基于單片機(jī)的路燈節(jié)能設(shè)計(jì)

1、摘 要本文介紹了一個(gè)模擬路燈控制系統(tǒng)的應(yīng)用方案，用以實(shí)現(xiàn)模擬路燈的智能控制。本方案以AT89S52為核心，加以簡(jiǎn)單的外圍電路，實(shí)現(xiàn)了模擬路燈控制系統(tǒng)所要求的全部技術(shù)內(nèi)容。單片機(jī)在最近幾年應(yīng)用越來(lái)越廣泛，因其抗干擾能力強(qiáng)、穩(wěn)定性好，性價(jià)比高，因此是低成本路燈控制解決方案的首選。該控制系統(tǒng)除了選用廉價(jià)的單片機(jī)芯片，還采用了廉價(jià)的紅外對(duì)射傳感器，大大降低了系統(tǒng)成本。整個(gè)系統(tǒng)的電路簡(jiǎn)單，結(jié)構(gòu)緊湊,電源驅(qū)動(dòng)僅采用變壓器與三端穩(wěn)壓器相結(jié)合，附加少許濾波電容便實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)定的電源輸出。經(jīng)過(guò)多次測(cè)試，證實(shí)該系統(tǒng)能長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定工作，完全滿足設(shè)計(jì)要求指標(biāo)。關(guān)鍵詞：模擬控制；LED照明；單片機(jī) ABSTRACTThis

2、paper introduces a simulation control system application scheme street, to simulate the street lamp of intelligent control. This plan to macro crystal company AT89S52 as the core, to chip the periphery of the simple circuit, realize the simulation street lamp control system all of the requested tech

3、nology content. STC SCM in recent years more and more wide application, because of its strong anti-interference ability, good stability, high performance/price ratio, and so is the low cost street lamp control solutions of choice. The control system in addition to choose cheap single-chip microcompu

4、ter chip, also adopted the cheap infrared mutual illuminate sensor, and greatly reduce the cost of system. The whole system of the circuit is simple, compact structure, power drive only used three transformer and the regulators, and the combination of a few additional filter capacitance will realize

5、 the stable power output. After many test, and confirm that the system can work stably for a long time, fully meet the design requirements index.Keywords: Simulate controlling; LED lighting; Single-chip microcomputer 目錄第一章緒論51.10 概述51.1.1 論文的題目51.1.2 研究的背景51.1.3 研究的目的及意義51.2.0 國(guó)內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢(shì)61.3.0 研究?jī)?nèi)容6第

6、二章 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案92.1.0 系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路與方案比較論證9系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路9方案論證與確立9第三章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)132.2.0 各個(gè)模塊的硬件電路設(shè)計(jì)132.2.1 時(shí)鐘模塊設(shè)計(jì)132.2.3 主控制模塊設(shè)計(jì)142.2.4 單片機(jī) AT89S52芯片介紹142.2.4 顯示模塊設(shè)計(jì)172.3.0 系統(tǒng)各模塊的最終方案192.4.0 系統(tǒng)功能說(shuō)明書202.4.1 路燈的工作模式20第四章 軟件設(shè)計(jì)243.1.0 系統(tǒng)主程序流程圖24系統(tǒng)流程圖243.2.0 定時(shí)器溢出中斷處理函數(shù)流程圖253.3.0 按鍵掃描流程圖26總結(jié)27致謝28參考文獻(xiàn)29附錄30第一章緒論1.1 概述1.1.1 論文的

7、題目論文的題目:基于單片機(jī)的節(jié)能路燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究1.1.2 研究的背景隨著社會(huì)的發(fā)展，能源問(wèn)題己經(jīng)成為全球最為關(guān)注的問(wèn)題之一，能源危機(jī)已經(jīng)成為全人類所面臨的主要危機(jī)，特別是我國(guó)的電力能源近年來(lái)顯得十分吃緊，電力緊張阻礙著我們的日常生產(chǎn)、生活，甚至嚴(yán)重影響到我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展與社會(huì)文明的進(jìn)步。在城市亮化、美化大潮的趨勢(shì)下，城市景觀照明耗電也吞噬著我們的電力資源。而發(fā)電企業(yè)投資和建設(shè)需要一個(gè)較長(zhǎng)的周期，快速的經(jīng)濟(jì)發(fā)展需要更多更充足的電力供應(yīng)和消耗，電力的供求之間矛盾重重。電力供應(yīng)缺口很難在短期內(nèi)得以緩解，發(fā)展與節(jié)約并重，已經(jīng)成為經(jīng)濟(jì)建設(shè)的必然選擇。此時(shí)，燈光照明行業(yè)節(jié)電也成為了我們的必然選擇!1.

8、1.3 研究的目的及意義(1)研究的目的設(shè)計(jì)模擬路燈控制系統(tǒng)主要以AT89C52單片機(jī)作為模擬路燈控制系統(tǒng)的控制核心，用來(lái)實(shí)現(xiàn)物體感應(yīng)模塊，時(shí)鐘模塊，主控制模塊，按鍵控制模塊，顯示模塊。（2）研究的意義由于單片機(jī)具有集成度高，處理能力強(qiáng)，可靠性高，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)格低廉的優(yōu)點(diǎn)，因此在路燈照明工程中被廣泛應(yīng)用，照明管理的高低又將直接影響到城市的市容、投資環(huán)境、交通安全和社會(huì)治安等，是構(gòu)建良好的城市環(huán)境的重要組成部份，對(duì)城市的建設(shè)和發(fā)展有著重要的意義。1.2.0 國(guó)內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢(shì)在我國(guó),大部分城市管理部門所采用的控制方式已很難保證城市照明系統(tǒng)的正常運(yùn)行，特別是當(dāng)控制箱或線路出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，就有可能造

9、成大面積滅燈，產(chǎn)生較壞的影響。同時(shí)由于缺少實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)手段，無(wú)法實(shí)現(xiàn)故障的及時(shí)發(fā)現(xiàn)和維修。隨著政府和市民 照明管理要求越來(lái)越高，照明管理部門的管轄范圍也越來(lái)越大，為了及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障并修復(fù)，仍然采用檢修車上街巡燈的方法難以勝任。采用城市照明自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)以后，全市范圍的全夜燈、半夜燈和景觀燈的開(kāi)/關(guān)均可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。同時(shí)，由于照明自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)具有自動(dòng)報(bào)警和巡測(cè)、選測(cè)功能，調(diào)度人員可以在故障發(fā)生后的數(shù)秒鐘內(nèi)及時(shí)了解故障的地點(diǎn)和狀態(tài)，為及時(shí)進(jìn)行修復(fù)提供了有力的保障。路燈維護(hù)及時(shí)，可以極大地減少對(duì)照明管理部門的投訴、減少路交通事故的發(fā)生，有利于城市的治安，從而進(jìn)一步提高城市的形象。1.3.0 研究?jī)?nèi)容設(shè)計(jì)

10、一套模擬路燈控制系統(tǒng)?？刂葡到y(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示，路燈布置如圖2所示。圖1 路燈控制系統(tǒng)示意圖圖2 路燈布置示意圖（單位：cm）（1）支路控制器有時(shí)鐘功能，能設(shè)定、顯示開(kāi)關(guān)燈時(shí)間，并控制整條支路按時(shí)開(kāi)燈和關(guān)燈。（2）支路控制器應(yīng)能根據(jù)環(huán)境明暗變化，自動(dòng)開(kāi)燈和關(guān)燈。（3）支路控制器應(yīng)能根據(jù)交通情況自動(dòng)調(diào)節(jié)亮燈狀態(tài)：當(dāng)可移動(dòng)物體M（在物體前端標(biāo)出定位點(diǎn)，由定位點(diǎn)確定物體位置）由左至右到達(dá)S點(diǎn)時(shí)（見(jiàn)圖2），燈1亮；當(dāng)物體M到達(dá)B點(diǎn)時(shí)，燈1滅，燈2亮；若物體M由右至左移動(dòng)時(shí)，則亮燈次序與上相反。（4）支路控制器能分別獨(dú)立控制每只路燈的開(kāi)燈和關(guān)燈時(shí)間。（5）當(dāng)路燈出現(xiàn)故障時(shí)（燈不亮），支路控制器應(yīng)發(fā)出聲光報(bào)

11、警信號(hào)，并顯示有故障路燈的地址編號(hào)。 1.2 發(fā)揮部分（1）自制單元控制器中的LED燈恒流驅(qū)動(dòng)電源。（2）單元控制器具有調(diào)光功能，路燈驅(qū)動(dòng)電源輸出功率能在規(guī)定時(shí)間按設(shè)定要求自動(dòng)減小，該功率應(yīng)能在20%100%范圍內(nèi)設(shè)定并調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)誤差2%。（3）性價(jià)比高，工作穩(wěn)定，符合電磁兼容（EMC）方面的要求，無(wú)對(duì)外干擾或干擾小。第二章 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案2.1.0 系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路與方案比較論證2.1.1系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路本模擬路燈控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案要實(shí)現(xiàn)的主要功能主要分解為以下五個(gè)方面：（1）是時(shí)鐘功能及定時(shí)開(kāi)關(guān)燈。（2）是根據(jù)環(huán)境明暗變化，自動(dòng)開(kāi)燈和關(guān)燈。（3）是根據(jù)交通情況自動(dòng)調(diào)節(jié)亮燈狀態(tài)：當(dāng)汽車靠近路燈時(shí)，

12、路燈能自動(dòng)點(diǎn)亮；當(dāng)汽車遠(yuǎn)離時(shí)，路燈自動(dòng)熄滅。（4）聲光報(bào)警功能，當(dāng)路燈出現(xiàn)故障時(shí)而不亮?xí)r，控制器發(fā)出信號(hào)，并顯示有故障路燈的地址編號(hào)。（5）是根據(jù)綠色節(jié)能照明要求，采用恒流源驅(qū)動(dòng)LED路燈發(fā)亮且能調(diào)光，路燈驅(qū)動(dòng)電源輸出功率能在20%100%范圍內(nèi)設(shè)定并調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)誤差2%。以上功能的實(shí)現(xiàn)，都是以單片機(jī)為核心，在單片機(jī)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的輸入輸出和顯示功能的基礎(chǔ)上，由單片機(jī)的內(nèi)置邏輯和運(yùn)算功能，加上一定的外圍電路得以實(shí)現(xiàn)。針對(duì)以上的五個(gè)功能，采用模塊化的設(shè)計(jì)思想，以下分別敘述之。2.1.2方案論證與確立（1）時(shí)鐘功能及定時(shí)開(kāi)關(guān)機(jī)【方案一】采用專用時(shí)鐘芯片現(xiàn)在流行的串行時(shí)鐘電路很多，如DS1302、 DS13

13、07、PCF8485等。其優(yōu)勢(shì)是可以單獨(dú)使用，直接連接到單片機(jī)外圍，有自己獨(dú)立的時(shí)鐘晶振，精度較高。單片機(jī)通過(guò)串行接口讀取和寫入當(dāng)前的時(shí)鐘值，時(shí)鐘芯片的運(yùn)行受單片機(jī)死機(jī)的影響少。其缺點(diǎn)一是消耗了單片機(jī)IO口資源。二是在編程時(shí)需要增加讀寫串行口的內(nèi)容，消耗了單片機(jī)的運(yùn)行時(shí)間。三是增加了成本。增加了時(shí)鐘芯片及其外圍電路的開(kāi)支?！痉桨付坎捎脝纹瑱C(jī)內(nèi)置時(shí)鐘本方案直接利用單片機(jī)的內(nèi)置定時(shí)器，通過(guò)定時(shí)器的中斷和簡(jiǎn)單運(yùn)算實(shí)現(xiàn)時(shí)鐘功能。例如： 單片機(jī)，在4M時(shí)鐘時(shí)，單個(gè)指令的運(yùn)行時(shí)間是1微秒，設(shè)置定時(shí)器1每125個(gè)指令周期產(chǎn)生一個(gè)中斷，即125微秒，8個(gè)中斷后，時(shí)間平臺(tái)是1毫秒，設(shè)置以下時(shí)間計(jì)數(shù)變量分別為：

14、uchar To1mS = 0x00; /當(dāng)該變量增加到某個(gè)數(shù)值時(shí),表示經(jīng)過(guò)了1毫秒uchar To2mS = 0x00; /當(dāng)該變量增加到某個(gè)數(shù)值時(shí),表示經(jīng)過(guò)了2毫秒uchar Is2mS = 0; /到達(dá)2毫秒時(shí)刻uchar To20mS = 0x00; /當(dāng)該變量增加到某個(gè)數(shù)值時(shí),表示經(jīng)過(guò)了20毫秒uchar Is20mS = 0; /到達(dá)20毫秒時(shí)刻uchar To1S = 0x00; /當(dāng)該變量增加到某個(gè)數(shù)值時(shí),表示經(jīng)過(guò)了1秒uchar Is1S = 0; /到達(dá)1秒時(shí)刻在秒時(shí)間平臺(tái)，用ToMIN變量，計(jì)數(shù)60秒后進(jìn)入分鐘平臺(tái)，計(jì)數(shù)60分鐘后，進(jìn)入小時(shí)平臺(tái)。方案二沒(méi)有增加外置電路，充

15、分利用了單片機(jī)的定時(shí)器功能，實(shí)施簡(jiǎn)潔方便，主要的缺點(diǎn)是當(dāng)控制系統(tǒng)斷電或死機(jī)以后，需要人工重新定時(shí)。本系統(tǒng)的時(shí)鐘功能實(shí)現(xiàn)采用方案二。（2）根據(jù)環(huán)境明暗變化，自動(dòng)開(kāi)燈和關(guān)燈功能?！痉桨敢弧坎捎帽容^器的解決方案。光敏電阻與固定電阻串聯(lián)，加一級(jí)電壓跟隨器后輸入比較器，與比較器負(fù)輸入端的電壓值進(jìn)行比較，得到一個(gè)高電平或低電平輸出，進(jìn)入單片機(jī)的IO口。優(yōu)點(diǎn)是電路比較直觀，操作比較方便，可直接通過(guò)電位器調(diào)節(jié)路燈的開(kāi)啟亮度。對(duì)維護(hù)人員的要求不高。缺點(diǎn)是不方便進(jìn)行數(shù)碼控制?！痉桨付坎捎肁D變換。光敏電阻與固定電阻串聯(lián)，由單片機(jī)內(nèi)置的AD變換接口讀入當(dāng)前的電壓值，然后根據(jù)讀取的電壓值判斷當(dāng)前的環(huán)境亮度。路燈的開(kāi)

16、啟電平由內(nèi)部的變量控制。方案二的優(yōu)點(diǎn)在于可以方便以實(shí)現(xiàn)對(duì)路燈開(kāi)啟電平的數(shù)碼控制和遠(yuǎn)程控制。本系統(tǒng)采用方案二。（3）根據(jù)交通情況自動(dòng)調(diào)節(jié)亮燈狀態(tài)。當(dāng)汽車靠近路燈時(shí)，路燈能自動(dòng)點(diǎn)亮；當(dāng)汽車遠(yuǎn)離時(shí)，路燈自動(dòng)熄滅?！痉桨敢弧坎捎霉I(yè)級(jí)的光電傳感器。這種光電傳感器普遍運(yùn)用于電梯、生產(chǎn)線等工業(yè)場(chǎng)所。優(yōu)點(diǎn)是使用方便，型號(hào)很多，輸出量是開(kāi)關(guān)量，不需調(diào)理電路。缺點(diǎn)是價(jià)格較貴。【方案二】采用廉價(jià)的紅外對(duì)射傳感器。紅外對(duì)射的特點(diǎn)是傳輸距離較遠(yuǎn)，能量集中。當(dāng)沒(méi)有物體遮擋時(shí)，紅外光直射到紅外探頭上，紅外接收管連續(xù)輸出低電平到單片機(jī)，當(dāng)有物體經(jīng)過(guò)時(shí)，紅外光被遮住，此時(shí)紅外探頭輸出高電平到單片機(jī)。由于紅外光的發(fā)射有一定的偏

17、角，本設(shè)計(jì)利用了黑色套管遮擋紅外發(fā)射燈頭，以減少紅外光的散失。本系統(tǒng)采用方案二。（4）故障報(bào)警功能采用光敏電阻檢測(cè)路燈的亮度，同時(shí)排除環(huán)境光的干擾。利用單片機(jī)的AD口，讀入光敏電阻上檢測(cè)到的路燈亮度值。（5） 恒流源驅(qū)動(dòng)LED及20到100范圍內(nèi)可調(diào)亮度?！痉桨敢弧坎捎煤懔髟打?qū)動(dòng)芯片，目前市場(chǎng)上成品的恒流源驅(qū)動(dòng)芯片比較多，一般采用使用取樣電阻調(diào)節(jié)輸出電流的方式。這些芯片使用方便，性能較好，但價(jià)格較貴?！痉桨付坎捎肞WM方式驅(qū)動(dòng)功率三極管輸出驅(qū)動(dòng)電流，用電流取樣電阻串入LED供電回路，用AD口讀取當(dāng)前的電流值，實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制。方案二利用了單片機(jī)的AD變換資源，同時(shí)采用PWM方式，可以使LED工作

18、在斷斷續(xù)續(xù)的狀態(tài)，可以延長(zhǎng)LED的使用壽命。本系統(tǒng)采用方案二。3、顯示模塊方案一：數(shù)碼管顯示，由于本題要求實(shí)時(shí)顯示系統(tǒng)時(shí)間、狀態(tài)、和故障LED燈編號(hào)等，而數(shù)碼管不能顯示字符。方案二：LED點(diǎn)陣顯示，LED點(diǎn)陣顯示雖然能顯示字符和數(shù)字，但顯示效果不好，且不易編程。方案三：LCD液晶顯示，LCD液晶不但能顯示字符和數(shù)字，而且顯示效果較好，容易編程實(shí)現(xiàn)。因此采用方案三。 5、按鍵控制模塊方案：均采用輕觸按鍵。第三章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)2.2.0 各個(gè)模塊的硬件電路設(shè)計(jì) 時(shí)鐘模塊設(shè)計(jì)時(shí)鐘模塊主要功能是時(shí)間設(shè)置，主要由DS1302芯片實(shí)現(xiàn)，它通過(guò)串行方式與單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送，能夠向單片機(jī)提供包括秒、分、時(shí)、日

19、、月、年等在內(nèi)的實(shí)時(shí)時(shí)間信息，并可對(duì)月末日期、閏年天數(shù)自動(dòng)進(jìn)行調(diào)整；它還擁有用于主電源和備份電源的雙電源引腳，在主電源關(guān)閉的情況下，也能保持時(shí)鐘的連續(xù)運(yùn)行。另外，它還能提供31字節(jié)的用于高速數(shù)據(jù)暫存的RAM。鑒于上述特點(diǎn)，DS1302已在許多單片機(jī)系統(tǒng)中得到應(yīng)用，為系統(tǒng)提供所需的實(shí)時(shí)時(shí)鐘信息。 1. DS1302芯片概述DS1302慢速充電時(shí)鐘芯片包括實(shí)時(shí)時(shí)鐘/日歷和31字節(jié)的靜態(tài)RAM，它經(jīng)過(guò)一個(gè)簡(jiǎn)單的串行接口與微處理器通信，實(shí)時(shí)時(shí)鐘/日歷提供秒、分、時(shí)、日、周、月和年等信息，對(duì)于小于31天的月，月末的日期自動(dòng)進(jìn)行調(diào)整，還包括了閏年校正的功能。時(shí)鐘的運(yùn)行可以采用24小時(shí)或帶AM（上午）/PM

20、（下午）的12小時(shí)格式。使用同步串行通信，簡(jiǎn)化了DS1302與微處理器的通信。與時(shí)鐘/RAM通信僅需三根線：（1）(復(fù)位)、（2）I/O（數(shù)據(jù)線）、和（3）SCLK（串行時(shí)鐘）。數(shù)據(jù)可以以每次一個(gè)字節(jié)或多達(dá)31字節(jié)的多字節(jié)形式傳送至?xí)r鐘/RAM或從其中送出。DS1302設(shè)計(jì)成為能在非常低的功耗下工作，消耗小于1微瓦的功率便能保存數(shù)據(jù)和時(shí)鐘信息。 DS1302是DS1202的升級(jí)產(chǎn)品，除了DS1202基本的慢速充電功能外，DS1302具有的其它特點(diǎn)包括：用于主電源和備份電源的雙電源的雙電源引腳，可編程的VCC1慢速充電器以及7個(gè)附加字節(jié)的高速暫存存儲(chǔ)器。2. DS1302工作原理串行時(shí)鐘芯片的主

21、要組成部分：移位寄存器、控制邏輯、振蕩器、實(shí)時(shí)時(shí)鐘以及RAM。為了初始化任何的數(shù)據(jù)傳送，把置為高電平且把提供地址和命令的8位裝入到移位寄存器，數(shù)據(jù)在SCLK的上升沿串行輸入，無(wú)論是讀周期還是寫周期發(fā)生，也無(wú)論傳送方式是單字節(jié)傳送還是多字節(jié)傳送，開(kāi)始8位指定40個(gè)字節(jié)中的哪個(gè)將被訪問(wèn)。在開(kāi)始8個(gè)時(shí)鐘周期把命令字裝入移位寄存器之后，另外的時(shí)鐘在讀操作時(shí)輸出數(shù)據(jù)，在寫操作時(shí)輸入數(shù)據(jù)。時(shí)鐘脈沖的個(gè)數(shù)在單字節(jié)方式下為8加8，在多字節(jié)方式下為8加最大可達(dá)248的數(shù)。如圖2-2，引腳排列：圖2-2 DS1302引腳排列引腳說(shuō)明：X1,X2：32，768kHz晶振引腳；GND:接地；：復(fù)位；I/O數(shù)據(jù)輸入輸出

22、；SCLK:串行時(shí)鐘；VCC1,VCC2:電源引腳。2.2.3 主控制模塊設(shè)計(jì) 2.2.4 單片機(jī) AT89S52芯片介紹 AT89S52為 ATMEL 所生產(chǎn)的一種低功耗，高性能CMOS 8位微控制器，具有8K在系統(tǒng)可編程Flsah存儲(chǔ)器。 AT89S52主要功能列舉如下：1擁有靈巧的8位CPU和在系統(tǒng)可編程Flash；2芯片內(nèi)部具時(shí)鐘振蕩器（傳統(tǒng)最高工作頻率可至 12MHz）；3內(nèi)部程序存儲(chǔ)器（ROM）為 8KB；4內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（RAM）為 256字節(jié)；532 個(gè)可編程I/O 口線；65個(gè)中斷向量源；7兩個(gè)16 位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器；8三級(jí)加密程序存儲(chǔ)器；9全雙工UART串行通道；AT89S

23、52各引腳功能介紹：VCC：AT89S52電源正端輸入，接+5V；VSS：電源地端；XTAL1：?jiǎn)涡酒到y(tǒng)時(shí)鐘的反相放大器輸入端；XTAL2：系統(tǒng)時(shí)鐘的反相放大器輸出端，一般在設(shè)計(jì)上只要在 XTAL1 和 XTAL2 上接上一只石英振蕩晶體系統(tǒng)就可以動(dòng)作了，此外可以在兩引腳與地之間加入一 20PF 的小電容，可以使系統(tǒng)更穩(wěn)定，避免噪聲干擾而死機(jī)。RESET：AT89S52的重置引腳，高電平動(dòng)作，當(dāng)要對(duì)芯片重置時(shí)，只要對(duì)此引腳電平提升至高電平并保持兩個(gè)機(jī)器周期以上的時(shí)間，AT89S52便能完成系統(tǒng)重置的各項(xiàng)動(dòng)作，使得內(nèi)部特殊功能寄存器之內(nèi)容均被設(shè)成已知狀態(tài)，并且至地址0000H處開(kāi)始讀入程序代碼

24、而執(zhí)行程序。EA/Vpp：EA（External Access Enable）為該引腳的第一功能，即外部程序存儲(chǔ)器訪問(wèn)允許控制端。當(dāng)EA接高電平時(shí)，在PC值不超出0FFFH時(shí)，單片機(jī)讀片內(nèi)程序存儲(chǔ)器中的程序；當(dāng)PC值超出0FFFH時(shí)，當(dāng)自動(dòng)轉(zhuǎn)向讀取片外60KB程序存儲(chǔ)器空間中的程序。當(dāng)EA接低電平時(shí)只讀取外部程序存儲(chǔ)器中的內(nèi)容，片內(nèi)程序存儲(chǔ)器不起作用。Vpp為該引腳的第二功能，即在對(duì)片內(nèi)Flash進(jìn)行編程時(shí)，接入編程電壓。ALE/PROG：ALE是英文"Address Latch Enable"的縮寫，表示地址鎖存器啟用信號(hào)。AT89S52可以利用這支引腳來(lái)觸發(fā)外部的8位鎖

25、存器（如74LS373），將端口0的地址總線（A0A7）鎖進(jìn)鎖存器中，因?yàn)锳T89S52是以多工的方式送出地址及數(shù)據(jù)。平時(shí)在程序執(zhí)行時(shí)ALE引腳的輸出頻率約是系統(tǒng)工作頻率的1/6，因此可以用來(lái)驅(qū)動(dòng)其他周邊晶片的時(shí)基輸入。此外在燒錄8751程序代碼時(shí)，此引腳會(huì)被當(dāng)成程序規(guī)劃的特殊功能來(lái)使用。當(dāng)訪問(wèn)外部存儲(chǔ)器時(shí)，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。在FLASH編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時(shí)，ALE端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號(hào)，此頻率為振蕩器頻率的1/6。因此它可用作對(duì)外部輸出的脈沖或用于定時(shí)目的。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，將跳過(guò)一個(gè)ALE脈沖。如想禁止ALE

26、的輸出可在SFR8EH地址上置0。此時(shí)， ALE只有在執(zhí)行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。另外，該引腳被略微拉高。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài)ALE禁止，置位無(wú)效。PSEN：此為"Program Store Enable"的縮寫，其意為程序儲(chǔ)存啟用，當(dāng)AT89S52設(shè)成為讀取外部程序代碼工作模式時(shí)（EA=0），會(huì)送出此信號(hào)以便取得程序代碼，通常這支腳是接到EPROM的OE腳。AT89S52可以利用PSEN及RD引腳分別啟用存在外部的RAM與EPROM，使得數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器與程序存儲(chǔ)器可以合并在一起而共用64K的定址范圍。在由外部程序存儲(chǔ)器取指期間，每個(gè)機(jī)器周期兩次/PSEN

27、有效。但在訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，這兩次有效的/PSEN信號(hào)將不出現(xiàn)。PORT0（P0.0P0.7）：端口0是一個(gè)8位寬的開(kāi)路汲極（Open Drain）雙向輸出入端口，共有8個(gè)位，P0.0表示位0，P0.1表示位1，依此類推。其他三個(gè)I/O端口（P1、P2、P3）則不具有此電路組態(tài)，而是內(nèi)部有一提升電路，P0在當(dāng)做I/O用時(shí)可以推動(dòng)8個(gè)LS的TTL負(fù)載。如果當(dāng)EA引腳為低電平時(shí)（即取用外部程序代碼或數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器），P0就以多工方式提供地址總線（A0A7）及數(shù)據(jù)總線（D0D7）。設(shè)計(jì)者必須外加一鎖存器將端口0送出的地址栓鎖住成為A0A7，再配合端口2所送出的A8A15合成一完整的16位地址總線，而

28、定址到64K的外部存儲(chǔ)器空間。PORT1（P1.0P1.7）：端口1也是具有內(nèi)部提升電路的雙向I/O端口，其輸出緩沖器可以推動(dòng)4個(gè)LS TTL負(fù)載，同樣地若將端口1的輸出設(shè)為高電平，便是由此端口來(lái)輸入數(shù)據(jù)。如果是使用8052或是8032的話，P1.0又當(dāng)做定時(shí)器2的外部脈沖輸入腳，而P1.1可以有T2EX功能，可以做外部中斷輸入的觸發(fā)腳位。PORT2（P2.0P2.7）：端口2是具有內(nèi)部提升電路的雙向I/O端口，每一個(gè)引腳可以推動(dòng)4個(gè)LS的TTL負(fù)載，若將端口2的輸出設(shè)為高電平時(shí)，此端口便能當(dāng)成輸入端口來(lái)使用。P2除了當(dāng)做一般I/O端口使用外，若是在AT89S52擴(kuò)充外接程序存儲(chǔ)器或數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器

29、時(shí)，也提供地址總線的高字節(jié)A8A15，這個(gè)時(shí)候P2便不能當(dāng)做I/O來(lái)使用了。PORT3（P3.0P3.7）：端口3也具有內(nèi)部提升電路的雙向I/O端口，其輸出緩沖器可以推動(dòng)4個(gè)TTL負(fù)載，同時(shí)還多工具有其他的額外特殊功能，包括串行通信、外部中斷控制、計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)控制及外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器內(nèi)容的讀取或?qū)懭肟刂频裙δ?。其引腳分配如下：P3.0：RXD，串行通信輸入。P3.1：TXD，串行通信輸出。P3.2：INT0，外部中斷0輸入。P3.3：INT1，外部中斷1輸入。P3.4：T0，計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)器0輸入。P3.5：T1，計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)器1輸入。P3.6：WR：外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的寫入信號(hào)。P3.7：RD，外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的讀

30、取信號(hào)。2.2.4 顯示模塊設(shè)計(jì)11602液晶概述液晶是一種高分子材料，因?yàn)槠涮厥獾奈锢?、化學(xué)、光學(xué)特性，被廣泛應(yīng)用于輕薄顯示器上。本系統(tǒng)顯示模塊采用了LCD1602液晶顯示器每行能夠顯示16個(gè)字符，可以顯示兩行。主要實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)時(shí)間設(shè)定，燈的開(kāi)關(guān)時(shí)間的功能，系統(tǒng)狀態(tài)顯示。2.1602各引腳簡(jiǎn)介：1062采用標(biāo)準(zhǔn)的16腳接口，其中：第1腳：VSS為電源地第2腳：VCC接5V電源正極第3腳：V0為液晶顯示器對(duì)比度調(diào)整端，接地正電源時(shí)對(duì)比度最弱，接地電源是對(duì)比度最高（對(duì)比度過(guò)高時(shí)會(huì)產(chǎn)生“鬼影”，使用時(shí)可以通過(guò)一個(gè)10K的電位器調(diào)整對(duì)比度）。第4腳：RS為寄存器選擇，高電平1時(shí)選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平0時(shí)

31、選擇指令寄存器。第5腳：RW為讀寫信號(hào)線，高電平（1）時(shí)進(jìn)行讀操作，低電平（0）時(shí)進(jìn)行寫操作。第6腳：E（或EN）端為使能（enable）端。第714腳：D0D7為8位雙向數(shù)據(jù)端。第1516腳：空 腳或 背燈源。15腳背光正極，16腳背光負(fù)極3.1602LCD的特性3V或5V工作電壓，對(duì)比度可調(diào) 內(nèi)含復(fù)位電路 提供各種控制命令,如：清屏、字符閃爍、光標(biāo)閃爍、顯示移位等多種功能 有80字節(jié)顯示數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器DDRAM 內(nèi)建有192個(gè)5X7點(diǎn)陣的字型的字符發(fā)生器CGROM. 8個(gè)可由用戶自定義的5X7的字符發(fā)生器CGRAM。4.1602LCD特征微功耗、體積小、顯示內(nèi)容豐富、超薄輕巧，常用在袖珍式儀表

32、和低功耗應(yīng)用系統(tǒng)中。5.與單片機(jī)連接見(jiàn)圖2-5所示：圖2-5 2.3.0 系統(tǒng)各模塊的最終方案鍵盤單片機(jī)時(shí)間顯示明暗環(huán)境交通環(huán)境節(jié)能控制LED燈報(bào)警2.4.0 系統(tǒng)功能說(shuō)明書2.4.1 路燈的工作模式本模擬路燈控制系統(tǒng)具備5種工作模式，分別是自動(dòng)群控模式、自動(dòng)分控模式、根據(jù)照度自動(dòng)控制模式、根據(jù)交通情況自動(dòng)控制模式、手動(dòng)控制模式，下面對(duì)每種工作模式簡(jiǎn)單介紹如下：（1）自動(dòng)群控模式在該模式下，支路控制器根據(jù)設(shè)定好的定時(shí)信息，自動(dòng)地同時(shí)打開(kāi)或者關(guān)閉兩盞路燈。系統(tǒng)啟動(dòng)后默認(rèn)進(jìn)入該模式。（2）自動(dòng)分控模式在該模式下，支路控制器根據(jù)設(shè)定好的定時(shí)信息，分別控制兩盞路燈的開(kāi)關(guān)，例如，當(dāng)系統(tǒng)的時(shí)間和路燈1開(kāi)燈

33、的時(shí)間相等時(shí)，開(kāi)啟路燈1；當(dāng)系統(tǒng)的時(shí)間和路燈2關(guān)燈的時(shí)間相等時(shí)開(kāi)啟路燈2。（3）根據(jù)照度自動(dòng)控制模式在該模式下，當(dāng)環(huán)境照度低于一定的值時(shí)開(kāi)啟兩盞路燈，當(dāng)環(huán)境照度高于一定的值時(shí)關(guān)閉兩盞路燈。（4）根據(jù)交通情況自動(dòng)控制模式在該模式下，當(dāng)可移動(dòng)物體M由左到右到達(dá)S點(diǎn)時(shí)（見(jiàn)圖××），燈1亮；當(dāng)物體M到達(dá)B點(diǎn)時(shí)，燈1滅，燈2亮；若物體M由右到左移動(dòng)時(shí)，則亮燈的次序與上相反。（5）手動(dòng)控制模式在手動(dòng)模式時(shí)，兩盞路燈只能由支路控制器用增加和減少鍵手動(dòng)的調(diào)整亮度，路燈的亮度可以在0100自由的上下調(diào)整，步進(jìn)為10。（1）（4）等四種工作模式是互斥的，即在某一時(shí)刻只能具有其中的一種功能，不過(guò)

34、各種模式可以手動(dòng)的切換，手動(dòng)調(diào)整路燈亮度的功能在這四種模式中都是有效的。另外，該路燈控制系統(tǒng)還具備故障檢測(cè)功能，當(dāng)路燈出現(xiàn)無(wú)法正常工作的狀況時(shí)，該控制系統(tǒng)能夠判定是哪一環(huán)節(jié)出現(xiàn)問(wèn)題，并將故障通過(guò)聲音警報(bào)及數(shù)碼管顯示告知用戶。2.5 按鍵操作說(shuō)明支路控制器具備5個(gè)按鍵，分別為時(shí)間調(diào)整鍵、模式選擇鍵、增加鍵、減少鍵、確認(rèn)鍵。（1）時(shí)間調(diào)整鍵：按時(shí)間調(diào)整鍵時(shí)，可以循環(huán)地選擇系統(tǒng)時(shí)間、路燈1和2共同的開(kāi)關(guān)燈時(shí)間、路燈1的開(kāi)關(guān)燈時(shí)間和路燈2的開(kāi)關(guān)燈時(shí)間。（2）模式選擇鍵：按模式選擇鍵可以進(jìn)行系統(tǒng)工作模式的切換，順序?yàn)樽詣?dòng)群控模式；自動(dòng)分控模式；根據(jù)照度自動(dòng)控制模式；根據(jù)交通情況自動(dòng)控制模式；手動(dòng)控制模式

35、。（3）增加、減少鍵：按這兩個(gè)鍵可以對(duì)時(shí)間或者亮度進(jìn)行增減，長(zhǎng)按時(shí)時(shí)間或者亮度可以連續(xù)變換。（4）確認(rèn)鍵：確認(rèn)鍵只在時(shí)間調(diào)整時(shí)有效，分別確認(rèn)小時(shí)、分鐘、秒的輸入。2.6 輸入模塊按鍵輸出采用AD變換，節(jié)省了IO口資源。通過(guò)不同大小的電阻進(jìn)行分壓，按下不同的按鍵就會(huì)向單片機(jī)發(fā)送不同的電壓值。如：按下s1是0V；按下s2，電壓=2K/（2K+10K）*5V=0.83V。經(jīng)過(guò)單片機(jī)AD變換之后，就可以判斷是哪個(gè)按鍵按下去，從而執(zhí)行相應(yīng)的功能。按鍵輸入如圖下所示2.3。2.7 電流驅(qū)動(dòng)源電流源驅(qū)動(dòng)電路，是為驅(qū)動(dòng)1W 大功率LED燈而設(shè)計(jì)的。LED燈屬于電流源驅(qū)動(dòng)，根據(jù)計(jì)算，每個(gè)1W的LED燈至少需要200mA的驅(qū)動(dòng)電流才能點(diǎn)亮，而單片機(jī)的IO輸出電流實(shí)際只有20mA到30mA，