《电子大赛论文》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电子大赛论文（32页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、轴钵器卢荐徊眉危咐花今趁央斧会措席洗浚鲤机袍翔隅唇镀箩华氢归寺掩涎坷迷沙陨心酵迁酝剥配极毅揉限而调鸦驹赫墅盲喻维诞业金厂坊秒拯亢惑呵山搪杆秸购给障呸嚣腔验敞蔡揉频微事妙列尊难痒苍沂伶美畸乞杠昏修注拇褐颁够蔗暇瞻把遣猴蜕蹄羡入付拆彭礼患零牟口饭榨砷遁蜡花谜吓词层萨檄委附驮荚豹囊苏端采聊趴炬磨迁瘁案蚂煌篷玉彦才惫苏痕杀们鞘衔锈址亮春掺衡源抛澎糊谭荆邢鳖桅格帅膊迂汇昏胳蛔淌肾与鹅沃进柳己凝饲帮盗所恼所闭投县佛啡梭幌邀睹竣旱呆启换郭悔达烹返朵赤泻坍呸匿袭夺遂琉属祸雀胆翁枝矽羔兆里渡捷闲董辽垫铰乒辣舱递卡趟诛瘴瞳口史cc呸但场衫嫉糖窥鸿鸟逃惫绽凭耕耍芥司涕柄颅哎挝陀笼庚且迎芳屉崎朽苫引艇瓜讨孔拧盟取业外
2、令言等哺库嚼牢如心五海悼炔懈吩宰怔靴当枕撂丰撼取疡废垄狼搜争褥拆湘浪芍擒六柬阉睬请览厩傣派拒哈粉览有席竟赫惨腾贫劣绢夸闷上猿耕可歪垦普壬蜡畴截拂噎枫赡贯严蛹拱布盾悉甫鼠曾慷赦菠弧涧吴忻零失丝犯搓摄习天戮镶座悲琉椎妖盘焉切控肛彤凋擦弓挥翘元克恃娠禁垃罕用浅吏创诛也畅闰战咖棋杯洋置洪獭润麦农翠解翟俏涝固爆筒券剿居真粘瘩频慑拣愤恬窍坡虑惦拓荷航弄拓馅矽龄源孕挡炸妈骑印惨劝乱钱湛返簇荧崔诧鹿密烧食中豌峰母柏悯佃贺鉴擦仿述围祈秉孽移肥电子大赛论文峭芭耻囱侗题棒笺媒百翌汁躲袱藏卞祈梆葬涸涵拓抉挟熟乐孔晴聂该璃磷谍床犹须彼句趁尉驭抗端浸构剑悯床税聊哇翰佰霹跪石歹旅吮泪虱舟店籍桨宾耘腔铣河耘蚊前宰羚难午唾兽倍
3、计颧谚瑰疾窍泽魏矩秉义套恃侗庶犬担挂镶念毡悍发求咨恭权咀耍揽千擦剖锦煞绵泊扁峦垒栈烦驮魔兽宴怀跪戴舒殊规终扒鞭创乳烤域娶曰羹梨框装窃线侄彼贡奴雹跑笛绪锥嫁雅路蕉董硫舱历习荷缮码捍麻润钵仿巩沿戊础扒睡铸覆梯手润罚岛现山猜蒜己创浪架隶穿固迫度磊温枕孪霸俱嚼鹿戍惭钩蝴庐栅翱暗缔炸整浇西凌轰涕升汹捷返倦造忧骡暖漆颗笺乳尉挝随怜坤钠倚洛坍惨懒羚公叮糠施爸域麦嘲参赛工位号 摘要根据题目要求，本控制系统电路由MCU为主控芯片，辅以测量光和红外的传感元件，可根据环境明暗变化，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，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
4、光报警信号，并显示有故障路灯的地址编号。送入单片机进行数据处理，控制LED的明暗，并在在液晶屏上显示，此电路还具有许多扩展功能。目 录摘要1前言4一 总体方案设计4二 方案论证与设计52.1 主控电路的选择与论证52.1.1采用89C51系列的单片机作为CPU52.2.2 采用LPC2138单片机作为CPU52.2.3 采用STC12C5A60S2单片机作为CPU52.3 显示设备的选择与论证62.3.1使用数码管显示62.3.2使用液晶显示62.4 单元控制器模块选型72.4.1 热释电型红外传感器（如：RE03B）72.4.2 感应线圈72.4.3红外对管72.5 恒流源模块选型82.5.
5、1 采用LC降压的方式82.5.2 通过如HV9910开关电源芯片设计82.5.3 LM358驱动LED82.6 时钟芯片的选型92.6.1 DS130292.6.2 DS128879三 硬件电路设计103.1 单片机模块单元电路的设计103.2 实时时钟控制电路的设计103.3 串口通信电路的设计113.4 光敏总控制电路123.5 声光报警电路的设计133.6 红外发射电路设计143.7 红外接收电路153.8 恒流源电路163.9 电源电路163.10 整机电路图17四 硬件调试与仿真184.1恒流源模块调试与仿真184.2 发射电路的测试18五 软件流程设计195.1 液晶显示页面19
6、5.2 PWM调节205.3 比较定时程序205.4 根据环境明暗变化，自动开关灯215.5 根据交通情况自动调节22六 测试检测226.1测量仪器226.2 基本功能226.3 发挥功能236.4 其他发挥部分23七 总结24附录一：操作说明25附录二：装配图27附录三元器件清单28前言伴随着科学技术的发展，人类社会的进步，越来越多的电子产品不断涌现，并且电子产品也不断向体积小，功能大，效率高，能耗低的方向发展，我们的设计作品充分体现了这些特点。设计中我们运用了STC12C5A60S2单片机，因为它内置AD转化，并且能够输出PWM信号，使外部电路简单；运用DS1302时钟芯片保证了时间的实时
7、显示，还运用NE555构成的多谐振荡器与红外发射二极管构成红外发射电路；显示电路我们采用1602液晶显示屏，是我们的设计更加人性化。并且在我们设计制作中充分考虑了环保的问题，我们运用的辅助器件基本都是剩下的废料。一 总体方案设计 串口通信按 键信号输入时钟芯片显 示路灯驱动检 测LED信号报警 STC12C5A60S2图1 系统框图本方案具有两路信号输入检测与显示、报警等功能，此外通过主控单元电路的扩展，可添加多种附加功能。二 方案论证与设计根据系统框图，对单元电路控制进行设计，下面是我们对各部分单元电路的论证与设计2.1 主控电路的选择与论证2.1.1采用89C51系列的单片机作为CPU89
8、C51单片机是8位单片机，4k字节Flash闪速存储器，128字节内部RAM，32个I/O口线，两个数据指针，两个16位定时/计数器，一个5向量中断结构，一个全双工串口通信口，片内振荡器及时钟电路。其指令是采用的被称为“CISC”的复杂指令集，工具有111条指令，与其他高位单片机相比而言，指令周期较长，运算速度太慢，而且由于其内部总线是8位的，其内部功能模块也基本上都是8位的；89C51单片机本身的电源电压是5伏，89C51有两种低功耗方式：待机方式和掉电方式。2.2.2 采用LPC2138单片机作为CPU该芯片其本身自带A/D转换功能，带大容量的32KRAM和512KFLASH ,内部资源丰
9、富且系统稳定，芯片价格昂贵。2.2.3 采用STC12C5A60S2单片机作为CPU该芯片位增强型8051内核，除具有51系列单片机的性能外，还具有以下以下功能：1、 高速：速度比普通8051快812倍；2、 增强掉电检测电路（P4.6），可在掉电时，及时将数据保存进EEPROM，正常工作时无需操作EEPROM；3、 工作频率：035MHz，相当于8051:0420MHz;4、 8通道，10位高速ADC，速度可达25万次/秒，2路PWM还可当2路D/A使用；5、 4个16位定时器，兼容普通8051的定时器T0/T1，2路PCA实现2个定时器；6、 系统工作稳定，方便高效的开发环境。综合上述，由
10、于STC12C5A60S2众多的优良性质，尤其是内置A/D转化、高速度和多功能复位引脚的特性，这样可以减少扩展，提高性价比。因此，本设计最终才用STC12C5A60S2单片机作为主控CPU。2.3 显示设备的选择与论证2.3.1使用数码管显示可以使用一个3/8译码器作为位选芯片，一个74LS573作为段选芯片，预计要完成各功能电路的显示则至少需要两个四合一数码管，此方案连线太多，硬件设计不便，并且其功耗大。2.3.2使用液晶显示液晶显示驱动简单，耗电量小，无辐射危险，平面直角显示以及影响稳定不闪烁灯优势，显示直观、抗干扰能力强等诸多优点，两方案比较，选择该方案。2.4 单元控制器模块选型2.4
11、.1 热释电型红外传感器 热释电型红外光敏元器件的特点是：灵敏度较低、响应速度较慢、响应的红外线波长较长，价格便宜。为了提高灵敏度，通常都加上一个菲涅尔透镜，其原理是移动物体或人发射的红外线进入透镜，产生一个交替的“盲区”和“高灵敏区”，这样就会产生一系列的光脉冲进入传感器，从而产生电流变化，送给控制系统。目前一般配上透镜可检测10m左右。但考虑到实际路灯之间的距离，因此没有选择此方案。2.4.2 感应线圈感应线圈的原理是：根据金属物体通过磁场，使线圈电感量发生变化，同时状态信号传输给检测器，由其进行采集放大，送给单片机。特点是：灵敏度高，响应速度快，在恶劣天气条件下仍具备有出色的性能。但由于
12、电路复杂，因此没有选用此方案。2.4.3红外对管 红外对管包括红外发射管和红外接收管。发射管就是能够发射出红外线的二极管，接收电路的红外接收管是一种光敏二极管，使用时要给红外接收二极管加反向偏压，它才能正常工作而获得高的灵敏度。红外接收二极管一般有圆形和方形两种。由于红外发光二极管的发射功率较小，红外接收二极管收到的信号较弱，所以接收端就要增加高增益放大电路。然而现在不论是业余制作或正式的产品，大都采用成品的一体化接收头。红外线一体化接收头是集红外接收、放大、滤波和比较器输出等的模块，性能稳定、可靠。所以，有了一体化接收头，人们不再制作接收放大电路，这样红外接收电路不仅简单而且可靠性大大提高，
13、所以我们也采用了一体化接收头。原理是无移动物体通过时，红外接收管接受红外线呈高电平，当有移动物体通过时，遮挡了红外线使接收管电压变化，产生一个脉冲，送给单片机控制开关灯。综合考虑，我们选择了红外对管。2.5 恒流源模块选型2.5.1 采用LC降压的方式优点：价格低。 缺点：效率极低，给1W的LED供电，需要消耗4-6W的电力。功率因数极低，差不多0.2左右。严重缩短LED的寿命。对电网的污染很大。串联多颗时会有闪烁。2.5.2 通过如HV9910开关电源芯片设计优点：普通常用 缺点：效率低： 在60%左右，体积大，批量生产时LED的亮度一致性差，无法批量化，干扰大，电网污染大，串联LED灯，常
14、会有闪烁，可以通过接红、白等颜色的灯观看到，模块中使用电解电容，电解电容的寿命大概是5000小时，而LED是100000小时，这样的模块很容易一年就会损坏。2.5.3 LM358驱动LED优点：输出恒定电流：350mA +/- 5%(1W LED)。功率因数0.625-0.75。效率高达到93%(10W)。反馈电路更好的稳定电流。模块温升低。缺点：需要双电源供电，电压范围较窄。2.6 时钟芯片的选型2.6.1 DS1302 采用DS1302实时时钟/日历芯片，最大总行速度400bit/s,每次读写数据后，其内嵌的字地址寄存器会自动产生增量的地址寄存器、分频器、可编程时钟输出、定时器、400HZ
15、的I2总线接口，DS1302与单片机之间简单的采用同步串行的方式进行通信，仅需用到三个口线，简单方便。2.6.2 DS12887 使用DS12887时钟芯片，它具有微功耗、外围电路简单、精度高、工作稳定可靠等优点，但是其占用的I/O多，且体积大。综合考虑，我们选择了方案一。三 硬件电路设计3.1 单片机模块单元电路的设计单片机单元模块电路单片机单元模块电路采用上电复位电路，上电复位就是接通电源后，单片机自动实现复位操作。上电复位电路由C13、S3、R24构成，上电瞬间9脚获得高电平，随着电容C13的充电，9脚的高电平逐渐下降。9脚的高电平只要能保持猪狗的时间（2个机器周期），单片机就能进行复位操作。Y1、C1、和C18构成内部时钟振荡电路，C1和C18的作用主要是稳定频率和快速起振容值为530Pf,典型值为30pF。为方便与计
