设计和配置振荡频率 可为0Hz 并可通过软件设置省电模式。空闲 模式下，CPU 暂停工作，而 RAM 定时计数器，串行口，外中断系统可继续工作， 掉电模式冻结振荡器而保存 RAM 的数据，停止芯片其它功能直至外中断激活或硬件 复位。同时该芯片还具有 PDIP、TQFP 和 PLCC 等三种封装形式，以适应不同产品 的需求。 2.2.（1 1）.2.2 管脚说明管脚说明 9 VCC：供电电压。 GND：接地。 P0口：P0口为一个8位漏级开路双向 I/O 口，每脚可吸收 8个 TTL 门电流。当 P1口的管脚第一次写 1时，被定义为高阻输入。 P0能够用于外部程序数据存储器， 它可以被定义为数据 /地址的第八位。在 FIASH 编程时，P0 口作为原码输入口， 当 FIASH 进行校验时， P0输出原码，此时 P0外部必须被拉高。 P1口：P1口是一个内部提供上拉电阻的 8位双向 I/O 口，P1口缓冲器能接收输 出4TTL 门电流。P1口管脚写入1后，被内部上拉为高 电平，可用作输入 口，P1口 被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉电阻的缘故。在 FLASH 编程和校验时， P1口作为低八位地址 。 P2口：P2口为一个内部上拉电阻的 8位双向 I/O 口，P2口驱动4个 TTL 门电流， 当 P2口被写“1”时，其管脚内部上拉电阻 被拉高，且作为输入 口。并因此作为 输入时，P2口的管脚被外部拉低，将输出电流。这是由于内部上拉电阻的缘故。 P2口当用于外部程序存储器或 16位地址外部数据存储器进行存取时， P2口输出地 址的高八位。在给出地址 “1”时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据 存储器进行读写时， P2口输出其特殊功能寄存器的内容。 P2口在 FLASH 编程和校 验时接收高八位地址信号和控制信号。 P3口：P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向 I/O 口，可接收输出 4个 TTL 门 电流。当 P3口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入 口。作为输 入，由于外部下拉为低电平， P3口将输出电流（ TTL）这是由于上拉 电阻的缘故。 P3.0 RXD（串行输入口） 、P3.1 TXD（串行输出口） 、P3.2 /INT0（外部中断 0） 、 P3.3 /INT1（外部中断1） 、P3.4 T0（计时器0外部输入） 、P3.5 T1（计时器1外 部输入） 、P3.6 /WR（外部数据存储器写选通）、P3.7 /RD（外部数据存储器读选 通）P3口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。 I/O 口作为输入口时有两种工作方式，即所谓的读端口与读引脚。读端口实际上 并不从外部读入数据，而是把端口锁存器的内容读入到内部总线，经过某种运算或 变换后再写回到端口锁存器。只有读端口时才真正地把外部的数据读入到内部总线。 10 RST：复位。当振荡器复位器件时， 要保持 RST 脚两个机器周期 以上的高电平 时间。 ALE/PROG：当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的 低八位字节。在 FLASH 编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。在平时， ALE 端以 不变的频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的1/6。因此它可用作对外 输出脉冲或用于定时。然而要注意的是：每当用作外部数据存储器时，将跳过一个 ALE 脉冲。如想禁止 ALE 的输出可在 SFR8EH 地址上置0。此时， ALE 只有在执行 MOVX，MOVC 指令是 ALE 才起作用。另外，该引脚被略微拉高。如果微处理器在外 部执行状态 ALE 禁止，置位无效。 /PSEN：程序存储器 允许输出控制端 。在由外部程序存储器取指 令期间，每个 机器周期两次 /PSEN 有效。但在访问外部数据存储器时，这两次有效的 /PSEN 信 号将不出现。 /EA/VPP：当/EA 保持低电平时，则在此期间外部程序存储器（ 0000H-FFFFH） 不管是否有内部程序存储器， 注意加密方式 1时，/EA 将内部锁定为 RESET；当 /EA 端保持高电平时，此间内部程序存储器。在FLASH 编程期间，此引脚也用于施 加12V 编程电源（VPP） 。 XTAL1：反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。 XTAL2：来自反向振荡器的输出 。 2.2.（1 1）.3.3 芯片特点芯片特点 （1）内部含 Flash 存储器。在系统开发的过程中可以十分容易的进行程序的修改， 大大的提高了编程人员的工作量，缩短了系统开发周期。同时，在系统工作过程中， 能有效地保持一些数据信息。即使外界电源损坏的情况下也不影响信息的保存。 （2）和 80C51 插座兼容。89 系列单片机的引脚与 80C51 单片机的引脚顺序是一样 的，所以，当需要用 89 系列的单片机代替 80C51 时，只需要见封装相同就可以进行代 换。 （3）静态时钟方式。89 系列的单片机采用静态时钟方式，可以有效的节约电能， 这对于降低产品的功耗节约成本十分有利。 （4）可进行反复的系统实验。用 89 系列单片机设计的系统，可以反复进行试验， 11 每次试验可以输入不同的程序，这样可以保证用户的系统设计达到最优状态，而且根 据用户的不同需要进行修改，从而使系统能不断满足用户的最新需要。 0 VCC 1 P1.0 2 P1.1 3 P1.2 4 P1.3 5 P1.4 6 P1.5 7 P1.6 8 P1.7 9 RES 10 P2.0 11 P2.1 12 P2.2 13 P2.3 14 P2.4 15 P2.5 16 P2.6 17 P2.7 18 TAL1 19 TAL2 20 P0.0 21 P0.1 22 P0.2 23 P0.3 24 P0.4 25 P0.5 26 P0.6 27 P0.7 28 PSE 29 EA 30 ALE 31 P3.0 32 P3.1 33 P3.2 34 P3.3 35 P3.4 36 P3.5 37 P3.6 39 VSS 38 P3.7 AT89S52 +5V SW-PB 100pF C1 1K R1 Res2 GND 12 22pF C2 22pF C3 图 2-1-3 单片机及外围电路原理图 2.2.（2 2）电源）电源模块模块 AT89S52 的工作电压 4.0V-5.5V，电源电路采用线性稳压电源，电源电路如图 2-2 所示。交流电源由变压器 T1 将 220V 的交流电压转换成 10V 左右的低压交流电， VD1、VD2、VD3、VD4 整流后转换成 12V 的脉动直流电压。由于此脉动的直流电压含有 较大的交流分量，必须通过滤波电路加以滤除，从而得到平滑的直流电压所以在电路 中加了 C1、滤出交流分量。通过三端稳压管 L7805 稳压，输出+5V 的直流电压。 L7805 是一种三端稳压集成模块，它有三个端即输入端、公共端、输出端。它内部 有调整管、基准电压源、取样电路、比较放大器、过流保护、芯片过热保护及调整管 安全工作区保护电路组成。三端集成稳压电源具有使用方便、安全可靠、性能稳定、 价格低廉等优点是一种较为理想的低电压供电模型。 12 L7805 是一种输出电流为 1.5A 的低电流稳压模块，能有效的为整个电路提供稳定 的工作电压，因此在本设计过程中充分的考虑到节能的设计理念运用以 7800 系列的稳 压模块为电路提供能量。 D2Bridge1 1 2 3 1 0.01uF C1 Cap T1 Trans Cupl VCC GND P1.7 信信信信 图 2-2 电源设计 2.2.（3 3） 光控系统光控系统 光控系统由光敏电阻和电压比较器 LM393 组成，光敏电阻器（photovaristor）又 叫光感电阻，是利用半导体的光电效应制成的一种电阻值随着入射光线的强弱而改变 的电阻器；入射光强，电阻减小，入射光弱，电阻增大。光敏电阻器一般用于光的监 量、光的控制和光电转换（将光的变化转换为电的变化）。 电压比较器 LM393 用来比较两个电压的大小(用输出电压的高或低电平，表示两个 输入电压的大小关系)： 当”输入端电压高于“”输入端时，电压比较器输出 为高电平；当”输入端电压低于“”输入端时，电压比较器输出为低电平。电 压比较器的作用：它可用作模拟电路和数字电路的接口，还可以用作波形产生和变换 电路等。利用简单电压比较器可将正弦波变为同频率的方波或矩形波。运算放大器是 通过反馈回路和输入回路来确定“运算参数”，比如放大倍数，反馈量可以是输出的 电流或电压一部分或全部。而电压比较器则不需要反馈，直接比较两个输入端的量， 如果同相输入大于反相，则输出高电平，否则输出低电平。电压比较器输入是线性量， 而输出是开关（高低电平）量。一般应用中，有时也可以用线性运算放大器，在不加 负反馈的情况下，构成电压比较器来使用。可用作电压比较器的芯片包含所有的运算 放大器。常见的有 LM324、 LM358、 uA741 、TL081234、 OP07 、OP27，这些都可 以做成电压比较器（不加负反馈）。LM339、LM393 是专业的电压比较器，切换速度快， 延迟时间小，可用在专门的电压比较场合，其实它们也是一种运算放大器。 13 图 2-3-1 LM393 引脚功能图 光敏电阻分得的电压经电压比较器与用户设置的参数进行比较，做出相应的动作， 返回到主控制系统中，再由主控制器进行运算、处理，从而实现智能光控。其工作原 理：当光照下降时由于光敏电阻阻值上升，电压比较器反向输入端电压升高，到设定 的值时 LM393 的输出由低电平转变为高电平。这个高电平经 P1.7 口送到单片机内部与 程序设定的初值比较，判断是否打开人流监测电路，如果检测到的只达到启动人流量 的电平值那么点将启动个个监测点判断是否有人通过，否则说明路上的光照依然很强 烈不需要启动路灯照明。从而达到节能的目的。 1K R5 Res2 1K R1 Res2 1K R2 Res2 1K R3 Res2 R4 P1.71 2 3 48 U2 VCC 图 2-3-2 光控系统原理图 2.2.（4 4） 红外线监测模块红外线监测模块 判断交通状况使用红外反发射探头和接收探头组成的监测电路.当发射管的红外 信号经反射被接收管接收后,接收管的电阻会发生变化,在电路上一般以电压的变化形 式体现出来,而接受探头的一端单片机控制端口相连将监测到的新电平送到单片机对应 的控制引脚，单片机根据监测到的不同时间的信号输出合适的 PWM 脉冲对路灯的亮度 14 进行控制。 在电路中设置了各个监测点对人流量及人流的方向进行监测当人流量较大的时候， 通过两个监测点的时间就比较的短单片机将这一监测信号进行计算来判断物体移动的 速度 D3D4D5D6 D7 D8D9D10 GND test1test2test3test4 560 R5 560 R6 560 R11 560 R7 560 R8 560 R9 560 R10 560 R12 VCC 信信信信 图 2-4-1 红外监测模块原理图 个个监测点的电平值如图所示，根据次真值表不仅可以看出物体移动的方向。如果 只有监测点一监测到了物体，监测点而没有监测到物体侧说明物体已经返回或停止在 了两个监测点的中间所以在设计中增加了延时电路无论物体是否通过监测点二路灯都 将延时一段时间确保人能够通过。 方向监测点一监测点二监测点三监测点四 从左向右1100 从右向左0011 表 2-4 红外监测开关真值表 15 2.2.（4 4） 路灯控制模块路灯控制模块 Q1 8550 D1 1K R1 Res2 0 VCC 1 GND GND VCC test1 test2 test3 test4 220V 信信220V 信信信信 信信信信 1 2 3 4 5 K1 Relay PWM 信信信信信 GND T2 Trans Cupl GND 1 2 3 4 5 K2 Relay GND GND GND 220V 路灯控制模块采用以 8550 为中心的控制模块通过改变加到基极 PWM 脉冲的频率 从而改变继电器的通断频率从而改变灯管的明暗。 8550 的集电极与继电器的一端相连存在较高的反向电压所以再集电极加一个具有 高反压的二极管这样可以保证三极管能够正常的的工作。 8550 是一种低电压,大电流,小信号的 PNP 型硅三极管主要应用于开关电路就有较 好的开关灵敏度。 16 2.2.（5 5） 程序流程框图程序流程框图 监测日光 的明暗 系统初始化 开始 结束 关闭路 灯 打开路灯电 源 监测人流量 加大亮度 18 2.2.（6 6）整体电路图的设计）整体电路图的设计 1K R14 Res2 1K R2 Res2 1K R3 Res2 1K R4 Res2 R13 P1.7 1 2 3 48 U2 D2 Bridge1 1 2 3 1 0.01uF C1 Cap T1 Trans Cupl GND VCC GND P1.7 VCC D3 D4 D5 D6 D7 D8 D9 D10 GND test1test2test3test4 12 Y1 XTAL 0.01uF C2 0.01uF C3 GND S1 SW-PB 100pF C4 1K R15 Res2 GND VCC 560 R5 560 R6 560 R11 560 R7 560 R8 560 R9 560 R10 560 R12 VCC P1.0 1 P1.1 2 P1.2 3 P1.3 4 P1.4 5 P1.5 6 P1.6 7 P1.7 8 RST 9 RXD/P3.0 10 TXD/P3.1 11 INT0/P3.2 12 INT1/P3.3 13 T0/P3.4 14 T1/P3.5 15 P3.6 16 P3.7 17 XTAL2 18 XTAL1 19 VSS 20 P2.0 21 P2.1 22 P2.2 23 P2.3 24 P2.4 25 P2.5 26 P2.6 27 P2.7 28 PSEN 29 ALE 30 EA 31 P0.7 32 P0.6 33 P0.5 34 P0.4 35 P0.3 36 P0.2 37 P0.1 38 P0.0 39 VCC 40 U1 AT89C51 P1.7 信信信信0801信 信信 信信信信 信信信信 信信信信信信 220v Q1 8550 D1 1K R1 Res2 0 VCC 1 GND GND VCC test1 test2 test3 test4 220V 信信220V 信信信信 信信信信 1 2 3 4 5 K1 Relay PWM信信信信信 GND T2 Trans Cupl GND 1 2 3 4 5 K2 Relay GND GND GND 220V 19 2.2.（7 7） PCBPCB 原理图原理图 三、三、 系统调试系统调试 3.3.（1 1）软件调试）软件调试 本设计采用的是 C 语言的编程方式，根据设计要求编写程序，并在 Keil uVision2 20 软件中进行程序编写的调试，确定编写上没有错误后，利用 ISIS 7 Professional 配 合所设计的硬件电路进行系统的调试。C 语言编写的程序有许多优越性：（1）不懂得 单片机的指令集，也能够编写单片机程序；（2）无须懂得单片机的具体硬件，也能够 编出符合硬件实际的专业水平的程序；（3）C 语言对数据进行了许多专业处理，避免 了运行中间异步的破坏等。 3.3.（2 2）硬件及总体电路调试）硬件及总体电路调试 根据原理图及 PCB 图制成电路板，焊接完成后，把程序烧写到 AT89S52 中，把芯 片插到电路中，接入 5V 电源。模拟设计一个监测系统，测试电路是否能正常工作。首 先测试光控模块，在室内利用灯泡的打开和断开模拟日光的明暗测试光控模块是否正 常。如果光控模块能正常工作再测试人流量监测模块是否能正常工作利用任何不透明 的物体通过监测点观察模拟路灯是否能改变发光亮度。通过测试电路的光控监测部分 能正常工作，人流监测部分由于发光管的驱动电流较小，发出的信号较弱，接收管没 能及时的接受到监测信号，因此减小与发光二极管串联电阻的阻值增大电流使信号增 强。 3.3.（3 3）系统改进方案）系统改进方案 在本设计中首先存在不足的是断电保护，为了在断电的情况下系统也能够正常工 作，在电源供电方面进行改进：用一组备用电池与电源并联，通过继电器连接。继电 器有“常开、常闭”触点，继电器线圈未通电时处于断开状态的静触点，称为 “常开触点” ；处于接通状态的静触点称为 “常闭触点” 。本设计中让继电器的常 闭触电与路灯电源引脚相连接，另一端与备用电池相连接，当正常通电情况下，继 电器常开触点闭合 ，使备用电池断开，系统由电源供电，当电源断电，继电器常 闭触点闭合，系统由备用电池供电，这样系统就可以在电源断电的情况下也能正常 工作。 其次是在阴雨天气，路面亮度不够，此时可以通过光感受模块来控制路灯的亮暗。 该模块由光敏二极管为核心元件，通过光敏二极管对光线的采集，反馈给单片机，再 由单片机来控制路灯的开关。白天受光照时光敏二极管反向电阻减小，回路短开，灯 21 泡熄灭；天黑时因光照很小，光敏二极管反向电阻增大，回路接通，路灯点亮。在点 亮或熄灭状态下仍受原来系统的控制。例如光敏二极管点亮路灯后，若没有接收到由 光敏二极管传出的关灯信号，则到达原系统设置的关灯时间，路灯也同样会熄灭。 附录一附录一 程序程序 #include #define uint unsigned int #define uchar unsigned char #define LED P0 /路灯控制制端口 sbit test1=P10; /第一监测点端口 sbit test2=P11;/第二监测点端口 sbit test3=P12; /第三监测点端口 sbit test4=P13; /第四监测点端口 sbit test5=P14;/定义日光监测端口 uchar cycle;/定义流过灯管电流的周期数 uchar PWM_ON;/定义高电平的时间 uint time,time1; /定义记录中断次数计算通过路灯的时间/ /*初始化函数*/ void init() time1=0; cycle=10; /PWM 周期为是 10 LED=0 x00; test1=0; test2=0; test3=0; test4=0; test5=0; TMOD=0 x11; EA=1; ET1=0; ET0=1; TR1=1; TH0=(65535-50000)/256; TL0=(65535-50000)%256; TH1=(65536-1000)/256; TL1=(65536-1000)%256; /*延时函数*/ void delay(uint i) 22 uint j,k; for(j=i;j0;j-) for(k=120;k0;k-); /*中断函数*/ void count2(void) interrupt 3 TH1=(65536-1000)/256; TL1=(65536-1000)%256;/定时 1mS if(time=PWM_ON) LED= 1; /定义路灯灭 time+; if(time1=cycle) time1=0; if(PWM_ON!=0) /如果左右时间是 0 保持原来状态 LED=0; /定义路灯亮灯亮 void count1(void) interrupt 1 TH0=(65536-1000)/256; TL0=(65536-1000)%256;/定时 1mS time1+; main() unsigned char PWM_Num1,PWM_Num2,PWM_Num;/定义档位 cycle = 10;/ 时间可以调整 这个是 10 步调整 周期 10ms 8 位 PWM 就是 256 步 while(1) if(!test1) delay(10); if(!test1) TR0=1;/启动定时器 PWM_Num1=time1/10