基于單片機(jī)的路燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、通信工程方向 綜合設(shè)計(jì) 基于單片機(jī)的路燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 學(xué)生學(xué)號(hào) 學(xué)生姓名 學(xué)院名稱 專業(yè)名稱電子信息科學(xué)與技術(shù) 指導(dǎo)教師 2013 年12 月12 日 摘要摘要 隨著社會(huì)需求和單片機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴(kuò)展，各類智能產(chǎn)品、控制系統(tǒng)都 是以單片機(jī)技術(shù)為核心來(lái)進(jìn)行開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)的。本系統(tǒng)采用 MSC-51 系列單片機(jī) AT89C51 和相關(guān)的光電檢測(cè)設(shè)備設(shè)計(jì)智能路燈控制器，實(shí)現(xiàn)了能根據(jù)實(shí)際光線 條件通過(guò) 8051 芯片的 P1 口控制路燈開(kāi)關(guān)的功能。 本設(shè)計(jì)是以光敏電阻對(duì)于外界光線強(qiáng)弱的感應(yīng)能力為基礎(chǔ)進(jìn)行的路燈自動(dòng) 化控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)。當(dāng)光線強(qiáng)度弱到一定程度的時(shí)候，路燈就會(huì)自動(dòng)滅掉；當(dāng)光 線強(qiáng)到一定程度的時(shí)候，路

2、燈就會(huì)自動(dòng)開(kāi)啟。 關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞 路燈自動(dòng)化；光控；單片機(jī) 目目 錄錄 1 緒論.1 2 本課程設(shè)計(jì)的方案.2 2.1 所需的軟硬件.2 2.2 工作原理.2 2.2.1 主要模塊.2 2.2.2 系統(tǒng)框圖.2 2.3 設(shè)計(jì)采取的方案.3 3 主要電路模塊的實(shí)現(xiàn).4 3.1 光敏電阻感應(yīng)模塊與 AD/DA 轉(zhuǎn)換模塊. .4 3.2 IIC 總線模塊.4 3.3 LED 燈與數(shù)碼管顯示模塊.5 3.4 單片機(jī)最小系統(tǒng)模塊. .7 4 系統(tǒng)電路圖.8 5 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì).10 6 設(shè)計(jì)過(guò)程中遇到的主要問(wèn)題以及解決辦法.14 7 心得體會(huì).。 。.15 結(jié)論.16 參考文獻(xiàn).17 附錄.18 1 緒論

3、 隨著夜晚的來(lái)臨，城市里華燈初上，人們消除了白天的繁忙，漫步穿行于 城市的街道上。在那霓虹漫彩的燈光下，一個(gè)個(gè)孩子歡快的玩耍著，一對(duì)對(duì)男 女漫步于小道里、花園中，一輛輛汽車奔馳于公路上。路燈已經(jīng)成為一個(gè)城市 的照明系統(tǒng)不可分割更無(wú)可替代的一部分，在城市照明中發(fā)揮著舉足輕重的作 用，而其所依靠的就是路燈自動(dòng)控制系統(tǒng)。本系統(tǒng)實(shí)用性強(qiáng)、操作簡(jiǎn)單,而且所 用的路燈采用 LED 燈。眾所周知，LED 是目前最為節(jié)能的發(fā)光元件，通過(guò)采用 LED 發(fā)光可以節(jié)省大量的電能，而且 LED 發(fā)光柔和，亮度適中，對(duì)環(huán)境無(wú)污染， 已經(jīng)廣泛的應(yīng)用于各種照明場(chǎng)合。因此，智能光控節(jié)能路燈必將在未來(lái)得到廣 泛的應(yīng)用。 但當(dāng)前

4、大多采用的是定時(shí)的路燈自動(dòng)化控制系統(tǒng)。其通常都是采用全夜式 開(kāi)啟路燈的自動(dòng)化控制系統(tǒng)。但因?yàn)橄奶旄煲驗(yàn)樘炝僚c天黑的時(shí)差頗大， 使得夏天晚上過(guò)早的路燈就開(kāi)啟，早上又過(guò)晚的關(guān)閉。且世界奇觀這么多，偶 爾總會(huì)出現(xiàn)點(diǎn)極端的天氣狀況，會(huì)造成白天天過(guò)黑、夜晚又如白晝般亮的情況 （如日全食等） ，而路燈又不會(huì)自動(dòng)開(kāi)啟或者關(guān)閉，這就使得交通事故的發(fā)生概 率增大，路燈在這種情況下失去了其應(yīng)有的價(jià)值和意義也造成能源的白白浪費(fèi)。 而且現(xiàn)在路燈已經(jīng)全球基本普及，大到世界有名的大城市，小到小城鎮(zhèn)、小鄉(xiāng) 村都已經(jīng)有了路燈，可想而知世界能源在這塊的浪費(fèi)上是多么的巨大。 光控路燈不僅可以解決這類問(wèn)題，還可以使路燈在有需要

5、的時(shí)候自動(dòng)開(kāi)啟 或者關(guān)閉，避免了路燈在不需要的時(shí)候自動(dòng)開(kāi)啟或者關(guān)閉。大大的避免了能源 不必要的浪費(fèi)，對(duì)于地球環(huán)保和能源的節(jié)約，可以起到巨大的作用。光控路燈 如果可以普及化，不僅可以為城市省下了一大筆的開(kāi)支，使其可以將節(jié)省下的 資金投資到更有意義的地方去，使得城市可以更好、更快的發(fā)展。對(duì)于世界來(lái) 說(shuō)，更是可以取得巨大的節(jié)約能源效果，對(duì)于綠色地球的實(shí)現(xiàn)做出巨大的貢獻(xiàn)。 路燈自動(dòng)化的控制方式有很多，本系統(tǒng)采用 STC 89C51 和七段數(shù)碼管顯示 器、LED 燈等相關(guān)的光電檢測(cè)、控制、顯示設(shè)備，來(lái)設(shè)計(jì)智能光控路燈自動(dòng)化 系統(tǒng)。實(shí)現(xiàn)能根據(jù)外界光線條件通過(guò) IIC 總線模塊、AD/DA 轉(zhuǎn)換模塊等的處理

6、 實(shí)現(xiàn)控制路燈的自動(dòng)化開(kāi)啟或者關(guān)閉功能。 本設(shè)計(jì)是以光敏電阻對(duì)于外界光線強(qiáng)弱的感應(yīng)能力為基礎(chǔ)進(jìn)行的路燈自動(dòng) 化控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)。當(dāng)光線強(qiáng)度弱到一定程度的時(shí)候，路燈就會(huì)自動(dòng)滅掉；當(dāng)光 線強(qiáng)到一定程度的時(shí)候，路燈就會(huì)自動(dòng)開(kāi)啟。本設(shè)計(jì)以當(dāng)外界光線強(qiáng)度弱到使 光敏電阻阻值大于等于 200 歐的時(shí)候，LED 燈會(huì)自動(dòng)開(kāi)啟；小于 200 歐的時(shí)候， 自動(dòng)關(guān)閉。 2 本課程設(shè)計(jì)的方案 2.1 所需的軟硬件 Proteus 軟件、keil 軟件、Protel 軟件、CH341SER 驅(qū)動(dòng)軟件、 STC_ISP_V478 燒寫軟件、單片機(jī) STC89C52、PCF8591 元件、AT24C02 元件、 74HC57

7、3 元件、光敏電阻、發(fā)光二極管、七段數(shù)碼管、電阻、排阻、電容、極 性電容、11.0592M 晶振、電源、學(xué)習(xí)用的 AT89C52 硬件板、開(kāi)關(guān)等。 2.2 工作原理 本設(shè)計(jì)是以光敏電阻可以根據(jù)外界光線的強(qiáng)度而改變自身阻值的特性（光 線越強(qiáng)，阻值越??；光線越弱，阻值越大）為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的光控路燈自動(dòng)化控制 系統(tǒng)。其原理是利用光敏電阻感受外界光線強(qiáng)度并體現(xiàn)在自身阻值的變化上， 然后根據(jù)這一阻值的大小來(lái)判斷外界的光線亮度情況，然后根據(jù)所得數(shù)據(jù)判斷 LED 是該亮起還是該滅掉。 2.2.1 主要模塊構(gòu)成 1、光敏電阻感應(yīng)模塊 2、AD/DA 轉(zhuǎn)換模塊 3、IIC 總線模塊 4、LED 燈模塊 5、數(shù)碼管顯

8、示模塊 6、單片機(jī)最小化系統(tǒng)模塊 其流程為：光敏電阻讀取外界光線的強(qiáng)度，通過(guò) ADC 轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)編碼傳輸 給單片機(jī)，單片機(jī)接收、處理、輸出數(shù)據(jù)使得七段數(shù)碼管顯示出數(shù)據(jù)（當(dāng)前光 敏電阻的阻值） 。執(zhí)行中斷，判斷該光線的強(qiáng)度是否達(dá)到設(shè)定的要求（這里設(shè)定 光敏電阻阻值大于、等于 200 時(shí)，LED 燈亮；小于 200 時(shí)，LED 燈滅） ，若達(dá)到 則 LED 燈亮起；若達(dá)不到則 LED 燈滅掉。 2.2.2 系統(tǒng)框圖 晶振 電路 路振 光敏 輸入 單 片 機(jī) 主 要 程 序 數(shù)碼管 顯示輸出 LED 燈 亮滅輸出 圖 2-1 系統(tǒng)框圖 2.3 方案設(shè)計(jì)與論證 路燈是城市照明工程的主要組成部分，在夜晚

9、，路燈的照明起到非常重要 的作用。但是路燈在起著重要作用的同時(shí)，也在消耗著大量的能源。為了節(jié)約 能源，路燈控制系統(tǒng)需要采取一定的節(jié)能措施，比如說(shuō)在沒(méi)有人和車經(jīng)過(guò)時(shí)自 動(dòng)關(guān)閉路燈，就可以收到明顯的節(jié)能效果。因而，方便和節(jié)能就是本設(shè)計(jì)的要 點(diǎn)。 方案一：采用簡(jiǎn)單邏輯電路組合成控制系統(tǒng)?？梢跃拖到y(tǒng)的各個(gè)部分在系 統(tǒng)工作時(shí)的狀態(tài)畫出時(shí)序圖，轉(zhuǎn)化為真值表進(jìn)行邏輯運(yùn)算，設(shè)計(jì)出邏輯電路來(lái) 控制系統(tǒng)的運(yùn)行。此方案由純硬件實(shí)現(xiàn)，設(shè)計(jì)復(fù)雜，系統(tǒng)龐大，多級(jí)門電路的 串聯(lián)造成的時(shí)延對(duì)系統(tǒng)的穩(wěn)定產(chǎn)生不利的影響，而且難以對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行復(fù)雜的處 理。 方案二：以單片機(jī)控制系統(tǒng)為主，輔以少量的必要的邏輯電路?？梢岳?有限的控制

10、線和數(shù)據(jù)/地址總線，簡(jiǎn)化系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)，并充分發(fā)揮數(shù)量不多的 數(shù)字邏輯器件的作用，實(shí)現(xiàn)了整個(gè)題目的基本要求部分。同時(shí)可以用軟件實(shí)現(xiàn) 系統(tǒng)的功能和對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行各種后期處理，改善人機(jī)界面。 綜合考慮，本設(shè)計(jì)采用方案二，采用 STC89C51 單片機(jī)控制系統(tǒng)的運(yùn)行。 3 主要電路模塊的實(shí)現(xiàn) 3.1 光敏電阻感應(yīng)模塊與 AD/DA 轉(zhuǎn)換模塊 所謂的 AD/DA 轉(zhuǎn)換就是模數(shù)/數(shù)模轉(zhuǎn)換，該設(shè)計(jì)中我們涉及到的是 ADC（模數(shù)轉(zhuǎn) 換） 。 PCF8591 是具有 IIC 總線接口的 8 位 A/D 及 D/A 的轉(zhuǎn)換器，具有 4 路 A/D 輸入、1 路 A/D 輸出。 其引腳： 1、ANI0ANI3 為模擬

11、信號(hào)輸入端，不用時(shí)接地。 2、SDA 為 IIC 總線數(shù)據(jù)輸入輸出端 3、SCL 為 IIC 總線時(shí)鐘輸入端 4、 VREF 為基準(zhǔn)電壓輸入端 其原理為：光敏電阻通過(guò)感應(yīng)外界的光線強(qiáng)度獲得數(shù)據(jù)，通過(guò) PCF8591 的 ANI0 端口（數(shù)據(jù)輸入端口）輸入數(shù)據(jù)，進(jìn)行 ADC（模數(shù)轉(zhuǎn)換）將感應(yīng)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換 成數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。 AD/DA 模塊和光敏電阻感應(yīng)模塊仿真圖如下： 圖 3-1 AD/DA 轉(zhuǎn)換模塊與光敏電阻感應(yīng)模塊 3.2 IIC 總線模塊 隨著大規(guī)模集成電路技術(shù)的發(fā)展，一個(gè)系統(tǒng)所需要的組件越來(lái)越多，所以 各組成部分之間便需要總線來(lái)實(shí)現(xiàn)組件之間數(shù)據(jù)的傳輸、控制。而 IIC 總線具 有簡(jiǎn)單、有效、高性

12、能優(yōu)點(diǎn)?？梢源蟠蠛?jiǎn)化系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)。因此得到廣泛應(yīng) 用。 因?yàn)?AT24C02 擁有存儲(chǔ)芯片，且可重復(fù)擦除數(shù)百萬(wàn)次和重復(fù)讀寫的能力。 因此在這里我們便采用 AT24C02 來(lái)實(shí)現(xiàn) IIC 總線的 EEPROM 功能。 用它來(lái)存儲(chǔ) 數(shù)據(jù)并控制數(shù)據(jù)的輸出與接收，實(shí)現(xiàn) IIC 總線的雙向串口通信功能。 其引腳： 1、SDA 為串行數(shù)據(jù)輸入輸出端，是一個(gè)雙向漏極開(kāi)路結(jié)構(gòu)的引腳，這里作為 IIC 總線數(shù)據(jù)輸入輸出端。 2、SCL 為串行移位時(shí)鐘控制端，這里作為 IIC 總線時(shí)鐘輸入。寫入數(shù)據(jù)時(shí)，上 升沿有效；讀出數(shù)據(jù)時(shí)，下降沿有效。 IIC 總線仿真圖如下： 圖 3-2 IIC 總線模塊 3.3 LED

13、 燈與數(shù)碼管顯示模塊 這里我們應(yīng)用了 74HC573，它包含八路 D 型透明鎖存器。適用于面向總線 的三態(tài)輸出。所有鎖存器共用一個(gè)鎖存使能（LE）端和一個(gè)輸出使能（OE）端。 利用 74HC573 的鎖存功能，使其 LE 端口接單片機(jī)。利用單片機(jī)編程控制鎖 存數(shù)據(jù)的輸入延遲時(shí)間，以此來(lái)達(dá)到控制 LED 燈亮與滅和七段數(shù)碼管顯示數(shù)值 的穩(wěn)定。使得 LED 燈和七段數(shù)碼管不會(huì)一直亮滅亮滅的閃。 其引腳： 1、當(dāng) LE 為高電平時(shí)，數(shù)據(jù)從 Dn 輸入到鎖存器； 2、當(dāng) LE 為低電平時(shí)，鎖存器存儲(chǔ) D 輸入上的信息一段就緒時(shí)間直到 LE 的下降沿來(lái)臨。 3、當(dāng) OE 為低電平時(shí)，8 個(gè)鎖存器的內(nèi)容可

14、被正常輸出； 4、當(dāng) OE 為高電平時(shí)，輸出進(jìn)入高阻態(tài)。 LED 燈模塊和七段數(shù)碼管模塊仿真圖如下： 圖 3-3 七段數(shù)碼管顯示模塊 圖 3-4 LED 燈顯示模塊 3.4 單片機(jī)最小系統(tǒng)模塊 最小系統(tǒng)是 51 單片機(jī)的最基本的組成部分，51 單片機(jī)的引腳雖然只有四 十，但它有很多的擴(kuò)展功能，根據(jù)相應(yīng)的課題設(shè)計(jì)要求可以設(shè)計(jì)相應(yīng)的外圍電 路。編寫出相應(yīng)的控制程序便可以跟外圍電路很好的組合成功能復(fù)雜的系統(tǒng)。 其引腳： 1、18，19 腳為單片機(jī)的晶振引腳；外接 11.0592MHz 的晶振，晶振外圍還有 2 個(gè) 22pF 的起振電容，可以使單片機(jī)更好的起振。 2、9 腳為單片機(jī)的復(fù)位引腳；當(dāng)復(fù)位引

15、腳出現(xiàn)連續(xù)兩個(gè)機(jī)器周期的高點(diǎn)平時(shí)， 單片機(jī)復(fù)位。 3、31 引腳為/EA 引腳；當(dāng)/EA 接高電平時(shí)讀取內(nèi)部?jī)?chǔ)存數(shù)據(jù)，當(dāng)內(nèi)部存儲(chǔ)器讀 取完成后，單片機(jī)自動(dòng)讀取外部存儲(chǔ)器；當(dāng)/EA 接低電平是，單片機(jī)只讀取外 部存儲(chǔ)器， 單片機(jī)仿真圖如下： 圖 3-5 單片機(jī)最小系統(tǒng)模塊 4 系統(tǒng)電路圖 該設(shè)計(jì)是將上述的六個(gè)模塊拼接一起組成一個(gè)系統(tǒng)體系，以實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)所需 要的功能及光控路燈自動(dòng)化控制系統(tǒng)。單個(gè)模塊其功能相對(duì)會(huì)比較簡(jiǎn)單、單一， 但將一些模塊合理的串接起來(lái)就可以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的功能。當(dāng)然也可以實(shí)現(xiàn)該設(shè)計(jì) 所需的功能。 其連接方式： 1、光敏電阻通過(guò)感應(yīng)外界的光線強(qiáng)度，將其轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)，利用 PCF8591

16、 的 AIN0 模擬信號(hào)輸入端，將模擬數(shù)據(jù)輸入到 PCF8591。 2、PCF8591 對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行 ADC 轉(zhuǎn)換（模數(shù)轉(zhuǎn)化）將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)信號(hào)。并 根據(jù)單片機(jī)對(duì) SCL（IIC 總線時(shí)鐘輸入端）高低電平的控制，利用 SDA（IIC 總 線數(shù)據(jù)輸入輸出端）將數(shù)據(jù)傳輸至 IIC 總線的緩存元件 AT24C02 使其行使 EEPROM 功能。 3、根據(jù)單片機(jī)傳輸給 AT24C02 的 SCL（串行移位時(shí)鐘控制端）端口的高低電平 信號(hào)來(lái)執(zhí)行數(shù)據(jù)的寫入或者讀出。寫入數(shù)據(jù)時(shí)，上升沿有效；讀出數(shù)據(jù)時(shí)，下 降沿有效。利用 AT24C02 的 SDA 端來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)的雙向串口通信。 4、AT24C02 在

17、SCL 為下降沿的時(shí)候通過(guò) SDA 端將緩存的數(shù)據(jù)傳輸給單片機(jī)。 5、74H573 的 LE 端口接單片機(jī)的端口，利用單片機(jī)對(duì) LE 的輸入電平進(jìn)行控制。 當(dāng) LE 為高電平時(shí)，數(shù)據(jù)從 Dn 輸入到鎖存器；當(dāng) LE 為低電平時(shí)，鎖存器存儲(chǔ) D 輸入上的信息一段就緒時(shí)間直到 LE 的下降沿來(lái)臨。實(shí)現(xiàn)對(duì) LED 燈模塊跟七段數(shù) 碼管顯示模塊的延時(shí)時(shí)間控制，防止一閃一閃的。 6、單片機(jī)通過(guò)處理數(shù)據(jù)，判斷 LED 燈模塊該亮還是該滅，并輸出數(shù)據(jù)到 LED 燈 模塊和七段數(shù)碼管模塊所連接的 74HC573 的 Dn 端口。 7、單片機(jī)通過(guò)對(duì) SCL 和 LE 端口電平的輸入來(lái)控制各模塊間數(shù)據(jù)的傳輸、接收

18、。 其模塊連接流程圖： 光敏電阻 感應(yīng)模塊 AD/DA 轉(zhuǎn)換 模塊 IIC 總線 模塊 單片機(jī) 模塊 數(shù)碼管 顯示模塊 LED 燈 模塊 圖 4-1 模塊連接流程 電路總圖如下： 圖 4-2 電路總圖 5 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) 啟動(dòng)該程序，接收光敏電阻傳輸進(jìn)來(lái)的模擬數(shù)據(jù)，啟動(dòng) ADC 轉(zhuǎn)換程序?qū)⒛?擬數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，并啟動(dòng) IIC 總線控制程序?qū)?shù)據(jù)緩存到 AT24C02 中， 利用單片機(jī)編程對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和傳輸?shù)目刂?，使得整個(gè)系統(tǒng)可以很好的相互 協(xié)調(diào)運(yùn)行。以達(dá)到實(shí)現(xiàn)光控路燈自動(dòng)化控制系統(tǒng)所需要的功能的實(shí)現(xiàn)。 對(duì)于 IIC 總線， 、AD/DA 轉(zhuǎn)換程序主要利用的是對(duì) PCF8591 和 AT2

19、4C02 的 SDA、SCL 端口的輸入電平來(lái)實(shí)現(xiàn)程序的啟動(dòng)和關(guān)閉，以此達(dá)到控制數(shù)據(jù)的輸出 和輸入的功能；通過(guò)對(duì) 74HC573 的 LE 端口電平的輸入控制，來(lái)達(dá)到 LED 燈和 七段數(shù)碼管顯示時(shí)間的延遲，防止其一閃一閃的。 詳細(xì)步驟： 啟動(dòng)該程序，光敏電阻感應(yīng)外界光線的強(qiáng)度并轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)，經(jīng)過(guò) PCF8591 的 AIN0 數(shù)據(jù)輸入端口輸入到 PCF8591 里面，經(jīng)過(guò) ADC 轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)總線。 當(dāng) SDA 端口由從高到低一次跳變，IIC 通信開(kāi)始。SDA 將出具傳輸?shù)?AT24C02 里 面緩存起來(lái)。當(dāng) SDA 由低到高的一次跳變，IIC 通信結(jié)束。將 SDA 接單片機(jī)的 P3.2 端

20、口，SCL 接單片機(jī)的 P3.3 端口。利用單片機(jī)的編程控制 P3.2 和 P3.3 端 口高低電平的輸入就可以控制 ADC 轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)輸出延遲時(shí)間和 IIC 總線緩存區(qū) 的數(shù)據(jù)輸入單片機(jī)中或者單片機(jī)反饋的數(shù)據(jù)輸入到緩存區(qū)里面。單片機(jī)的 P0 端 口接的是 74HC573，這是一個(gè)八路透明鎖存器。其端口 LE 接單片機(jī)的 P1.0 跟 P1.1，利用單片機(jī)的編程來(lái)控制 P1.0 跟 P1.1 端口高低電平的輸出，以控制 74HC573 的數(shù)據(jù)傳輸?shù)?LED 燈跟七段數(shù)碼管的延遲時(shí)間，防止 LED 燈和七段數(shù) 碼管的閃動(dòng)。 當(dāng)數(shù)據(jù)顯示在數(shù)碼管中后，中斷程序啟動(dòng)，執(zhí)行判斷程序。判斷當(dāng)百位 =2 的

21、時(shí)候 LED 燈亮起來(lái)；判斷2 的時(shí)候 LED 燈就滅掉。 程序中還用到了數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)讀取與發(fā)送程序，使得七段數(shù)碼管的數(shù)值可以 隨著光敏電阻的感應(yīng)數(shù)據(jù)一起不斷的變化。還有延遲函數(shù)，可以設(shè)定顯示函數(shù) 的延遲時(shí)間。還有 IIC 總線的啟動(dòng)、結(jié)束程序。還有數(shù)據(jù)的發(fā)送接收函數(shù)與顯 示函數(shù)。 具體程序設(shè)計(jì)見(jiàn)附錄：Keil 程序。 本系統(tǒng)的軟件執(zhí)行流程圖如下： 光敏電阻感應(yīng) 外界光線強(qiáng)度 通過(guò) ADC（模數(shù)轉(zhuǎn)換） 轉(zhuǎn)換成數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù) 七段數(shù)碼管顯示出 當(dāng)前光敏電阻阻值 LED 燈亮LED 燈不亮 啟動(dòng)系統(tǒng) YESNO 實(shí)行判斷程序，判斷 LED 燈是否開(kāi)啟？ 啟動(dòng) IIC 總線程序 進(jìn)行數(shù)據(jù)緩存 單片機(jī)啟動(dòng)動(dòng)態(tài)

22、 接收數(shù)據(jù)程序 中斷程序開(kāi)啟 判斷程序啟動(dòng) 啟動(dòng) IIC 總線數(shù)據(jù) 發(fā)送函數(shù) 單片機(jī)處理數(shù)據(jù) 啟動(dòng)結(jié)束 IIC 總線程 序 單片機(jī)發(fā)送 處理后的數(shù)據(jù) 啟動(dòng)顯示函數(shù) 讀取數(shù)值 圖 5-1 軟件執(zhí)行流程 啟動(dòng)總線程序 void Start() SDA=1; /時(shí)鐘保持高，數(shù)據(jù)線從高到低一次跳變，I2C 通信開(kāi) 始 SCL=1; Delay(0); SDA=0; Delay(0); SCL=0; 結(jié)束總線程序 void Stop() SDA=0; /時(shí)鐘保持高，數(shù)據(jù)線從低到高一次跳變，I2C 通信停 止 SCL=1; Delay(0); SDA=1; Delay(0); SCL=0; 延時(shí)函數(shù)程序

23、void Delay(uint z) /延時(shí)函數(shù)延時(shí) 1ms uchar x,y; for(x=0;xz;x+) for(y=0;y120;y+); 顯示程序 void Display(unsigned char FirstBit,unsigned char Num) static uchar i=0; P0=0 x00 ; /數(shù)碼管消隱 a=1; P0=0 x00; Delay(0); a=0; P0=0 x00; b=1; P0=Weimai+FirstBit; Delay(0); b=0; P0=0 x00; a=1; P0=tempdatai; Delay(0); a=0; i+; i

24、f(i=Num) /緩存數(shù)據(jù) i=0; 6 設(shè)計(jì)過(guò)程中遇到的主要問(wèn)題以及解決辦法 由于要設(shè)計(jì)本課題所需要用到的知識(shí)有很多都是沒(méi)有教過(guò)的，所有使用的 一些元器件也是完全沒(méi)接觸過(guò)的型號(hào)。 因此在實(shí)驗(yàn)中遇到不少的問(wèn)題： 1、要實(shí)現(xiàn)本課題所需要的內(nèi)容需要用到好多腦子里幾乎沒(méi)半點(diǎn)概念的知識(shí)； 2、對(duì)于所需要使用到的模塊不了解，如 AD/DA 轉(zhuǎn)換、IIC 總線等； 3、對(duì)于原理圖多需要用到的芯片不會(huì)用，如 PCF8591、AT24C02、光敏電阻等； 4、對(duì)于原理圖跟程序之間，各模塊如何連接使其成為一個(gè)系統(tǒng)不了解。 解決辦法： 1、花了的一段時(shí)間自學(xué)那些沒(méi)教過(guò)的知識(shí)，AD/DA 轉(zhuǎn)換、IIC 總線的應(yīng)用

25、等， 并知道要實(shí)現(xiàn)這些功能多需要用到的元器件。 2、花了幾天時(shí)間全面地查詢、了解所需要用到的元器件其原理及怎樣應(yīng)用。 3、花了幾天的時(shí)間將上面查詢到的資料“消化”掉，以便開(kāi)始課程設(shè)計(jì)的開(kāi)始 動(dòng)工設(shè)計(jì)。 4、資料理解完之后，對(duì)于整個(gè)系統(tǒng)的構(gòu)成已經(jīng)有一個(gè)大體的理念了，可以開(kāi)始 動(dòng)手設(shè)計(jì)了。 7 心得體會(huì) 經(jīng)過(guò)這一次的綜合設(shè)計(jì)，讓我了解到我的知識(shí)是那么的稀少、那么的淺薄。 單片機(jī)的時(shí)間那么大，我現(xiàn)在所學(xué)的，連皮毛都還算不上。需要多多的努力學(xué) 習(xí)，想要基礎(chǔ)的掌握單片機(jī)，光靠課堂的學(xué)習(xí)是不夠的，課后仍需要自學(xué)許許 多多的知識(shí)所以想要成為單片機(jī)精英，需要付出比現(xiàn)在多好幾倍的努力才能達(dá) 到。 這次的設(shè)計(jì)，讓

26、我更加熟悉了單片機(jī)需要用到的 Proteus 仿真軟件、Keil 程序編寫軟件、CH341SER 驅(qū)動(dòng)軟件、STC_ISP_V478 燒寫軟件的功能和使用方法； 也讓我學(xué)習(xí)到了好幾種電子元器件的使用方法和原理。收獲頗豐。 在整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，我遇到了大量的問(wèn)題。比如說(shuō)，所要用到的元器件找 不到、編程有錯(cuò)誤等。但是在老師及同學(xué)們的無(wú)私幫助下，這些問(wèn)題都得到了 及時(shí)的解決。同時(shí)，我要特別感謝我的論文指導(dǎo)老師潘老師，他從開(kāi)始選題的 時(shí)候就開(kāi)始對(duì)我進(jìn)行不懈的指導(dǎo)，幫我剖析論文的結(jié)構(gòu)及設(shè)計(jì)思路，給予我大 量的參考資料。同時(shí)，不斷地檢查我們的論文進(jìn)度，督促我們更好更快的完成。 在我遇到問(wèn)題時(shí)，也會(huì)及時(shí)的給予

27、指導(dǎo)，用生動(dòng)的比喻和到位的剖析為我排憂 解難。在此，向潘老師表示最誠(chéng)摯的謝意。 總而言之，本次畢業(yè)設(shè)計(jì)我收獲頗多。不僅學(xué)會(huì)了兩款新的軟件 protues 和 KEIL C51，也了解了單片機(jī)的一些工作原理及常見(jiàn)的用途。最重要的，本次 設(shè)計(jì)教會(huì)了我一種解決問(wèn)題的方法，這對(duì)我以后的工作及學(xué)習(xí)絕對(duì)是大有幫助。 結(jié)論 隨著社會(huì)的發(fā)展，路燈已經(jīng)全球化。幾乎只要有人群的地方就會(huì)有路燈。 而用于控制路燈的自動(dòng)化控制系統(tǒng)因?yàn)槭澜缬羞@個(gè)需求，所以也出現(xiàn)了好多利 用不同外部因素來(lái)實(shí)現(xiàn)路燈的自動(dòng)化控制系統(tǒng)，用來(lái)控制路燈的自動(dòng)亮起或者 自動(dòng)關(guān)閉。 當(dāng)前大多數(shù)地方采用的都是定時(shí)的路燈自動(dòng)化控制系統(tǒng)，晚上路燈一整夜 都開(kāi)

28、啟著，白天全天關(guān)閉著。但因?yàn)橄奶旄煲驗(yàn)樘炝僚c天黑的時(shí)差頗大， 使得夏天晚上過(guò)早的路燈就開(kāi)啟，早上又過(guò)晚的關(guān)閉。且世界奇觀這么多，偶 爾總會(huì)出現(xiàn)點(diǎn)極端的天氣狀況，會(huì)造成白天天過(guò)黑、夜晚又如白晝般亮的情況 （如日全食等） ，而路燈又不會(huì)自動(dòng)開(kāi)啟或者關(guān)閉，使得一個(gè)路燈每年都得應(yīng)為 這個(gè)原因而白白浪費(fèi)了多少能源。而世界路燈總量又是多么的龐大，那每年世 界在路燈這塊的能源浪費(fèi)上課想而知是一個(gè)多么龐大的天文數(shù)字啊。 光控路燈比時(shí)控路燈明顯的先進(jìn)實(shí)用、靈活性上更是遠(yuǎn)遠(yuǎn)的超越時(shí)控路燈。 未來(lái)必然會(huì)成為世界路燈自動(dòng)化控制系統(tǒng)的主流。本設(shè)計(jì)采用的是利用單片機(jī) 進(jìn)行的光控路燈自動(dòng)化控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)。但本設(shè)計(jì)所利用的

29、元器件等原材料并不 屬于極強(qiáng)耐用型，且設(shè)計(jì)不夠完善，無(wú)法隨需要而進(jìn)行修改自己的所想要的光 線強(qiáng)度設(shè)定其值，高于等于該值就亮；低于就滅。因此此設(shè)計(jì)并不適合于現(xiàn)實(shí) 中大規(guī)模的應(yīng)用。需要修改一下使用的元器件，改為使用壽命高的元器件進(jìn)行 設(shè)計(jì)，并添加設(shè)定極限值功能和防瞬間強(qiáng)光燈也會(huì)亮的防“虛強(qiáng)光”功能 添加個(gè)感應(yīng)強(qiáng)光的設(shè)定時(shí)間值即可，強(qiáng)光保持一定時(shí)間燈才會(huì)滅；反之也一樣， 弱光保持一定時(shí)間燈才會(huì)亮。利用修改后的系統(tǒng)就可以在現(xiàn)實(shí)中進(jìn)行大規(guī)模的 應(yīng)用。 參考文獻(xiàn) 1 張義和等.例說(shuō) 51 單片機(jī)（C 語(yǔ)言版） （第 3 版）.北京：人民郵電出版社，2010 2 彭偉.單片機(jī) C 語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn) 100

30、例基于 8051+Proteus 仿真.北京：電子工業(yè) 出版社，2009 3 李健，蔣全勝，任靈芝.智能路燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)J.工業(yè)控制計(jì)算機(jī).2010 年，第六期 4 胡斌.元器件及實(shí)用電路M.電子工業(yè)出版社, 2007-7 5 馮育長(zhǎng)等編著.單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)例分析M.西安電子科技大學(xué)出版,2007 6 孫敏.數(shù)字電路系統(tǒng)J.電力系統(tǒng)通信.2011 年，第三期 7 何立民.單片機(jī)與嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用J.2002 年，第 5 期：P5-8 8 張毅剛，彭喜元，彭宇編著. 單片機(jī)原理及應(yīng)用M.高等教育出版社，2010.5 9 周荷琴，吳秀清編著.微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)M.中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)出版社， 2

31、008.6 10 查兵，崔浩.單片機(jī)原理J.中國(guó)高新技術(shù).2011 年，第一期 11 馬忠梅，張凱.單片機(jī) C 語(yǔ)言應(yīng)用程序設(shè)計(jì)M.北京航空航天出版社,2003 年 11 月第 三版 12 雷思孝，馮育長(zhǎng).單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)及工程應(yīng)用M.西安電子科技大學(xué)出版社,2005 年 5 月第一版 13 江曉安，董秀峰，楊頌華.數(shù)字電子技術(shù)M.西安電子科技大學(xué)出版社,2002 年 5 月 第二版 附錄 附錄 1 圖 1 符合條件，LED 燈亮起 圖 2 未達(dá)到條件，LED 燈滅 附錄 2 KeilKeil 程序：程序： #include #define uchar unsigned char #define uint unsigned int unsigned char dispcount; sbit a=P10;/段控制 sbit b=P11;/位控制 sbit LeDen=P12;/LED 燈控制端 sbit Line=P13;/點(diǎn)陣行控制端 sbit rst=P34;/DS1302 復(fù)位端，低電平關(guān)閉 sbit SDA=P32; sbit SCL=P33; Unsignedchar Duanma=0 x3f,0 x06,0 x5b,0 x4f,0 x66,0 x6d,0 x7d,0 x07,0 x7f,0 x6f; unsigned ch