文档介绍：目录
1 绪论 1
设计的市场前景 1
设计要求与意义 1
2 电量分配的硬件电路设计 2
电量分配器工作原理 2
系统供电电源电路设计及其分析 4
4
5
3 硬件可靠性保障措施 5
看门狗电路 5
MAX813L芯片及其工作原理 6
8
长期运行须考虑的安全性问题 10
4 软件结构及程序清单 11
软件结构及其说 11
程序设计思想与具体程序清单 14
参考文献 19
致谢 20
1 绪论
设计的市场前景
漫步在繁华的现代化的大都市的大街上,随时都可以看到街上有很多ATM自动柜员机,十字路口的交通灯,我们的手机、家里的数码电视机、数码音响、遥控器、空调、智能玩具等等。
这些“高科技”看上去如此神秘,它到底是怎样构成的?它是通过怎样的程序和怎样的方式来完成这一系列指令的呢?其实这些都是用单片机来控制的,单片机在我们的生活中触手可及,单片机给我们的生活带来了便利。
目前单片机渗透到我们生活的各个领域,几乎很难找到哪个领域没有单片机的踪迹。导弹的导航装置,飞机上各种仪表的控制,计算机的网络通讯与数据传输,工业自动化过程的实时控制和数据处理,广泛使用的各种智能IC卡,民用豪华轿车的安全保障系统,录像机、摄像机、全自动洗衣机的控制,以及程控玩具、电子宠物等等,这些都离不开单片机。更不用说自动控制领域的机器人、智能仪表、医疗器械了。因此,单片机的学****开发与应用将造就一批计算机应用与智能化控制的科学家、工程师。科技越发达,智能化的东西就越多,使用的单片机就越多。单片机的学****是社会发展的需要。
设计要求与意义
“住宅公用路灯用电量分配装置”是为了解决商品住宅楼内公用路灯的收缴费用问题。此装置的设计包括系统硬件框图结构,部分主要功能模块(单片机芯片AT89C2051,复位及看门狗电路 MAX813L,继电器接口电路等组成)和单元电路,软件编程思想及设计中应考虑和解决的几个主要问题。采用住宅公用路灯用电量分配装置可将商品住宅楼内公用路灯的电费自动分摊到用户电表,解决用户的后顾之忧,给生活带来了便利。系统设计中所涉及的硬件多为目前常用的型号和系列。住宅公用路灯用电量分配装置具有低功耗;具有可靠性;具有安全性;具有低成本等特点。该电量分配装置具有实用价值。本电量分配器在绝大多数时间里处于待机工作状态,只有在使用路灯或进行点灯时间的调整时通过按键才能被唤醒,进入正常工作状态。另外,由于看门狗的作用,可在系统死机时自动恢复正常。因此,它不仅具有较高的稳定性、可靠性和安全性,而且还具有低成本的特点,易于为住户接受。
2 电量分配的硬件电路设计
电量分配器工作原理
本装置设计的楼道住户为12户,符合国内大多数住宅楼每个楼道12户(6X2)的
图2-1 主系统电路图
要求,分配器的工作原理如图2-1[1]所示。楼道内所有路灯并联连接,通过分配器、接入住户电表。路灯零线共用,路灯相线由分配器内开关S1,S2,……S12控制,分别与住户1,2,……12电表的户内相线相连。路灯开关采用自恢复按钮,并联接入分配器,只要有任何一个路灯按钮被按下,分配器接会分时依次控制开关S1,S2,……S12接通,实现所有路灯用电量的平均分配。分别由12路继电器担当各住户用电的切换功能。继电器线圈分别由US1---US12驱动,继电器动合触点的一端接用户侧相线L1---L12,另一侧并接作为路灯的相线LINE。
图2-2 执行分配的继电器电路图
继电器电路动作设计的关键是继电器触点合断的延时时间,必须考虑继电器的动作有一定的时滞,否则,会出现上个继电器尚未彻底断开,下一个继电器已经动合的现象,使得系统分配精度出现较大误差,甚至不能正常分配。[2]
图2-3 应用示例图
系统供电电源电路设计及其分析

主系统采用+5V电源。为了降低成本,采用“变压器降压—整流—滤波—稳压”的线性电源。这里选用了78M053端稳压器。变压器尽管与继电器工作电源所需的变压器为同一变压器,但绕组副边独立,减小相互影响。现对该系统的设计要点做简单分析。
(1)系统时钟为1MHZ,目的是减少系统功能。因为系统对运行速度要求很低,外围继电器的动作时间和路灯按键的响应时间,均为ms级以上。
(2)环境照度检测电路采用单电源比较器LM393实现。图3-1中的R6为光敏电阻,当环境照度变低,使得该电阻的阻值大于100千欧时, 比较器LM393翻转,1脚输出为低电平送入单片机引脚
,允许单片机开灯;如果环境照度增加,使光敏电