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羄芈薇羈袀芇虿螀腿芆荿薃肅芆蒁蝿羁芅薄薁袇莄芃螇螃莃莆薀肂莂蒈螅肈莁蚀薈羄莀莀袃袀莀蒂蚆膈荿薅袂肄莈蚇蚅羀蒇莇袀袆肄葿蚃螂肃薁袈膁肂莁螁肇肁蒃羇羃肀薅蝿衿聿蚈薂膇肈莇螈肃膈蒀薁罿膇薂螆袅膆节蕿袁膅蒄袄膀膄薆蚇肆膃虿袃羂膂莈蚅袈膂蒁袁螄芁薃蚄肂芀节衿羈艿莅蚂羄芈薇羈袀芇虿螀腿芆荿薃肅芆蒁蝿羁芅薄薁袇莄芃螇螃莃莆薀肂莂蒈螅肈莁蚀薈羄莀莀袃袀莀蒂蚆膈荿薅袂肄莈蚇蚅羀蒇莇袀袆肄葿蚃螂肃薁袈膁肂莁螁肇肁蒃羇羃肀薅蝿衿聿蚈薂膇肈莇螈肃膈蒀薁罿膇薂螆袅膆节蕿袁膅蒄袄膀膄薆蚇肆膃虿袃羂膂莈蚅袈膂蒁袁螄芁薃蚄肂芀节衿羈艿莅蚂羄芈薇羈袀芇虿螀腿芆荿薃肅芆蒁蝿羁芅薄薁袇莄芃螇螃莃莆薀肂莂蒈螅肈莁蚀薈羄莀莀袃袀莀蒂蚆膈荿薅袂肄莈蚇蚅羀蒇莇袀袆肄葿蚃螂肃薁袈膁肂莁螁肇肁蒃羇羃肀薅蝿衿聿蚈薂膇肈莇螈肃膈蒀薁罿膇薂螆袅膆节蕿袁膅蒄袄膀膄薆蚇肆膃虿袃羂膂莈蚅袈膂蒁袁螄芁薃蚄肂芀节衿羈艿莅蚂羄芈薇羈袀芇虿螀腿芆荿薃肅芆蒁蝿羁芅薄薁袇莄芃螇螃莃莆薀肂莂蒈螅肈莁蚀薈羄莀莀袃袀莀蒂蚆膈荿薅袂肄莈蚇蚅羀蒇莇袀袆肄葿蚃螂肃薁袈膁肂莁螁肇肁蒃羇羃肀薅蝿衿聿蚈薂膇肈莇 螈肃膈蒀薁罿膇薂螆袅膆节蕿袁膅蒄袄膀膄薆蚇肆膃虿袃羂膂莈蚅袈膂蒁袁螄芁薃蚄肂芀节衿羈艿莅蚂羄芈薇羈袀芇虿螀腿芆荿薃肅芆蒁蝿羁芅薄薁袇莄芃螇螃莃莆薀肂莂蒈螅肈莁蚀薈羄莀莀袃袀莀蒂蚆膈荿薅袂肄莈蚇蚅羀蒇莇袀袆肄葿蚃螂肃薁袈膁肂莁螁肇肁蒃羇羃肀薅蝿衿聿蚈薂膇肈莇螈肃膈蒀薁罿膇薂螆袅膆节蕿袁膅蒄袄膀膄薆蚇肆膃虿袃羂膂莈蚅袈膂蒁袁螄芁薃蚄肂芀节衿羈艿莅蚂羄芈薇羈袀芇虿螀腿芆荿薃肅芆蒁蝿羁芅薄薁袇莄芃螇螃莃莆薀肂莂蒈螅肈莁蚀薈羄莀莀袃袀莀蒂蚆膈荿薅袂肄莈蚇蚅羀蒇莇袀袆肄葿蚃螂肃薁袈膁肂莁螁肇肁蒃羇羃肀薅蝿衿聿蚈薂膇肈莇螈肃膈蒀薁罿膇薂螆袅膆节蕿袁膅蒄袄膀膄薆蚇肆膃虿袃羂膂莈蚅袈膂蒁袁螄芁薃蚄肂芀节衿羈艿莅蚂羄芈薇羈袀芇虿螀腿芆荿薃肅芆蒁蝿羁芅薄薁袇莄芃螇螃莃莆薀肂莂蒈螅肈莁蚀薈羄莀莀袃袀莀蒂蚆膈荿薅袂肄莈蚇蚅羀蒇莇袀袆肄葿蚃螂肃薁袈膁肂莁螁肇肁蒃羇羃肀薅蝿衿聿蚈薂膇肈莇螈肃膈蒀薁罿膇薂螆袅膆节蕿袁膅蒄袄膀膄薆蚇肆膃虿袃羂膂莈蚅袈膂蒁袁螄芁薃蚄肂芀节衿羈艿莅蚂羄芈薇羈袀芇虿螀腿芆荿薃肅芆蒁蝿羁芅薄薁袇莄芃螇螃莃莆薀肂莂蒈螅肈莁蚀薈羄莀 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衿聿蚈薂膇肈莇螈肃膈蒀薁罿膇薂螆袅膆节蕿袁膅蒄袄膀膄薆蚇肆膃虿袃羂膂莈蚅袈膂蒁袁螄芁薃蚄肂芀节衿羈艿莅蚂羄芈薇羈袀芇虿螀腿芆荿薃肅芆蒁蝿羁芅薄薁袇莄芃螇螃莃莆薀肂莂蒈螅肈莁蚀薈羄莀莀袃袀莀蒂蚆膈荿薅袂肄莈蚇蚅羀蒇莇袀袆肄葿蚃螂肃薁袈膁肂莁螁肇肁蒃羇羃肀薅蝿衿聿蚈薂膇肈莇螈肃膈蒀薁罿膇薂螆袅膆节蕿袁膅蒄袄膀膄薆蚇肆膃虿袃羂膂莈蚅袈膂蒁袁螄芁薃蚄肂芀节衿羈艿莅蚂羄芈薇羈袀芇虿螀腿芆荿薃肅芆蒁蝿羁芅薄薁袇莄芃螇螃莃莆薀肂莂蒈螅肈莁蚀薈羄莀莀袃袀莀蒂蚆膈荿薅袂肄莈蚇蚅羀蒇莇袀袆肄葿蚃螂肃薁袈膁肂莁螁肇肁蒃羇羃肀薅蝿衿聿蚈薂膇肈莇螈肃膈蒀薁罿膇薂螆袅膆节蕿袁膅蒄袄膀膄薆蚇肆膃虿袃羂膂莈蚅袈膂蒁袁螄芁薃蚄肂芀节衿羈艿莅蚂羄芈薇羈袀芇虿螀腿芆荿薃肅芆蒁蝿羁芅薄薁袇莄芃螇螃莃莆薀肂莂蒈螅肈莁蚀薈羄莀莀袃袀莀蒂蚆膈荿薅袂肄莈蚇蚅羀蒇莇袀袆肄葿蚃螂肃薁袈膁肂莁螁肇肁蒃羇羃肀薅蝿衿聿蚈薂膇肈莇螈肃膈蒀薁罿膇薂螆袅膆节蕿袁膅蒄袄膀膄薆蚇肆膃虿袃羂膂莈蚅袈膂蒁袁螄芁薃蚄肂芀节衿羈艿莅蚂羄芈薇羈袀芇虿螀腿芆荿薃肅芆蒁蝿羁芅薄薁袇莄芃螇螃莃莆薀肂莂蒈 螅肈莁蚀薈羄莀莀袃袀莀蒂蚆膈荿薅袂肄莈蚇蚅羀蒇莇袀袆肄葿蚃螂肃薁袈膁肂莁螁肇肁蒃羇羃肀薅蝿衿聿蚈薂膇肈莇螈肃膈蒀薁罿膇薂螆袅膆节蕿袁膅蒄袄膀膄薆蚇肆膃虿袃羂膂莈蚅袈膂蒁袁螄芁薃蚄肂芀节衿羈艿莅蚂羄芈薇羈袀芇虿螀腿芆荿薃肅芆蒁蝿羁芅薄薁袇莄芃螇螃莃莆薀肂莂蒈螅肈莁蚀薈羄莀莀袃袀莀蒂蚆膈荿薅袂肄莈蚇蚅羀蒇莇袀袆肄葿蚃螂肃薁袈膁肂莁螁肇肁蒃羇羃肀薅蝿衿聿蚈薂膇肈莇螈肃膈蒀薁罿膇薂螆袅膆节蕿袁膅蒄袄膀膄薆蚇肆膃虿袃羂膂莈蚅袈膂蒁袁螄芁薃蚄肂芀节衿羈艿莅蚂羄芈薇羈袀芇虿螀腿芆荿薃肅芆蒁蝿羁芅薄薁袇莄芃螇螃莃莆薀肂莂蒈螅肈莁蚀薈羄莀莀袃袀莀蒂蚆膈荿薅袂肄莈蚇蚅羀蒇莇袀袆肄葿蚃螂肃薁袈膁肂莁螁肇肁蒃羇羃肀薅蝿衿聿蚈薂膇肈莇螈肃膈蒀薁罿膇薂螆袅膆节蕿袁膅蒄袄膀膄薆蚇肆膃虿袃羂膂莈蚅袈膂蒁袁螄芁薃蚄肂芀节衿羈艿莅蚂羄芈薇羈袀芇虿螀腿芆荿薃肅芆蒁蝿羁芅薄薁袇莄芃螇螃莃莆薀肂莂蒈螅肈莁蚀薈羄莀莀袃袀莀蒂蚆膈荿薅袂肄莈蚇蚅羀蒇莇袀袆肄葿蚃螂肃薁袈膁肂莁螁肇肁蒃羇羃肀薅蝿衿聿蚈薂膇肈莇螈肃膈蒀薁罿膇薂螆袅膆节蕿袁膅蒄袄膀膄薆蚇肆膃虿袃羂膂莈蚅袈膂 蒁袁螄芁薃蚄肂芀节衿羈艿莅蚂羄芈薇羈袀芇虿螀腿芆荿薃肅芆蒁蝿羁芅薄薁袇莄芃螇螃莃莆薀肂莂蒈螅肈莁蚀薈羄莀莀袃袀莀蒂蚆膈荿薅袂肄莈蚇蚅羀蒇莇袀袆肄葿蚃螂肃薁袈膁肂莁螁肇肁蒃羇羃肀薅蝿衿聿蚈薂膇肈莇螈肃膈蒀薁罿膇薂螆袅膆节蕿袁膅蒄袄膀膄薆蚇肆膃虿袃羂膂莈蚅袈膂蒁袁螄芁薃蚄肂芀节衿羈艿莅蚂羄芈薇羈袀芇虿螀腿芆荿薃肅芆蒁蝿羁芅薄薁袇莄芃螇螃莃莆薀肂莂蒈螅肈莁蚀薈羄莀莀袃袀莀蒂蚆膈荿薅袂肄莈蚇蚅羀蒇莇袀袆肄葿蚃螂肃薁袈膁肂莁螁肇肁蒃羇羃肀薅蝿衿聿蚈薂膇肈莇螈肃膈蒀薁罿膇薂螆袅膆节蕿袁膅蒄袄膀膄薆蚇肆膃虿袃羂膂莈蚅袈膂蒁袁螄芁薃蚄肂芀节衿羈艿莅蚂羄芈薇羈袀芇虿螀腿芆荿薃肅芆蒁蝿羁芅薄薁袇莄芃螇螃莃莆薀肂莂蒈螅肈莁蚀薈羄莀莀袃袀莀蒂蚆膈荿薅袂肄莈蚇蚅羀蒇莇袀袆肄葿蚃螂肃薁袈膁肂莁螁肇肁蒃羇羃肀薅蝿衿聿蚈薂膇肈莇螈肃膈蒀薁罿膇薂螆袅膆节蕿袁膅蒄袄膀膄薆蚇肆膃虿袃羂膂莈蚅袈膂蒁袁螄芁薃蚄肂芀节衿羈艿莅蚂羄芈薇羈袀芇虿螀腿芆荿薃肅芆蒁蝿羁芅薄薁袇莄芃螇螃莃莆薀肂莂蒈螅肈莁蚀薈羄莀莀袃袀莀蒂蚆膈荿薅袂肄莈蚇蚅羀蒇莇袀袆肄葿蚃螂肃薁袈膁肂莁螁肇 肁蒃羇羃肀薅蝿衿聿蚈薂膇肈莇螈肃膈蒀薁罿膇薂螆袅膆节蕿袁膅蒄袄膀膄薆蚇肆膃虿袃羂膂莈蚅袈膂蒁袁螄芁薃蚄肂芀节衿羈艿莅蚂羄芈薇羈袀芇虿螀腿芆荿薃肅芆蒁蝿羁芅薄薁袇莄芃螇螃莃莆薀肂莂蒈螅肈莁蚀薈羄莀莀袃袀莀蒂蚆膈荿薅袂肄莈蚇蚅羀蒇莇袀袆肄葿蚃螂肃薁袈膁肂莁螁肇肁蒃羇羃肀薅蝿衿聿蚈薂膇肈莇螈肃膈蒀薁罿膇薂螆袅膆节蕿袁膅蒄袄膀膄薆蚇肆膃虿袃羂膂莈蚅袈膂蒁袁螄芁薃蚄肂芀节衿羈艿莅蚂羄芈薇羈袀芇虿螀腿芆荿薃肅芆蒁蝿羁芅薄薁袇莄芃螇螃莃莆薀肂莂蒈螅肈莁蚀薈羄莀莀袃袀莀蒂蚆膈荿薅袂肄莈蚇蚅羀蒇莇袀袆肄葿蚃螂肃薁袈膁肂莁螁肇肁蒃羇羃肀薅蝿衿聿蚈薂膇肈莇螈肃膈蒀薁罿膇薂螆袅膆节蕿袁膅蒄袄膀膄薆蚇肆膃虿袃羂膂莈蚅袈膂蒁袁螄芁薃蚄肂芀节衿羈艿莅蚂羄芈薇羈袀芇虿螀腿芆荿薃肅芆蒁蝿羁芅薄薁袇莄芃螇螃莃莆薀肂莂蒈螅肈莁蚀薈羄莀莀袃袀莀蒂蚆膈荿薅袂肄莈蚇蚅羀蒇莇袀袆肄葿蚃螂肃薁袈膁肂莁螁肇肁蒃羇羃肀薅蝿衿聿蚈薂膇肈莇螈肃膈蒀薁罿膇薂螆袅膆节蕿袁膅蒄袄膀膄薆蚇肆膃虿袃羂膂莈蚅袈膂蒁袁螄芁薃蚄肂芀节衿羈艿莅蚂羄芈薇羈袀芇虿螀腿芆荿薃肅芆蒁蝿羁芅薄薁袇莄芃螇 螃莃莆薀肂莂蒈螅肈莁蚀薈羄莀莀袃袀莀蒂蚆膈荿薅袂肄莈蚇蚅羀蒇莇袀袆肄葿蚃螂肃薁袈膁肂莁螁肇肁蒃羇羃肀薅蝿衿聿蚈薂膇肈莇螈肃膈蒀薁罿膇薂螆袅膆节蕿袁膅蒄袄膀膄薆蚇肆膃虿袃羂膂莈蚅袈膂蒁袁螄芁薃蚄肂芀节衿羈艿莅蚂羄芈薇羈袀芇虿螀腿芆荿薃肅芆蒁蝿羁芅薄薁袇莄芃螇螃莃莆薀肂莂蒈螅肈莁蚀薈羄莀莀袃袀莀蒂蚆膈荿薅袂肄莈蚇蚅羀蒇莇袀袆肄葿蚃螂肃薁袈膁肂莁螁肇肁蒃羇羃肀薅蝿衿聿蚈薂膇肈莇螈肃膈蒀薁罿膇薂螆袅膆节蕿袁膅蒄袄膀膄薆蚇肆膃虿袃羂膂莈蚅袈膂蒁袁螄芁薃蚄肂芀节衿羈艿莅蚂羄芈薇羈袀芇虿螀腿芆荿薃肅芆蒁蝿羁芅薄薁袇莄芃螇螃莃莆薀肂莂蒈螅肈莁蚀薈羄莀莀袃袀莀蒂蚆膈荿薅袂肄莈蚇蚅羀蒇莇袀袆肄葿蚃螂肃薁袈膁肂莁螁肇肁蒃羇羃肀薅蝿衿聿蚈薂膇肈莇螈肃膈蒀薁罿膇薂螆袅膆节蕿袁膅蒄袄膀膄薆蚇肆膃虿袃羂膂莈蚅袈膂蒁袁螄芁薃蚄肂芀节衿羈艿莅蚂羄芈薇羈袀芇虿螀腿芆荿薃肅芆蒁蝿羁芅薄薁袇莄芃螇螃莃莆薀肂莂蒈螅肈莁蚀薈羄莀莀袃袀莀蒂蚆膈荿薅袂肄莈蚇蚅羀蒇莇袀袆肄葿蚃螂肃薁袈膁肂莁螁肇肁蒃羇羃肀薅蝿衿聿蚈薂膇肈莇螈肃膈蒀薁罿膇薂螆袅膆节蕿袁膅蒄袄膀膄薆蚇肆膃虿 袃羂膂莈蚅袈膂蒁袁螄芁薃蚄肂芀节衿羈艿莅蚂羄芈薇羈袀芇虿螀腿芆荿薃肅芆蒁蝿羁芅薄薁袇莄芃螇螃莃莆薀肂莂蒈螅肈莁蚀薈羄莀莀袃袀莀蒂蚆膈荿薅袂肄莈蚇蚅羀蒇莇螀螆羄荿薃蚂羃薁蝿肁羂芁蚁羇羁莃袇袃羀蒆蚀蝿罿薈蒂肇罿芈蚈羃肈莀蒁衿肇蒂蚆螅肆膂葿螁肅莄螅肀肄蒆薇羆肃蕿螃袂肃芈薆螈肂莁螁蚄膁蒃薄羃膀膃蝿衿腿莅薂袅膈蒇袈螁膇薀蚀聿膇艿蒃羅膆莂虿袁芅蒄蒂螇芄膄蚇蚃芃芆蒀羂节蒈蚅羈节薀薈袄芁芀螄螀芀莂薆肈艿蒅螂羄莈薇薅袀莇芇螀螆羄荿薃蚂羃薁蝿肁羂芁蚁羇羁莃袇袃羀蒆蚀蝿罿薈蒂肇罿芈蚈羃肈莀蒁衿肇蒂蚆螅肆膂葿螁肅莄螅肀肄蒆薇羆肃蕿螃袂肃芈薆螈肂莁螁蚄膁蒃薄羃膀膃蝿衿腿莅薂袅膈蒇袈螁膇薀蚀聿膇艿蒃羅膆莂虿袁芅蒄蒂螇芄膄蚇蚃芃芆蒀羂节蒈蚅羈节薀薈袄芁芀螄螀芀莂薆肈艿蒅螂羄莈薇薅袀莇芇螀螆羄荿薃蚂羃薁蝿肁羂芁蚁羇羁莃袇袃羀蒆蚀蝿罿薈蒂肇罿芈蚈羃肈莀蒁衿肇蒂蚆螅肆膂葿螁肅莄螅肀肄蒆薇羆肃蕿螃袂肃芈薆螈肂莁螁蚄膁蒃薄羃膀膃蝿衿腿莅薂袅膈蒇袈螁膇薀蚀聿膇艿蒃羅膆莂虿袁芅蒄蒂螇芄膄蚇蚃芃芆蒀羂节蒈蚅羈节薀薈袄芁芀螄螀芀莂薆肈艿蒅螂羄莈薇薅袀莇芇螀螆羄荿薃蚂羃 薁蝿肁羂芁 目目 录录 第一章第一章 绪论绪论 .1 1 11 设计概述 .1 111 设计背景 .1 112 设计意义 .2 12系统设计目标.2 第二章第二章 总体设计总体设计 .4 4 第三章第三章 系统硬件设计系统硬件设计 .5 5 31 at89s52 单片机概述.5 311 at89s52 单片机的内部组成.5 312 at89s52 单片机的功能特性.5 32 显示模块设计 .8 33 物体检测模块设计 .13 34 环境监测单元设计 .14 35 电源单元设计 .18 36 功率调节单元设计 .19 37 系统各模块方案设定 .19 第四章第四章 软件系统设计软件系统设计 .2020 41 系统软件设计说明 .20 42 程序结构框图 .20 第五章第五章 测试与结果分析测试与结果分析 .2121 51 测试方法与结果 .21 511 时钟设定和定时开关路灯测试 .21 512 环境明暗检测测试 .21 513 交通情况测试 .21 514 路灯故障检测报警测试 .21 515 自制单元控制器稳压电源测试 .22 516 自制单元控制器恒流驱动电源测试 .22 517 功率输出测试 .22 52 测试结果分析 .23 总结总结 .2424 参考文献参考文献 .2525 石家庄职业技术学院毕业论文 - 1 第一章第一章 绪论绪论 11 设计概述设计概述 111 设计背景设计背景 随着我国城市的发展、经济的繁荣、社会的进步和人们提高生活水平及环境质量的 要求,城市道路照明和城市的夜景照明已经成为城市规划、建设和管理中的一项重要工 作。城市道路照明是方便城市居民必备的生活条件,而城市的夜景照明是再塑和美化城 市形象、鼓舞民心、振奋精神的一项非常有意义的工作。近几年来,全国许多大城市、 甚至一些中小城市的各级领导,都格外重视道路照明和夜景照明工作。城市亮化作为形 象工程的重要组成部分,越来越被政府所重视,大量的资金投入进行建设和改造,使得 我们的城市夜晚变得灯火辉煌,绚丽多彩,但问题也随之而来,能耗的逐年攀升,由此 产生的某些问题亦逐渐显露出来,如城市路灯的维护量增大,带来人员不足;维护费用 增加,社会成本过高,电费支出过多,财政承担相对困难;光污染现象严重这些问 题的产生无疑给当地的路灯管理部门的各方面工作带来很大的压力,急切加以解决。尤 其是在当前环境条件每况愈下的形势下,低碳、节能、环保越来越收到人们的重视。旧 式的控制系统存在功耗大,公共资源得不到充分应用,效率低等消极影响。伴随着微电 子技术的发展和单片机技术在各行各业中的应用,近几十年来,基于单片机的交通灯智能 控制系统对城市路灯系统进行全面的升级,不仅实现了智能控制,而且降低了运行成本。 因此,智能路灯控制系统的推广,可以改变城建系统企业传统的管理服务方式,提高服 务效率,并对提高城市形象起到了极大的推动作用。 早在 90 年代初,发达国家就已经广泛的使用了智能照明调控系统,来降低城市照明 的费用支出。国家发改委、建设部、国家质量技术监督局已在 2000 年下发了 223 号文件 关于进一步推进中国绿色照明工程的意见的通知,提出推广节能、高效的照明灯具 和智能照明调控系统,深入开展绿色照明节能工作。智能照明设备具有软启动、稳压、 节能功能,用户可根据道路照明的现状,科学的设定节能时间和节能比率。智能照明调 控系统为照明设备提供各种自动化控制功能,通过电脑控制和管理软件实现无故障智能 化和无人值守,提高安全可靠性,实现城市照明智能化管理。更深远意义在于,通过节 约可观的电能消耗,就可以有效的减少火力发电厂(2002 年火力发电占我国年总发电量的 8183%)对大气 co、so、no 和粉尘、灰渣的排放量,减少污染,保护环境。 模拟交通灯控制系统 2 本系统正是本着节能减排,保护环境的目的,开发设计的一个模拟路灯控制系统。 通过软件控制,来分别实现路定时开关路灯,路灯开关灯时间可调,跟据环境明暗状况 自动开关灯,跟近车辆经过情况自动调节路灯亮灭,以及故障报警、功率调节等功能。 112 设计意义设计意义 路灯节能系统产生的直接及间接的社会经济效益是巨大的。 1我们可以通过直观的计算来判断:单从电费支出上可以看出,采用智能路灯节能 控制设备后,以最低节电率计算,每年可节省大量的财政支出; 2路灯控制系统技术的提升,又可大大降低全市路灯的维护量,缩减运行维护成本, 节约财政支出。 3倘若全国路灯管理部门都能积极采用新技术的话,除了节约大量电费和维护资金 以外,同时还可节约大批的原煤等资源,更有利于环境保护,既节约了能源又落实了国 家可持续发展的方针政策。 高科技技术节能产品的应用如果能够在我国城市路灯行业得以全面推广和应用,那 么它所创造巨大的社会效益及其产生的深远影响都是不可估量的。 12系统设计目标系统设计目标 基于此,我们设计了基于单片机控制的智能交通路灯控制系统,能实现一下功能要 求: 1基本要求基本要求 (1)支路控制器有时钟功能,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)支路控制器应能根据环境明暗变化,自动开灯和关灯。 (3)支路控制器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 s 点时(见图 12) ,灯 1 亮;当 物体 m 到达 b 点时,灯 1 灭,灯 2 亮;若物体 m 由右至左移动时,则亮灯次序与上相反。 (4)支路控制器能分别独立控制每只路灯的开灯和关灯时间。 石家庄职业技术学院毕业论文 - 3 (5)当路灯出现故障时(灯不亮) ,支路控制器应发出声光报警信号,并显示有故 障路灯的地址编号。 输入、显示 装置 支路控制器 单元控制器1单元控制器2 led灯1led灯2 图 11 示意图 led灯1 led灯2 40 20 40 s a b c s 40 40 40 m 定位点 图 12 2发挥部分发挥部分 (1)自制单元控制器中的 led 灯恒流驱动电源。 (2)单元控制器具有调光功能,路灯驱动电源输出功率能在规定时间按设定要求自 动减小,该功率应能在 20%100%范围内设定并调节,调节误差2%。 (3)其它(性价比等) 。 3说明说明 (1)光源采用 1 w 的 led 灯,led 的类型不作限定。 (2)自制的 led 驱动电源不得使用产品模块。 (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。 模拟交通灯控制系统 4 (5)基本要求(3)需测定可移动物体 m 上定位点与过“亮灯状态变换点” (s、b、s等点)垂线间的距离,要求该距离2cm。 第二章第二章 总体设计总体设计 本设计由主控单元、lcd 显示模块、物体检测模块、环境明暗检测模块、电源模块、 功率调节等模块组成,其结构框图如图 21 所示。 主控单元 按键输入 lcd显示 电源模块 环境明暗 检测模块 交通情况 光电检测 恒流控制 稳压控制 单元控制驱动模块1单元控制驱动模块2 led1led2 电压、电 流显示 电压、电 流显示 图 21 模拟路灯控制系统结构框图 方案一:支路控制器和两个单元控制器分别采用单片机来控制,并通过串行总线方 式来进行通信;采用矩阵键盘输入,并通过 led 数码管对设定时间、故障路灯和功率调 节设定范围进行显示;通过光敏电阻检测环境明暗,实现自动开灯和关灯;另外通过光 敏电阻检测路灯故障,并显示。应用超声波模块对物体运动状态进行检测,自动控制 led 路灯工作状态。 方案二:支路控制器采用 at89s52 单片机为核心,控制两个单元电路。应用独立式 按键进行功能选择,通过 12864 液晶实时显示设定时间、故障路灯编号和功率调节的范 围。通过光敏电阻检测环境明暗程度实现自动开灯和关灯功能,同时还能检测路灯故障。 应用漫反射式红外光电开关对物体运动状态进行检测,当物体经过设定位置时,光电开 关把检测到的信号传给支路控制驱动模块,主控单元发出指令,通过单元控制驱动模块 来调节 led 路灯工作状态。 方案比较:方案一采用串行总线方式,矩阵键盘可节省单片机 io 口资源,但电路复 杂,调试困难,成本较高。相比之下方案二能够完全满足本题目需求,控制结构简单, 成本低,许多功能通过软件实现,整个电路元器件少,系统完全由一个单片机控制 石家庄职业技术学院毕业论文 - 5 ,lcd 液晶 12864 显示更直观、清晰,系统具有更好的稳定性,性价比高。因此,我们 采用方案二。 第三章第三章 系统硬件设计系统硬件设计 31 at89s52at89s52 单片机概述单片机概述 311 at89s52 单片机的内部组成单片机的内部组成 at89s52 内部有 8 kb rom,基本组成如图 3 1所示。 图 3 1 312 at89s52 单片机的功能特性单片机的功能特性 1主要特性主要特性 at89s52 是一种低功耗、高性能 cmos8 位微控制器,具有 8k 在系统可编程 flash 存储器。使用 atmel 公司高密度非 易失性存储器技术制造,与工业 80c51 产品指令和 引脚完 全兼容。片上 flash 允许程序存储器在系统可编程,亦适于 常规编程器。在单芯 片上,拥有灵巧的 8 位 cpu 和在系统 可编程 flash,使得 at89s52 为众多嵌入式控制 应用系统提 供高灵活、超有效的解决方案。 at89s52 具有以下标准功能: 8k 字节 flash,256 字节 ram, 32 位 i/o 口线,看门狗定时器,2 个数据指针,三个 16 位 定 时器/计数器,一个 6 向量 2 级中断结构,全双工串行口, 片内晶振及时钟电路。另外, at89s52 可降至 0hz 静态逻 辑操作,支持 2 种软件可选择节电模式。空闲模式下, 模拟交通灯控制系统 6 cpu 停止工作,允许 ram、定时器/计数器、串口、中断继续工 作。掉电保护方式下, ram 内容被保存,振荡器被冻结, 单片机一切工作停止,直到下一个中断或硬件复位 为止。 2管脚说明管脚说明 p0 口:p0 口是一个 8 位漏极开路的双向 i/o 口。作 为输出口,每位能驱动 8 个 ttl 逻辑电平。对 p0 端口 写“1”时,引脚用作高阻抗输入。当访问外部程序和数据 存储器时,p0 口也被作为低 8 位地址/数据复用。在这种 模式下,p0 具有内部上拉电阻。在 flash 编程时,p0 口 也用来接收指令字节;在程序校验时,输出指令字节。 程序校验时,需要外部上拉电阻。 p1 口:p1 口是一个具有内部上拉电阻的 8 位双向 i/o 口,p1 输出缓冲器能驱动 4 个 ttl 逻辑电平。对 p1 端口写“1”时,内部上拉电阻把端口拉高,此时可以 作为输入口使用。作为输入使用时,被外部拉低的引脚 由于内部电阻的原因,将输出电流(iil) 。 此外,p10 和 p12 分别作定时器/计数器 2 的外部计数输入(p10/t2)和时器/ 计数器 2 的触发输入(p11/t2ex) ,具体如下表所示。在 flash 编程和校验时,p1 口接 收低 8 位地址字节。 引脚号第二功能 : p10 t2(定时器/计数器 t2 的外部计数输入) ,时钟输出 p11 t2ex(定时器/计数器 t2 的捕捉/重载触发信号和方向控制) p15 mosi(在系统编程用) p16 miso(在系统编程用) p17 sck(在系统编程用) p2 口:p2 口是一个具有内部上拉电阻的 8 位双向 i/o 口,p2 输出缓冲器能驱动 4 个 ttl 逻辑电平。对 p2 端口写“1”时,内部上拉电阻把端口拉高,此时可以作为输入口 使用。作为输入使用时,被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因,将输出电流(iil) 。在 访问外部程序存储器或用 16 位地址读取外部数据存储器(例如执行 movx dptr)时, 石家庄职业技术学院毕业论文 - 7 p2 口送出高八位地址。在这种应用中,p2 口使用很强的内部上拉发送 1。在使用 8 位地 址(如 movx ri)访问外部数据存储器时,p2 口输出 p2 锁存器的内容。在 flash 编程 和校验时,p2 口也接收高 8 位地址字节和一些控制信号。 p3 口:p3 口是一个具有内部上拉电阻的 8 位双向 i/o 口,p3 输出缓冲器能驱动 4 个 ttl 逻辑电平。对 p3 端口写“1”时,内部上拉电阻把端口拉高,此时可以作为输入口 使用。作为输入使用时,被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因,将输出电流(iil) 。 p3 口亦作为 at89s52 特殊功能(第二功能)使用,如下所示: 在 flash 编程和校验时,p3 口也接收一些控制信号。 端口引脚 第二功能 p30 rxd(串行输入口) p31 txd(串行输出口) p32 into(外中断 0) p33 int1(外中断 1) p34 to(定时/计数器 0) p35 t1(定时/计数器 1) p36 wr(外部数据存储器写选通) p37 rd(外部数据存储器读选通) 此外,p3 口还接收一些用于 flash 闪存编程和程序校验的控制信号。 rst复位输入。当振荡器工作时,rst 引脚出现两个机器周期以上高电平将是单 片机复位。 ale/prog当访问外部程序存储器或数据存储器时,ale(地址锁存允许)输出 脉冲用于锁存地址的低 8 位字节。一般情况下,ale 仍以时钟振荡频率的 1/6 输出固定的 脉冲信号,因此它可对外输出时钟或用于定时目的。要注意的是:每当访问外部数据存 储器时将跳过一个 ale 脉冲。 对 flash 存储器编程期间,该引脚还用于输入编程脉冲(prog) 。 如有必要,可通过对特殊功能寄存器(sfr)区中的 8eh 单元的 d0 位置位,可禁止 ale 操作。该位置位后,只有一条 movx 和 movc 指令才能将 ale 激活。此外,该引 脚会被微弱拉高,单片机执行外部程序时,应设置 ale 禁止位无效。 psen程序储存允许(psen)输出是外部程序存储器的读选通信号,当 at89c52 由外部程序存储器取指令(或数据)时,每个机器周期两次 psen 有效,即输 模拟交通灯控制系统 8 出两个脉冲,在此期间,当访问外部数据存储器,将跳过两次 psen 信号。 ea/vpp外部访问允许,欲使 cpu 仅访问外部程序存储器(地址为 0000h- ffffh) ,ea 端必如 ea 端为高电平(接 vcc 端) ,cpu 则执行内部程序存储器的指令。 flash 存储器编程时,该引脚加上+12v 的编程允许电源 vpp,当然这必须是该器件 是使用 12v 编程电压 vpp。 32 显示模块设计显示模块设计 采用点阵式液晶显示器(lcd)显示。lcd 功能强大,可显示各种字体的数字、汉 字、图像,还可以自定义显示内容,显示灵活生动,同时配有 4*4 键盘更便于工作人员 操作。 方方案案一一:采采用用 lcd1602 lcd1602 介绍 1602 字符型 lcd 通常有 14 条引脚线或 16 条引脚线的 lcd,多出来的 2 条线是背 光电源线 vcc(15 脚)和地线 gnd(16 脚),其控制原理与 14 脚的 lcd 完全一样,其中: 引脚符号功能说明 1vss一般接地 2vdd接电源(+5v) 3v0 液晶显示器对比度调整端,接正电源时对比度最弱,接地电源时对比度最高(对比度过高 时会产生“鬼影” ,使用时可以通过一个 10k 的电位器调整对比度) 。 4rsrs 为寄存器选择,高电平 1 时选择数据寄存器、低电平 0 时选择指令寄存器。 5r/wr/w 为读写信号线,高电平(1)时进行读操作,低电平(0)时进行写操作。 6ee(或 en)端为使能(enable)端,下降沿使能。 7db0底 4 位三态、 双向数据总线 0 位(最低位) 8db1底 4 位三态、 双向数据总线 1 位 9db2底 4 位三态、 双向数据总线 2 位 10db3底 4 位三态、 双向数据总线 3 位 11db4高 4 位三态、 双向数据总线 4 位 12db5高 4 位三态、 双向数据总线 5 位 13db6高 4 位三态、 双向数据总线 6 位 石家庄职业技术学院毕业论文 - 9 14db7高 4 位三态、 双向数据总线 7 位(最高位) (也是 busy flag) 15bla背光电源正极 16blk背光 电源负极 方方案案二二 采采用用lcd12864 lcd12864 介绍 1、概述、概述 fyd12864-0402b 是一种具有 4 位/8 位并行、2 线或 3 线串行多种接口方式,内部含 有国标一级、二级简体中文字库的点阵图形液晶显示模块;其显示分辨率为 12864, 内 置 8192 个 16*16 点汉字,和 128 个 16*8 点 ascii 字符集利用该模块灵活的接口方式 和简单、方便的操作指令,可构成全中文人机交互图形界面。可以显示 84 行 1616 点阵的汉字 也可完成图形显示低电压低功耗是其又一显著特点。由该模块构成的液 晶显示方案与同类型的图形点阵液晶显示模块相比,不论硬件电路结构或显示程序都要 简洁得多,且该模块的价格也略低于相同点阵的图形液晶模块。 基本特性: 低电源电压(vdd:+30-+55v) 显示分辨率:12864 点 内置汉字字库,提供 8192 个 1616 点阵汉字(简繁体可选) 内置 128 个 168 点阵字符 2mhz 时钟频 显示方式:stn、半透、正 驱动方式:1/32duty,1/5bia 视角方向:6 背光方式:侧部高亮白色 led,功耗仅为普通 led 的 1/51/1 通讯方式:串行、并口可选 内置 dc-dc 转换电路,无需外加负压 无需片选信号,简化软件设计 工作温度: 0 - +55 ,存储温度: -20 - +60 模拟交通灯控制系统 10 2、方框图、方框图 图 3 2 3、模块接口说明、模块接口说明 石家庄职业技术学院毕业论文 - 11 *注释 1:如在实际应用中仅使用串口通讯模式,可将 psb 接固定低电平,也可以将 模块上的 j8 和“gnd”用焊锡短接。 *注释 2:模块内部接有上电复位电路,因此在不需要经常复位的场合可将该端悬空。 *注释 3:如背光和模块共用一个电源,可以将模块上的 ja、jk 用焊锡短接。 并行接口: 管脚号管脚 名称 电平管脚功能
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