警示灯课程设计报告.doc

电子系统设计 警示灯 设计性实验 2010112030620 张恒 电子信息工程 物电学院1006班 2013/6/2 摘 要 现在，随着微电子技术和集成电路技术的快速发展，单片机技术无处不在。单片机作为计算机科学与技术的重要组成部分，作为嵌入式系统的先头兵，片上系统的先行者，已经被广泛应用到了各行各业，尤其是与控制相关的领域，极大的提高了产品的智能化程度和技术水平，已经成为了当今社会十分重要的技术领域。随着社会需求和单片机应用领域的不断扩展，各类智能产品、控制系统都是以单片机技术为核心来进行开发设计的。 本系统采用MSC—51系列单片机89C51和相关的光电检测设备及设计智能路灯控制器，实现了能根据实际光线条件通过8051芯片的P3.7口控制高速公路警示灯的开关功能，并且实现对亮灯规律的控制。随着社会文明的不断发展，高速公路的警示灯已不简单是为了给司机朋友提神，更应该是一种美的享受。 关键词：警示灯 单片机技术 规律 设计 1 引 言 1.1 问题的提出 随着我国加入世界贸易组织（WTO），为了创造一个良好的投资环境，塑造一个美丽的国际化城市，更好的与国际接轨，全国各大城市的市政建设步伐都逐步加快，高速公路系统蓬勃发展，因此为公路提供更高安全可能的警示灯工程得以迅猛发展。 由于单片机具有集成度高，处理能力强，可靠性高，系统结构简单，价格低廉等优点，因此在路灯警示灯的工程中被广泛应用。近年来随着计算机在社会领域的渗透，单片机的应用正在不断走向深入。单片机技术中的计时系统是单片机的一个典型的应用。 随着城市化进程的加快，城市之间高速公路的增多，为防止司机过于疲劳减 小在高速公路上发生意外的可能，特别是司机疲劳驾驶时发生意外的可能性更大，通常要开启警示灯以确保安全。本系统采用MSC-51系列单片机89C51和相关的光电检测设备及继电设备来设计智能光控路灯控制器，实现了能根据实际光线条件通过8051芯片的P3.7口控制路灯开关的功能。为提高警示效果，警示灯尽量工作在闪烁状态。本次设计的是一款太阳能警示灯，电路采用太阳能 电池板，具有手控和光控两种功能。自动控制状态下，天黑以后该电路能控制警示灯自动开启，并使其工作在闪烁状态，而在白天又能将警示灯自动关闭。也可采用手动控制，白天也可使其工作，便于调整，成本低廉,使用方便。利用51系列单片机可编程控制八位逻辑I/O端口实现路灯的智能化，达到节能，自动控制的目的。 1.2任务与分析 本次设计的系统的控制中心是89C51单片机。首先，在Protel软件环境中进行硬件电路图的设计。然后在8051软件环境中进行系统的软件编程，并进行程序源文件的编译和调试，最后生成.hex文件。此.hex文件是硬件电路运行实现的源代码来源。把.hex文件加载到AT89C51单片机芯片，然后在Proteus软件环境中运行硬件电路，警示灯就可以正常工作了。 本设计的系统主要由：AT89C51为中央处理芯片，用于数据的处理和初值的设定。光敏电阻为本例的核心模块，由他提供外界环境的信息并传递给89C51用于处理，处理后的信号传递给警示灯。 本系统可分为以下三大模块： 1、AT89C51模块：用于数据处理，和外围的时钟芯片通信，并控制时钟传输过程，采集时间信息并予以处理。 2、光敏电阻模块：用于实现对外界环境的解读，并且传递外界的信号给89C51，这是一种简单的传递方式，在现实生活中也比较的适合。 3、程序：包括单片机控制时钟芯片的接口程序（实现单片机和时钟芯片之间的数据传输过程）和单片机控制和输入信号的接口程序，以及用于控制警示灯闪烁的程序。 二 方案介绍 2.1 系统设计方案 通过查阅相关的资料，设计初期我主要从是通过外界环境控制还是人为控制做了一定的纠结，最后将两个控制系统都添加进去了，由于警示灯的闪烁频率是由系统的程序设定出的，为此，我专门在网上查找了很多资料，最后确定了红灯闪烁5下，蓝灯闪烁5下，然后共同闪烁的循环工作方式。 设计的时候有两种方案供我选择，分别是采用方案一：使用光敏电阻直接提供给51单片机输入信号，并进行相应的后续程序操作； 方案二：使用光敏电阻和三极管联合驱动的方式，提供给单片机输入传感信号。 （1）使用光敏电阻直接提供给51单片机输入信号，并进行相应的后续程序操作 此系统的硬件部分主要是由89C2051单片机，74LS48芯片，ULN2003芯片所组成。该系统硬件结构简单，但是难以实现且不符合系统在现实生活中的实用性等原则。 （2）使用光敏电阻和三极管联合驱动的方式，提供给单片机输入传感信号。 此系统的硬件部分主要是由89C51单片机和其他一些时钟控制系统组成的。系统结构简单，接口较多，既能实现需要的功能，同时也可以在其基础