基于单片机的光控电路 含放大器和ad转换

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1、皖西学院课程设计报告系别：机电学院班级：09电信学生姓名：课程设计题目：基于单片机的光控路灯系统的设计指导教师：翁志刚时间：2012年6月7日目录引言：31概况与现状分析32总体电路设计及方案论证42.1总体电路设计及分析42.2方案论证43单片机介绍53.1单片机概述53.2单片机的主要功能及应用领域63.3单片机的发展趋势74硬件电路设计84.1AT89c51简介84.2光敏电阻介绍84.34.3LM324运算放大器94.4单片机最小系统电路104.5光电检测电路124.6A/D转换模块124.7硬件电路原理图125软件设计135.1protues软件介绍135.2keilc

2、51简介135.3主程序146系统调试及仿真157总结与致谢21参考文献22源程序24基于单片机的光控路灯系统的设计摘要：随着社会进步，需求和单片机应用领域的不断扩展，各类智能产品、控制系统都是以单片机技术为核心来进行开发设计。本系统采用MSC-51系列单片机AT89C51和相关的光电检测设备设计路灯控制器，关键词：路灯；单片机技术；控制引言当今，路灯已经是城市道路景观的一个重要部分，已经成为城市照明系统中不可缺少和不可分割的一部分，成为了市民出行和城市美化、亮化的一个基本要求。随着社会文明的不断发展，城市照明已不仅局限于街道的照明，而且发展成了了城市景观等装饰性照明的综合市政工

3、程。社会对亮灯率、开关灯的准确率、故障检测的实时性和维修的及时性要求不断提高。1概况与现状分析1.1智能路灯发展的概况我国目前大部分城市都采用全夜灯的方式进行照明，普遍存在的问题有两点：一方面因为后半夜行人稀少，采用全夜灯的方式浪费太大，因此，有的地方采取前半夜全亮，后半夜全灭的照明方式；有的地方在后半夜采用亮一隔一或亮一隔二的节能措施，此种方式虽然节约了电费支出，却带来了社会治安和交通安全问题，不利于城市安全问题。另一方面，在后半夜因行人稀少，而应该降低路灯的亮度，以避免光源污染，影响居民的晚间的休息。但由于后半夜是用电低谷期，电力系统电压升高，路灯反而比白天更亮了。这不仅造成

4、了能源浪费，还大大影响了设备和灯具的使用寿命。而且，我国绝大多数地区的路灯关开灯都是采用人工控制或者定时控制，这样也有许多不利之处：若采用人工控制，则路灯开关存在着一定的不确定性，同时也占用了一定的人力资源；定时控制则存在着夏冬季白黑昼时间不同的情况，使得天还没黑路灯就开，天还没亮路灯就灭的情况，大大影响了人们的日常出生活。1.2现状分析随着社会经济的不断发展，能源短缺已经日益制约着经济发展的严重障碍，其中电力短缺已成为制约国民经济的突出矛盾。我国目前的市场上有多种路灯节能控制产品，能达到一定的节能效果，但就功能和效果上还不能尽如人意，主要有以下几种情况：第一种，采用自耦变压器及

5、磁饱和电抗器的降压技术。其不足是由于反应速度较慢，用电高峰时电压降到非稳定区容易造成灯光闪灭，不能自动调节，同时如果电压突然升高，则会对灯具造成损坏，相对来说稳压效果较差；第二种是采用电子器件构成的可控硅式设备。该设备主要采取简单的相控技术，不足之处是元器件较容易发热损坏。而为了更好的达到控制的目的，现在国内外都开始采用智能控制方式，如光控、声控、时控等，国外甚至开始采用太阳能供能光控方式来控制路灯，基本可以达到完全自给自足的效果。而本文中研究的就是光控路灯的控制器设计。2总体电路设计及方案论证2.1总体电路设计本次毕业设计课题是《基于单片机的光控路灯的设计》。此课题要求以路灯控

6、制器为对象，完成硬件系统和软件程序的设计，实现以光线强弱方式来控制路灯的亮灭功能，属于软硬件相结合的题目。其中硬件电路部分主要包括以下几个部分：单片机最小系统、路灯控制电路部分、光电检测电路部分；软件部分主要包括二个电子软件Protues、Keil-C51软件和路灯控制、光电检测两个程序模块。工作原理如下图所示：图2-1工作原理图2.2设计方案硬件电路设计由6个部分组成;LM324放大电路，A/D转换电路，AT89C51单片机系统，LED显示系统、时钟电路、复位电路。3单片机介绍3.1单片机概述单片机是一种集成电路芯片，采用超大规模技术把具有数据处理能力（如算术运算、逻辑运算、数

7、据传送、中断处理）的微处理器（CPU）、随机数据存储器（RAM）、只读存储器（ROM）、输入/输出电路（I/O口）等电路集成到单片芯片上，构成一个最小而完善的计算机系统。有时还包括定时器/计数器，串行通信口、显示驱动电路（LCD或LED驱动电路）、脉宽调制电路（PWM）、模拟多路转换器以及A/D转换器等电路，并具有独立的指令系统[3]。这些电路能在软件控制之下，准确、迅速、高效地完成程序设计者事先规定的任务。它能够单独地完成现代工业控制系统所要求的智能化控制功能。单片机不同于单板