模拟路灯控制系统毕业论文.doc

1、1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2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.041.1 单片机时序 .041.1.1 时钟电路.041.

2、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.133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

3、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 6MH

4、Z 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

5、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：

6、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 0 mA5 000 mA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

7、。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4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）： SMD802VINGATECRoscPWL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，

8、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

9、。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

10、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

11、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）5EA/VP31XTL928RS.7(D)6WIN04OGCU光YkpFufK+ 图七 第六章 结构框图及程序三、软件设计流程图： 一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一 一一一一一一一一一一 一一一一一一一一一一一一一 一一一一一一 一一一一一一一一 一一一一AT89S52一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一图（5）总体框图主机程序： ORG 0000HSTART: AJMP MAINORG 000BHAJMP SERVEORG 0100HMAIN: MOV S

12、P,#60H;设置堆栈首址MOV R0,#77H;设置缓冲地址MOV R7,#08HML1: MOV R0,#00H;缓冲地址清零INC R0DJNZ R7,ML1ML2: MOV R0,#40H6MOV R7,#20HML3: MOV R0,#00H;缓冲地址清零INC R0DJNZ R7,ML3 MOV TMOD,#21HMOV TL0,#0DCHMOV TH0,#0BHMOV TH1,#0F3H;装初值高位MOV TL1,#0F3H;装初值低位MOV SCON,#50H;串行口工作方式 1，允许接收MOV PCON,#80H;波特率加倍SETB EASETB ET0SETB TR0SET

13、B TR1SETB P1.7MOV 2FH,#00HMOV 2EH,#00HMOV 43H,#01HMOV 44H,#77HMOV 45H,#48HMOV 46H,#50HMOV 47H,#58HMOV 39H,#0FFHTING: SETB P3.2SETB P3.3SETB P1.7MMM: MOV R6,#00HMOV R7,#0C8H;判键延时;*主程序*MMM1: ACALL DISPLAYJNB P1.2,MMM04JNB P1.3,LUD01JNB P1.4,LUD02JNB P1.5,LUD0ZJNB P1.6,TINGJNB P3.4,HUO1JNB P3.5,HUOZJNB

14、 P3.6,HUO2JB P3.7,KADJNB P3.7,GUADSJMP MMM1GUAD: LJMP GUANDKAD: LJMP KAID;*中转站*LUD01: LJMP LUD1LUD02: LJMP LUD2LUD0Z: LJMP LUDZMMM04: LJMP MMM4分机 1： ORG 0000H;*初始化程序* SRART: MOV TMOD,#20HMOV TH1,#0F3HMOV TL1,#0F3H;波特率MOV SCON,#50HMOV PCON,#80HMOV SP,#60HSETB TR1MML: MOV R7,#1FHMOV R0,#40HMML1: MOV R

15、0,#00HINC R0DJNZ R7,MML1MOV 2FH,#00HMAIN: JBC TI,FASHE;上传数据JBC RI,JIESHU;接数据命令 MOV A,40H7CJNE A,#01H,MAIN0MOV A,42HCJNE A,#01H,MAIN3QQ0: SETB P0.0HOUWAI: JB P3.7,CUOWU0CLR 7FHRET0: SJMP MAINCUOWU: JB 7FH,RET0MOV 50H,#01HSETB 7FHSJMP FASHECUOWU0: ACALL DELYJB P3.7,CUOWUMAIN3: CLR P0.0SJMP MAINMAIN0:

16、MOV A,40HCJNE A,#03H,MAINMOV A,41HCJNE A,#01H,MAIN1SJMP QQ0MAIN1: CJNE A,#02H,MAIN2CLR P0.0SJMP MAINMAIN2: CJNE A,#03H,MAIN3SJMP QQ0分机 2：ORG 0000H;*初始化程序* SRART: MOV TMOD,#20HMOV TH1,#0F3HMOV TL1,#0F3H;波特率MOV SCON,#50HMOV PCON,#80HMOV SP,#60HSETB TR1MML: MOV R7,#1FHMOV R0,#40HMML1: MOV R0,#00HINC R0

17、DJNZ R7,MML1MOV 50H,#01HMOV 51H,#04HMAIN: JBC TI,FASHE;上传数据JBC RI,JIESHU;接数据命令MOV A,40HCJNE A,#02H,MAIN0MOV A,43HCJNE A,#01H,MAIN3QQ0: SETB P0.0HOUWAI: JB P3.7,CUOWU0CLR 7FHRET0: SJMP MAINCUOWU: JB 7FH,RET0MOV 50H,#02HSETB 7FHSJMP FASHECUOWU0: ACALL DELYJB P3.7,CUOWUMAIN3: CLR P0.0SJMP MAINMAIN0: MO

18、V A,40HCJNE A,#03H,MAINMOV A,41HCJNE A,#01H,MAIN1SJMP QQ0MAIN1: CJNE A,#02H,MAIN2SJMP QQ0MAIN2: CJNE A,#03H,MAIN38SJMP MAIN3 VCEA/P31XTL92RS.7(D)6WIN045OGU光YkpFufcMKhQnetablgdH+v结论经过同组三人的紧密团结、精诚合作，小组终于顺利的完成设计任务，通过大家的艰苦奋战，最终不但完成了本次大赛的基本要求而且基本完成了发挥部分。虽然还有很多设想还没实现，但是我们还是受益匪浅。在比赛期间我们遇到了许多无法预料的困难，这些困难是我们

19、的宝贵经验，这让我们充分认识到了合作的重要性和思维的无限性，与此同时动手能力和解决问题能力也有所提高。回头再看我们的整个设计过程，由于时间限制，系统还有许多需要改进的地方。希望在今后的学习实践中弥补这方面的不足，重视理论联系实践。 科学落实生活，希望人人都能驰骋在无限的海洋中。参考文献1陈尚松，雷加，郭庆 . 电子测量与仪器M. 电子工业出版社2谢自美. 电子线路设计实验测试M. 华中科技大学出版社3苏平. 单片机原理与接口技术M. 电子工业出版社4刘树林. 低频电子线路M. 电子工业出版社5赵茂泰. 智能仪器原理及应用M.电子工业出版社6陈新城. 实用电子电路设计与调试M.中国电力出版社7田良. 综合电子设计与实践M.东南大学出版社8郭强. 液晶显示应用技术M.电子工业出版社