畢業設計的內容和意義
畢業設計內容:
1.熟悉單片機系統的設計方法，獨立完成電路和程序設計。
2.使用PROTEUS對系統進行調試和仿真。
3.硬件系統的設計、制造和調試。
4.完成相關軟件文檔。
畢業設計需要完成的技術文件:
1.3000字畢業設計開題報告，2000字英文參考文獻中文翻譯。
2.畢業設計論文(15000字以上)。
3.提供設計原理圖和相應的程序。
畢業設計的意義:
隨著時代的發展，現代化的步伐不斷加快，道路照明和道路照明工程的需求也越來越大，能源的供需矛盾越來越突出，對節能和綠色照明的要求也越來越迫切和更高。如今，傳統的人工控制和時鐘控制照明系統的方法已經不能滿足要求。如何充分利用高科技手段解決上述矛盾，已成為照明控制領域壹個新的迫切的課題。路燈照明是日常生活中不可缺少的公共設施。路燈用電量約占總用電量的15%，全國各地都面臨著缺電帶來的各種問題。面對缺電的情況，路燈巡檢是壹項需要國家投入大量人力的工作。各種臨時應急節電措施被廣泛采用:夜間間隔關燈、調整路燈開關時間、缺電日關閉景觀照明等。這些措施可能會在用電高峰過後擱置，等到明年用電高峰到來，壹切重新開始。這種節能措施在緩解電力短缺的同時，也帶來了資源的浪費和對人們日常生活的負面影響。緩解用電緊張的最好有效的方法就是對用電實行智能化管理，減少浪費，物盡其用！先進的路燈監控系統可用於統壹開啟和關閉路燈，實時監控和管理夜間照明系統和路燈，確保全天候高效穩定運行，控制不必要的“通宵照明”，有效節省電能消耗。對於學校公共照明系統而言，采用智能管理系統是實現節能、減少資源浪費、滿足人們生活需求、展現現代化校園的科學解決方案。
目前有少部分校園參考了道路路燈的節能措施，在後半夜調低燈光亮度，或者采用等間隔點亮的方式來省電，但這樣的方法帶來了路燈過亮或過暗的問題:
1.反向控制
開關燈的方式比較落後:目前路燈控制還停留在手動、燈控、鐘控模式。受季節、天氣和人為因素影響，自動化管理水平較低，經常亮時不亮，滅時不滅，容易造成極大的能源浪費，增加財政負擔。
2.不便控制
調控能力不足，無法遠程修改開關機時間，無法根據實際情況(突發天氣變化、重大活動、節日)及時校正時間和修改開關機時間。
3.光線條件未知
沒有路燈監控，現有的照明設施管理主要采用人工巡檢模式，不僅工作量大，而且浪費人力物力財力。故障依據主要來源於巡邏人員舉報和市民投訴缺乏主動性、及時性和可靠性，無法實時、準確、全面地監控全市路燈運行狀態，缺乏有效的故障預警機制。
4.前半夜用不好。
因為它在前半夜采用6小時以上的正常亮度，在校園道路沒有行人和車輛通行時會浪費電力資源，除了晚上6點到9點的高峰時段人車流量都比較小，所以我們認為校園照明有更大的節能潛力。
針對現有節能現狀的分析，設計了壹種高效智能節能路燈。路燈控制器應同時配備光控和時控模塊，先服從光度控制，後服從時間控制，能滿足在壹定光度和特定時間開關路燈的要求。同時我們認為路燈應該改進為紅外感應路燈。路燈根據校園交通高峰時段的高低分為節能狀態和標準狀態。在人車高峰時段，如18-21的早下班時段和晚下班時段，路燈應保持持續的標準亮度，但在半夜，路燈會轉為節能狀態，通過紅外感應只有在人車經過時才會亮起。采用紅外感應，相比語音控制，感應精度更高，避免了壹些噪音使燈無效閃爍。將所有路燈連接到單片機上，單片機與計算機通訊，用計算機控制路燈的工作狀態。可以設置自動控制模式和手動控制模式。自動控制模式可以根據太陽活動規律並結合實際情況控制路燈的工作模式。當夜幕降臨，或者光線已經很暗的時候，可以自動開啟，雖然還沒到設定的時間。高峰時段，應達到持續全亮；高峰期過後，進入紅外感應，實現智能節能控制。手動控制模式可隨時設定路燈的開關時間、開啟比例或單獨控制路燈的開啟和關閉。另外，通過路燈的工作狀態，可以對路燈的損壞進行實時報警，並可以顯示具體位置，提醒維護人員及時維護。中央控制器有壹個帶EEPROM的時鐘芯片，可以保存單片機的工作參數。即使出現通訊錯誤，路燈也能按照最終的程序工作。
文獻評論
壹、設計方案
本設計選用STC89C52單片機作為系統的核心部件，實現系統的控制和處理功能。各模塊功能如下:(1)紅外模塊:檢測夜間是否有行人。(2)顯示模塊12864:顯示相應的時間和日期信息。(3)時鐘模塊:手動切換時間，自行設置開機時間。(4)光敏電阻傳感器模塊用於檢測環境光的強度，如果強度低於標準值，則開啟路燈。
二、硬件電路設計
1.主控制器STC89C52
STC89C52是STC公司生產的低功耗高性能CMOS8位微控制器，內置8K在系統可編程閃存。STC89C52采用了經典的MCS-51內核，但做了很多改進，使芯片具備了傳統51單片機所不具備的功能。在單芯片上，STC89C52采用智能8位CPU和系統內可編程Flash，為許多嵌入式控制應用系統提供高度靈活和高效的解決方案。
STC89C52具有以下標準功能:8k字節的Flash，512字節的RAM，32位I/O端口線，看門狗定時器，內置4KBEEPROM，MAX810復位電路，3個16位定時器/計數器，4個外部中斷，以及壹個7向量4級中斷結構(與傳統565438兼容)此外，STC89C52可降至0Hz靜態邏輯操作，支持兩種在空閑模式下，CPU停止工作，允許RAM、定時器/計數器、串口和中斷繼續工作。在掉電保護模式下，RAM內容被保存，振蕩器被凍結，單片機的所有工作停止，直到下壹次中斷或硬件復位。最大工作頻率35MHz，6T/12T可選。
2.紅外模塊
本設計采用HC-SR501紅外模塊，是壹種基於紅外技術的“自動控制模塊”。采用德國進口的LHI778探頭設計。具有高靈敏度、強可靠性和超低壓工作模式，廣泛應用於各種自動感應電氣設備，尤其是幹電池供電的自動控制產品。該模塊用於檢測夜間是否有行人經過，從而產生高地電平，並通過軟件對電平信號進行處理。
3.光敏電阻傳感器模塊
本設計采用3線光敏電阻傳感器模塊，是壹種靈敏的光敏電阻傳感器。由信號幹凈、波形好、驅動能力強的比較器輸出，超過15mA。同時配有可調電位器，調節檢測燈的亮度，用於檢測周圍環境光的強度。如果光強低於標準值，則打開路燈。
4.顯示組件
本設計采用LCD 12864顯示時間和日期。液晶屏第壹行顯示年、月、日，第二行顯示實時時鐘。硬件電路中12864的數據口連接到單片機的P1口，數碼管的4、5、6腳分別連接到單片機的P3.0-P3.2，通過單片機的信息處理在液晶屏上顯示各種信息。
第四，軟件設計
主程序主要設計各部分子程序的調用，由時鐘程序和顯示子程序兩部分組成。程序初始化後，紅外模塊子程序判斷是否有行人，輸出信號，由軟件處理。12864 LCD子程序主要由接收主程序發送的信號，輸入其設置作為模式子程序，初始化LCD子程序，顯示日期子程序和顯示時間子程序組成。
動詞 （verb的縮寫）模擬實現
系統的軟件仿真采用Proteus軟件。當系統開機時，系統進入初始化界面，液晶顯示第壹行為時間信息和第二行為日期信息。白天開啟光強和紅外判斷，同時建立才開啟路燈。設置按鈕手動更改時間信息。
參考資料:
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5.樓冉渺，等.單片機課程設計指導[M].北京:北京航空航天大學出版社. 2007.7
6.周，等. 51系列單片機應用與實踐教程[M].北京:北京航空航天大學出版社. 2008.5
7.李龔琳。單片機原理與應用——基於案例驅動和Proteus仿真[M]。北京:科學出版社2010.5
8.薛俊義張。MCS系列單片機及其應用[M].Xi安:Xi交通大學出版社. 1997
9.何立民。單片機應用系統的設計。[M]北京航空航天大學出版社
研究內容
紅外模塊的使用
單片機讀時鐘芯片
用LCD顯示相關數據。
畫壹個邏輯圖
研究計劃
第1周-第2周:寫下畢業設計任務書，明確設計要求。查閱和收集畢業設計的相關資料。開始翻譯相關英文資料，熟悉PROTEUS軟件和單片機的相關開發知識。
第三周——第四周:總結文獻，撰寫開題報告。完成畢業設計的需求分析，確定系統框圖。
第5周-第6周:方案演示和硬件電路設計。對設計的電路進行分析，提出軟件設計思路；畢業設計初審。
第7周-第8周:PROTEUS中的軟硬件設計與調試。分析調試中出現的問題，改進並重新調試以滿足技術要求。
第9周-第10周:整體測試軟硬件電路，修改完善程序；畢業設計期中考試。
第11周-第12周:設計和制造印刷電路板；完成硬件安裝和調試。完成整個系統的軟硬件調試。
第13周-第14周:總結研究工作，撰寫畢業論文。
第15周-第16周:論文修改和復習，論文答辯。
特色與創新
路燈控制器應同時配備光控和時控模塊，先服從光度控制，後服從時間控制，並能滿足在壹定光度和特定時間開啟和關閉路燈的要求。同時，該路燈為紅外感應路燈。路燈根據校園交通高峰時段的高低分為節能狀態和標準狀態。在人車高峰時段，如淩晨工作時間和晚上18-23點，路燈應保持持續的標準亮度，但在半夜，路燈會轉為節能狀態。通過紅外感應，只有在人和車輛經過時才會亮起。