路燈控制畢業(yè)設(shè)計(jì)開題報(bào)告

1、<p>　　畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論文）</p><p><b>　　開題報(bào)告 </b></p><p>　　題　　目 路燈控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) </p><p>　　系　　別 電子信息與電氣工程學(xué)院 </p><p>　　專　　業(yè) 電子信息

2、工程 </p><p>　　班 級 07級電子信息工程（2）班　 </p><p>　　姓　　名 </p><p>　　指導(dǎo)老師 </p><p>　　完成時(shí)間

3、 2011年3月24日 </p><p>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告</p><p>　　學(xué)生： 班級： 07電本（2）班</p><p><b>　　附頁：</b></p><p><b>　　一、研究背景<

4、;/b></p><p>　　目前國內(nèi)絕大部分的城市和地區(qū)路燈照明控制采用光控、時(shí)間控制及單點(diǎn)電子控制，維修管理采用人工巡查及群眾反映等傳統(tǒng)方式，由于缺乏科學(xué)有效的監(jiān)控管理手段，白天大面積亮燈，夜間大面積不亮燈現(xiàn)象經(jīng)常發(fā)生，往往不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理，不但造成電力資源、人力資源的浪費(fèi)，提高了系統(tǒng)的運(yùn)行成本，又給市民的生活帶來不便。智能化道路照明系統(tǒng)能夠根據(jù)不同區(qū)域的不同功能需求，在每天不同時(shí)段、不同自然光照度或

5、者不同交通流量情況下，按照特定的設(shè)置，實(shí)現(xiàn)對道路照明的動(dòng)態(tài)智能化管理，即TPO管理(TIME時(shí)間／PLACE地點(diǎn)／OCCASION場合)。智能化道路照明控制系統(tǒng)，通過綜合考慮和分析與道路照明密切相關(guān)的時(shí)間、路段、環(huán)境照度和交通流量等因素的場景控制方法，在微機(jī)中按照預(yù)設(shè)的控制策略，對道路照明進(jìn)行動(dòng)態(tài)智能化管理，控制路燈在不同情況下工作在不同狀態(tài)實(shí)現(xiàn)多樣化的道路照明場景，從而在提高照明質(zhì)量的同時(shí)獲得最佳的節(jié)能效果。</p>&

6、lt;p><b>　　二、主要內(nèi)容</b></p><p>　　系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案：以AT89S52 單片機(jī)為中心控制器，由按鍵調(diào)整、時(shí)鐘、檢測、液晶顯示等電路模塊組成。系統(tǒng)采用了DS1302時(shí)鐘芯片計(jì)時(shí)；利用光敏電阻和模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片TLC1543 檢測環(huán)境的亮度，通過單片機(jī)的采集值來控制路燈的開關(guān)和明暗狀況，同時(shí)檢測燈的故障（檢測方法與環(huán)境明暗的檢測相同）。另外，實(shí)時(shí)時(shí)間和燈的設(shè)定時(shí)間、

7、燈的故障信息用液晶LCD1602顯示出來； 燈出現(xiàn)故障時(shí)（該亮?xí)r卻未亮）進(jìn)行聲光報(bào)警。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如下圖（1）所示：</p><p><b>　　圖（1）系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖</b></p><p>　　三、設(shè)計(jì)方案與技術(shù)路線</p><p>　　系統(tǒng)各模塊電路設(shè)計(jì)根據(jù)前述的總體方案， 下面對各模塊的硬件電路實(shí)現(xiàn)加以說明</p><p&g

8、t;　?。ㄒ唬┌存I、時(shí)鐘、顯示和聲光報(bào)警系統(tǒng)</p><p>　　此系統(tǒng)采用了時(shí)鐘芯片DS1302 計(jì)時(shí)，給DS1302 初始化后，實(shí)時(shí)時(shí)間可從中讀取。使用了三個(gè)按鍵實(shí)現(xiàn)工作模式轉(zhuǎn)換和調(diào)時(shí)（實(shí)時(shí)時(shí)間和燈的開關(guān)時(shí)間）功能。實(shí)時(shí)時(shí)間、燈的開關(guān)時(shí)間和故障燈地址通過LCD1602 顯示出來。此外，當(dāng)燈出現(xiàn)故障時(shí)，會進(jìn)行聲光報(bào)警（由發(fā)光二極管和蜂鳴器實(shí)現(xiàn)）。DS1302是DALLAS公司推出的涓流充電時(shí)鐘芯片，內(nèi)含一個(gè)實(shí)時(shí)

9、時(shí)鐘/日歷和31字節(jié)靜態(tài)RAM，可以通過串行接口與單片機(jī)進(jìn)行通信。實(shí)時(shí)時(shí)鐘/日歷電路提供秒、分、時(shí)、日、星期、月、年的信息，每個(gè)月的天數(shù)和閏年的天數(shù)可自動(dòng)調(diào)整，時(shí)鐘操作可通過AM/PM標(biāo)志位決定采用24或12小時(shí)時(shí)間格式。DS1302與單片機(jī)之間能簡單地采用同步串行的方式進(jìn)行通信，僅需三根I/O線：復(fù)位（RST）、I/O數(shù)據(jù)線、串行時(shí)鐘（SCLK）。時(shí)鐘/RAM的讀/寫數(shù)據(jù)以一字節(jié)或多達(dá)31字節(jié)的字符組方式通信。DS1302工作時(shí)功耗很

10、低，保持?jǐn)?shù)據(jù)和時(shí)鐘信息時(shí)，功耗小于1mW。DS1302原理圖如圖（2）所示：</p><p>　　圖（2）DS1302原理圖</p><p>　　DS1302的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖（3）所示，主要組成部分為：移位寄存器、控制邏輯振蕩器、實(shí)時(shí)時(shí)鐘以及RAM。雖然數(shù)據(jù)分成兩種，但是對單片機(jī)的程序而言，其實(shí)是一樣的，就是對特定的地址進(jìn)行讀寫操作。</p><p>　　圖（3）DS

11、1302的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　DS1302含充電電路，可以對作為后備電源的可充電電池充電，并可選擇充電使能和串入的二極管數(shù)目，以調(diào)節(jié)電池充電電壓。不過對我們目前而言，最需要熟悉的是和時(shí)鐘相關(guān)部分的功能。</p><p>　　DS1302工作時(shí)為了對任何數(shù)據(jù)傳送進(jìn)行初始化，需要將復(fù)位腳（RST）置為高電平且將8位地址和命令信息裝入移位寄存器。數(shù)據(jù)在時(shí)鐘（SCLK）的上升沿串行輸入

12、，前8位指定訪問地址，命令字裝入移位寄存器后，在之后的時(shí)鐘周期，讀操作時(shí)輸出數(shù)據(jù)，寫操作時(shí)輸出數(shù)據(jù)。時(shí)鐘脈沖的個(gè)數(shù)在單字節(jié)方式下為8+8（8位地址+8位數(shù)據(jù)），在多字節(jié)方式下為8加最多可達(dá)248的數(shù)據(jù)。</p><p><b>　　（二）燈的控制系統(tǒng)</b></p><p>　　此系統(tǒng)采用燈的開關(guān)控制是通過單片機(jī)控制繼電器，再通過繼電器的吸合實(shí)現(xiàn)的。另外，通過AD 值

13、的大小判斷環(huán)境明暗程度，采用控制數(shù)字電位器阻值大小的方法控制燈的亮度（這樣做可以達(dá)到省電的目的）。</p><p><b>　?。ㄈ╇娫措娐废到y(tǒng)</b></p><p>　　此系統(tǒng)采用變壓器變壓，將交流220V 變成交流9V，再利用二極管全波整流和7805 穩(wěn)壓輸出直流5V 電源供系統(tǒng)使用。原理圖如圖（4）所示：</p><p>　　圖（4）

14、 系統(tǒng)電源電路</p><p>　?。ㄋ模┉h(huán)境明暗檢測及燈故障檢測系統(tǒng)</p><p>　　環(huán)境明暗的檢測由光敏電阻和AD 轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)。當(dāng)光線強(qiáng)的時(shí)候，光敏電阻阻值小，AD 采集的值小，單片機(jī)控制燈滅或者較暗；當(dāng)光線弱的時(shí)候，光敏電阻阻值大，AD 采集的值大，單片機(jī)控制燈亮或者更亮。AD 芯片采用的是美國TI 公司生產(chǎn)的TLC1543， 它是一種串行模數(shù)轉(zhuǎn)換器，10 位精度，11 路通道，占

15、用單片機(jī)引腳數(shù)量少。對于燈的故障檢測，方法與此類似。當(dāng)燈該亮?xí)r未亮，根據(jù)檢測值的不同判斷出現(xiàn)故障。TLC1543 是由TI 公司開發(fā)的開關(guān)電容式AD 轉(zhuǎn)換器，該芯片具有如下的一些特點(diǎn)：10 位精度、11 通道、三種內(nèi)建的自測模式、提供EOC（轉(zhuǎn)換完成）信號等。該芯片與單片機(jī)的接口采用串行接口方式，引線很少，與單片機(jī)連接簡單。圖1 是TLC1543 的引腳示意圖，其中A0~A10 是11路輸入，Vcc 和GND 分別是電源引腳，REF+和

16、REF-分別是參考電源的正負(fù)引腳，使用時(shí)一般將REF-接到系統(tǒng)的地，達(dá)到一點(diǎn)接地的要求，以減少干擾。其余的引腳是TLC1543 與CPU 的接口，其中CS 為片選端，如不需選片，可直接接地。I/O Clock 是芯片的時(shí)鐘端，Adress 是地址選擇端，Dat</p><p>　　圖（5）TLC1543 的引腳示意圖</p><p>　?。ㄎ澹〢/D轉(zhuǎn)換相關(guān)知識</p>&l

17、t;p>　　在工業(yè)控制和智能化儀表中，常用單片機(jī)進(jìn)行實(shí)時(shí)控制及實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理。單片機(jī)所加工的信息都是數(shù)字量，而被控制或測量對象的有關(guān)參量往往是連續(xù)變化的模擬量，如溫度、壓力、流量等，通過傳感器將這些信號轉(zhuǎn)換成模擬電信號。單片機(jī)要處理這種信號，首先必須將模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，這一轉(zhuǎn)換過程就是?！獢?shù)轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)模/數(shù)轉(zhuǎn)換的設(shè)備稱為A/D 轉(zhuǎn)換器或ADC。</p><p>　　A/D 轉(zhuǎn)換電路種類很多，在選擇模/數(shù)轉(zhuǎn)換

18、器時(shí)，主要考慮以下的一些技術(shù)指標(biāo)：轉(zhuǎn)換時(shí)間和轉(zhuǎn)換頻率、量化誤差與分辨率、轉(zhuǎn)換精度、接口形式等。目前，較為流行的 AD 轉(zhuǎn)換器件有很多都采用了串行接口，這使得這類芯片與單片機(jī)的硬件連接非常簡單，而軟件編程相對要復(fù)雜一些，我們以TI 公司的TLC1543 作為A/D 轉(zhuǎn)換電路的芯片。</p><p><b>　　四、關(guān)鍵問題</b></p><p>　　1、DS1302時(shí)

19、鐘芯片及TLC1543芯片的實(shí)現(xiàn)原理及電路設(shè)計(jì)；</p><p>　　2、各模塊及電路設(shè)計(jì)；</p><p>　　3、裝置的硬件制作。</p><p><b>　　五、時(shí)間安排</b></p><p>　　1、第1-4周 查資料了解路燈系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)所需要的有關(guān)知識；</p><p>　　2、第