智能路燈控制系統(tǒng)畢業(yè)論文

1、. . . . 圖3 1所示。圖3 SEQ 圖3. * ARABIC1312 AT89S52單片機(jī)的功能特性1主要特性AT89S52是一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有 8K 在系統(tǒng)可編程Flash 存儲器。使用Atmel 公司高密度非 易失性存儲器技術(shù)制造，與工業(yè)80C51 產(chǎn)品指令和引腳完 全兼容。片上Flash允許程序存儲器在系統(tǒng)可編程，亦適于 常規(guī)編程器。在單芯片上，擁有靈巧的8 位CPU 和在系統(tǒng) 可編程Flash，使得AT89S52為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提 供高靈活、超有效的解決方案。 AT89S52具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能： 8k字節(jié)Flash，256字節(jié)RAM， 32 位I

2、/O 口線，看門狗定時器，2 個數(shù)據(jù)指針，三個16 位 定時器/計數(shù)器，一個6向量2級中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行口， 片晶振與時鐘電路。另外，AT89S52 可降至0Hz 靜態(tài)邏 輯操作，支持2種軟件可選擇節(jié)電模式?？臻e模式下，CPU 停止工作，允許RAM、定時器/計數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工 作。掉電保護(hù)方式下，RAM容被保存，振蕩器被凍結(jié)， 單片機(jī)一切工作停止，直到下一個中斷或硬件復(fù)位為止。2管腳說明P0 口：P0口是一個8位漏極開路的雙向I/O口。作為輸出口，每位能驅(qū)動8個TTL邏輯電平。對P0端口寫“1”時，引腳用作高阻抗輸入。當(dāng)訪問外部程序和數(shù)據(jù)存儲器時，P0口也被作為低8位地址/數(shù)據(jù)復(fù)用。在

3、這種模式下，P0具有部上拉電阻。在flash編程時，P0口也用來接收指令字節(jié)；在程序校驗時，輸出指令字節(jié)。程序校驗時，需要外部上拉電阻。 P1 口：P1 口是一個具有部上拉電阻的8 位雙向I/O 口，p1 輸出緩沖器能驅(qū)動4 個TTL 邏輯電平。對P1 端口寫“1”時，部上拉電阻把端口拉高，此時可以作為輸入口使用。作為輸入使用時，被外部拉低的引腳由于部電阻的原因，將輸出電流（IIL）。 此外，P10和P12分別作定時器/計數(shù)器2的外部計數(shù)輸入（P10/T2）和時器/計數(shù)器2的觸發(fā)輸入（P11/T2EX），具體如下表所示。在flash編程和校驗時，P1口接收低8位地址字節(jié)。 引腳號第二功能 ：P

4、10 T2（定時器/計數(shù)器T2的外部計數(shù)輸入），時鐘輸出 P11 T2EX（定時器/計數(shù)器T2的捕捉/重載觸發(fā)信號和方向控制） P15 MOSI（在系統(tǒng)編程用） P16 MISO（在系統(tǒng)編程用） P17 SCK（在系統(tǒng)編程用） P2 口：P2 口是一個具有部上拉電阻的8 位雙向I/O 口，P2 輸出緩沖器能驅(qū)動4 個TTL 邏輯電平。對P2 端口寫“1”時，部上拉電阻把端口拉高，此時可以作為輸入口使用。作為輸入使用時，被外部拉低的引腳由于部電阻的原因，將輸出電流（IIL）。在訪問外部程序存儲器或用16位地址讀取外部數(shù)據(jù)存儲器（例如執(zhí)行MOVX DPTR）時，P2 口送出高八位地址。在這種應(yīng)用中

5、，P2 口使用很強(qiáng)的部上拉發(fā)送1。在使用8位地址（如MOVX RI）訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，P2口輸出P2鎖存器的容。在flash編程和校驗時，P2口也接收高8位地址字節(jié)和一些控制信號。P3 口：P3 口是一個具有部上拉電阻的8 位雙向I/O 口，p3 輸出緩沖器能驅(qū)動4 個TTL 邏輯電平。對P3 端口寫“1”時，部上拉電阻把端口拉高，此時可以作為輸入口使用。作為輸入使用時，被外部拉低的引腳由于部電阻的原因，將輸出電流（IIL）。 P3口亦作為AT89S52特殊功能（第二功能）使用，如下所示：在flash編程和校驗時，P3口也接收一些控制信號。 端口引腳 第二功能 P30 RXD(串行輸入口)

6、 P31 TXD(串行輸出口) P32 INTO(外中斷0) P33 INT1(外中斷1) P34 TO(定時/計數(shù)器0) P35 T1(定時/計數(shù)器1) P36 WR(外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通) P37 RD(外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通) 此外，P3口還接收一些用于FLASH閃存編程和程序校驗的控制信號。 RST復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器工作時，RST引腳出現(xiàn)兩個機(jī)器周期以上高電平將是單片機(jī)復(fù)位。 ALE/PROG當(dāng)訪問外部程序存儲器或數(shù)據(jù)存儲器時，ALE（地址鎖存允許）輸出脈沖用于鎖存地址的低8位字節(jié)。一般情況下，ALE仍以時鐘振蕩頻率的1/6輸出固定的脈沖信號，因此它可對外輸出時鐘或用于定時目的。要注意的

7、是：每當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時將跳過一個ALE脈沖。 對FLASH存儲器編程期間，該引腳還用于輸入編程脈沖（PROG）。 如有必要，可通過對特殊功能寄存器（SFR）區(qū)中的8EH單元的D0位置位，可禁止ALE操作。該位置位后，只有一條MOVX和MOVC指令才能將ALE激活。此外，該引腳會被微弱拉高，單片機(jī)執(zhí)行外部程序時，應(yīng)設(shè)置ALE禁止位無效。 PSEN程序儲存允許（PSEN）輸出是外部程序存儲器的讀選通信號，當(dāng)AT89C52由外部程序存儲器取指令（或數(shù)據(jù)）時，每個機(jī)器周期兩次PSEN有效，即輸出兩個脈沖，在此期間，當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲器，將跳過兩次PSEN信號。 EA/VPP外部訪問允許，欲使CP

8、U僅訪問外部程序存儲器（地址為0000H-FFFFH），EA端必如EA端為高電平（接Vcc端），CPU則執(zhí)行部程序存儲器的指令。 FLASH存儲器編程時，該引腳加上+12V的編程允許電源Vpp，當(dāng)然這必須是該器件是使用12V編程電壓Vpp。32 顯示模塊設(shè)計采用點(diǎn)陣式液晶顯示器（LCD）顯示。LCD功能強(qiáng)大，可顯示各種字體的數(shù)字、漢字、圖像，還可以自定義顯示容，顯示靈活生動，同時配有4*4鍵盤更便于工作人員操作。方案一：采用LCD1602LCD1602介紹1602字符型LCD通常有14條引腳線或16條引腳線的LCD，多出來的2條線是背光電源線VCC(15腳)和地線GND(16腳)，其控制原理與

9、14腳的LCD完全一樣，其中：引腳符號功能說明1VSS一般接地2VDD接電源（+5V）3V0液晶顯示器對比度調(diào)整端，接正電源時對比度最弱，接地電源時對比度最高（對比度過高時會產(chǎn)生“鬼影”，使用時可以通過一個10K的電位器調(diào)整對比度）。4RSRS為寄存器選擇，高電平1時選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平0時選擇指令寄存器。5R/WR/W為讀寫信號線，高電平(1)時進(jìn)行讀操作，低電平(0)時進(jìn)行寫操作。6EE(或EN)端為使能(enable)端，下降沿使能。7DB0底4位三態(tài)、 雙向數(shù)據(jù)總線 0位（最低位）8DB1底4位三態(tài)、 雙向數(shù)據(jù)總線 1位9DB2底4位三態(tài)、 雙向數(shù)據(jù)總線 2位10DB3底4位三態(tài)、

10、雙向數(shù)據(jù)總線 3位11DB4高4位三態(tài)、 雙向數(shù)據(jù)總線 4位12DB5高4位三態(tài)、 雙向數(shù)據(jù)總線 5位13DB6高4位三態(tài)、 雙向數(shù)據(jù)總線 6位14DB7高4位三態(tài)、 雙向數(shù)據(jù)總線 7位（最高位）（也是busy flag）15BLA背光電源正極16BLK背光 電源負(fù)極方案二 采用LCD12864LCD12864介紹1、概述FYD12864-0402B是一種具有4位/8位并行、2線或3線串行多種接口方式，部含有國標(biāo)一級、二級簡體中文字庫的點(diǎn)陣圖形液晶顯示模塊；其顯示分辨率為12864, 置8192個16*16點(diǎn)漢字，和128個16*8點(diǎn)ASCII字符集利用該模塊靈活的接口方式和簡單、方便的操作指

11、令，可構(gòu)成全中文人機(jī)交互圖形界面?？梢燥@示84行1616點(diǎn)陣的漢字 也可完成圖形顯示低電壓低功耗是其又一顯著特點(diǎn)。由該模塊構(gòu)成的液晶顯示方案與同類型的圖形點(diǎn)陣液晶顯示模塊相比，不論硬件電路結(jié)構(gòu)或顯示程序都要簡潔得多，且該模塊的價格也略低于一樣點(diǎn)陣的圖形液晶模塊?；咎匦?低電源電壓（VDD:+30-+55V）顯示分辨率:12864點(diǎn)置漢字字庫，提供8192個1616點(diǎn)陣漢字(簡繁體可選)置 128個168點(diǎn)陣字符2MHZ時鐘頻顯示方式：STN、半透、正驅(qū)動方式：1/32DUTY，1/5BIA視角方向：6背光方式：側(cè)部高亮白色LED，功耗僅為普通LED的1/51/1通訊方式：串行、并口可選置DC

12、-DC轉(zhuǎn)換電路，無需外加負(fù)壓無需片選信號，簡化軟件設(shè)計工作溫度: 0 - +55 ,存儲溫度: -20 - +602、方框圖圖3 SEQ 圖3. * ARABIC23、模塊接口說明*注釋1：如在實際應(yīng)用中僅使用串口通訊模式，可將PSB接固定低電平，也可以將模塊上的J8和“GND”用焊錫短接。*注釋2：模塊部接有上電復(fù)位電路，因此在不需要經(jīng)常復(fù)位的場合可將該端懸空。 *注釋3：如背光和模塊共用一個電源，可以將模塊上的JA、JK用焊錫短接。并行接口：管腳號管腳名稱電平管腳功能描述1VSS0V電源地2VCC30+5V電源正3V0-對比度（亮度）調(diào)整4RS(CS）H/LRS=“H”,表示DB7DB0為

13、顯示數(shù)據(jù)RS=“L”,表示DB7DB0為顯示指令數(shù)據(jù)5R/W(SID)H/LR/W=“H”,E=“H”,數(shù)據(jù)被讀到DB7DB0R/W=“L”,E=“HL”, DB7DB0的數(shù)據(jù)被寫到IR或DR6E(SCLK)H/L使能信號7DB0H/L三態(tài)數(shù)據(jù)線8DB1H/L三態(tài)數(shù)據(jù)線9DB2H/L三態(tài)數(shù)據(jù)線10DB3H/L三態(tài)數(shù)據(jù)線11DB4H/L三態(tài)數(shù)據(jù)線12DB5H/L三態(tài)數(shù)據(jù)線13DB6H/L三態(tài)數(shù)據(jù)線14DB7H/L三態(tài)數(shù)據(jù)線15PSBH/LH：8位或4位并口方式，L：串口方式（見注釋1）16NC-空腳17/RESETH/L復(fù)位端，低電平有效（見注釋2）18VOUT-LCD驅(qū)動電壓輸出端19AVDD

14、背光源正端（+5V）（見注釋3）20KVSS背光源負(fù)端（見注釋3）*注釋1：如在實際應(yīng)用中僅使用并口通訊模式，可將PSB接固定高電平，也可以將模塊上的J8和“VCC”用焊錫短接。*注釋2：模塊部接有上電復(fù)位電路，因此在不需要經(jīng)常復(fù)位的場合可將該端懸空。 *注釋3：如背光和模塊共用一個電源，可以將模塊上的JA、JK用焊錫短接。4模塊主要硬件構(gòu)成說明控制器接口信號說明：(1) RS，R/W的配合選擇決定控制界面的4種模式：RSR/W功能說明LLMPU寫指令到指令暫存器（IR）LH讀出忙標(biāo)志（BF）與地址記數(shù)器（AC）的狀態(tài)HLMPU寫入數(shù)據(jù)到數(shù)據(jù)暫存器（DR）HHMPU從數(shù)據(jù)暫存器（DR）中讀出數(shù)

15、據(jù)(2) E信號E狀態(tài)執(zhí)行動作結(jié)果高低I/O緩沖DR配合/W進(jìn)行寫數(shù)據(jù)或指令高DRI/O緩沖配合R進(jìn)行讀數(shù)據(jù)或指令低/低高無動作忙標(biāo)志:BFBF標(biāo)志提供部工作情況BF=1表示模塊在進(jìn)行部操作,此時模塊不接受外部指令和數(shù)據(jù)BF=0時,模塊為準(zhǔn)備狀態(tài),隨時可接受外部指令和數(shù)據(jù)利用STATUS RD 指令,可以將BF讀到DB7總線,從而檢驗?zāi)K之工作狀態(tài)字型產(chǎn)生ROM（CGROM）字型產(chǎn)生ROM（CGROM）提供8192個此觸發(fā)器是用于模塊屏幕顯示開和關(guān)的控制。DFF=1為開顯示（DISPLAY ON),DDRAM 的容就顯示在屏幕上，DFF=0為關(guān)顯示（DISPLAY OFF)。DFF 的狀態(tài)是指

16、令DISPLAY ON/OFF和RST信號控制的。顯示數(shù)據(jù)RAM（DDRAM）模塊部顯示數(shù)據(jù)RAM提供642個位元組的空間，最多可控制4行16字（64個字）的中文字型顯示，當(dāng)寫入顯示數(shù)據(jù)RAM時，可分別顯示CGROM與CGRAM的字型；此模塊可顯示三種字型，分別是半角英數(shù)字型(16*8)、CGRAM字型與CGROM的中文字型，三種字型的選擇，由在DDRAM中寫入的編碼選擇，在0000H0006H的編碼中（其代碼分別是0000、0002、0004、0006共4個）將選擇CGRAM的自定義字型，02H7FH的編碼中將選擇半角英數(shù)字的字型，至于A1以上的編碼將自動的結(jié)合下一個位元組，組成兩個位元組的

17、編碼形成中文字型的編碼BIG5（A140D75F），GB（A1A0-F7FFH）。 字型產(chǎn)生RAM(CGRAM)字型產(chǎn)生RAM提供圖象定義(造字)功能, 可以提供四組1616點(diǎn)的自定義圖象空間，使用者可以將部字型沒有提供的圖象字型自行定義到CGRAM中，便可和CGROM中的定義一樣地通過DDRAM顯示在屏幕中。地址計數(shù)器AC地址計數(shù)器是用來貯存DDRAM/CGRAM之一的地址,它可由設(shè)定指令暫存器來改變，之后只要讀取或是寫入DDRAM/CGRAM的值時，地址計數(shù)器的值就會自動加一，當(dāng)RS為“0”時而R/W為“1”時，地址計數(shù)器的值會被讀取到DB6DB0中。光標(biāo)/閃爍控制電路此模塊提供硬體光標(biāo)與

18、閃爍控制電路，由地址計數(shù)器的值來指定DDRAM中的光標(biāo)或閃爍位置。33 物體檢測模塊設(shè)計本模塊用來檢測交通狀況。當(dāng)車輛經(jīng)過時，路燈自動亮滅變化，從而實現(xiàn)路燈根據(jù)交通狀況自動調(diào)節(jié)其亮滅狀態(tài)功能。方案一：采用超聲波對物體行進(jìn)狀態(tài)檢測。超聲波能夠?qū)崟r檢測物體所在位置，并返回信號。但是超聲波受環(huán)境影響較大，電路復(fù)雜，任何有形狀的物體對超聲波的反射都會影響系統(tǒng)對物體的檢測和判斷。因此我們放棄此方案。方案二：采用漫反射式光電開關(guān)檢測物體運(yùn)動狀態(tài)。當(dāng)物體經(jīng)過某一指定地點(diǎn)時，傳感器感應(yīng)到物體，并把信號傳給控制單元，再由控制單元發(fā)出指令控制路燈亮滅，從而有效實現(xiàn)路況檢測功能。該方案具有有效、直觀，電路和程序控制

19、更簡單明了，穩(wěn)定性也相對較強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。因此我們選用了方案二。光電開關(guān)工作原理：光電開關(guān)（光電傳感器）是光電接近開關(guān)的簡稱，它是利用被檢測物對光束的遮擋或反射，由同步回路選通電路，從而檢測物體有無的。物體不限于金屬，所有能反射光線的物體均可被檢測。光電開關(guān)將輸入電流在發(fā)射器上轉(zhuǎn)換為光信號射出，接收器再根據(jù)接收到的光線的強(qiáng)弱或有無對目標(biāo)物體進(jìn)行探測。多數(shù)光電開關(guān)選用的是波長接近可見光的紅外線光波型。漫反射式光電開關(guān)：它是一種集發(fā)射器和接收器于一體的傳感器，當(dāng)有被檢測物體經(jīng)過時，物體將光電開關(guān)發(fā)射器發(fā)射的足夠量的光線反射到接收器，于是光電開關(guān)就產(chǎn)生了開關(guān)信號。當(dāng)被檢測物體的表面光亮或其反光率極高時，漫

20、反射式的光電開關(guān)是首選的檢測模式。圖3 SEQ 圖3. * ARABIC334 環(huán)境監(jiān)測單元設(shè)計本單元采用光敏電阻檢測環(huán)境明暗變化，當(dāng)光敏電阻感應(yīng)到光線變化時，將信號傳給控制單元進(jìn)行處理，再由控制單元控制路燈的亮滅。 如圖34所示。共有四路檢測單元，備用1路。圖34環(huán)境監(jiān)測單元光敏電阻又稱光導(dǎo)管，常用的制作材料為 HYPERLINK :/baike.baidu /view/797739.htm t _blank 硫化鎘，另外還有硒、硫化鋁、硫化鉛和硫化鉍等材料。這些制作材料具有在特定 HYPERLINK :/baike.baidu /view/45341.htm t _blank 波長的光照射

21、下，其阻值迅速減小的特性。這是由于光照產(chǎn)生的載流子都參與導(dǎo)電，在外加電場的作用下作漂移運(yùn)動，電子奔向電源的正極，空穴奔向電源的負(fù)極，從而使光敏電阻器的阻值迅速下降。圖3.5光敏電阻器是利用 HYPERLINK :/baike.baidu /view/19928.htm t _blank 半導(dǎo)體的 HYPERLINK :/baike.baidu /view/14336.htm t _blank 光電效應(yīng)制成的一種電阻值隨入射光的強(qiáng)弱而改變的電阻器；入射光強(qiáng)，電阻減小，入射光弱，電阻增大。光敏電阻器一般用于光的測量、光的控制和光電轉(zhuǎn)換（將光的變化轉(zhuǎn)換為電的變化）。常用的光敏電阻器硫化鎘光敏電阻器，

22、它是由半導(dǎo)體材料制成的。光敏電阻器的阻值隨入射光線（可見光）的強(qiáng)弱變化而變化，在黑暗條件下，它的阻值（暗阻）可達(dá)110M歐,在強(qiáng)光條件（100LX）下，它阻值（亮阻）僅有幾百至數(shù)千歐姆。光敏電阻器對光的敏感性（即光譜特性）與人眼對 HYPERLINK :/baike.baidu /view/68621.htm t _blank 可見光（04076）m的響應(yīng)很接近，只要人眼可感受的光，都會引起它的阻值變化。設(shè)計光控電路時，都用 HYPERLINK :/baike.baidu /view/23342.htm t _blank 白熾燈泡（小電珠）光線或 HYPERLINK :/baike.baidu

23、 /view/176997.htm t _blank 自然光線作控制光源，使設(shè)計大為簡化。圖3.51結(jié)構(gòu)圖3.6通常，光敏電阻器都制成薄片結(jié)構(gòu)，以便吸收更多的光能。當(dāng)它受到光的照射時，半導(dǎo)體片（光敏層）就激發(fā)出電子空穴對，參與導(dǎo)電，使電路中電流增強(qiáng)。為了獲得高的靈敏度，光敏電阻的 HYPERLINK :/baike.baidu /view/609350.htm t _blank 電極常采用梳狀圖案，它是在一定的掩膜下向光電導(dǎo)薄膜上蒸鍍金或銦等金屬形成的。一般光敏電阻器結(jié)構(gòu)如右圖所示。圖3.6光敏電阻器通常由光敏層、玻璃基片（或樹脂防潮膜）和電極等組成。光敏電阻器在電路中用字母“R”或“RL”、

24、“RG”表示。2工作原理光敏電阻的工作原理是基于光電效應(yīng)。在半導(dǎo)體光敏材料兩端裝上電極引線，將其封裝在帶有透明窗的管殼里就構(gòu)成光敏電阻，為了增加靈敏度，兩電極常做成梳狀。用于制造光敏電阻的材料主要是金屬的硫化物、硒化物和碲化物等半導(dǎo)體。通常采用涂敷、噴涂、燒結(jié)等方法在絕緣襯底上制作很薄的光敏電阻體與梳狀歐姆電極，接出引線，封裝在具有透光鏡的密封殼體，以免受潮影響其 HYPERLINK :/baike.baidu /view/495141.htm t _blank 靈敏度。在黑暗環(huán)境里，它的電阻值很高，當(dāng)受到光照時，只要 HYPERLINK :/baike.baidu /view/9448.ht

25、m t _blank 光子能量大于半導(dǎo)體材料的禁帶寬度，則價帶中的 HYPERLINK :/baike.baidu /view/3476.htm t _blank 電子吸收一個光子的能量后可躍遷到導(dǎo)帶，并在價帶中產(chǎn)生一個帶 HYPERLINK :/baike.baidu /view/532075.htm t _blank 正電荷的空穴，這種由光照產(chǎn)生的電子空穴對了半導(dǎo)體材料中載流子的數(shù)目，使其電阻率變小，從而造成光敏電阻阻值下降。光照愈強(qiáng)，阻值愈低。入射光消失后，由光子激發(fā)產(chǎn)生的電子空穴對將復(fù)合，光敏電阻的阻值也就恢復(fù)原值。在光敏電阻兩端的金屬電極加上電壓，其中便有電流通過，受到波長的光線照射

26、時，電流就會隨光強(qiáng)的而變大，從而實現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換。光敏電阻沒有極性，純粹是一個電阻器件，使用時既可加 HYPERLINK :/baike.baidu /view/2070482.htm t _blank 直流電壓，也加交流電壓。半導(dǎo)體的導(dǎo)電能力取決于半導(dǎo)體導(dǎo)帶載流子數(shù)目的多少。3分類根據(jù)光敏電阻的光譜特性，可分為三種光敏電阻器： 紫外光敏電阻器：對紫外線較靈敏，包括硫化鎘、硒化鎘光敏電阻器等，用于探測紫外線。 紅外光敏電阻器：主要有硫化鉛、碲化鉛、硒化鉛。銻化銦等光敏電阻器，廣泛用于導(dǎo)彈制導(dǎo)、天文探測、非接觸測量、人體病變探測、紅外光譜，紅外通信等國防、科學(xué)研究和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中。 可見光光敏電阻器：

27、包括 HYPERLINK :/baike.baidu /view/38906.htm t _blank 硒、 HYPERLINK :/baike.baidu /view/797739.htm t _blank 硫化鎘、 HYPERLINK :/baike.baidu /view/488636.htm t _blank 硒化鎘、 HYPERLINK :/baike.baidu /view/3099350.htm t _blank 碲化鎘、 HYPERLINK :/baike.baidu /view/34646.htm t _blank 砷化鎵、 HYPERLINK :/baike.baidu /

28、view/4748.htm t _blank 硅、 HYPERLINK :/baike.baidu /view/34272.htm t _blank 鍺、 HYPERLINK :/baike.baidu /view/39160.htm t _blank 硫化鋅光敏電阻器等。主要用于各種光電控制系統(tǒng)，如光電自動開關(guān)門戶，航標(biāo)燈、路燈和其他照明系統(tǒng)的自動亮滅，自動給水和自動停水裝置，機(jī)械上的自動保護(hù)裝置和“位置檢測器”，極薄零件的厚度檢測器，照相機(jī)自動曝光裝置，光電計數(shù)器，煙霧報警器，光電跟蹤系統(tǒng)等方面。4光敏電阻的主要參數(shù)： （1）光電流、亮電阻。光敏電阻器在一定的外加電壓下，當(dāng)有光照射時，流過

29、的 HYPERLINK :/baike.baidu /view/10897.htm t _blank 電流稱為光電流，外加電壓與光電流之比稱為亮 HYPERLINK :/baike.baidu /view/3571.htm t _blank 電阻，常用“100LX”表示。 （2）暗電流、暗電阻。光敏電阻在一定的外加 HYPERLINK :/baike.baidu /view/10954.htm t _blank 電壓下，當(dāng)沒有光照射的時候，流過的電流稱為暗電流。外加電壓與暗電流之比稱為暗電阻，常用“0LX”表示。 （3）靈敏度。靈敏度是指光敏電阻不受光照射時的電阻值（暗電阻）與受光照射時的電阻

30、值（亮電阻）的相對變化值。 （4）光譜響應(yīng)。 HYPERLINK :/baike.baidu /view/41199.htm t _blank 光譜響應(yīng)又稱光譜靈敏度，是指光敏電阻在不同波長的單色光照射下的靈敏度。若將不同波長下的靈敏度畫成曲線，就可以得到光譜響應(yīng)的 HYPERLINK :/baike.baidu /view/400.htm t _blank 曲線。 （5）光照特性。光照特性指光敏電阻輸出的電信號隨光照度而變化的特性。從光敏電阻的光照特性曲線可以看出，隨著的光照強(qiáng)度的增加，光敏電阻的阻值開始迅速下降。若進(jìn)一步增大光照強(qiáng)度，則電阻值變化減小，然后逐漸趨向平緩。在大多數(shù)情況下，該特

31、性為非線性。 （6）伏安特性曲線。伏安特性曲線用來描述光敏電阻的外加電壓與光電流的關(guān)系，對于光敏器件來說，其光電流隨外加電壓的增大而增大。 （7）溫度系數(shù)。光敏電阻的光電效應(yīng)受 HYPERLINK :/baike.baidu /view/8193.htm t _blank 溫度影響較大，部分光敏電阻在低溫下的光電靈敏較高，而在高溫下的靈敏度則較低。 （8）額定功率。額定功率是指光敏電阻用于某種線路中所允許消耗的 HYPERLINK :/baike.baidu /view/44147.htm t _blank 功率，當(dāng)溫度升高時，其消耗的功率就降低。35 電源單元設(shè)計（1）電壓源：該電壓源將工頻

32、交流電經(jīng)過變壓、整流、濾波、穩(wěn)壓，向系統(tǒng)提供+5V電源，其工作原理如圖37所示。圖37 穩(wěn)壓電源原理圖（2）恒流源：該電流源將工頻交流電經(jīng)過變壓、整流、濾波、電阻的分流、分壓與三極管的穩(wěn)流、放大，最后向1W LED燈提供恒定300mA的電流，其工作原理如圖38所示。圖38 恒流源電路原理圖圖38中發(fā)光二極管LED的壓降取2V, 二極管的壓降取07V,三極管的壓降取07V，由此可得：36 功率調(diào)節(jié)單元設(shè)計本單元利用單片機(jī)控制PWM信號，再經(jīng)過三極管、固態(tài)繼電器進(jìn)行功率放大，實現(xiàn)對功率的有效調(diào)節(jié)，使驅(qū)動功率在規(guī)定時間自動減小，其調(diào)節(jié)圍可在20%100%設(shè)定。如圖39所示。本電路可加穩(wěn)壓電源或恒流電

33、源，可通過電路硬件進(jìn)行設(shè)置。同時負(fù)載電流和電壓通過單元控制器的電壓表和電流表進(jìn)行監(jiān)視，由此可得：圖39 功率調(diào)節(jié)單元圖37 系統(tǒng)各模塊方案設(shè)定（1）主控芯片：采用Atmel 公司的AT89S52作為控制核心；（2）顯示模塊：采用12864液晶顯示； （3）物體檢測模塊：選用漫反射型光電開關(guān)檢測物體運(yùn)動狀態(tài)；（4）環(huán)境檢測模塊：使用光敏電阻來實現(xiàn)對環(huán)境明暗狀況的檢測；（5）驅(qū)動模塊：自制+5V穩(wěn)壓源和300mA恒流源；（6）功率調(diào)節(jié)模塊：單片機(jī)控制PWM信號調(diào)制?？傆布娐穲D見附圖1所示。第四章 軟件系統(tǒng)設(shè)計41 系統(tǒng)軟件設(shè)計說明在進(jìn)行微機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計時，除了系統(tǒng)硬件設(shè)計外，大量的工作就是如何根

34、據(jù)每個生產(chǎn)對象的實際需要設(shè)計應(yīng)用程序。因此，軟件設(shè)計在微機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計中占重要地位。在單片機(jī)控制系統(tǒng)中，大體上可分為數(shù)據(jù)處理、過程控制兩個基本類型。數(shù)據(jù)處理包括：數(shù)據(jù)的采集、數(shù)字濾波、標(biāo)度變換等。過程控制程序主要是使單片機(jī)按一定的方法進(jìn)行計算，然后再輸出，以便控制生產(chǎn)。為了完成上述任務(wù)，在進(jìn)行軟件設(shè)計時，通常把整個過程分成若干個部分，每一部分叫做一個模塊。所謂“模塊”，實質(zhì)上就是所完成一定功能，相對獨(dú)立的程序段，這種程序設(shè)計方法叫模塊程序設(shè)計法。模塊程序設(shè)計法的主要優(yōu)點(diǎn)是：單個模塊比起一個完整的程序易編寫與調(diào)試；模塊可以共存，一個模塊可以被多個任務(wù)在不同條件下調(diào)用；模塊程序允許設(shè)計者分割任務(wù)和

35、利用已有程序，為設(shè)計者提供方便。42 程序結(jié)構(gòu)框圖根據(jù)設(shè)計方案，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如圖41所示：圖41 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖根據(jù)結(jié)構(gòu)框圖設(shè)計的主程序流程圖見附圖2。第五章 測試與結(jié)果分析51 測試方法與結(jié)果511 時鐘設(shè)定和定時開關(guān)路燈測試采用獨(dú)立按鍵調(diào)整并設(shè)定系統(tǒng)與開關(guān)燈時間，并通過液晶屏實時顯示。測試過程如下：（1）設(shè)定系統(tǒng)當(dāng)前時刻為01時10分，經(jīng)秒表測試，120秒后液晶屏顯示當(dāng)前時刻值為01時12分；（2）系統(tǒng)當(dāng)前時刻為00時05分，設(shè)定LED1燈00時06分點(diǎn)亮，00時07分熄滅，經(jīng)秒表測試，60秒后LED1燈點(diǎn)亮，再過60秒熄滅，液晶屏顯示正確；支路控制器能夠獨(dú)立控制每只路燈的開燈和關(guān)燈時間。5

36、12 環(huán)境明暗檢測測試在定時功能穩(wěn)定的前提下，將連接主控制器的光敏電阻置于正常光照（阻值約為零點(diǎn)幾千歐），LED燈不亮，當(dāng)遮擋此光敏電阻（阻值約為十幾千歐以上），使其所在環(huán)境光線變暗時LED點(diǎn)亮，去掉遮擋時LED熄滅。用手遮住光敏電阻時，LED燈再次點(diǎn)亮，移開手時LED燈熄滅，此部分工作正常。513 交通情況測試（1）物體從左向右運(yùn)動，當(dāng)?shù)竭_(dá)S點(diǎn)時LED1正常點(diǎn)亮，當(dāng)物體運(yùn)動到B點(diǎn)時LED1熄滅、LED2點(diǎn)亮，當(dāng)物體移動到S時，LED2熄滅；（2）物體從右向左移動，當(dāng)?shù)竭_(dá)S點(diǎn)時LED2點(diǎn)亮，當(dāng)物體運(yùn)動到B點(diǎn)時LED2熄滅、LED1點(diǎn)亮，當(dāng)物體運(yùn)動到S時LED1熄滅。此部分系統(tǒng)工作正常。514

37、路燈故障檢測報警測試在其它一切外部條件正常的情況下，當(dāng)某一路燈在接收到信號后不能正常點(diǎn)亮或熄滅，則判定為故障，故障檢測通過光敏電阻接受到光照情況來判斷。當(dāng)故障發(fā)生時，發(fā)出聲光報警，同時液晶顯示故障所在位置。在本次測試中，在一切外部條件正常的情況下，兩個燈同時發(fā)光，當(dāng)用物體擋住任一個光敏電阻光線，即假定某個路燈故障時，電路能正常發(fā)出聲光報警，并能正常顯示故障所在位置。此故障檢測系統(tǒng)正常。515 自制單元控制器穩(wěn)壓電源測試穩(wěn)壓電源輸出部分選用 85系列30V電壓指示表頭對輸出電壓進(jìn)行指示。指示電壓為51V。 選用UT51數(shù)字萬用表測得的輸出電壓值為5V。與理論輸出電壓值5V有一定誤差，誤差值為01V。516 自制單元控制器恒流驅(qū)動電源測試恒流源驅(qū)動部分選用85系列30V電壓指示表頭和一個同系列1A的電流指示表頭分別對它的輸出電流進(jìn)行顯示。我們用UTI51數(shù)字萬用表測得的電流為300mA，與理論輸出值330mA有一定誤差。本測試采用50，15A滑動變阻器作負(fù)載，測試結(jié)果如表1所示： 恒流源電流測試結(jié)果負(fù)載電阻（）50119206310378472測試值(mA)303301301300300299誤差分析（1）R1和R2的阻值存在偏差；（