路灯控制器的设计

路灯控制器的设计

目录

前言 (1)

1、硬件系统设计 (1)

1.1总体框图设计 (1)

1.2单片机选型 (1)

1.3独立式按键控制电路 (2)

1.4LED动态显示电路 (6)

1.5时钟芯片DS1302 (8)

1.6路灯控制电路 (9)

1.7电路原理 (10)

1.8直流稳压电源 (10)

2、软件设计 (11)

3.1设计思想 (11)

3.2主程序模块 (11)

3.3显示程序模块 (13)

3.4按键程序模块 (14)

3.5定时器程序模块 (15)

3、系统调试 (18)

结论 (19)

致谢 (20)

参考文献 (21)

摘要

本设计是利用单片机芯片为主体和附属电路共同构成的路灯控制器。

正文中首先简单描述了硬件系统工作原理，并附有硬件系统设计框图。论述了本次毕业设计所应用各种硬件接口技术和各个接口模块功能及工作过程并具体描述了外接电路接口的软硬件调试。

本文写的主导思想是软硬相结合，以硬件为基础来进行各功能模块描写。

关键词：单片机位码段码显示路灯控制电路

前言

随着大中城市规模的不断扩大，城市市容的改善，照明路灯的数量越来越多，其用电量占城市的总用电量的比例不断增加，以往的路灯照明大多采用直接供电方式，人工送电人工关闭，这种方式有许多不足：在不需要亮灯有时没及时关灯，在需要开灯时有时又不及时开灯。利用人工送电，增加人员开资，有时又不能及时开闭，既影响正常照明又浪费电能。因而有必要针对上述问题开发出一种使用方便又节能的装置，这种装置具有以下功能。

（1）显示功能：可显示输入电压、输出电压、三相电流、功率因素、有功、无功等参数。

（2）定时启停：不同地区不同季节，昼夜交替时间是不同的，系统能根据地区和季节自动调节开闭路灯时间。

（3）调时功能：定时时间出现误差，可以进行调时。

（4）去抖动：可去除前沿抖动，使CPU对键控制时一次性成功。

我所设计的这个自动开灯灭灯系统简单，实用性强，成本低，使用维护方便，软件功能强，运行稳定等优点。

1、硬件系统设计

1.1总体框图设计

我所设计的路灯控制器，自动开关灯系统用到的单片机芯片是AT89C51、独立式按键控制电路、动态显示电路、路灯控制电路、除此之外还包括：晶振电路和复位电路构成的单片机最小应用系统几部分构成等。总体设计框图如图2.1所示。

1.2单片选型

1.2.1AT89C51的特点：

AT89C51是带4K字节可编程可擦出的只读存储器的低电压，高性能，CMOS，8位单片机。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造。AT89C51管脚图如图2.2所示。

图2.2AT89C51管脚图主要特性：

1与MOS-51兼容

24K字节可编程闪烁存储器

3数据保留时间：10年

4全静态工作：0HZ-24HZ

5128*8的RAM

632可编程I/0口线

7两个16位的定时计数器

85个中断源

9可编程串行通道

10低功耗的闲置和掉电模式

11片内振荡器和时钟电路

2.2.2单片机附属电路

单片机附属电路主要有晶体振荡电路和复位电路。

一．晶体振荡电路

1.晶体振荡器的作用：石英晶体振荡器也称石英晶体谐振器，它用来选择频率和稳定频率，是一种可以取代LC谐振回路的谐振元件。

2本设计所用的晶体振荡电路如图2.3所示。

图2.3晶体振荡电路

此晶振电路所选用的石英晶振频率为12MHZ。

二．复位电路

单片机复位是使CPU和系统的其它功能部件都处在一个确定的初始状态，并从这个状态开始工作，例如复位后CP=0000H，是单片机从第一个单元取指令。无论是在单片机刚开始接上电源时，还是断电后或者发生故障后都要复位，所以我们必须弄清楚MCS-51型单片机复位的条件，复位电路和复位后的状态。

单片机复位的条件是：必须使RST/Vpd或RST引脚上加上持续两个机器周期的高电平。例如，若时钟频率为12MHZ，机器周期为1us，则只需2us以上的高电平，在RST引脚出现高电平后的第二个机器周期执行复位。单片机常用的复位电路如图2.4（a）和图2.4（b）所示。

图2.4（a）复位电路图2.4（b）与单片机相连的复位电路图2.4（a）复位电路，其电阻阻值的选择和电容容量的选择都是经过计算的，而最后计算的结果时间常数可以满足我们的需求。其计算过程如下：

t=0.7RC=0.7*1000*10*10-6=0.7ms

此值远远大于2us,所以此复位电路用。

图2.4（b）是我们设计中用到的复位电路，为按键复位路，该电路除具有上电复位功能外，若要复位只需按图中RESET键，此时电源Vcc经过R1,R2分压在RESET端产生复位高电平。

2.3独立式按键控制电路

独立式键盘的接口电路：在单片机应用系统中，有时只需要几个简单的按键向系统输入信息。这时可将每个按键直接接在一根I/O接口线上，这种连接方式的键盘称为独立式键盘。如图2.5所示，每个独立按键单独占有一根I/O接口线，每根I/O接口线的工作状态不会影响到其他I/O接口线。这种按键接口电路配置灵活，硬件结构简单，但每个案件必须占有一根I/O，I/O接口线浪费较大。故只在按键数量不多时采用这种按键电路。

在此电路中，按键输入都采用低电平有效。上拉电阻保证了按键开时，I/O接口线有确定的高电平。当I/O接口内部有上拉电阻时，外电路可以不配置上拉电阻。独立式按键具体在自动报时系统中的应用，在2.3.1中有详细介绍。