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第1页共40页路灯控制系统的设计目录前言...............................................................2第一章绪论........................................................31.1课题的背景和意义...........................................31.1.1单片机的发展..........................................31.1.2单片机的应用..........................................41．2课题开发的意义............................................5第二章路灯控制系统的总体设计......................................6第三章路灯控制系统的硬件设计......................................83.1硬件设计的原则...............................................83.2硬件电路设计的思路.........................................93.3时钟电路的设计..............................................103.4复位电路的设计.............................................103.4.1复位电路的可靠性设计..................................103.4.2人工复位..............................................113.5按键电路的设计.............................................123.6显示电路的设计.............................................133.6.1显示方式选择..........................................133.6.2LED的驱动和显示......................................143.7路灯电路的设计..............................................15第四章路灯控制器系统的软件设计...................................163．1主程序的设计..............................................163．2计时程序的设计............................................173．3中断程序的设计............................................203．4按键程序设计.............................................21第五章系统电路与软件的调试........................................225.1硬件电路的调试............................................225.2LCA51的使用...............................................235.3程序的调试与综合调试.......................................245.4程序的烧制................................................25第六章设计的心得.................................................26结束语...........................................................27致谢.............................................................28附录一硬件电路总体设计图.........................................29附录二元器件清单.................................................30附录三主程序清单.................................................31附录四参考文献...................................................39第2页共40页前言随着我国加入世贸（WTO），为了创造一个良好的投资环境，塑造一个美丽的国际化城市，更好的与国际接轨,全国各大城市的市政建设步伐都逐步加快，公路系统蓬勃发展,因此装扮美丽城市夜景的路灯照明工程得以迅猛发展。由于单片机具有集成度高，处理能力强，可靠性高，系统结构简单，价格低廉的优点，因此在路灯照明工程中被广泛应用。近年来随着计算机在社会领域的渗透，单片机的应用正在不断地走向深入。单片机技术中的计时系统是单片机在的一个典型的应用。通过计时系统来对时间进行有效的控制。在路灯设计的定时系统中将得到更好的应用.[2]路灯控制系统在城市中的用途很广泛，本路灯控制器系统针对实际情况的需要进行优化设计的。在本设计中，输入是开关按钮，进行时间控制，显示是六个LED数码管和LED二极管，时间为正常24小时走时，可用按钮调节定时开关时间，达到控制的目的。二极管为模拟路灯的控制，让本设计更加的形象化。此设计中分了三路控制按钮和一路总控制按钮。该设计系统可以实现时间设置路灯的开关,对小时和分钟可以进行调整；启动后进入计时显示,计时用六位数码管显示；当一天时间过去后可以循环继续控制，用六个LED二极管进行模拟显示。第3页共40页第一章绪论1.1课题的背景和意义照明工程迅猛发展，其路灯数量的增大，而且功耗和性能大不提高，因而对路灯定时器控制的要求比较精确.目前，路灯开关灯控制方法多为“钟控”和“光控”。“钟控”不适应天气突变与季节变化等自然情况；“光控”容易受外部环境干扰，灵敏度低且可靠性较差，二者均不能实现控制开关灯的合理化、科学化。从而会出现：开灯早，关灯晚；或者开灯晚，关灯早的现象。前者会造成巨大的电能浪费，后者会损害城市形象、影响社会治安和交通安全，从而影响城市的投资环境。以上难点，将直接影响城市照明管理水平。而照明管理的高低又将直接影响到城市的市容、投资环境、交通安全和社会治安等，是构建良好的城市环境的重要组成部份，对城市的建设和发展有着重要的意义。总之，随着城市规模的不断扩大，现有的路灯管理的方式方法已远远不能满足城市路灯发展与管理的需要，必须依靠现代化的高科技管理手段。路灯管理工作需要一个以计算机为核心的、自动化的管理手段来替代传统的钟控，光控和普通的路灯监控系统。使整个城市照明监测，决策和管理工作建立在计算机信息网络平台之上。因此，建设现代化的“路灯监控管理系统”已迫在眉睫。因而单片机在路灯系统中的应用应运而生，下面简略介绍一下单片机的发展过程及其应用。1.1.1单片机的发展20世纪70年代为单片机发展的初级阶段。以Intel公司的MCS-48系列单片机为典型代表，在一块芯片内含有CPU、并行口、定时器、RAM和ROM存贮器，这是一种真正的单片机。这个阶段的单片机因受工艺和集成度的限制，品种少、CPU功能底、存贮器容量小、I/O部件种类和数量少，只能用在比较简单的场合，单片机的应用未引起足够的重视。20世纪80年代为高性能单片机的发展阶段。以Intel公司的MCS-51、MCS-96第4页共40页系列单片机为典型代表。出现了不少8位或16位的单片机，这些单片机的CPU和指令系统功能加强了，尤其是具有一些单片机特有的功能，存贮器容量显著增加，外围I/O部件品种多，数量大，包含了A/D之类的特殊I/O部件。单片机应用得到了推广，单片机开始应用到各个领域。20世纪90年代至今为单片机的高速发展阶段。世界上著名的半导体厂商都重视新型单片机的研制、生产和推广。单片机性能不断地完善，性能价格比显著提高，种类和型号快速增加，市场扩大、竞争激烈。单片机的应用已深入到国民经济的各个领域，由单片机控制的微电脑产品比比皆是。对单片机应用的技术人员来说，选择单片机的自由度大了，但也需要不断地学习和掌握新的应用技术。从性能和用途上看，单片机正朝着面向多层次用户的多品种多规格方向发展，哪一个领域前景广，就有这个领域的特殊单片机出现。既有特别高档的单片机，用于高级家用电器、掌上电脑、复杂的实时控制系统等领域，又有特别廉价、超小型、低功耗单片机，应用于智能玩具等消费类应用领域。[3]1.1.2单片机的应用单片机是在一块芯片上集成了一台微型计算机所需的CPU、存储器、输入/输出部件和时钟电路等。因此，它具有体积小、使用灵活、成本低、易于产品化、抗干扰能力强、可在各种恶劣环境下可靠地工作等特点。特别是它应用面广，控制能力强，使它在工业控制、智能仪表、外设控制、家用电器、机器人、军事装置等方面得到了广泛的应用。[7]在计算机应用系统中，除通用外部设备（键盘、显示器、打印机）外，还有许多用于外部通信、数据采集、多路分配管理、驱动控制等接口。如果这些外部设备和接口全部由主机管理，势必造成主机负担过重、运行速度降低，并且不能提高对各种接口的管理水平。如果采用单片机专门对接口进行控制和管理，则主机和单片机就能并行工作，这不仅大大提高系统的运算速度，而且单片机还可对接口信息进行预处理，以减少主机和接口间的通信密度、提高接口控制管理的水平。如绘图仪控制器，磁带机、打印机的控制器等。目前国外的单片机应用已相当普及，国内虽然从1980年开始才着手开发应用，但至今也已拥有数十家专门生产单片机开发系统的工厂或公司，愈来愈多的第5页共40页科技工作者投身到单片机的开发和应用中，并且在程序控制、智能仪表等方面涌现出大量科技成果，可以预见，单片机在我国必将有着更为广阔的发展前景[9]。1．2课题开发的意义为了适应市场的发展需求，开发出价格低廉、功能更强的路灯控制器，我们将使用AT89C51和7407芯片，AT89C51它不但应用功能强大，而且使用方便、价格便宜可以最大限度的降低成本、增加计时模式和提高计时精确度。本文在内容上主要介绍单片机的内部结构、工作原理及用单片机制作路灯控制器的硬件和软件设计全过程。首先对系统结构进行分析，然后就各个模块的功能进行讲解，具体哪个模块实现什么功能。本文从单片机的背景与现状，路灯控制器的硬件软件结构与实现来叙述如何运用汇编语言实现系统设计。本路灯控制器的设计包含两部分:路灯控制器的硬件设计和软件设计。阅读完本文应对路灯控制器系统的设计全过程有一定的了解。第6页共40页第二章路灯控制系统的总体设计我们在设计路灯系统控制器之前，先了解系统所要实现的各个功能情况。在设计的过程中，除了要让硬件电路简洁外，还要兼顾软件不能过于复杂。这样才能达到设计的实际要求，硬件支持软件，软件带动硬件。本电路设计的主要思路是：对路灯实现实时控制，并且可以进行单路控制和总控制。最基本的程序是时钟显示程序，之后的设定开灯和关灯时间并能对路灯进行实时控制以及对路灯的点控都是在基本程序上扩展而得到的。时钟显示程序中最关健是否对数码管进行动态扫描的子程序放在哪里，本课设中把动态扫描程序放在T0中断里，中断的时间是非2MS，也就是说每2MS扫描一次，扫描频率非常快，利用了人眼的视觉残留特性,使程序更加简洁.调时程序和对路灯的单路控制程序都是按键进行控制的.所以对对按键的控制显得尤为重要了.本课设主程序中一直在对所有的按键