毕业设计（论文）开题报告
题目： 单片机路灯控制系统设计
专业：电子信息工程
1选题的背景、意义
现今，单片机的应用也进入到了环保节能领域中，使其应用发展更上一层楼。其中最为显著的就是装扮美丽城市夜景的路灯照明工程。我们都知道，路灯的用电是一个城市公共用电的突出问题，尤其是在深夜期间，车少人少的情况下，如何降低路灯用电，减少能耗，提高用电效率。智能路灯监控系统以单片机为核心，主要由现场系统、通讯系统、监护中心3部分组成。在引进此系统后，城市的公共用电得到的明显的改善。
使用单片机来控制路灯有以下优点：
（1） 能明显地降低控制器硬件成本。速度更快、功能更新的新一代微处理机不断涌现，硬件费用会变得很便宜。体积小、重量轻、耗能少是它们的共同优点。
（2） 可显著改善控制的可靠性。集成电路和大规模集成电路的平均无故障时大大长于分立元件电子电路。
（3） 硬件电路易标准化。在电路集成过程中采用了一些屏蔽措施，可以避免电力电子电路中过大的瞬态电流、电压引起的电磁干扰问题，因此可靠性比较高。
（4） 采用微处理机的数字控制，使信息的双向传递能力大大增强，容易和上位系统机联接，可随时改变控制参数。
（5） 可以设计适合于众多电力电子系统的统一硬件电路，其中软件可以模块化设计，拼装构成适用于各种应用对象的控制算法；以满足不同的用途。软件模块可以方便地增加、更改、删减，或者当实际系统变化时彻底更新。
（6） 提高了信息存贮、监控、诊断以及分级控制的能力,使伺服系统更趋于智能化。
（7） 随着微机芯片运算速度和存贮器容量的不断提高，性能优异但算法复杂的控制策略有了实现的基础 [1-5]。
2相关研究的最新成果及动态
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，录象机、摄象机、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，单片机的学习、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。
单片机广泛应用于仪器仪表、家用电器、医用设备、航空航天、专用设备的智能化管理及过程控制等领域，大致可分如下几个范畴：
1.在智能仪器仪表上的应用
用单片机改造原有的测量、控制仪器仪表，能促进仪表向数字化、智能化、多功能化、综合化、柔性化方向发展，解决了长期以来测量仪器仪表中的误差修正、线性化处理等难题。由单片机构成的智能仪表集测量、处理、控制功能于一体，赋予测量仪器以崭新的面貌，智能化仪表比传统仪表更加先进，更加完善。智能化仪表可以多种形式输出，在仪表外可接打印记录仪，指针式传统显示、发光管显示或CRT显示，形式灵活多变，具有传统仪表无法比拟的优点。
2.在工业控制中的应用
单片机已在工业过程控制、机床控制、机器人控制、汽车控制以及飞行器制导系统等方面得到广泛的应用。
3.在家用电器中的应用
现在的家用电器基本上都有单片机控制的踪影，大到电冰箱、洗衣机、电视机、电子游戏机，小到电子玩具、MP3、电子称量各种音响视屏器材，单片机无处不在。
4.在计算机网络和通信领域中的应用
网络，Internet的迅速发展给我们带来了一个崭新的时代，在这个时代中，单片机早已深深的融入我们每个人的生活之中。使单片机的体积小和Internet的应用广、传播快捷的特点结合起来，从而实现方便、低廉地将信息传送到几乎世界上每个地方。
5.单片机在医用设备领域中的应用
单片机在医用设备中的用途相当广泛，例如医用呼吸机、各种分析仪、监护仪、超声诊断设备及病床呼叫系统等等。
6.在各种大型电器中的模块化应用
某些专用单片机设计用于实现特定功能，从而在各种电路中进行模块化应用，而不要求使用人员了解其内部结构。如音乐集成单片机，看似简单的功能，微缩在纯电子芯片中（有别于磁带机的原理），就需要复杂的类似于计算机的原理。如：音乐信号以数字的形式存于存储器中（类似于ROM），由微控制器读出，转化为模拟音乐电信号（类似于声卡）。在大型电路中，这种模块化应用极大地缩小了体积，简化了电路，降低了损坏、错误率，也方便于更换。
此外，单片机在工商，金融，科研，教育，国防航空航天等领域都有着十分广泛的用途[6-15]。
3课题的研究内容及拟采取的研究方法（技术路线）、研究难点及预期达到的目标
3.1研究内容
设计一套模拟路灯控制系统，能实现定时开关各单元路灯，并且能根据环境明暗变化，自动开关灯。通过计时系统来对时间进行有效的控制。当某个路灯发生故障，故障信号发送给主机，利用显示模块以及输入模块等作为人机界面，实现显示及声光报警等功能。
系统设计包含硬件系统设计和软件系统设计。硬件系统包括：
1）支路控制器与输入显示。输入显示界面是选择人机通信的关键，该界面能够设定、显示开关灯时间，并且能够显示故障灯的地址编号。
2）环境明暗检测与故障声光报警环境明暗检测也是系统的重要组成部分，它主要用于白天路灯的关闭和夜晚路灯的开启。
3）交通情况检测系统与电源模块。
软件部分主要任务为结合硬件系统，绘制程序流程图，编写相关程序，完成对应功能。 3.2研究方法
项目实现需要掌握和熟悉单片机，光敏电阻，A/D转换器，LED显示和相关芯片的工作原理和实现方法。
（1）单片机应用能力
熟悉51系列单片机的硬件结构，指令系统，中断系统，定时器计数器，扩展存储器的设计，I\\O接口设计及其与显示器，键盘，D\\A和A\\D等的接口设计 。
（2）光敏电阻