智能路灯详细设计说明书.docx
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智能路灯详细设计说明书
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(0000H-FFFFH),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。
5.1.3硬件接线图
最小系统硬件接线图
5.1.4软件程序
ORG0000H
AJMPSTART
ORG0030H
START:
MOVP1,#0FFH
LCALLDELAY
MOVP1,#00H
LCALLDELAY
SJMPSTART
DELAY:
MOVR5,#10
DEL:
MOVR6,#200
DEL1:
MOVR7,#123
NOP
DEL2:
DJNZR7,DEL2
DJNZR6,DEL1
DJNZR5,DEL
RET
END
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
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图
5.2.4模块功能
(1)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
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。
(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
开始
初始化
设初值,开中断
手动开关是否按下
检查是否有行人通过
进入相应的中断程序
控制相应的路灯点亮
Y
Y
N
N
5.5.2紧急中断流程图
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
路灯全开
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