基于单片机的路灯控制系统设计和实现计算机专业.docx

基于单片机的路灯控制系统设计 摘要 电力资源紧缺已对中国经济发展造成了限制，而路灯作为城市照明中重要的一环，也是电能消耗最大的一部分，因此实现路灯的节能控制开始显得越发重要。 本计划钻研的是自适应节能节制的路灯体系。单片机可靠性高，集成度高，处理能力足够强大以至于广泛的应用于路灯照明领域。计划路灯的目标是削减都会照明的能源奢侈浪费，并且可以或许加强交通安全。以单片机为控制核心，设计制作路灯控制系统，用于道路照明系统实现自动控制。系统采用STC89C52单片机、传感器和相关的元器件来设计路灯控制器，使得系统可以根据实际光线、时间和车流量等参数以控制路灯的开关，并操控单片机可编程节制I/O端话柄的路灯的智能化开关，以到达自动节制和节能的目标。 本次项目最终可以实现能按照现实情况光亮，时间，车流量等节省路灯能耗的功效。实现降低传统电路对能源的挥霍，路灯的自动操控极大改良了相关控制人员的管理成本，本系统实用性强，操纵简略，扩大功效强。 关键词 ：51单片机，光敏电阻，红外传感器 ，自动路灯控制 Design of street lamp control system based on single chip microcomputer abstract The shortage of power resources has caused restrictions on China's economic development. Because road lighting is an extremely critical part of urban lighting, it is also a huge part of electricity consumption. Therefore, it is very important to achieve energy saving and emission reduction of street lighting energy. This design studies a self-adaptive energy-saving street lighting system. The microcontroller has high reliability, high integration, and processing power is so powerful that it is widely used in street lighting. The purpose of designing street lights is to reduce the energy waste of urban lighting and to improve traffic safety. With 51 single-chip microcomputer as the control core, the street lamp control system was designed and manufactured for automatic control of the highway lighting system. The system uses the 89C52 microcontroller, sensors and related components to design the street light controller, so that the system can control the street light switch according to the actual light, time and traffic flow parameters. And use the microcontroller programmable I/O port to realize the intelligent switch of the street lamp, so as to achieve the purpose of Auto control and emission reduction. This design can realize the function of controlling the street light switch according to the actual ambient light, time, and traffic flow. To avoid the waste of energy in the traditional circuit, the automatic control of the street lamp is more convenient for the management of the staff. The system has made practicability more strong,operation more simple and extension function more strong. Key words: 51 single-chip microcomputer, photosensitive resistor, infrared sensor, automatic street light control 目录 第一章绪论 5 1.1本设计的背景与意义 5 1.2单片机的起源： 6 1.3单片机名称： 6 1.4单片机的研制 7 1.5单片机的分类 7 1.5.1 51单片机 7 1.5.2 PIC单片机 8 1.5.3 STC单片机 8 1.6论文的主要内容 9 第二章 自动路灯控制系统的硬件设计部分 10 2.1按键模块 10 2.2光敏电阻模块 10 2.2.1光敏电阻原件 10 2.2.2 LM393双电压比较器集成电路 12 2.2.3光敏电阻模块硬件设计 12 2.3红外传感器模块 13 2.3.1红外传感器 13 2.3.2红外传感器模块硬件设计 13 2.4时钟模块 14 2.4.1 DS1302时钟芯片读写时序 14 2.4.2时钟模块硬件设计 15 2.5 LCD1602液晶显示器 15 图2-8 Lcd1602引脚图 16 1：GND接地 16 2：VCC接5V正电源。 16 2.6 STC89C52引脚图、原理图: 16 图2-9 stc89c52单片机引脚 2.6.2单片机最小系统硬件设计 17 2.7整体电路硬件设计 18 图2-10 18 图2-11实物图 19 第三章 自动路灯控制系统软件设计 20 3.1设计软件功能 20 ① 建立工程文件 ； 20 ② 目标器件的选用（如选择 AT89S52）； 20 ③ 为软件设置一个调试环境； 20 ④ 导入源代码为C 语言格式； 20 ⑤ 保存源程序。 20 3.2主程序设计 20 图3-1 21 3.3 DS1302时钟模块软件设计 22 图3-2 23 3.4 LCD1602显示屏设计模块 23 图3-4 23 3.5光敏电阻模块软件设计 23 图3-5光敏模块流程 24 3.6红外感应模块设计 24 图3-6红外模块流程 24 第四章 实验模拟 25 4.1模拟目的 25 4.2测试方法 25 4.3模拟结果 25 图4-1 26 图4-2 27 图4-3 28 图4-4 29 图4-5 30 图4-6 31 第五章 结论 32 第六章 致谢 33 9 第一章绪论 本文介绍了一种通过单片机智能化控制路灯并使之在运行过程中实现自动节能的控制系统，它是通过检测外界环境的光亮程度，并根据自身设定的时间控制区间来智能识别是否开闭路灯；通过该系统路灯将会实现以下功能：按任务书的要求，如果光线不足以提供照明，此时光敏电阻检测后自动开启路灯；根据实时时间通过ds1302时钟模块进行控制路灯开关；具有手动控制模块，可对系统进行手动关闭或开启,经相应传感器模块，可以根据当前昼夜长短来控制开启路灯常亮状态和进入光敏电阻检测状态。通过我们设置的路灯智能控制系统后的耗电量将会得到大量减少，同时道路的交通安全也得到提高。 1.1本设计的背景与意义 我国已进入了高速前进“十三五”时期，十三五时期是全面建设小康社会，实施党的确定目标的第一个目标也是决胜阶段，也是能源革命速率的极度重要时期。在“规划纲要”中提出了“更加明确的选择 和更严峻的后果 ，能源革命得到提出并推进，努力推进能源生产和转变利用方式，使能源供应结构得到优化，使能源利用效率得到提高，使建设得到清洁，更低碳，更安全，更有效的建成现代能源体系。“十三五”期间中国能源转型的大体方便得到了集中体现。要从国内外多个方面，精准把控“能源发展形势中的”选择更明确的和后果更重大”，用积极态度去应对能源发展新形势，新问题，新挑战，更加深入认识，主动适应到引领新常态环境中，能源生产的推动和消费革命迈出坚定的步伐。到二零年，我们应该要实现低碳发展的这一目标。我国在09年确定了2020年的低碳的这一工作目标：到2020年，二氧化碳排放量的国内生产总值（GDP）单位比2005年低40％至60％，非 一次能源消费的化石能源比例达到15％。 2015年，中国提交了改进的气候变化行动 - 中国国家独立贡献“进一步提出了三零年前实现低碳的目标：2030年前后届时二氧化碳的排放量将到达最高值，单位GDP二氧化碳排放量2005年降低了一半以上，非化石燃料占一次能源消费量的五分之一左右，而这些目标的关键是要取得科技的进步和升级发电，旧的路灯不加入智能控制功耗巨大，这将导致能源利用不充分，效率更是低下，而且随着路灯规模与日俱增，照明系统能源浪费问题日益突显，这是与目前国家发展的方向低碳相背道而行的，所以解决好功耗问题成为了任务中的重中之重，引入新的智能单片机控制系统会极大降低能耗。为了实现节能减排的目标，我们将一起共同努力。 现如今，我国大部分路灯控是人工控制，或是定时控制，这将造成许多不利之处。如果采用路灯开关是靠人工来控制，那么路灯并不会在准时并在最恰当的时间开启，如果工人在该开灯时因为个人原因没开启，造成的后果将不堪设想，并且人工也消耗了许多人力的资源和费用。如果路灯采取定时控制又会因为存在开关灯的时间不科学，有时天很亮，灯却开着，有时天很暗，灯却关着这些问题，冬夏地球因为公转造成白天黑夜可能是白天长，也可能是黑夜长，这是我们要控制和要考虑的一部分，除此之外恶劣天气也可能带来白天的时候光线很薄弱的情况发生。当我们光线薄弱的时候，路灯不能够及时通过人工开启，就会给人们的出行带来不便，也使交通安全处于危险中。在夜晚时，车都比较少，如果路灯全开着的话电能损耗，违背节能减排的理念。该设计用到的单片机主芯片是stc89C52，在下文我们会详细介绍该单片机的引脚接线，由此展开我们论文，c52的单片机使路灯处于自动工作状态，这样交通的智能程度走在了前端，人们的安全出行也会更加的保险不至于因为路暗发生意外。路灯控制在凌晨到天亮时保持一半开着， 如果车在这个时间通过，则路灯全亮。 至于国外，美日则主要对紧凑的荧光灯和镇流器荧光灯进行研究。我国也有许多的造灯公司对节能灯进行研究，但是治标不治本，结果不尽人意。单片机通过我们的c语言编写，也可以通过汇编语言编写等等，而且程序方便修改，一种程序实现一种功能，多种程序组合实现多种功能，在灯上我们做不了大文章，通过控制电路我们可以避免浪费了，单片机的意义重大。 1.2单片机的起源