路灯控制方案设计单片机报告.doc

单片机课程设计汇报

项目名称：基于单片机路灯控制
项目组组员：（1）姓名：崔羽飞 学号：102117
（2）姓名： 王 帅 学号：102129
（3）姓名： 刘 强 学号：102122
专业班级：通信101
日 期：.12.16
目 录
第一章 绪论 2
1.1 课题介绍 2
1.2 设计目标 2
1.3 设计任务 2
1.4 设计方法 3
第二章 设计内容和所用器件 4
第三章 硬件系统设计 7
3.1 ADC0809接口电路 7
3.2、单片机时钟电路 8
3.3、单片机复位电路 9
第四章 软件设计 10
4.1 汇编语言和C语言特点及选择 10
4.2 主程序设计 10
第五章 系统调试和存在问题 13
5.1 硬件调试 13
5.2 软件调试 13
总 结 14

第一章 绪论
1.1 课题介绍
现在，照明电路数量越来越多，使得路灯用电量占城市用电量比重越来越大，在用电高峰期时，电网超负荷运行，电网电压全部低于额定值，在用电低谷期供电电压又高于额定值，当电压高时不仅影响照明设备使用寿命，而且耗电量也大幅增加，当低谷时，照明设备有不能正常工作。
所以，对城市路灯设计已经成为了当务之急，尤其是午夜以后车流量急剧降低时，应该合适关闭路灯，节省用电。不过中国既节能又能延长路灯寿命技术相比国外却是落后了，所以路灯控制系统设计对于城市发展至关关键。本论文意在设计一套对外界光线和电压信号采集来控制路灯自动启停和智能调压控制系统，它能对路灯进行稳压、调压、自开启并延长路灯寿命作用。
1.2 设计目标
经过此次课题设计，应用《单片机原理及应用》等所学相关知识及查阅资料，完成基于单片机路灯控制设计，以达成理论和实践愈加好结合、深入提升综合利用所学知识和设计能力目标。
经过此次设计训练，能够使我在基础思绪和基础方法上对基于MCS-51单片机嵌入式系统设计有一个比较感性认识，并含有一定程度设计能力。
1.3 设计任务
在此次课程设计中，关键完成以下方面设计任务：
1、简明叙述单片机技术发展中国外现实状况及ADC0809基础原理；
2、掌握MCS-51系列某种产品（比如8051）最小电路及外围扩展电路设计方法；
3、了解单片机数据转换功效及工作过程；
4、完成关键功效模块硬件电路设计及必需软件设计；
1.4 设计方法
经过ADC0809输入数据，利用光感原理来判定是否为白天或黑夜，经过和输入数据比较来控制路灯开关；其中光照存在自然光和非自然光，经过定时器延时来确定是否为自然光。

第二章 设计内容和所用器件
基础功效：
利用80c51作为路灯控制器。
可选器件：
51系列单片机、ADC0809。

开始

是否有光照
否

是
光照时间
路灯关

<1MIN

>1MIN

路灯开

步骤图
第三章 硬件系统设计
硬件系统是指组成微机系统实体和装置，通常由运算器、控制器、存放器、输入接口电路和输入设备、输出接口电路和输出设备等组成。单片机实质上是一个硬件芯片，在实际应用中，通常极难直接和被控对象进行电气连接，必需外加多种扩展接口电路、外部设备、被控对象等硬件和软件，才能组成一个单片机应用系统。本设计选择以AT89S51单片机为主控单元。显示部分：采取ADC0809。
3.1 ADC0809接口电路

图3.2 矩阵键盘内部电路

3.2、单片机时钟电路
时钟电路用于产生单片机工作所需要时钟信号，单片机本身就是一个复杂同时时序电路，为了确保同时工作方法实现，电路应在唯一时钟信号控制下严格地按时序进行工作。
在MCS-51芯片内部有一个高增益反相放大器，其输入端为芯片引脚X1，输出端为引脚X2，在芯片外部跨接晶体振荡器和微调电容，形成反馈电路，就组成了一个稳定自激振荡器。 此电路采取12MHz石英晶体。时钟电路以下图2-2：

图2.2时钟电路
3.3、单片机复位电路
复位是单片机初始化操作，其关键功效是把PC初始化为0000H，使单片机从0000H单元开始实施程序。除了进入系统正常初始化之外，当因为程序运行犯错或操作错误是系统处于死锁状态时，为摆脱困境，也需要按复位键以重新开启。
RST引脚是单片机复位信号输入端，复位信号是高电平有效，其有效时间应连续24个振荡周期（即2个机器周期）以上，若使用频率为12MHz晶振，则复位信号连续时间应超出4s才能完成复位操作。复位操作有上电自动复位和按键手动复位两种方法。上电自动复位是经过外部复位电路电容充电来实现。按键电平复位是经过使复位端经电阻和Vcc电源接通而实现。在本设计中采取了按键电平复位方法，其复位电路以下图2-3。

图2-3、复位电路

第四章 软件设计
4.1 汇编语言和C语言特点及选择
本设计是硬件电路和软件编程相结合设计方案，选择适宜编程语言是一个关键步骤。在单片机应用系统程序设计时，常见是汇编语言和C语言。机硬件，程序可读性和可移植性比较差。而C语言即使实施效率没有汇编语言高，但语言简练，使用方便，灵活，运算丰富，表示化类型多样化，数据结构类型丰富，含有结构化控制语句，程序设计自由度大，有很好可重用性，可移植性等特点。在本设计中采汇编语言编写软件程序。
开始

是否有光照
否

是
光照时间
路灯关

<1MIN

>1MIN

路灯开

4.2 主程序代码
ORG H
START: LCALL DIS
MOV R0,#20H ;R0指向20H
MOV R4,#08H ;路数送R4
MOV R2,#00H ;路地址送R2
SETB IT1 ;INT1为负边缘触发
MOV IE,84H ;开INT1中止
MOV P2,R2 ;送INO
MOVX @R1,A ;启A/D
LOOP: JNB EX1,DONE ;判定是否关中止
SJMP LOOP
DONE: CJNE @R0,14H,PDSJ;判定输入是否大于14H
PDSJ: JNC PDYS ;输入大于14H，判定光照时间
MOV P1,00H ;输入小于14H，关灯
PDYS: LCALL DIS ;时间1S
DJNZ #3CH,DONE ;光照时间是否大于1min
CPL P1 ;光照大于1min，开灯
ACALL DIS ;延时1S
SJMP START

ORG 2400H
D50: MOV TMOD, #61H
MOV TH0, #3CH
MOV TL0, #0B0H
SETB TR0
DD: JBC TF0, TRE
AJMP DD
TRE: RET
DIS: MOV R6, #14H
D10: ACALL D50
DJNZ R6, D10
RET

ORG 000BH
LJMP CINT1
ORG 0100H
CIN1T: CLR P2.7 ;令P2.7低电平
MOVX A,@R1 ;读数字量
MOV @R0,A ;存数字量
INC R0 ;数据指针加1
INC R2 ;路数加1
MOV P2,R2 ;送地址
MOVX @R1,A ;启A/D
DINZ R4,LOOP1;未完，loop1
CLR EX1 ;8路完，关中止
LOOP1: RETI ;中止返回
END

。第五章 系统调试和存在问题
5.1 硬件调试
常见故障：
1、逻辑错误：它是由设计错误或加工过程中工艺性错误所造成。这类错误包含错线、开路、短路等。
2、元器件失效：有两方面原因：一是器件本身已损坏或性能不符合要求；二是组装错误造成元件失效，如电解电容、集成电路安装方向错误等。
3、可靠性差：因其可靠性差原因很多，如金属化孔、接插件接触不良会造成系统时好时坏，经不起振动；走线和布局不合理也会引发系统可靠性差。
4、电源故障：若样机由电源故障，则加电后很轻易造成器件损坏。电源故障包含电压值不符合设计要求，电源引线和插座不对，功率不足，负载能力差等。
调试方法：包含多级调试和联机调试。在调试过程中要针对可能出现故障认真分析，直至检验出原因并排除。
此次硬件调试过程中，对所出现问题进行了认真分析和更正，最终能够很好达成设计要求效果。
5.2 软件调试
软件调试通常分为以下四个阶段：1、 编写程序并查错；2、在汇编语言编译系统中编译源程序3、对程序进行编译连接，并立即发觉程序中存在错误；4、更正错误。
在软件调试过程中，对出现错误进行了认真分析和修改，数次调试成功后，能够很好达成既定设计效果。

总 结
这次单片机课程设计不仅巩固了以前所学过知识，而且学到了很多在书本上没有学到过知识，掌握了一个系统研究方法，能够进行部分简单编程。经过这次课程设计使我知道了理论和实际相结合是很关键，只有理论知识是远远不够，只有把所学理论知识和实践相结合起来，从理论中得出结论，从而提升自己实际动手能力和独立思索能力。同时在设计过程中发觉了自己不足之处，
经过此次课设，我不仅学到了相关单片机技术方面很多专业知识，同时也让我感觉到团体合作关键性。其实怎样有效和快速找到资料也是课设给我启发，利用好图书馆和网络，是资源到最好利用。和她人交流思想是取得成功关键，在交流中，不仅强化了自己原有知识体系，也扩展了自己思维。课设是一个经过思索、发问、自己解惑并动手、提升过程。我会在以后学习中不停学习，积累经验，完善自己。
这里我要感谢老师指导，没有老师细致讲解，也就没有我们基于单片机路灯控制出来，很感谢！

附 录
附录一：基于单片机路灯控制连线图