单片机大作业.docx
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单片机大作业
课题名称
简易楼道灯电费计价系统
院、系、部
自动化与电气工程学院
专业
电气工程及其自动化
班级
姓名
学号
指导教师
单片机大作业
1.作业背景
城市居民楼内一般安装有楼道灯，方便夜间居民上下楼，其工作特点是人来灯亮，人走灯灭。
以热释电型楼道灯为例，其基本工作原理是：
热释电传感器能检测人体是否进入感应范围，当人体未进入感应范围，即离楼道灯还有一定距离时，传感器输出低电平；当人体进入感应范围，即靠近楼道灯时，传感器输出高电平。
根据传感器的输出，单片机可决定是否点亮楼道灯。
由于楼道灯属本单元全体居民共用，为便于电费结算，现要求设计一套简易楼道灯电费计价系统，系统能自动计算楼道灯在一个月内的总点亮时间，并据此计算出应缴电费额度。
2.作业要求
系统由电源电路、热释电传感器、单片机、按键以及显示器组成，楼道灯供电为220市电，功率2kW（实际灯泡功率一般不会这么大。
考虑到实验演示时间有限，故假设此灯泡功率为该值）。
其中电源采用5V，热释电传感器的输出采用按键按下与否进行模拟，单片机采用51，显示器采用4位数码管，电价按5.86元/千瓦时（实际电价一般为0.58。
考虑到实验演示时间有限，故假设电价为该值），要求电费计算精度精确到0.01元。
用户可用按键查询本月楼道灯总点亮时间（精度0.01小时），以及本月总电费。
3.硬件部分
（1）仿真电路图
（2）实物电路图：
（3）
元器件列表
STC89C52RC
一个
按钮开关
3个
四位共阳数码管
1个
12M晶振
1个
CS9012三极管
1个
二极管
1个
ZS230-25G灯泡
1个
HK4100F-DC5V-SHG继电器
1个
接线端子
1个
3906PNP三极管
4个
电容、电阻
若干
（4）电路介绍：
1>起振电路：
由一个12M晶振和两个20pF的电容组成，接在单片机STC89C52的18、19脚间，为整个电路提供时钟脉冲，一个机器周期为1us。
2>复位电路：
由一个0.1nF的电容和一个100Ω的电阻，电容两端并联一个按钮开关S6组成复位电路，接在单片机第9脚上，按下开关S6，电路复位。
同时，将31脚接至VCC，采用内部存储器。
3>数码管显示电路：
采用四位7段共阳数码管
位选线接至P2.0-P2.3，段选线接至P0口。
4>外部中断连线：
按钮开关S1控制定时器T0开关状态，按下S1，模拟人来，则控制灯亮；按钮开关S2接至P3.3，控制外部中断INT1，按下S2，数码管显示当月灯亮总时间。
4.软件部分
（1）程序流程图
（2）程序代码：
#include
#defineSEGP0//段选线接至P0
#defineSCANPP2//位选线接至P2
sbitLAMP=P1^2;//灯接至P1.2
sbitS1=P3^4;//开关S1接至P3.4
sbitS2=P3^3;//开关S2接至P3.3，外部中断INT1，显示时间（h）
#definecount50000//声明计数值，0.05s
#defineTH（65536-count）/256//声明计数高8位
#defineTL（65536-count）%256//声明计数低8位
charcount_T0=0;//计数T0中断次数
charcount_T1=0;//计数T1中断次数
voiddebouncer（void）;
voiddelay1ms（int）;//声明动态显示延时x（ms）函数
voiddispmoney（void）;//声明计费显示函数
charcodeTAB[11]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,
0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90};
chardispm[4]={0,0,0,0};//设置计费显示初值
chardispt[4]={0,0,0,0};//设置计时显示初值
charseconds=0;
charscan=1;
intt=0;//声明灯在一个月内的总点亮时间t变量
intl=0;
charp=0;
charq=0;
main（）
{
IE=0x8e;//允许T0、INT1、T1中断
TMOD=0x11;//T0采用Mode1、T1采用Mode1
TH1=TH;
TL1=TL;
TR1=1;//定时器T1启动
LAMP=1;//设置灯初始为熄灭状态
while
（1）
{
if（S1==0）//开关S1若按下，模拟传感器检测到人来
{
debouncer（）;
if（S1==0）
{
TH0=TH;
TL0=TL;
TR0=1;//定时器T0启动
LAMP=0;//灯点亮
}
}
dispmoney（）;//显示电费值
}
}
voidT0_30s（void）interrupt1//T0定时器中断，计时30s
{
TH0=TH;
TL0=TL;
if（++count_T0==20）//计数溢出次数，20*0.05=1s
{
count_T0=0;//重新计数
seconds++;
if（seconds==30）//计数30次，30*1=30s
{
seconds=0;//重新计数
LAMP=1;//设置灯灭
t++;//灯点亮时间加1
TR0=0;//停止T0定时器
}
}
}
voidT1_1month（void）interrupt3//T1中断，定时1month
{
TH1=TH;
TL1=TL;
if（++count_T1==20）//1s
{
count_T1=0;
l++;
if（l==3600）//1h
{
l=0;
p++;
if（p==24）//1day
{
p=0;
q++;
if（q==30）//1month
q=0;
t=0;//灯点亮总时间t清零
}
}
}
}
voiddisptime（void）interrupt2//INT1中断，显示灯当月的总点亮时间
{
charj;
inttime;
scan=0x01;
for（j=0;j<4;j++）
{
time=t*30/36;
dispt[3]=TAB[time/1000];
dispt[2]=0x7f&TAB[time%1000/100];
dispt[1]=TAB[time%100/10];
dispt[0]=TAB[time%10];
SEG=0xff;
SCANP=~scan;
SEG=dispt[3-j];
delay1ms
（2）;//延时约2ms，4*2=8ms<16ms，可实现动态显示
scan<<=1;
}
}
voiddispmoney（void）//计费显示函数
{
chari;
intmoney;
scan=0x01;
for（i=0;i<4;i++）
{
money=t*293/30;
dispm[3]=TAB[money/1000];
dispm[2]=0x7f&TAB[money%1000/100];
dispm[1]=TAB[money%100/10];
dispm[0]=TAB[money%10];
SEG=0xff;
SCANP=~scan;
SEG=dispm[3-i];
delay1ms
（2）;
scan<<=1;
}
}
voiddebouncer（void）//去抖动函数
{
intk;
for（k=0;k<2400;k++）;
}
voiddelay1ms（intx）//延时x（ms）函数
{
intm,n;
for（m=0;mfor（n=0;n<120;n++）;
}
5.仿真调试：
按钮开关S1模拟人来，灯亮后定时30s，灯灭，数码管刷新电费值一次，单位（元），精确到0.01元；按钮开关S2被按下时，数码管显示当月灯亮总时间，单位（小时），精确到0.01小时。
按下开关S1，定时30s开始
30s定时结束，数码管显示当月电费
按下S2，显示当月灯点亮总时间
6.实验总结
通过本次单片机大作业的完成，从刚开始的硬件电路设计，到软件程序的编写，然后经过软件Proteus的仿真调试，接着进行电路板焊接，到最后调试成功，历时三周左右，让我受益颇多。
其中，也遇到很多的困难，比如元器件型号的选择、购买，程序各部分单元的组合结构一改再改，还有软件应用的困难等，但都通过与同学们的讨论、交流最终得以克服。
本人热爱动手实践，喜欢通过理论的学习后可以将其与实践相结合，通过实践的过程，可以收获的不仅仅的是短暂的成就感，更多的是对理论知识的深刻理解和对实践应用的不断熟练，通过这个过程，使自己的专业素养进一步得到培养和锻炼。
总之，凡事预则立，不预则废。
我相信，向着自己追求的方向不断努力的过程是永远的快乐。
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