LED智路灯控制系统
院 系：信息科学工程学院
专 业 班：电子科学技术
姓 名：
学 号：
指导教师：
2015年X月
LED智路灯控制系统
LED intelligent street light control system
摘
着社会快速发展生活水断提升生活中动化家电器越越时路灯生活中缺少部分光线足楼道夜晚完全见路况行走非常方便
面情况进行研究路灯现路灯加分析决定利51单片机制作智路灯系统需51单片机面制作相关控制电路软件实现动控制目标
中动控制方式红外传感光敏检测完成红外传感利BISS0001芯片进行光敏检测利光敏电阻采集数采LM393分析光敏电阻检测数分析出光强度光线较强时候该路灯出熄灭状态光线较弱时候没体存时候路灯处熄灭状态光线较弱时候时体存时候路灯处亮状态路灯亮时候体离开延时段时间熄灭路灯样减少电浪费充分体现智化声控利红外减少噪音充分体现性化
关键词：动感应 路灯 单片机 智化
Abstract
With the rapid development of society people＇s living standards are also constantly upgrading in people＇s lives more and more automated household appliancesMeanwhile the street also were an indispensable part of people＇s lives when insufficient light corridor inside or night completely invisible road walking very inconvenient
For the above I conducted a study on street lights street lamps available today for me to analyze it was decided to make a use SCM intelligent street lighting systemThen you need to make the top 51 singlechip control circuitry and related software to achieve automatic control of the target
Wherein the automatic control mode is an infrared sensor and a photodetector to completeInfrared sensor is the use of BISS0001 chip to carry out the photodetector is sensitive to light and resistance to collect data and analyze the use of LM393 photoresistor test data and analyze the intensity of lightWhen the light is strong when the lights are turned off for the stateWhen the light is weak and there is no presence of a body when the street is in the off stateOnly when the light is relatively weak while the presence of the human body when it is in the bright lights of the stateAnd bright lights when leaving the human body the delay period of time before lights go outThis is less of a good waste of energy but also fully embodies the intelligence no less a voice by infrared noise fully embodies the humanity
Keywords autosensing street light SCM intelligent
目 录
摘 I
Abstract II
绪 1
1 系统总体方案设计 3
11 系统总体框图 3
12 方案选择 3
121 单片机选择 3
122 感应器选择 4
2 系统硬件电路设计 5
21 系统硬件概述 5
22 控模块设计 5
221 系统控电路 5
222 单片机引脚功 5
223 单片机特性 6
224 单片机系统 7
23 体感应模块设计 8
24 光敏模块设计 10
241 光敏电阻介绍 10
242 LM393电压较器介绍 11
25 继电器驱动模块设计 12
3 系统软件设计 14
4 系统分析调试 16
5 结展 18
参考文献 19
附录 1 20
致谢 21
绪
研究背景：着社会断进步智化技术电子产品领域应生活中越越广泛家电器越越偏智化已应实际中智洗衣机智电饭锅智电磁炉等智化家电器特点利单片机作中央控制单元单片机智家电器普通家电器相功更强更方便安全性更高重更节省电
着区断扩建居住环境断改善明尤重需求相应增目前种通宵灯火通明路灯已时种路灯电种极浪费节适研究节型智路灯势必行次设计需节适研究
灯光智控制新区居住环境居住数电负荷断加路灯电理善造成电量浪费必须根需求环境研究开发出节适动控制路灯具现实意义
研究意义：目前区楼道灯火通明造成严重资源浪费必须研究开发出节适动控制路灯
国口众显现出源足长期持续发展战略节必须解决问题世界源断减少中国例外着时间推进源终会利完现必须节约源源利时间加长节型智路灯设计势必行
区路灯控制重：光控声光控组成中光控电浪费声光控定程度影响居民生活根情况次LED智路灯控制系统设计中首考虑节特定环境适性
研究容：次设计路灯控制利单片机作控制芯片硬件设计分传感器部分单片机路灯红外软件设计采模块化结构模块设计完成进行总调
解处理红外光敏采集参数调灯光线强度达定强度时达开灯条件处理红外采集参数光敏采集参数工作判定否需开灯关灯延时情况
研究目标：次设计针路灯动控制设计制定方案基51单片机设计制定硬件部分软件部分达够动目标
次研究路灯控制系统道路楼道图书馆公场合明系统够性化智理减少电浪费实现动手动灯光控制两种方式样更加方便实通反复试验改进终达够应道路楼道图书馆公场合等方目标完成次LED智路灯控制系统设计
次设计中心思想动控制目标减少电浪费时实
1 系统总体方案设计
11 系统总体框图
系统控制单元单片机控模块核心外围电路包括：LED指示模块复位电路体感应模块光敏模块晶振电路继电器模块设计系统总框图图11示
单
片
机
LED指示模块
复位电路
光敏模块
体感应模块
继电器模块
晶振电路
图11 系统总体框图
路灯控制实现效路灯智控制影响动控制条件光强红外利光敏模块检测光强体感应模块判定否光强足够时候路灯处亮状态光强足时体感应模块判定时路灯处亮状态光强足时体感应模块判定没时路灯处亮状态
12 方案选择
121 单片机选择
单片机选择两种选择方案AT89C51单片机STC89C51单片机
STC89C51系列单片机指令系统AT89C51系列完全兼容实际操作起存问题：
（1） AT芯片需专门载板STC串口
（2） STC单片机工作环境求较低3V5V间工作
（3） STC单片机价格ATM单片机价格便宜
较ATM89C51STC89C51STC系列单片机烧录时候AT简便STC单片机工作电压3V5V间工作条件求较低选择STC系列单片机作次设计控制芯片次选择STC89C51单片机作控芯片存足够次设计运行烧录程序简单价格较便宜减少次设计成够更应现实生活中
122 感应器选择
方案：动式红外传感够区开活动运动物体隐蔽性出现错误异常率低探测监控方位较广够抵抗干扰等特点光学处理部分中：折射式般反射式折射式较差
方案二：动式红外传感利光学透镜光处理更知价格较昂贵
较动式红外传感技术动式红外探测器动式红外探测器光处理更收发端安装牢固应受环境素影响发生位移导致错误出现光学系统保养保求较高动式探测器探测点点面范围出探测性非常高果需检测范围空间需动式探测器身较贵产生费更高成太高行现实生活中动红外探测器器件功耗隐蔽性价格低廉功耗体现次设计节思想价格低廉成降低够量现实生活中方面考虑次设计选动式红外传感器模块
2 系统硬件电路设计
21 系统硬件概述
系统研制控制器光强体存作控制器判定条件实现动手动控制两种控制方式光强足够时候路灯处亮状态光强足时体感应模块判定时路灯处亮状态光强足时体感应模块判定没时路灯处亮状态
次LED智路灯控制系统硬件软件两部分组成
系统控制单元单片机控模块核心外围电路包括：系统供电模块环境光模块体存传感器模块光敏模块继电器驱动模块设计运单片机电压较器光敏电阻体感应模块继电器等构成款智灯设计软件部分包含延时函数光强检测判定体检测判定函数LED控制
22 控模块设计
221 系统控电路
系统控电路红外模块光敏模块起控制作
红外模块：检测判定否
光敏模块：检测判定光强否达开灯条件
红外模块光敏模块组合起起控制作光强足够时候路灯处亮状态光强足时体感应模块判定时路灯处亮状态光强足时体感应模块判定没时路灯处亮状态
中动控制调节电位器改变前光强判定条件设定光强判定强弱条件
222 单片机引脚功
（1） VCC（40）：电源+5V
（2） VSS（20）：接GND
（3） XTL1（19）XTL2（18）：振荡电路
（4） RSTVPD（9）：复位信号输入端
（5） EAVPP（31）：外部ROM选择端
（6） P0口（3932）：双IO口
（7） P1口（18）：准双通I0口
（8） P2口（2128）：准双I0口
223 单片机特性
IO口4排分P0口P1口P2口P3口口做通信运时P0口需加拉电阻
RSTVPD（9）：提供复位特性实现次重新运行单片机部代码次运行功
P0口：P0口8位漏级开路双IO口脚吸收8TTL门电流P0口脚第次写1时定义高阻输入
P1口：P1口部拉电阻8位双IO口FLASH编程校验时作低八位址接收
P2口：P2口部拉电阻8位双IO口FLASH编程校验时作收高八位址信号控制信号
P3口：P3口部拉电阻8位双IO口P3口脚备选功
P30 RXD（串行输入口）
P31 TXD（串行输出口）
P32 INT0（外部中断0）
P33 INT1（外部中断1）
P34 T0（记时器0外部输入）
P35 T1（记时器1外部输入）
P36 WR（外部数存储器写选通）
P37 RD（外部数存储器读选通）
振荡器特性：XTAL1反放器输入XTAL2反放器输出片振荡器该反放器配置均陶瓷振荡石晶振荡采采部时钟源驱动器件XTAL2久需接时钟信号余输入部通二分频触发器外部时钟信号脉宽没求必须保证脉高低电达求宽度
MCS51系列单片机中8051例介绍结构功8051单片机部功框图图21示：
图21 MCS51系列单片机部结构
224 单片机系统
STC89C51单片机系统复位电路晶振电路组成
晶振电路：单片机XTAL1XTAL2引脚外接石英晶体（简称晶振）构成晶振电路图32中电容C1C2作稳定频率快速起振电容值530pF典型值30pF晶振CYS振荡频率范围1212MHz间选择常见12MHz110592MHz
复位电路：单片机9号引脚接入键键手动复位利电复位通RST端电阻电源Vcc接通实现RST引脚电默认低电利电路键时候RST引脚电拉高单片机部动进行复位操作实现复位功
系统图图22示：
图22 单片机系统
23 体感应模块设计
体感应模块设计利体存传感器利热释电红外探头进行工作工作原理特性：
恒温动物体温般37度体部会发出红外线该红外线具特定波长般10μM左右动式红外探头工作原理探测体发射红外线进行工作通菲泥尔滤光片体发射 10μM红外线增强聚集红外感应源红外感应源采 热释电元件种元件会失电荷衡接收体红外辐射温度发生变化时失电荷衡会外释放电荷续电路检测处理产生体存信号
全动感应：进入感应范围输出低电离开感应范围动延时关闭低电输出机时高电
体存传感器两种触发方式：
（1） 重复触发方式：检测出体存结果输出低电时候检测系统延时段时间检测直接拉高电
（2） 重复触发方式：检测出体存结果输出低电时候延时时间段里旧直检测果旧检测出体存直输出低电直检测出体离开延时时间时低电变高电期间体存传感器直处检测状态
体存传感器具感应封锁时间段：封锁时间段设置感应模块次检测输出等延时结束时间段目感应器时间段里接受检测出感应信号样感应输出时间封锁时间分开工作时间段工作样应产品间隔探测封锁时间段避免负载切换程中产生利素感应器干扰
（1） 该探针根体辐射检测目标热电元件具约
10μM波长红外辐射非常敏感性质
（2） 免受红外辐射干扰特殊菲泥尔滤光片覆盖辐
射面明显抑制环境次探测干扰
（3） 探测体存运传感器包含两热释电元
两相互串联制成方正相反两电极两热电元件环境背景辐射相效果产生热电效应相互抵消探测没信号输出
（4） 旦出现检测区通聚焦镜红外辐射部分
体存传 感器热释电元接收两热电元件接收热量热电两部分够抵消确定检测体输出体存信号
员流动时体发出红外线红外传感器接收体存感应输出 高电
体传感器HP208特性：
（1） 感应方式全动检测体存时输出高电（33V）检测没体存时输出低电（03V）样高低电利采集
（2） 触发方式重复触发工作状态直间断工作检测时候输出高电输出旧直检测直检测没时候延时段时间输出低电果期间检测体存变高电
（3） 体传感器工作电压宽DC3VDC24V
（4） 感应范围特体传感器制作成锥面形感应范围7米
（5） 该传感器性强灵敏度高
（6） 工作温度环境适应性强介15°+700°间
（7） 功耗低静态电流50微安
体传感器1号引脚电源信号端3号引脚信号端2号引脚采集信号输出端电路设计中体传感器工作更加增加三极驱动体存传感器输出信号性时驱动LED充指示作方便调试运行时候判定否工作便制作观察电路原理图图23示：
图23 体传感器电路图
24 光敏模块设计
241 光敏电阻介绍
光敏电阻称光导常制作材料硫化镉外硒硫化铝硫化铅硫化铋等材料制作材料具特定波长光射阻值迅速减特性光产生载流子参导电外加电场作作漂移运动电子奔电源正极空穴奔电源负极光敏电阻器阻值迅速降
光电效应光导体吸收光子产生限光表面薄层然少数产生载流子会扩散部扩散部载流子深度限光电导体什做成薄层结构见图24示：
图24 敏电阻结构图
光敏电阻器利半导体光电导效应制成种电阻值入射光强弱改变电阻器称光电导探测器入射光强电阻减入射光弱电阻增种入射光弱电阻减入射光强电阻增
次设计利电阻进行分压光敏阻值变化LM393电压值进行电压较实现光线限值调节通10k调电阻进行调节感应光线否弱单片机处理该信号
242 LM393电压较器介绍
LM393特点：
（1） 工作电源电压范围宽单电源双电源均工作单电源：2～36V双电源±1～±18V
（2） 消耗电流Icc08mA
（3） 输入失调电压VIO±2mV
（4） 模输入电压范围宽Vic0～Vcc15V
（5） 输出TTLDTLMOSCMOS 等兼容
（6） 输出开路集电极连接门
采双列直插8 脚塑料封装（DIP8）微形双列8 脚塑料封装（SOP8）LM393引脚图部框图图25示：
图25 LM393部结构图
LM393高增益宽频带器件象数较器样果输出端输入端寄生电容产生耦合容易产生振荡
较器需引脚接引脚必须接静态电流通LM393偏置网络确立电源电压范围 20~30V关 LM393输出部分发射极接集电极开路NPN输出晶体OR ing功集电极输出提供输出负载电阻衔接允许电源电压范围电源电压受 Vcc端电压值限制输出作简单SPS开路(负载电阻没运)输出部分陷电流驱动器件β值限制达极限电流(16mA)时输出晶体退出输出电压快升输出饱电压输出晶体约60ohm γSAT限制负载电流时输出晶体低失调电压(约10mV)允许 输出箝位零电
设计利光敏阻值变化电阻进行分压电压值LM393进行电压较通10k调电阻实现光线限值调节感应光线否弱信号单片机处理图26示：
图26 光敏模块电路图
25 继电器驱动模块设计
次设计中运电磁继电器触点簧片线圈衔铁铁芯等组成中工作原理：线圈两端加定电压时会流定电流线圈中会产生电磁效应电磁力吸引作衔铁会克服返回弹簧拉力进吸铁芯动衔铁动触点静触点吸合线圈两端断电时候电磁吸力会着断电时消失衔铁克服弹簧反作力返回原位置动触点原静触点释放开通样吸合释放电路导通断开
图27示继电器通应PNP型号三极驱动时继电器吸合驱动负载相应灯点亮设计中负载没接继电器吸合时候LED灯会电流通时起指示作
图27 继电器驱动电路图
3 系统软件设计
系统软件总流程图图31示
开始
系统初始化
光线否弱
N
继电器断开
Y
Y
否检测体
继电器吸合
N
延时5s
N
Y
否检测体
图31 系统软件总流程图
软件系统设计中中工作函数：
void work()工作函数
{
static uchar valuemiao
if(GM0)光敏（晚）
{
delay_1ms(20)延时20ms
if(GM0)确定晚
{
if(hw1)感应体
{
relay0继电器吸合
miao 0
value 0
}
}
}
if(relay 0) 继电器吸合 计时10秒
{
value ++
if(value > 10)
{
value 0
miao ++
if(miao > 10) 10秒时间
{ miao 0
relay 1 关闭继电器 }
}
}
}
检测电路检测出光强判定程序运行：
（1） 强光时跳出该光强判定继电器断开光敏电阻指示灯熄灭继电器指示灯熄灭红外传感器指示灯熄灭
（2） 弱光时延时检测防止出现特殊情况确定弱光时进行体判定果没检测体跳出体检测判定继电器断开光敏电阻指示灯熄灭继电器指示灯熄灭红外传感器指示灯熄灭
(3) 弱光时延时检测防止出现特殊情况确定弱光时进行体判定果检测体延时检测确定检测出体继电器吸合光敏电阻指示灯亮继电器指示灯亮红外传感器指示灯亮
4 系统分析调试
根次设计编程语言两种C语言汇编汇编运起较难C语言编写较简单代码简单易懂容易编写次代码编写利C语言
次开发环境选择Keil CKeil C软件支持C语言编程调试时课机课程设计时候利利Keil C环境完成务
烧录时候需4步完成烧录
第步：设置MCU TypeSTC89C52RC
第二步：开前已编写编译程序文件选择时候需查找缀名hex文件选定
第三步：需选择COM端口进行烧录选择时候便选择需选择电脑应端口该端口电脑设备理处查COM选项选择烧录端口
第四步：点击Download载需等提示提示会：请MCU电时根提示开开发板电源开关行烧录
Keil C程序运行图41示载图图42示：
图41 keil C运行图
图42 程序烧录运行图
完成程序调试烧录需进行演示否够实现预先设定结果开发板电脑连设置应接口完成供电载完成载单片机拔出插设计板子面接电源稍微等十秒时间体感应模块预热段时间
次设计中出现问题然样需冷静分析出现理问题时需首先电路检测判断电路否正常利万表查电路否短路断路正常分析代码代码否正确确定正确进行测试出现问题时需器件检测简便直接换器件样步步检查解决次设计中出现问题
5 结展
次LED智路灯控制系统控制系统单片机核心利Kicl C软件进行编程编程终实现设计中预期项求该路灯系统动控制系统STC89C51单片机芯片做核心通相应驱动电路完成系统设备(路灯)控制实现路灯开灯关灯动控制简化次电路设计时减少单片机IO口资源利系统进步改进留许空间系统硬件软件设计实验初步验证LED智路灯控制系统具稳定性时减少电浪费合理利单片机资源减少源浪费
保证LED智路灯控制系统稳定工作硬件设计需量采性价较高元器件样降低成软件设计器件信号采集处理加分析达终预期控制灯光目
设计应点面积相需求路灯数量样应方安装LED智控制路灯数量套路灯控制系统辖范围限完全覆盖该区需安装套该系统果需安装方面积体传感器检测方样采集信号会错误影响该系统正常运行解决种现象出现LED智路灯控制系统系统更加解决方法采体传感器检测范围更广检测信息更加准确
次LED智路灯控制系统中终决定路灯亮灭体传感器环境光采集信号决定简化电路需体传感器环境光采集电路焊接块板子面简化电路简化软件程序次实验该系统够应楼道区图书馆等公场中
次设计LED智路灯控制系统成较低适性够场合次设计现实生活中够广泛
致谢
文进行时候结束时候完成毕业设计时候次毕业设计中导师学予帮助致意深深感谢时感谢时学生活中予帮助学老师辅导员导师谢谢陪伴走美学四年
次设计中通思考导师指导学帮助利完成次毕业设计设计程中学互帮互助感受团队力量中获丰富知识定程度提高动手力扩知识面加深电子方面解时毕业工作提供少帮助
生活帮助学帮助学老师辅导员导师表中心感谢
参考文献
[1] 陈明荧 8051单片机课程设计实训教材[M] 北京：清华学出版社2003．
[2] 徐新艳 单片机原理应实践[M] 北京：高等教育出版社2005．
[3] 吴金戌沈庆阳郭庭吉8051单片机实践应[M] 北京：清华学出版社2002
[4] 王千 实电子电路全[M] 电子工业出版社2001
[5] 冯博琴 微型计算机原理接口技术[M] 北京：清华学出版社2004
[6] 张毅刚 MCS51单片机应设计[M] 哈尔滨工业学出版社2004
[7] 张淑清姜万录等单片微型计算机接口技术应[M] 国防工业出版社2003
[8] 吴金戌沈庆阳郭庭吉8051单片机实践应[M] 北京：清华学出版社2001
[9] 冯博琴 微型计算机原理接口技术[M] 清华学出版社2004
[10] 张毅刚 MCS51单片机应设计[M] 哈尔滨工业学出版社2004
附录 1
图1 系统总体电路图：
图1 系统总体电路图
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院 系：信息科学工程学院
专 业 班：电子科学技术
姓 名：
学 号：
指导教师：
2015年X月
LED智路灯控制系统
LED intelligent street light control system
摘
着社会快速发展生活水断提升生活中动化家电器越越时路灯生活中缺少部分光线足楼道夜晚完全见路况行走非常方便
面情况进行研究路灯现路灯加分析决定利51单片机制作智路灯系统需51单片机面制作相关控制电路软件实现动控制目标
中动控制方式红外传感光敏检测完成红外传感利BISS0001芯片进行光敏检测利光敏电阻采集数采LM393分析光敏电阻检测数分析出光强度光线较强时候该路灯出熄灭状态光线较弱时候没体存时候路灯处熄灭状态光线较弱时候时体存时候路灯处亮状态路灯亮时候体离开延时段时间熄灭路灯样减少电浪费充分体现智化声控利红外减少噪音充分体现性化
关键词：动感应 路灯 单片机 智化
Abstract
With the rapid development of society people＇s living standards are also constantly upgrading in people＇s lives more and more automated household appliancesMeanwhile the street also were an indispensable part of people＇s lives when insufficient light corridor inside or night completely invisible road walking very inconvenient
For the above I conducted a study on street lights street lamps available today for me to analyze it was decided to make a use SCM intelligent street lighting systemThen you need to make the top 51 singlechip control circuitry and related software to achieve automatic control of the target
Wherein the automatic control mode is an infrared sensor and a photodetector to completeInfrared sensor is the use of BISS0001 chip to carry out the photodetector is sensitive to light and resistance to collect data and analyze the use of LM393 photoresistor test data and analyze the intensity of lightWhen the light is strong when the lights are turned off for the stateWhen the light is weak and there is no presence of a body when the street is in the off stateOnly when the light is relatively weak while the presence of the human body when it is in the bright lights of the stateAnd bright lights when leaving the human body the delay period of time before lights go outThis is less of a good waste of energy but also fully embodies the intelligence no less a voice by infrared noise fully embodies the humanity
Keywords autosensing street light SCM intelligent
目 录
摘 I
Abstract II
绪 1
1 系统总体方案设计 3
11 系统总体框图 3
12 方案选择 3
121 单片机选择 3
122 感应器选择 4
2 系统硬件电路设计 5
21 系统硬件概述 5
22 控模块设计 5
221 系统控电路 5
222 单片机引脚功 5
223 单片机特性 6
224 单片机系统 7
23 体感应模块设计 8
24 光敏模块设计 10
241 光敏电阻介绍 10
242 LM393电压较器介绍 11
25 继电器驱动模块设计 12
3 系统软件设计 14
4 系统分析调试 16
5 结展 18
参考文献 19
附录 1 20
致谢 21
绪
研究背景：着社会断进步智化技术电子产品领域应生活中越越广泛家电器越越偏智化已应实际中智洗衣机智电饭锅智电磁炉等智化家电器特点利单片机作中央控制单元单片机智家电器普通家电器相功更强更方便安全性更高重更节省电
着区断扩建居住环境断改善明尤重需求相应增目前种通宵灯火通明路灯已时种路灯电种极浪费节适研究节型智路灯势必行次设计需节适研究
灯光智控制新区居住环境居住数电负荷断加路灯电理善造成电量浪费必须根需求环境研究开发出节适动控制路灯具现实意义
研究意义：目前区楼道灯火通明造成严重资源浪费必须研究开发出节适动控制路灯
国口众显现出源足长期持续发展战略节必须解决问题世界源断减少中国例外着时间推进源终会利完现必须节约源源利时间加长节型智路灯设计势必行
区路灯控制重：光控声光控组成中光控电浪费声光控定程度影响居民生活根情况次LED智路灯控制系统设计中首考虑节特定环境适性
研究容：次设计路灯控制利单片机作控制芯片硬件设计分传感器部分单片机路灯红外软件设计采模块化结构模块设计完成进行总调
解处理红外光敏采集参数调灯光线强度达定强度时达开灯条件处理红外采集参数光敏采集参数工作判定否需开灯关灯延时情况
研究目标：次设计针路灯动控制设计制定方案基51单片机设计制定硬件部分软件部分达够动目标
次研究路灯控制系统道路楼道图书馆公场合明系统够性化智理减少电浪费实现动手动灯光控制两种方式样更加方便实通反复试验改进终达够应道路楼道图书馆公场合等方目标完成次LED智路灯控制系统设计
次设计中心思想动控制目标减少电浪费时实
1 系统总体方案设计
11 系统总体框图
系统控制单元单片机控模块核心外围电路包括：LED指示模块复位电路体感应模块光敏模块晶振电路继电器模块设计系统总框图图11示
单
片
机
LED指示模块
复位电路
光敏模块
体感应模块
继电器模块
晶振电路
图11 系统总体框图
路灯控制实现效路灯智控制影响动控制条件光强红外利光敏模块检测光强体感应模块判定否光强足够时候路灯处亮状态光强足时体感应模块判定时路灯处亮状态光强足时体感应模块判定没时路灯处亮状态
12 方案选择
121 单片机选择
单片机选择两种选择方案AT89C51单片机STC89C51单片机
STC89C51系列单片机指令系统AT89C51系列完全兼容实际操作起存问题：
（1） AT芯片需专门载板STC串口
（2） STC单片机工作环境求较低3V5V间工作
（3） STC单片机价格ATM单片机价格便宜
较ATM89C51STC89C51STC系列单片机烧录时候AT简便STC单片机工作电压3V5V间工作条件求较低选择STC系列单片机作次设计控制芯片次选择STC89C51单片机作控芯片存足够次设计运行烧录程序简单价格较便宜减少次设计成够更应现实生活中
122 感应器选择
方案：动式红外传感够区开活动运动物体隐蔽性出现错误异常率低探测监控方位较广够抵抗干扰等特点光学处理部分中：折射式般反射式折射式较差
方案二：动式红外传感利光学透镜光处理更知价格较昂贵
较动式红外传感技术动式红外探测器动式红外探测器光处理更收发端安装牢固应受环境素影响发生位移导致错误出现光学系统保养保求较高动式探测器探测点点面范围出探测性非常高果需检测范围空间需动式探测器身较贵产生费更高成太高行现实生活中动红外探测器器件功耗隐蔽性价格低廉功耗体现次设计节思想价格低廉成降低够量现实生活中方面考虑次设计选动式红外传感器模块
2 系统硬件电路设计
21 系统硬件概述
系统研制控制器光强体存作控制器判定条件实现动手动控制两种控制方式光强足够时候路灯处亮状态光强足时体感应模块判定时路灯处亮状态光强足时体感应模块判定没时路灯处亮状态
次LED智路灯控制系统硬件软件两部分组成
系统控制单元单片机控模块核心外围电路包括：系统供电模块环境光模块体存传感器模块光敏模块继电器驱动模块设计运单片机电压较器光敏电阻体感应模块继电器等构成款智灯设计软件部分包含延时函数光强检测判定体检测判定函数LED控制
22 控模块设计
221 系统控电路
系统控电路红外模块光敏模块起控制作
红外模块：检测判定否
光敏模块：检测判定光强否达开灯条件
红外模块光敏模块组合起起控制作光强足够时候路灯处亮状态光强足时体感应模块判定时路灯处亮状态光强足时体感应模块判定没时路灯处亮状态
中动控制调节电位器改变前光强判定条件设定光强判定强弱条件
222 单片机引脚功
（1） VCC（40）：电源+5V
（2） VSS（20）：接GND
（3） XTL1（19）XTL2（18）：振荡电路
（4） RSTVPD（9）：复位信号输入端
（5） EAVPP（31）：外部ROM选择端
（6） P0口（3932）：双IO口
（7） P1口（18）：准双通I0口
（8） P2口（2128）：准双I0口
223 单片机特性
IO口4排分P0口P1口P2口P3口口做通信运时P0口需加拉电阻
RSTVPD（9）：提供复位特性实现次重新运行单片机部代码次运行功
P0口：P0口8位漏级开路双IO口脚吸收8TTL门电流P0口脚第次写1时定义高阻输入
P1口：P1口部拉电阻8位双IO口FLASH编程校验时作低八位址接收
P2口：P2口部拉电阻8位双IO口FLASH编程校验时作收高八位址信号控制信号
P3口：P3口部拉电阻8位双IO口P3口脚备选功
P30 RXD（串行输入口）
P31 TXD（串行输出口）
P32 INT0（外部中断0）
P33 INT1（外部中断1）
P34 T0（记时器0外部输入）
P35 T1（记时器1外部输入）
P36 WR（外部数存储器写选通）
P37 RD（外部数存储器读选通）
振荡器特性：XTAL1反放器输入XTAL2反放器输出片振荡器该反放器配置均陶瓷振荡石晶振荡采采部时钟源驱动器件XTAL2久需接时钟信号余输入部通二分频触发器外部时钟信号脉宽没求必须保证脉高低电达求宽度
MCS51系列单片机中8051例介绍结构功8051单片机部功框图图21示：
图21 MCS51系列单片机部结构
224 单片机系统
STC89C51单片机系统复位电路晶振电路组成
晶振电路：单片机XTAL1XTAL2引脚外接石英晶体（简称晶振）构成晶振电路图32中电容C1C2作稳定频率快速起振电容值530pF典型值30pF晶振CYS振荡频率范围1212MHz间选择常见12MHz110592MHz
复位电路：单片机9号引脚接入键键手动复位利电复位通RST端电阻电源Vcc接通实现RST引脚电默认低电利电路键时候RST引脚电拉高单片机部动进行复位操作实现复位功
系统图图22示：
图22 单片机系统
23 体感应模块设计
体感应模块设计利体存传感器利热释电红外探头进行工作工作原理特性：
恒温动物体温般37度体部会发出红外线该红外线具特定波长般10μM左右动式红外探头工作原理探测体发射红外线进行工作通菲泥尔滤光片体发射 10μM红外线增强聚集红外感应源红外感应源采 热释电元件种元件会失电荷衡接收体红外辐射温度发生变化时失电荷衡会外释放电荷续电路检测处理产生体存信号
全动感应：进入感应范围输出低电离开感应范围动延时关闭低电输出机时高电
体存传感器两种触发方式：
（1） 重复触发方式：检测出体存结果输出低电时候检测系统延时段时间检测直接拉高电
（2） 重复触发方式：检测出体存结果输出低电时候延时时间段里旧直检测果旧检测出体存直输出低电直检测出体离开延时时间时低电变高电期间体存传感器直处检测状态
体存传感器具感应封锁时间段：封锁时间段设置感应模块次检测输出等延时结束时间段目感应器时间段里接受检测出感应信号样感应输出时间封锁时间分开工作时间段工作样应产品间隔探测封锁时间段避免负载切换程中产生利素感应器干扰
（1） 该探针根体辐射检测目标热电元件具约
10μM波长红外辐射非常敏感性质
（2） 免受红外辐射干扰特殊菲泥尔滤光片覆盖辐
射面明显抑制环境次探测干扰
（3） 探测体存运传感器包含两热释电元
两相互串联制成方正相反两电极两热电元件环境背景辐射相效果产生热电效应相互抵消探测没信号输出
（4） 旦出现检测区通聚焦镜红外辐射部分
体存传 感器热释电元接收两热电元件接收热量热电两部分够抵消确定检测体输出体存信号
员流动时体发出红外线红外传感器接收体存感应输出 高电
体传感器HP208特性：
（1） 感应方式全动检测体存时输出高电（33V）检测没体存时输出低电（03V）样高低电利采集
（2） 触发方式重复触发工作状态直间断工作检测时候输出高电输出旧直检测直检测没时候延时段时间输出低电果期间检测体存变高电
（3） 体传感器工作电压宽DC3VDC24V
（4） 感应范围特体传感器制作成锥面形感应范围7米
（5） 该传感器性强灵敏度高
（6） 工作温度环境适应性强介15°+700°间
（7） 功耗低静态电流50微安
体传感器1号引脚电源信号端3号引脚信号端2号引脚采集信号输出端电路设计中体传感器工作更加增加三极驱动体存传感器输出信号性时驱动LED充指示作方便调试运行时候判定否工作便制作观察电路原理图图23示：
图23 体传感器电路图
24 光敏模块设计
241 光敏电阻介绍
光敏电阻称光导常制作材料硫化镉外硒硫化铝硫化铅硫化铋等材料制作材料具特定波长光射阻值迅速减特性光产生载流子参导电外加电场作作漂移运动电子奔电源正极空穴奔电源负极光敏电阻器阻值迅速降
光电效应光导体吸收光子产生限光表面薄层然少数产生载流子会扩散部扩散部载流子深度限光电导体什做成薄层结构见图24示：
图24 敏电阻结构图
光敏电阻器利半导体光电导效应制成种电阻值入射光强弱改变电阻器称光电导探测器入射光强电阻减入射光弱电阻增种入射光弱电阻减入射光强电阻增
次设计利电阻进行分压光敏阻值变化LM393电压值进行电压较实现光线限值调节通10k调电阻进行调节感应光线否弱单片机处理该信号
242 LM393电压较器介绍
LM393特点：
（1） 工作电源电压范围宽单电源双电源均工作单电源：2～36V双电源±1～±18V
（2） 消耗电流Icc08mA
（3） 输入失调电压VIO±2mV
（4） 模输入电压范围宽Vic0～Vcc15V
（5） 输出TTLDTLMOSCMOS 等兼容
（6） 输出开路集电极连接门
采双列直插8 脚塑料封装（DIP8）微形双列8 脚塑料封装（SOP8）LM393引脚图部框图图25示：
图25 LM393部结构图
LM393高增益宽频带器件象数较器样果输出端输入端寄生电容产生耦合容易产生振荡
较器需引脚接引脚必须接静态电流通LM393偏置网络确立电源电压范围 20~30V关 LM393输出部分发射极接集电极开路NPN输出晶体OR ing功集电极输出提供输出负载电阻衔接允许电源电压范围电源电压受 Vcc端电压值限制输出作简单SPS开路(负载电阻没运)输出部分陷电流驱动器件β值限制达极限电流(16mA)时输出晶体退出输出电压快升输出饱电压输出晶体约60ohm γSAT限制负载电流时输出晶体低失调电压(约10mV)允许 输出箝位零电
设计利光敏阻值变化电阻进行分压电压值LM393进行电压较通10k调电阻实现光线限值调节感应光线否弱信号单片机处理图26示：
图26 光敏模块电路图
25 继电器驱动模块设计
次设计中运电磁继电器触点簧片线圈衔铁铁芯等组成中工作原理：线圈两端加定电压时会流定电流线圈中会产生电磁效应电磁力吸引作衔铁会克服返回弹簧拉力进吸铁芯动衔铁动触点静触点吸合线圈两端断电时候电磁吸力会着断电时消失衔铁克服弹簧反作力返回原位置动触点原静触点释放开通样吸合释放电路导通断开
图27示继电器通应PNP型号三极驱动时继电器吸合驱动负载相应灯点亮设计中负载没接继电器吸合时候LED灯会电流通时起指示作
图27 继电器驱动电路图
3 系统软件设计
系统软件总流程图图31示
开始
系统初始化
光线否弱
N
继电器断开
Y
Y
否检测体
继电器吸合
N
延时5s
N
Y
否检测体
图31 系统软件总流程图
软件系统设计中中工作函数：
void work()工作函数
{
static uchar valuemiao
if(GM0)光敏（晚）
{
delay_1ms(20)延时20ms
if(GM0)确定晚
{
if(hw1)感应体
{
relay0继电器吸合
miao 0
value 0
}
}
}
if(relay 0) 继电器吸合 计时10秒
{
value ++
if(value > 10)
{
value 0
miao ++
if(miao > 10) 10秒时间
{ miao 0
relay 1 关闭继电器 }
}
}
}
检测电路检测出光强判定程序运行：
（1） 强光时跳出该光强判定继电器断开光敏电阻指示灯熄灭继电器指示灯熄灭红外传感器指示灯熄灭
（2） 弱光时延时检测防止出现特殊情况确定弱光时进行体判定果没检测体跳出体检测判定继电器断开光敏电阻指示灯熄灭继电器指示灯熄灭红外传感器指示灯熄灭
(3) 弱光时延时检测防止出现特殊情况确定弱光时进行体判定果检测体延时检测确定检测出体继电器吸合光敏电阻指示灯亮继电器指示灯亮红外传感器指示灯亮
4 系统分析调试
根次设计编程语言两种C语言汇编汇编运起较难C语言编写较简单代码简单易懂容易编写次代码编写利C语言
次开发环境选择Keil CKeil C软件支持C语言编程调试时课机课程设计时候利利Keil C环境完成务
烧录时候需4步完成烧录
第步：设置MCU TypeSTC89C52RC
第二步：开前已编写编译程序文件选择时候需查找缀名hex文件选定
第三步：需选择COM端口进行烧录选择时候便选择需选择电脑应端口该端口电脑设备理处查COM选项选择烧录端口
第四步：点击Download载需等提示提示会：请MCU电时根提示开开发板电源开关行烧录
Keil C程序运行图41示载图图42示：
图41 keil C运行图
图42 程序烧录运行图
完成程序调试烧录需进行演示否够实现预先设定结果开发板电脑连设置应接口完成供电载完成载单片机拔出插设计板子面接电源稍微等十秒时间体感应模块预热段时间
次设计中出现问题然样需冷静分析出现理问题时需首先电路检测判断电路否正常利万表查电路否短路断路正常分析代码代码否正确确定正确进行测试出现问题时需器件检测简便直接换器件样步步检查解决次设计中出现问题
5 结展
次LED智路灯控制系统控制系统单片机核心利Kicl C软件进行编程编程终实现设计中预期项求该路灯系统动控制系统STC89C51单片机芯片做核心通相应驱动电路完成系统设备(路灯)控制实现路灯开灯关灯动控制简化次电路设计时减少单片机IO口资源利系统进步改进留许空间系统硬件软件设计实验初步验证LED智路灯控制系统具稳定性时减少电浪费合理利单片机资源减少源浪费
保证LED智路灯控制系统稳定工作硬件设计需量采性价较高元器件样降低成软件设计器件信号采集处理加分析达终预期控制灯光目
设计应点面积相需求路灯数量样应方安装LED智控制路灯数量套路灯控制系统辖范围限完全覆盖该区需安装套该系统果需安装方面积体传感器检测方样采集信号会错误影响该系统正常运行解决种现象出现LED智路灯控制系统系统更加解决方法采体传感器检测范围更广检测信息更加准确
次LED智路灯控制系统中终决定路灯亮灭体传感器环境光采集信号决定简化电路需体传感器环境光采集电路焊接块板子面简化电路简化软件程序次实验该系统够应楼道区图书馆等公场中
次设计LED智路灯控制系统成较低适性够场合次设计现实生活中够广泛
致谢
文进行时候结束时候完成毕业设计时候次毕业设计中导师学予帮助致意深深感谢时感谢时学生活中予帮助学老师辅导员导师谢谢陪伴走美学四年
次设计中通思考导师指导学帮助利完成次毕业设计设计程中学互帮互助感受团队力量中获丰富知识定程度提高动手力扩知识面加深电子方面解时毕业工作提供少帮助
生活帮助学帮助学老师辅导员导师表中心感谢
参考文献
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[10] 张毅刚 MCS51单片机应设计[M] 哈尔滨工业学出版社2004
附录 1
图1 系统总体电路图：
图1 系统总体电路图
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