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1、泸 州 职 业 技 术 学 院毕业设计报告模拟路灯控制系统模拟路灯控制系统学生姓名学生姓名所所 在在 系系班班 级级专专 业业指导教师指导教师2009 年年 11 月月 15 日日摘要I摘要本作品是具有自动化程度高、运行可靠、使用维护方便的照明控制系统，为 城市路灯现代化提供了一些参考方案。系统采用 STC 单片机为核心的最小系统板， 设计了模拟路灯控制系统。控制系统采用定时器设定时钟功能，设定、显示开关 灯时间；用了基于555为核心的红外传感器检测物体的定位。路灯单元控制系统 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。阐述了基于单片 机模拟路灯控制系统实现的设计思想、方法及过程
2、。该模拟控制系统，能有效的 节约能源，减少照灯具的损耗。以 STC89C51RC 为核心，利用时钟控制 LED 灯的开关时间段，通过红外感应 模块将物体运动的信号通过 555 的 TTL 高低电平输入单片机，并通过三红外线输 入的情况判断物体运行方向，再控制 LED 灯的开关情况。并完成四方面的功能： 时间设定功能，环境明暗判断，独立控制功能，交通条件控制功能。显示部分用 LCD 液晶显示，要求能显示实时时间以及对路灯设置的开关灯时。关键词：关键词：STC89C51 单片机 红外传感器 1602 液晶显示器 DS1302NE555目录II目录第一章 绪论 .1 1.1 概述 .1 1.2 系统
3、的性能要求及特点 .1 第二章 系统分析及硬件设计 .3 2.1 系统设计思路与方案比较论证。 .3 2.2 各个模块的硬件电路设计 .4 2.2.1 物体感应模块设计 .5 2.2.2 时钟模块设计 .7 2.2.3 中央控制模块设计 .8 2.2.4 显示模块设计 .9 2.2 硬件系统原理图 .11 第三章 软件设计与调试 .12 3.1 系统设计思路 .12 3.2 系统各部分子程序设计 .12 3.2.1 主程序设计 .12 3.2.2 红外中断与查询子程序设计 .12 3.2.3 按键设定程序设计 .14 3.3 整体系统的软件调试 .15 总结 .16 致谢 .17 参考文献 .
4、18 附录 .19第一章 绪论1第一章第一章 绪论绪论1.1 概述城市照明工程作为城市公共设施的重要组成部分，对完善城市功能，改善城 市人居环境，提高人民生活水平发挥着重要作用。近年来，随着城区总面积的不 断扩大，道路照明设施也随着变化。为方便广大市民夜间出行，美化城市环境， 市路灯管理如果管理不当，那将会浪费多少能源。路灯管理的方便性和路灯节能 对一个城市而言非常重要。随着人们对节能环保的诉求越来越高，以及十城万盏半导体照明工程的启动，我 国基本确定了以 LED 室外照明为主攻方向。其中，LED 路灯备受瞩目，被政府视 为推动照明应用市场的重要切入点。 模拟路灯控制系统是生产生活和城市道路建
5、设中必备的系统之一。根据设计 题目要求，我们以单片机为中心，通过 AT89C51单片机实现对路灯定时开关及时 间显示的控制。红外传感器部分电路通过可根据外界环境明暗的变化，能够自动 进行开灯和关灯。红外传感器可以接收物体在一定范围内发出的红外线，因此， 将红外传感器置于适当位置，便可实现灯依次点亮的控制。通过对 AT89C51单片 机进行编程，使用单片机的两个端口分别对两只路灯进行控制，并设定不同的开 灯和关灯时间。最终，达到所要求设计的各项指标。1.2 系统的性能要求及特点模拟路灯控制统应能达到以下功能要求：（1）系统有时钟功能，能设定、显示开关灯时间。（2）系统应能根据环境明暗变化，自动开
6、灯和关灯。（3）系统应能根据交通情况自动调节亮灯状态。（4）系统能控制两盏路灯的开灯和关灯时间。LED灯1LED灯2402040SABCS404040M定位点图 1 路灯布置示意图（单位：cm）第二章 系统分析及硬件设计2第二章 系统分析及硬件设计2.1 系统设计思路与方案比较论证。2.1.1系统设计思路根据题目要求，经过仔细分析，参考硬件软件因素，大致可以将本系统分为：物 体感应模块，时钟模块，中央控制模块，按键控制模块，显示模块。如图 2-1 所 示显示模块中 央 控 制 模 块时钟模块物体感 应模块物体感 应模块物体感 应模块按键控制模块图 2-1 系统整体框图2.1.2 方案论证与确立
7、1、央控制模块 方案一：采用单片机控制，利用利用以 C51 系列为核心的单片机系统控制 两盏 LED 开关灯时间，利用单片机的内部时钟与外部中断能够满足系统设计要 求，且成本较低，适合路灯系统的大规模建设。 方案二：采用 FPGA 和单片机相结和的方式路灯的控制，由于本系统只需 要实现对两盏 LED 灯的控制，不需要大规模的 FPGA。 方案三：全部采用模拟电路模块时间。由于本系统设计要求时间判断，环 境判断，独立控制等逻辑功能，使用模拟电路导致电路的庞大复杂。 2、物体感应模块第二章 系统分析及硬件设计3方案一：利用红外线的物理性质来进行测量的传感器。红外线又称红外光， 它具有反射、折射、散
8、射、干涉、吸收等性质。任何物质，只要它本身具有一 定的温度（高于绝对零度） ，都能辐射红外线。红外线传感器测量时不与被测 物体直接接触，因而不存在摩擦，并且有灵敏度高，响应快等优点。 方案二：采用超声波感应，超声波传感器是利用超声波的特性研制而成的 传感器。超声波是一种振动频率高于声波的机械波，由换能晶片电在压的激励 下发生振动产生的，它具有频率高、波长短、绕射现象小，特别是方向性好、 能够成为射线而定向传播等特点。超声波对液体、固体的穿透本领很大，尤其 是在阳光不透明的固体中，它可穿透几十米的深度 。 方案三：利用激光技术进行测量的传感器。它由激光器、激光检测器和测 量电路组成。激光传感器是新型测量仪表，它的优点是能实现无接触远距离测 量，速度快，精度高，量程大，抗光、电干扰能力强等。 3、显示模块 方案一：数码管显示，由于本题要求实时显示系统时间、状态、和故障 LED
