基于单片机模拟路灯控制系统本科毕业论文Word文档下载推荐.docx
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方案一：
采用专用时钟芯片。
现在流行的串行时钟电路很多，如DS1302、DS1307、PCF8485等。
其优势是可以单独使用，直接连接到单片机外围，有自己独立的时钟晶振，精度较高。
单片机通过串行接口读取和写入当前的时钟值，时钟芯片的运行受单片机死机的影响少。
其缺点一是消耗了单片机IO口资源。
二是在编程时需要增加读写串行口的容，消耗了单片机的运行时间。
三是增加了成本。
增加了时钟芯片与其外围电路的开支。
DS1302的典型应用电路如图3所示：
图3DS1302的典型应用电路
方案二：
采用单片机置时钟振荡电路与定时器构建时间平台。
本方案直接利用单片机的置定时器，通过定时器的中断和简单运算实现时钟功能。
例如：
STC单片机，在4M时钟时，单个指令的运行时间是1微秒，设置定时器1每125个指令周期产生一个中断，即125微秒，8个中断后，时间平台是1毫秒，设置以下时间计数变量分别为：
ucharTo1mS=0x00;
//当该变量增加到某个数值时,表示经过了1毫秒
ucharTo2mS=0x00;
//当该变量增加到某个数值时,表示经过了2毫秒
ucharIs2mS=0;
//到达2毫秒时刻
ucharTo20mS=0x00;
//当该变量增加到某个数值时,表示经过了20毫秒
ucharIs20mS=0;
//到达20毫秒时刻
ucharTo1S=0x00;
//当该变量增加到某个数值时,表示经过了1秒
ucharIs1S=0;
//到达1秒时刻
在秒时间平台，用ToMIN变量，计数60秒后进入分钟平台，计数60分钟后，进入小时平台。
方案二没有增加外置电路，充分利用了单片机的定时器功能，实施简洁方便，主要的缺点是当控制系统断电或死机以后，需要人工重新定时。
本系统的时钟功能实现采用方案二。
1.2.2.2根据环境明暗变化，自动开灯和关灯功能。
采用比较器的解决方案。
光敏电阻与固定电阻串联，加一级电压跟随器后输入比较器，与比较器负输入端的电压值进行比较，得到一个高电平或低电平输出，进入单片机的IO口。
优点是电路比较直观，操作比较方便，可直接通过电位器调节路灯的开启亮度。
对维护人员的要求不高。
缺点是不方便进行数码控制。
采用AD变换。
光敏电阻与固定电阻串联，由单片机置的AD变换接口读入当前的电压值，然后根据读取的电压值判断当前的环境亮度。
路灯的开启电平由部的变量控制。
方案二的优点在于可以方便以实现对路灯开启电平的数码控制和远程控制。
本系统采用方案二。
1.2.2.3根据交通情况自动调节亮灯状态。
当汽车靠近路灯时，路灯能自动点亮；
方案一：
采用工业级的光电传感器。
这种光电传感器普遍运用于电梯、生产线等工业场所。
优点是使用方便，型号很多，输出量是开关量，不需调理电路。
缺点是价格较贵。
采用廉价的红外对射传感器。
红外对射的特点是传输距离较远，能量集中。
当没有物体遮挡时，红外光直射到红外探头上，红外接收管连续输出低电平到单片机，当有物体经过时，红外光被遮住，此时红外探头输出高电平到单片机。
由于红外光的发射有一定的偏角，本设计利用了黑色套管遮挡红外发射灯头，以减少红外光的散失。
本系统采用方案二。
1.2.2.4故障报警功能
采用光敏电阻检测路灯的亮度，同时排除环境光的干扰。
利用单片机的AD口，读入光敏电阻上检测到的路灯亮度值。
1.2.2.5恒流源驱动LED与20％到100％围可调亮度。
采用恒流源驱动芯片，目前市场上成品的恒流源驱动芯片比较多，一般采用使用取样电阻调节输出电流的方式。
这些芯片使用方便，性能较好，但价格较贵。
方案二：
采用PWM方式驱动功率三极管输出驱动电流，用电流取样电阻串入LED供电回路，用AD口读取当前的电流值，实现闭环控制。
方案二利用了单片机的AD变换资源，同时采用PWM方式，可以使LED工作在断断续续的状态，可以延长LED的使用寿命。
本系统采用方案二。
1.2.3系统各模块的最终方案
1.3系统功能说明书（用户使用说明书）
1.3.1路灯的工作模式
本模拟路灯控制系统具备5种工作模式，分别是自动群控模式、自动分控模式、根据照度自动控制模式、根据交通情况自动控制模式、手动控制模式，下面对每种工作模式简单介绍如下：
（1）自动群控模式
在该模式下，支路控制器根据设定好的定时信息，自动地同时打开或者关闭两盏路灯。
系统启动后默认进入该模式。
（2）自动分控模式
在该模式下，支路控制器根据设定好的定时信息，分别控制两盏路灯的开关，例如，当系统的时间和路灯1开灯的时间相等时，开启路灯1；
当系统的时间和路灯2关灯的时间相等时开启路灯2。
（3）根据照度自动控制模式
在该模式下，当环境照度低于一定的值时开启两盏路灯，当环境照度高于一定的值时关闭两盏路灯。
（4）根据交通情况自动控制模式
在该模式下，当可移动物体M由左到右到达S点时（见图×
×
），灯1亮；
若物体M由右到左移动时，则亮灯的次序与上相反。
（5）手动控制模式
在手动模式时，两盏路灯只能由支路控制器用增加和减少键手动的调整亮度，路灯的亮度可以在0％～100％自由的上下调整，步进为10％。
（1）～（4）等四种工作模式是互斥的，即在某一时刻只能具有其中的一种功能，不过各种模式可以手动的切换，手动调整路灯亮度的功能在这四种模式中都是有效的。
另外，该路灯控制系统还具备故障检测功能，当路灯出现无常工作的状况时，该控制系统能够判定是哪一环节出现问题，并将故障通过声音警报与数码管显示告知用户。
1.3.2按键操作说明
⏹支路控制器具备5个按键，分别为时间调整键、模式选择键、增加键、减少键、确认键。
⏹时间调整键：
按时间调整键时，可以循环地选择系统时间、路灯1和2共同的开关灯时间、路灯1的开关灯时间和路灯2的开关灯时间。
⏹模式选择键：
按模式选择键可以进行系统工作模式的切换，顺序为自动群控模式自动分控模式根据照度自动控制模式根据交通情况自动控制模式手动控制模式。
⏹
⏹增加、减少键：
按这两个键可以对时间或者亮度进行增减，长按时时间或者亮度可以连续变换。
●确认键：
确认键只在时间调整时有效，分别确认小时、分钟、秒的输入。
2.单元电路设计
2.1每部分模块的电路设计
2.1.1电源供电电路
采用变压器与三端稳压器相结合
2.1.2单片机最小系统
其核心芯片是STC12C5404AD。
2.1.3输入与输出
键盘：
采用AD变换输入口为键盘输入口，节省了IO口资源。
LED显示：
2.1.4电流源驱动
3.软件设计
软件采用C语言编写，可移植性和可读性强。
软件编写体现了模块化的任务驱动方式。
代码尽量符合变量定义规。
3.1-----子程序
本系统包含以下子程序
//键盘处理------------------------------
voidKeyboardScan（void）;
//键盘扫描函数
voidKeyboardOperate（ucharKeyNum）;
//按键处理函数
//定时器处理------------------------------
voidInitTimer（void）;
//定时器参数设定与启动
//路灯控制------------------------------
V特调oidBrightnessSet（ucharLightNum,ucharBrightness）;
//亮度调整
//AD采样------------------------------
voidADExchange（ucharNum）;
//AD采样
/**************************************************************
*亮度调整函数*
**************************************************************/
voidBrightnessSet（ucharLightNum,ucharBrightness）；
额头纹
*溢出中断处理程序*
**************************************************************/
voidinterrupt6TimerInterrupt（void）;
儿也让他3.2----系统主程序流程图
3.2.1系统流程图
3.2.2定时器溢出中断处理函数流程图
3.2.3按键扫描流程图
4.系统测试
4.1测试仪器
流明计而同样问题
数字示波器
功率计
万用表
直流电源等
4.2指标测试
4.2.1各部分测试的指标
功率测试
设置功率/W
路灯两端电压/V
路灯电流/A
实际功率/W
误差/%
0.2
5.58
0.036
0.201
0.4
0.3如上图是人体
5.71
0.053
0.303
0.9
5.81
0.068
0.395
1.2
0.5
5.91
0.084
0.496
0.7
0.6
6.02
0.101
0.608
1.3
6.06
0.115
0.697
0.8
6.09
0.132
0.804
6.12
0.147
0.900
0.0
1
6.17
0.163
1.006
功能测试
序号
指标（目标值）
实测值
故障指示（编号）
LCD上显示正确
2
过中点后前灯亮后灯灭，试验成功率（100％）
100％
3
自动开关灯功能，试验成功率
4
实时误差，采用时间加速方法（误差小于5MIN）
误差<
1MIN
5
单元控制器具有调光功能，路灯驱动电源输出功率能在规定时间按设定要求自动减小，该功率应能在20%～100%围设定并调节，调节误差≤2%。
电流从0mA至850mAm变化平缓稳定
4.2.2系统实现的功能
功能
是否实现
支路控制器有时钟功能，能设定、显示开关灯时间，并控制整条支路按时开灯和关灯。
是
支路控制器应能根据环境明暗变化，自动开灯和关灯。
支路控制器应能根据交通情况自动调节亮灯状态：
支路控制器能分别独立控制每只路灯的开灯和关灯时间。
当路灯出现故障时（灯不亮），支路控制器应发出声光报警信号，并显示有故障路灯的地址编号。
自制单元控制器中的LED灯恒流驱动电源
3．特色功能
自制微型红外光发射与光敏电阻组合替代工业光电传感器
利用单片机的AD变换功能，实现用一个IO口读多个按键
使用单片机部的定时器代替时钟芯片，实现时钟功能和定时开关机功能
采用PWM与电流取样方式，实现闭环的恒流源控制
5.结论
本方案的系统设计符合本次试题的要求，经过功率扩大、电网通讯等方面的改良，可以用于实际路灯控制，是一个低成本，高可靠性的合理方案。
附录
附录1程序代码
附录2硬件原理图
附录3PCB图（部分）
而同样外
学位论文原创性声明
本人重声明：
所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下进行的研究工作所取得的成果。
尽我所知，除文中已经特别注明引用的容和致的地方外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。
对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式注明并表示感。
本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。
学位论文作者（本人签名）：
年月日
学位论文出版授权书
本人与导师完全同意《中国博士学位论文全文数据库出版章程》、《中国优秀硕士学位论文全文数据库出版章程》（以下简称“章程”），愿意将本人的学位论文提交“中国学术期刊（光盘版）电子杂志社”在《中国博士学位论文全文数据库》、《中国优秀硕士学位论文全文数据库》中全文发表和以电子、网络形式公开出版，并同意编入CNKI《中国知识资源总库》，在《中国博硕士学位论文评价数据库》中使用和在互联网上传播，同意按“章程”规定享受相关权益。
论文密级：
□公开□（___年__月至__年__月）（的学位论文在解密后应遵守此协议）
作者签名：
_______导师签名：
_______
_______年_____月_____日_______年_____月_____日
独创声明
所呈交的毕业设计（论文），是本人在指导老师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，成果不存在知识产权争议。
尽我所知，除文中已经注明引用的容外，本设计（论文）不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。
对本文的研究做出重要贡献的个人和集体均已在文中以明确方式标明。
本声明的法律后果由本人承担。
作者签名:
二〇一〇年九月二十日
毕业设计（论文）使用授权声明
本人完全了解滨州学院关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定。
本人愿意按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版，同意学校保存学位论文的印刷本和电子版，或采用影印、数字化或其它复制手段保存设计（论文）；
同意学校在不以营利为目的的前提下，建立目录检索与阅览服务系统，公布设计（论文）的部分或全部容，允许他人依法合理使用。
（论文在解密后遵守此规定）
致
时间飞逝，大学的学习生活很快就要过去，在这四年的学习生活中，收获了很多，而这些成绩的取得是和一直关心帮助我的人分不开的。
首先非常感学校开设这个课题，为本人日后从事计算机方面的工作提供了经验，奠定了基础。
本次毕业设计大概持续了半年，现在终于到结尾了。
本次毕业设计是对我大学四年学习下来最好的检验。
经过这次毕业设计，我的能力有了很大的提高，比如操作能力、分析问题的能力、合作精神、严谨的工作作风等方方面面都有很大的进步。
这期间凝聚了很多人的心血，在此我表示由衷的感。
没有他们的帮助，我将无法顺利完成这次设计。
首先，我要特别感我的知道郭谦功老师对我的悉心指导，在我的论文书写与设计过程中给了我大量的帮助和指导，为我理清了设计思路和操作方法，并对我所做的课题提出了有效的改进方案。
郭谦功老师渊博的知识、严谨的作风和诲人不倦的态度给我留下了深刻的印象。
从他身上，我学到了许多能受益终生的东西。
再次对周巍老师表示衷心的感。
其次，我要感大学四年中所有的任课老师和辅导员在学习期间对我的严格要求，感他们对我学习上和生活上的帮助，使我了解了许多专业知识和为人的道理，能够在今后的生活道路上有继续奋斗的力量。
另外，我还要感大学四年和我一起走过的同学朋友对我的关心与支持，与他们一起学习、生活，让我在大学期间生活的很充实，给我留下了很多难忘的回忆。
最后，我要感我的父母对我的关系和理解，如果没有他们在我的学习生涯中的无私奉献和默默支持，我将无法顺利完成今天的学业。
四年的大学生活就快走入尾声，我们的校园生活就要划上句号，心中是无尽的难舍与眷恋。
从这里走出，对我的人生来说，将是踏上一个新的征程，要把所学的知识应用到实际工作中去。
回首四年，取得了些许成绩，生活中有快乐也有艰辛。
感老师四年来对我孜孜不倦的教诲，对我成长的关心和爱护。
学友情深，情同兄妹。
四年的风风雨雨，我们一同走过，充满着关爱，给我留下了值得珍藏的最美好的记忆。
在我的十几年求学历程里，离不开父母的鼓励和支持，是他们辛勤的劳作，无私的付出，为我创造良好的学习条件，我才能顺利完成完成学业，感激他们一直以来对我的抚养与培育。
最后，我要特别感我的导师达睿老师、和研究生助教熊伟丽老师。
是他们在我毕业的最后关头给了我们巨大的帮助与鼓励，给了我很多解决问题的思路，在此表示衷心的感激。
老师们认真负责的工作态度，严谨的治学精神和深厚的理论水平都使我收益匪浅。
他无论在理论上还是在实践中，都给与我很大的帮助，使我得到不少的提高这对于我以后的工作和学习都有一种巨大的帮助，感他耐心的辅导。
在论文的撰写过程中老师们给予我很大的帮助，帮助解决了不少的难点，使得论文能够与时完成，这里一并表示真诚的感。
毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明
原创性声明
本人重承诺：
所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作与取得的成果。
尽我所知，除文中特别加以标注和致的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得与其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。
对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了意。
作者签名：
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指导教师签名：
日 期：
使用授权说明
本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：
按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；
学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；
学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；
在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部容。
日 期：
所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。
除了文中特别加以标注引用的容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。
对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。
本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。
日期：
学位论文使用授权书
本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。
本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。
涉密论文按学校规定处理。
日期：
导师签名：
日期：
指导教师评阅书
指导教师评价：
一、撰写（设计）过程
1、学生在论文（设计）过程中的治学态度、工作精神
□优□良□中□与格□不与格
2、学生掌握专业知识、技能的扎实程度
3、学生综合运用所学知识和专业技能分析和解决问题的能力
4、研究方法的科学性；
技术线路的可行性；
设计方案的合理性
5、完成毕业论文（设计）期间的出勤情况
二、论文（设计）质量
1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规？
2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订与附件）？
三、论文（设计）水平
1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义
2、论文的观念是否有新意？
设计是否有创意？
3、论文（设计说明书）所体现的整体水平
建议成绩：
□优□良□中□与格□不与格
（在所选等级前的□画“√”）
指导教师：
（签名）单位：
（盖章）
年月日
评阅教师评阅书
评阅教师评价：
一、论文（设计）质量
二、论文（设计）水平
评阅教师
升级会员 