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1 福星电子网 模拟路灯控制系统 (I 题) 设计报告 http://www.fxdzw.com 参赛学校:常州机电职业技术学院 作者:刘洋 高金 袁坤 福星电子网 http://www.fxdzw.com

2 模拟路灯控制系统 摘要该模拟路灯控制系统包括支路控制器和单元控制器.该系统可实现对路灯的开关、 定时、调光、自动亮灯、故障检测等控制. 根据选题要求,支路控制器以 89S52 为核心,有时钟功能,能设定、显示开关灯时 间,并控制整条支路按时开灯和关灯.能根据环境明暗变化,自动开灯和关灯.能根据 交通情况自动调节亮灯状态.能分别独立控制每只路灯的开灯和关灯时间.当路灯出现 灯不亮的故障时,支路控制器能发出声光报警信号,并显示有故障路灯的地址编号. 单元控制器以 AT89C2051 为核心,具有调光功能,路灯驱动电源输出功率能在规定时 间按设定要求自动减小. 关键词:单片机,路灯控制,支路控制器 福星电子网 http://www.fxdzw.com

3 1 方案的选择与论证 根据题目要求,系统分为支路控制器和单元控制器,系统框图如图

1 所示: 图1对各模块的实现,分别有以下一些不同的设计方案: 1.1 支路控制器核心控制模块 方案一:FPGA/CPLD 方式.即用 FPGA/CPLD 完成键盘识别、显示电路的驱动与 控制、对单元控制器的控制等功能.FPGA 可以实现各种复杂的逻辑功能,规模大,密 度高.并且可以应用 EDA 软件仿真、调试,易于进行功能扩展.但由于本设计对数据 处理的速度要求不高, FPGA 的高速处理的优势得不到充分体现, 并且由于其集成度高, 使其成本偏高,同时由于芯片的引脚较多,实物硬件电路板布线复杂,加重了电路设计 和实际焊接的工作. 方案二:单片机方式.使用单片机也可以完成键盘识别、显示电路的驱动与控制、 对单元控制器的控制等功能.单片机算术运算功能强,软件编程灵活、自由度大,可以 用软件编程实现各种算法和逻辑控制,并且由于其功耗低、体积小、技术成熟和成本低 等优点,使其在各个领域应用广泛. 基于以上分析,拟选用方案二. 1.2 单元控制器的选择 方案一:使用逻辑电路完成,用基本逻辑电路实现单元控制器的功能,电路结构复 杂,不易调试. 方案二:使用 AT89C2051 单片机,用AT89C2051 单片机设计电路,由于使用软硬件 结合的方式,所以电路结构简单,功能可以满足系统的要求,调试也相对方便.与第一 种方案比较具有明显的优点.我们选择了第二种方案. 键盘设置模 块 单元控制器

1 支路控制 器核心控 制模块 显示模块 LED 灯1单元控制器

2 LED 灯2福星电子网 http://www.fxdzw.com

4 1.3 显示模块的选择 方案一:使用液晶屏显示.液晶显示屏(LCD)具有轻薄短小、低耗电量、无辐 射危险以及影像稳定不闪烁等优势,可视面积大,画面效果好,分辨率高,抗干扰能力 强的特点.在本设计中主要显示所工作的模式状态,信息量比较少,且由于液晶是以点 阵的模式显示各种符号,接口多,编程工作量大,控制器的资源占用较多,其成本也偏 高.在使用时,不能有静电干扰,否则易烧坏液晶显示芯片,不易维护. 方案二:使用传统的数码管显示.数码管具有:低能耗、低损耗、低压、寿命长、 耐老化、防晒、防潮、防火、防高(低)温,对外界环境要求低,易于维护,同时其精 度高,称量快,精确可靠,操作简单.数码显示是采用 BCD 编码显示数字和代码,程 序编写容易,资源占用较少. 本设计选用方案二,使用传统的数码管进行显示.