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1、目录目录 摘要摘要 1 第一章第一章 绪论绪论 2 第二章第二章 方案设计与论证方案设计与论证 3 一 外部环境明暗的检测单元 3 二 路况的检测单元 3 三 处理器的选择 3 第三章第三章 硬件设计硬件设计 4 一 80C51 单片机硬件结构 4 1 微处理器 4 2 数据存储器 4 3 程序存储器 4 4 中断系统 5 5 定时器 计数器 5 6 串行口 5 7 特殊功能寄存器 5 二 最小应用系统设计 5 1 时钟电路 6 2 复位电路 6 3 通用的晶振电路 7 三 显示电路 8 四 LED 灯电路构成 9 第四章第四章 软件设计软件设计 12 一 主程序设计 12 二 延时子程序设计
2、 14 三 按键扫描子程序设计 14 四 中断子程序设计 15 五 显示子程序 16 六 声光报警子程序 19 七 交通情况检测子程序 20 八 路灯控制子程序设计 21 参考文献 参考文献 24 附录 附录 25 附附 1 元器件明细表 元器件明细表 25 附附 2 仪器设备清单 仪器设备清单 25 附附 3 电路图图纸 电路图图纸 26 附附 4 程序清单 程序清单 26 摘要摘要 STC89C52RC 单片机是一款八位单片机 他的易用性和多功能性受到了广 大使用者的好评 本系统以毕业设计的题目要求为目的 采用 8051 单片机为控 制核心 利用光电传感器出检测环境的明暗变化以及路灯的工作
3、状态 利用对 射式红外线检测交通的情况 通过在硬件的基础上进行编程 利用软件达到路 灯模拟系统的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 支路控制器能根据环境明暗变化 自动开灯和关灯 支 路控制器能根据交通情况自动调节亮灯状态 支路控制器能分别独立控制每只 路灯的开灯和关灯时间 当路灯出现故障时 灯不亮 支路控制器发出声光报 警信号 并显示有故障路灯的地址编号 整个系统的电路结构简单 可靠性能 高 实验测试结果满足要求 采用的技术主要有 1 通过编程来路灯的状态 2 传感器的有效应用 3 新型显示芯片的采用 关键词 关键词 STC89C52RCSTC89C5
4、2RC 单片机单片机 光电传感器光电传感器 红外传感器红外传感器 A Abstractbstract STC89C52RC monolithic integrated circuits is one of eight monolithic integrated circuits his ease and functional by the user s this graduation design system to the subject of the requirements for the purpose of a monolithic integrated circuits to co
5、ntrol the 8051 Photo electric sensors to the detection of the environment and the work of the state to shoot in the traffic in the infrared detected by the hardware on the basis of programming Used software to the system of control is the way can set in displaying switch the light of time and contro
6、l all of the road and turn off the light of the turn on the light the road to environmental change A way to control traffic can automatically adjust the light of the state way to each separate independent control the lights and the time when the faults occur audible and visible warning signals And t
7、hat there was failure the address numbers the entire circuit of the system simple reliable performance the test results to meet the requirements Keyword Keyword STC89C52RCSTC89C52RC PhotoPhoto electricelectric sensorssensors InfraredInfrared sensorssensors 第一章第一章 绪论绪论 随着交通行业的迅速发展 与之相关的一系列智能设备的研究也就越来
8、越 受人关注 本设计就是以这样的形势为背景提出来的 以此以它作为自己的毕 业设计 具有很现实的实用意义 此次的毕业设计结合现在社会的实际需要 从而达到学以致用 服务于人民的效果 根据实际需要 设计的路灯模拟控制 系统应该具有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 支路控制器能根据环境明暗变化 自动开灯和关灯 支 路控制器能根据交通情况自动调节亮灯状态 支路控制器能分别独立控制每只 路灯的开灯和关灯时间 当路灯出现故障时 灯不亮 支路控制器发出声光报 警信号 并显示有故障路灯的地址编号 根据毕业设计的题目要求 现确定如下方案 以单片机最小系统为控制核 心 然
9、后加装光电传感器 红外传感 实现对路灯的控制以及交通情况的信息 采集 并将测量数据传送至单片机进行处理 然后由单片机根据所检测的各种 数据实现对路灯的智能控制 这种方案能实现对路灯状态进行实时控制 控制灵活 可靠 精度高 可 满足对系统的各项要求 本设计采用 MCS 51 系列中的 STC89C52RC 单片机 STC89C52RC 是一款八位单片机 它的易用性和多功能性受到了广大使用者的好 评 它是第三代单片机的代表 第三代单片机包括了 Intel 公司发展 MCS 51 系列的新一代产品 如 8 C152 80C51FA FB 80C51GA GB 8 C451 8 C452 还包括了 P
10、hilips Siemens ADM Fujutsu OKI Harria Metra ATMEL 等公司以 80C51 为核心推出的大量各具特色 与 80C51 兼容的单片机 新一代的单片机 的最主要的技术特点是向外部接口电路扩展 以实现 Microcomputer 完善的控 制功能为己任 将一些外部接口功能单元如 A D PWM PCA 可编程计数器阵列 WDT 监视定时器 高速 I O 口 计数器的捕获 比较逻辑等 这一代单片机 中 在总线方面最重要的进展是为单片机配置了芯片间的串行总线 为单片机 应用系统设计提供了更加灵活的方式 Philips 公司还为这一代单片机 80C51 系列
11、8 C592 单片机引入了具有较强功能的设备间网络系统总线 CAN Controller Area Network BUS 本设计就采用了比较先进的 80C51 为控制核心 80C51 采用 CHOMS 工艺 功耗很低 该设计具有实际意义 可以应用于考古 机器人 医疗器械等许多 方面 尤其是在足球机器人研究方面具有很好的发展前景 在考古方面也应用 到了超声波传感器进行检测 所以本设计与实际相结合 现实意义很强 第二章第二章 方案设计与论证方案设计与论证 根据题目的要求 确定如下方案 利用光电传感器和红外传感器进行外部 路灯状态和交通状态的信息收集 然后将收集的数据传送至单片机进行处理 然后由单
12、片机根据所检测的各种数据实现对路灯的智能控制 这种方案能实现对路灯的工作进行实时控制 控制灵活 可靠 精度高 可满足对系统的各项要求 一一 外部环境明暗的检测单元外部环境明暗的检测单元 方案一 采用光敏二极管感受外届光照变化 无光照时 有很小的饱和反向 漏电流 二极管截止 光照时反向电流增大 形成光电流 方案二 采用光敏电阻对光源的感应改变自身电阻 由电压比较器提取之 间电压 考虑到电阻变化的灵敏度 采用两个光敏电阻串联的方式 通过改变 与光敏电阻串联的电位器的值可以调节光敏电阻的感光范围 考虑到现实中声光控制技术的运用已经证明了光敏电阻完全可以达到要求 且价格便宜 电路简单 综合考虑以上方案
13、采用光敏电阻 二二 路况的检测单元路况的检测单元 方案一 采用摄像头或探测头收集路面上信息 用这种方法 对路面信息 处理准确 但是成本过高 数据处理量大 对硬 软件的要求都非常高 短时 间内难以实现 方案二 使用反射式红外二极管和接收管组成发射 接收器 由于红外光波 长比可见光长 因此受可见光的影响比较小 同时 红外对管还具有以下优点 质量轻 灵敏度高 线性好 接口电路比较简单 安装方便 足够满足对本系 统中物体检测的要求 基于以上原因 选用了成本较低的方案二 三三 处理器的选择处理器的选择 单片机 STC89C52RC 作为模拟路灯控制系统的核心 STC89C52RC 具有许 多优点 RAM
14、 ROM 空间大 指令周期短 运算速度快 低功耗 低电压 可编程音频处理 易于编程和调试 本题要求支路控制器有声光报警功能 由此看来单片机 STC89C52RC 更具有优越性 第三章第三章 硬件设计硬件设计 一个单片机应用系统的硬件电路设计包含有两部分内容 一是系统扩展 即单片机内部的功能单元 如 ROM RAM I O 口 定时 记数器 中断系统等能 量不能满足应用系统的要求时 必须在片外进行扩展 选择适当的芯片 设计 相应的电路 二是系统配置 既按照系统功能要求配置外围设备 如键盘显示 器 打印机 A D D A 转换器等 要设计合适的接口电路 一一 80C5180C51 单片机硬件结构单
15、片机硬件结构 80C51 单片机是把那些作为控制应用所必需的基本内容都集成在一个尺寸 有限的集成电路芯片上 2 如果按功能划分 它由如下功能部件组成 即微处 理器 数据存储器 程序存储器 并行 I O 口 串行口 定时器 计数器 中断 系统及特殊功能寄存器 它们都是通过片内单一总线连接而成 其基本结构依 旧是 CPU 加上外围芯片的传统结构模式 但对各种功能部件的控制是采用特殊 功能寄存器的集中控制方式 1 1 微处理器微处理器 该单片机中有一个 8 位的微处理器 与通用的微处理器基本相同 同样包 括了运算器和控制器两大部分 只是增加了面向控制的处理功能 不仅可处理 数据 还可以进行位变量的处
16、理 2 2 数据存储器数据存储器 片内为 128 个字节 片外最多可外扩至 64k 字节 用来存储程序在运行期 间的工作变量 运算的中间结果 数据暂存和缓冲 标志位等 所以称为数据 存储器 3 3 程序存储器程序存储器 由于受集成度限制 片内只读存储器一般容量较小 如果片内的只读存储 器的容量不够 则需用扩展片外的只读存储器 片外最多可外扩至 64k 字节 4 4 中断系统中断系统 具有 5 个中断源 2 级中断优先权 5 5 定时器定时器 计数器计数器 片内有 2 个 16 位的定时器 计数器 具有四种工作方式 6 6 串行口串行口 1 个全双工的串行口 具有四种工作方式 可用来进行串行通讯 扩展并 行 I O 口 甚至与多个单片机相连构成多机系统 从而使单片机的功能更强且 应用更广 7 P1 口 P2 口 P3 口 P4 口 为 4 个并行 8 位 I O 口 7 7 特殊功能寄存器特殊功能寄存器 共有 21 个 用于对片内的个功能的部件进行管理 控制 监视 实际上 是一些控制寄存器和状态寄存器 是一个具有特殊功能的 RAM 区 由上可见 80C51 单片机的硬件结构具有功能部件种
