模拟路灯控制系统毕业论文.doc
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毕业设计（论文）任务书
毕业设计（论文）题目：
模拟路灯控制系统
专业：
高职应用电子技术专业
姓名：
毕业设计（论文）的内容要求：
应用单片机串行通信控制
两个分机，两个分机各自控制路灯。
利用恒流源驱动高亮发光二极管，并且具有PWM调光功能。
指导教师（签名）：
系主任：
年月日
毕业设计（论文）指导教师意见书
系别：
电气工程系填表日期：
年月日
学生姓名
学号
班级
设计（论文）题目
意见
指导教师
职称
工作单位
目 录
摘要 .......................................................01
第一章 IAT89S52单片机介绍.......................................04
1.1单片机时序................................................04
1.1.1时钟电路...............................................04
1.1.2复位电路...............................................04
第二章SMD802恒流源介绍..........................................05
第三章显示模块的选择............................................06
第四章感应模块的选择.............................................06
第五章理论分析与设计.............................................07
第六章结构框图及程序..............................................08
结论..............................................................12
参考文献...........................................................13
摘要：
本系统以AT89S52为核心部件，利用MC74F245N和ULN2803AG对数码管进行段码与位码的控制，从而使数码管进行显示，两个单元控制模块与总机控制模块进行通信，总机处理各单元信号，从而达到系统各部分的控制。
利用AT89S52单片机控制LED灯的明亮程度，光敏电阻根据不同的环境发出不同的信号与总机进行通信。
用霍尔传感器识别物体M，当运动到S点时发出低电平给单元单片机，再与支路控制系统通信，支路控制器作出响应，路灯根据指令变化。
利用光敏电阻完成支路控制器根据环境明暗变化，实现自动开灯和关灯。
关键词：
单片机控制系统恒流源多机通信光敏电阻
第一章 IAT89S52单片机介绍
1.1单片机时序
1.1.1时钟电路
MCS-51片内有个高增益的反向放大器，其输入端（XTAL1）和输出端（XTAL2）用于外接石英晶体或陶瓷谐振器和微调电容，构成了稳定的自激振荡器，其发出的脉冲直接送入内部的时钟电路。
电容C1和C2对频率有微调作用，电容值一般取30PF左右，振荡频率范围是1.2---12MHZ。
MCS-51在通常情况下，使用振荡频率为6MHZ的石英晶体，而12MHZ频率的石英晶体主要在高速串行通信情况下使用。
在有多片单片机组成的系统中，为了各单片机之间的时钟信号的同步，应当引入唯一的公用外部脉冲信号作为各单片机的振荡脉冲。
MCS-51在使用外部振荡信号时，对HMOS型单片机（如8051）的XTAL2端用来输入外部脉冲信号，XTAL1端接地。
对于CHMOS型单片机（80C51）,外部脉冲信号从XTAL1输入，而XTAL2悬空。
1.1.2复位电路
复位是单片机的初始化操作，其主要功能是把PC初始化为0000H，使单片机从0000H单元开始执行程序。
除了进入系统的正常初始化之外，当单片机系统在运行出错或操作错误使系统处于死锁状态时，也可按复位键重新启动。
RST引脚是复位信号的输入端，复位信号是高电平有效，其有效时间应持续24个振荡周期以上。
单片机复位后，除PC初始化为0000H外，还对片内的特殊功能寄存器有影响。
RST端的外部复位电路有两种操作方式：
上电复位和按键手动复位。
上电自动复位是利用电容充电来实现的，上电瞬间，RC电路充电。
RST端出现正脉冲，随着充电电流的减少，RST的电位逐渐下降。
按键手动复位有电平方式和脉冲方式两种。
按键电平复位是相当于RST端通过电阻接高电平，按键买重复位利用RC微分电路产生正脉冲。
第二章SMD802恒流源介绍
方案一：
最简单的恒流源，就是用一只恒流二极管。
实际上，恒流二极管的应用是比较少的，除了因为恒流二极管的恒流特性并不是非常好之外，电流规格比较少，价格比较贵也是重要原因。
最常用的简易恒流源如图
（1）所示，这种恒流源优点是简单易行，而且电流的数值可以自由控制，没有特殊的元件，有利于降低产品的成本。
缺点是不同型号的管子，其be电压不是一个固定值，即使是相同型号，也有一定的个体差异。
因此不适合精密的恒流需求。
价格便宜，但电路结构复杂，稳定性不高。
方案二：
基于MOS场效应管的恒流源，电路采用闭环反馈控制，在0mA～5000mA电流连续可调，在设计中对电路关键元件场效应管、采样电阻的选取进行详细计算。
分析影响恒流源稳定性的各种因素，进行电路设计如图
（2），但稳定性不高，故放弃本方案。
方案三：
利用SMD802做恒流驱动电源，SMD802是一个高效、低成本的可降压、升压、升降压的控制芯片。
内部包含了一个高压线性电源,它向内部所有线路提供能量,也可以提供给外部低压电路。
在输入功率小于25W，可很容易的在线路中加入无源功率因素校正电路得以实现。
精度准确，可靠性高，驱动电流大，能够快速响应，最终选择方案三（如图3）：
图（3）恒流源驱动电路图
第3章显示模块的选择
方案一：
采用数码管显示。
数码管具有价格低廉，货源充足，极容易买到，
且大大的降低了成本，提高了本设计的性价比。
数码管显示还有使用难度小的优点。
方案二：
采用1602液晶显示。
1602液晶的功耗极小，显示字迹清晰美观驱动程序简单，使用方便，但是该显示模块，价格昂贵，考虑性价比，故不采用该方案。
方案三：
采用12864液晶显示。
点阵型显示模块，可显示各种文字及图形，可与CPU直接接口，具有8位标准数字总线，6条电源线及控制线，采用KS0107控制IC，其价格较贵，故放弃此方案。
综上所述最后采用方案一。
第四章感应模块的选择
方案一：
采用红外管和HS0038发射和接受来感应，检测是否有车经过，电路简单，反应灵活，但抗干扰能力低，环境要求比较高。
方案二：
采用超声波识别。
超声波探测的优点是比较耐脏污，即使传感器上有尘土，只要没有堵死就可以测量，可以在较差的环境中使用，缺点是精度较低，且成本较高。
方案三：
采用霍尔传感器识别物体M，当运动到S点时发出低电平给单元单片机，再与支路控制系统通信，支路控制器作出响应，路灯根据指令变化。
霍尔传感器稳定性好，抗外界干扰能力强，如抗错误的干扰信号等，因此不易因环境的因素而产生误差。
所以采用方案三。
第五章理论分析与设计
1．总体设计思路
利用AT89S52单片机最小系统作为本系统的控制模块。
利用MC74F245N和ULN2803AG对数码管进行段码与位码的控制，从而使数码管进行显示，两个单元控制模块与总机控制模块进行通信，总机处理各单元信号，从而达到系统各部分的控制。
用霍尔传感器识别物体M，当运动到S点时发出低电平给单元单片机，再与支路控制系统通信，支路控制器作出响应，路灯根据指令变化。
如图（5）、（6）。
2．下位机设计
利用AT89S52单片机控制LED灯的明亮程度，光敏电阻根据不同的环境发出不同的信号与总机进行通信。
总机机和单元控制电路数据发送，在单片机系统中，比较常用的方法是直接调用串口发送单个字节数据的函数。
这种方法的缺点是需要处理器在发送过程中全程参与，优点是所要发送的数据能够立即的出现在通信线路上，能够立即被接收端接收到。
另外一种方法是采用中断发送的方式，所有需要发送的数据被送入一个缓冲区，利用发送中断将缓冲区中的数据发送出去。
如图（7）
图七
第六章结构框图及程序
三、软件设计
流程图：
图（5）总体框图
主机程序：
ORG0000H
START:
AJMPMAIN
ORG000BH
AJMPSERVE
ORG0100H
MAIN:
MOVSP,#60H;设置堆栈首址
MOVR0,#77H;设置缓冲地址
MOVR7,#08H
ML1:
MOV@R0,#00H;缓冲地址清零
INCR0
DJNZR7,ML1
ML2:
MOVR0,#40H
MOVR7,#20H
ML3:
MOV@R0,#00H;缓冲地址清零
INCR0
DJNZR7,ML3
MOVTMOD,#21H
MOVTL0,#0DCH
MOVTH0,#0BH
MOVTH1,#0F3H;装初值高位
MOVTL1,#0F3H;装初值低位
MOVSCON,#50H;串行口工作方式1，允许接收
MOVPCON,#80H;波特率加倍
SETBEA
SETBET0
SETBTR0
SETBTR1
SETBP1.7
MOV2FH,#00H
MOV2EH,#00H
MOV43H,#01H
MOV44H,#77H
MOV45H,#48H
MOV46H,#50H
MOV47H,#58H
MOV39H,#0FFH
TING:
SETBP3.2
SETBP3.3
SETBP1.7
MMM:
MOVR6,#00H
MOVR7,#0C8H;判键延时
;**********主程序*******************
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