河南科技学院2014届本科毕业论文（设计）设计题目:基于单片机的智能路灯控制系统设计学生姓名：所在院系：所学专业：导师姓名：完成时间：2014-5-10基于单片机的智能路灯控制系统设计摘要随着中国现代化节奏的不断加快，电子产品的大量应用也导致电力消费飞速地增长。
于此相对的另一个事实是电力资源已成为一种紧缺型资源。
如何节能降耗己成为近年来世界性研究的一个热点课题。
目前路灯已经成为一个城市的照明和夜景美化不可分割更无可替代的一部分,而在路灯的高效节能方面，自动路灯控制系统的优劣举足轻重。
由于单片机具有集成度高，处理能力强,可靠性高，系统结构简单，价格低廉的优点，因此在路灯照明工程中被广泛应用。
本设计研究的基于单片机的智能路灯控制系统正是针对我国在城市照明上所存在的巨大的能源消耗而开发出的新型节能控制系统。
本文给出了智能路灯控制系统的架构和设计方案，详细分析了其工作原理和以AT89S51为主控单元的各模块软硬件设计。
关键词：智能路灯,单片机,分时调压,光线调压DESIGN OF STREET LAMP CONTROL SYSTEM BASEDON SINGLE CHIP MICROCOMPUTERABSTRACTWith the accelerating pace of China's modernization,a large number of applications for electronic products also led to rapid growth in electricity consumption. Another fact is that this relative power resources has become a scarce resource type. How to saving energy has become a hot topic in recent years,worldwide research.Currently street lighting has become part of a city and the beautification lighting and night indivisible more irreplaceable.In terms of energy-efficient lights,automatic street light control system merits of pivotal.Due to the microcontroller with high integration,processing capacity,high reliability,simple structure,low-cost advantages,so the street lighting project has been widely used.The study design microcontroller-based intelligent street light control system in our country is on the existence of a huge city lighting energy consumption and the development of new energy-saving control system.This paper presents the architecture and design of intelligent street light control system,a detailed analysis of its working principle and to AT89S51as the main control unit hardware and software design of each module.Keywords:intelligent street lighting,SCM,timeshare regulator,light regulator目录1绪论 (1)1.1设计背景 (1)1.2设计的意义 (1)1.3国内外现状分析 (1)1.4论文的主要内容 (2)2P ROTEUS仿真软件与K EIL (2)2.1P ROTEUS仿真软件 (2)2.2K EIL (2)3硬件设计 (3)3.1按键模块 (3)3.2计时模块 (3)3.2.1计时模块的软件设计 (3)3.2.2计时模块的硬件设计 (5)3.3光线强弱检测模块 (5)3.3.1ADC0832综述 (5)3.3.2光敏电阻的介绍 (7)3.3.3光线强弱检测模块的硬件电路设计 (8)3.4路灯控制模块 (9)3.4.1继电器的概述 (9)3.4.2PNP型三极管的概述 (9)3.4.3路灯控制模块的硬件电路设计 (10)4软件设计 (11)4.1程序模块分类及功能 (11)4.2程序流程图 (11)5软件测试 (13)5.1测试目的 (13)5.2测试方法 (13)5.2.1功能测试： (13)5.2.2测试结果 (13)6结论 (14)致谢 (15)参考文献 (17)附录1：电路原理图 (18)附录2：重要源代码模块 (19)1绪论本文研究的智能路灯节能控制系统是通过配套的功率变换组件，可在路灯的启停和运行中，有效的调节路灯的端电压，控制路灯的照明亮度，从而改变了路灯在不同时段的耗电量，改善了功率因素，到了节约电能的目的。
1.1设计背景“十二五”时期，我国仍将处于工业化和城镇化快速发展阶段，面临的资源和环境形势依然严峻。
能源问题已经成为制约经济和社会发展的重要因素，应当从战略和全局的高度，充分认识做好能源工作的重要性和紧迫性，高度重视能源安全，实现能源的可持续发展。
在北京东西部能源技术研究院的报道中有这么一篇中提到节能是缓解能源约束，减轻环境压力，保障经济安全，实现全面建设小康社会目标和可持续发展的必然选择，体现了科学发展观的本质要求，是一项长期的战略任务，必将摆在更加突出的战略位置。
城市亮化作为形象工程的重要组成部分，越来越被政府所重视，大量的资金投入进行建设和改造，使得我们的城市夜晚变得灯火辉煌，绚丽多彩，但问题也随之而来，能耗的逐年攀升，由此产生的某些问题亦逐渐显露出来。
这些问题的产生无疑给当地的路灯管理部门的各方面工作带来很大的压力，急切加以解决。
尤其是在当前环境条件每况愈下的形势下，低碳、节能、环保越来越收到人们的重视。
旧式的控制系统存在功耗大，公共资源得不到充分应用，效率低等消极影响。
伴随着路灯数量的急剧增加，照明系统中所存在的问题也日益突出，耗电量大就是其中最为突出的一个。
所以，对城市的路灯的设计已经成为了当务之急。
1.2设计的意义路灯是我国经济发展和国家建设中必需的用电设备，它在我国的整体用电量中所占比例巨大，如果通过节能装置对其进行有效控制，就能够降低电力损耗，达到节约能源，降低生产安装成本，有助于我国经济的快速发展。
1.3国内外现状分析目前，路灯照明广泛采用高压钠灯，其设计寿命在12000小时以上，在正常情况下至少可用3年，但是由于超压使用，现在路灯的使用寿命仅仅只有1年左右，有的甚至只有几个月，造成维护和材料的极大浪费。
较高的电压不仅不能让负载设备更好的工作，而且还会造成发热及过早损坏，还会造成不必要的电费开支。
而且，我国绝大多数地区的路灯关开灯都是采用人工控制或者定时控制，这样也有许多不利之处：若采用人工控制，则路灯开关存在着一定的不1确定性，同时也占用了一定的人力资源。
定时控制则存在着夏冬季白黑昼时间不同的情况，使得天还没黑路灯就开，天还没亮路灯就灭的情况，大大影响了人们的日常出生活。
本设计通过使用AT89C51单片机对系统进行智能控制，使系统达到自动启停及智能调压。
近年来，随着科技的不断发展，各种路灯控制器也被不断的研究出来。
1.4论文的主要内容本设计可以通过对外界光线和电压信号的采集来控制路灯的自动启停以及智能调压从而减少城市路灯照明耗电量，又对输入电压进行稳压调节来提高用电效率。
主要内容如下：(1)利用单片机，对整个路灯系统进行研究与设计。
(2)针对光线和电压信号的采集，采用数据采集技术。
(3)通过按键可对相关的参数值进行设置，从而实现对不同时间进行不同的开灯模式。
(4)当电压符合额定电压时，系统自动进行稳压。
(5)在午夜之后降低电压以调节路灯亮度，实现调压。
2Proteus仿真软件与Keil2.1Proteus仿真软件Proteus软件是英国Lab Center Electronics公司出版的EDA工具软件（该软件中国总代理为广州风标电子技术有限公司）。
它不仅具有其它EDA工具软件的仿真功能，还能仿真单片机及外围器件。
它是目前比较好的仿真单片机及外围器件的工具。
虽然目前国内推广刚起步，但已受到单片机爱好者、从事单片机教学的教师以及致力于单片机开发应用的科技工作者的青睐。
Proteus从原理图布图、代码调试到单片机与外围电路协同仿真都能方便的实现，真正实现了从概念到产品的完整设计。
是目前世界上唯一将电路仿真软件、PCB设计软件和虚拟模型仿真软件三合一的设计平台，其处理器模型支持8051、HC11、PIC10/12/16/18/24/30/DsPIC33、AVR、ARM、8086和MSP430等，2010年又增加了Cortex和DSP系列处理器，并持续增加其他系列处理器模型。
在编译方面，它也支持IAR、Keil和MATLAB等多种编译器。
2.2KeilKeil C51是美国Keil Software公司出品的51系列兼容单片机C语言软2件开发系统，与汇编相比，C语言在功能上、结构性、可读性、可维护性上有明显的优势，因而易学易用。
Keil提供了包括C编译器、宏汇编、连接器、库管理和一个功能强大的仿真调试器等在内的完整开发方案，通过一个集成开发环境（uVision）将这些部分组合在一起。
运行Keil软件需要WIN98、NT、WIN2000、WINXP等操作系统。
3硬件设计3.1按键模块键盘模块的硬件电路设计如图3-1所示。
K1、K2、K3、K4分别同P3.0、P3.1、P3.2、P3.3相连，当S2、S3、S4、S5任意一个键按下时，同它相连的端口电压则被拉低。
在此设计中，若在时间调整模式下S2设置为“加1”功能键，S3设置为“减1”功能键；若在手动操作模式下S2设置为“开”功能键，S3设置为“关”功能键。
S4为功能切换键，实现运行模式、时间调整模式和退出模式的切换。
S5为运行模式下实现“自动”、“手动”的切换。