基于AT89C51的路燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、基于AT89C51的路燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)學(xué)院：物理與機(jī)電工程學(xué)院 專業(yè)：電子信息工程專業(yè)學(xué)號(hào)：2005040202 姓名：陳 娟指導(dǎo)教師：張衛(wèi)平【摘 要】本路燈控制系統(tǒng)是針對(duì)實(shí)際情況的需要而進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)的。在設(shè)計(jì)中，采用開關(guān)按鈕進(jìn)行時(shí)間控制，顯示是六位LED數(shù)碼管和五個(gè)發(fā)光二極管，時(shí)間為正常24小時(shí)走時(shí)，可用按鈕調(diào)節(jié)定時(shí)開關(guān)時(shí)間，達(dá)到控制的目的。發(fā)光二極管為顯示調(diào)時(shí)狀態(tài)及模擬路燈的控制，讓本設(shè)計(jì)中更加的形象化。該設(shè)計(jì)系統(tǒng)通過對(duì)小時(shí)、分鐘和秒鐘的調(diào)整來控制路燈的開關(guān)狀態(tài)，并且在23點(diǎn)后，路燈會(huì)自動(dòng)熄滅一半，達(dá)到節(jié)能的效果。啟動(dòng)后進(jìn)入計(jì)時(shí)顯示,計(jì)時(shí)用六位數(shù)碼管顯示；當(dāng)一天時(shí)間過去后可以循環(huán)繼續(xù)控制，用

2、發(fā)光二極管進(jìn)行模擬顯示?！娟P(guān)鍵字】單片機(jī) 路燈 節(jié)能 控制系統(tǒng)目 錄引言41 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)51.1 設(shè)計(jì)要求51.2 系統(tǒng)組成方框圖52 方案論證52.1 復(fù)位模塊52.2 主控模塊62.3 按鍵輸入模塊62.4 顯示模塊63 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)73.1 總體思路73.2 各模塊電路圖73 復(fù)位模塊電路設(shè)計(jì)73 主控模塊電路設(shè)計(jì)73 按鍵輸入模塊電路設(shè)計(jì)83.2.4 顯示模塊電路設(shè)計(jì)84 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)104.1 主程序設(shè)計(jì)104.2 計(jì)時(shí)程序設(shè)計(jì)114.3 中斷程序設(shè)計(jì)125 系統(tǒng)調(diào)試135.1 軟件調(diào)試135.2 硬件及總體電路調(diào)試135.3 系統(tǒng)改進(jìn)方案136 結(jié)束語137 致謝14參考文獻(xiàn)14

3、附錄一 系統(tǒng)總體原理圖 16附錄二 元器件清單 16附錄三 源程序 17引言照明工程迅猛發(fā)展，其路燈數(shù)量的增大，而且功耗和性能大大提高，因而對(duì)路燈定時(shí)器控制的要求比較精確. 目前，對(duì)路燈控制方法多為“人工控制”和“光控”。“人工控制”受惡劣天氣的影響及其他干擾，并且巡視困難；“光控”容易受外部環(huán)境干擾，靈敏度低且可靠性較差，二者均不能實(shí)現(xiàn)控制開關(guān)燈的合理化、科學(xué)化，從而會(huì)出現(xiàn)：開燈早，關(guān)燈晚；或者開燈晚，關(guān)燈早的現(xiàn)象。前者會(huì)造成巨大的電能浪費(fèi)，后者會(huì)損害城市形象、影響社會(huì)治安和交通安全，從而影響城市的投資環(huán)境。以上難點(diǎn)，將直接影響城市照明管理水平。而照明管理的高低又將直接影響到城市的市容、投資

4、環(huán)境、交通安全和社會(huì)治安等，這些都是構(gòu)建良好的城市環(huán)境的重要組成部份，對(duì)城市的建設(shè)和發(fā)展有著重要的意義。總之，隨著城市規(guī)模的不斷擴(kuò)大，現(xiàn)有的路燈管理的方式方法已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足城市路燈發(fā)展與管理的需要，必須依靠現(xiàn)代化的高科技管理手段。路燈管理工作需要一個(gè)以計(jì)算機(jī)為核心的、自動(dòng)化的管理手段來替代傳統(tǒng)的路燈監(jiān)控系統(tǒng)。使整個(gè)城市照明監(jiān)測(cè)，決策和管理工作建立在計(jì)算機(jī)信息網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)之上。因此，建設(shè)現(xiàn)代化的“路燈監(jiān)控管理系統(tǒng)”已迫在眉睫。單片機(jī)是在一塊芯片上集成了一臺(tái)微型計(jì)算機(jī)所需的CPU、存儲(chǔ)器、輸入/輸出部件和時(shí)鐘電路等。因此，它具有體積小、使用靈活、成本低、易于產(chǎn)品化、抗干擾能力強(qiáng)、可在各種惡劣環(huán)境下可靠

5、地工作等特點(diǎn)。特別是它應(yīng)用面廣，控制能力強(qiáng)，使它在工業(yè)控制、智能儀表、外設(shè)控制、家用電器、機(jī)器人、軍事裝置等方面得到了廣泛的應(yīng)用。本設(shè)計(jì)中正是運(yùn)用單片機(jī)的AT89C51作為主控芯片設(shè)計(jì)的路燈控制系統(tǒng)。AT89C51不但功能強(qiáng)大，而且使用方便、價(jià)格便宜，可以最大限度的降低成本、增加計(jì)時(shí)模式和提高計(jì)時(shí)精度。該控制系統(tǒng)體積小，適用與校園、街道、小區(qū)等各種場(chǎng)所的路燈控制，可以最大限度的滿足人們的生活需要。1系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)11設(shè)計(jì)要求當(dāng)開機(jī)后，經(jīng)過上電復(fù)位，時(shí)鐘顯示為12：00：00，這時(shí)可以調(diào)整時(shí)、分、秒按鈕進(jìn)行精確調(diào)整到當(dāng)前時(shí)間，進(jìn)行正常走時(shí)；開機(jī)后系統(tǒng)內(nèi)部自定義開路燈時(shí)間為18：00：00，關(guān)路燈時(shí)

6、間為6：00：00，如果不做調(diào)整的話，時(shí)間就是下午6點(diǎn)鐘開燈，早晨6點(diǎn)鐘關(guān)燈；春、夏、秋、冬四季的晝夜并不相等，為了更好的節(jié)省電力資源，本設(shè)計(jì)中可以進(jìn)行手動(dòng)調(diào)整，根據(jù)四季的變化來調(diào)整開路燈和關(guān)路燈的時(shí)間，更有效的節(jié)省資源；本設(shè)計(jì)中另外的一大特點(diǎn)就是在23：00：00的時(shí)候，路燈會(huì)熄滅一半，這種設(shè)計(jì)也是為了節(jié)省資源，因?yàn)橐股钊遂o的時(shí)候，并不需要太多的路燈照明整個(gè)路面，只需要點(diǎn)點(diǎn)燈光就行；到早晨六點(diǎn)鐘或自己重新設(shè)定的時(shí)間的時(shí)候再關(guān)閉其它的路燈。本設(shè)計(jì)的最大優(yōu)點(diǎn)在于不影響路燈照明的情況下，達(dá)到了節(jié)能的效果，在同樣設(shè)備的路燈中，可以節(jié)約一半的電能，起到環(huán)保的作用。12系統(tǒng)組成方框圖主控模塊按鍵模塊顯示

7、模塊電源模塊圖1-1系統(tǒng)方框圖2方案論證21復(fù)位模塊方案一：基本RC復(fù)位電路，該復(fù)位方式為手動(dòng)復(fù)位，可分為高電平復(fù)位和低電平復(fù)位，電容可避免高頻諧波對(duì)電路的干擾。該復(fù)位電路簡(jiǎn)單易行，但缺點(diǎn)是在遇到較強(qiáng)干擾或瞬間斷電時(shí)，復(fù)位端電容充放電特性變化，往往電源低至RAM區(qū)數(shù)據(jù)不能保持時(shí)，復(fù)位端上仍儲(chǔ)有相當(dāng)?shù)碾姾?，致使電源電壓恢?fù)時(shí)復(fù)位端不能產(chǎn)生復(fù)位信號(hào)而出現(xiàn)“死機(jī)”或“程序跑飛”。該復(fù)位電路用在復(fù)位精度不是很高的設(shè)計(jì)中。1方案二：看門狗復(fù)位電路，在“死機(jī)”或“程序跑飛”時(shí)，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行重新置位或者復(fù)位，以使系統(tǒng)恢復(fù)正常運(yùn)行的一種專門電路。進(jìn)一步提高了單片機(jī)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和抗干擾性的能力。用于復(fù)位精度要求較

8、高的設(shè)計(jì)中。1本設(shè)計(jì)中對(duì)復(fù)位電路的要求精度不需要很高，所以選擇的是方案一的RC高電平復(fù)位電路。22主控模塊方案一：采用AT89C2051芯片，它體積小，管腳少，沒有提供外部擴(kuò)展存儲(chǔ)器與I/O設(shè)備所需的地址、數(shù)據(jù)、控制信號(hào),因此利用AT89C2051構(gòu)成的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)不能在AT89C2051之外擴(kuò)展存儲(chǔ)器或I/O設(shè)備。無法滿足設(shè)計(jì)所需。方案二：采用AT89C51芯片，具有AT89C2051的所有功能，管腳充足，AT89C51設(shè)有穩(wěn)態(tài)邏輯，可以在低到零頻率的條件下靜態(tài)邏輯，支持兩種軟件可選的掉電模式。在閑置模式下，CPU停止工作。但RAM，定時(shí)器，計(jì)數(shù)器，串口和中斷系統(tǒng)仍在工作。在掉電模式下，保

9、存RAM的內(nèi)容并且凍結(jié)振蕩器，禁止所用其他芯片功能，直到下一個(gè)硬件復(fù)位為止。結(jié)合設(shè)計(jì)要求，我選擇方案二23按鍵輸入模塊對(duì)按鍵處理的重要環(huán)節(jié)是去抖動(dòng),即去除按下和抬起瞬間的抖動(dòng)。而消除抖動(dòng)后面臨的更大問題就是解決按鍵的響應(yīng)問題,包括按鍵的一次響應(yīng),一鍵多功能等。3可以采用硬件消抖和軟件消抖兩種方式，在本設(shè)計(jì)中采用的是軟件的延遲法來對(duì)按鍵消抖。224顯示模塊方案一：采用LCD液晶顯示器顯示。它可視面積大，畫面好，抗干擾能力強(qiáng)，可以節(jié)省軟件中斷資源，其缺點(diǎn)是顯示內(nèi)容需要存儲(chǔ)字模信息，需要一定存儲(chǔ)空間。方案二：采用LED數(shù)碼管顯示。用發(fā)光二極管（簡(jiǎn)稱LED）組成的字形來顯示數(shù)字，七個(gè)條形發(fā)光二極管排列

10、成七段組合字型，便構(gòu)成了半導(dǎo)體數(shù)碼管。半導(dǎo)體數(shù)碼光分共陽極數(shù)碼管和共陰極數(shù)碼管，此次設(shè)計(jì)采用了共陰極數(shù)碼管顯示，即七個(gè)發(fā)光二極管的陰極連在一起接地。當(dāng)共陰極數(shù)碼管的某一陽極接高電平時(shí)，相應(yīng)的二極管發(fā)光，根據(jù)字形使某幾段二極管發(fā)光，所以共陰極數(shù)碼管需要輸出高電平有效的譯碼器來驅(qū)動(dòng)。5 圖2-1共陰極數(shù)碼管內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖基于以上所述，本設(shè)計(jì)采用方案二。LED數(shù)碼顯示器有兩種控制方式，即靜態(tài)數(shù)據(jù)鎖存方式和動(dòng)態(tài)掃描顯示。靜態(tài)數(shù)據(jù)鎖存方式每個(gè)數(shù)碼管用一個(gè)8位并行鎖存器存儲(chǔ)數(shù)據(jù)并驅(qū)動(dòng)，所以硬件復(fù)雜，故障率高。動(dòng)態(tài)掃描顯示，就是讓各位數(shù)碼管按照一定順序輪流顯示，其主要優(yōu)點(diǎn)是能顯著降低顯示器的功耗，并能大大減少顯

11、示器的外部接線。所以在本設(shè)計(jì)中采用動(dòng)態(tài)掃描方式控制數(shù)碼管的顯示。43系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)31總體思路在設(shè)計(jì)路燈系統(tǒng)控制器之前，先了解系統(tǒng)所要實(shí)現(xiàn)的各個(gè)功能情況。在設(shè)計(jì)的過程中，除了要讓硬件電路簡(jiǎn)潔外，還要兼顧軟件不能過于復(fù)雜。這樣才能達(dá)到設(shè)計(jì)的實(shí)際要求，硬件支持軟件，軟件帶動(dòng)硬件。本電路設(shè)計(jì)的主要思路是：對(duì)路燈實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)控制，并且可以進(jìn)行單路控制和總控制。最基本的程序是時(shí)鐘顯示程序，之后的設(shè)定開燈和關(guān)燈時(shí)間并能對(duì)路燈進(jìn)行實(shí)時(shí)控制以及對(duì)路燈的點(diǎn)控都是在基本程序上擴(kuò)展而得到的。時(shí)鐘顯示程序中最關(guān)健是否對(duì)數(shù)碼管進(jìn)行動(dòng)態(tài)掃描的子程序放在哪里，本設(shè)計(jì)中把動(dòng)態(tài)掃描程序放在T0中斷里，中斷的時(shí)間是否2MS，也就是說每

12、2MS掃描一次，掃描頻率非?？欤昧巳搜鄣囊曈X殘留特性,使程序更加簡(jiǎn)潔.調(diào)時(shí)程序和對(duì)路燈的單路控制程序都是按鍵進(jìn)行控制的。所以對(duì)對(duì)按鍵的控制顯得尤為重要了。本設(shè)計(jì)主程序中一直在對(duì)所有的按鍵進(jìn)行掃描,當(dāng)按鍵一有動(dòng)作,在第一時(shí)間就執(zhí)行相應(yīng)的程序,達(dá)到實(shí)時(shí)控制的目的。其中在按鍵掃描時(shí)要進(jìn)行去抖動(dòng)控制,這一功能在軟件中進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。電路的總體設(shè)計(jì)圖見附錄一，元器件清單見附錄二。32各模塊電路圖321復(fù)位模塊電路設(shè)計(jì)單片機(jī)的復(fù)位都是靠外部電路來實(shí)現(xiàn)的。在時(shí)鐘電路工作后 ,只要在單片機(jī)的復(fù)位 (RST)腳上出現(xiàn)24個(gè)時(shí)鐘振蕩脈沖 (也就是2個(gè)機(jī)器周期)以上的高電平單片機(jī)便實(shí)現(xiàn)初始化狀態(tài)復(fù)位。因此,要想保證單

13、片機(jī)能夠可靠的復(fù)位 ,在應(yīng)用系統(tǒng)的電路設(shè)計(jì)中 ,就要使RST引腳保持10ns以上的高電平 ,使AT89C51能循環(huán)到復(fù)位狀態(tài)。在設(shè)計(jì)中采用RC高電平復(fù)位電路如圖3-1示。圖3-1復(fù)位電路322主控模塊電路設(shè)計(jì)采用的AT89C51芯片對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行控制，其中P0口控制數(shù)碼管的7段的亮暗情況，P2口控制選擇數(shù)碼管的位數(shù)，P3口用于控制調(diào)時(shí)指示燈，P1口用于按鍵輸入的控制及路燈開關(guān)控制。AT89C51的芯片管腳圖如圖3-2示。圖3-2 AT89C51芯片管腳323按鍵輸入模塊電路設(shè)計(jì)整個(gè)按鍵輸入模塊集中在對(duì)時(shí)間的調(diào)節(jié)和手動(dòng)開關(guān)燈上，設(shè)計(jì)圖如圖3-3示。圖中第一個(gè)按鍵為調(diào)整時(shí)間位，可以通過改按鍵調(diào)整時(shí)

14、、分、秒的切換；第二個(gè)按鍵為增加時(shí)間位；第三個(gè)按鍵為減少時(shí)間位；第四個(gè)按鍵為手動(dòng)開關(guān)路燈位，可以關(guān)一路或兩路一起關(guān)。圖3-3 按鍵輸入電路324顯示模塊電路設(shè)計(jì)（1）數(shù)碼管顯示電路設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)中采用兩個(gè)四位數(shù)碼管并排來顯示6位時(shí)間，通過單片機(jī)的P0、P2口同時(shí)控制數(shù)碼管的工作，并在PO口與數(shù)碼管間接上拉電阻對(duì)數(shù)碼管進(jìn)行保護(hù)，同時(shí)也增加了數(shù)碼管的亮度，電路如圖3-4所示。圖3-4 數(shù)碼管顯示電路（2）發(fā)光二極管顯示電路設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)中采用了5個(gè)發(fā)光二極管，其中三個(gè)發(fā)光二極管作為調(diào)節(jié)時(shí)間顯示燈，采用下拉示串電阻是為了保護(hù)發(fā)光二極管，如圖3-5所示。另外兩個(gè)發(fā)光二極管是路燈指示燈，分別代表兩路路燈，如圖3-6

15、示。圖3-5 調(diào)節(jié)時(shí)間顯示燈圖3-6 路燈顯示燈4系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)41主程序設(shè)計(jì)初始化是否進(jìn)行時(shí)間調(diào)整？是否進(jìn)行定時(shí)開關(guān)燈時(shí)間調(diào)整？是否進(jìn)行定時(shí)關(guān)燈時(shí)間調(diào)整？判斷是否開燈時(shí)間到？判斷是否到23點(diǎn)？判斷是否關(guān)燈時(shí)間到？判斷是否需要路燈鍵控？調(diào)用調(diào)整時(shí)、分子程序調(diào)用調(diào)整時(shí)、分子程序調(diào)用時(shí)間調(diào)整子程序點(diǎn)燈燈熄一半關(guān)燈YYYYYYYNNNNNN圖4-1 主程序流程圖本軟件設(shè)計(jì)的程序設(shè)計(jì)包括判斷各個(gè)按鈕按下之后能夠?qū)崿F(xiàn)什么功能，判斷開燈關(guān)燈的時(shí)間和手動(dòng)控制路燈。其中，動(dòng)態(tài)顯示是在中斷子程序中進(jìn)行的，每一次中斷的時(shí)間為2MS，每中斷一次掃描一次，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)顯示。正常走時(shí)的動(dòng)態(tài)顯示是在T0中斷中進(jìn)行動(dòng)態(tài)掃描的，設(shè)

16、置開燈關(guān)燈的時(shí)間是在T1中斷中進(jìn)行動(dòng)態(tài)掃描的。主程序流程圖如圖4-1示。42 計(jì)時(shí)程序設(shè)計(jì)計(jì)時(shí)程序的設(shè)計(jì)主要用到定時(shí)器的知識(shí)。下面我簡(jiǎn)述一下定時(shí)器的一些基礎(chǔ)知識(shí)。MCS-51單片機(jī)內(nèi)部有兩個(gè)16位可編程的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，即定時(shí)器T0和定時(shí)器T1。它們既可用作定時(shí)器方式，又可用作計(jì)數(shù)器方式。定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的基本部件是兩個(gè)8位的計(jì)數(shù)器（其中TH1，TL1是T1的計(jì)數(shù)器，TH0，TL0是T0的計(jì)數(shù)器）拼裝而成。在作定時(shí)器使用時(shí)，輸入的時(shí)鐘脈沖是由晶體振蕩器的輸出經(jīng)12分頻后得到的，所以定時(shí)器也可看作是對(duì)計(jì)算機(jī)機(jī)器周期的計(jì)數(shù)器（因?yàn)槊總€(gè)機(jī)器周期包含12個(gè)振蕩周期，故每一個(gè)機(jī)器周期定時(shí)器加1，可以把輸入

17、的時(shí)鐘脈沖看成機(jī)器周期信號(hào)）。故其頻率為晶振頻率的1/12。如果晶振頻率為12MHZ，則定時(shí)器每接收一個(gè)輸入脈沖的時(shí)間為1us。置定時(shí)器1初值，打開定時(shí)器11秒鐘定時(shí)到，秒加1秒數(shù)到60秒？秒數(shù)為0，分鐘數(shù)加1分鐘數(shù)到60？分鐘數(shù)為0，小時(shí)數(shù)加1小時(shí)數(shù)到24，小時(shí)、分鐘、秒都清零返回YNNNYY圖4-2 定時(shí)器流程圖定時(shí)器/計(jì)數(shù)器有四種工作方式（方式0，方式1，方式2，方式3），其工作方式的選擇及控制都由兩個(gè)特殊功能寄存器（TMOD和TCON）的內(nèi)容來決定。用指令改變TMOD或TCON的內(nèi)容后，則在下一條指令的第一個(gè)機(jī)器周期的S1P1時(shí)起作用。當(dāng)為計(jì)數(shù)工作方式時(shí)，計(jì)數(shù)值的范圍是：1256（28

18、）當(dāng)為定時(shí)工作方式時(shí)，定時(shí)時(shí)間計(jì)算公式為：（28-計(jì)數(shù)初值）x晶振周期x12或 （28-計(jì)數(shù)初值）x機(jī)器周期本次設(shè)計(jì)中用到了T0和T1進(jìn)行中斷控制，T0和T1用的都是方式一。在中斷子程序中放進(jìn)了顯示程序，中斷時(shí)間為2MS，可以實(shí)現(xiàn)數(shù)碼管的動(dòng)態(tài)掃描且無閃爍感。定時(shí)器流程圖如圖4-2示。43 中斷程序設(shè)計(jì)所謂中斷,是指在計(jì)算機(jī)執(zhí)行程序過程中,當(dāng)出現(xiàn)某種情況,如發(fā)生停電和其他情況時(shí),由服務(wù)對(duì)象向CPU發(fā)出中斷請(qǐng)求信號(hào),要求CPU暫時(shí)中斷當(dāng)前程序的執(zhí)行,而轉(zhuǎn)去執(zhí)行相應(yīng)的處理程序,待處理程序執(zhí)行完畢后,再繼續(xù)處理執(zhí)行原來被中斷的程序中斷子程序能實(shí)現(xiàn)時(shí)鐘自動(dòng)走時(shí)功能，從而實(shí)現(xiàn)倒計(jì)時(shí)的運(yùn)行，在程序設(shè)計(jì)的過程

19、中有著重要的作用。中斷程序流程圖如圖4-3示：中斷定時(shí)時(shí)間到片選端flash_cs=0片選端flash_cs=1片選端flash_cs=2片選端flash_cs=3片選端flash_cs=4片選端flash_cs=5數(shù)碼管1顯示所需數(shù)據(jù)數(shù)碼管2顯示所需數(shù)據(jù)數(shù)碼管3顯示所需數(shù)據(jù)數(shù)碼管4顯示所需數(shù)據(jù)數(shù)碼管5顯示所需數(shù)據(jù)數(shù)碼管6顯示所需數(shù)據(jù)YYYYYYNNNNNN圖4-3 中斷程序流程圖5系統(tǒng)調(diào)試51軟件調(diào)試本設(shè)計(jì)采用的是C語言的編程方式，根據(jù)設(shè)計(jì)要求編寫程序，并在Keil uVision2軟件中進(jìn)行程序編寫的調(diào)試，確定編寫上沒有錯(cuò)誤后，利用ISIS 7 Professional配合所設(shè)計(jì)的硬件電路

20、進(jìn)行系統(tǒng)的調(diào)試。C語言編寫的程序有許多優(yōu)越性：（1）不懂得單片機(jī)的指令集，也能夠編寫完美的單片機(jī)程序；（2）無須懂得單片機(jī)的具體硬件，也能夠編出符合硬件實(shí)際的專業(yè)水平的程序；（3）C語言對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行了許多專業(yè)處理，避免了運(yùn)行中間異步的破壞等。8源程序見附錄三。52硬件及總體電路調(diào)試根據(jù)原理圖及PCB圖制作電路板，焊接完成后，把程序燒寫到AT89C51中，把芯片插到電路中，接入5V電源，數(shù)碼管顯示120000并開始正常走時(shí)，這時(shí)通過按鍵部分調(diào)節(jié)當(dāng)前時(shí)間、開燈時(shí)間和關(guān)燈時(shí)間。當(dāng)時(shí)間到達(dá)相應(yīng)時(shí)間時(shí)，路燈自動(dòng)開關(guān)，并在230000路燈會(huì)熄滅一半。如果沒有設(shè)定開關(guān)燈時(shí)間，路燈則在180000時(shí)開啟，060

21、000時(shí)熄滅。調(diào)試中，起初數(shù)碼管出現(xiàn)的全是8，而且不受按鍵的控制，這是由于初始值設(shè)定中出現(xiàn)了錯(cuò)誤，設(shè)置了高電平有效，導(dǎo)致數(shù)碼管一直處于點(diǎn)亮狀態(tài)，通過把初始值設(shè)置為低電平，數(shù)碼管出現(xiàn)正常；其次出現(xiàn)了按鍵的不靈敏，這是由于按鍵的延時(shí)消抖沒有處理好，修改了延時(shí)時(shí)間的長(zhǎng)短，按鍵出現(xiàn)正常。5.3系統(tǒng)改進(jìn)方案在本設(shè)計(jì)中首先存在不足的是斷電保護(hù)，為了在斷電的情況下系統(tǒng)也能夠正常工作，在電源供電方面進(jìn)行改進(jìn)：用一組備用電池與電源并聯(lián)，通過繼電器連接。繼電器有“常開、常閉”觸點(diǎn)，繼電器線圈未通電時(shí)處于斷開狀態(tài)的靜觸點(diǎn)，稱為“常開觸點(diǎn)”；處于接通狀態(tài)的靜觸點(diǎn)稱為“常閉觸點(diǎn)”。本設(shè)計(jì)中讓繼電器的常閉觸電一端與電源相

22、連接，另一端與備用電池相連接，當(dāng)正常通電情況下，繼電器斷開，使備用電池?cái)嚅_，系統(tǒng)由電源供電，當(dāng)電源斷電，繼電器閉合，系統(tǒng)由備用電池供電，這樣系統(tǒng)就可以在電源斷電的情況下也能正常工作。6其次是在陰雨天氣，路面亮度不夠，此時(shí)可以通過光感受模塊來控制路燈的亮暗。該模塊由光敏二極管為核心元件，通過光敏二極管對(duì)光線的采集，反饋給單片機(jī)，再由單片機(jī)來控制路燈的開關(guān)。白天受光照時(shí)光敏二極管反向電阻減小，回路短開，燈泡熄滅；天黑時(shí)因光照很小，光敏二極管反向電阻增大，回路接通，路燈點(diǎn)亮。在點(diǎn)亮或熄滅狀態(tài)下仍受原來系統(tǒng)的控制。例如光敏二極管點(diǎn)亮路燈后，若沒有接收到由光敏二極管傳出的關(guān)燈信號(hào)，則到達(dá)原系統(tǒng)設(shè)置的關(guān)燈

23、時(shí)間，路燈也同樣會(huì)熄滅。6結(jié)束語為期一個(gè)多月的畢業(yè)設(shè)計(jì)即將結(jié)束了，在這一個(gè)月里我在同學(xué)和老師的幫助下完成了路燈控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。畢業(yè)設(shè)計(jì)作為綜合性的設(shè)計(jì)，它不同于以前教學(xué)中的實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)等實(shí)踐環(huán)節(jié)。以前的所做的一些設(shè)計(jì)主要是根據(jù)相關(guān)的課本及老師所給資料去完成的，有一定的參照性，所以相對(duì)而言比較簡(jiǎn)單，不能完全達(dá)到鍛煉自己動(dòng)手能力的目的。而畢業(yè)設(shè)計(jì)則是對(duì)我們大學(xué)四年所學(xué)知識(shí)的一個(gè)綜合的訓(xùn)練及考核，是對(duì)所學(xué)知識(shí)的應(yīng)用能力和大學(xué)所學(xué)理論知識(shí)對(duì)實(shí)踐技能相結(jié)合的全面的檢驗(yàn)。并對(duì)我們?nèi)绾胃鶕?jù)要做的課題對(duì)現(xiàn)有的資料進(jìn)行理解和運(yùn)用的能力的考核。真正做到了理論聯(lián)系實(shí)際，把以前所學(xué)的知識(shí)綜合貫通進(jìn)行實(shí)踐，并在實(shí)踐中

24、不斷學(xué)習(xí)和自我完善。從剛確定畢業(yè)設(shè)計(jì)課題以來，我首先是查找一些相關(guān)的書籍及資料，然后分析設(shè)計(jì)，并根據(jù)實(shí)際情況擬定設(shè)計(jì)方案，從而達(dá)到優(yōu)化方案。在研究設(shè)計(jì)電路時(shí)，我優(yōu)化了電路設(shè)計(jì)，這就省去了一部分時(shí)間，最難的是調(diào)試了，但在老師和同學(xué)的幫助下，完成的設(shè)計(jì)達(dá)到了預(yù)定的要求。同時(shí)，通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我們?cè)诟鱾€(gè)方面都有了很大的提高，特別是在理論和實(shí)踐結(jié)合方面使我們受益匪淺，使大學(xué)里學(xué)習(xí)的理論知識(shí)在根本上得到一次最完整的實(shí)踐和提高。也為我即將面臨的工作奠定了很好的基礎(chǔ)。同時(shí)，在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)中深深認(rèn)識(shí)到自己的各個(gè)方面的不足之處，本著提高動(dòng)手能力以及檢測(cè)四年所學(xué)知識(shí)的目的，我嚴(yán)格要求自己，每一環(huán)節(jié)都認(rèn)真對(duì)待，定

25、期向知道老師報(bào)告進(jìn)展情況和請(qǐng)教不懂的地方，得以完成任務(wù)。在以后的工作中，我們必須進(jìn)一步深化在實(shí)踐中去豐富理論，完善知識(shí)結(jié)構(gòu)。由于環(huán)境條件的影響，理論與實(shí)踐還是有一定的差距，這也要求我們?cè)趯?shí)踐中注意檢驗(yàn)的積累。7致謝首先感謝我的指導(dǎo)老師張衛(wèi)平老師，在做畢業(yè)設(shè)計(jì)和論文的撰寫過程中，他給予了悉心的指導(dǎo)和耐心教誨，在他的悉心指導(dǎo)下，我的畢業(yè)設(shè)計(jì)和畢業(yè)論文得以順利完成。在我讀書的四年中，物理與機(jī)電工程學(xué)院的老師們對(duì)我的學(xué)習(xí)、生活給予了很大的幫助。在整個(gè)學(xué)習(xí)階段中，老師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度和以身作則、勤奮塌實(shí)的工作作風(fēng)使我受益菲淺，在此表示我深深的謝意。同時(shí)我還要感謝實(shí)驗(yàn)室的所有的老師，在畢業(yè)設(shè)計(jì)的進(jìn)展中，他們

26、給了我很多的關(guān)心和幫助，為我們創(chuàng)造一個(gè)良好的研究學(xué)習(xí)環(huán)境。還要感謝和我一起學(xué)習(xí)的電本班同學(xué)們，在一起四年的學(xué)習(xí)和探討，給我留下了許多難忘的回憶。在此，祝他們?cè)谖磥淼臍q月里生活幸福！我將努力工作，用所學(xué)到的知識(shí)為社會(huì)服務(wù)，以出色的工作成績(jī)來回報(bào)學(xué)校、老師和家人。參考文獻(xiàn)1 賈正松.單片機(jī)系統(tǒng)復(fù)位電路設(shè)計(jì)J.中國期刊全文數(shù)據(jù)庫,2007/362 方龍,肖獻(xiàn)保,李威.關(guān)于消除按鍵機(jī)械抖動(dòng)的研究A.廣西輕工業(yè).2008年1月第1期3 王春武,李巖,孟祥英等.C51中對(duì)按鍵的處理方法A.吉林師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版).2007年11月第4期4 羅杰，鄒韜平.單片機(jī)的串行動(dòng)態(tài)掃描顯示電路及編程J.船電技術(shù)

27、.1996/035 李濤.新型單片機(jī)AT89C2051及其應(yīng)用舉例J 1996年 04期 6 HYPERLINK 7J8 J/109 何立民.MCS51系列單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)M.北京航空航天大學(xué)出版社.199010 譚浩強(qiáng).C程序設(shè)計(jì)(第三版)MAT89C51-based control system design of the streetCollege：Physics Mechanical & Electrical engineeringProfession:Electronic information engineering Number:2005040202 Author:Chen J

28、uan Teacher:Zhang Wei Ping【Abstract】The street lamp control system for the needs of the actual situation to optimize the design. In the design, using the time switch button control, LED digital display is the six tubes and five light-emitting diode, the time for the normal 24-hour travel time can be

29、 opened from time to time adjust buttons to control. LED to show when the state transferred control of street lamps and simulation, so the more figurative designs. The design system of hours, minutes and seconds to adjust the switch to control the state of street lamps, and 23 oclock, the street lam

30、ps will automatically extinguish half, to energy-saving effect. After start time shows that the digital time display with six; when the day cycle of the past can continue to control and use light-emitting diodes to simulate the display.【Keyword】Single-chip Street Lights Energy Saving Control System附

31、錄一：系統(tǒng)總體原理圖附錄二：元器件清單器件名稱器件型號(hào)數(shù)量單片機(jī)AC89C511晶振12M1四聯(lián)數(shù)碼管共陰型2發(fā)光二極管5按鍵5磁介電容30pf21042電解電容470uf222uf1電阻1K5470歐5200歐1排阻5111電源5V1附錄三：源程序#include reg51.hunsigned char code changled10=0 x3f,0 x06,0 x5b,0 x4f,0 x66,0 x6d,0 x7d,0 x27,0 x7f,0 x6f;/共地接的LEDunsigned char led6;/用來顯示用的unsigned char guandeng3;/關(guān)開燈的時(shí)間unsi

32、gned char kaideng3;/燈開燈的時(shí)間unsigned char present_time3;/燈開燈的時(shí)間unsigned char xiao3;/燈關(guān)小的時(shí)間unsigned char flash=0;/片選掃描多少時(shí)間換一個(gè)位顯示unsigned char timemeasure=0;/T1中斷次數(shù)計(jì)算 40*20=1秒unsigned char flash_cs=0;/片選哪個(gè)位sbit dadeng=P14;/燈關(guān)小一點(diǎn)的控制sbit xiaodeng =P15;/燈大的控制aunsigned char tiaozheng=0;/調(diào)整燈關(guān)開暗的狀態(tài)bit enableb

33、it=0;unsigned int enabletime=0;sbit P1_0 =P10;sbit P1_1 =P11;sbit P1_2 =P12;sbit P1_3 =P13;/調(diào)整時(shí)間 1為調(diào)整目前的時(shí)間，2為調(diào)整關(guān)燈時(shí)間，3為調(diào)整秒 void change_data(unsigned char i) unsigned char x,change; if(i=1) x=present_time0; change=x/100; x=present_time0; led0=x/10-change*10; x=present_time0; led1=(unsigned char)(x-cha

34、nge*100-led0*10); x=present_time1; change=x/100; x=present_time1; led2=x/10-change*10; x=present_time1; led3=(unsigned char)(x-change*100-led2*10); x=present_time2; change=x/100; x=present_time2; led4=x/10-change*10; x=present_time2; led5=(unsigned char)(x-change*100-led4*10); if(i=2) x=kaideng0; ch

35、ange=x/100; x=kaideng0; led0=x/10-change*10; x=kaideng0; led1=(unsigned char)(x-change*100-led0*10); x=kaideng1; change=x/100; x=kaideng1; led2=x/10-change*10; x=kaideng1; led3=(unsigned char)(x-change*100-led2*10); x=kaideng2; change=x/100; x=kaideng2; led4=x/10-change*10; x=kaideng2; led5=(unsigne

36、d char)(x-change*100-led4*10); if(i=3) x=guandeng0; change=x/100; x=guandeng0; led0=x/10-change*10; x=guandeng0; led1=(unsigned char)(x-change*100-led0*10); x=guandeng1; change=x/100; x=guandeng1; led2=x/10-change*10; x=guandeng1; led3=(unsigned char)(x-change*100-led2*10); x=guandeng2; change=x/100

37、; x=guandeng2; led4=x/10-change*10; x=guandeng2; led5=(unsigned char)(x-change*100-led4*10); /*改變燈的狀態(tài)*/void change_deng(unsigned i) if(i=0) dadeng=1; xiaodeng=0; if(i=1) dadeng=0; xiaodeng=1; if(i=2) dadeng=0; xiaodeng=0; /*秒分時(shí)進(jìn)初始化*/void init(void) guandeng0=6;/6：00：00 guandeng1=0; guandeng2=0; kaid

38、eng0=18; kaideng1=0; kaideng2=0; present_time0=12; present_time1=00; present_time2=00; xiao0=23; xiao1=00; xiao2=00;/*定時(shí)器0*/T0_in() interrupt 1 using 3 unsigned char bb; flash+; enabletime+; if(flash=15) flash=0; if(flash_cs=0) P2=254; if(flash_cs=1) P2=253; if(flash_cs=2) P2=251; if(flash_cs=3) P2=

39、247; if(flash_cs=4) P2=239; if(flash_cs=5) P2=223; bb=ledflash_cs; P0=changledbb; if(flash_cs!=5) flash_cs+; else flash_cs=0; if(enabletime=555) enabletime=0; enablebit=1; /*定時(shí)器1*/T1_in() interrupt 3 using 3TH1=(65535-40000)/256;/40MS中斷一次TL1=(65536-40000)%256;TR1=1;timemeasure+;/*秒分時(shí)進(jìn)判斷鐘*/if(timemea

40、sure=25)/40*50=1s timemeasure=0; if(present_time259) present_time2+; else present_time2=0; if(present_time159) present_time1+; else present_time1=0; if(present_time023) present_time0+; else present_time0=0; if(tiaozheng=3) change_data(1); if(present_time0=guandeng0) if(present_time1=guandeng1) if(pr

41、esent_time2=guandeng2) xiaodeng=0; dadeng=0; if(present_time0=kaideng0) if(present_time1=kaideng1) if(present_time2=kaideng2) xiaodeng=1; dadeng=1; if(present_time0=xiao0) if(present_time1=xiao1) if(present_time2=xiao2) xiaodeng=1; dadeng=0; main()unsigned char dengstate=0;/燈的狀態(tài)P3=0;P1=0 x00;ET0=1;E

42、T1=1;TMOD=0 x12;TH0=0;TL0=0;TR0=1;TH1=(65535-40000)/256;/20MS中斷一次TL1=(65536-40000)%256;TR1=1;EA=1;init();change_data(1);init();/ initt();for(;)/*大小燈轉(zhuǎn)換*/ if(P1_3=1) if(enablebit=1) enablebit=0; enabletime=0; change_deng(dengstate); if(dengstate0) if(tiaozheng3) if(tiaozheng6) if(tiaozheng=9) change_d

43、ata(3); if(tiaozheng=10) tiaozheng=0;P3=0; if(tiaozheng=1 | tiaozheng=4 |tiaozheng=7) P3=1; if(tiaozheng=2 | tiaozheng=5 | tiaozheng=8) P3=2; if(tiaozheng=3 | tiaozheng=6 | tiaozheng=9) P3=4; if(P1_2=1) if(enablebit=1) enablebit=0; enabletime=0; if(tiaozheng =1) if(present_time023) present_time0+;el

44、sepresent_time0=0;change_data(1); if(tiaozheng =2) if(present_time159) present_time1+;elsepresent_time1=0;change_data(1); if(tiaozheng =3) if(present_time259) present_time2+;elsepresent_time2=0; change_data(1); /開燈時(shí)間調(diào)整 if(tiaozheng =4) if(kaideng023) kaideng0+;elsekaideng0=0;change_data(2); if(tiaoz

45、heng =5) if(kaideng159) kaideng1+;elsekaideng1=0;change_data(2); if(tiaozheng =6) if(kaideng259) kaideng2+;elsekaideng2=0; change_data(2); if(tiaozheng =7) if(guandeng023) guandeng0+;elseguandeng0=0;change_data(3); if(tiaozheng =8) if(guandeng159) guandeng1+;elseguandeng1=0;change_data(3); if(tiaozh

46、eng =9) if(guandeng259) guandeng2+;elseguandeng2=0; change_data(3); if(P1_2=1) if(enablebit=1) enablebit=0; enabletime=0; if(tiaozheng =1) if(present_time023) present_time0+;elsepresent_time0=0;change_data(1); if(tiaozheng =2) if(present_time159) present_time1+;elsepresent_time1=0;change_data(1); if

47、(tiaozheng =3) if(present_time259) present_time2+;elsepresent_time2=0; change_data(1); /開燈時(shí)間調(diào)整 if(tiaozheng =4) if(kaideng023) kaideng0+;elsekaideng0=0;change_data(2); if(tiaozheng =5) if(kaideng159) kaideng1+;elsekaideng1=0;change_data(2); if(tiaozheng =6) if(kaideng259) kaideng2+;elsekaideng2=0; c

48、hange_data(2); if(tiaozheng =7) if(guandeng023) guandeng0+;elseguandeng0=0;change_data(3); if(tiaozheng =8) if(guandeng159) guandeng1+;elseguandeng1=0;change_data(3); if(tiaozheng =9) if(guandeng2=1) present_time0-;elsepresent_time0=23;change_data(1); if(tiaozheng =2) if(present_time1=1) present_tim

49、e1-;elsepresent_time1=59;change_data(1); if(tiaozheng =3) if(present_time2=1) present_time2-;elsepresent_time2=59; change_data(1); /開燈時(shí)間調(diào)整 if(tiaozheng =4) if(kaideng0=1) kaideng0-;elsekaideng0=23;change_data(2); if(tiaozheng =5) if(kaideng1=1) kaideng1-;elsekaideng1=59;change_data(2); if(tiaozheng

50、=6) if(kaideng2=1) kaideng2-;elsekaideng2=59; change_data(2); if(tiaozheng =7) if(guandeng0=1) guandeng0-;elseguandeng0=23;change_data(3); if(tiaozheng =8) if(guandeng1=1) guandeng1-;elseguandeng1=59;change_data(3); if(tiaozheng =9) if(guandeng2=1) guandeng2-;elseguandeng2=59; change_data(3); 龍巖學(xué)院物理

51、與機(jī)電工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)外文資料翻譯系 （院）： 物理與機(jī)電工程學(xué)院 專 業(yè)： 電子信息工程 姓 名： 陳 娟 學(xué) 號(hào)： 200504022 外文出處： :/ HYPERLINK :/ view.asp?id=709719_888800 指導(dǎo)老師： 張衛(wèi)平 職 稱： 講師 附 件： 1. 指導(dǎo)教師評(píng)語：簽名： 2009 年 月 日附件一：外文資料原文（來源于： HYPERLINK :/ ic37 /icasp/pdf_view.asp?id=709719_888800 ）DS1302 Trickle Charge Timekeeping Chip一、FEATURES1、Real time

52、 clock counts seconds, minutes hours, date of the month, month, day of the week, and year with leap year compensation valid up to 2100.2、31 x 8 RAM for scratchpad data storage.3、Serial I/O for minimum pin count.4、2.05.5V full operation.5、.6、Singlebyte or multiplebyte (burst mode) data transfer for r

53、ead or write of clock or RAM data.7、8pin DIP or optional 8pin SOICs for surface mount.8、Simple 3wire interface.9、TTLcompatible (VCC = 5V).10、Optional industrial temperature range 40C to +85C.11、DS1202 compatible.二、PIN ASSIGNMENT三、PIN DESCRIPTIONX1, X2：32.768 kHz Crystal Pins；GND：Ground；RST：Reset；I/O

54、：Data Input/Output；SCLK：Serial Clock；VCC1, VCC2：Power Supply Pins四、DESCRIPTION The DS1302 Trickle Charge Timekeeping Chip contains a real time clock/calendar and 31 bytes of static RAM. It communicates with a microprocessor via a simple serial interface. The real time clock/calendar provides seconds

55、, minutes, hours, day, date, month, and year information. The end of the month date is automatically adjusted for months with less than 31 days, including corrections for leap year. The clock operates in either the 24hour or 12hour format with an AM/PM indicator. Interfacing the DS1302 with a microp

56、rocessor is simplified by using synchronous serial communication. Only three wires are required to communicate with the clock/RAM: (1) RST(Reset), (2) I/O (Data line), and (3) SCLK (Serial clock). Data can be transferred to and from the clock/RAM 1 byte at a time or in a burst of up to 31 bytes. The

57、 DS1302 is designed to operate on very low power and retain data and clock information on less than 1 microwatt.The DS1302 is the successor to the DS1202. In addition to the basic timekeeping functions of the DS1202, the DS1302 has the additional features of dual power pins for primary and backup po

58、wer supplies, programmable trickle charger for VCC1, and seven additional bytes of scratchpad memory.（1）、OPERATIONThe main elements of the Serial Timekeeper are shown in Figure 1: shift register, control logic, oscillator,real time clock, and RAM.DS1302 BLOCK DIAGRAM Figure 1（2）、SIGNAL DESCRIPTIONS

59、VCC1： VCC1 provides low power operation in single supply and battery operated systems as well as low power battery backup. In systems using the trickle charger, the rechargeable energy source is connected to this pin.VCC2 ：Vcc2 is the primary power supply pin in a dual supply configuration. VCC1 is

60、connected to a backup source to maintain the time and date in the absence of primary power.The DS1302 will operate from the larger of VCC1 or VCC2. When VCC2 is greater than VCC1 + 0.2V, VCC2 will power the DS1302. When VCC2 is less than VCC1, VCC1 will power the DS1302.SCLK (Serial Clock Input) SCL