基于51单片机的路灯控制系统设计开题报告

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基于单片机智能路灯报告

基于单片机智能路灯报告

厦门大学科研科技实践基于单片机的智能路灯设计系别电气工程学院专业电气工程专业姓名学号指导教师2015年5月18日摘要随着微电子技术和集成电路技术的快速发展,单片机技术无处不在。

单片机作为计算机科学与技术的重要组成部分,作为嵌入式系统的先头兵,片上系统的先行者,已经被广泛应用到了各行各业,尤其是与控制相关的领域,极大的提高了产品的智能化程度和技术水平,已经成为了当今社会十分重要的技术领域。

随着社会需求和单片机应用领域的不断扩展,各类智能产品、控制系统都是以单片机技术为核心来进行开发设计的。

本系统采用MSC—51系列单片机89C52和相关的光电检测设备及设计智能路灯控制器,实现了能根据实际光线条件通过8052芯片的I/O口控制路灯开关功能。

随着社会文明的不断发展,城市照明已不仅局限于街道照明,而且发展成了城市景观等装饰性照明的综合市政工程。

关键词:智能路灯;STC89C52;数码管;节能AbstractNow, with the rapid development of microelectronic technology and integrated circuit technology, single chip technology is everywhere. Single chip is an important part of computer science and technology, as the vanguard of the embedded system, the forerunner of system on chip, has been widely applied to all walks of life, especially the control related field, which greatly improves the product intelligent level and technical level, has become a very important technology in the fieldof modern society. With the social demand and MCU application domain unceasing expansion, all kinds of intelligent products, control system is take the monolithic integrated circuit technology as the core to carry out development and design.This system adopts MSC - 51 Series MCU 89C52 and related optoelectronic detection equipment and design of intelligent lighting controller, can be achieved in accordance with the actual conditions of light through the 8052 chip I/O port control street lamp switch function. With the continuous development of social civilization, urban lighting has not only confined to the street lighting, and developed into comprehensive municipal engineering decorative lighting of the urban landscape.Keywords: intelligent street lamp, STC89C52, digital-tube, energy-saving目录第1章前言 (2)1.1 课题研究的背景 (2)1.2 课题研究的目的及意义 (2)第2章设计要求与方案 (2)2.1 设计要求 (2)2.2 设计方案 (3)第3章智能路灯硬件设计 (4)3.1 单片机最小系统原理 (4)3.2 光强度信号采集模块 (5)3.3 显示模块 (8)3.4 系统原理图 (9)第4章软件设计 (10)4.1 编程软件介绍 (10)4.2 智能路灯软件设计框图 (10)第5章仿真与实现 (11)5.1 Protues软件简介 (11)5.2 Protues仿真电路图 (12)5.3 系统调试过程 (13)5.3.1 硬件调试 (13)5.3.2 软件调试 (14)5.4 调试结果 (15)5.5系统调试过程中出现的问题 (16)第6章设计心得与体会 (17)致谢 (18)参考文献 (19)第1章前言1.1 课题研究的背景随着社会的发展,能源问题己经成为全球最为关注的问题之一,能源危机已经成为全人类所面临的主要危机,特别是我国的电力能源近年来显得十分吃紧,电力紧张阻碍着我们的日常生产、生活,甚至严重影响到我国经济的发展与社会文明的进步。

51单片机开题报告

51单片机开题报告

51单片机开题报告51单片机开题报告一、引言51单片机作为一种常用的嵌入式微控制器,广泛应用于各种电子设备和工控系统中。

本文将介绍51单片机的基本原理、应用领域以及研究目标和方法。

二、51单片机的基本原理51单片机是由Intel公司推出的一种8位微控制器,其核心是8051内核。

它具有低功耗、高性能和强大的外设功能,可实现各种控制和通信任务。

51单片机采用汇编语言或C语言进行编程,具有较高的灵活性和可扩展性。

三、51单片机的应用领域51单片机广泛应用于各个领域,包括家电控制、工业自动化、智能交通、医疗设备等。

在家电控制方面,51单片机可以实现空调、洗衣机、电视等家电的控制和调节。

在工业自动化方面,51单片机可以用于控制生产线、机器人和仪器设备。

在智能交通领域,51单片机可以实现交通信号灯、车辆监控和智能停车系统。

在医疗设备方面,51单片机可以用于血压计、血糖仪和心电监护仪等医疗设备的控制和数据处理。

四、研究目标和方法本研究的目标是设计并实现一套基于51单片机的智能家居控制系统。

该系统将包括温度控制、照明控制、安防监控等功能。

具体的研究方法包括以下几个步骤:1. 系统需求分析:对智能家居控制系统的功能需求进行详细分析,确定系统的基本功能和性能指标。

2. 硬件设计:选择适当的传感器和执行器,设计系统的硬件电路和接口电路。

其中,传感器可以用于检测室内温度、湿度和光照强度,执行器可以用于控制灯光和电器设备。

3. 软件设计:使用汇编语言或C语言编写51单片机的程序代码,实现系统的各项功能。

其中,需要编写温度控制算法、照明控制算法和安防监控算法。

4. 系统测试与优化:对设计的智能家居控制系统进行测试和优化,确保系统的稳定性和可靠性。

同时,对系统的性能进行评估和改进。

五、结论本文介绍了51单片机的基本原理、应用领域以及研究目标和方法。

通过设计并实现一套基于51单片机的智能家居控制系统,可以提高家居的舒适度和安全性,实现能源的节约和环境的保护。

基于51单片机交通灯控制系统设计的报告

基于51单片机交通灯控制系统设计的报告

单片机课程设计题目单片机交通灯课程设计_学院电气及自动化工程学院_专业自动化______________班级ZB02131_____________学号ZB0213107___________姓名胡继广_______________指导教师卢振利_____________2013 年12 月 1 日摘要本设计是一个以微电子技术,计算机和通信技术为先导的,而计算机技术怎样与实际应用更有效的结合并有效的发挥其作用是科学界最热门的话题,也是当今计算机应用中空前活跃的领域。

十字路口车辆穿梭,行人熙攘,车行车道,人行人道,有条不紊。

那么靠什么来实现这井然秩序呢?靠的就是交通信号灯的自动指挥系统。

本系统由单片机系统、按键、四位数码管显示、交通灯演示系统组成。

设计一个用于东西、南北走向的交通管理。

南北方向(主干道)车道和东西方向(支干道)车道两条交叉道路上的车辆交替运行,主干道每次通行时间都设为50秒、支干道每次通行间为47秒。

系统除基本交通灯功能外,还具有倒计时、时间设置、紧急情况处理、分时段调整信号灯的点亮时间以及根据具体情况手动控制等功能。

本系统结构简单,操作方便;可实现自动控制,具有一定的智能性;对优化城市交通具有一定的意义。

本设计将各任务进行细分包装,使各任务保持相对独立;能有效改善程序结构,便于模块化处理,使程序的可读性、可维护性和可移植性都得到进一步的提高。

近年来随着科技的飞速发展,单片机的应用正在不断深入,同时带动传统控制检测技术日益更新。

在实时检测和自动控制的单片机应用系统中,单片机往往作为一个核心部件来使用,仅单片机方面知识是不够的,还应根据具体硬件结构软硬件结合,加以完善。

本文主要从单片机的应用上来实现十字路口交通灯智能化的管理,用以控制过往车辆的正常运作。

目录前言一、设计任务................................................... - 2 -1.1设计任务 ................................................... - 2 -二、系统总体方案及硬件设计..................................... - 2 -2.1总体硬件设计 ............................................... - 2 - 2.2系统时钟电路 ............................................... - 3 - 2.3数码管显示电路 ............................................. - 3 - 2.4路灯指示电路 ............................................... - 4 -2.5按键电路设计 ............................................... - 5 -三、软件系统设计............................................... - 5 -3.1设计思路及关键技术 ......................................... - 5 -3.2软件流程 ................................................... - 6 -四、 Proteus软件仿真 .......................................... - 7 -4.1 Proteus软件仿真 ........................................... - 7 - 4.2 南北路灯切换时仿真......................................... - 7 -4.3 紧急情况下的仿真........................................... - 8 -五、致谢及心得................................................. - 9 - 参考文献...................................................... - 10 -附录系统源程序前言19世纪初,在英国中部的约克城,红、绿装分别代表女性的不同身份。

路灯控制器的开题报告

路灯控制器的开题报告

路灯控制器的开题报告1. 引言路灯是城市中非常重要的基础设施之一,它们为行人和车辆提供安全和方便。

然而,传统的路灯管理方法存在一些问题,例如能源浪费和人工成本高昂。

为了解决这些问题,我们计划设计一个智能路灯控制系统,利用先进的技术和算法来提高路灯的能效和操作效率。

本开题报告将介绍我们的设计目标、方法以及所需的资源和技术支持。

我们还将讨论预计的研究成果和项目计划。

2. 设计目标我们的设计目标是开发一种智能路灯控制系统,实现以下功能:•自动调节亮度:根据环境光线水平自动调节路灯的亮度,以提供最佳的照明效果。

•动态调度策略:根据交通流量和时间等因素,动态调整路灯亮度和工作模式。

•节能与环保:通过智能控制,减少不必要的能源浪费,实现节能和环保的路灯管理。

•实时监测与反馈:监测路灯工作状态、电力消耗以及灯泡的寿命,及时反馈给管理者。

3. 方法和技术为了实现上述设计目标,我们将使用以下方法和技术:•环境感知技术:使用光感应器或摄像头等设备检测环境光线水平,实时反馈给控制系统。

•数据分析和机器学习:利用历史数据和交通流量模型,通过机器学习算法预测最佳的路灯亮度和工作模式。

•通信技术:通过互联网、无线通信或局域网等方式实现路灯控制系统的远程监控和管理。

•数据存储和处理:使用云平台或本地服务器存储和处理大量的路灯数据,提供实时监测和分析。

4. 预计的研究成果我们期待通过这个项目获得以下研究成果:1.一种智能路灯控制系统的设计方案,包括硬件和软件的实现。

2.通过实际测试和验证,证明我们的系统在能效和操作效率方面的有效性。

3.提供数据分析和结果,证明我们的系统在节能和环保方面的优势。

4.推广智能路灯控制系统的应用,为城市管理和节能减排做出贡献。

5. 项目计划我们计划按照以下时间表完成该项目:•第一阶段(月份/年份):项目准备和需求分析,确定设计目标和方法。

•第二阶段(月份/年份):系统设计和搭建实验平台,收集和处理路灯数据。

基于51单片机的路灯控制系统

基于51单片机的路灯控制系统

近年来随着科技的飞速发展,单片机的应用正在不断深入,同时带动传统控制检测技术日益更新。

在实时检测和自动控制的单片机应用系统中,单片机往往作为一个核心部件来使用,仅单片机方面知识是不够的,还应根据具体硬件结构软硬件结合,加以完善。

十字路口车辆穿梭,行人熙攘,车行车道,人行人道,有条不紊。

那末靠什么来实现这井然秩序呢?靠的就是交通信号灯的自动指挥系统。

交通信号灯控制方式不少。

本系统采用 STC-51 系列单片机 AT89C51 来设计交通灯控制器,实现了能根据实际车流量通过 8051 芯片的 P1 口设置红、绿灯燃亮时间的功能;红绿灯循环点亮,倒计时剩 3 秒时黄灯闪烁警示(交通灯信号通过 PA 口输出,显示时间直接通过双位数码管) ,浮现交通意外的情况下,必须使东西南北方向上的显示灯都为红灯,以便交通警察及时处理。

本系统实用性强、操作简单、扩展功能强。

目录第一章设计任务................................................. - 3 - 第二章设计目的................................................. - 4 - 第三章设计思路................................................. - 4 - 第四章STC-51 芯片简介........................................... - 5 - 第五章基础知识................................................. - 8 -(一)管脚说明............................................... - 8 -(二)定时器/计数器.......................................... 9 -(三)定时器/计数器的概念.................................. - 10 -1.89C51 单片机内有两个可编程的定时器/计数器T0 、T1 ............. - 10 -2.定时器/计数器的相关寄存器 ........................................................ - 10 -(四)定时器/计数器的 4 种工作方式......................... - 11 -1.方式0 ................................................................................................. - 11 -2.方式1 ................................................................................................. - 11 -3.方式2 ................................................................................................. - 11 -4.方式3 ................................................................................................. - 12 -(五)定时器/计数器的编程.................................. - 12 -1.定时器/计数器的初始化 ................................................................ - 12 -2.定时器/计数器初值的计算 ............................................................ - 12 - 第六章主程序设计.............................................. - 13 -(一)系统程序流程图如图6-1 所示........................... - 13 -(二)设计流程图如图6-2 所示 ............................... - 13 -(三)程序的执行表达表如表6-3 所示......................... - 14 - 第七章Proteus 仿真图及各单元电路 ............................... - 15 -1.程序正常仿真中如图7-2 所示 ......................................................... - 15 -2.时钟震荡电路 .................................................................................... - 15 -3.复位电路 ............................................................................................ - 16 -4.紧急情况 ............................................................................................ - 16 - 附录一:C 程序源代码............................................ - 18 - 附录二:原理图.................................................. - 26 - 附录三:元件清单表.............................................. - 27 - 附录四:主要参考文献............................................ - 27 -交通灯的硬件和软件设计,本设计是交通灯的控制实验,必须要先了解实际交通灯的变化规律。

基于51单片机的交通信号灯系统-开题报告

基于51单片机的交通信号灯系统-开题报告

基于51单片机的交通信号灯系统-开题报告研究背景交通信号灯是城市道路交通管理的重要设施,其功能是在保证交通流量的情况下,保证行人、车辆的安全通行。

交通信号灯系统的控制方式分为手动控制和自动控制。

手动控制需要人员全程参与,人力成本高,易出现失误,导致交通事故发生;自动控制信号灯系统可以完成自动控制,节省人力成本,技术易于实现。

本文研究基于51单片机的交通信号灯系统,旨在提高城市道路交通安全,并减少人力成本。

研究内容本项目主要研究以下内容:1.设置不同颜色灯的时间间隔,实现交通信号灯的自动控制:在城市道路上,绿灯时间间隔通常为30秒至60秒,黄灯时间间隔为3秒至5秒,红灯时间间隔为60秒至120秒。

根据这些时间间隔,我们需要设置不同颜色灯的时间间隔,使其能够完成交替亮灭。

2.基于51单片机实现交通信号灯系统控制:在51单片机上设置定时器和计数器,以控制不同颜色灯的时间间隔和切换。

3.添加人车检测模块,实现自动控制:在交通路口添加人车检测模块,根据道路上行人和车流量的变化进行信号灯控制,实现自动控制。

研究目标本项目的研究目标是设计一款基于51单片机的交通信号灯系统,实现信号灯的自动控制和自适应控制,提高城市道路交通安全,降低人力成本。

研究方法1.硬件选型:选择51单片机、LED灯、人车检测模块等设备。

2.系统设计:设计信号灯自动控制系统,设置计时器和计数器,实现灯的控制逻辑。

3.编程实现:通过C语言编程,将系统设计转化为代码实现。

4.测试验证:进行硬件连线,将程序烧录到51单片机,进行测试验证,确保系统能够稳定运行,完成信号灯的自动控制。

研究意义本项目的研究对城市交通管理和交通安全有很大的意义。

随着城市化进程的加速,交通问题已成为城市管理的核心问题,特别是交通拥堵、交通事故等问题。

通过引入自动控制技术,可以提高信号灯系统的效率和准确性,降低人力成本,增加交通安全。

参考文献无基于51单片机的交通信号灯系统是一项很有研究前景的技术研究,通过本项目的研究,可以使道路交通信号灯系统更加智能化,提高交通运输效率和交通安全,并降低人力成本。

基于51单片机的路灯控制系统设计开题报告

基于51单片机的路灯控制系统设计开题报告

基于51单片机的路灯控制系统设计开题报告基于51单片机的路灯控制系统设计开题报告在经济发展迅速的今天,报告十分的重要,我们在写报告的时候要注意语言要准确、简洁。

那么,报告到底怎么写才合适呢?下面是小编帮大家整理的基于51单片机的路灯控制系统设计开题报告,欢迎阅读,希望大家能够喜欢。

一、本课题的内容及研究意义1、论文研究的目的和意义如今,照明电路的数量越来越多,使得城市街道、小区内的路灯的用电量占城市用电量的比重越来越大,在用电高峰期时,电网超负荷运行,电网电压都低于额定值,在用电低谷期供电电压又高于额定值,当电压高时不但影响照明设备的使用寿命,而且耗电量也大幅增加,当低谷时,照明设备有不能正常工作。

所以,对城市的路灯的设计已经成为了当务之急,特别是午夜之后车流量急剧减少时,应该适当的关闭路灯,节约用电。

但是我国的既节能又能延长路灯寿命的技术相比国外却是落后了,因此智能节能路灯控制系统的设计对于城市的发展至关重要。

本论文旨在设计一套对外界光线和电压信号的采集来控制路灯的自动启停以及智能调压的控制系统,它能对路灯进行稳压、调压、自启动并延长路灯寿命的作用。

2、论文研究内容本设计可以通过对外界光线和电压信号的采集来控制路灯的自动启停以及智能调压从而减少城市路灯照明耗电量,又对输入电压进行稳压调节来提高用电效率。

要求独立选择芯片、设计电路、编制程序、调试、完成整个系统功能。

主要内容如下:(1)根据控制技术的特点,进行路灯系统设计的整体研究与设计。

(2)针对光线和电压信号的采集,采用数据采集技术。

(3)通过按键可对相关的参数值进行设置,从而实现对不同时间进行不同的开灯模式。

(4)当电压符合额定电压时,系统自动进行稳压。

(5)在午夜之后降低电压以调节路灯亮度,实现调压。

二、本课题的研究现状和发展趋势目前,路灯系统一般采用钠灯、水银灯、金卤灯等灯具。

这类灯具有发光效率高、光色好、安装简易等优点,被广泛使用,但同时也存在着诸如:功率因子低、对电压要求严格、耗电量大等缺点。

基于单片机80C51路灯控制系统的课题设计

基于单片机80C51路灯控制系统的课题设计

模拟路灯控制系统的设计摘要本系统以AVR低功耗单片机系列ATMEGA16L为核心组成支路控制系统,采用专用时钟芯片实现精确的时钟功能,设定并显示开关灯时间。

该控制系统能根据环境明暗变化自动开灯和关灯,以达到节能要求。

ATMEGA16L是一款高性能、低功耗的8位AVR微处理器,使系统在低功耗的状态下稳定工作。

系统采用线路简单、体积小的专用时钟芯片DS1302,DS1302工作时功耗很低,保持数据和时钟信息时功率小于1mW。

使用DS1302不但使电路功耗降低,而且节省IO口资源。

采用低功耗的字符型液晶作为显示器件,显示更为直观。

使用光敏电阻来检测环境明暗的变化,光敏电阻在不同光强下电阻值会发生明显变化,单片机内部AD采集电阻值的变化量达到检测目的。

采用对射式收发一体光电传感器检测物体的运动,使用灵敏光电传感器更有效地实现在物体运动过程中路灯的自动控制,达到节能的要求。

当路灯电路出现故障时,单片机采集路灯电路采样点的电压后处理采集到的数据,实现自动报警功能。

该系统基于可靠的硬件设计和稳定的软件算法实现题目基本要求。

关键词:ATMEGA16L 功耗节能光电传感器目录一、设计任务_____________________________________________________________ - 2 -1.1任务 _______________________________________________________________________ - 2 -1.2 要求_______________________________________________________________________ - 2 -二、方案论证与比较________________________________________________________ - 3 -三、总体设计方案__________________________________________________________ - 3 -1.支路控制系统设计_____________________________________________________________ - 4 -(1)时钟模块 _______________________________________________________________ - 4 -(2)信号采集模块的设计 _____________________________________________________ - 5 -(3)显示、按键模块 _________________________________________________________ - 6 -(4)路灯控制模块 ___________________________________________________________ - 6 -(5)声光报警模块____________________________________________________________ - 6 -(6)电源模块________________________________________________________________ - 7 -2.软件设计____________________________________________________________________ - 13 -四、结果分析_____________________________________________________________ - 13 -五、结论_________________________________________________________________ - 14 -六、参考文献_____________________________________________________________ - 14 -附录1 系统原理图 _______________________________________________________ - 15 -附录2 程序清单 _________________________________________________________ - 16 -一、 设计任务1.1任务设计并制作一套模拟路灯控制系统。

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一、本课题的内容及研究意义1、论文研究的目的和意义如今,照明电路的数量越来越多,使得城市街道、小区内的路灯的用电量占城市用电量的比重越来越大,在用电高峰期时,电网超负荷运行,电网电压都低于额定值,在用电低谷期供电电压又高于额定值,当电压高时不但影响照明设备的使用寿命,而且耗电量也大幅增加,当低谷时,照明设备有不能正常工作。

所以,对城市的路灯的设计已经成为了当务之急,特别是午夜之后车流量急剧减少时,应该适当的关闭路灯,节约用电。

但是我国的既节能又能延长路灯寿命的技术相比国外却是落后了,因此智能节能路灯控制系统的设计对于城市的发展至关重要。

本论文旨在设计一套对外界光线和电压信号的采集来控制路灯的自动启停以及智能调压的控制系统,它能对路灯进行稳压、调压、自启动并延长路灯寿命的作用。

2、论文研究内容本设计可以通过对外界光线和电压信号的采集来控制路灯的自动启停以及智能调压从而减少城市路灯照明耗电量,又对输入电压进行稳压调节来提高用电效率。

要求独立选择芯片、设计电路、编制程序、调试、完成整个系统功能。

主要内容如下:(1) 根据控制技术的特点,进行路灯系统设计的整体研究与设计。

(2) 针对光线和电压信号的采集,采用数据采集技术。

(3) 通过按键可对相关的参数值进行设置,从而实现对不同时间进行不同的开灯模式。

(4) 当电压符合额定电压时,系统自动进行稳压。

(5) 在午夜之后降低电压以调节路灯亮度,实现调压。

二、本课题的研究现状和发展趋势目前,路灯系统一般采用钠灯、水银灯、金卤灯等灯具。

这类灯具有发光效率高、光色好、安装简易等优点,被广泛使用,但同时也存在着诸如:功率因子低、对电压要求严格、耗电量大等缺点。

我国目前大部分城市都采用全夜灯的方式进行照明,普遍存在的问题有两点:一方面因为后半夜行人稀少,采用全夜灯的方式浪费太大,因此,有的地方采取前半夜全亮,后半夜全灭的照明方式;有的地方在后半夜采用亮一隔一或亮一隔二的节能措施,此种方式虽然节约了电费支出,却带来了社会治安和交通安全问题,不利于城市安全问题。

另一方面,在后半夜因行人稀少,而应该降低路灯的亮度,以避免光源污染,影响居民的晚间的休息。

但由于后半夜是用电低谷期,电力系统电压升高,路灯反而比白天更亮了。

这不仅造成了能源浪费,还大大影响了设备和灯具的使用寿命。

目前,路灯照明广泛采用高压钠灯,其设计寿命在12000小时以上,在正常情况下至少可用3年,但是由于超压使用,现在路灯的使用寿命仅仅只有1年左右,有的甚至只有几个月,造成维护和材料的极大浪费。

较高的电压不仅不能让负载设备更好的工作,而且还会造成发热及过早损坏,还会造成不必要的电费开支。

而且,我国绝大多数地区的路灯关开灯都是采用人工控制或者定时控制,这样也有许多不利之处:若采用人工控制,则路灯开关存在着一定的不确定性,同时也占用了一定的人力资源;定时控制则存在着夏冬季白黑昼时间不同的情况,使得天还没黑路灯就开,天还没亮路灯就灭的情况,大大影响了人们的日常出生活。

本设计通过使用AT89C51单片机对系统进行智能控制,使系统达到自动启停及智能调压。

近年来,随着科技的不断发展,各种路灯控制器也被不断的研究出来。

其中,美国和日本主要集中在研究紧凑型荧光灯和镇流器荧光灯两个方面。

而我国目前的市场上有多种路灯节能控制产品,能达到一定的节能效果,但就功能和效果上还不能尽如人意,主要有以下几种情况:第一种,采用自耦变压器及磁饱和电抗器的降压技术。

其不足是由于反应速度较慢,用电高峰时电压降到非稳定区容易造成灯光闪灭,不能自动调节,同时如果电压突然升高,则会对灯具造成损坏,相对来说稳压效果较差;第二种是采用电子器件构成的可控硅式设备。

该设备主要采取简单的相控技术,不足之处是元器件较容易发热损坏。

而为了更好的达到控制的目的,现在国内外都开始采用智能控制方式,如光控、声控、时控等,国外甚至开始采用太阳能供能光控方式来控制路灯,基本可以达到完全自给自足的效果。

综上所述,未来的智能路灯控制必将向着更安全、更环保、更节能、更高效率的方向发展。

三、本课题的研究方案及工作计划1、设计方案本次课程设计是由传感器通过外界光信号的强弱来产生电压信号,再由单片机控制实现路灯的自动启停及智能稳压。

本设计通过使用AT89C51单片机芯片来设计电路,编制程序,仿真,调试,完成整个系统的功能。

整个控制系统主要包括四个模块:信号采集模块、数据处理模块、稳压模块和控制模块。

2、技术路线设计要求采集输入电压信号,通过A/D转换后输入控制器,当外界光信号的强度低于一定数值时,通过软启动开启路灯。

当光信号强度高于一定数值时,通过软启动关闭路灯,并将采集输入电压信号,与已设定的标准电压值进行比较,并对输入电压进行稳压,再通过时钟电路对路灯亮度进行调节,在午夜之后对路灯亮度进行降低,最后达到节电稳压。

技术方案如下图:3、关键问题(1)信号采集电路设计该模块需要检测环境光的变化,根据环境光的明暗进行路灯开关的自动控制。

基于此要求采用由光敏电阻组成的分压电路进行检测。

光敏电阻器又称光导管,特性是在特定光的照射下,其阻值迅速减小,可用于检测可见光。

在不同的光强下,光敏电阻的电阻值会发生明显变化,光敏电阻器是利用半导体的光电效应制成的一种电阻值随入射光的强弱而改变的电阻器;入射光强,电阻减小,入射光通过检测不同光强下电阻值的变化量来控制路灯的开和关。

(2)稳压模块设计通过采集三端稳压器输出的电压并将该电压与设定电压进行比较,进而调整输出电压的大小,达到稳压的目的。

本设计使用美国国家半导体公司的三端可调正稳压器集成电路LM317。

(3)时钟电路设计为实现路灯对电压进行智能补偿,从而达到智能调压,本设计采用美国DALLAS 公司的实时时钟电路DS1302,该芯片一种高性能、低功耗、带RAM 的实时时钟电路,它可以对年、月、日、周日、时、分、秒进行计时,具有闰年补偿功能,工作电压为2.5V ~5.5V 。

采用三线接口与CPU 进行同步通信,并可采用突发方式一次传送多个字节的时钟信号或RAM 数据。

DS1302内部有一个31×8的用于临时性存放数据的RAM 寄存器。

另外该芯片有备份电源引脚,可以在断电后仍能工作,以保证时钟的准确性。

3、时间安排(1) 2012.2.20—2012.2.29 查阅相关资料,理解设计任务书。

(2) 2012.3.1 —2012.4.1 搜索资料,完成开题报告。

(3) 2012.4.1 —2012.4.20 硬件调试,排除故障直至满足设计要求。

(4) 2012.4.20—2012.5.10 软件调试,排除故障直至满足设计要求。

(5) 2012.5.10—2012.5.30 整理资料,按要求撰写论文,完成初稿。

(6) 2012.6.1—2012.6.20 论文整定,最终定稿,准备答辩。

四、主要参考文献[1]查兵,崔浩.单片机原理[J].中国高新技术,2011年1期[2]李健,蒋全胜,任灵芝.智能路灯控制系统设计[J].工业控制计算机,2010年6期[3]金仁贵.单片机应用系统的开发方法[J].电脑知识与技术:学术交流,2006年12期[4]严怀龙.基于单片机的数据采集系统[J].广西轻工业,2006年6期[5]王虎城,周晋军,皮依标,叶振华.基于光传感器和单片机的校园路灯控制系统设计[J].科技广场,2011年1期[6]王立红.基于单片机的智能路灯控制系统[J].网络财富,2010年6期[7]王皑,佘丹妮.基于单片机的模拟路灯控制系统设计[J].仪表技术,2011年11期[8]张毅刚.单片机原理及应用[M].高等教育出版社,2003[9]阎石.数字电子技术基础[M].高等教育出版社,2006[10]童诗白,华成英.模拟电子技术基础[M].高等教育出版社,2006[11]程德福,林君.智能仪器[M].机械工业出版社,2009[12]刁鸣.常用电路模块分析与设计指导[M].清华大学出版社,2008AT89C51的介绍描述AT89C51是一个低电压,高性能CMOS 8位单片机带有4K字节的可反复擦写的程序存储器(PENROM)。

这种器件采用ATMEL公司的高密度、不容易丢失存储技术生产,并且能够与MCS-51系列的单片机兼容。

片内含有8位中央处理器和闪烁存储单元,有较强的功能的AT89C51单片机能够被应用到控制领域中。

功能特性AT89C51提供以下的功能标准:4K字节闪烁存储器,128字节随机存取数据存储器,32个I/O口,2个16位定时/计数器,1个5向量两级中断结构,1个串行通信口,片内震荡器和时钟电路。

另外,AT89C51还可以进行0HZ的静态逻辑操作,并支持两种软件的节电模式。

闲散方式停止中央处理器的工作,能够允许随机存取数据存储器、定时/计数器、串行通信口及中断系统继续工作。

掉电方式保存随机存取数据存储器中的内容,但震荡器停止工作并禁止其它所有部件的工作直到下一个复位。

引脚描述VCC:电源电压GND:地P0口P0口是一组8位漏极开路双向I/O口,即地址/数据总线复用口。

作为输出口时,每一个管脚都能够驱动8个TTL电路。

当“1”被写入P0口时,每个管脚都能够作为高阻抗输入端。

P0口还能够在访问外部数据存储器或程序存储器时,转换地址和数据总线复用,并在这时激活内部的上拉电阻。

P0口在闪烁编程时,P0口接收指令,在程序校验时,输出指令,需要接电阻。

P1口P1口一个带内部上拉电阻的8位双向I/O口,P1的输出缓冲级可驱动4个TTL电路。

对端口写“1”,通过内部的电阻把端口拉到高电平,此时可作为输入口。

因为内部有电阻,某个引脚被外部信号拉低时输出一个电流。

闪烁编程时和程序校验时,P1口接收低8位地址。

P2口P2口是一个内部带有上拉电阻的8位双向I/O口,P2的输出缓冲级可驱动4个TTL 电路。

对端口写“1”,通过内部的电阻把端口拉到高电平,此时,可作为输入口。

因为内部有电阻,某个引脚被外部信号拉低时会输出一个电流。

在访问外部程序存储器或16位地址的外部数据存储器时,P2口送出高8位地址数据。

在访问8位地址的外部数据存储器时,P2口线上的内容在整个运行期间不变。

闪烁编程或校验时,P2口接收高位地址和其它控制信号。

P3口P3口是一组带有内部电阻的8位双向I/O口,P3口输出缓冲故可驱动4个TTL电路。

对P3口写如“1”时,它们被内部电阻拉到高电平并可作为输入端时,被外部拉低的P3口将用电阻输出电流。

P3口除了作为一般的I/O口外,更重要的用途是它的第二功能,如下表所示:P3口还接收一些用于闪烁存储器编程和程序校验的控制信号。

RST复位输入。

当震荡器工作时,RET引脚出现两个机器周期以上的高电平将使单片机复位。

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