路灯控制系统毕业论文文档格式.doc
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1.2、设计的目的 2
1.3、设计的意义 3
二、主要器件介绍 3
2.1、主控器件 4
2.1.1、主要特性 5
2.1.2、引脚功能 5
2.1.3、串口通信 7
2.2、LCD1602的原理 10
2.2.1LCD1602的概述 10
2.2.2LCD1602的操作时序 10
2.2.3LCD1602的基本命令 11
2.3、DS1302芯片介绍 13
2.3.1、DS1302的概述 13
2.3.2、DS1302的引脚功能 14
2.3.3、DS1302的控制原理 14
2.4、光敏电阻介绍 16
2.5、热电释传感器介绍 17
2.6、LM393芯片介绍 19
2.6.1LM393概述 19
2.6.2LM393特点 20
2.6.3LM393引脚及其功能 20
三、电路的设计及原理 23
3.1最小系统原理图 23
3.2红外热释电传感器电路 25
3.4、LCD1602原理图 26
3.5、LED灯驱动原理图 27
3.6独立键盘的设计及原理 28
3.7、DS1302设计及原理 29
四、程序设计 29
致谢 31
参考文献 32
附录一：
33
附录二：
源程序 34
2
路灯系统
摘要
城市照明工程作为城市公共设施的重要组成部分，对完善城市功能，改善城市人居环境，提高人民生活水平发挥着重要作用。
近年来，随着城区总面积的不断扩大，道路照明设施也随着变化。
为方便广大市民夜间出行，美化城市环境，市路灯管理如果管理不当，那将会浪费多少能源。
路灯管理的方便性和路灯节能对一个城市而言非常重要。
随着电子技术的发展，对路灯的定时设定功能，也可以分别独立控制路灯的开启和关闭；
能够同时具有光控功能，根据光照亮度进行调节。
在白天模式的时候，还能根据环境明暗的变化控制路灯的开启和关闭路灯，在夜晚模式的情况下，根据交通路面情况自动开关灯。
路灯系统是生产生活和城市道路建设中必备的系统之一。
本设计我们以单片机为中心，通过STC89C51单片机实现对路灯自动开关手动开关定时开关及时间显示的控制。
光敏传感器部分电路通过可根据外界环境明暗的变化，能够自动进行开灯和关灯。
一、设计的目的及意义
1.1、设计的现状及背景
随着社会的不断发展，人类的生活水平不断提高，电力能源已经成为人们日常生活中不可缺少的部分。
展望未来，再用50年的时间，在本世纪中叶我国基本实现现代化，使人民享有更高的物质与精神文明。
这一宏伟目标能否顺利实现，在相当大的程度上取决于电力能源在未来50年稳健的发展。
在我国电力能源应用方面，城市路灯所消耗的能源占用了很大的比重。
据不完全统计，城市公共照明在我国照明耗电中占30％的比例。
目前，全国660多座城市约有各种路灯400万盏，为了提高路面亮度，若平均每盏灯增加50W。
则共需增容20万千瓦，全年多耗电约7亿千瓦时由于多增加光源、灯具、灯杆等照明设施，带来的初次购置费及日常的维护费也会明显增加。
从绿色照明角度考虑，多发出7亿千瓦时的电力，增排的二氧化碳和二氧化硫等有害气体对空气质量会产生巨大的影响，将破坏空气质量，不利于环保。
但是城市的发展离不开路灯照明，它服务于交通安全和人们的生活，美化了城市容貌，为创造良好的投资环境起着举足轻重的作用。
随着我国经济的快速发展，城市市政建设步伐加快，城市道理照明工程建设受到越来越多的重视．而在城市夜晚变得灯火辉煌、绚丽多彩的同时，电能消耗也逐年攀升。
作为城市道路的路灯照明，一方面耗能增大，另一方面维护量也增大。
因此如何采取节能技术，降低城市公共照明能耗，成为人们关注讨论和研究的问题。
1.2、设计的目的
热电释传感器可以接收人体在一定范围内发出的红外线，因此，将红外传感器置于适当位置，便可实现控制灯点亮的。
通过对AT89C51单片机进行编程，使用单片机的端口对路灯进行控制，并设定三种不同的工作模式。
最终，达到所要求设计的各项指标。
1.3、设计的意义
目前各大城市的交通路灯的能源利用率存在一个普遍的问题，这就是路灯的能源利用率不高，我国小型城市在夜晚9点后，我国大中型城市在午夜12点后，道路上几乎空无一人，可城市照明从这一时段直至清晨6点路灯熄灭。
即使是在北京、上海等大城市的繁华地点，凌晨2点以后，道路上也是人烟稀少。
在这样低交通流量的道路上仍然保持较高的照度是明显没有必要的。
因此，设计出一种智能型的路灯控制系统是相当重要的，它不但要求能够在节能的同时也要求对人们的出行和对城市的发展没有大的影响。
本设计是以单片机AT89S51、时钟芯片DS1302、光敏电阻为主要控制单元的硬件电路，采用了时间控制和环境参数控制相结合的控制策略。
实现了路灯定时开关，根据天气情况光照强度决定路灯的开启，午夜12点以后路灯隔着开启。
此控制系统大大节省了电力资源使其充分利用，具有可靠、使用寿命长、稳定性高、价格便宜的特点，能满足路灯控制的需要，具有广泛的应用前景。
随着人们对节能环保的诉求越来越高，以及十城万盏半导体照明工程的启动，我国基本确定了以LED室外照明为主攻方向。
其中，LED路灯备受瞩目，被政府视为推动照明应用市场的重要切入点
二、主要器件介绍
系统主要有STC89C52RC单片机最小系统和LCD1602液晶显示、热电释传感器模块光敏电路等组成。
2.1、主控器件
本设计是STC89C52RC单片机为控制核心，BY8001mp3模块为MP3信号输出综合实现所有功能。
系统框图如下图：
单片机控制方案图
单片机是STC公司最新推出的一种新型51内核的单片机。
片内含有Flash程序存储器、SRAM、UART、SPI、PWM等模块。
封装图如下图：
2.1.1、主要特性
1.
增强型8051单片机，6时钟/机器周期和12时钟/机器周期可以任 意 选择，指令代码完全兼容传统8051.
2.
工作电压：
5.5V～3.3V（5V单片机）/3.8V～2.0V（3V单片机）
3.
工作频率范围：
0～40MHz，相当于普通8051的0～80MHz，实际工作频 率可达48MHz
4.
用户应用程序空间为8K字节
5.
片上集成512字节RAM
6.
通用I/O口（32个），复位后为：
P1/P2/P3/P4是准双向口/弱上拉，
P0口是漏极开路输出，作为总线扩展用时，不用加上拉电阻，作为I/O 口 用时，需加上拉电阻。
7.
ISP（在系统可编程）/IAP（在应用可编程），无需专用编程器，无需专 用仿真器，可通过串口（RxD/P3.0,TxD/P3.1）直接下载用户程序， 数秒即 可完成一片
8.
具有EEPROM功能
9.
具有看门狗功能
10.
共3个16位定时器/计数器。
即定时器T0、T1、T2
11.
外部中断4路，下降沿中断或低电平触发电路，Power
Down模式 可由外部中断低电平触发中断方式唤醒
12.
通用异步串行口（UART），还可用定时器软件实现多个UART
13.
工作温度范围：
-40～+85℃（工业级）/0～75℃（商业级）
2.1.2、引脚功能
VCC（40引脚）：
电源电压
VSS（20引脚）：
接地
P0端口（P0.0～P0.7，39～32引脚）：
P0口是一个漏极开路的8位双向I/O口。
作为输出端口，每个引脚能驱动8个TTL负载，对端口P0写入“1”时，可以作为高阻抗输入。
在访问外部程序和数据存储器时，P0口也可以提供低8位地址和8位数据的复用总线。
此时，P0口内部上拉电阻有效。
在Flash
ROM编程时，P0端口接收指令字节；
而在校验程序时，则输出指令字节。
验证时要求外接上拉电阻。
P1端口（P1.0～P1.7，1～8引脚）：
P1口是一个带内部上拉电阻的8位双向I/O口。
P1的输出缓冲器可驱动（吸收或者输出电流方式）4个TTL输入。
对端口写入1时，通过内部的上拉电阻把端口拉到高电位，这是可用作输入口。
P1口作输入口使用时，因为有内部上拉电阻，那些被外部拉低的引脚会输出一个电流。
P2端口（P2.0～P2.7，21～28引脚）：
P2口是一个带内部上拉电阻的8位双向I/O端口。
P2的输出缓冲器可以驱动（吸收或输出电流方式）4个TTL输入。
对端口写入1时，通过内部的上拉电阻把端口拉到高电平，这时可用作输入口。
P2作为输入口使用时，因为有内部的上拉电阻，那些被外部信号拉低的引脚会输出一个电流
P3口引脚复用功能
引脚号
复用功能
P3.0
RXD（串行输入口）
P3.1
TXD（串行输出口）
P3.2
（外部中断0）
P3.3
（外部中断1）
P3.4
T0（定时器0的外部输入）
P3.5
T1（定时器1的外部输入）
P3.6
（外部数据存储器写选通）
P3.7
（外部数据存储器读选通）
RST（9引脚）：
复位输入。
当输入连续两个机器周期以上高电平时为有效，用来完成单片机单片机的复位初始化操作。
看门狗计时完成后，RST引脚输出96个晶振周期的高电平。
特殊寄存器AUXR（地址8EH）上的DISRTO位可以使此功能无效。
DISRTO默认状态下，复位高电平有效。
ALE/（30引脚）：
地址锁存控制信号（ALE）是访问外部程序存储器时，锁存低8位地址的输出脉冲。
在Flash编程时，此引脚（）也用作编程输入脉冲。
在一般情况下，ALE以晶振六分之一的固定频率输出脉冲，可用来作为外部定时器或时钟使用。
然而，特别强调，在每次访问外部数据存储器时，ALE脉冲将会跳过。
如果需要，通过将地址位8EH的SFR的第0位置“1”，ALE操作将无效。
这一位置“1”，ALE仅在执行MOVX或MOV指令时有效。
否则，ALE将被微弱拉高。
这个ALE使能标志位（地址位8EH的SFR的第0位）的设置对微控制器处于外部执行模式下无效。
VPP（31引脚）：
访问外部程序存储器控制信号。
为使能从0000H到FFFFH的外部程序存储器读取指令，必须接GND。
注意加密方式1时，将内部锁定位RESET。
为了执行内部程序指令，应该接VCC。
在Flash编程期间，也接收12伏VPP电压。
XTAL1（19引脚）：
振荡器反相放大器和内部时钟发生电路的输入端。
XTAL2（18引脚）：
振荡器反相放大器的输入端。
2.1.3、串口通信
一条信息的各位数据被逐位顺
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