模擬路燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

摘要路燈照明對(duì)人們的日常生活有著很重要的作用，路燈照明系統(tǒng)的好壞直接影響到人們夜晚出行的安全。中國(guó)的路燈控制系統(tǒng)老舊，效率低，浪費(fèi)能源過(guò)多。路燈系統(tǒng)控制方式落后，無(wú)法遠(yuǎn)程控制開(kāi)關(guān)燈時(shí)間，缺乏設(shè)備故障檢測(cè)和報(bào)警系統(tǒng)。急需升級(jí)改善。單片機(jī)擁有卓越的控制能力，已經(jīng)廣泛應(yīng)用在很多領(lǐng)域?；趩纹瑱C(jī)的智能路燈控制系統(tǒng)可以改變中國(guó)路燈現(xiàn)狀，使得路燈的管理變得簡(jiǎn)單、可靠，能節(jié)約更多的電能，能使人們更加安全的出行，減少因路燈控制系統(tǒng)不完善而引起的交通事故。因此，設(shè)計(jì)一款智能路燈控制系統(tǒng)具有非常重要的意義。文章介紹了模擬路燈控制系統(tǒng)的兩大組成部分，即硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)。硬件系統(tǒng)以AT89S52單片機(jī)為主控芯片，由實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片DS1302產(chǎn)生實(shí)時(shí)系統(tǒng)時(shí)間，由LCD1602液晶顯示屏顯示菜單、提示和實(shí)時(shí)時(shí)間等信息，使用獨(dú)立式鍵盤(pán)調(diào)整切換功能菜單、設(shè)置開(kāi)關(guān)燈時(shí)間等，采用光敏電阻檢測(cè)環(huán)境的明暗情況，使用反射型紅外光電傳感器檢測(cè)交通情況，配合蜂鳴器和LED燈實(shí)現(xiàn)故障報(bào)警。軟件系統(tǒng)包含系統(tǒng)監(jiān)控程序模塊、顯示程序模塊、鍵盤(pán)程序模塊、實(shí)時(shí)時(shí)鐘程序模塊，環(huán)境檢測(cè)程序模塊、報(bào)警程序模塊、交通檢測(cè)程序模塊，設(shè)定路燈開(kāi)關(guān)時(shí)間程序模塊等。通過(guò)在proteus軟件中模擬仿真調(diào)試，實(shí)現(xiàn)了課題規(guī)定的功能和性能指標(biāo)要求，設(shè)計(jì)成果具有一定的推廣應(yīng)用價(jià)值。關(guān)鍵詞：路燈控制；AT89S52；DS1302；LCD1602ABSTRACTStreetlightinghasaquitesignificantimpactonpeople'sdailylife,thequalityofthestreetlamplightingsystemdirectlyaffectsthesafetyofpeopleatnight.Inchina，streetlampcontrolsystemisold-style,lowefficiencyandwastetoomuchenergy.Themodeofstreetlightcontrolsystemisbackward,itcan’tremotelycontrolswitchlightsintime,andlackequipmentinfaultdetectionandalarmsystem,whichisbadlyinneedofupgrading.MCUhasexcellentcontrolability,whichhasbeenwidelyusedinmanyfields.BasedonMCUintelligentlightingcontrolsystemcanchangethestatusofChinesestreetlighting,thestreetlampmanagementbecomessimpleandreliable,whichcansavemoreenergy,makepeoplemoresafetravelandreducetrafficaccidentscausedbydefectivestreetlampcontrolsystem.Therefore,itisgreatcrucialtodesignaintelligentstreetlampcontrolsystem.Thispaperintroducesthetwocomponentsoftheanalogstreetlampcontrolsystem,namelythehardwaresystemandthesoftwaresystem.ThemaincontrolchipofhardwaresystemistheAT89S52microcontroller,real-timesystemtimeisproducedbythereal-timeclockchipDS1302,theinformationofmenu,promptandrealtimeisdisplayedontheLCD1602,hardwaresystemuseaseparatekeyboardtoadjustorswitchfunctionmenuandsetthetimeswitchlights,photosensitiveresistancetomeasurethebrightnessofenvironment,andthereflectiontypeinfraredphotoelectricsensortodetecttrafficsituation,withthebuzzerandLEDlamprealizesfaultalarm.Softwaresystemincludessystemmonitormodule,displaymodule,keyboardmodule,real-timeclockmodule,environmentdetectionprogrammodule,alarmmoduleprogram,trafficdetectionprogrammodule,setthestreetlampswitchtimeprogrammoduleandsoon.BysimulatinganddebugginginProteusSoftware,thefunctionandperformancerequirementoftheprojectareachieved,andthedesignresulthascertainapplicationvalue.Keywords:streetlampcontrol;at89s52;ds1302;lcd1602目錄TOC\o"1-3"\h\uHYPERLINK\l_Toc101721緒論 1HYPERLINK\l_Toc131701.1課題的背景及意義 1HYPERLINK\l_Toc179821.2設(shè)計(jì)的主要工作 2HYPERLINK\l_Toc205512設(shè)計(jì)思想與方案 3HYPERLINK\l_Toc323362.1設(shè)計(jì)思想 3HYPERLINK\l_Toc54922.2設(shè)計(jì)方案 3HYPERLINK\l_Toc136113硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 5HYPERLINK\l_Toc172563.1主要元器件介紹 5HYPERLINK\l_Toc301273.1.1AT89S52單片機(jī) 5HYPERLINK\l_Toc315783.1.2DS1302芯片 6HYPERLINK\l_Toc229103.1.3LCD1602液晶顯示屏 6HYPERLINK\l_Toc270903.1.4光敏電阻 8HYPERLINK\l_Toc272573.1.5紅外光電傳感器 8HYPERLINK\l_Toc201103.1.6LM324電壓比較器 9HYPERLINK\l_Toc162253.2硬件單元電路的設(shè)計(jì) 10HYPERLINK\l_Toc266593.2.1AT89S52單片機(jī)最小系統(tǒng) 10HYPERLINK\l_Toc39953.2.2獨(dú)立鍵盤(pán)模塊電路 12HYPERLINK\l_Toc68583.2.3LCD1602液晶顯示電路 13HYPERLINK\l_Toc195763.2.4DS1302時(shí)鐘電路 14HYPERLINK\l_Toc157223.2.5交通環(huán)境檢測(cè)電路 14HYPERLINK\l_Toc65463.2.6環(huán)境明暗檢測(cè)電路 14HYPERLINK\l_Toc300323.2.7故障檢測(cè)檢測(cè)電路 16HYPERLINK\l_Toc230093.2.8聲光報(bào)警電路 16HYPERLINK\l_Toc111373.2.9路燈電路 16HYPERLINK\l_Toc175634軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 17HYPERLINK\l_Toc275364.1軟件設(shè)計(jì)的描述 17HYPERLINK\l_Toc28994.2系統(tǒng)軟件的程序設(shè)計(jì) 17HYPERLINK\l_Toc276004.2.1系統(tǒng)監(jiān)控模塊程序設(shè)計(jì) 17HYPERLINK\l_Toc209874.2.2獨(dú)立鍵盤(pán)模塊程序設(shè)計(jì) 17HYPERLINK\l_Toc40814.2.3液晶顯示模塊程序設(shè)計(jì) 18HYPERLINK\l_Toc316194.2.4DS1302時(shí)鐘模塊程序設(shè)計(jì) 19HYPERLINK\l_Toc272644.2.5設(shè)定路燈開(kāi)關(guān)時(shí)間模塊程序設(shè)計(jì) 20HYPERLINK\l_Toc236894.2.6環(huán)境檢測(cè)模塊程序設(shè)計(jì) 21HYPERLINK\l_Toc235844.2.7交通檢測(cè)模塊程序設(shè)計(jì) 21HYPERLINK\l_Toc303064.2.8聲光報(bào)警模塊程序設(shè)計(jì) 21HYPERLINK\l_Toc40185系統(tǒng)調(diào)試運(yùn)行及結(jié)果分析 23HYPERLINK\l_Toc233495.1系統(tǒng)使用說(shuō)明 23HYPERLINK\l_Toc297815.2系統(tǒng)運(yùn)行結(jié)果 23HYPERLINK\l_Toc186685.2.1進(jìn)入系統(tǒng)提示 23HYPERLINK\l_Toc292975.2.2選擇菜單顯示結(jié)果 23HYPERLINK\l_Toc108735.2.3實(shí)時(shí)時(shí)間顯示結(jié)果 24HYPERLINK\l_Toc95445.2.4環(huán)境明暗變化仿真結(jié)果 24HYPERLINK\l_Toc189655.2.5聲光報(bào)警仿真結(jié)果 25HYPERLINK\l_Toc251315.2.6交通環(huán)境仿真結(jié)果 26HYPERLINK\l_Toc296675.2.7設(shè)定路燈開(kāi)關(guān)時(shí)間仿真結(jié)果 27HYPERLINK\l_Toc103645.2.8獨(dú)立控制路燈仿真結(jié)果 29HYPERLINK\l_Toc325995.3結(jié)果分析與結(jié)論 30HYPERLINK\l_Toc163555.4設(shè)計(jì)體會(huì) 30HYPERLINK\l_Toc24409結(jié)束語(yǔ) 32HYPERLINK\l_Toc8472參考文獻(xiàn) 33HYPERLINK\l_Toc15830致謝 1HYPERLINK\l_Toc21813附錄 36HYPERLINK\l_Toc453附錄A元件清單 36HYPERLINK\l_Toc21562附錄B程序清單 371緒論1.1課題的背景及意義路燈照明對(duì)人們的日常生活有著很重要的作用，路燈照明系統(tǒng)的好壞直接影響到人們夜晚出行的安全。過(guò)去的幾十年里，中國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)生了天翻地覆的變化，中國(guó)的路燈數(shù)量逐年上升，數(shù)量龐大，但是國(guó)內(nèi)路燈的控制系統(tǒng)老舊落后，國(guó)家應(yīng)該高度重視這種現(xiàn)狀。由于中國(guó)人口基數(shù)和人口密度大，遼遠(yuǎn)的公路總長(zhǎng)度，中國(guó)已經(jīng)是路燈總數(shù)量全球最多的國(guó)家之一。2012年路燈總數(shù)量已經(jīng)達(dá)到3000多萬(wàn)盞，隨著國(guó)家對(duì)公路安全的重視不斷加強(qiáng)，每年的增長(zhǎng)速度很快，到2016年，路燈的數(shù)量之多可想而知。就路燈照明而言，耗電量就幾乎占全國(guó)照明總用電量的三分之一[1]。良好的交通道路照明可以給國(guó)民生活提供安全的環(huán)境，但是，由此產(chǎn)生的問(wèn)題也很?chē)?yán)峻，首先，路燈數(shù)量多導(dǎo)致能源的使用逐年增加，而且使道路路燈的維護(hù)更加困難，維護(hù)人員和維護(hù)費(fèi)用增加，政府的財(cái)政支出花銷(xiāo)增多，光源污染現(xiàn)象嚴(yán)重，問(wèn)題的出現(xiàn)給社會(huì)帶來(lái)了不利影響，亟待政府出臺(tái)政策解決問(wèn)題[2]。中國(guó)的路燈控制系統(tǒng)老舊，電能使用效率低，浪費(fèi)能源過(guò)多。中國(guó)路燈系統(tǒng)的控制方式落后，無(wú)法遠(yuǎn)程控制路燈點(diǎn)亮和熄滅的時(shí)間，而且缺乏設(shè)備故障檢測(cè)和報(bào)警系統(tǒng)，急需升級(jí)改善。單片機(jī)擁有卓越的控制能力，已經(jīng)廣泛應(yīng)用在很多領(lǐng)域?；趩纹瑱C(jī)的智能路燈控制系統(tǒng)可以改變中國(guó)路燈現(xiàn)狀，使得路燈的管理變得簡(jiǎn)單、可靠，能節(jié)約更多的電能，能使人們更加安全的出行。因此，設(shè)計(jì)一款智能路燈控制系統(tǒng)具有非常重要的意義[1]。相比國(guó)內(nèi)的路燈控制系統(tǒng)，國(guó)外的路燈控制系統(tǒng)有著很大的優(yōu)勢(shì)，國(guó)外的科技很新穎獨(dú)特。國(guó)外將RFID、互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)用于路燈控制系統(tǒng)。有些發(fā)達(dá)國(guó)家，將RFID技術(shù)運(yùn)用到路燈控制系統(tǒng)中，在公路旁邊安裝RFID讀卡器，在汽車(chē)上安裝RDID電子標(biāo)簽，設(shè)計(jì)了一款智能路燈自動(dòng)控制系統(tǒng)，可以對(duì)路燈進(jìn)行智能控制，不僅能夠節(jié)約能源，而且管理路燈系統(tǒng)更加有效率。2015年，美國(guó)洛杉磯與荷蘭PHILIPS公司達(dá)成合作協(xié)議，計(jì)劃將洛杉磯10萬(wàn)盞以上的路燈全新升級(jí)，將它們統(tǒng)一添加到一個(gè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中。如果發(fā)現(xiàn)路燈出現(xiàn)問(wèn)題，管理者想要控制它們的開(kāi)關(guān)狀態(tài)，只須在電腦前打開(kāi)瀏覽器就可以成功控制路燈，在飛利浦的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，用戶(hù)通過(guò)地圖能查看到全城路燈的詳細(xì)狀況，包括每一盞路燈的型號(hào)和使用狀態(tài)。管理者使用鼠標(biāo)對(duì)路燈操作，就可以實(shí)現(xiàn)打開(kāi)或關(guān)閉城市路燈并且可以控制路燈的亮暗。PHILIPS公司設(shè)計(jì)的系統(tǒng)使用非常方便，可以給人們的夜行提供良好的環(huán)境。從國(guó)內(nèi)外的路燈系統(tǒng)的發(fā)展比較，國(guó)外的科技真的很先進(jìn)，中國(guó)應(yīng)該努力的學(xué)習(xí)國(guó)外的科技和設(shè)計(jì)思路，提高中國(guó)自身的科技力量，從而提升中國(guó)的國(guó)民生活質(zhì)量。以MCU為控制核心的智能路燈控制系統(tǒng)可以顯著改善中國(guó)道路路燈控制系統(tǒng),不但可以達(dá)到智能化控制，使路燈控制系統(tǒng)的管理更加有效率，而且還能降低了運(yùn)行成本，除此之外，智能的路燈控制系統(tǒng)可以很好的節(jié)約能源，減少對(duì)環(huán)境的影響，提高人們的日常生活質(zhì)量，減少因路燈系統(tǒng)不完善而發(fā)生的事故[4,5]。因此，智能路燈控制系統(tǒng)的全面使用，使路燈控制系統(tǒng)的管理更簡(jiǎn)便可靠，提高服務(wù)效率，使城市的市容市貌更美麗，道路交通環(huán)境更安全。1.2設(shè)計(jì)的主要工作模擬路燈控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)的特點(diǎn)是，能顯示實(shí)時(shí)時(shí)間，能定時(shí)點(diǎn)亮和熄滅路燈，能根據(jù)環(huán)境明暗自動(dòng)點(diǎn)亮和熄滅路燈，能根據(jù)交通情況自動(dòng)點(diǎn)亮和熄滅路燈，并且能檢查故障。設(shè)計(jì)的系統(tǒng)可控制性很好，比較智能化，操作簡(jiǎn)單，容易上手。要想設(shè)計(jì)好模擬路燈控制系統(tǒng)，系統(tǒng)最關(guān)鍵的就是設(shè)計(jì)控制模塊和檢測(cè)模塊。首先，設(shè)計(jì)系統(tǒng)的核心就是要挑選一個(gè)合適，控制能力又強(qiáng)的控制模塊，需要查詢(xún)相關(guān)的資料，確定用那種芯片作為系統(tǒng)的主控模塊。然后設(shè)計(jì)檢測(cè)模塊，包括環(huán)境檢測(cè)和交通情況檢測(cè)，根據(jù)設(shè)計(jì)的要求，確定所有的檢測(cè)元器件，設(shè)計(jì)好完整的檢測(cè)電路。系統(tǒng)還需要能夠顯示實(shí)時(shí)時(shí)間，設(shè)定路燈點(diǎn)亮和熄滅的時(shí)間，因此，要設(shè)計(jì)實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路，顯示電路和按鍵輸入電路。系統(tǒng)還要求，當(dāng)路燈出現(xiàn)故障時(shí)，系統(tǒng)能過(guò)自動(dòng)的發(fā)出聲光報(bào)警，所以需要設(shè)計(jì)者設(shè)計(jì)聲光報(bào)警電路。當(dāng)設(shè)計(jì)好了硬件電路圖后，設(shè)計(jì)的主要工作就是要設(shè)計(jì)各個(gè)模塊的軟件程序。軟件系統(tǒng)包括系統(tǒng)監(jiān)控程序模塊、液晶顯示程序模塊、獨(dú)立鍵盤(pán)程序模塊、DS1302時(shí)鐘程序模塊，環(huán)境檢測(cè)程序模塊、聲光報(bào)警程序模塊、交通檢測(cè)程序模塊、設(shè)定路燈開(kāi)關(guān)時(shí)間程序模塊等。當(dāng)兩者都設(shè)計(jì)完成之后，就需要可以進(jìn)行仿真或者實(shí)物制作，期間，需要不斷的調(diào)試軟件和硬件電路，最后實(shí)現(xiàn)課題規(guī)定的功能和性能指標(biāo)要求。以上就是整個(gè)設(shè)計(jì)的主要的工作。2設(shè)計(jì)思想與方案2.1設(shè)計(jì)思想首先根據(jù)課題的設(shè)計(jì)要求，查找翻閱相關(guān)資料，確定系統(tǒng)的各個(gè)模塊，確定模塊后，再去選擇各個(gè)模塊需要的電子元器件，可以在Proteus仿真軟件中先設(shè)計(jì)好原理圖，再完成系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)。在Proteus中仿真，當(dāng)所有的功能都能實(shí)現(xiàn)時(shí)，然后就可以設(shè)計(jì)硬件原理圖，可以根據(jù)硬件原理圖做出實(shí)物，再通過(guò)反復(fù)的調(diào)試，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)要求的功能，最后整理設(shè)計(jì)的相關(guān)材料，編寫(xiě)課題說(shuō)明書(shū)。設(shè)計(jì)的思路主要硬件電路系統(tǒng)與軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)。硬件系統(tǒng)包括主控模塊電路、電源電路、晶振電路、復(fù)位電路、下載電路、獨(dú)立按鍵電路、路燈電路、液晶顯示電路、DS1302時(shí)鐘電路、交通監(jiān)測(cè)電路、明暗環(huán)境監(jiān)測(cè)電路、聲光報(bào)警電路、故障監(jiān)測(cè)電路等；軟件系統(tǒng)是針對(duì)設(shè)計(jì)的各個(gè)模塊編寫(xiě)相應(yīng)的模塊程序。其中包含系統(tǒng)監(jiān)控程序、液晶顯示程序、獨(dú)立鍵盤(pán)程序、DS302時(shí)鐘程序，環(huán)境檢測(cè)程序、聲光報(bào)警程序、交通檢測(cè)程序，設(shè)定路燈開(kāi)關(guān)時(shí)間程序等模塊。2.2設(shè)計(jì)方案設(shè)計(jì)模擬路燈控制系統(tǒng)有很多種方法，可以用高度集成的FPGA控制芯片來(lái)設(shè)計(jì)，也可以采用單片機(jī)技術(shù)實(shí)現(xiàn)模擬路燈控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，兩者都有各自的優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn)，首先來(lái)介紹基于FPGA控制芯片設(shè)計(jì)的系統(tǒng)方案。方案一：FPGA控制芯片是一種集成度非常高的芯片，使用FPGA設(shè)計(jì)系統(tǒng)，非常的靈活，它可以支持在線修改的功能，隨時(shí)修改軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)，但是不用修改任何硬件電路，它能解決定制電路的缺陷，可以肯定的是，F(xiàn)PGA可以設(shè)計(jì)任何數(shù)字電路?；贔PGA的模擬路燈控制系統(tǒng)需要設(shè)計(jì)一些外圍的電路，其中包括環(huán)境檢測(cè)電路、故障檢測(cè)電路、交通檢測(cè)電路、聲光報(bào)警電路、按鍵電路、顯示電路和路燈電路等?；贔PGA芯片設(shè)計(jì)的系統(tǒng)框圖如圖1所示。方案二：?jiǎn)纹瑱C(jī)技術(shù)使用的范圍非常廣，已經(jīng)應(yīng)用與很多領(lǐng)域，單片機(jī)最突出的特點(diǎn)就是控制能力非常強(qiáng)悍，芯片響應(yīng)速度快，同時(shí)也是高度集成的一種芯片，集成了模數(shù)轉(zhuǎn)換器、串口、定時(shí)器、中斷、看門(mén)狗等外設(shè)，使得設(shè)計(jì)系統(tǒng)很方便，能達(dá)到很好的效果。系統(tǒng)可以使用AT89S52單片機(jī)為主控芯片，由實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片DS1302產(chǎn)生實(shí)時(shí)系統(tǒng)時(shí)間，由LCD1602液晶顯示屏顯示菜單、提示和實(shí)時(shí)時(shí)間等信息，使用獨(dú)立式鍵盤(pán)調(diào)整切換功能菜單、設(shè)置開(kāi)關(guān)燈時(shí)間等，采用光敏電阻檢測(cè)環(huán)境的明暗情況，使用反射型紅外光電傳感器檢測(cè)交通情況，配合蜂鳴器和LED燈實(shí)現(xiàn)故障報(bào)警[6]。所以硬件電路設(shè)計(jì)包括AT89S52主控芯片、電源電路、晶振電路、復(fù)位電路、下載電路、獨(dú)立按鍵電路、路燈電路、顯示電路、時(shí)鐘電路、交通監(jiān)測(cè)電路、明暗環(huán)境監(jiān)測(cè)電路、聲光報(bào)警電路、故障監(jiān)測(cè)電路等?；趩纹瑱C(jī)設(shè)計(jì)的系統(tǒng)框圖如圖2所示。圖1基于FPGA芯片設(shè)計(jì)的系統(tǒng)框圖圖2基于單片機(jī)設(shè)計(jì)的系統(tǒng)框圖根據(jù)上述兩個(gè)方案的介紹，各有優(yōu)點(diǎn)，但是考慮到設(shè)計(jì)系統(tǒng)的成本和適用性，單片機(jī)有著天然的優(yōu)勢(shì)，單片機(jī)價(jià)格便宜，功耗低，易于控制，可靠性高，開(kāi)發(fā)更加容易，而FPGA價(jià)格昂貴，不適合模擬路燈控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，所以選用方案二。3硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)3.1主要元器件介紹3.1.1AT89S52單片機(jī)模擬路燈控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是以AT89S52為主控芯片。AT89S52是一款高度集成、低功耗、控制能力非常強(qiáng)的8位控制芯片，是由Atmel公司生產(chǎn)，使用可編程的Flash存儲(chǔ)器，容量高達(dá)8KB,擁有256字節(jié)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，與80C51單片機(jī)完全兼容。除此之外，文章采用的AT89S52是PDIP40封裝，具有40個(gè)引腳，多達(dá)32個(gè)可用的雙向I/O口，而且內(nèi)部資源豐富，具有系統(tǒng)異?？梢詮?fù)位的看門(mén)狗定時(shí)器，6個(gè)中斷源（2個(gè)外部中斷源，一個(gè)串口中斷源，3個(gè)定時(shí)/計(jì)數(shù)中斷源），3個(gè)可以定時(shí)計(jì)數(shù)的16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，其中一個(gè)定時(shí)器T2可以捕捉外部信息，1個(gè)全雙工異步串行通信口，內(nèi)部還有自帶的晶振和時(shí)鐘電路[7,8]。另外，AT89S52兼容匯編和C語(yǔ)言編程，C語(yǔ)言程序具有高度移植性，使得開(kāi)發(fā)工作更簡(jiǎn)便。AT89S52芯片的管腳分布圖如圖3所示。圖3AT89S52芯片的管腳分布圖3.1.2DS1302芯片由于Ds1302具有高性能、低功耗、穩(wěn)定的實(shí)時(shí)時(shí)間計(jì)時(shí)能力等特點(diǎn)，所以文章選用DS1302產(chǎn)生系統(tǒng)所需的實(shí)時(shí)時(shí)鐘。DS1302由美國(guó)DALLAS公司研發(fā)生產(chǎn)，它可以對(duì)時(shí)間和日期進(jìn)行準(zhǔn)確的計(jì)時(shí)，識(shí)別年份是否為閏年，工作電壓為2.5伏特～5.5伏特[9]。DS1302內(nèi)部有31字節(jié)數(shù)據(jù)寄存器，可以臨時(shí)存放接收的數(shù)據(jù)。DS1302只有8個(gè)引腳，采用三根線信號(hào)線（SCLK、IO、RST）與CPU進(jìn)行同步通信，Vcc1接外部后備電源，可以使用3.6V的電池，VCC2外接主電源，電壓2.5V以上，當(dāng)主電源切斷的情況下，在后備電源的供電下，芯片同樣可以保持時(shí)鐘正常的運(yùn)行，不會(huì)丟失數(shù)據(jù)，具有掉電保護(hù)的作用，安全性能好。1腳和2腳是時(shí)鐘源接口，需要外接32.768kHz晶振，在內(nèi)部電路作用下進(jìn)行32768分頻，可以產(chǎn)出精確的1秒時(shí)基。RST是復(fù)位/片選線，當(dāng)RST為高電平使能所有的數(shù)據(jù)傳送，使能單片機(jī)對(duì)DS1302進(jìn)行讀寫(xiě)操作。在數(shù)據(jù)傳送過(guò)程中，一旦RST突變?yōu)榈碗娖?，整個(gè)數(shù)據(jù)傳送將被停止，除此之外，當(dāng)且僅當(dāng)SCLK是低電平的時(shí)候，RST才能變成高電平，I/O引腳為傳送數(shù)據(jù)口，雙向傳輸數(shù)據(jù)(雙向)，SCLK引腳作為芯片的同步時(shí)鐘輸入口，通過(guò)這個(gè)引腳，DS1302能與其他芯片進(jìn)行同步通信，只有當(dāng)SCLK是上升沿的時(shí)候，I/O口才能接受的到外部傳送過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)[10]。DS1302的引腳功能圖如圖4所示。圖4DS1302的引腳功能圖3.1.3LCD1602液晶顯示屏LCD1602液晶顯示屏具有良好的顯示字符功能，所以文章選用它來(lái)作為顯示時(shí)間、提示等信息，相比數(shù)碼管顯示器，它更容易控制，更加穩(wěn)定。LCD1602液晶顯示屏是一種廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)的字符型液晶，總共可以顯示32個(gè)字符，是一塊由若干個(gè)5X7或者5X11等點(diǎn)陣字符位組成HYPERLINK""點(diǎn)陣型液晶屏，可以用來(lái)顯示符號(hào)、數(shù)字、字母等。1602代表16X2,也就是可以顯示32個(gè)字符，每行顯示16個(gè)字符，總共兩行[11]。只需要控制LCD1602的3根引腳的時(shí)序就能使LCD正常顯示數(shù)據(jù)，RS=0，RW=0,可以往LCD寫(xiě)入指令或者顯示地址，RS=1，RW=0可以可以往LCD寫(xiě)入顯示的數(shù)據(jù)，當(dāng)E腳出現(xiàn)下降沿，數(shù)據(jù)和命令就能被接收或發(fā)送，從而顯示數(shù)據(jù)。LCD1602基本技術(shù)參數(shù)為：顯示容量:2行，每行16個(gè)字符芯片正常工作電壓:4.5～5.5伏特工作電流:2毫安液晶顯示最佳時(shí)工作電壓:5伏特LCD1602液晶顯示屏各個(gè)引腳解釋如表1所示:表1LCD1602液晶顯示屏各個(gè)引腳解釋編號(hào)符號(hào)引腳解釋編號(hào)符號(hào)引腳解釋1VSS電源地9D2數(shù)據(jù)2VDD電源正極10D3數(shù)據(jù)3VL液晶顯示偏壓11D4數(shù)據(jù)4RS數(shù)據(jù)/命令選擇12D5數(shù)據(jù)5R/W讀/寫(xiě)選擇13D6數(shù)據(jù)6E使能信號(hào)14D7數(shù)據(jù)7D0數(shù)據(jù)15BLA背光源正極8D1數(shù)據(jù)16BLK背光源負(fù)極下面介紹各個(gè)引腳的功能。第1腳：VSS為電源地。第2腳：VDD接5V電源正級(jí)。第3腳：VL是用來(lái)對(duì)屏幕亮度對(duì)比度進(jìn)行調(diào)整的接口，當(dāng)置高電平時(shí)對(duì)比度最差，接低電平時(shí)，對(duì)比度最好，如果對(duì)比度太高，會(huì)產(chǎn)生重影，可以通過(guò)電位器調(diào)整對(duì)比度，一般采用10K。第4腳：RS是功能選擇口，被置高電平，代表傳輸數(shù)據(jù)，被置低電平，傳輸控制命令字。第5腳：R/W是用來(lái)傳送讀寫(xiě)信號(hào)的接口，被置高電平代表可以進(jìn)行讀操作，被置低電平代表可以進(jìn)行寫(xiě)操作。第6腳：E端是使能端，當(dāng)E為下降沿的時(shí)，LCD才能讀取單片機(jī)發(fā)送過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)和命令。第7～14腳：用來(lái)同單片機(jī)相接線，傳輸雙向數(shù)據(jù)的信號(hào)接口。第15腳：背光源正極。第16腳：背光源負(fù)極。LCD1602實(shí)物圖如圖4所示。圖4LCD1602實(shí)物圖3.1.4光敏電阻光敏電阻的特點(diǎn)是當(dāng)光照強(qiáng)度變大，其電阻會(huì)減小，光照強(qiáng)度變小，電阻會(huì)增大，光照強(qiáng)度小的時(shí)候，暗電阻會(huì)高達(dá)1～5M歐姆，光照強(qiáng)度大的時(shí)候，亮電阻才50K歐姆左右，這說(shuō)明光敏電阻的靈敏度很好，可以比較準(zhǔn)確的檢測(cè)出環(huán)境的變化。所以文章采用GL3547光敏電阻檢測(cè)環(huán)境明暗情況。GL3547的亮電阻為50K～100K，暗電阻高達(dá)5M歐姆。光敏電阻與200K歐姆電阻串聯(lián)分壓接入LM324，當(dāng)光線變?nèi)鯐r(shí)，光敏電阻變小，使得LM324的輸出為低電平，單片機(jī)可以讀取低電平，執(zhí)行相應(yīng)的操作，整個(gè)原理就是光敏電阻將光信號(hào)轉(zhuǎn)化成了電信號(hào)，從而得到環(huán)境的變化情況。如果設(shè)計(jì)的項(xiàng)目有光控功能需求，可以使用光線強(qiáng)度較亮的白熾燈模擬，縮短開(kāi)發(fā)的時(shí)間[12]。光敏電阻的實(shí)物圖如圖5所示。圖5光敏電阻的實(shí)物圖3.1.5紅外光電傳感器文章設(shè)計(jì)的模擬路燈控制系統(tǒng)采用紅外光電傳感器ST178檢測(cè)交通環(huán)境情況。它的特點(diǎn)有三個(gè)，采用靈敏度高的光電晶體管和發(fā)射功率高的紅外光電二極管組成，檢測(cè)距離為4-10mm，采用非接觸檢測(cè)方式[13]。ST178的工作原理是，當(dāng)有物體靠近ST178時(shí)，它的輸出為低電平，沒(méi)有物體遮擋時(shí)，它的輸出為高電平，單片機(jī)可以觀察ST178的輸出，從而得出交通的變化。ST178的實(shí)物圖如圖6所示。圖6ST178的實(shí)物圖3.1.6LM324電壓比較器LM324是帶差分輸入的標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)算放大器，可以減少共模干擾，與其他的運(yùn)算放大器對(duì)比，占有一定的上風(fēng)。LM324的工作電壓為3V到32伏，靜態(tài)電流為普通運(yùn)放的靜態(tài)電流的20%[14]。當(dāng)去掉LM324內(nèi)部的反饋電阻時(shí),LM324可以用作電壓比較器，電壓比較器的輸出是一種高低電平組成的矩形波，相當(dāng)于數(shù)字信號(hào)，而輸入確實(shí)模擬信號(hào)，所以LM324廣泛用于數(shù)字電子技術(shù)中，它的原理是當(dāng)同相輸入端信號(hào)大于反相輸入端信號(hào)時(shí)，其輸出為低電平，當(dāng)小于反相輸入端時(shí)，其輸出為高電平[15]。LM324的實(shí)物圖如圖7所示，LM324的電路圖形符號(hào)如圖8所示。圖7LM324的實(shí)物圖圖8LM324的電路圖形符號(hào)3.2硬件單元電路的設(shè)計(jì)3.2.1AT89S52單片機(jī)最小系統(tǒng)單片機(jī)最小系統(tǒng)是由單片機(jī)芯片、復(fù)位、晶振、電源、下載等電路組成。單獨(dú)一個(gè)單片機(jī)芯片是不能完成控制任務(wù)的，需要電源電路給芯片供電，除此之外，還需要晶振電路給單片機(jī)提供時(shí)鐘源，單片機(jī)才能工作，當(dāng)單片機(jī)芯片死機(jī)的時(shí)候，需要復(fù)位電路復(fù)位單片機(jī)。因而對(duì)于系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，首先要設(shè)計(jì)單片機(jī)的最小系統(tǒng)。AT89S52控制芯片電路部分：AT89S52控制芯片電路如圖9所示。圖9AT89S52控制芯片電路（2）電源電路部分：模擬路燈控制系統(tǒng)的各個(gè)模塊正常工作必須引入穩(wěn)定的供電電壓，才能使各個(gè)模塊能過(guò)驅(qū)動(dòng)其他外圍電路，文章設(shè)計(jì)的模擬路燈控制系統(tǒng)需要+5V的供電電壓，所以需要設(shè)計(jì)直流穩(wěn)壓電源，文章設(shè)計(jì)的直流穩(wěn)壓電源是由變壓器、整流、濾波、穩(wěn)壓等四部分電路組成。首先，通過(guò)電源變壓器（12V輸出20w）將交流電壓220V降壓成12V左右交流電壓，然后通過(guò)整流橋（2W102A/1000V）整流變成波動(dòng)的直流電壓，因?yàn)椴▌?dòng)的直流電流還存在很大的文波，所以需要用濾波電路除去它，文章使用電容濾波（470μF和0.1μF）消除波動(dòng)的直流成分，可以得到比較平整的直流電壓，但是平整的直流電壓還會(huì)隨著電網(wǎng)電壓的波動(dòng)、負(fù)載和溫度的變化而波動(dòng)[16]。為了解決問(wèn)題，文章通過(guò)穩(wěn)壓芯片（LM7805）輸出穩(wěn)定的+5V直流電壓，為了知道電源是否接通，在電源輸出端接了一個(gè)發(fā)光二極管，串聯(lián)470Ω電阻防止燒壞發(fā)光二極管。電源電路如圖10所示。圖10電源電路（3）晶振電路部分：晶振相當(dāng)于單片機(jī)的心臟，在單片機(jī)系統(tǒng)里的作用非常大，它結(jié)合自己內(nèi)部的電路，可以產(chǎn)生單片機(jī)必需的時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)，單片機(jī)執(zhí)行的所有指令都是建立在時(shí)鐘基礎(chǔ)上的，晶振諧振的時(shí)鐘頻率越高，那單片機(jī)的運(yùn)行速度也就越快[17]。通常單片機(jī)系統(tǒng)共用同一個(gè)晶振，可以保證單片機(jī)系統(tǒng)各個(gè)模塊同步。文章設(shè)計(jì)的晶振電路是通過(guò)在AT89S52的XT1、XT2引腳上接入12MHz的石英晶振，外加兩個(gè)電容(33PF)組成的電路，為單片機(jī)提供時(shí)鐘信號(hào)。晶振電路如圖11所示。圖11晶振電路（4）復(fù)位電路部分：所有的單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì),都要設(shè)計(jì)系統(tǒng)的復(fù)位電路，當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)死機(jī)時(shí)，復(fù)位電路可以使系統(tǒng)初始化。一個(gè)良好的復(fù)位電路可以提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，單片機(jī)上電后就會(huì)自動(dòng)復(fù)位，復(fù)位系統(tǒng)的設(shè)置和初始化所有參數(shù)[18]。單片機(jī)復(fù)位分為按鍵復(fù)位和上電復(fù)位，當(dāng)出現(xiàn)死機(jī)和運(yùn)行錯(cuò)誤時(shí)，一般采用按鍵方式對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行復(fù)位操作，使單片機(jī)內(nèi)部清零和置位。C51單片機(jī)的復(fù)位電平為高電平，按鍵復(fù)位需要手動(dòng)在復(fù)位輸入端RST上輸入高電平。文章采用的辦法是在RST端和電源Vcc之間接一個(gè)按鍵，然后串聯(lián)一個(gè)200歐姆和1000歐姆的電阻，再接到電源地。當(dāng)人為按下按鈕時(shí)，則200歐姆的電阻與1000歐姆電阻分壓，高電平接入到單片機(jī)的RST引腳[19]。上電復(fù)位是通過(guò)電容（22μF）充電實(shí)現(xiàn)復(fù)位的。當(dāng)系統(tǒng)上電時(shí)，電容處于充電狀態(tài)，電壓幾乎為0V，那么RST引腳為+5V，為高電平，系統(tǒng)就會(huì)復(fù)位，當(dāng)電容充滿電后，RST就會(huì)為低電平，系統(tǒng)停止復(fù)位。復(fù)位電路如圖12所示。圖12復(fù)位電路（5）下載電路部分：設(shè)計(jì)好系統(tǒng)電路后，需要在編程軟件中編寫(xiě)好各個(gè)模塊的程序，然后經(jīng)過(guò)編譯、鏈接產(chǎn)生可執(zhí)行文件，然后在將可執(zhí)行文件燒錄到單片機(jī)中。如何燒錄程序呢，那就需要通過(guò)下載電路將可執(zhí)行文件寫(xiě)入單片機(jī)。文章設(shè)計(jì)的下載電路是ISP下載電路，單片機(jī)的P15引腳(MOSI),P16引腳(MISO),P17引腳(SCK),RST引腳與ISP下載線插座相連，再接上電源。在軟件下載工具progisp的幫助下，就可以將生成的可執(zhí)行文件燒錄到AT89S52單片機(jī)中。下載電路如圖13所示。圖13下載電路3.2.2獨(dú)立鍵盤(pán)模塊電路模擬路燈控制系統(tǒng)要求能切換菜單、設(shè)置路燈亮滅的時(shí)間和獨(dú)立的控制每個(gè)路燈，那么就需要鍵盤(pán)來(lái)實(shí)現(xiàn)以上功能。獨(dú)立鍵盤(pán)是模擬路燈控制系統(tǒng)的輸入設(shè)備，能對(duì)系統(tǒng)的功能進(jìn)行操作和設(shè)置，總共需要8個(gè)獨(dú)立式鍵盤(pán)完成所有的操作。獨(dú)立式鍵盤(pán)相互獨(dú)立，每個(gè)按鍵之間互不影響，按鍵一端統(tǒng)一接地，另一端連接到單片機(jī)的P1口，當(dāng)有按鍵按下，對(duì)應(yīng)的引腳會(huì)被拉低[20]。在通過(guò)10ms時(shí)間的消抖，按鍵還沒(méi)有松開(kāi)，就認(rèn)為那個(gè)按鍵確實(shí)被按下，然后根據(jù)按下鍵的功能做出相應(yīng)的執(zhí)行動(dòng)作。菜單鍵（P10）用來(lái)選擇菜單模式，以便知道是選擇了那個(gè)模式；確定鍵（P11）的作用是當(dāng)選擇好菜單模式后，按下確定鍵進(jìn)入相應(yīng)的模式；退出鍵（P12）的作用是退出相應(yīng)的菜單模式；選擇設(shè)定LED1開(kāi)關(guān)燈時(shí)間鍵（P13）的作用是當(dāng)按下此鍵就進(jìn)入選擇設(shè)定LED1開(kāi)關(guān)燈時(shí)間模式；選擇設(shè)定LED2開(kāi)關(guān)燈時(shí)間鍵（P14）的作用是當(dāng)按下此鍵就進(jìn)入選擇設(shè)定LED2開(kāi)關(guān)燈時(shí)間模式；選擇調(diào)整時(shí)間鍵（P15）的作用是選擇調(diào)整LED開(kāi)關(guān)燈時(shí)間的小時(shí)或者分鐘；加鍵或者LED1燈的開(kāi)關(guān)鍵（P16）的作用是調(diào)整時(shí)間加和開(kāi)關(guān)LED1；減鍵或者LED2燈的開(kāi)關(guān)鍵（P16）的作用是調(diào)整時(shí)間鍵和開(kāi)關(guān)LED2；系統(tǒng)的獨(dú)立鍵盤(pán)電路如圖8所示。圖14獨(dú)立式鍵盤(pán)電路3.2.3LCD1602液晶顯示電路模擬路燈控制系統(tǒng)需要顯示實(shí)時(shí)時(shí)間和故障編號(hào)，就需要顯示電路。數(shù)碼管顯示電路控制復(fù)雜，不能顯示清楚的字符，所以就選用了LCD1602液晶屏來(lái)顯示時(shí)間，LCD1602液晶顯示屏比較容易控制，文章設(shè)計(jì)的顯示電路時(shí)采用并行數(shù)據(jù)傳輸控制，單片機(jī)P2口與LCD1602液晶顯示屏的數(shù)據(jù)口相連，LCD1602的控制引腳RS、RW、EN引腳分別與單片機(jī)的P05、P06、P07引腳相連，單片機(jī)只要控制好LCD1602液晶顯示屏的時(shí)序，就能正確顯示所要的內(nèi)容。液晶電路如圖15所示。圖15LCD1602液晶顯示電路3.2.4DS1302時(shí)鐘電路模擬路燈控制系統(tǒng)要求能顯示實(shí)時(shí)時(shí)間，可以利用單片機(jī)內(nèi)部的定時(shí)計(jì)數(shù)器產(chǎn)生１秒時(shí)基，用定時(shí)器計(jì)時(shí)很浪費(fèi)ＣＰＵ的資源，所以采用DS1302時(shí)鐘芯片來(lái)計(jì)時(shí)，DS1302能精準(zhǔn)的對(duì)時(shí)間計(jì)時(shí)，當(dāng)主電源被切斷后，3.6V的備用電池會(huì)給DS1302供電，保證數(shù)據(jù)不會(huì)丟失。文章設(shè)計(jì)的DS1302時(shí)鐘電路，需要DS1302芯片在其X1、X2管腳上接入一個(gè)32.768KHz的石英晶振來(lái)作為芯片的時(shí)鐘振蕩信號(hào)，芯片的I/O數(shù)據(jù)口與單片機(jī)的P3.4引腳相連接，SCLK時(shí)鐘信號(hào)引腳連接著單片機(jī)P3.3，RST復(fù)位引腳連接著單片機(jī)P3.5引腳，在接上電源，單片機(jī)正確對(duì)DS1302的時(shí)序描述，就能讀取DS1302的實(shí)時(shí)時(shí)間。DS1302時(shí)鐘電路如圖15所示。圖15DS1302時(shí)鐘電路3.2.5交通環(huán)境檢測(cè)電路模擬路燈控制系統(tǒng)需要根據(jù)交通環(huán)境自動(dòng)的亮滅路燈，所以設(shè)計(jì)相應(yīng)的電路。電路用到的是單光束反射取樣式紅外光電傳感器ST178檢測(cè)交通環(huán)境情況，ST178接一個(gè)510Ω電阻是為了限流，防止ST178燒壞，接一個(gè)20K的下拉電阻，但是ST178的輸出為模擬電壓，單片機(jī)接收的是數(shù)字信號(hào)，所以在ST178的輸出接上一個(gè)電壓比較器LM324，它能將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號(hào)，輸出的電平只能是+5V或者0V，然后被單片機(jī)讀取，單片機(jī)根據(jù)電平執(zhí)行相應(yīng)的操作。交通環(huán)境檢測(cè)電路如圖16所示3.2.6環(huán)境明暗檢測(cè)電路模擬路燈控制系統(tǒng)要求能過(guò)根據(jù)環(huán)境的明暗情況自動(dòng)亮滅路燈，所以要設(shè)計(jì)檢測(cè)環(huán)境明暗的電路。系統(tǒng)是使用光敏電阻（GL3547）和電壓比較器組成的電路檢測(cè)環(huán)境，光敏電阻與200K電阻串聯(lián)分壓到LM324的反相輸入端，4.7K的電阻與470Ω的電阻串聯(lián)分壓接到LM324的正向輸入端，電壓恒定為0.45V。當(dāng)有光照強(qiáng)度時(shí)，光敏電阻的阻值為5M，反相端的電壓為0.2V，沒(méi)有光照時(shí)，電阻約為50K，反相端的電壓為4V。所以當(dāng)有光強(qiáng)時(shí)，反相輸入端大于正向輸入端，LM324輸出為低電平，當(dāng)沒(méi)有光強(qiáng)時(shí)，反相輸入端小于正向輸入端，LM324輸出為高電平，單片機(jī)可以根據(jù)電平執(zhí)行相應(yīng)的操作。環(huán)境明暗檢測(cè)電路如圖17所示。圖16交通環(huán)境檢測(cè)電路圖17環(huán)境明暗檢測(cè)電路3.2.7故障檢測(cè)檢測(cè)電路模擬路燈控制系統(tǒng)要求當(dāng)路燈出現(xiàn)故障時(shí)，路燈應(yīng)該亮?xí)r，卻是熄滅狀態(tài)，單片機(jī)能發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào)，同時(shí)顯示出現(xiàn)故障路燈的地址編號(hào)。故障檢測(cè)電路的原理與環(huán)境明暗檢測(cè)電路一致，路燈正常情況的狀態(tài)是點(diǎn)亮的，出現(xiàn)異常就會(huì)發(fā)出通知單片機(jī)，發(fā)出報(bào)警信號(hào)。故障檢測(cè)檢測(cè)電路如圖18所示。圖18故障檢測(cè)檢測(cè)電路3.2.8聲光報(bào)警電路當(dāng)路燈出現(xiàn)故障時(shí)，路燈正常情況應(yīng)該為亮燈狀態(tài)，卻變成熄滅狀態(tài)，此時(shí)應(yīng)該發(fā)出聲光報(bào)警。聲光報(bào)警電路是由有源蜂鳴器（HYT-1205）、三極管（S9012）、1K電阻、發(fā)光二極管（BT101）等組成。電路中的三極管相當(dāng)一個(gè)開(kāi)關(guān)，當(dāng)P07為高電平時(shí)，三極管為截止?fàn)顟B(tài)，LS1為低電平，蜂鳴器不響，當(dāng)P07為低電平時(shí)，三極管為導(dǎo)通狀態(tài)，LS1為高電平，蜂鳴器響，發(fā)光二極管LED4的原理與蜂鳴器相同。1K電阻的作用是限流，防止器件損壞。聲光報(bào)警電路如圖19所示。3.2.9路燈電路路燈電路是用兩個(gè)LED發(fā)光二極管來(lái)模擬，470歐姆的電阻的作用是限流，防止路燈燒壞。路燈電路如圖20所示。 圖19聲光報(bào)警電路圖20路燈電路4軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)4.1軟件設(shè)計(jì)的描述根據(jù)設(shè)計(jì)的要求，模擬路燈控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)包括系統(tǒng)監(jiān)控程序模塊、液晶顯示程序模塊、獨(dú)立鍵盤(pán)程序模塊、DS1302時(shí)鐘程序模塊，環(huán)境檢測(cè)程序模塊、聲光報(bào)警程序模塊、交通檢測(cè)程序模塊，設(shè)定路燈開(kāi)關(guān)時(shí)間程序模塊等。4.2系統(tǒng)軟件的程序設(shè)計(jì)模擬路燈控制系統(tǒng)的程序設(shè)計(jì)是分模塊設(shè)計(jì)的，根據(jù)設(shè)計(jì)的電路圖，設(shè)計(jì)相應(yīng)的程序模塊，在調(diào)試程序的時(shí)候，能容易的查找到對(duì)應(yīng)的程序，對(duì)程序修改。接下來(lái)將分模塊對(duì)系統(tǒng)的程序進(jìn)行介紹。4.2.1系統(tǒng)監(jiān)控模塊程序設(shè)計(jì)模擬路燈控制系統(tǒng)的系統(tǒng)監(jiān)控程序又叫主函數(shù)程序，在主程序中，需要對(duì)LCD1602初始化，DS1302初始化，然后顯示提示字符，接下來(lái)進(jìn)入死循環(huán)，在循環(huán)體內(nèi)，等待按鍵掃描，當(dāng)按下某個(gè)功能鍵，就會(huì)去執(zhí)行相應(yīng)的功能鍵子程序。流程圖如圖22所示。4.2.2獨(dú)立鍵盤(pán)模塊程序設(shè)計(jì)模擬路燈控制系統(tǒng)采用獨(dú)立式鍵盤(pán)，采用查詢(xún)法進(jìn)行按鍵掃描。系統(tǒng)的鍵盤(pán)掃描程序流程圖如圖21所示。圖21鍵盤(pán)掃描程序流程圖圖22系統(tǒng)監(jiān)控程序流程圖4.2.3液晶顯示模塊程序設(shè)計(jì)系統(tǒng)需要顯示實(shí)時(shí)時(shí)間和報(bào)警信息，系統(tǒng)用LCD1602液晶顯示器顯示，LCD1602可以分為并行數(shù)據(jù)傳輸和串行數(shù)據(jù)傳輸顯示，系統(tǒng)采用的是并行接口傳輸數(shù)據(jù)。接下來(lái)介紹液晶顯示的軟件核心設(shè)計(jì)步驟，首先，LCD顯示屏初始化，包括設(shè)置功能設(shè)置；顯示與不顯示設(shè)置；輸入模式設(shè)置等[21]。接著清屏，清除屏上的內(nèi)容，寫(xiě)入顯示字符的地址命令，寫(xiě)入顯示的數(shù)據(jù)，最后在顯示器上顯示數(shù)據(jù)。液晶顯示模塊程序設(shè)計(jì)的流程圖如圖23所示。圖23液晶顯示程序流程圖4.2.4DS1302時(shí)鐘模塊程序設(shè)計(jì)模擬路燈控制系統(tǒng)要求顯示實(shí)時(shí)時(shí)間，采用DS1302來(lái)對(duì)時(shí)間計(jì)時(shí)，現(xiàn)在介紹DS1302的程序編寫(xiě)思路。首先開(kāi)啟DS1302的寫(xiě)保護(hù)，允許單片機(jī)向DS1302寫(xiě)入數(shù)據(jù)，然后寫(xiě)入初始時(shí)間，在關(guān)閉寫(xiě)保護(hù)，禁止寫(xiě)數(shù)據(jù)，當(dāng)單片機(jī)需要顯示時(shí)間的時(shí)候，向DS1302讀取時(shí)間，最后在LCD1602上顯示時(shí)間。DS1302時(shí)鐘程序設(shè)計(jì)的流程圖如圖24所示。圖24DS1302時(shí)鐘程序流程圖4.2.5設(shè)定路燈開(kāi)關(guān)時(shí)間模塊設(shè)計(jì)模擬路燈控制系統(tǒng)要求能調(diào)整路燈亮滅的時(shí)間，需要一個(gè)調(diào)整時(shí)間的程序，文章是用