學(xué)院：電子信息工程學(xué)院 班級(jí)：08級(jí)電子二班

學(xué)院：電子信息工程學(xué)院

班級(jí)：08級(jí)電子二班

學(xué)生姓名：白蘭軍

指導(dǎo)教師：李莉

天津職業(yè)大學(xué)畢業(yè)論文智能路燈控制系統(tǒng)的研究

系統(tǒng)研究的方案

此路燈控制系統(tǒng)采用AT89S52單片機(jī)為核心，利用單片機(jī)的端口分別控制LCD1602標(biāo)準(zhǔn)時(shí)鐘系統(tǒng)、可控硅和電鈴，達(dá)到智能操控照明系統(tǒng)。我們常見(jiàn)的路燈、過(guò)道燈、草坪燈、廣告箱燈和廁所等公共場(chǎng)所用的一些照明燈往往徹夜通明，這不僅浪費(fèi)能源，在某種程度上也造成了光污染。在今天電力能源供應(yīng)比較緊張的情況下，在沒(méi)有人員活動(dòng)的深夜讓這些燈關(guān)掉一些，不僅可以節(jié)約能源，也能夠節(jié)約一些開(kāi)支。本文主要介紹系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)背景、意義，并重點(diǎn)介紹了硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)的過(guò)程。在硬件方面，從元件，模塊，系統(tǒng)的闡述，特別是系統(tǒng)的核心部分AT89C52，并用PROTEL99SE軟件對(duì)原理圖進(jìn)行繪制。軟件方面，用現(xiàn)階段比較流行的單片機(jī)C語(yǔ)言編程，利用定時(shí)器中斷控制標(biāo)準(zhǔn)時(shí)鐘。最后是軟硬件的調(diào)試，其中介紹了單片機(jī)仿真軟件KEILC51的使用。智能控制系統(tǒng)的研究原理

路燈智能控制系統(tǒng)一般由控制中心主站、各點(diǎn)測(cè)控分站、通訊系統(tǒng)三大部分組成。主站主要由電腦和網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成，負(fù)責(zé)管理、控制整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行，其兼容性和容量大小可靈活配置；通訊一般采用無(wú)線或無(wú)線與有線相結(jié)合的方式，目前無(wú)線技術(shù)有GSM短信息網(wǎng)、GPRS數(shù)傳電臺(tái)、CDPD公共無(wú)線數(shù)據(jù)網(wǎng)，或利用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)路燈控制器的TCP／IP協(xié)議(實(shí)現(xiàn)自己數(shù)據(jù)的高速傳輸和實(shí)時(shí)控制)等技術(shù)；而各分站點(diǎn)通過(guò)安裝單片機(jī)或新技術(shù)裝備(如Lonworks技術(shù))構(gòu)成其控制器，從而達(dá)到與主站通訊、接受命令、執(zhí)行開(kāi)關(guān)、控制電壓、控制時(shí)間、反饋數(shù)據(jù)信息等功能。智能控制型路燈實(shí)現(xiàn)過(guò)程可以是多種多樣，但無(wú)外乎都是：主站電腦控制中心+合適的通訊手段或方式+各分站集中智能控制器+路燈控制系統(tǒng)的模式，其一般實(shí)現(xiàn)原理圖如下圖所示

：智能路燈控制系統(tǒng)原理圖P0口：是一個(gè)8位漏極開(kāi)路的雙向I/O口。P1.0口：T2（定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T2的外部計(jì)數(shù)輸入），時(shí)鐘輸出。P1.1口：T2EX（定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T2的捕捉/重載觸發(fā)信號(hào)和方向控制）。P1.5口：MOSI（在系統(tǒng)編程用）。P1.6口：MISO（在系統(tǒng)編程用）。P1.7口：SCK（在系統(tǒng)編程用）。P3.0口：RXD（串行輸入）。P3.1口：TXD（串行輸出）。P3.2口：INT0(外部中斷0)。P3.3口：INT0(外部中斷0)。P3.4口：T0（定時(shí)器0外部輸入。P3.5口：T1（定時(shí)器1外部輸入）。P3.6口：WR(外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫(xiě)選通)。P3.7口：RD(外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫(xiě)選通)。RST:復(fù)位輸入。ALE/PROG：地址鎖存控制信號(hào)（ALE）是訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器時(shí)，鎖存低8位地址的輸出脈沖。PSEN:外部程序存儲(chǔ)器選通信號(hào)（PSEN）是外部程序存儲(chǔ)器選通信號(hào)。EA/VPP:訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器控制信號(hào)。XTAL1:振蕩器反相放大器和內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生電路的輸入端。XTAL2:振蕩器反相放大器的輸出端。AT89S52芯片RST(Pin1)：復(fù)位輸入。RST一旦變成高電平所有的I/O引腳就復(fù)位到“1”。當(dāng)振蕩器正在運(yùn)行時(shí)，持續(xù)給出RST引腳兩個(gè)機(jī)器周期的高電平便可完成復(fù)位。OSC2（Pin4）：作為振蕩器反相放大器的輸出。OSC1（Pin5）：作為振蕩器反相放大器的輸入和內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生器的輸入。GND（Pin10）：地。VCC（Pin20）：電源電壓。P1口（Pin12～Pin19）：P1口是一8位雙向I/O口。其中引腳P1.2～P1.7提供內(nèi)部上拉電阻。P1.0和P1.1還分別作為片內(nèi)精密模擬比較器的同相輸入（AIN0）和反相輸入（AIN1）。P3口是帶有內(nèi)部上拉電阻的雙向I/O口。它還用于實(shí)現(xiàn)AT89C2051的其它特殊功能。P3.0為串行輸入端口P3.1為串行輸出端口。P3.2為外中斷0。P3.3為外中斷1。P3.4為定時(shí)器0外部輸入。P3.5為定時(shí)器1外部輸入。AT89C2051芯片LCD1602芯片引腳圖編號(hào)符號(hào)引腳說(shuō)明編號(hào)符號(hào)引腳說(shuō)明1VSS

電壓地9D2DataI/O2VDD

電源正極10D3DataI/O3VL

液晶顯示偏壓信號(hào)11D4DataI/O4RS

數(shù)據(jù)/命令選擇端12D5DataI/O5R/W

讀/寫(xiě)選擇端13D6DataI/O6E使能信號(hào)14D7DataI/O7D0DataI/O15BLA背光源正極8D1DataI/O16BLK背光源負(fù)極LCD1602芯片的接口信號(hào)說(shuō)明

標(biāo)準(zhǔn)時(shí)鐘顯示電路

第1頁(yè)共3頁(yè)在小規(guī)模點(diǎn)陣液晶模塊上使用液晶顯示驅(qū)動(dòng)控制器組成液晶顯示驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)是非常有益的。這使得液晶顯示模塊的硬件電路簡(jiǎn)單化，從而降低模塊的成本。但是這也同時(shí)提高了對(duì)軟件功能的要求，也就是說(shuō)，許多顯示功能如光標(biāo)、字符庫(kù)、閃爍等都需要由軟件編制而成。本液晶顯示模塊(LCD1602)采用模擬口線方式，該連接方式簡(jiǎn)單。微處理器AT89S52的P口通過(guò)數(shù)據(jù)鎖存器(74HC573)分別與液晶顯示模塊(LCD1602)的數(shù)據(jù)端(DB)相連接,數(shù)據(jù)命令選擇端(RS)、讀寫(xiě)選擇端(R/W)、使能信號(hào)端(E)分別與微處理器AT89S52的P2.3口、P2.4口、P2.5口相連接。光敏接收電路

第1頁(yè)共3頁(yè)該部分電路是通過(guò)AT89C2051里面的模擬信號(hào)比較器，R7為光敏電阻，其電阻值隨著光線的增強(qiáng)而減少，當(dāng)照度較小時(shí)P1.1口的電位小于P1.0口的電位，P3.6口輸出高電平。變可變電阻RP1的阻值可調(diào)整照度的控制閾值，如上頁(yè)電路圖所示：由于微處理器AT89C2051的P3.7口與AT89S52的P3.7口相連接，所以只要在AT89C2051的ROM中寫(xiě)入相就的程序，就可以控制到AT89S52，從而可以采取一系統(tǒng)的動(dòng)作(照明和電鈴電路)。按鍵可調(diào)部分

由于本系統(tǒng)設(shè)置功能部分要求比較簡(jiǎn)單(標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)調(diào)時(shí)和)，所以采用獨(dú)立式按鈕調(diào)節(jié)，端口用P1.0、P1.1、P1.2、P1.3

，如圖所示:系統(tǒng)復(fù)位與晶振電路

該電路為AT89C2051和AT89S52提供時(shí)鐘基準(zhǔn)與復(fù)位：1.首先根據(jù)電路可聯(lián)系焊接的順序問(wèn)題。當(dāng)初板子做好以后，焊接的順序很重要，應(yīng)該是應(yīng)該按功能劃分的器件進(jìn)行焊接，順序是功能部件的焊接—調(diào)試—另一功能部件的焊接，這樣容易找到問(wèn)題的所在。2.如果在調(diào)試按功能劃分的器件上出現(xiàn)問(wèn)題，可以按以下步驟進(jìn)行：1）檢查原理圖連接是否正確。 2）檢查原理圖與PCB圖是否一致。3）檢查PCB板上的封裝引腳是否與實(shí)際采購(gòu)的器件引腳一致。4）用萬(wàn)用表檢查是否有虛焊，引腳短路現(xiàn)象。5）檢測(cè)各器件的電路輸出端口的輸出是否與理論值相等或者接近。（在測(cè)光敏電阻電壓的時(shí)候，其引腳1，7的輸出很小，原來(lái)是電位器的調(diào)節(jié)引起的）。3.多觀察，多思考。在調(diào)試過(guò)程中，對(duì)于出現(xiàn)的任何現(xiàn)象都不要放過(guò)，問(wèn)題的解決就是從一些小的現(xiàn)象入手的。硬件的調(diào)試

源程序編好以后，驗(yàn)證其正確性，MCS-51單片機(jī)可以通過(guò)常用的仿真軟件KeilC51來(lái)調(diào)試，它可以對(duì)匯編或者C語(yǔ)言編的程序進(jìn)行調(diào)試。1.建立工程文件2.調(diào)試程序3.程序的加載軟件的調(diào)試總結(jié)

經(jīng)過(guò)三個(gè)多月的努力，我現(xiàn)在已經(jīng)完成了以AT89C2051和AT89S52微處理器控制的單片機(jī)夜用照明顯示系統(tǒng)。所完成的工作主要包括以下幾個(gè)方面:1.準(zhǔn)備階段的工作。準(zhǔn)備階段的工作主要包括:查閱國(guó)內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn)，了解微控制器的發(fā)展過(guò)程及發(fā)展趨勢(shì)，了解LCD顯示屏的工作原理、主要作用。2.對(duì)顯示系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)本文采用單片機(jī)與液晶顯示模塊(LCD1602)模擬口線方式。該模擬口線方式簡(jiǎn)單，比較容易控制液晶顯示模塊(LCD1602)。3.系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)軟件主要包含時(shí)鐘判斷和顯示程序，調(diào)用不同指令來(lái)完成相應(yīng)的功能。本單片機(jī)夜用照明系統(tǒng)采用單片機(jī)C語(yǔ)言來(lái)編寫(xiě)，在其編寫(xiě)過(guò)程當(dāng)中比較方便的調(diào)用單片機(jī)內(nèi)部的資源，從而比較容易控制與單片機(jī)相聯(lián)系的外圍電路。展望

盡管本系統(tǒng)能夠完成我們所要求的任務(wù)來(lái)控制照明系統(tǒng)，并且體現(xiàn)出了物優(yōu)價(jià)廉的優(yōu)越性，但由于本人水平和開(kāi)發(fā)時(shí)間有限，離一個(gè)完全實(shí)用的，能夠完全符合市場(chǎng)需求的單片機(jī)夜用照明顯示系統(tǒng)還有一定的差距。因此，在以后的研究過(guò)程中，還需要在系統(tǒng)抗干擾方面、增強(qiáng)顯示效果、提高其靈敏度及功能上做大量工作，以滿足當(dāng)今社會(huì)更高的使用的要求。

致謝在本論文的寫(xiě)作過(guò)程中，我的指導(dǎo)教師李莉老師傾注了大量的心血，從選題到開(kāi)題報(bào)告，從寫(xiě)作提綱，到一遍又一遍地指出每稿中的具體問(wèn)題，嚴(yán)格把關(guān)，循循善誘，在此我表示衷心感謝。同時(shí)我還要感謝在我學(xué)習(xí)期間給我極大關(guān)心和支持的各位老師以及關(guān)心我的同學(xué)和朋友。其實(shí)，當(dāng)我寫(xiě)完這篇畢業(yè)論文的時(shí)候，