基于单片机的路灯控制系统设计 - 图文

通信工程方向 综合设计

基于单片机的路灯控制系统设计

学生学号 学生姓名 学院名称 专业名称 指导教师

电子信息科学与技术

2013年 12月 12日

通信工程方向综合设计

摘要

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AT89C51和相关的光电检测设备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P1口控制路灯开关的功能。

本设计是以光敏电阻对于外界光线强弱的感应能力为基础进行的路灯自动化控制系统设计。当光线强度弱到一定程度的时候，路灯就会自动灭掉；当光线强到一定程度的时候，路灯就会自动开启。

关键词 路灯自动化；光控；单片机

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通信工程方向综合设计

目 录

1 绪论..............................................................1 2 本课程设计的方案..................................................22.1 所需的软硬件..................................................2 2.2 工作原理......................................................2 2.2.1主要模块..................................................2 2.2.2系统框图..................................................2 2.3 设计采取的方案................................................3 3 主要电路模块的实现................................................4 3.1光敏电阻感应模块与AD/DA转换模块...............................4 3.2 IIC总线模块...................................................4 3.3 LED灯与数码管显示模块.........................................5 3.4单片机最小系统模块.............................................7 4 系统电路图........................................................8 5 系统的软件设计...................................................10 6 设计过程中遇到的主要问题以及解决办法.............................14 7 心得体会.............。。.........................................15 结论...............................................................16 参考文献...........................................................17 附录...............................................................18

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通信工程方向综合设计

1 绪论

随着夜晚的来临，城市里华灯初上，人们消除了白天的繁忙，漫步穿行于城市的街道上。在那霓虹漫彩的灯光下，一个个孩子欢快的玩耍着，一对对男女漫步于小道里、花园中，一辆辆汽车奔驰于公路上。路灯已经成为一个城市的照明系统不可分割更无可替代的一部分，在城市照明中发挥着举足轻重的作用，而其所依靠的就是路灯自动控制系统。本系统实用性强、操作简单,而且所用的路灯采用LED灯。众所周知，LED是目前最为节能的发光元件，通过采用LED发光可以节省大量的电能，而且LED发光柔和，亮度适中，对环境无污染，已经广泛的应用于各种照明场合。因此，智能光控节能路灯必将在未来得到广泛的应用。 但当前大多采用的是定时的路灯自动化控制系统。其通常都是采用全夜式开启路灯的自动化控制系统。但因为夏天跟冬天因为天亮与天黑的时差颇大，使得夏天晚上过早的路灯就开启，早上又过晚的关闭。且世界奇观这么多，偶尔总会出现点极端的天气状况，会造成白天天过黑、夜晚又如白昼般亮的情况（如日全食等），而路灯又不会自动开启或者关闭，这就使得交通事故的发生概率增大，路灯在这种情况下失去了其应有的价值和意义也造成能源的白白浪费。而且现在路灯已经全球基本普及，大到世界有名的大城市，小到小城镇、小乡村都已经有了路灯，可想而知世界能源在这块的浪费上是多么的巨大。

光控路灯不仅可以解决这类问题，还可以使路灯在有需要的时候自动开启或者关闭，避免了路灯在不需要的时候自动开启或者关闭。大大的避免了能源不必要的浪费，对于地球环保和能源的节约，可以起到巨大的作用。光控路灯如果可以普及化，不仅可以为城市省下了一大笔的开支，使其可以将节省下的资金投资到更有意义的地方去，使得城市可以更好、更快的发展。对于世界来说，更是可以取得巨大的节约能源效果，对于绿色地球的实现做出巨大的贡献。

路灯自动化的控制方式有很多，本系统采用STC 89C51和七段数码管显示器、LED灯等相关的光电检测、控制、显示设备，来设计智能光控路灯自动化系统。实现能根据外界光线条件通过IIC总线模块、AD/DA转换模块等的处理实现控制路灯的自动化开启或者关闭功能。

本设计是以光敏电阻对于外界光线强弱的感应能力为基础进行的路灯自动化控制系统设计。当光线强度弱到一定程度的时候，路灯就会自动灭掉；当光线强到一定程度的时候，路灯就会自动开启。本设计以当外界光线强度弱到使光敏电阻阻值大于等于200欧的时候，LED灯会自动开启；小于200欧的时候，自动关闭。

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通信工程方向综合设计

2 本课程设计的方案

2.1 所需的软硬件

Proteus软件、keil软件、Protel软件、CH341SER驱动软件、STC_ISP_V478烧写软件、单片机STC89C52、PCF8591元件、AT24C02元件、74HC573元件、光敏电阻、发光二极管、七段数码管、电阻、排阻、电容、极性电容、11.0592M晶振、电源、学习用的AT89C52硬件板、开关等。

2.2 工作原理

本设计是以光敏电阻可以根据外界光线的强度而改变自身阻值的特性（光线越强，阻值越小；光线越弱，阻值越大）为基础设计的光控路灯自动化控制系统。其原理是利用光敏电阻感受外界光线强度并体现在自身阻值的变化上，然后根据这一阻值的大小来判断外界的光线亮度情况，然后根据所得数据判断LED是该亮起还是该灭掉。

2.2.1 主要模块构成

1、光敏电阻感应模块 2、AD/DA转换模块 3、IIC总线模块 4、LED灯模块 5、数码管显示模块 6、单片机最小化系统模块

其流程为：光敏电阻读取外界光线的强度，通过ADC转换为数据编码传输给单片机，单片机接收、处理、输出数据使得七段数码管显示出数据（当前光敏电阻的阻值）。执行中断，判断该光线的强度是否达到设定的要求（这里设定光敏电阻阻值大于、等于200时，LED灯亮；小于200时，LED灯灭），若达到则LED灯亮起；若达不到则LED灯灭掉。

2.2.2 系统框图

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