《基于单片机的路灯智能控制器设计》由会员分享，可在线阅读，更多相关《基于单片机的路灯智能控制器设计（24页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、本 科 生 毕 业 设 计（申请学士学位）论文题目基于单片机的路灯智能控制器设计 作者姓名 徐燕会 专业名称 自动化 指导教师 葛浩 2013年 6月学 生： （签字）学 号： 2009210377答 辩 日 期： 2013 年 6 月 16日指 导 教 师 ： （签字）目 录摘要1Abstract11 绪论21.1 设计背景及意义21.2 系统设计目标22 设计方案32.1 方案选择与论证32.2 各个模块的方案选择与论证32.2.1 主控单元32.2.2 时钟模块32.2.3 环境明暗监测模块32.2.4 按键控制模块32.2.5 液晶显示模块42.3 系统最终方案43 系统硬件设计与实现
2、43.1 总体设计框图43.2 主控单元设计53.3 时钟模块设计63.4 环境明暗监测模块设计63.5 按键控制模块设计73.6 液晶显示模块设计74 系统软件设计与实现84.1 主要模块程序结构框图84.1.1总体软件设计框图84.1.2 时钟模块软件设计94.1.3 环境明暗监测模块软件设计104.1.4 按键控制模块软件设计104.1.5 液晶显示模块软件设计115 测试与结果分析125.1 总体实物图125.2 测试方法与结果125.2.1 时钟设定和定时开关路灯测试125.2.2 环境明暗检测测试135.3 测试结果分析14结论14参考文献15附录：整体实物图17附录：元器件清单1
3、8致谢19滁州学院本科毕业设计基于单片机的路灯智能控制器的设计摘要：随着我国经济的发展、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，本次毕业设计设计是应用单片机技术对路灯进行智能控制，以达到节能减排的目的。本设计采用单片机为核心控制单元，还包括时钟模块、环境监测模块、按键控制模块、显示模块和路灯模拟模块等模块。利用DS1302芯片的定时功能实现早晚开关灯；通过光敏电阻对环境的光强反应，如果在白天光线较暗时，单片机将路灯开启；用独立按键来调整开关灯时间的高、低设定值；用1602液晶显示器显示时间和开关灯时间的高、低设定值
4、。本次设计先在Proteus软件内进行仿真，然后，进行实物设计。实物测试已经达到了预期效果，实现了时间在开关灯的设定值LOW和HIGH之间时灯不亮，但若在此期间代表光敏电阻的开关被按下（环境光线较暗）的同时路灯就会点亮，在HIGH到凌晨两点这段时间路灯的两盏灯全部点亮，在凌晨两点到LOW之间这段时间路灯的两盏灯只会点亮其中一盏。关键词：AT89S52、DS1302、LCD1602、光敏电阻、路灯智能控制Design of intelligent streetlamp controller based on MCUAbstract: With Chinas economic developmen
5、t, social progress and the people living standard and improve environmental quality requirements, city road lighting and city lighting has become an important part of city planning, construction and management, this graduation design is the application of MCU technology for intelligent control on th
6、e lamp, in order to achieve energy-saving emission reduction for the purpose of. This design uses a microcontroller as the core control unit, including clock module, monitoring module, the key control module, display module and simulation module of street lamp. Timing functions using the DS1302 chip
7、 to realize sooner or later switch lights; light photosensitive resistor through the reaction of the environment, if during the day light is dark, the lights turned on; high, low set with independent keys to adjust the light switch time value; LCD display with 1602 time and switch time high, low set
8、 value. The design is simulated in Proteus software first, and then, physical design. The real test had the desired effect, the time in the light switch setting lamp does not light between LOW and HIGH, but the switch if during on behalf of photosensitive resistance is pressed (dark ambient light) a
9、nd street lamp will light up, in the HIGH to all two lights at 2:00 this time lights lit, at 2 oclock in the morning to two lamp LOW this time will only lit the lamp a lamp.Keywords: AT89S52, DS1302, LCD1602, photosensitive resistance, intelligent lighting control 1 绪论1.1 设计背景及意义随着我国城市的发展、经济的繁荣、社会的进
10、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。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
11、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
12、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。本系统正是本着节能减排，保护环境的目的，开发设计的一个基于单片机的路灯智能控制系统。通过软
13、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等功能。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。1.2 系统设计目标基于单片机的路灯智能控制器，主要实现以下功能要求：（1）通过DS1302时钟芯片获取时间；（2）通过按键调整时间及开关灯时间的高、低设定值；（3）通过光敏电阻对环境的光强反应进行数据采集，当时间或光敏电阻采集到的数据低于或者高于设定值时开关动作控制路灯的开、关；（4）用点阵式液晶显示器（LCD）实现实时显示；（5）用两个LED灯来模拟一个路灯的两个灯泡。2 设计方案2.1 方案选择与论证根据设计要求，本系统由主控单元模块、时钟模块、环境
14、明暗检测模块、按键调节模块、液晶显示模块、模拟路灯LED1和LED2（LED1和LED2用来模拟一个路灯两个灯泡）等模块组成，现在对各模块的可行性方案进行比较、论证，从中选出本次路灯智能控制器的设计方案。2.2 各个模块的方案选择与论证2.2.1 主控单元方案一：使用AVR单片机实现AVR单片机是增强型的内置Flash的RISC（精简指令集）的高速8位单片机，相对于出现较早也较为成熟的51系列单片机，AVR系列单片机片内资源更为丰富，接口也更为强大，同时由于其价格低等优势，在很多场合可以替代51系列单片机。但是我对于AVR单片机的熟悉度不高。方案二：使用51单片机就我所熟悉的51单片机中的AT
15、89S52单片机来说，它是一种低功耗、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。使用简单，性价比高。2.2.2 时钟模块方案一：使用单片机内部定时器该方案主要由软件实现，占用I/O口较少，节约外部硬件资源和资金，但是计时精度低，而且没有掉电保持功能。方案二：使用DS1302时钟芯片DS1302时钟芯片计时精度高、功耗低、有掉电保持功能，利用DS1302时钟芯片独立于单片机来计时，在提高计时进度的同时也提高了整个系统的抗干扰能力。2.2.3 环境明暗监测模块方案一：使用光敏三极管光敏三极管又称光电三极管，它是一
