智能路燈控制系統(tǒng)

1、一設(shè)計的任務(wù)和要求設(shè)計并制作一套智能路燈控制系統(tǒng)?？刂葡到y(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。 圖1 路燈控制系統(tǒng)示意圖基本要求（1）支路控制器有時鐘功能，能設(shè)定、顯示開關(guān)燈時間，并控制整條支路按時開燈和關(guān)燈。（2）支路控制器應(yīng)能根據(jù)環(huán)境明暗變化，自動開燈和關(guān)燈。（4）支路控制器能分別獨立控制每只路燈的開燈和關(guān)燈時間。（5）當路燈出現(xiàn)故障時（燈不亮），支路控制器應(yīng)發(fā)出聲光報警信號，并顯示有故障路燈的地址編號。二.路燈控制系統(tǒng)基本原理本設(shè)計是基于STC單片機的智能路燈控制系統(tǒng)，由電源電路、單片機控制模塊、光控電路、紅外遙控與檢測、液晶顯示六個模塊組成。單片機通過光控電路來檢測環(huán)境亮度控制總的路燈開關(guān)，在設(shè)定燈開的時

2、間段內(nèi)，如果沒有人或車通過時，電路的分開關(guān)元件處于斷開狀態(tài)，路燈不亮；當通過紅外檢測系統(tǒng)檢測到有人或車通過時，電路的分開關(guān)元件閉合，路燈形成通路，路燈亮。同時通過A/D轉(zhuǎn)換芯片把燈的亮度的模擬信號轉(zhuǎn)變成數(shù)字信號傳送給單片機，單片機輸出控制信號又通過D/A轉(zhuǎn)換芯片來調(diào)節(jié)路燈的明暗。光敏電阻監(jiān)控路燈的好壞，當路燈壞了光敏電阻就會返回一個信號給單片機，讓單片機驅(qū)動蜂鳴器報警，并由顯示屏顯示哪個燈壞了。整個設(shè)計應(yīng)用單片機和硬件組合來對系統(tǒng)進行控制，設(shè)計簡單，成本低，穩(wěn)定性好。三、設(shè)計方案根據(jù)題目基本要求，設(shè)計任務(wù)主要完成單片機AT89C51對光學傳感器傳輸?shù)男盘栠M行處理，從而控制路燈的亮與滅，同時對行

3、程中的有關(guān)數(shù)據(jù)進行處理并顯示，并在此過程中如果出現(xiàn)故障（燈不亮）時則發(fā)出聲光報警。為完成相應(yīng)功能，系統(tǒng)可以劃分為以下幾個基本部分：單片機、光敏監(jiān)測電路、信息顯示、聲光報警電路、A/D轉(zhuǎn)換、時鐘控制電路。（如圖1所示）時鐘存儲單元光敏檢測電路交通情況監(jiān)測時鐘控制電路輸入顯示電路單片機聲光報警電路A/D轉(zhuǎn)換 恒流源驅(qū)動LED2LED1圖2 系統(tǒng)設(shè)計框圖示意圖四、硬件設(shè)計1、AT89C51最小系統(tǒng)板AT89C51最小系統(tǒng)板電路圖圖3 最小系統(tǒng)電路圖2、光控制電路用光敏電阻作光電開關(guān)電路，其靈敏度相當高。由單片機處理光信號，照度較低時，單片機控制電路導(dǎo)通；當有一定照度的光照射時，光敏電阻阻值變小，單片

4、機控制電路斷開，實現(xiàn)功能. 圖4 光控制電路圖3、電源電路根據(jù)整機要求，電源電路應(yīng)為信號產(chǎn)生電路提供5V電壓，其中5V電壓需要 穩(wěn)壓輸出，為此選用了7815， 7915兩種三端集成穩(wěn)壓器，這種三端固定電壓輸 出式集成穩(wěn)壓器，使用簡單，價格較低，且由于內(nèi)部具有過壓過流保護，使整機 的電源電路穩(wěn)定，性能可靠。外接9V交流電輸入，經(jīng)絕對值電路，然后濾波通過7805，7905產(chǎn)生5V的直流電壓。電源部分電路圖如圖5所示。圖5 電源電路4、顯示電路多位LED顯示時，常將所有位的段選線并聯(lián)在一起，由一個8位IO口控制，而共陰極點或共陽極點分別由另一個8位IO口控制；也可采用并行擴展口構(gòu)成顯示電路。（如圖6

5、所示）圖6 數(shù)碼管顯示電路圖5、路燈故障檢測采用光敏二極管檢測路燈的開燈與關(guān)燈，然后將信號傳送到單片機，由單片機程序控制蜂鳴器發(fā)出報警聲。在實驗板上裝一個蜂鳴器，利用單片機控制聲光。 圖7 聲光報警電路 圖8 LED恒流源電路圖 6、LED恒流源 采用W7805提供5V的直流穩(wěn)壓電源。如圖八所示五、軟件設(shè)計本軟件設(shè)計的程序設(shè)計包括判斷各個按鈕按下之后能夠?qū)崿F(xiàn)什么功能，判斷開燈關(guān)燈的時間。其中，動態(tài)顯示是在中斷子程序中進行的，每一次中斷的時間為1MS，每中斷一次掃描一次，實現(xiàn)動態(tài)顯示。正常走時的動態(tài)顯示是在T0中斷中進行動態(tài)掃描的，設(shè)置開燈關(guān)燈的時間是在T1中斷中進行動態(tài)掃描的。主程序流程圖為：

6、系統(tǒng)軟件設(shè)計采用模塊化思想，主要由單片機完成，實現(xiàn)LED顯示、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和存儲。系統(tǒng)軟件設(shè)計主要由故障檢測程序、路燈執(zhí)行時間、環(huán)境光控制路燈亮滅等子程序組成。其中，路燈執(zhí)行開關(guān)時間和環(huán)境決定路燈亮滅流程圖下圖所示。 主程序清單： ORG 0000HAJMP MAINORG 0003HAJMP YIDONGORG 000BHAJMP INTT0ORG0030HMAIN:NOP;系統(tǒng)賦初值SDISP1:CLR P2.0CLR CJB P3.1,SDISP1NOPACALL KEYSCANMOV A,40HCJNE A,#06H,SDISP1NSDISP1N:JNC SDISP1MOV 30H,40H

7、SETB P3.1SDISP2:MOV P2,#0FFHCLR P2.1CLR CJB P3.1,SDISP2NOPACALL KEYSCANMOV A,40HCJNE A,#0AH,SDISP2NSDISP2N: JNC SDISP2MOV 31H,40HSETB P3.1SDISP3:MOV P2,#0FFHCLR P2.2CLR CJB P3.1,SDISP3NOPACALL KEYSCANMOV A,40H CJNE A,#06H,SDISP3NSDISP3N:JNC SDISP3MOV 32H,40HSETB P3.1SDISP4:MOV P2,#0FFHCLR P2.3CLR CJ

8、B P3.1,SDISP4NOPACALL KEYSCANMOV A,40HCJNE A,#0AH,SDISP4NSDISP4N:JNC SDISP4MOV 33H,40HSETB P3.1SDISP5:MOV P2,#0FFHCLR P2.0CLR CJB P3.1,SDISP5NOPACALL KEYSCANMOV A,40HCJNE A,#06H,SDISP5NSDISP5N:JNC SDISP5MOV 35H,40HSETB P3.1SDISP6:MOV P2,#0FFHCLR P2.1CLR CJB P3.1,SDISP6NOPACALL KEYSCANMOV A,40HCJNE A

9、,#0AH,SDISP6NSDISP6N:JNC SDISP6MOV 36H,40HSETB P3.1SDISP7:MOV P2,#0FFHCLR P2.2SETB P2.1CLR CJB P3.1,SDISP7NOPACALL KEYSCANMOV A,40HCJNE A,#06H,SDISP7NSDISP7N:JNC SDISP7MOV 37H,40HSETB P3.1SDISP8:MOV P2,#0FFHCLR P2.3SETB P2.2CLR CJB P3.1,SDISP8NOPACALL KEYSCANMOV A,40HCJNE A,#0AH,SDISP8NSDISP8N:JNC S

10、DISP8MOV 38H,40HSETB P3.1SDISP9:MOV P2,#0FFHCLR P2.0CLR CJB P3.1,SDISP9NOPACALL KEYSCANMOV A,40HCJNE A,#06H,SDISP9NSDISP9N:JNC SDISP9MOV 3AH,40HSETB P3.1SDISPA:MOV P2,#0FFHCLR P2.1CLR CJB P3.1,SDISPANOPACALL KEYSCANMOV A,40HCJNEA,#0AH,SDISPANSDISPAN:JNC SDISPAMOV 3BH,40HSETB P3.1SDISPB:MOV P2,#0FFHC

11、LR P2.2CLR CJB P3.1,SDISPBNOPACALL KEYSCANMOV A,40HCJNE A,#06H,SDISPBNSDISPBN:JNC SDISPBMOV 3CH,40HSETB P3.1SDISPC:MOV P2,#0FFHCLR P2.3CLR CJB P3.1,SDISPCNOPACALL KEYSCANMOV A,40HCJNE A,#0AH,SDISPCNSDISPCN:JNC SDISPCMOV 3DH,40HSETB P3.1MOV TMOD,#01H MOV TH0,#3CH MOV TL0,#0B0HSETB EASETB ET0SETB EX0S

12、ETB IT0MOV R5,#14HMOV P2,#0FFHMOV 34H,#00HMOV 39H,#00HMOV 3EH,#00HLOOP1:JNB P3.5,LOOP2ACALL JUDGE3LOOP2:MOV R4,#3AHSETB TR0ACALL DISPLAYAJMP LOOP1;鍵盤掃描程序KEYSCAN:MOV P1,#0FFHCLR P1.4MOV A,P1ANL A,#0FHXRL A,#0FHJZNOKEY1LCALL DELY10MSMOV A,P1ANL A,#0FHXRL A,#0FHJZ NOKEY1MOV A,P1ANL A,#0FHCJNE A,#0EH,NK

13、1MOV 40H,#1LJMP DK1NK1:CJNE A,#0DH,NK2MOV 40H,#4LJMP DK1NK2: CJNE A,#0BH,NK3MOV 40H,#7LJMP DK1NK3: CJNE A,#07H,NK4MOV 40H,#14LJMP DK1NK4: NOPDK1:MOV A,40HMOV DPTR,#TABLEMOVC A,A+DPTRMOV P0,ADK1A: MOV A,P1ANL A,#0FHXRL A,#0FHJNZ DK1ARETNOKEY1:MOV P1,#0FFHCLR P1.5MOV A,P1ANL A,#0FHXRL A,#0FHJZ NOKEY2L

14、CALL DELY10MSMOV A,P1ANL A,#0FHXRL A,#0FHJZ NOKEY2MOV A,P1ANL A,#0FHCJNE A,#0EH,NK5MOV 40H,#2LJMP DK2NK5: CJNE A,#0DH,NK6MOV 40H,#5LJMP DK2NK6: CJNE A,#0BH,NK7MOV 40H,#8LJMP DK2NK7: CJNE A,#07H,NK8MOV 40H,#0LJMP DK2NK8: NOPDK2:MOV A,40HMOV DPTR,#TABLEMOVC A,A+DPTRMOV P0,ADK2A: MOV A,P1ANL A,#0FHXRL

15、A,#0FHJNZ DK2ARETNOKEY2:MOV P1,#0FFHCLR P1.6MOV A,P1ANL A,#0FHXRL A,#0FHJZ NOKEY3LCALL DELY10MSMOV A,P1ANL A,#0FHXRL A,#0FHJZ NOKEY3MOV A,P1ANL A,#0FHCJNE A,#0EH,NK9MOV 40H,#3LJMP DK3NK9: CJNE A,#0DH,NK10MOV 40H,#6LJMP DK3NK10: CJNE A,#0BH,NK11MOV 40H,#9LJMP DK3NK11: CJNE A,#07H,NK12MOV 40H,#15LJMP

16、DK3NK12: NOPDK3:MOV A,40HMOV DPTR,#TABLEMOVC A,A+DPTRMOV P0,ADK3A: MOV A,P1ANL A,#0FHXRL A,#0FHJNZ DK3ARETNOKEY3:MOV P1,#0FFHCLR P1.7MOV A,P1ANL A,#0FHXRL A,#0FHJZ NOKEY4LCALL DELY10MSMOV A,P1ANL A,#0FHXRL A,#0FHJZ NOKEY4MOV A,P1ANL A,#0FHCJNE A,#0EH,NK13MOV 40H,#10LJMP DK4NK13:CJNE A,#0DH,NK14MOV 4

17、0H,#11LJMP DK4NK14: CJNE A,#0BH,NK15MOV 40H,#12LJMP DK4NK15: CJNE A,#07H,NK16MOV 40H,#13LJMP DK4NK16: NOPDK4:MOV A,40HMOV DPTR,#TABLEMOVC A,A+DPTRMOV P0,ADK4A: MOV A,P3ANL A,#0FHXRL A,#0FHJNZ DK4ARETNOKEY4:LJMP KEYSCAN;時鐘功能INTT0: PUSH ACC PUSH PSW CLR ET0 CLR TR0 MOV A,#0B7H ADD A,TL0 MOV TL0,A MOV

18、A,#3CH ADDC A,TH0 MOV TH0,A SETB TR0 DJNZ R5, OUTT0 ADDSS: MOV R5,#14H MOV R0,#3CH ACALL ADD1 MOV A,R3 CLR C CJNE A,#60H,ADDMM ;ADDMM: JC OUTT0 ACALL CLR0 MOV R0,#3AH ACALL ADD1 MOV A,R3 CLR C CJNE A,#60H,ADDOUT ;ADDOUT: JC OUTT0 ACALL CLR0 OUTT0: POP PSW POP ACC SETB ET0 RETI ;加1子 程 序 ;ADD1: MOV A,

19、R0 INC R0 SWAP A ORL A,R0 ADD A,#01H DA A MOV R3,A ANL A,#0FH MOV R0,A MOV A,R3 DEC R0 SWAP A ANL A,#0FH MOV R0,A ACALL JUDGE1 ACALL JUDGE2 RET ;判斷亮燈及滅燈JUDGE1:MOV A,3DH CJNE A,33H,EXIT1 MOV A,3CH CJNE A,32H,EXIT1 MOV A,3BH CJNE A,31H,EXIT1 MOV A,3AH CJNE A,30H,EXIT1 JB P3.5,EXIT1 ACALL ACTION1EXIT1:

20、NOP RETACTION1:CLRP3.7 CLR P3.6 RETJUDGE2:MOV A,3DH CJNE A,38H,EXIT2 MOV A,3CH CJNE A,37H,EXIT2 MOV A,3BH CJNE A,36H,EXIT2 MOV A,3AH CJNE A,35H,EXIT2 JB P3.5,EXIT2 ACALL ACTION2EXIT2:NOP RETACTION2:SETB P3.7 SETB P3.6 RETJUDGE3:CLR P3.7 CLR P3.6 JNB P3.5,EXIT12 SETB P3.7 SETB P3.6 EXIT12:RET;對計時單元清零

21、CLR0: CLR A MOV R0,A INC R0 MOVR0,A RET DELY10MS:MOV R6,#10D1: MOV R7,#248DJNZ R7,$DJNZ R6,D1RETTABLE: DB 3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH,7DH,07H,7FH,6FH,77H,7CH,39H,5EH,79H,71H;數(shù)碼管顯示DISPLAY: MOV R2,#0FEH PLAY: MOV A,R4 MOV R1,A MOV A,R2 MOV P2,A MOV A,R1 ANL A,#0FH MOV DPTR,#TABLE MOVC A,A+DPTR MOV P0,A LCALL DL1MS INC R4 MOV A,R2 JNB ACC.4,ENDOUT RL A MOV R2,A AJMP PLAY ENDOUT: SETB P2.0 SETB P2.1 SETB P2.2 SETB P2.3 RET ;1毫秒延時程序，DL1MS: MOV R6,#08HDL1: MOV R7,#10HDL2: DJNZ R7,DL2 DJNZ R6,DL1 RETDELAY: MOV R0,#0FFH END六、結(jié)論本文設(shè)計了一個智能路燈控制系統(tǒng)，該控制系統(tǒng)包括1個支路控制器和2個單元控制器。本系統(tǒng)支路控制器和單元控制器均采用AT89C51單片機。該系統(tǒng)具體完