智能路燈完整

1、長(zhǎng)沙民政職業(yè)技術(shù)學(xué)院基于單片機(jī)的智能路燈的設(shè)計(jì)學(xué)院名稱：電子信息工程學(xué)院專業(yè)名稱：電氣自動(dòng)化班 級(jí)：1031班學(xué)生名稱：何歡，郭穎悟，田太銘，楊春燕，李忠目 錄一、 內(nèi)容摘要2二、 引 言3三、 控制系統(tǒng)總框圖及工作原理圖4四、 控制系統(tǒng)的硬件簡(jiǎn)介6五、 電路設(shè)計(jì)原理圖及說(shuō)明12六、 軟件設(shè)計(jì)及說(shuō)明16七、 程序流程圖及程序19八、 心得體會(huì)25一、內(nèi)容摘要 隨著社會(huì)的進(jìn)步和需求。單片機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域得到不斷地?cái)U(kuò)展。大多數(shù)智能產(chǎn)品、控制紫銅都是以單片機(jī)技術(shù)為核心來(lái)進(jìn)行開發(fā)設(shè)計(jì)。我們這次的設(shè)計(jì)是以89C51單片機(jī)為控制核心的走廊路燈控制。核心系統(tǒng)是采用MSC-51系列單片機(jī)AT89C51和相關(guān)的紅外線

2、感器智能路燈控制器，實(shí)現(xiàn)了能根據(jù)實(shí)際光線條件通過(guò)8951芯片的PI口控制路燈開關(guān)的功能。本設(shè)計(jì)說(shuō)明書對(duì)該系統(tǒng)的硬件電路，工作原理進(jìn)行了詳細(xì)的介紹。同時(shí)給出了軟件軟件設(shè)計(jì)的流程圖和主要的代碼。二、 引言隨著夜晚的來(lái)臨，城市里華燈初上，人們消除了白天的繁忙，漫步穿行于城市的街道上。在街道上，在小道里、在花園中，在急速行駛的公路上。路燈已經(jīng)成為一個(gè)城市的照明系統(tǒng)不可分割、 舉足輕重的作用，而這一切依賴的就是路燈自動(dòng)控制系統(tǒng)。隨著社會(huì)文明的不斷發(fā)展，城市照明已不僅局限于街道的照明，而且發(fā)展成了裝飾城市的一道亮麗的風(fēng)景。利用51系列單片機(jī)可編程控制八位邏輯I/O端口實(shí)現(xiàn)路燈的智能化，達(dá)到節(jié)能、自動(dòng)控制的

3、目的，避免了傳統(tǒng)電路對(duì)能源的浪費(fèi)。且路燈的自動(dòng)控制更方便了工作人員的管理。本系統(tǒng)實(shí)用性強(qiáng)、操作簡(jiǎn)單。而且所有的路燈采用LED燈。眾所周知，LED是目前最為節(jié)能的發(fā)光元件，通過(guò)采用LED發(fā)光可以節(jié)省大量的電能，而且LED發(fā)光柔和，亮度適中，對(duì)環(huán)境無(wú)污染，已經(jīng)廣泛地應(yīng)用于各種照明場(chǎng)合。因此智能光控節(jié)能路燈必將在未來(lái)得到廣泛地應(yīng)用。本次設(shè)計(jì)系統(tǒng)的控制中心是89C51單片機(jī)。首先，在Protel軟件環(huán)境中進(jìn)行硬件操作電路圖的設(shè)計(jì)。然后在proteus軟件環(huán)境中進(jìn)行系統(tǒng)的軟件編程，并進(jìn)行程序源文件的編譯和調(diào)試，最后生成.hex文件。此.hex文件是硬件電路運(yùn)行實(shí)現(xiàn)的源代碼來(lái)源。把.hex文件加載到AT8

4、9C51單片機(jī)芯片，然后在Proteus軟件環(huán)境中運(yùn)行硬件電路，控制電路的功能就能夠?qū)崿F(xiàn)了。本設(shè)計(jì)的系統(tǒng)主要由：AT89C51為中央處理芯片，用于信號(hào)采集，初值設(shè)定。本系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)的功能：（1）、路燈的傳統(tǒng)手動(dòng)全開或全關(guān)。（此情況可做應(yīng)急時(shí)處置）（2）、當(dāng)有人通過(guò)時(shí)路燈才會(huì)點(diǎn)亮，且點(diǎn)亮的路燈個(gè)數(shù)視行人所處的位置決定，當(dāng)行人進(jìn)入路燈路面時(shí)只能點(diǎn)亮路人所處位置相鄰的兩盞燈。（3）、路人走過(guò)路段的路燈在行人走過(guò)后自動(dòng)熄滅。三、系統(tǒng)工作原理與系統(tǒng)方框圖系統(tǒng)工作原理本次課程設(shè)計(jì)題目是基于單片機(jī)的智能路燈的設(shè)計(jì)，此課題要求以路燈控制器為對(duì)象，完成硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)程序的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)以傳統(tǒng)手動(dòng)和行人通過(guò)控制兩

5、種方式來(lái)控制路燈的亮滅功能，屬于軟硬件結(jié)合的題目。其中硬件包括：?jiǎn)纹瑱C(jī)最小系統(tǒng)、路燈控制電路部分、手動(dòng)控制部分、行人檢測(cè)電路部分；軟件包括：電子軟件Protous、Keil-C51軟件。工作原理簡(jiǎn)圖如下：行人行人檢測(cè)系統(tǒng)單片機(jī)路燈控制本系統(tǒng)需要如下電路元器件，其中電路元器件及相關(guān)參數(shù)的需要：AT89B51 實(shí)驗(yàn)板一塊；單片機(jī)最小系統(tǒng)所需的12M晶振一個(gè)；路燈控制電路部分所需的LED燈八個(gè)，470歐姆電阻八個(gè)，單刀單置開關(guān)兩個(gè)；行人檢測(cè)電路所需的2K電阻八個(gè)，紅外線傳感器八個(gè)（注釋： 仿真時(shí)用開關(guān)代替）；+5V直流電壓源一個(gè)。實(shí)驗(yàn)所需設(shè)備器材：PC機(jī)一臺(tái)機(jī)相關(guān)軟件。最小系統(tǒng)是51單片機(jī)的最基本的

6、組成部分，51 單片機(jī)的引腳雖然只有四十，但它有很多的擴(kuò)展功能，根據(jù)相應(yīng)的課題設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)相應(yīng)的外圍電路。此外還要注意P0口，通常P0-P3口用作通用I/0 K口，當(dāng)P0接口用于I/0 接口時(shí)，必須街上拉電阻，其他不需要。系統(tǒng)總框圖如下：行人檢測(cè)手動(dòng)控制AT89C51單片機(jī)路燈控制當(dāng)程序啟動(dòng)后，單片機(jī)處于設(shè)置的原始狀態(tài)；所以燈全關(guān)，所以紅外傳感器打開手動(dòng)控制開關(guān)處于關(guān)燈狀態(tài) 。此時(shí)系統(tǒng)開始正常工作。如果有行人進(jìn)入智能路燈面前，紅外傳感器檢測(cè)到信號(hào)，并以電壓的形式吧信號(hào)送給單片機(jī)，單片機(jī)根據(jù)傳感器送來(lái)的信號(hào)個(gè)傳感器的布置，點(diǎn)亮相應(yīng)的傳感器所處的位置LED路燈，當(dāng)行人通過(guò)這個(gè)路燈后，達(dá)到下一個(gè)路燈

7、時(shí)，上一個(gè)路燈熄滅。所處位置處和所處位置下一個(gè)燈亮。從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，達(dá)到節(jié)能的效果。當(dāng)人通過(guò)最后一個(gè)路燈后，最后一個(gè)燈延時(shí)8s熄滅。在緊急的情況下，所有的路燈都要打開，此時(shí)通過(guò)手動(dòng)開關(guān)打開路燈，緊急情況過(guò)后，關(guān)閉所以路燈。系統(tǒng)恢復(fù)正常。四、控制系統(tǒng)的硬件簡(jiǎn)介AT89C51 簡(jiǎn)介AT89C51是一種帶4K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器（FPEROMFalsh Programmable and Erasable Read Only Memory）的低電壓，高性能CMOS8位微處理器，俗稱單片機(jī)。該器件采用ATMEL高密度非易失存儲(chǔ)器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的MCS-51指令集和輸出管腳相兼容。由

8、于將多功能8位CPU和閃爍存儲(chǔ)器組合在單個(gè)芯片中，ATMEL的AT89S51是一種高效微控制器，為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價(jià)廉的方案。AT89C51單片機(jī)示意圖（4-2-1）VCC：供電電壓。GND：接地。   P0口：P0口為一個(gè)8位漏級(jí)開路雙向I/O口，每腳可吸收8TTL門電流。當(dāng)P1口的管腳第一次寫1時(shí)，被定義為高阻輸入。P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的第八位。在FIASH編程時(shí)，P0 口作為原碼輸入口，當(dāng)FIASH進(jìn)行校驗(yàn)時(shí)，P0輸出原碼，此時(shí)P0外部必須被拉高。P1口：P1口是一個(gè)內(nèi)部提供上拉電阻的8位雙向I/O口

9、，P1口緩沖器能接收輸出4TTL門電流。P1口管腳寫入1后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入，P1口被外部下拉為低電平時(shí)，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)，P1口作為第八位地址接收。P2口：P2口為一個(gè)內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2口緩沖器可接收，輸出4個(gè)TTL門電流，當(dāng)P2口被寫“1”時(shí)，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。并因此作為輸入時(shí)，P2口的管腳被外部拉低，將輸出電流。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。P2口當(dāng)用于外部程序存儲(chǔ)器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行存取時(shí)，P2口輸出地址的高八位。在給出地址“1”時(shí)，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢(shì)，當(dāng)對(duì)外部八位地址數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行讀寫時(shí)

10、，P2口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。P2口在FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)接收高八位地址信號(hào)和控制信號(hào)。    P3口：P3口管腳是8個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的雙向I/O口，可接收輸出4個(gè)TTL門電流。當(dāng)P3口寫入“1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。作為輸入，由于外部下拉為低電平，P3口將輸出電流（ILL）這是由于上拉的緣故。RST：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時(shí)，要保持RST腳兩個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)當(dāng)8051通電，時(shí)鐘電路開始工作，在RESET引腳上出現(xiàn)24個(gè)時(shí)鐘周期以上的高電平，系統(tǒng)即初始復(fù)位。初始化后，程序計(jì)數(shù)器PC指向0000H，P0-P3輸出口全部為高

11、電平，堆棧指鐘寫入07H，其它專用寄存器被清“0”。RESET由高電平下降為低電平后，系統(tǒng)即從0000H地址開始執(zhí)行程序。然而，初始復(fù)位不改變RAM（包括工作寄存器R0-R7）的狀態(tài)， 特殊功能寄存器 初始態(tài) 特殊功能寄存器 初始態(tài) ACC 00H B 00H PSW 00H SP 07H DPH 00H TH0 00H DPL 00H TL0 00H IP xxx00000B TH1 00H IE 0xx00000B TL1 00H TMOD 00H TCON 00H SCON xxxxxxxxB SBUF 00H P0-P3 1111111B PCON 0xxxxxxxB 8051的初始態(tài)

12、ALE/PROG：當(dāng)訪問(wèn)外部存儲(chǔ)器時(shí)，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。在FLASH編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時(shí)，ALE端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號(hào)，此頻率為振蕩器頻率的1/6。因此它可用作對(duì)外部輸出的脈沖或用于定時(shí)目的。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，將跳過(guò)一個(gè)ALE脈沖。如想禁止ALE的輸出可在SFR8EH地址上置0。此時(shí)， ALE只有在執(zhí)行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。另外，該引腳被略微拉高。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài)ALE禁止，置位無(wú)效。PSEN：外部程序存儲(chǔ)器的選通信號(hào)。在由外部程序存儲(chǔ)器取指期間，每個(gè)機(jī)器周期兩次/PSEN有效。但在訪

13、問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，這兩次有效的/PSEN信號(hào)將不出現(xiàn)。EA/VPP：當(dāng)/EA保持低電平時(shí)，則在此期間外部程序存儲(chǔ)器（0000H-FFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。注意加密方式1時(shí)，/EA將內(nèi)部鎖定為RESET；當(dāng)/EA端保持高電平時(shí)，此間內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。在FLASH編程期間，此引腳也用于施加12V編程電源（VPP）。    XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時(shí)鐘工作電路入。XTAL2：來(lái)自反向振蕩器的輸出。振蕩器特性：XTAL1和XTAL2分別為反向放大器的輸入和輸出。該反向放大器可以配置為片內(nèi)振蕩器。石晶振蕩和陶瓷振蕩均可采用。如采用外部時(shí)

14、鐘源驅(qū)動(dòng)器件，XTAL2應(yīng)不接。有余輸入至內(nèi)部時(shí)鐘信號(hào)要通過(guò)一個(gè)二分頻觸發(fā)器，因此對(duì)外部時(shí)鐘信號(hào)的脈寬無(wú)任何要求，但必須保證脈沖的高低電平要求的寬度。芯片擦除：整個(gè)PEROM陣列和三個(gè)鎖定位的電擦除可通過(guò)正確的控制信號(hào)組合，并保持ALE管腳處于低電平10ms 來(lái)完成。在芯片擦操作中，代碼陣列全被寫“1”且在任何非空存儲(chǔ)字節(jié)被重復(fù)編程以前，該操作必須被執(zhí)行。此外，AT89S51設(shè)有穩(wěn)態(tài)邏輯，可以在低到零頻率的條件下靜態(tài)邏輯，支持兩種軟件可選的掉電模式。在閑置模式下，CPU停止工作。但RAM，定時(shí)器，計(jì)數(shù)器，串口和中斷系統(tǒng)仍在工作。在掉電模式下，保存RAM的內(nèi)容并且凍結(jié)振蕩器，禁止所用其他芯片功能

15、，直到下一個(gè)硬件復(fù)位為止。紅外線傳感器簡(jiǎn)述熱釋電紅外傳感器通過(guò)目標(biāo)與背景的溫差來(lái)探測(cè)目標(biāo)，其工作原理是利用熱釋電效應(yīng)，即在鈦酸鋇一類晶體的上、下表面設(shè)置電極，在上表面覆以黑色膜，若有紅外線間歇地照射，其表面溫度上升T，其晶體內(nèi)部的原子排列將產(chǎn)生變化，引起自發(fā)極化電荷，在上下電極之間產(chǎn)生電壓U。常用的熱釋電紅外線光敏元件的材料有陶瓷氧化物和壓電晶體，如鈦酸鋇、鉭酸鋰、硫酸三甘肽及鈦鉛酸鉛等。實(shí)質(zhì)上熱釋電傳感器是對(duì)溫度敏感的傳感器。它由陶瓷氧化物或壓電晶體元件組成，在元件兩個(gè)表面做成電極。在環(huán)境溫度有T的變化時(shí)，由于有熱釋電效應(yīng)，在兩個(gè)電極上會(huì)產(chǎn)生電荷Q，即在兩電極之間產(chǎn)生一微弱的電壓V。由于它的

16、輸出阻抗極高，在傳感器中有一個(gè)場(chǎng)效應(yīng)管進(jìn)行阻抗變換。熱釋電效應(yīng)所產(chǎn)生的電荷Q會(huì)被空氣中的離子所結(jié)合而消失，即當(dāng)環(huán)境溫度穩(wěn)定不變時(shí)，T=0，則傳感器無(wú)輸出。當(dāng)人體進(jìn)入檢測(cè)區(qū)，因人體溫度與環(huán)境溫度有差別，產(chǎn)生T，則有T輸出；若人體進(jìn)入檢測(cè)區(qū)后不動(dòng)，則溫度沒有變化，傳感器也沒有輸出了。所以這種傳感器也稱為人體運(yùn)動(dòng)傳感器。由實(shí)驗(yàn)證明，傳感器不加光學(xué)透鏡(也稱菲涅爾透鏡)，其檢測(cè)距離小于2m，而加上光學(xué)透鏡后，其檢測(cè)距離可增加到10m左右。熱釋電紅外感應(yīng)傳感器內(nèi)部電路及工作原理熱釋電紅外傳感器內(nèi)部由光學(xué)濾鏡、場(chǎng)效應(yīng)管、紅外感應(yīng)源(熱釋電元件)、偏置電阻、EMI電容等元器件組成，其內(nèi)部電路如圖1所示。光學(xué)

17、濾鏡的主要作用是只允許波長(zhǎng)在10m左右的紅外線(人體發(fā)出的紅外線波長(zhǎng))通過(guò)，而將燈光、太陽(yáng)光及其他輻射濾掉，以抑制外界的干擾。 紅外感應(yīng)源通常由兩個(gè)串聯(lián)或者并聯(lián)的熱釋電元件組成，這兩個(gè)熱釋電元件的電極相反，環(huán)境背景輻射對(duì)兩個(gè)熱釋電元件幾乎具有相同的作用，使其產(chǎn)生的熱釋電效應(yīng)相互抵消，輸出信號(hào)接近為零。一旦有人侵入探測(cè)區(qū)域內(nèi)，人體紅外輻射通過(guò)部分鏡面聚焦，并被熱釋電元件接收，由于角度不同，兩片熱釋電元件接收到的熱量不同，熱釋電能量也不同，不能完全抵消，經(jīng)處理電路處理后輸出控制信號(hào)。熱釋電效應(yīng)同壓電效應(yīng)類似，是指由于溫度的變化而引起晶體表面電荷的現(xiàn)象。熱釋電紅外傳感器由陶瓷氧化物或壓電晶體元件組成

18、，在元件兩個(gè)表面做成電極，在傳感器監(jiān)測(cè)范圍內(nèi)溫度有T的變化時(shí)，熱釋電效應(yīng)會(huì)在兩個(gè)電極上產(chǎn)生電荷Q，即在兩電極之間產(chǎn)生一微弱的電壓V。由于它的輸出阻抗極高，在傳感器中有一個(gè)場(chǎng)效應(yīng)管進(jìn)行阻抗變換。熱釋電效應(yīng)所產(chǎn)生的電荷Q會(huì)被空氣中的離子所結(jié)合而消失，即當(dāng)環(huán)境溫度穩(wěn)定不變時(shí)，T=O，傳感器無(wú)輸出。在自然界，任何高于絕對(duì)溫度(-273)時(shí)物體都將產(chǎn)生紅外光譜，不同溫度的物體，其釋放的紅外能量的波長(zhǎng)是不一樣的，因此紅外波長(zhǎng)與溫度的高低有關(guān)。人體或者體積較大的動(dòng)物都有恒定的體溫，一般在37度，所以會(huì)發(fā)出特定波長(zhǎng)10m左右的紅外線，當(dāng)人體進(jìn)入檢測(cè)區(qū)，因人體溫度與環(huán)境溫度有差別，人體發(fā)射的10m左右的紅外線通

19、過(guò)菲涅耳透鏡濾光片增強(qiáng)后聚集到紅外感應(yīng)源(熱釋電元件)上，紅外感應(yīng)源在接收到人體紅外輻射時(shí)就會(huì)失去電荷平衡，向外釋放電荷，進(jìn)而產(chǎn)生T并將T向外圍電路輸出，后續(xù)電路經(jīng)檢測(cè)處理后就能產(chǎn)生報(bào)警信號(hào)。若人體進(jìn)入檢測(cè)區(qū)后不動(dòng)，則溫度沒有變化，傳感器也沒有信號(hào)輸出，所以這種傳感器適合檢測(cè)人體或者動(dòng)物的活動(dòng)情況。 熱釋電紅外傳感器的主要參數(shù): 熱釋電紅外傳感器的主要工作參數(shù)有:工作電壓:常用的熱釋電紅外傳感器工作電壓范圍為315V;工作波長(zhǎng):通常為7.514 m;源極電壓:通常為0.41.1V，R=47k;輸出信號(hào)電壓:通常大于2.0V;檢測(cè)距離:常用熱釋電紅外傳感器檢測(cè)距離約為610m；水平角度:約為12

20、0°；工作溫度范圍:1040。五、電路設(shè)計(jì)及說(shuō)明 單片機(jī)最小系統(tǒng)電路單片機(jī)最小系統(tǒng)是單片機(jī)系統(tǒng)的核心，其他的外圍電路都是在最小系統(tǒng)的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)的。單片機(jī)最小系統(tǒng)是由單片機(jī)、復(fù)位電路、時(shí)鐘電路、電源和地端組成，一般情況下，單片機(jī)系統(tǒng)采用外接石英晶體與內(nèi)部運(yùn)放組成時(shí)鐘振蕩器作為系統(tǒng)時(shí)鐘源，而在多機(jī)系統(tǒng)中，單片機(jī)只作為一個(gè)功能模塊使用，為節(jié)省硬件和統(tǒng)一系統(tǒng)的時(shí)鐘信號(hào)，常采用外時(shí)鐘源。單片機(jī)最小系統(tǒng)是單片機(jī)控制電路的核心。在整個(gè)系統(tǒng)中，單片機(jī)控制電路是整個(gè)系統(tǒng)的核心，負(fù)責(zé)對(duì)光電檢測(cè)電路采集到光信號(hào)進(jìn)行處理和加工，并按照之前設(shè)定好的指令進(jìn)行執(zhí)行、運(yùn)算，并將結(jié)果傳送給相應(yīng)的執(zhí)行電路。單片機(jī)控制電

21、路相關(guān)的電路原理圖如下圖所示：路燈控制電路部分路燈控制電路是智能路化燈控制器電路的發(fā)光部分，也是整個(gè)硬件電路的基本組成部分之一，這一部分電路相對(duì)來(lái)說(shuō)比較簡(jiǎn)單，起控制作用的元件是單片機(jī)，其控制功能主要通過(guò)指令系統(tǒng)的指令來(lái)實(shí)現(xiàn)。這一部分電路主要有8個(gè)LED燈、8個(gè)470歐姆的電阻、電源和單片機(jī)組成。該部分電路如下圖所示：行人檢測(cè)電路部分行人電路部分是智能路化燈控制器電路的檢測(cè)部分采用紅外傳感器檢測(cè)人體溫度變化,通過(guò)紅外對(duì)管將檢測(cè)到的數(shù)據(jù)發(fā)送至單片機(jī),單片機(jī)處理后送至LED顯示。紅外傳感器檢測(cè)電路將檢測(cè)到的信號(hào)以高低電平的形式傳送給單片機(jī)，從而完成整個(gè)光電檢測(cè)的過(guò)程。這一部分電路主要有8個(gè)紅外傳感器

22、（仿真用8個(gè)開關(guān)代替）、8個(gè)2K歐姆的電阻、電源和單片機(jī)組成。該部分電路如下圖所示：手動(dòng)控制部分手動(dòng)控制電路是智能路化燈控制器電路的應(yīng)急處置部分，是路燈的傳統(tǒng)手動(dòng)全開或全關(guān)，也是整個(gè)硬件電路的基本組成部分之一，這一部分電路相對(duì)來(lái)說(shuō)比較簡(jiǎn)單。這一部分電路是由兩個(gè)單刀單置開關(guān)、單片機(jī)組成。該部分電路如下圖所示：總體電路圖硬件電路原理圖經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的設(shè)計(jì)，仿真，才得出了本次課程設(shè)計(jì)的硬件電路部分。對(duì)于本次的課程設(shè)計(jì)我們可以發(fā)現(xiàn)本次設(shè)計(jì)課題的硬件電路可分為以下四個(gè)組成部分：?jiǎn)纹瑱C(jī)控制電路部分、路燈控制電路部分、手動(dòng)控制部分、行人檢測(cè)電路部分。將各部分電路加以分析和組合，就可以得到整個(gè)硬件電路部分的原理圖

23、，原理圖如下所示：6、 軟件設(shè)計(jì)及說(shuō)明Proteus軟件環(huán)境介紹 Proteus軟件是英國(guó)Labcenter electronics公司出版的EDA工具軟件（ EDA技術(shù)是指以計(jì)算機(jī)為工作平臺(tái)，融合了應(yīng)用電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息處理及智能化技術(shù)的最新成果，進(jìn)行電子產(chǎn)品的自動(dòng)設(shè)計(jì)）。它不僅具有其它EDA工具軟件的仿真功能，還能仿真單片機(jī)及外圍器件。它是目前最好的仿真單片機(jī)及外圍器件的工具。雖然目前國(guó)內(nèi)推廣剛起步，但已受到單片機(jī)愛好者、從事單片機(jī)教學(xué)的教師、致力于單片機(jī)開發(fā)應(yīng)用的科技工作者的青睞。 其功能特點(diǎn)如下: Proteus軟件具有其它EDA工具軟件（例：multisim）的功能。這些功能

24、是：原理布圖；PCB自動(dòng)或人工布線；SPICE電路仿真。革命性的特點(diǎn)：1.互動(dòng)的電路仿真  用戶甚至可以實(shí)時(shí)采用諸如LED/LCD、鍵盤、RS232終端等動(dòng)態(tài)外設(shè)模型來(lái)對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行交互仿真。 2.仿真處理器及其外圍電路  可以仿真51系列、AVR、PIC等常用主流單片機(jī)。還可以直接在基于原理圖的虛擬原型上編程，再配合顯示及輸出，能看到運(yùn)行后輸入輸出的效果。配合系統(tǒng)配置的虛擬邏輯分析儀、示波器等，Proteus建立了完備的電子設(shè)計(jì)開發(fā)環(huán)境。 具有3大功能模塊:（1）個(gè)易用而又功能強(qiáng)大的ISIS原理布圖工具；（2）PROSPICE混合模型SPICE仿真;（3）ARES

25、PCB設(shè)計(jì). Protues提供了豐富的資源: （1）Proteus可提供的仿真元器件資源：仿真數(shù)字和模擬、交流和直流等數(shù)種元器件，有30多個(gè)元件庫(kù)。（2）Proteus可提供的仿真儀表資源 ：示波器、輯分析儀、虛擬終端、SPI調(diào)試器、I2C調(diào)試器、信號(hào)發(fā)生器、模式發(fā)生器、交直流電壓表、交直流電流表。理論上同一種儀器可以在一個(gè)電路中隨意的調(diào)用。（3）除了現(xiàn)實(shí)存在的儀器外，Proteus還提供了一個(gè)圖形顯示功能，可以將線路上變化的信號(hào)，以圖形的方式實(shí)時(shí)地顯示出來(lái)，其作用與示波器相似，但功能更多。這些虛擬儀器儀表具有理想的參數(shù)指標(biāo)，例如極高的輸入阻抗、極低的輸出阻抗。這些都盡可能減少了儀器對(duì)測(cè)量結(jié)

26、果的影響。 （4）Proteus可提供的調(diào)試手段 Proteus提供了比較豐富的測(cè)試信號(hào)用于電路的測(cè)試。這些測(cè)試信號(hào)包括模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)。 軟件仿真:支持當(dāng)前的主流單片機(jī)，如51系列、AVR系列、PIC12系列、PIC16系列、PIC18系列、Z80系列、HC11系列、68000系列等。 (1）提供軟件調(diào)試功能(2）提供豐富的外圍接口器件及其仿真，RAM，ROM，鍵盤，馬達(dá)，LED，LCD，AD/DA，部分SPI器件，部分IIC器件。這樣很接近實(shí)際。在訓(xùn)練學(xué)生時(shí)，可以選擇不同的方案，這樣更利于培養(yǎng)學(xué)生。(3） 提供豐富的虛擬儀器利用虛擬儀器在仿真過(guò)程中可以測(cè)量外圍電路的特性，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)際硬件

27、的調(diào)試能力。(4） 具有強(qiáng)大的原理圖繪制功能。電路功能仿真:在Proteus繪制好原理圖后，調(diào)入已編譯好的目標(biāo)代碼文件：*.HEX，可以在Proteus的原理圖中看到模擬的實(shí)物運(yùn)行狀態(tài)和過(guò)程。Proteus是單片機(jī)課堂教學(xué)的先進(jìn)助手：Proteus不僅可將許多單片機(jī)實(shí)例功能形象化，也可將許多單片機(jī)實(shí)例運(yùn)行過(guò)程形象化。前者可在相當(dāng)程度上得到實(shí)物演示實(shí)驗(yàn)的效果，后者則是實(shí)物演示實(shí)驗(yàn)難以達(dá)到的效果。它的元器件、連接線路等卻和傳統(tǒng)的單片機(jī)實(shí)驗(yàn)硬件高度對(duì)應(yīng)。這在相當(dāng)程度上替代了傳統(tǒng)的單片機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的功能，例：元器件選擇、電路連接、電路檢測(cè)、電路修改、軟件調(diào)試、運(yùn)行結(jié)果等。 課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)是學(xué)生走向就

28、業(yè)的重要實(shí)踐環(huán)節(jié)。由于PROTEUS提供了實(shí)驗(yàn)室無(wú)法相比的大量的元器件庫(kù)，提供了修改電路設(shè)計(jì)的靈活性、提供了實(shí)驗(yàn)室在數(shù)量、質(zhì)量上難以相比的虛擬儀器、儀表，因而也提供了培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐精神、創(chuàng)造精神的平臺(tái) 隨著科技的發(fā)展，“計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)”已成為許多設(shè)計(jì)部門重要的前期設(shè)計(jì)手段。它具有設(shè)計(jì)靈活，結(jié)果、過(guò)程的統(tǒng)一的特點(diǎn)?？墒乖O(shè)計(jì)時(shí)間大為縮短、耗資大為減少，也可降低工程制造的風(fēng)險(xiǎn)。相信在單片機(jī)開發(fā)應(yīng)用中PROTEUS也能茯得愈來(lái)愈廣泛的應(yīng)用。 軟件缺點(diǎn):（1）器件庫(kù)潰乏，庫(kù)中缺少很多重要芯片，嚴(yán)重影響電路仿真（2）軟件出錯(cuò)或亂碼，此時(shí)仿真效果不及硬件仿真。 keil c51簡(jiǎn)介Keil C51是美國(guó)Kei

29、l Software公司出品的51系列兼容單片機(jī)C語(yǔ)言軟件開發(fā)系統(tǒng)14，與匯編相比，C語(yǔ)言在功能上、結(jié)構(gòu)性、可讀性、可維護(hù)性上有明顯的優(yōu)勢(shì)，因而易學(xué)易用。用過(guò)匯編語(yǔ)言后再使用C來(lái)開發(fā)，體會(huì)更加深刻。Keil C51軟件提供豐富的庫(kù)函數(shù)和功能強(qiáng)大的集成開發(fā)調(diào)試工具，全Windows界面。另外重要的一點(diǎn)，只要看一下編譯后生成的匯編代碼，就能體會(huì)到Keil C51生成的目標(biāo)代碼效率非常之高，多數(shù)語(yǔ)句生成的匯編代碼很緊湊，容易理解。在開發(fā)大型軟件時(shí)更能體現(xiàn)高級(jí)語(yǔ)言的優(yōu)勢(shì)。下面詳細(xì)介紹Keil C51開發(fā)系統(tǒng)各部分功能和使用。Keil C51單片機(jī)軟件開發(fā)系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)C51工具包的整體結(jié)構(gòu)，其中uVi

30、sion與Ishell分別是C51 for Windows和for Dos的集成開發(fā)環(huán)境(IDE)，可以完成編輯、編譯、連接、調(diào)試、仿真等整個(gè)開發(fā)流程。開發(fā)人員可用IDE本身或其它編輯器編輯C或匯編源文件。然后分別由C51及A51編譯器編譯生成目標(biāo)文件(.OBJ)。目標(biāo)文件可由LIB51創(chuàng)建生成庫(kù)文件，也可以與庫(kù)文件一起經(jīng)L51連接定位生成絕對(duì)目標(biāo)文件(.ABS)。ABS文件由OH51轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的Hex文件，以供調(diào)試器dScope51或tScope51使用進(jìn)行源代碼級(jí)調(diào)試，也可由仿真器使用直接對(duì)目標(biāo)板進(jìn)行調(diào)試，也可以直接寫入程序存貯器如EPROM中15。使用獨(dú)立的Keil仿真器時(shí)，注意事項(xiàng)：仿

31、真器標(biāo)配11.0592MHz的晶振，但用戶可以在仿真器上的晶振插孔中換插其他頻率的晶振。仿真器上的復(fù)位按鈕只復(fù)位仿真芯片，不復(fù)位目標(biāo)系統(tǒng)。 七、程序流程圖及程序（1） 主程序流程圖 控制相應(yīng)的路燈點(diǎn)亮進(jìn)入相應(yīng)的中斷程序手動(dòng)開關(guān)是否按下設(shè)初值，開中斷初始化開始Y檢查是否有行人通過(guò)NYN（2）中斷程序流程圖路燈全開進(jìn)入緊急手動(dòng)全開中斷緊急情況結(jié)束后返回主程序路燈全關(guān)（3）延時(shí)程序流程圖返回主程序循環(huán)次數(shù)是否足夠？啟動(dòng)定時(shí)器定時(shí)器賦初值設(shè)定循環(huán)次數(shù)調(diào)用延時(shí)程序 Y N程序編程：#include<reg51.h>#define uchar unsigned char#define uint unsigned intsbit sw1=P32;sbit sw2=P33;uint num,j;void delays(uint x) uint