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智能路灯详细设计说明书

作者:皇冠真人 发布时间:2020-10-30 09:03

  智能路灯详细设计说明书_城乡/园林规划_工程科技_专业资料。第五章 详细设计 5.1 单片机最小系统模块 5.1.1 模块描述 本模块主要是完成单片机的最小系统设计,用来使单片机能正常工作,由电源电路、 晶振电路、复位电路、单片机组成。 5.1.2 单片机元件

  第五章 详细设计 5.1 单片机最小系统模块 5.1.1 模块描述 本模块主要是完成单片机的最小系统设计,用来使单片机能正常工作,由电源电路、 晶振电路、复位电路、单片机组成。 5.1.2 单片机元件介绍 晶振电路:单片机内部有一个高增益、反相放大器,其输入端为芯片引脚 XTAL1,其输出端为引脚 XTAL2。其中 XYAL1 接外部晶体的一个引脚,在单片机内部, 它是一个反向放大器的输入端。若采用外部振荡器,该引脚接收振荡器的信号,即 八次信号直接接到内部时钟发生器的输入端;XTAL2 节外部晶体的另一端,在单片机 内部接到反向放大器的输入端,当采用外接晶体振荡器时,此引脚可以不接。 复位电路:复位操作有两种基本形式:一种是上电复位,另一种是按键复位。按 键复位具有上电复位功能外,若要复位,只要按图中的 RESET 键,电源 VCC 经电阻 R1、R2 分压,在 RESET 端产生一个复位高电平。上电复位电路要求接通电源后,通 过外部电容充电来实现单片机自动复位操作。上电瞬间 RESET 引脚获得高电平,随 着电容的充电,RERST 引脚的高电平将逐渐下降。RERST 引脚的高电平只要能保持足 够的时间(2 个机器周期),单片机就可以进行复位操作。 单片机:各引脚功能说明 VCC:供电电压。 GND:接地。 P0 口:P0 口为一个 8 位漏级开路双向 I/O 口,每脚可吸收 8TTL 门流。当 P1 口 的管脚第一次写 1 时,被定义为高阻输入。P0 能够用于外部程序数据存储器,它可 以被定义为数据/地址的第八位。在 FIASH 编程时,P0 口作为原码输入口,当 FIASH 进行。校验时,P0 输出原码,此时 P0 外部必须被拉高。 P1 口:P1 口是一个内部提供上拉电阻的 8 位双向 I/O 口,P1 口缓冲器能接收输 出 4TTL 门电流。P1 口管脚写入 1 后,被内部上拉为高,可用作输入,P1 口被外部 下拉为低电平时,将输出电流,这是由于内部上拉的缘故。在 FLASH 编程和校验时, P1 口作为第八位地址接收。 P2 口:P2 口为一个内部上拉电阻的 8 位双向 I/O 口,P2 口缓冲器可接收,输出 1 4 个 TTL 门电流,当 P2 口被写“1”时,其管脚被内部上拉电阻拉高,且作为输入。 并因此作为输入时,P2 口的管脚被外部拉低,将输出电流。这是由于内部上拉的缘 故。P2 口当用于外部程序存储器或 16 位地址外部数据存储器进行存取时,P2 口输 出地址的高八位。在给出地址“1”时,它利用内部上拉优势,当对外部八位地址数 据存储器进行读写时,P2 口输出其特殊功能寄存器的内容。P2 口在 FLASH 编程和校 验时接收高八位地址信号和控制信号。 P3 口:P3 口管脚是 8 个带内部上拉电阻的双向 I/O 口,可接收输出 4 个 TTL 门 电流。当 P3 口写入“1”后,它们被内部上拉为高电平,并用作输入。作为输入, 由于外部下拉为低电平,P3 口将输出电流(ILL)这是由于上拉的缘故。P3 口也可 作为 AT89S52 的一些特殊功能口,P3 口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信 号。 RST:复位输入。当振荡器复位器件时,要保持 RST 脚两个机器周期的高电平时 间。 ALE/PROG:当访问外部存储器时,地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地 位字节。 /PSEN:外部程序存储器的选通信号。在由外部程序存储器取指期间,每个机器 周期两次/PSEN 有效。但在访问外部数据存储器时,这两次有效的/PSEN 信号将不出 现。 /EA/VPP:当/EA 保持低电平时,则在此期间选择外部程序存储器(0000HFFFFH),不管是否有内部程序存储器。 XTAL1:反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。 XTAL2:来自反向振荡器的输出。 2 5.1.3 硬件接线UF 10k D1 R1 300 LED-RED U1 19 XTAL1 18 XTAL2 9 RST 29 PSEN 30 31 ALE EA 1 P1.0/T2 2 3 4 5 6 7 8 P1.1/T2EX P1.2 P1.3 P1.4 P1.5 P1.6 P1.7 AT89C52 P0.0/AD0 P0.1/AD1 P0.2/AD2 P0.3/AD3 P0.4/AD4 P0.5/AD5 P0.6/AD6 P0.7/AD7 P2.0/A8 P2.1/A9 P2.2/A10 P2.3/A11 P2.4/A12 P2.5/A13 P2.6/A14 P2.7/A15 P3.0/RXD P3.1/TXD P3.2/INT0 P3.3/INT1 P3.4/T0 P3.7/RD P3.6/WR 39 38 37 36 35 34 33 32 21 22 23 24 25 26 27 28 10 11 12 13 14 15 17 16P3.5/T1 最小系统硬件接线 软件程序 START: ORG 0000H AJMP START ORG 0030H MOV P1,#0FFH LCALL DELAY MOV P1,#00H LCALL DELAY SJMP START 3 DELAY: DEL: DEL1: DEL2: MOV MOV MOV NOP DJNZ DJNZ DJNZ RET END R5,#10 R6,#200 R7,#123 R7,DEL2 R6,DEL1 R5,DEL 5.1.5 模块功能 该模块就是为了单片机能够正常工作,要求: (1)晶振电路给单片机提供时钟工作源 (2)复位电路可以上电复位,当单片机在工作过程中,可以人为手动复位 (3)单片机可以装载程序,实现程序的功能 5.2 行人检测模块 5.2.1 模块描述 本模块由单片机、按钮、电阻(2K)组成完成对行人的检测。在设计的时候, 主要是用高电平来模拟红外传感器的检测信号,当有人通过为低电平,无人通过为 高电平。在开始时单片机就初始状态 P1 口即为高电平,模拟情况下接了 8 个按钮。 在实际的电路中根本没有电源给传感器供电,为了提高电源给传感器,此处提供了 上拉电源。 5.2.2 所用元件介绍 热释红外传感器:RE200B 是传感器的一种,RE200B 采用热释电材料极化随温度变 化的特性探测红外辐射,并配合双灵敏元互补方法抑制温度变化产生的干扰,提高 了传感器的工作稳定性。 参数包括: 双元热释电红外传感器 RE200B 灵敏元面积 2.0×1.0mm2 基片材料 硅 基片厚度 0.5mm 4 工作波长 7-14μm 平均透过率 75% 输出信号 2.5V(420°k 黑体 1Hz 调制频率 0.3-3.0Hz 带宽 72.5db 增益) 噪声 200mV(mVp-p) (25℃) 平衡度 20% 工作电压 2.2-15V 工作电流 8.5-24μA(VD=10V,Rs=47kΩ,25℃) 源极电压 0.4-1.1V(VD=10V,Rs=47kΩ,25℃) 工作温度 -20℃- +70℃ 保存温度 -35℃- +80℃ 视场 139°×126° 说明:该传感器采用热释电材料极化随温度变化的特性探测红外辐射,采用双 灵敏元互补方法抑制温度变化产生的干扰,提高了传感器的工作稳定性。 1、上述特性指标是在源极电阻等于 47KΩ 条件下测定的,用户使用传感器时,可根 据自己的需要调整 R2 的大小。 2、注意灵敏元的位置及视场大小,以便得到最佳光学设计。 3、所有电压信号的测量都是采用峰一峰值定标。平衡度 B 中的 EA 和 EB 分别表示 两个灵敏元的电压输出信号的峰一峰值 4、使用传感时,管脚的弯曲或焊接部位应离开管脚基部 4mm 以上。 5、使用传感器前,应先参考说明书,尤其要防止接错管脚. 5.2.3 行人检测电路原理图 行人检测电路硬件接线)高低电平模拟红外传感器信号能检测是否有行人通过 (2)有人通过为低电平,灯亮, (3)无人通过为高电平,灯灭。 5.3 手动控制模块 5.3.1 模块描述 本模块可以实现对路灯的手动控制。如果发生紧急情况或者路灯自动控制部分发生 了故障,维修人员没有及时修复,致使路灯无法工作,为了不影响正常生活,人们 可以自己开启路灯开关,实现对路灯的控制。 5.3.2 电路设计原理图 5.3.3 模块功能 通过手动部分可以处理紧急情况,让所有灯全亮。在紧急的情况下,所有的路 6 灯都要打开,此时通过手动开关打开路灯,紧急情况过后,关闭所有路灯。系统恢 复正常。 5.4 智能路灯模块 5.4.1 模块描述 本模块将单片机、LED 显示灯、电阻(470)进行连接,进行路灯的开关控 制。连接 LED 显示灯时采用共阳极连接的方法。连接单片机时,用将 LED 显示灯 与 P2 口的连接方式,即按照顺序依次从 P2.0~P2.7 一一对应连接。在进行路灯控制 程序设计的时候,主要考虑传感器的获取信号,由于单片机高电平带负载能力很弱, 采用低电平控制 LED 路灯。 5.4.2 电路设计原理图 7 C1 22PF X1 C2 12M 22PF R17 10k C3 10uF R9 2K R10 2K R11 2k R12 2k R13 2k R14 2k R15 2k R16 2k U1 19 XTAL1 18 XTAL2 9 RST 29 PSEN 30 31 ALE EA 1 P1.0 2 3 4 5 6 7 8 P1.1 P1.2 P1.3 P1.4 P1.5 P1.6 P1.7 AT89C51 P0.0/AD0 39 P0.1/AD1 P0.2/AD2 P0.3/AD3 P0.4/AD4 P0.5/AD5 P0.6/AD6 P0.7/AD7 38 37 36 35 34 33 32 P2.0/A8 21 P2.1/A9 P2.2/A10 P2.3/A11 P2.4/A12 P2.5/A13 P2.6/A14 P2.7/A15 22 23 24 25 26 27 28 P3.0/RXD 10 SW1 P3.1/TXD P3.2/INT0 P3.3/INT1 P3.4/T0 11 12 13 14 15 SW-SPST SW2 P3.7/RD 17 P3.6/WR 16P3.5/T1 SW-SPST D1 R1 470 LED-GREEN D2 R2 470 LED-GREEN D3 R3 470 LED-GREEN D4 R4 470 LED-GREEN D5 R5 470 LED-GREEN D6 R6 100 LED-GREEN D7 R7 470 LED-GREEN D8 R8 470 LED-GREEN 5.4.3 模块功能 (1)保证系统正常工作 当程序启动后,单片机处于设置的原始状态;所以灯全关,红外传感器打开 手动控制开关处于关灯状态 。此时系统开始正常工作。 (2)节能 如果有行人进入智能路灯面前,红外传感器检测到信号,并以电压的形式吧 信号送给单片机,单片机根据传感器送来的信号个传感器的布置,点亮相应的传感 器所处的位置 LED 路灯,当行人通过这个路灯后,达到下一个路灯时,上一个路灯 熄灭。所处位置处和所处位置下一个灯亮。从而实现自动控制,达到节能的效果。 8 (3)应对紧急情况 在紧急的情况下,所有的路灯都要打开,此时通过手动开关打开路灯,紧急情 况过后,关闭所以路灯。系统恢复正常。 5.5 流程图 5.5.1 主流程图 9 开始 初始化 设初值,开中断 手动开关 是否按下 N 检查是否有 行人通过 N Y 进入相应的中断程序 Y 控制相应的路灯点亮 5.5.2 紧急中断流程图 10 路灯全开 进入紧急手动全开中断 紧急情况结束后 返回主程序 路灯全关 11


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