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1、毕业设计计说明书书公用路灯灯用电量量分配系系统的设设计专业电子信息息工程学生姓名名王乾班级BMZ电电子0882学号0861140772255指导教师师曹妍完成日期期20122年5月31日公用路灯灯用电量量分配系系统的设设计摘 要要：随着住住房制度度改革的的深入，越来越多的居民买了商品房，原来的单位住宅楼的公用路灯费用是由单位出资的，而商品住宅楼内的居民来自不同的单位，要不要安装路灯？安装路灯后费用如何解决？“公用路灯用电量分配系统”是为了解决商品住宅楼内公用路灯的收缴费用问题。系统的设设计包括括硬件部部分和软软件部分分的设计计，硬件部分分主要功功能模块块由单片机机芯片AAT899C20051，
2、复位及及看门狗狗电路 MAXX8133L，继电器器接口电电路，数码管管显示电电路等组组成。系统以以AT899C20051单片片机为核核心，利利用其指指令来实实现对住住宅公用用路灯用用电量的的自动分分配。介绍了了软件编编程思想想及设计计中应考考虑和解解决的几几个主要要问题。公用路灯用电量分配系统具有低功耗、可靠性、安全性、低成本等特点。设计解决了楼道路灯电费收缴的难题，有较好的实用价值。关键词：公用路路灯；用用电量分分配；单单片机；看门狗狗；继电电器电路路Desiign on pubblicc sttreeet llampp off poowerr coonsuumpttionn diistrr
3、ibuutioon ssysttemAbsttracct:Aloong witth tthe devveloopinng oof tthe houuse sysstemm, moore andd moore peooplee haave bouughtt thhe ccommmodiity apaartmmentt, tthe cosst oof sstreeet lammp wwas paiid bby tthe uniit iin tthe passt, butt thhe ppeopple in thee coommooditty aare commingg frrom diffferr
4、entt pllacees. Do theey nneedd thhe sstreeet lammp aand howw too paay tthe cosst ffor eveeryoone?Publlic strreettlammp oof ppoweer cconssumpptioondiistrribuutioon ssysttem, caan ssolvve aall of theem. The dessignn inncluudess thhe ssysttemaaticc haardwwaree bllockk diiagrram strructturee, ssomee maa
5、in funnctiion moddulee (tthe AT899C20051 mmicrrocoompuuterr annd wwatcchdoog ttimeer MMAX8813LL, rrelaay iinteerfaace cirrcuiit,eetc.) aand uniit ccirccuitt, tthe sofftwaare proograammiing thooughht aand thee prrobllemss inn thhe ddesiigniing. Thhe ssysttem takkes AT899C20051 mmonoolitthicc innteggr
6、atted cirrcuiit aas aa keey, usiing itss innstrructtionn too geet tthe pubblicc sttreeet llampp off poowerr coonsuumpttionn off auutommatiic aassiignmmentt. AAnd witth tthe illlumiinattedeexamminaatioon ssysttem in thee sttreeet llighht sstarrt bbuttton eleectrric cirrcuiit,iit ccan actt acccorrdinn
7、g tto tthe envviroonmeent briighttnesss tto cconttroll whhethher to usee thhe sstreeet ligght. Asssiggn tthe devvicee too haave loww coonsuumpttionn inn poowerr coonsuumpttionn off puubliic sstreeet lammp; deppenddabiilitty; seccuriitiees; saffetyy, aand loww coost. Thhus thee prrobllem of colllecct
8、inng sstaiirwaay llamp ellecttriccityy coost willl bbe ssetttledd weell.Key worrds: puubliic sstreeet lammp;powwer connsummptiion disstriibuttionn;miccroccompputeer;wattchddog timmer; reelayy innterrfacce ccirccuitt目录1 概述述12 课题题研究背背景与意意义22.1 课题研研究背景景22.2 课题研研究意义义23单片机机简介333.1单单片机的的简单介介绍33.2 单片机机的工作作
9、过程663.3 单片机机的发展展与社会会需求664公用路路灯用电电量分配配系统工工作原理理与用途途74.1 用电量量的分配配原理774.2 系统总总体方案案的确定定85公用路路灯用电电量分配配系统的的硬件设设计1115.1 主系统统设计及及其分析析115.2 AT889C220511介绍1115.3 AT889C220511的振荡荡器和时时钟电路路125.4执执行分配配的继电电器电路路设计及及其分析析135.5系系统供电电电源电电路设计计及其分分析1445.6双双电压比比较器集集成电路路145.7看看门狗电电路1665.8长长期运行行须考虑虑的安全全性问题题196 公用用路灯用用电量分分配系统
10、统的软件件设计及及调试1196.1程程序运行行死机及及相应政政策2116.2电电源故障障及相应应对策2236.3程程序设计计思想2247 结束束语24致谢266参考文献献27附录288附录1程程序清单单28附录2主主系统电电路原理理图322公用路灯灯用电量量分配系系统的设设计1 概 述本课题的的设计目目标是利利用单片片机基础础知识、汇汇编语言言等技术术设计出出用电量量分配装装置能快快速准确确的使楼楼道内的的路灯用用电的电电费能自自动的分分摊到用用户的电电表中去去，以便便解决用用户安装装路灯后后费用收收缴不方方便的难难题。本本设计只只有采用用智能化化才能满满足（成成本因素素、功能能因素、性性能因
11、素素等）功功能要求求。为此此，本设设计选择择了ATTMELL 51系系列单片片机899C20051作为为控制核核心，它它的掉电电运行模模式能满满足低功功耗的要要求。该系统的的设计要要点为：a.系统统时钟为为1MHHZ，目目的是减减少系统统功能。因因为系统统对运行行速度要要求很低低，均为为ms级级以上。b.环境境照度检检测电路路采用单单电源比比较器LLM3993实现现。当环环境照度度变低，使使得光敏敏电阻的的阻值大大于1000千欧欧时, 比较器器LM3393翻翻转,11脚输出出为低电电平送入入单片机机引脚PP30。单单片机根根据此引引脚电平平状态决决定是否否可以使使用路灯灯。c.路灯灯点亮按按钮
12、电路路。当任任何一个个楼层住住户门口口的路灯灯按钮按按下时，均均会通过过光电耦耦合器TTLP5211-2，使使得单片片机P332引脚脚产生一一个负跳跳变，从从而触发发外中断断INTTO，唤唤醒单片片机，控控制继电电器电路路动作，点点亮路灯灯。当然然，路灯灯能否点点亮首先先取决于于P300的状态态。d.看门门狗及复复位电路路由MAAX8113L实实现。MMAX8813LL本身具具有上电电复位、手手动复位位功能，同同时利用用内含的的看门狗狗电路，保保证系统统能自动动从死机机状态恢恢复正常常工作。PP33为为喂狗信信号输出出引脚。只只要保证证能及时时喂狗，就就能避免免系统复复位。e.继电电器接口口电
13、路均均采用光光电隔离离，以提提高系统统的抗干干扰能力力，实现现强、弱弱电系统统的隔离离。为了了降低功功耗，采采用工作作电压为为12VV的小型型封装继继电器。因因为5VV继电器器的驱动动电流大大，功耗耗也会提提高。f.继电电器电路路动作设设计的关关键是继继电器触触点合、断断的延时时时间，必必须考虑虑继电器器的动作作有一定定时滞，否否则，会会出现上上个继电电器尚未未彻底断断开，下下一个继继电器已已经动合合的现象象，使得得系统分分配精度度出现较较大误差差，甚至至不能正正常分配配。g.主系系统采用用+5VV电源。为为了降低低成本，采采用“变压器器降压-整流-滤波-稳压”的线性性电源。这这里选用用了78
14、8M055 3端端稳压器器。变压压器尽管管与继电电器工作作电源所所需的变变压器为为同一变变压器，但但绕组副副边独立立，减小小相互影影响。h.继电电器工作作电压为为+122V，考考虑到继继电器对对电压要要求不是是很高的的特点，这这里采用用“变压器器-降压-整流”的方式式，没有有稳压，同同时也没没有大容容量电容容滤波。这这是在实实际开发发过程中中，发现现如果有有大容量量电容滤滤波，会会出现继继电器动动作失常常的现象象。原因因是：大大容量电电容储存存的电能能使得继继电器关关断时间间延长。虽虽然已经经考虑到到继电器器动作存存在延时时的问题题，但还还导致上上一个继电电器没有有关断，下下一个继电电器已经经
15、动合的的现象。本设计的的主要任任务是实实现单片片机对用用电量分分配装置置的智能能化控制制。要实实现以下下几个目目标：a.电费费的自动动分摊；b.保证证系统死死机后的的自恢复复；c.保证证系统长长年累月月的进行行；d.保证证装置本本身的安安全性。本文针对对以上几几方面，对对住宅公公用路灯灯用电量量分配装装置设计计了一些些可行性性方案，并并对这些些方案进进行了分分析。2课题研研究背景景与意义义公用路灯灯用电量量分配系系统广泛泛应用于于现代化化的单元元住宅楼楼，解决决商品住住宅楼内内公用路路灯的收收缴费用用问题。2.1课课题研究究背景本文主要要研究的的是住宅宅小区中中公用路路灯用电电量的分分配装置置。随着着人民生生活水平平的提高高和住房房制度改改革的深深入，越越来越多多的居民民买了商商品房，住住进了商商品住宅宅楼。住住宅小区区的建设设水平也也在日益益提高，不不仅规划划设计合合理、功功能齐全全、配套套完善，而而且环境境优美，深深受城市市居民的的喜爱，其其中住宅宅小区的的路灯对对小区作作用尤其其是夜间间照
