电子信息：路灯节能系统分析研究与设计

1、河 南 工 业 职 业 技 术 学 院 henan polytechnic institute 毕业设计（论文） 题 目路灯节能系统分析研究与设计 班 级电子信息 0801 姓 名xxx 指导教师xxx 2 摘要 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

2、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：光控路灯开关 光敏电阻 光电转换 驱动电路 3 abstract along with the rapid development of national economy in china, the use of electri

3、city ，and increasing the power of the waste is. at present domestic lamp lighting source usually adopts the high- pressure sodium lamp, high-pressure mercury lamps and halogen lamps. often, the night lights, the lights or later, the earlier, not only caused great power waste, affect peoples daily li

4、fe, also can damage the image of the city, the influence of social security and traffic safety, and thus affect the citys investment environment. anyhow, with the expansion of city street， the existing methods of management cant satisfy the development and management of urban street, must rely on mo

5、dern high-tech management. electric lamp switch invention and use appears very important. based on the basic principle of photoconductive resistance, based on optical switch street lamps, realize the automatic control system of intelligent control. this system mainly by photoelectric conversion, op-

6、amp lag comparison, driver stage, through the electric circuit design and simulation, the practical application for reference， the research and analysis of the problems appeared in the process, gradually find optimal design method of optical switch. keywords: electric lamp switch photoconductive res

7、istance photoelectric drive circuit 4 目录 摘要.2 目录.4 绪论.5 第一章 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 第二章 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 5 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

8、 21 2.6 整体电路图 的设计 22 2.7 pcb 原理图 23 第三章 系统调试.24 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 6 绪论 随着中国城市和经济的迅速发展，城市照明交通安全和灯饰美化工程也 越来越受到普遍关注，同时为了符合节约型、可持续性发展社会的标准，产 生了对路灯、灯饰工程监管改革的需求。路灯是城市照明工程的主要组成部 分，在夜晚，路灯的照明起到非常重要的作用。目前一般的传统路灯一般采 用钠灯、水银灯、金卤灯等灯具，这类灯具有发光效率高、光色好、安装简 便等优点被

9、广泛应用，但也存在功率因子低、对电量要求严格、耗电量大等 缺点。我国大部分城市街道都采用“全夜灯”的方式进行照明，这些街道在 夜晚人流量和车流量都比较小，即使没有人或车经过，这些路灯也是长期点 亮着的，这时电能就被白白浪费掉了。很多路段真正有效的照明时间只占到 整个照明时间的 20%30%。因此有些地方采用“半夜灯”前半夜全亮后半 夜全灭的方式，此方法虽然节约了用电量，却带来许多社会治安和交通安全 问题。 led 照明作为一种较新的技术，广泛用于各种照明中。它具有效率高、 使用寿命长等优点。一个 led 路灯，如果要达到和普通的高压钠灯和高压水 银灯那样的亮度，大约需要消耗的 40w 以上功耗

10、，只有传统路灯的 25%40%。因此该设计应用光控制 led 灯的方法来管理路灯照明，这节约 了很大的资源。 7 第一章 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

11、。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， 8 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

12、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 9 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

13、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 之间可以有效地减小好各种外界干扰的影响。 1.1 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。 路灯 a 10 图 1-1 路灯布置示意图 1.2 要求 1.2.1 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

14、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。 监测点一 监测点二 监测点三 监测点四 独山大道 11 （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。 1.3 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

15、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 方案论证与比较 1.4.1 控制芯片方案选择 方案一: 12 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

16、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。 所以选择采用 at89s52 作为主控制系统. 1.4.2 监测系统方案选择 方案一：选用金属

17、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。 13 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。 14 第二章 硬件设计方案 2.1 主控

18、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。 2.1.1 at89s52 的特点 特点：40个引脚，4k bytes flash 片内程序存储器； 128 bytes

19、 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 15 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。 2.1.2 管脚说明 vcc：供电电压。

20、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， 16 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 fla

21、sh 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

22、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

23、有两种工作方式，即所谓的读端口与读引脚。读 17 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。 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

24、，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

25、保持高电平时，此间内部程序存储器。 18 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 。 2.1.3 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

26、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，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。 19 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 p

27、2.3 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 电源模块 at8

28、9s52 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 20 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

29、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。 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 2.3 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 21 （photovaristor）又叫光感

30、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

31、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

32、，其实它们也是一种运算放大器。 22 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。 23

33、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 2.4 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

34、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 24 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

35、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 25 2.4 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

36、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。 26 2.5 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 28 2.6 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

37、 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.

38、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

39、 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 29 2.7 pcb 原理图 30 第三章 系统调试 3.1 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 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 professio

40、nal 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。 3.2 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

41、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。 31 3.3 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

42、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

43、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。 32 附录一 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;

44、/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 33 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*/ vo

45、id delay(uint i) uint j,k; for(j=i;j0;j-) for(k=120;k0;k-); /*中断函数*/ void count2(void) interrupt 3 34 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=(6

46、5536-1000)/256; tl0=(65536-1000)%256;/定时 1ms 35 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=time1/100; if(pwm_num=4)pwm_num=0; if(test2=1) 36 tr0=0; pwm_num2=pwm_n

47、um2-time1; switch(pwm_num) case 0:led=0 x06;pwm_on=0;break;/高电平时长 case 1:led=0 x5b;pwm_on=4;break; case 2:led=0 x4f;pwm_on=6;break; case 3:led=0 x66;pwm_on=8;break; default:break; 37 结论 本次设计的原理清晰，设计性能指标的灵敏度基本达到设计的要求。在 整个设计过程中，本着节约的精神，我用的都是简单廉价的元器件，降低了 系统成本。本次的光控节能灯的设计，我学到了很多以前专业课上没学过的 38 东西，或者说是弥补了以

48、前专业课所学过而遗忘了的知识！锻炼了我主动学 习的能力、与他人合作的能力。还可以从各种渠道获得一定的资料共同加以 研究学习，通过自己的独立动手，老师和同学的耐心指导下，让我学会了分 析电路、设计电路的步骤以及计算机辅助作图等，提高了我的综合学习能力。 而在中国这个高速发展的国家，只有不断更新自己，不断的吸取知识的精华， 才能在这现实而又充满排挤的社会上生存下来！在这次的设计中，我发觉自 己还有很多不足，还得不断的充电，以使自己的能力再有所提高。 39 参考文献 1 张萌、湘姜斌 单片机应用系统开发综合实例 清华大学出版社， 2007 年 7 月 2 白延敏51 单片机典型系统开发电子工业出版社

49、，2009 年 1 月 3戴佳、戴卫恒 刘博文 51 单片机 c 语言应用程序设计 电子工业 出版社，2008 年 12 月 4 谢淑如，郑光钦，杨渝生 protel pcb 99 se 电路板设计 清华 大学出版社，2001 年第一版 5 梅丽凤、郝万新 单片机原理及应用 清华大学出版社、北京交 通大学出版社，2008 年 1 月 6 江晓安、董秀峰模拟电子技术 西安电子科技大学出版社 2007 年 1 月 7蔡元宇电路及磁路 高等教育出版社 1999 年 8 月 8卞小梅数字电子技术电子工业出版社 2005 年 9 月 40 致谢 本论文的工作是在我的导师马老师的悉心指导下完成的，马老师严

50、谨治 学态度和科学的工作方法给了我极大的帮助和影响。马老师渊博的知识，诚 恳的为人，使我受益匪浅，马老师对于我的设计工作和论文都提出了许多的 宝贵意见，特别是在电路设计的过程中由于模拟电子基础不太好的缘故，电 路设计上遇到了好个多麻烦多亏有马老师的耐心帮助使我不但完成了这次毕 业设计而且使我的模拟电子电路和数字电子电路有了很大的提高。在此表示 衷心的感谢。 感谢母校河南工业职业技术学院的辛勤培育之恩！感谢电子工程系 给我提供的良好学习及实践环境，使我学到了许多新的知识，掌握了一定的 操作技能。 41 在撰写论文期间，同学们对我论文的研究工作给予了热情帮助，在此向 他表达我的感激之情。 另外也感

51、谢家人，他们的理解和支持使我能够在学校专心完成我的学业。 最后，非常荣幸能在母校三年的学习，使我开阔了眼界，最重要的是认 识了我的良师益友，感谢这一切的一切。 恋爱运 up 一绪 lets 月亭方正！ 気持今 flying get ！dou 都斗 豆逗陡抖痘兜读蚪窦篼蔸乧侸兠凟剅吺唗投斣枓梪橷毭氀浢渎渎瞗窬窦脰 艔豆读逾郖酘酡钭鋀钭閗闘阧餖饾斗鬦鬪鬬鬭 du 读度毒渡堵独肚镀赌睹杜督都犊妒顿蠹笃嘟渎椟牍黩髑芏儥凟剢剫匵厾 噣土涂妬嬻剬塅媏彖断毈瑖碫篅簖缎专腶葮褍踹躖锻鍴 mr najib met search crews at pearce raaf base near perth on th

52、ursday morning, before their planes left for the day, and then later held talks with mr abbott. the disappearance of mh370 has tested our collective resolve, he told a news conference. faced with so little evidence, and such a herculean task, investigators from malaysia, the us, the uk, china, austr

53、alia and france have worked without pause to reveal the aircrafts movements. he thanked both search teams and the australian government for their efforts in recent weeks, and said the search would go on. 42 continue reading the main story mh370 - facts at a glance 8 march: malaysia airlines kuala lu

54、mpur-beijing flight carrying 239 people disappears planes transponder, which communicates with ground radar, was switched off as it left malaysian airspace satellite pings indicate plane was still flying seven hours after satellite contact was lost 24 march: based on new calculations, malaysian pm s

55、ays beyond reasonable doubt that plane crashed in southern indian ocean with no survivors what we know the search for flight mh370 i know that until we find the plane, many families cannot start to grieve. i cannot imagine what they must be going through. but i can promise them that we will not give

56、 up, he said. malaysian authorities have come in for heavy criticism over their management of the search, especially from relatives of the planes 153 chinese passengers. on thursday, eight military planes and nine ships were due to take part in the search. weather conditions were fair, with visibili

57、ty of approximately 10km (6 miles), the joint agency coordination centre (jacc) - which is overseeing the search - said. the british submarine hms tireless is also in the southern indian ocean and is due to be joined by royal navy ship hms echo. the australian navy ship ocean shield is heading to th

58、e region and has equipment for detecting the planes black-box flight recorder. experts say timing is critical as the flight recorder may only have enough battery power to send out a signal until 7 april. 43 air chief marshall angus houston, head of the jacc, warned that the search operation faced mu

59、ltiple difficulties. this is one of the most demanding and challenging search and rescue operations, or search and recovery operations, that i have ever seen and i think probably one of the most complex operations of this nature that the world has ever seen, he told mr najib and mr abbott. on wednes

60、day malaysian police chief khalid abu bakar said investigators had cleared all passengers of possible involvement in hijacking, sabotage or having personal or psychological problems that could have been connected to the disappearance. but he said that the criminal investigation could go on and on an