基于單片機的航標燈控系統設計

論文編號:ZD1499  論文字數:15833，附外文翻譯，答辯PPT

一、題目：
 基于單片機的航標燈控系統設計
二、指導思想和目的要求：
 通過畢業設計，使學生對所學電子工藝、電路基礎知識、模電、數電、等電子基礎課程的基本知識加深理解，掌握單片機的基本指令及基本結構，并將其與實際工程應用緊密結合起來，培養創新意識，增強分析問題解決問題能力，為盡快進入社會角色，熟悉相關開發工作流程、項目小組組成、分工、合作方式方法等。增強團隊合作意識，提高基本工作技能，為即將踏入社會奠定理論和實踐基礎。
 內容：航標燈在夜間具有引導船舶航行的作用，是船舶在夜間安全航行有力保障。它通過燈塔在海上夜間發出規定的燈光顏色和閃光頻率的可識信號，達到規定的照射角度和能見距離，以供船舶測定位置和向船舶提供危險警告。 
 要求：以單片機為主控單元，通過傳感器自動識別白天和黑夜，設計一種簡單、可靠、節能的航標燈控制器，以達到控制航標燈夜間導航船舶的目的。
三、主要技術指標：
 用閃爍頻率可調LED發光管作為信號指示燈，可根據感光亮度調節信號燈的閃爍頻率按鍵可調。
(1)設計思路：運用所學單片機知識，運用其I/O口設計基本控制電路，并以發光管、按鍵等外部設備做為相應的模擬部件。
(2)步驟：l、了解航標燈控系統的工作原理及要求。
 
 2、設計單片機工作的基本電路，如：晶振電路、復位電路。
 3、根據系統設計要求選擇發光二極管、按鍵等模擬部件。
      4、設計系統基本電路。
 5、繪制PRTUSE電原理圖并編寫系統控制程序。
 6、聯機進行系統仿真調試。
四、進度與要求：
 1．第一周～第一周  收集航標燈控系統相關資料。
 2．第二周～第三周  用PROTUSE設計硬件原理圖并進行器件選型。
 3．第四周～第六周  編寫系統各功能模塊控制程序。
 4．第七周～第十周  聯機進行系統調試。
 5. 第十一周～第十二周  整理并組織論文。
 6．第十三周～第十四周  完成修改稿，定稿，打印，交評閱。
 7．第十五周～第十六周  評閱與答辯
五、主要參考書及參考資料

 [1] 呂鳳.C++語言基礎教程[M].北京:清華大學出版社,2007.
 [2] 黃智偉，鄧月明，王彥.ARM9嵌入式系統設計基礎教程[M].北京:北京航空航天大學出版社,2013.
 [3] 郁有文，常健，程繼紅.傳感器原理及工程應用[M].西安:西安電子科技大學出版社,2008.
 [4] 徐士良，葛兵. 計算機軟件技術基礎[M].北京:清華大學出版社,2007.
 [5] 謝劍英，賈青. 微型計算機控制技術[M].北京:國防工業出版社,2010.
 [6]蔡美琴，張為民，毛敏，等.MCS—51系列單片機系統及其應用[M].北京:高等教育出版社,2004.
 [7] 陳隆昌，閻治安，劉新正.控制電機[M].西安:西安電子科技大學出版社,2000.
 [8] 徐兵.過程控制[M].北京:機械工業出版社,2004.
 [9] 王海英，袁麗英，吳勃.控制系統的MATLAB仿真與設計[M].北京: 高等教育出版社,2009.

基于單片機的航標燈控系統設計

摘 要

 航標燈的出現和發展對船舶在夜間航行的安全具有重大意義。航標燈是為保證船搜索舶在夜間安全航行而安裝在某些航標上的一類交通燈。它在夜間發出規定的燈光顏色和閃光頻率，達到規定的照射角度和能見距離。航標燈有固定燈標、燈浮標、燈船和燈塔4種。固定燈標、燈浮標和燈船是作導航和警告用的信標。燈塔在海上晝夜發出可識信號，供船舶測定位置和向船舶提供危險警告。航標燈多使用蓄電池作電源。小型燈塔已采用太陽能電池，大型燈塔則采用柴油發電機組作為主電源。
 本次畢業設計的航標燈能隨著光線的強弱變化自動進行航標燈閃爍頻率變化的調節控制，來達到對海上的船舶進行清晰明確的導航。還設計了三個按鍵可人為控制航標燈的閃爍頻率變化，在特殊應急情況下，可以更靈活的控制航標燈的閃爍，來達到現實的需求。在畢業設計中以單片機為基礎，利用光敏電阻自身的阻值隨著光線強度的改變也隨之改變的特性，把模擬量經A/D轉換器轉換為數字量，再傳給單片機進行處理。本次設計是用三極管，二極管，繼電器來達到對航標燈的控制。
 
關鍵詞: 航標燈，單片機，A/D轉換器

基于單片機的航標燈控系統設計

ABSTRACT

 The emergence and development of pharos is of major significance to the safety of ships sailing through the night. Beacon was installed for ship search ships sail safely at night in some kind of traffic lights on the beacon. Color and flashing frequency under light emitted during the night, to reach the required angle and visibility distance. Pharos has a fixed beacon, a light beacon buoys, light vessels and 4 species. Fixed beacon, light buoys and light vessels are used for navigation and warnings of beacons. Lighthouse on the sea day and night send identification signals, hazard warning for position determination of ship and to ships. Beacon lights operating on battery power. Small lighthouse to use solar cells, large Lighthouse diesel generator is used as the primary power source.
 This graduation project could Pharos change as the light intensity control navigation light flashing frequency changes automatically, to achieve a clear navigation for ships at sea. Also designed three keys that can artificially control the Flash frequency changes of Pharos, in special emergency situations, can Flash more flexible control of Pharos to meet practical demand.Graduation design based on the microcontroller, using change resistance as the light intensity of the photosensitive resistance itself also changed characteristic, a/d converters analog to digital, then pass single-chip for processing. This design is made from transistors, diodes, relays to achieve control of the Pharos.
 
KEY WORDS：pharos, single-chip，a/d converters

基于單片機的航標燈控系統設計

目 錄

摘  要 III
ABSTRACT IV
第一章  緒 論 7
1.1 單片機技術概述 7
1.1.1 單片機的概念 7
1.1.2 單片機的發展 8
1.1.3 單片機的應用 8
1.2 選題的目的與意義 9
1.3 本設計的主要內容 9
第二章  航標燈系統硬件設計 10
2.1 系統總體方案選擇 10
2.2 總體設計方案框圖 12
2.3 各功能模塊設計原理及功能 13
2.3.1 光線檢測模塊 13
2.3.2 航標燈模塊 14
2.3.3 閃爍控制按鍵模塊 16
2.3.4 閃爍頻率指示燈模塊 16
2.3.5 晶振電路模塊 17
2.3.6 復位電路模塊 18
2.4  總體原理圖 19
第三章  系統軟件設計 21
3.1 開發環境介紹 21
3.1.1  Visual C++6.0開發環境介紹 21
3.1.2  Turbo C 2.0開發環境介紹 23
3.2 系統軟件總流程圖 26
3.3 各模塊流程圖 29
3.3.1 光線檢測模塊 29
3.3.2 航標燈模塊 31
3.3.3 按鍵和指示燈模塊 32
第四章  系統仿真調試 34
4.1 仿真開發工具Proteus 34
4.1.1 功能特點 34
4.1.2 功能模塊 35
4.1.3 模塊資源 36
4.1.4 電路仿真 37
4.2 仿真調試中的問題及解決 38
4.3 系統仿真截圖 39
第五章  總  結 41
參考文獻 42
致 謝 43
畢業設計小結 44
附 錄 45
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