基于51单片机的智能路灯控制器的设计与实现Word格式.doc

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学号：

指导教师单位：

电气工程及其自动化系

姓名：

职称：

副教授

题目类型：

¨

理论研究¨

实验研究þ

工程设计¨

工程技术研究¨

软件开发

桂林电子科技大学毕业设计（论文）报告用纸第2页共2页

摘要

当今社会，是一个经济和科技高速发展的社会。

随着经济和科技的高速发展，城市的建设也在快速发展。

城市的基础设施也不断地与科技化、信息化、智能化和自动化接轨。

城市照明系统是城市基础设施不可缺少的一部分。

城市路灯照明系统能够发挥其作用，主要是靠路灯控制器的控制。

于是，各种各样的路灯控制器就应运而生了。

目前，由于单片机具有集成度高，处理能力强，扩展能力强，可靠性高，结构简单和价格低廉等优点，它已被广泛应用到各行各业当中。

近年来随着计算机在各个领域的广泛应用，单片机技术正在不断的进步。

单片机技术在各个领域中起着无可替代的作用。

尤其是在和控制有关的领域中，单片机技术提高了产品的智能化程度和技术水平，也降低了产品成本。

现在市场上的很多智能化产品和控制类系统基本都是以单片机技术为核心的。

因此，采用单片机技术来实现路灯的智能控制是一个非常可行的方法。

本文介绍了一个采用MCS-51系列单片机，相关的光电检测设备以及继电设备设计的智能路灯控制器系统。

本系统实现了能根据实际光线的强度来通过单片机I/O口自动控制路灯开/关的功能。

本系统还具有手动操作的功能。

本系统采用NE555芯片和光敏电阻组成光电检测电路，实现对实际光照强度的检测，并传送电平信号到单片机。

单片机通过对该电平信息进行运算，处理后，将输出信号传送给继电器执行电路，从而达到对路灯开关的自动控制。

本系统结构简单，性能稳定，实用性强，实现了路灯的智能控制，非常具有可行性。

关键词：

路灯；

光电检测；

单片机

Abstract

Today'

ssociety,isarapiddevelopmentofeconomicandtechnological’ssociety.Withtherapiddevelopedofeconomicandtechnological,urbanconstructionhasalsodevelopedrapidly.Thecity'

sinfrastructurehasbeenwiththescienceandtechnology,information,intelligenceandautomationstandards.Urbanlightingsystemisoneindispensablepartofurbaninfrastructure.Citystreetlightingsystemcanplayitsrole,ismainlycontrolledbythelampcontroller.Thus,avarietyofstreetlightcontrollercameintobeing.

Atpresent,duetotheMCUhastheadvantagesofhighintegration,processingcapability,scalability,reliabilityandsimplestructure,lowcostadvantagesetc,ithasbeenwidelyappliedtoallwalksoflife.Withthecomputerwasappliedinvariousfieldsinrecentyears,theMCUtechnologyisconstantlyprogress.TheMCUtechnologyplaysairreplaceableroleinallfields.Especiallyintheareasofaboutcontrol,theMCUtechnologynotonlyimprovetheintelligentizedegreeandtechnicalleveloftheproduct,butalsoreduceproductcost.NowtheMCUtechnologybasicallyasthecoreofmanyintelligentproductsonthemarketandcontrolsystems.Therefore,adoptthemicrocontrollertechnologytoachieveintelligentcontrolofstreetlightisaveryfeasiblemethod.

ThisarticlepresentsaintelligentstreetlightcontrollersystemwhichdesignedbysinglechipofMCS-51series,relatedphotoelectricdetectionequipmentandtherelayequipment.ThesystemrealizesthefunctionofaccordingtotheactualintensityoflightandthroughtheMCUI/Oporttocontrolthestreetlightson/offautomatically.Thesystemalsohasthefunctionofmanualoperation.ThissystemusestheNE555chipandphotoconductiveresistancetocompositionthephotoelectricdetectioncircuit,whichrealizesthedetectiononactuallightandsendlevelsignalstotheMCU.AftertheMCUcalculationsandprocessingthelevelinformation,ittransferstheoutputsignaltotherelaycircuit,thenachievethecontrolofthestreetlightson/offautomatically.

Keywords:

Streetlight;

Photoelectricdetection;

MCU

目录

引言 1

1绪论 2

1.1课题背景 2

1.2课题研究的目的与意义 2

1.3设计的主要任务与要求 2

1.4单片机概述 2

1.5本文内容安排 3

2设计方案论证与元器件选取 4

2.1光电检测电路部分设计方案论证 4

2.2路灯控制执行电路部分设计方案论证 4

2.3系统的总设计思路 4

2.4元器件选取 5

2.4.1ATC89C51芯片介绍 5

2.4.2NE555芯片介绍 9

2.4.3光敏电阻介绍 11

2.4.4继电器介绍 14

2.5本章小结 16

3系统的硬件设计 17

3.1光电检测电路的设计 17

3.2单片机控制电路的设计 18

3.3继电器执行电路的设计 19

3.4系统的仿真原理图 20

3.5系统的总电路原理图 21

3.6系统仿真原理图和电气原理图的绘制 22

3.7本章小结 24

4系统的软件设计 26

4.1系统程序的设计 26

4.2系统的程序编写 27

4.3本章小结 28

5系统硬件的制作及系统的调试 29

5.1系统硬件的制作 29

5.2系统硬件部分的调试 29

5.3系统软件部分的调试 30

5.3本章小结 30

6结论 31

谢辞 32

参考文献 33

附录 34

桂林电子科技大学毕业设计（论文）报告用纸第38页共37页

引言

自从我国加入世贸组织（WTO）之后，为了创造一个良好的投资环境，建设一个美好的国际化现代化城市，更好的与国际接轨，全国各大城市都加快了市政建设的脚步，交通也蓬勃发展，因此装饰城市美丽夜景的路灯工程也正在快速发展。

城市的路灯照明系统是城市基础设施不可缺少更是无可替代的一个重要的部分，它起到装饰城市夜景，照亮道路和街道，减少交通事故和一些街头犯罪等作用。

路灯照明系统能够正常的发挥作用，靠的就是路灯自动控制系统。

路灯的控制方式有很多，传统的控制方式是靠管理人员手动控制路灯的开启和关闭。

这会导致很多不稳定因素，而且大量浪费人力资源，增加维护和管理成本，有时还造成能量浪费。

本文介绍的智能路灯控制系统是采用MCS-51系列单片机和相关的光电检测设备以及继电器设备来设计的。

本系统能根据实际光线强度来自动控制路灯的开/关，并能够在特殊情况下手动操作。

随着城市对亮灯率、开关灯的准确率、故障检测和维修的实时性要求的不断提高，可以通过51系列单片机的可编程来控制I/O口实现路灯控制系统的智能化，达到节能，自动控制的目的。

避免了传统路灯控制系统电路对能源的浪费，路灯的自动控制更方便了维护人员的管理。

本系统操作简单，实用性强，扩展功能也强，具有很好的发展前景。

1绪论

1.1课题背景

在我国加入国际贸易组织（WTO）以后，随着我国经济和科技的不断发展，与世界上其他国家的交流和贸易越来越频繁。

为了更好的与国际接轨，并吸引更多的外资企业的投资，我国各大城市都在想法设法地把它建设成一个现代化的大都市。

于是，各城市的基础设施都在不断地进步和发展。

城市的路灯照明系统是城市基础设施非常重要的一部分，它直接体现了该城市现代化程度和智能化水平。

随着市民生活水平的不断提高，他们对生活水平的要求也不断提高。

夜晚时分，人们在结束一天的工作之后，喜欢在城市的街道漫步，欣赏城市的美丽夜景。

城市的路灯照明系统起到了装饰城市夜景的作用。

如此庞大的路灯照明系统，需要一个即实用，成本又低的控制系统来控制。

于是，一个智能路灯控制系统就应运而生。

1.2课题研究的目的与意义

利用单片机、光电检测设