基于PIC的智能路灯

基于PIC的智能路灯设计学院信息工程与自动化专业通信工程班级通信111班姓名杨永强学号201110404115成绩日期201412291、设计题目基于PIC的智能路灯设计2、设计意义随着夜晚的来临，城市里华灯初上，人们消除了白天的繁忙，漫步穿行于城市的街道上。在街道上，在小道里、在花园中，在急速行驶的公路上。路灯已经成为一个城市的照明系统不可分割、举足轻重的作用，而这一切依赖的就是路灯自动控制系统。随着社会文明的不断发展，城市照明已不仅局限于街道的照明，而且发展成了装饰城市的一道亮丽的风景。3、设计任务（1）、路灯的传统手动全开或全关。（此情况可做应急时处置）（2）、当有人通过时路灯才会点亮，且点亮的路灯个数视行人所处的位置决定，当行人进入路灯路面时只能点亮路人所处位置相邻的两盏灯。（3）、路人走过路段的路灯在行人走过后自动熄灭。4、设计内容我们这次的设计是以89C51单片机为控制核心的走廊路灯控制。核心系统是采用MSC51系列单片机AT89C51和相关的红外线感器智能路灯控制器，实现了能根据实际光线条件通过8951芯片的PI口控制路灯开关的功能。在PROTEL软件环境中进行硬件操作电路图的设计。然后在PROTEUS软件环境中进行系统的软件编程，并进行程序源文件的编译和调试，最后生成HEX文件。此HEX文件是硬件电路运行实现的源代码来源。基于PIC的智能路灯设计摘要随着社会的进步和需求。单片机应用领域得到不断地扩展。大多数智能产品、控制紫铜都是以单片机技术为核心来进行开发设计。我们这次的设计是以89C51单片机为控制核心的走廊路灯控制。核心系统是采用MSC51系列单片机AT89C51和相关的红外线感器智能路灯控制器，实现了能根据实际光线条件通过8951芯片的PI口控制路灯开关的功能。本设计说明书对该系统的硬件电路，工作原理进行了详细的介绍。同时给出了软件软件设计的流程图和主要的代码。关键字智能路灯、PIC单片机1、引言随着夜晚的来临，城市里华灯初上，人们消除了白天的繁忙，漫步穿行于城市的街道上。在街道上，在小道里、在花园中，在急速行驶的公路上。路灯已经成为一个城市的照明系统不可分割、举足轻重的作用，而这一切依赖的就是路灯自动控制系统。随着社会文明的不断发展，城市照明已不仅局限于街道的照明，而且发展成了装饰城市的一道亮丽的风景。利用51系列单片机可编程控制八位逻辑I/O端口实现路灯的智能化，达到节能、自动控制的目的，避免了传统电路对能源的浪费。且路灯的自动控制更方便了工作人员的管理。本系统实用性强、操作简单。而且所有的路灯采用LED灯。众所周知，LED是目前最为节能的发光元件，通过采用LED发光可以节省大量的电能，而且LED发光柔和，亮度适中，对环境无污染，已经广泛地应用于各种照明场合。因此智能光控节能路灯必将在未来得到广泛地应用。本次设计系统的控制中心是89C51单片机。首先，在PROTEL软件环境中进行硬件操作电路图的设计。然后在PROTEUS软件环境中进行系统的软件编程，并进行程序源文件的编译和调试，最后生成HEX文件。此HEX文件是硬件电路运行实现的源代码来源。把HEX文件加载到AT89C51单片机芯片，然后在PROTEUS软件环境中运行硬件电路，控制电路的功能就能够实现了。本设计的系统主要由AT89C51为中央处理芯片，用于信号采集，初值设定。本系统主要实现的功能（1）、路灯的传统手动全开或全关。（此情况可做应急时处置）（2）、当有人通过时路灯才会点亮，且点亮的路灯个数视行人所处的位置决定，当行人进入路灯路面时只能点亮路人所处位置相邻的两盏灯。（3）、路人走过路段的路灯在行人走过后自动熄灭。2、系统总体构成21、系统工作原理本次课程设计题目是基于单片机的智能路灯的设计，此课题要求以路灯控制器为对象，完成硬件系统和软件系统程序的设计，实现以传统手动和行人通过控制两种方式来控制路灯的亮灭功能，属于软硬件结合的题目。其中硬件包括单片机最小系统、路灯控制电路部分、手动控制部分、行人检测电路部分；软件包括电子软件PROTOUS、KEILC51软件。22、工作原理简图如下行人行人检测系统单片机路灯控制本系统需要如下电路元器件，其中电路元器件及相关参数的需要AT89B51实验板一块；单片机最小系统所需的12M晶振一个；路灯控制电路部分所需的LED灯八个，470欧姆电阻八个，单刀单置开关两个；行人检测电路所需的2K电阻八个，红外线传感器八个（注释仿真时用开关代替）；23、系统总框图如下行人检测手动控制AT89C51单片机路灯控制当程序启动后，单片机处于设置的原始状态；所以灯全关，所以红外传感器打开手动控制开关处于关灯状态。此时系统开始正常工作。如果有行人进入智能路灯面前，红外传感器检测到信号，并以电压的形式吧信号送给单片机，单片机根据传感器送来的信号个传感器的布置，点亮相应的传感器所处的位置LED路灯，当行人通过这个路灯后，达到下一个路灯时，上一个路灯熄灭。所处位置处和所处位置下一个灯亮。从而实现自动控制，达到节能的效果。当人通过最后一个路灯后，最后一个灯延时8S熄灭。在紧急的情况下，所有的路灯都要打开，此时通过手动开关打开路灯，紧急情况过后，关闭所以路灯。系统恢复正常。3、系统硬件设计31、单片机最小系统电路单片机最小系统是单片机系统的核心，其他的外围电路都是在最小系统的基础上实现的。单片机最小系统是由单片机、复位电路、时钟电路、电源和地端组成，一般情况下，单片机系统采用外接石英晶体与内部运放组成时钟振荡器作为系统时钟源，而在多机系统中，单片机只作为一个功能模块使用，为节省硬件和统一系统的时钟信号，常采用外时钟源。单片机最小系统是单片机控制电路的核心。在整个系统中，单片机控制电路是整个系统的核心，负责对光电检测电路采集到光信号进行处理和加工，并按照之前设定好的指令进行执行、运算，并将结果传送给相应的执行电路。单片机控制电路相关的电路原理图如下图所示32、路灯控制电路部分路灯控制电路是智能路化灯控制器电路的发光部分，也是整个硬件电路的基本组成部分之一，这一部分电路相对来说比较简单，起控制作用的元件是单片机，其控制功能主要通过指令系统的指令来实现。这一部分电路主要有8个LED灯、8个470欧姆的电阻、电源和单片机组成。该部分电路如下图所示33、硬件电路原理图经过长时间的设计，仿真，才得出了本次课程设计的硬件电路部分。对于本次的课程设计我们可以发现本次设计课题的硬件电路可分为以下四个组成部分单片机控制电路部分、路灯控制电路部分、手动控制部分、行人检测电路部分。将各部分电路加以分析和组合，就可以得到整个硬件电路部分的原理图，原理图如下所示4、系统软件设计41、PROTEUS软件环境介绍PROTEUS软件是英国LABCENTERELECTRONICS公司出版的EDA工具软件（EDA技术是指以计算机为工作平台，融合了应用电子技术、计算机技术、信息处理及智能化技术的最新成果，进行电子产品的自动设计）。它不仅具有其它EDA工具软件的仿真功能，还能仿真单片机及外围器件。它是目前最好的仿真单片机及外围器件的工具。虽然目前国内推广刚起步，但已受到单片机爱好者、从事单片机教学的教师、致力于单片机开发应用的科技工作者的青睐。其功能特点如下PROTEUS软件具有其它EDA工具软件（例MULTISIM）的功能。这些功能是原理布图；PCB自动或人工布线；SPICE电路仿真。42、程序流程图及程序（1）主程序流程图开始初始化设初值，开中断手动开关是否按下进入相应的中断程序控制相应的路灯点亮YNYN（2）中断程序流程图检查是否有行人通过进入紧急手动全开中断路灯全开紧急情况结束后（3）延时程序流程图YN43、程序编程INCLUDEDEFINEUCHARUNSIGNEDCHARDEFINEUINTUNSIGNEDINTSBITSW1P32SBITSW2P33路灯全关返回主程序调用延时程序设定循环次数定时器赋初值启动定时器循环次数是否足够返回主程序UINTNUM,JVOIDDELAYSUINTXUINTIWHILEXIFI0,I110,IINTMAINWHILE1TMOD0X01TH065535110000/256TL065535110000256EA1ET01P10XFFP00XFFWHILESW11IFP10XFDP20XF9IFP10XFBP20XF3IFP10XF7P20XE7IFP10XEFP20XCFIFP10XDFP20X9FIFP10XBFP20X3FIFP10X7FJ0XBAWHILEJ0XBATR01WHILENUM160TR00NUM0P20XFFJ0BREAKIFSW10P20X00BREAKIFSW10P20X00DELAYS20IFSW11P20XFFVOIDTIMEINTERRUPT1TH06553550000/256TL06553550000256NUM5、总结本次课程设计是基于单片机的智能控制路灯控制作为设计对象的，通过对系统所需要完成实现的功能进行分析，从而绘制出其仿真原理图，再利用C51编程软件根据系统所需要完成的功能进行程序设计，再利用仿真软件实现其功能。在整个设计过程中，我们遇到了很多问题，例如刚开始的时候做到一半的项目因为没理解题目的深刻含义，导致不符合要求，期间我们又重新想了很久新课题，到绘制仿真软件的时候有得元器件找不到，编程的时候总是会有这样那样的错误，或大或小的错误，好在人多力量大，在组员的认真检查，充分考虑，积极讨论下我们重新确定了这个“智能路