住宅公用路灯用电量分配装置毕业设计Word格式文档下载.docx

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而商品楼内的住户来自不同的单位，要不要安装路灯？

装了路灯后费用如何收取？

这就出现了所谓的路灯问题。

此装置的设计包括系统硬件框图结构，部分主要功能模块（单片机芯片AT89C52，复位及看门狗电路MAX813L，继电器接口电路,数码管显示电路等组成）和单元电路，软件编程思想及设计中应考虑和解决的几个主要问题。

系统以AT89C52单片机为核心，利用其指令来实现对住宅公用路灯用电量的自动分配. 

住宅公用路灯用电量分配装置具有低功耗；

可靠性；

安全性；

低成本等特点。

该设计解决了楼道路灯电费收缴的难题，有较好的实用价值。

关键词：

单片机；

看门狗；

继电器电路

Abstract

Withthedevelopingofthehousesystem,moreandmorepeoplehaveboughtthecommodityapartment,thecostofstreetlampwaspaybytheunitinthepast,butthepeopleinthecommodityarecomingfromdifferentplaces.Dotheyneedthestreetlampandhowtopaythecostforeveryone?

"

thepowerconsumptionofpublicstreetlampofthehousedistributesthedevice"

cansolveallofthem.Thedesignincludesthesystematichardwareblockdiagramstructure,somemainfunctionmodule（theAT89C2051microcomputerandwatchdogtimerMAX813L,relayinterfacecircuit,etc.）andunitcircuit,thesoftwareprogrammingthoughtandtheproblemsinthedesignning.ThesystemtakesAT89C2051monolithicintegratedcircuitasakey,usingitsinstructiontogetthepublicstreetlightelectricityconsumptionofthehousesautomaticassignment.Andwiththeilluminanceexaminationsysteminthestreetlightstartbuttonelectriccircuit,itcanactaccordingtotheenvironmentbrightnesstocontrolwhethertousethestreetlight.Assignthedevicetohavelowconsumptioninpowerconsumptionofpublicstreetlampofthehouse;

dependability;

securities;

safe,andlowcost.Thustheproblemofcollectingstairwaylamelectricitycostwillbesettledwell.

KeyWords:

microcomputer；

watchdogtimer；

relayinterfacecircuit

第1章绪论

1.1单片机的概念

单片微型计算机简称单片机，是典型的嵌入式微控制器MicrocontrollerUnit），常用英文字母的缩写MCU表示单片机，它最早是被用在工业控制领域。

单片机由芯片内仅有CPU的专用处理器发展而来。

最早的设计理念是通过将大量外围设备和CPU集成在一个芯片中，使计算机系统更小，更容易集成进复杂的而对体积要求严格的控制设备当中。

INTEL的Z80是最早按照这种思想设计出的处理器，从此以后，单片机和专用处理器的发展便分道扬镳。

单片机又称单片微控制器,它不是完成某一个逻辑功能的芯片,而是把一个计算机系统集成到一个芯片上。

概括的讲就是把中央处理器CPU（CentralProcessingUnit）、存储器（Memory）、定时器、I/0（Input/Output）接口电路等一些计算机的主要功能部件集成在一块集成电路芯片上的微型计算机。

它的体积小、质量轻、价格便宜，为学习、应用和开发提供了便利条件。

同时，学习使用单片机是了解计算机原理与结构的最佳选择。

虽然单片机只是一个芯片，但从组合和功能上看，它已具有微型计算机系统的含义。

单片机把微型计算机的各主要部分集成在一块芯片上，大大缩短了系统内信号传送距离，从而提高了系统的可靠性及运行速度。

因而在工业测控领域中，单片机系统是最理想的控制系统。

所以，单片机是典型的嵌人式系统，是嵌入式系统低端应用的最佳选择[2]。

由于单片机的这种结构形式及它所采取的半导体工艺，使其具有很多显著的特点，因而在各个领域都得到了迅猛的发展。

单片机主要有如下特点：

（1）有优异的性能价格比。

（2）集成度高、体积小、有很高的可靠性。

单片机把各功能部件集成在一块芯片上，内部采用总线结构，减少了各芯片之间的连线，大大提高了单片机的可靠性与抗干扰能力。

另外，其体积小，对于强磁场环境易于采取屏蔽措施，适合在恶劣环境下工作。

（3）控制功能强。

为了满足工业控制的要求，一般单片机的指令系统中均有极丰富的转移指令、I/O口的逻辑操作以及位处理功能。

单片机的逻辑控制功能及运行速度均高于同一档次的微机。

（4）低功耗、低电压，便于生产便携式产品。

（5）外部总线增加了IC（Inter-IntegratedCircuit）及SPI（SerialPeripheralInterface）等串行总线方式，进一步缩小了体积，简化了结构。

（6）单片机的系统扩展和系统配置较典型、规范，容易构成各种规模的应用系统。

由此来看，单片机有着一般微处理器（CPU）芯片所不具备的功能，它可单独地完成现代工业控制所要求的智能化控制功能，这是单片机最大的特征。

然而单片机又不同于单板机（一种将微处理器芯片、存储器芯片、输入输出接口芯片安装在同一块印制电路板上的微型计算机），单片机芯片在没有开发前，它只是具备功能极强的超大规模集成电路，如果对它进行应用开发，它便是一个小型的微型计算机控制系统，但它与单板机或个人电脑（PC机）有着本质的区别[2]。

不同的单片机有着不同的硬件特征和软件特征，即它们的技术特征均不尽相同，硬件特征取决于单片机芯片的内部结构，用户要使用某种单片机，必须了解该型产品是否满足需要的功能和应用系统所要求的特性指标。

这里的技术特征包括功能特性、控制特性和电气特性等等，这些信息需要从生产厂商的技术手册中得到。

软件特征是指指令系统特性和开发支持环境，指令特性即我们熟悉的单片机的寻址方式，数据处理和逻辑处理方式，输入输出特性及对电源的要求等等。

开发支持的环境包括指令的兼容及可移植性，支持软件（包含可支持开发应用程序的软件资源）及硬件资源。

要利用某型号单片机开发自己的应用系统，掌握其结构特征和技术特征是必须的。

1.2单片机的工作过程

单片机自动完成赋予它的任务的过程，也就是单片机执行程序的过程，即一条条执行的指令的过程，所谓指令就是把要求单片机执行的各种操作用的命令的形式写下来，这是在设计人员赋予它的指令系统所决定的，一条指令对应着一种基本操作；

单片机所能执行的全部指令，就是该单片机的指令系统，不同种类的单片机，其指令系统亦不同。

为使单片机能自动完成某一特定任务，必须把要解决的问题编成一系列指令（这些指令必须是选定单片机能识别和执行的指令），这一系列指令的集合就成为程序，程序需要预先存放在具有存储功能的部件——存储器中。

存储器由许多存储单元（最小的存储单位）组成，就像大楼房有许多房间组成一样，指令就存放在这些单元里，单元里的指令取出并执行就像大楼房的每个房间的被分配到了唯一一个房间号一样，每一个存储单元也必须被分配到唯一的地址号，该地址号称为存储单元的地址，这样只要知道了存储单元的地址，就可以找到这个存储单元，其中存储的指令就可以被取出，然后再被执行。

　　程序通常是顺序执行的，所以程序中的指令也是一条条顺序存放的，单片机在执行程序时要能把这些指令一条条取出并加以执行，必须有一个部件能追踪指令所在的地址，这一部件就是程序计数器PC（包含在CPU中），在开始执行程序时，给PC赋以程序中第一条指令所在的地址，然后取得每一条要执行的命令，PC在中的内容就会自动增加，增加量由本条指令长度决定，可能是1、2或3，以指向下一条指令的起始地址，保证指令顺序执行。

1.3单片机的发展

1946年第一台电子计算机诞生至今，依靠微电子技术和半导体技术的进步，从电子管——晶体管——集成电路——大规模集成电路，使得计算机体积更小，功能更强。

特别是近20年时间里，计算机技术获得飞速的发展，计算机在工农业，科研，教育，国防和航空航天领域获得了广泛的应用，计算机技术已经是一个国家现代科技水平的重要标志。

20世纪70午代，微电子技术正处于发展阶段，集成电路属于中规模发展时期，各种新材料新工艺尚未成熟，单片机仍处在初级的发展阶段，元件集成规模还比较小，功能比较简单，一般均把CPU、RAM有的还包括了一些简单的I/O口集成到芯片上.到了80年代初，单片机已发展到了高性能阶段，在MCS-48探索成功的基础上很快推出了完善的、典型的单片机系列MCS-5l。

MCS-51系列单片机的推出，标志SingleChipMicrocomputer体系结构的完善。

虽然它仍是8位的单片机，但是其功能却有很大的增强。

不但拥有完善的总线结构（8位数据总线、16位地址总线及相应的控制总线，通信总线，扩展总线）还有完善的指令系统[1]。

8位单片机之后，16位单片机也有很大的发展，如1983年Intel公司推出的MCS96单片机，将一些用于测控系统的模数转换器（ADC）、程序运行监视器（WDT）、脉宽调制器（PWM）、高速I/O口纳入片中，体现了单片机的微控制器特征。

90年代的至今,单片机呈现全面发展的阶段。

单片机已成为工业控制领域中普遍采用的智能化控制工具，小到玩具、家电行业，大到车载、舰船电子系统，遍及计量测试、工业过程控制、机械电子、金融电子、商用电子、办公自动化、工业机器人、军事和航空航天等众多领域。

为满足不同的要求，出现了高速、大寻址范围、强运算能力和多机通信能力的16位、32位、64位通用型单片机，小型廉价型、外围系统集成的专用型单片机，以及形形色色各具特色的现代单片机[6]。

1.4本文研究的内容及意义

本文主要研究的是住宅小区中公用路灯用电量的分配装置。

随着人民生活水平的提