【Proteus仿真】【51单片机】路灯控制器设计

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一、主要功能

1、自动采集光照/声音数据；
2、根据声音分贝值及光线强弱自动控制路灯开关；
3、路灯开启，人走后3秒自动关闭；

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二、使用方法

系统运行后，LCD1602显示采集的光线强度值与声音分贝值，当声音分贝数大于45表示有人经过，此时根据光线强度值来判断是否开启路灯，若光线强度值小于1000，这表示光线暗，打开路灯，否则关闭。若路灯开启后，声音分贝数小于45表示人离开，此时路灯开启3秒后自动关闭。
若光线值小于1000，表示光线暗，声音分贝值小于45表示无人，此时路灯依然关闭。

三、硬件资源

1、51单片机核心模块
2、PCF8591 ADC/DAC模块
3、LCD1602模块
4、路灯控制开关模块
5、光敏传感器/声音传感器模块

四、软件设计

1、主要代码

代码如下：

#include
typedef unsigned char uint8;
typedef unsigned int uint16;
sbit rs=P2^6;	//数据命令选择
sbit rw=P2^5;	//读写选择
sbit e=P2^7;	//使能
sbit scl=P2^1;	//PCF8591时钟
sbit sda=P2^0;	//数据线
sbit relay=P3^6; //路灯控制开关

uint8 num[]="0123456789";	 
uint8 d1[7]="Light: ";
uint8 d2[7]="Sound: ";
uint16 ad[5];
uint8 dsok;
uint8 miao;
void delay(uint16 i)  //延时函数，大约10us
{
	while(i--);
}
void wrc(uint8 c)	 //LCD写命令函数
{
	delay(1000);
	rs=0;
	rw=0;
	e=0;
	P0=c;
	e=1;
	delay(10);
	e=0;
}
void wrd(uint8 dat)	 //LCD写数据函数
{
	delay(1000);
	rs=1;
	rw=0;
	e=0;
	P0=dat;
	e=1;
	delay(10);
	e=0;
	rs=0;
}
void init()		   //LCD初始化函数
{
	delay(1000);
	wrc(0x38);
	wrc(0x38);
	wrc(0x38);
	wrc(0x06);
	wrc(0x0c);
	wrc(0x01);
}
void time0init()	 //定时器0初始化
{
	TMOD=0X01;
	TH0=0XFC;
	TL0=0X18; //1ms
//	TR0=1;
	ET0=1;
	EA=1;
}
void iicinit()	   //IIC初始化函数
{
	sda=1;
	scl=1;	
}
void iicstart()		//开始信号
{
	sda=1;
	scl=1;
	delay(10);
	sda=0;
	delay(10);
	scl=0;
	delay(10);
}
void iicstop()	   //停止信号
{
	sda=0;
	scl=1;
	delay(10);
	sda=1;
	delay(10);
	sda=0;
	delay(10);
}
void ack()		   //应答信号
{
	sda=1;
	scl=0;
	delay(2);
	sda=0;
	delay(2);
	scl=1;
	delay(10);
	scl=0;
	delay(2);
	sda=1;
	delay(5);
}
void noack()	   //非应答信号
{
	sda=0;
	scl=0;
	delay(2);
	sda=1;
	delay(2);	
	scl=1;
	delay(10);
	scl=0;
	delay(2);
	sda=0;
	delay(5);
}

void iicwrbyte(uint8 dat)  //IIC写字节函数
{
	uint8 i;
	scl=0;
	for(i=0;i<8;i++)				
	{
		if(dat&0x80)	
		{
			sda=1;
		}
		else
		{
			sda=0;
		}
		dat<<=1;
		scl=1;
		delay(10);
		scl=0;
		delay(10);
	}
	sda=1;
	delay(10);
}

uint8 iicread()			 //IIC读数据函数
{
	uint8 i,dat;
	scl=0;
	sda=1;
	for(i=0;i<8;i++)
	{
		dat<<=1;
		if(sda==1)		
		{
			dat|=0x01;	
		}
		scl=1;
		delay(10);
		scl=0;
		delay(10);
	}
	return 	dat;
}

void pcf8591wrbyte(uint8 channel) //IIC在对应通道写数据
{
	iicinit();
	iicstart();
	iicwrbyte(0x90);	   //pcf8591写数据  1001 A2A1A0 R/W
	ack();
	iicwrbyte(channel|0x40);   //通过打开通道channelX，模拟输出使能打开
	noack();
	iicstop();
}
uint8 pcf8591read()			   //读取该通道的数据
{
	uint8 dat;
	iicinit();
	iicstart();
	iicwrbyte(0x90);
	ack();
	iicstart();
	iicwrbyte(0x91);	 //	pcf8591读数据  1001 A2A1A0 R/W
	ack();
	dat=iicread();
	noack();
	iicstop();
	return dat;	
}

void pcf8591dac(uint8 value)	   //DA转换
{
	iicinit();
	iicstart();
	iicwrbyte(0x90);
	ack();
	iicwrbyte(0x40);		//不需要打开通道channelX，模拟输出使能打开
	ack();
	iicwrbyte(value);
	noack();
	iicstop();	
}

void display()			   //显示函数
{
	float v,v1;
	uint8 i;
	pcf8591wrbyte(0);	  //电位器转换
	ad[0]=pcf8591read();	//读取第一次之前的那次数据
	delay(10);

	pcf8591wrbyte(1);	  //电位器转换
	ad[0]=pcf8591read();	//读取第一次之前的那次数据
	delay(10);

	pcf8591wrbyte(2);	  //电位器转换
	ad[1]=pcf8591read();	//读取第一次之前的那次数据
	delay(10);

	v=ad[0]*0.01953;//将电位器的数据转换成电压值   0.01953
	v=v*1000;//取3位有效数值
	ad[0]=v;

	v1=ad[1]*0.01953;//将电位器的数据转换成电压值   0.01953
	v1=v1*1000;//取3位有效数值
	ad[1]=v1/100;

	wrc(0x00+0x80);
	for(i=0;i<7;i++)
	{
		wrd(d1[i]);
	}
	wrd(num[ad[0]/1000]);
	wrd(num[ad[0]%1000/100]);
	wrd(num[ad[0]%1000%100/10]);
	wrd(num[ad[0]%1000%100%10]);

	wrc(0x40+0x80);
	for(i=0;i<7;i++)
	{
		wrd(d2[i]);
	}
	wrd(num[ad[1]/10]);
	wrd(num[ad[1]%10]);
	wrd('d');
	wrd('b');
	ad[4]=ad[0];
	pcf8591dac(ad[4]/2);//将数字量转换为模拟量由pcf8591的AOUT输出

}
void data_change()	 //数据比较函数
{
	if(ad[0]<1000&&ad[1]>45&&dsok==0)  //当光照强度检测低于1000并且声音大于45分贝的时候亮灯
	{
		relay=0;
		TR0=1; //打开定时器0		
	}
	if(dsok==1)
	{	
		relay=1;
		dsok=0;	
	}		
}
void main()			//主函数
{
	init();			//LCD初始化
	time0init();	 //定时器0初始化
	while(1)
	{
		display();	 //显示函数
		data_change();	 //数据比较函数
	}		
}
void tim0() interrupt 1
{
	static uint16 n;
	TH0=0XFC;
	TL0=0X18;//1ms
	n++;
	if(n==1000)	  //定时1秒
	{
		n=0;
		miao++;
		if(miao==3)
		{
			miao=0;
			dsok=1;
			TR0=0;
		}
		
	}
}

五、实验现象

B站演示视频：https://space.bilibili.com/444388619

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