基于单片机的智能路灯控制系统的设计论文

基于单片机的智能路灯控制系统的设计论文内容摘要：

自动化控制：工 业自动化控制是最早采用单片机控制的领域之一。 如 各种测控系统、过程控制、机电一体化、 PLC等。 在化工、建筑、冶金等各种工业领域都要用到单片机控制。 （ 5） 智能化仪表：采用单片机的智能化仪表大大提升了仪表的档次，强化了功能。 如数据处理和存储、故障诊断、联网集控等。 （ 6）智能化通信产品：最突出的是手机，当然手机内的芯片属专用型单片机。 （ 7）汽车电子产品：现代汽车的集中显示系统、动力监测控制系统、自动驾驶系统、通信系统和运行监视器（黑匣子）等都离不开单片机。 （ 8）航空航天系统和 国防军事、尖端武器等领域：单片机的应用更是不言而喻。 单片机应用的意义不仅在于它的广阔范围及所带来的经济效益，更重要的意义在于，单片机的应用从根本上改变了控制系统传统的设计思想和设计方法。 以前采用硬件电路实现的大部分控制功能，正在用单片机通过软件方法来实现。 以前自动控制中的 PID调节，现在可以用单片机实现具有智能化的数字计算控制、模糊控制和自适应控制。 这种以软件取代硬件并能提高系统性能的控制技术称为微控技术。 随着单片机应用的推广，微控制技术将不断发展完善。 单片机的发展趋势 随着微电子技术和集成电 路技术的迅速发展，目前各个公司研制出了能够适用于各种领域的单片机。 高性能单片机芯片市场也异常活跃，采用新技术，使单片机的种类、性能不断提高，应用领域迅速扩大 [4]。 单片机的改进和发展归纳起来有以下几个方面： （ 1） CPU 的改进：现在 CPU 开始采用双 CPU 结构，提高了芯片的处理能力。 （ 2）存储器的发展：增大了片内存储器容量；片内采用EEPROM 和 Flash 可在线编程，读 /写更方便；采用了编程加密技术。 （ 3）内部资源增多：片内资源越丰富，产品的体积就越小，可靠性就越高。 （ 4） I/O 接口形式增多，性能提高。 （ 5）引脚的多功能化：单片机现在普遍采用管脚复用的设计方案。 （ 6）低电压和低功耗：单片机制造时普遍采用 CMOS 工艺。 AT89C51简介 MCS51 系列单片机是由美国的 Intel 公司开发研制，并于1980 年推出的产品。 与 MCS48 系列单片机相比，其以典型的体系结构和完善的专用寄存器集中管理方式，方便的逻辑位操作功能及丰富的指令系统，堪称一代“名机”，为之后的其他单片机的发展奠定了基础。 因此， MCS51 系列单片机结构先进，功能强大，增加了更多的电路单元和功能模块，指令数达 111 条。 其中的代表作便是 AT89C5x 系列单片机，而本文所用的便是 AT89C51单片机。 现简要介绍如下： 8051 具备较完善的中断功能，有两个外中断、两个定时 /计数器中断和一个串行中断，可满足不同的控制要求，并具有 2级的优先级别选择。 8051 内置最高频率达 12MHz 的时钟电路，用于产生整个单片机运行的脉冲时序，但 8051 单片机需外置振荡电容。 单片机最小系统电路 单片机最小系统是单片机系统的核心，其他的外围电路都是在最小系统的基础上实现的。 单片机最小系统是由单片机、复位电路、时钟电路、电源和地端组成，一般情况下，单片机系统采用外接石英晶体与内部运放组成时钟振荡器作为系统时钟源，而在多机系统中，单片机只作为一个功能模块使用，为节省硬件和统一系统的时钟信号，常采用外时钟源。 单片机最小系统是单片机控制电路的核心。 在整个系统中，单片机控制电路是整个系统的核心，负责对光电检测电路采集到光信号进行处理和加工，并按照之前设定好的指令进行执行、运算，并将结果传送给相应的执行电路。 单片机控制电路相关的电路原理图如下图所示： 光敏电阻介绍 光敏电阻是一种特殊的电阻，其阻值随 着光线强度的变化而变化。 其 工作原理是基于内光电效应。 在半导体光敏材料两端装上电极引线，将其封装在带有透明窗的管壳里就构成光敏电阻如图所示。 为了增加灵敏度，两电极常做成梳状。 构成光敏电阻的材料有金属的硫化物、硒化物、碲化物等半导体。 半导体的导电能力取决于半导体导带内载流子数目的多少。 当光敏电阻受到光照时，价带中的电子吸收光子能量后跃迁到导带，成为自由电子，同时产生空穴，电子 — 空穴对的出现使电阻率变小。 光照愈强，光生电子 — 空穴对就越多，阻值就愈低。 当光敏电阻两端加上电压后，流过光敏电阻的电流。