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1、学科分类号 0806 本科生毕业论文(设计)题目（中文）： 路灯控制器的设计与实现 （英文）： Design and Implementation Street Lamp Controller 本科毕业论文(设计)诚信声明作者郑重声明：所呈交的本科毕业论文(设计)，是在指导老师的指导下，独立进行研究所取得的成果，成果不存在知识产权争议。除文中已经注明引用的内容外，论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的成果。对论文的研究做出重要贡献的个人和集体均已在文中以明确的方式标明。本声明的法律结果由作者承担。本科毕业论文（设计）作者签名：年 月 日目 录摘 要I关键词IAbstractIKey wo
2、rdsII1 前言11.1 选题背景11.2 研究现状11.3 研究目的和意义22 任务分析与方案论证32.1 任务分析32.2 方案论证42.2.1 系统主控模块方案选择42.2.2 光电转换方案选择52.2.3 显示模块方案选择53 系统硬件设计63.1 单片机最小系统63.2 光控电路103.3 继电器驱动电路113.4 报警电路123.5 1602液晶显示124 软件设计144.1 主程序流程图144.2 初始化程序154.3 定时器中断164.4 延时程序185 调试与分析185.1 调试185.2 分析186 总结21参考文献22致 谢23附录24附录A 系统总图24附录B PCB
3、图24附录C 实物图25附录D 部分源代码：2533路灯控制器的设计与实现摘 要本文介绍了一个路灯控制器的设计与实现方案，用以实现路灯的自动控制。方案以STC89C52为核心，通过按键选择时钟控制功能、光照强度控制功和改变开灯与关灯的时间；通过1602液晶能显示路灯控制模式和延时时间；利用单片机内部定时器T0、T1设定系统开关灯的时间和延时时间；利用光敏电阻对光线强弱时电阻值的变化原理实现了路灯控制器对光线强弱的自动控制。该系统使用广泛，功能完善，成本低廉，可以在走廊、卫生间、楼道和道路两旁等公共场所的路灯上安装，这样既能方便管理，也可以节约能源。关键词路灯控制；STC89C52；单片机定时器
4、；光敏电阻；继电器Design and Implementation of Street Lamp ControllerAbstract This paper introduces the design and implementation of a street lamp controller, used to realize the automatic control of street lamp. Scheme with STC89C52 as the core, the clock control function, the light intensity control power
5、and change the time to turn on the lights and turn off the lights through the button to choose; by 1602 LCD can display lighting control mode and the delay time; setting system switch lights use MCU internal timer T0, T1 time and delay time; to change the resistance value of the light intensity. To
6、realize the automatic control of street lamp controller based on the intensity of light photosensitive resistor. Extensive use of the system, perfect function, low cost, can be installed in the bathroom, corridor, corridor and other public places in the street on both sides of the road, so as to fac
7、ilitate the management, but also can save the energy.Key wordsStreet lamp control；STC89C52；The microcontroller timer；Photosensitive resistance;Relay1 前言1.1 选题背景目前路灯照明耗电量约占总耗电量的15%，全国各地无不面对电力紧张带来的各种问题。城市路灯照明是人们日常生活中必不可少的公共设施，随着城市规模的不断扩大，对城市道路照明的城市亮化工程需求也更大，能源的供需问题也越来越突出，所以节电节能、绿色照明的要求越来越迫切1。面对紧张的供电形势
8、，路灯巡查对市政部门来讲是一项需要耗费大量人力物力的工作。现有的路灯管理的方式已远远不能满足城市路灯发展与管理的需要，必须依靠现代化的高科技手段。而路灯控制器的自动化控制能满足这个要求，路灯控制器工作需要一个以MCU为核心的自动化控制手段来替代普通的人工路灯控制系统。它在白天的时候（或者说是光线亮的时候）灯不会亮；在晚上（或者说是光线暗的时候）灯便会亮。路灯控制器它就是这样一个可以代替人工巡查的系统。它可以广泛地应用在走廊、卫生间、楼道、及道路两旁的路灯上等处，这样既方便了自身，又节约了电能2。由于单片机具有集成度高，处理能力强，可靠性高，系统结构简单，价格低廉的优点，因此在路灯照明工程中被广
9、泛应用。1.2 研究现状目前，市场上普遍采用的路灯控制技术主要有以下三类：人工干预控制、时钟控制、独立控制技术3。人工干预控制。在道路照明设施建设之初，按照需要的照明方式施工建设以实现路灯的隔一亮一等特殊照明模式。在需要开启/关闭路灯时派出人员操作控制开关来实现对路灯的控制。优点：具有一定的应变能力。缺点：由于路灯的数量日益增多，保障路灯的正常工作的压力也随之加大，管理难度大、安全系数低、工作量大、不能检测整个线路路灯的工作状况，工作状态大多依靠工作人员夜间的巡查和群众的投诉，因此发现故障不及时。时钟控制。其原理是将原人工控制开关更换为时钟控制器，由此实现一般状况下的路灯自动控制。优点：一般状
10、况下可免除人干预工作量、降低成本。缺点：应变能力较差，如果将时钟控制器设置在每天19：00开启次日08：00关闭，则无论在任何季节以、气象条件和能见度的情况下都将死板的按照预定时间工作。独立控制技术。其原理是在每个路灯的线路上加装控制检测器，并采用无线或有线的方式与控制主机相连再采用有线或无线的方式与控制系统连接，以此来实现对路灯的开关控制或定时开关控制。并可实现预设的工作模式，以及对路灯故障精确侦测并报告。优点：高程度自动化，高应变能力提供多样的工作模式并可检测路灯故障。缺点：造价高昂，施工难度大：要在每盏路灯下安装独立的控制器施工难度可想而知，由此又使得工程造价过高4。1.3 研究目的和意
11、义2008年8月开始实施的国务院办公厅关于深入开展全民节能行动的通知第五条规定：“控制路灯和景观灯的照明，在保证车辆，行人安全的前提下，合理的开启和关闭路灯”。这是国家对于道路照明给出的既节能又保障公共设施运转的策略。可见路灯控制照明在节能中起着至关重要的作用。在学校、机关、厂矿等企业单位的公共场所以及居民区的公共楼道，长明灯现象十分普遍，这造成了能源的极大浪费。另外，由于频繁开关或者人为因素，墙壁开关的损坏率很高，增大了维修量，浪费了资金。路灯控制器的设计与实现是响应国家政策实行环保节能的路灯照明环境的重要方式，它解决了传统路灯实现的方法存在控制能力不足；它解决了掌握路灯设备的工作状态的不及
12、时性；它解决了路灯调节操控能力不足的缺点；它实现了路灯的精确的节能方法；它做到了照明的节能环保和高效。同时，根据路灯控制器的组成和性能，适用范围及工作原理，广泛的使用在城市的道路、学校、机关厂矿等企业单位的公共场所等，可以使人们生活更加方便安全，并且节电的效果十分明显，大大减少了维修量，节约了资金，使用效果也非常好，有长远价值5。2 任务分析与方案论证2.1 任务分析根据题目要求，系统主要包含主控模块、键盘模块、光电转换、显示模块等。针对题目要求，初步的思路安排如下：在STC89C52单片机的基础上，对路灯的开、关控制进行自动调节，首先实现对路灯在正常情况下的开关，如，路灯每天晚上工作的时间。
13、再实现其对特殊状况的应急控制（如长时间的阴雨天气等非常态的情况）。具体思路如下：（1）光线暗时，路灯自动点亮，直到光线强时，路灯会自动熄灭。（2）设置节能模式，路灯在夜间可进入节能状态。（3）在白天，光信号接收器的光线入口被短时间遮挡时，不会出现白天路灯被开。（4）为了保护照明电路，在路灯线路出现故障时，及时发出警报。2.2 方案论证2.2.1 系统主控模块方案选择方案一：采用SPCE061A单片机进行控制。虽然SPCE061A凌阳单片机具有强大的功能的16位微控制器，I/O资源丰富，存储空间大，能配合LCD液晶显示的字模数据存储。但是，它不是常用单片机，从而加大了使用和功能实现的困难，成本也
14、较高。方案二：采用可编程逻辑器件FPGA作为控制器。FPGA可以实现各种复杂的逻辑功能、规模大、密度高、体积小、稳定性高、I/O资源丰富、易于进行功能扩展、系统的处理速度快，适合作为大规模控制系统的控制核心。但本系统不需要复杂的逻辑功能，对数据的处理速度的要求也不是非常高。方案三：采用STC89C52单片机进行控制。该单片机具有IPA功能，支持在线下载，内部集成了EEPROM，STC89C52是我们比较熟悉的一种常用单片机，指令系统与AT89C51兼容，价格便宜，容易购买。与方案一、方案二比较方案三采用STC89C52可以满足设计要求，而且减少设计复杂程度，所以本设计采用方案三6。2.2.2
15、光电转换方案选择方案一：采用光敏二极管。采用光敏二极管的最简单的光检测电路，其输出电压随入射光量的对数呈线性变化，但容易受温度变化的影响。而且光敏二极管只在黑暗的环境中对移动的白色物体反应比较灵敏，而在白天（自然强光），电阻的变化不大。方案二：采用光敏电阻。光敏电阻的有可靠性强，体积小和高灵敏度，反应速度快的优点。但是光敏电阻响应速度不快，在MS到S之间，延迟时间受光照影响。综合考虑以上两种方案，光敏电阻在光线的感应更稳定，使设计更完善，由此本设计采用方案二。2.2.3 显示模块方案选择方案一：采用数码管显示。控制起来比较简单，编程也不是很难，但在实际电路当中，焊接比较烦琐，占用空间大，性价比不高，由于本系统需要显示的数据较多，要同时显示多个字符，如果采用LED数码管需要用动态扫描，闪烁感强，对人眼有一定的损害，还要有相应的芯片（如74HC573N芯片等）组合，占用资源。方案二：采用1602LCD液晶显示，显示内容丰富，画面稳定不闪烁，对人眼损害很弱，抗干扰
