模拟路灯控制系统的毕业论文.doc

泸 州 职 业 技 术 学 院 毕业设计报告 模拟路灯控制系统 学生姓名 所 在 系 班 级 专 业 指导教师 2009年11月15日 摘要 ? 本作品是具有自动化程度高、运行可靠、使用维护方便的照明控制系统，为城市路灯现代化提供了一些参考方案。系统采用STC单片机为核心的最小系统板，设计了模拟路灯控制系统。控制系统采用定时器设定时钟功能，设定、显示开关灯时间；用传感器检测物体的定位路灯单元控制系统采用恒流源供电，具有输出功率调整功能，并能定时调整功率。阐述了基于单片机模拟路灯控制系统实现的设计思想、方法及过程。该模拟控制系统，能有效的节约能源，减少照灯具的损耗。  目录 第一章 绪论 1 1.1概述 1 1.2 系统的性能要求及特点 1 第二章 系统分析及硬件设计 3 2.1 系统设计思路与方案比较论证。 3 2.2 各个模块的硬件电路设计 4 2.2.1 物体感应模块设计 5 2.2.2 时钟模块设计 7 2.2.3 中央控制模块设计 8 2.2.4 显示模块设计 9 2.2 硬件系统原理图 11 第三章 软件设计与调试 12 3.1系统设计思路 12 3.2系统各部分子程序设计 12 3.2.1 主程序设计 12 3.2.2 红外中断与查询子程序设计 12 3.2.3按键设定程序设计 14 3.3整体系统的软件调试 15 总结 16 致谢 17 参考文献 18 附录 19 第一章 绪论 1.1概述 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，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。 模拟路灯控制统应能达到以下功能要求： （1）系统有时钟功能，能设定、显示开关灯时间。 （2）系统应能根据环境明暗变化，自动开灯和关灯。 （3）系统应能根据交通情况自动调节亮灯状态。 （4）系统能控制两盏路灯的开灯和关灯时间。 图1 路灯布置示意图（单位：cm） 第二章 系统分析及硬件设计 2.1 系统设计思路与方案比较论证。 2.1.1系统设计思路 根据题目要求，经过仔细分析，参考硬件软件因素，大致可以将本系统分为：物体感应模块，时钟模块，中央控制模块，按键控制模块，显示模块。如图2-1所示 图2-1 系统整体框图 2.1.2方案论证与确立 1、央控制模块 方案一：采用单片机控制，利用利用以C51系列为核心的单片机系统控制两盏LED开关灯时间，利用单片机的内部时钟与外部中断能够满足系统设计要求，且成本较低，适合路灯系统的大规模建设。 方案二：采用FPGA和单片机相结和的方式路灯的控制，由于本系统只需要实现对两盏LED灯的控制，不需要大规模的FPGA。 方案三：全部采用模拟电路模块时间。由于本系统设计要求时间判断，环境判断，独立控制等逻辑功能，使用模拟电路导致电路的庞大复杂。 2、物体感应模块 方案一：利用红外线的物理性质来进行测量的传感器。红外线又称红外光，它具有反射、折射、散射、干涉、吸收等性质。任何物质，只要它本身具有一定的温度（高于绝对零度），都能辐射红外线。红外线传感器测量时不与被测物体直接接触，因而不存在摩擦，并且有灵敏度高，响应快等优点。 超声波传感器是利用超声波的特性研制而成的传感器。超声波是一种振动频率高于声波的机械波，由换能晶片电在压的激励下发生振动产生的，它具有频率高、波长短、绕射现象小，特别是方向性好、能够成为射线而定向传播等特点。超声波对液体、固体的穿透本领很大，尤其是在阳光不透明的固体中，它可穿透几十米的深度利用激光技术进行测量的传感器。它由激光器、激光检测器和测量电路组成。激光传感器是新型测量仪表，它的优点是能实现无接触远距离测量，速度快，精度高，量程大，抗光、电干扰能力强等。 方案一：数码管显示，由于本题要求实时显示系统时间、状态、和故障LED灯编号等，而数码管不能显示字符。 方案二：LED点阵显示，LED点阵显示虽然能显示字符和数字，但显示效果不好，且不易编程。 方案三：LCD液晶显示，LCD液晶不但能显示字符和数字，而且显示效果较好，容易编程实现。 4、时钟模块 方案一：专用时钟芯片，直接将时钟信息存储在时钟芯片中，利用时钟芯片自带的定时器定时，中央控制模块读取该时钟芯片时钟信息，节省其系统资源提高时间精度。 方案二：利用机械定时器件， 方案三：利用555定时器组建定时模块555，555定时器具有成本低，性能可靠 中央控制模块 STC8