【正文】 提高以及 下游需求市場(chǎng)不斷擴(kuò)大，臺(tái)燈行業(yè)在國(guó)內(nèi)和國(guó)際市場(chǎng)上發(fā)展形勢(shì)都十分看好。雖然受金融危機(jī)影響使得臺(tái)燈行業(yè)近 幾 年 來(lái) 發(fā) 展速度 比較 減緩，但 伴 隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的 飛 速 的 發(fā)展以及國(guó)際金融危機(jī)的逐漸消退，我國(guó)臺(tái)燈行業(yè)重新迎來(lái)良好的發(fā)展機(jī)遇 和光明方向。 進(jìn)入 2020 年 以來(lái)， 我國(guó)臺(tái)燈行業(yè)面臨 全 新的發(fā)展 趨 勢(shì)，由于新 興產(chǎn) 業(yè) 的 不斷增多，上游原材料 的 價(jià)格持續(xù) 暴 漲，導(dǎo)致行業(yè) 的 利潤(rùn) 下降 ，因此我國(guó)臺(tái)燈行業(yè)的 市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)也日趨激烈。面對(duì) 如此的形式 ，臺(tái)燈行業(yè)業(yè)內(nèi)企業(yè)要積極 對(duì)待 ，注重培養(yǎng) 企業(yè)的 創(chuàng)新能力，不斷提高自身 的 生產(chǎn)技術(shù) 特點(diǎn) ，加強(qiáng)企業(yè) 的 競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)， 另外 臺(tái)燈行業(yè)內(nèi)企業(yè)還應(yīng) 該 全面 的 把握該行業(yè)的市場(chǎng)運(yùn)行 勢(shì)態(tài) ，不斷學(xué)習(xí)該行業(yè) 的最新生產(chǎn)技術(shù)， 關(guān)注 該行業(yè) 在 國(guó)家政策法規(guī) 內(nèi) 的動(dòng)態(tài) ，掌握 相同企業(yè) 競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的淮海工學(xué)院二 〇一二 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 3 頁(yè) 共 36 頁(yè) 發(fā)展動(dòng)態(tài)，只有 這樣 才能使企業(yè) 能夠 充分了解該行業(yè)的發(fā)展動(dòng)態(tài) ，認(rèn)識(shí) 自身在行業(yè)中所處 的 地位，并制定正確的發(fā)展策略 來(lái)使得 企業(yè)在殘酷的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中取得 絕對(duì) 領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)。 智能臺(tái)燈在國(guó)外的發(fā)展趨勢(shì) 據(jù) 歐 洲最 新發(fā) 表的 分析 報(bào)告 ( THE EUROPEAN AUTOMOTIVE LIGHTING TECHNOLOGIES MARKETS 指出，到 2020 年 臺(tái)燈 照明技術(shù)市場(chǎng)總值預(yù)計(jì)可達(dá)到 39億美元。市場(chǎng)增長(zhǎng)來(lái)源于新產(chǎn)品市場(chǎng)值預(yù)計(jì)達(dá) 11億美元。報(bào)告認(rèn)為，先進(jìn)技術(shù)、相關(guān)的政策法規(guī)以及新的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)者三 因素相互制約，將從根本上影響到市場(chǎng)值的歐洲 臺(tái)燈 照明市場(chǎng) 。 臺(tái)燈 照明技術(shù)革新后，一旦安全、經(jīng)濟(jì)、高效能的 智能臺(tái)燈 照明產(chǎn)品投入市場(chǎng)，一批新公司將立即參與市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，該行業(yè)的競(jìng)技場(chǎng)將重新被定義 。 2 設(shè)計(jì)思路 設(shè)計(jì)內(nèi)容 設(shè)計(jì)一智能臺(tái)燈控制器，實(shí)現(xiàn)照明控制系統(tǒng)的人性化，其功能如下： 當(dāng)光的亮度足夠時(shí)，臺(tái)燈處于關(guān)閉狀態(tài)。在亮度不足時(shí)，有人走近時(shí)臺(tái)燈則自動(dòng)點(diǎn)亮，并根據(jù)周?chē)h(huán)境的亮度自動(dòng)調(diào)節(jié)燈泡的功率。 臺(tái)燈點(diǎn)亮?xí)r開(kāi)始計(jì)時(shí)，計(jì)時(shí)達(dá)到一小時(shí)時(shí)發(fā)出燈光閃爍信號(hào)，提醒使用者起立活動(dòng)。 具有溫度測(cè)量及顯示功能。 該系統(tǒng)由光感元件、人體內(nèi)部的感知器、時(shí)間計(jì)數(shù)器以及亮度控制器及單片機(jī)等組成。 總體要求 給出設(shè)計(jì)原理及整體設(shè)計(jì)思路，畫(huà)出整機(jī)原理圖。 給出具體單元設(shè)計(jì)，畫(huà)出單元電路，并進(jìn)行電路設(shè)計(jì)中相關(guān)元件值的計(jì)算。 淮海工學(xué)院二 〇一二 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 4 頁(yè) 共 36 頁(yè) 臺(tái)燈已是千家萬(wàn)戶的必需生活用品，經(jīng)常由于忘記關(guān)燈而造成巨大的能源浪費(fèi)。當(dāng)夜晚來(lái)臨時(shí)，人們又摸黑去開(kāi)燈，非常不方便。在這里設(shè)計(jì)了以人體紅外輻射（波長(zhǎng)為 10um）傳感控制電路。當(dāng)人體在臺(tái)燈的范圍內(nèi)且環(huán)境光強(qiáng)較弱時(shí)，自動(dòng)感應(yīng)開(kāi)燈；用一個(gè)時(shí)間計(jì)數(shù)器顯示，當(dāng) 人在臺(tái)燈下工作學(xué)習(xí)滿一小時(shí)后，臺(tái)燈會(huì)發(fā)出蜂鳴聲，讓人起身活動(dòng)，以便提高工作效率。 整體設(shè)計(jì)思路 整個(gè)系統(tǒng)是在單片機(jī) 89C51 控制下工作的。其工作過(guò)程為：由熱釋電傳感器檢測(cè)一定范圍內(nèi)是否有人在，當(dāng)沒(méi)有人時(shí)熱釋電傳感器的 2 端口不會(huì)產(chǎn)生信號(hào)，信號(hào)處理電路和單片機(jī)都不工作。當(dāng)有人靠近時(shí)，端口 2發(fā)出變化緩慢、幅值?。ㄐ∮?1mv）的信號(hào)，該信號(hào)經(jīng)過(guò)信號(hào)處理電路把不規(guī)則的波形轉(zhuǎn)化成適合單片機(jī)處理的數(shù)字信號(hào)并通過(guò) INT1 端口輸入到單片，在此過(guò)程中同時(shí)還要通過(guò)光敏電阻進(jìn)行光照強(qiáng)度檢測(cè)，當(dāng)環(huán)境光比較強(qiáng)時(shí)，光敏電阻阻值 比較小，端口 電平較低，省去了 89C51 處理過(guò)程。當(dāng)環(huán)境光比較弱時(shí)，光敏電阻阻值變大，端口 電平較高，將此電平送到單片機(jī)。單片機(jī)接收到開(kāi)燈信號(hào)后，發(fā)出控制信息將臺(tái)燈點(diǎn)亮，同時(shí)通過(guò)計(jì)時(shí)提醒電路開(kāi)始計(jì)時(shí)，當(dāng)計(jì)時(shí)達(dá)到整點(diǎn)是通過(guò)揚(yáng)聲器發(fā)出鳴響，提醒使用者起身活動(dòng)。 淮海工學(xué)院二 〇一二 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 5 頁(yè) 共 36 頁(yè) 圖 21 系統(tǒng)機(jī)構(gòu)圖 本系統(tǒng)組成如圖（ 21）所示，主要由三部分組成： 1) 傳感器及信號(hào)處理電路 :檢測(cè)人體輻射紅外信號(hào)及光強(qiáng)信號(hào)經(jīng)過(guò)處理后變成可處理的數(shù)字信號(hào)。 2) 以 AT89C51 組成的中央處理單元：處理信號(hào)并發(fā)出控制命令。 3) 計(jì)時(shí)提醒電路和燈光控制電路 ：給出提醒信號(hào)并根據(jù) AT89C51 給出的命令控制燈光。 3 系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) 單片機(jī) 關(guān)于單片機(jī)的發(fā)展史及簡(jiǎn)介 單片機(jī)是一種集成電路芯片，采集超大規(guī)模集成電路技術(shù)把具有數(shù)據(jù)處理能力（如算數(shù)運(yùn)算、邏輯運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送、中斷處理）的微型處理器 ,隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（ RAM）、只讀程序存儲(chǔ)器（ ROM）、輸入 /輸出電路（ I/O） ,可能還包括定時(shí) /計(jì)數(shù)器、串行通信口（ SCI）、顯示驅(qū)動(dòng)電路（ LCD 或 LED 驅(qū)動(dòng)電路）、脈寬調(diào)制電路 （ PWM）、模擬多路轉(zhuǎn)化器及 A/D轉(zhuǎn)化器等電路集成到一片芯片上，構(gòu)成一個(gè)最小而又完善的計(jì)算機(jī)系統(tǒng) [3]。這些電路能在軟件的控制下準(zhǔn)確、迅速、高效的完成程序設(shè)計(jì)者事先規(guī)定的任務(wù)。 AT89C51 熱釋電紅外傳感器 1 熱釋電紅外傳感器 2 光敏電阻 信號(hào) 處理 電路 提醒電路 燈光控制電路 淮海工學(xué)院二 〇一二 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 6 頁(yè) 共 36 頁(yè) 單片機(jī)由 芯片 內(nèi)僅有 CPU 的專用 處理器 發(fā)展 形成的 。最早的設(shè)計(jì)理念是通過(guò)將 大量外圍設(shè)備和 CPU 集成在一個(gè)芯片中，使 計(jì)算機(jī)系統(tǒng) 更 簡(jiǎn)單 ，更容易集成進(jìn)復(fù)雜的而對(duì)體積要求嚴(yán)格的控制設(shè)備當(dāng)中 [5]。 INTEL 的 Z80 是最早按照這種思想設(shè)計(jì)出的處理器，從 那 以后，單片機(jī)和專用處理器的發(fā)展便分道揚(yáng)鑣 單片機(jī)出現(xiàn)的歷史不是很長(zhǎng)，如果將 8位單片機(jī)的推出作為分類的起點(diǎn)，可以發(fā)現(xiàn)單片機(jī)的發(fā)展歷史大致可以分為三個(gè)階段： 第一個(gè)階段（ 1974 年 1978 年）：初級(jí)單片機(jī)階段。 主要是以 Inter 公司的MCS48 為代表。這個(gè)系列的單片機(jī)片內(nèi)集成有 8位 CPU、并行 I/O 口、 8位定時(shí)/計(jì)數(shù)器，尋址范圍不大于 4K，并且沒(méi)有串行口。 第二個(gè)階段（ 1978 年 1983 年）：高性能單片機(jī)階段。在這一階段推出的單片機(jī)普遍帶有串行 I/O 口，并且有多級(jí)中斷處理系統(tǒng)、 16位定時(shí) /計(jì)數(shù)器。片內(nèi)RAM、 ROM 容量加大，并且尋址范圍能夠達(dá)到 64K 字節(jié)，有的單片機(jī)片內(nèi)還帶有A/D 轉(zhuǎn)換接口。這類單片機(jī)的代表有 Inter 公司的 MCS5 Motorola 公司的 6801和 Zlog 公司的 Z8 等。 第三個(gè)階段（ 1983 年以后）： 8位單片機(jī)鞏固發(fā)展以及 16 位單片機(jī)推出階段。這一階段的主要特性是一方面發(fā)展 16 位單片機(jī)及單片機(jī)；另一方面同時(shí)不斷完善高檔 8 位單片機(jī)，改善其結(jié)構(gòu)，以滿足不同的用戶需要。 單片機(jī)又可以稱之為單片微控制器 ,它不是指完成某一個(gè)邏輯功能的芯片 ,而是通過(guò)把一個(gè)計(jì)算機(jī)的整體系統(tǒng)集成到一個(gè)很小的芯片上。相當(dāng)于一個(gè)微型的計(jì)算機(jī)，但是和計(jì)算機(jī)比較，單片機(jī)只缺少了 I/O 設(shè)備 [7]。概括的描述：一塊芯片就可以當(dāng)做一臺(tái)計(jì)算機(jī) [5]。它的體積小、質(zhì)量輕、價(jià)格便宜、能夠?yàn)閷W(xué)習(xí)、應(yīng)用和開(kāi)發(fā)提供相當(dāng)便利條件。同時(shí)，學(xué)習(xí)使用單片 機(jī)是了解計(jì)算機(jī)原理與結(jié)構(gòu)的最佳選擇。 單片機(jī)是靠程序來(lái)運(yùn)行的，并可以做出修改。通過(guò)不同的程序來(lái)實(shí)現(xiàn)不同的功能，尤其是特殊的獨(dú)特的一些功能，這是其他的器件需要費(fèi)很多麻煩才能實(shí)現(xiàn)的，有些則是花功夫都很難做到的。單片機(jī)可以通過(guò)操作人員編寫(xiě)的程序可以實(shí)現(xiàn)高智能，高效率，以及高可靠性。 目前，很多人對(duì) 匯編語(yǔ)言 并不認(rèn)可?？梢哉f(shuō)，掌握用 C語(yǔ)言單片機(jī)編程很重要，可以大大提高開(kāi)發(fā)的效率。不過(guò)初學(xué)者可 以不了解單片機(jī)的匯編語(yǔ)言，但一淮海工學(xué)院二 〇一二 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 7 頁(yè) 共 36 頁(yè) 定要了解單片機(jī)具體性能和特點(diǎn)，不然在單片機(jī)領(lǐng)域是比較致命的?？梢钥隙ǖ恼f(shuō)，最好的 C 語(yǔ)言單片機(jī)工程師都是從匯編走出來(lái)的編程者，因?yàn)?單片機(jī)的 C語(yǔ)言 雖然是高級(jí)語(yǔ)言，但是它不同于臺(tái)式機(jī)個(gè)人電腦上的 VC++什么的。單片機(jī)的硬件資源不是非常強(qiáng)大，不同于我們用 VC、 VB 等高級(jí)語(yǔ)言在臺(tái)式 PC 上寫(xiě)程序，畢竟臺(tái)式電腦的硬件非常強(qiáng)大，所以才可以不考慮硬件資源的問(wèn)題。 還有就是在單片機(jī)編程中 C語(yǔ)言 雖然編程方便，便于人們閱讀，但是在執(zhí)行效率上是要比匯編語(yǔ)言低 10%到 20%，所以用什么語(yǔ)言編寫(xiě)程序是要看具體用在什么場(chǎng)合下?？偟膩?lái)說(shuō)做單片機(jī)編程要靈活使用匯編語(yǔ)言與 C 語(yǔ)言，讓單片機(jī)的強(qiáng)大功能以最高是效率展示給用戶。 在單片機(jī)的編程中，目前占統(tǒng)治地位的軟件還是最低的匯編語(yǔ)言，它是除了二進(jìn)制機(jī)器碼以上最低級(jí)的語(yǔ)言了，選擇這種低級(jí)語(yǔ)言的原因就是因?yàn)閱纹瑱C(jī) 沒(méi)有家里用的計(jì)算機(jī)那樣的 CPU，也沒(méi)有像硬盤(pán)那樣的具有海量存儲(chǔ)設(shè)備。一個(gè)可視化高級(jí)語(yǔ)言編寫(xiě)的小程序里面即使只擁有一個(gè)按鈕，也會(huì)達(dá)到幾十 K的尺寸，對(duì)于家用 PC的硬盤(pán)來(lái)講沒(méi)什么關(guān)系，但是對(duì)于單片機(jī)來(lái)說(shuō)是無(wú)法接受的。 單片機(jī)在硬件資源方面的利用率必須達(dá)到一定的標(biāo)準(zhǔn)才行，所以匯編雖然很原始，卻還是在大量使用。同樣的道理，如果把巨型計(jì)算機(jī)上的操作系統(tǒng)和應(yīng)用軟件放到家用 PC 上來(lái)運(yùn)行，家用 PC 的也是無(wú)法實(shí)現(xiàn)目標(biāo)的。 單片機(jī)自動(dòng)完成賦予它的任務(wù)的過(guò)程，也就是單片機(jī)執(zhí)行程序的過(guò)程，即一條條執(zhí)行的指令的過(guò)程，所謂指令就是把要 求單片機(jī)執(zhí)行的各種操作用的命令的形式寫(xiě)下來(lái)，這是 由 設(shè)計(jì)人員 編譯 的指令系統(tǒng) 來(lái) 決定的，一條指令對(duì)應(yīng)一種基本操作 方式 ；單片機(jī)所能執(zhí)行的全部指令，就是 所說(shuō)的 該單片機(jī)的指令系統(tǒng)，不同型號(hào) 的單片機(jī)，其指令系統(tǒng) 也會(huì) 不同。為使單片機(jī)能自動(dòng)完成某一特定任務(wù)，必須把 需 要解決的問(wèn)題編成一系列指令（這些指令必須是單片機(jī) 所 能識(shí)別和執(zhí)行的指令），這 些 指令的集合就成為程序，程序需要預(yù)先存放在具有存儲(chǔ)功能的部件—— 存儲(chǔ)器中 [6。存儲(chǔ)器由許多存儲(chǔ)單元（最小的存儲(chǔ)單位）組成，就像大樓房有許多房間組成一樣，指令就存放在這些單元里，單元里的指令取 出并執(zhí)行就像大樓房的每個(gè)房間的被分配到了唯一一個(gè)房間號(hào)一樣，每一個(gè)存儲(chǔ)單元也必須被分配到唯一的地址號(hào)，該地址號(hào)稱為存儲(chǔ)單元的地址 [8]，這樣只要知道了存儲(chǔ)單元的地址，就可以找到這個(gè)存儲(chǔ)單元，其中存儲(chǔ)的指令就可以被取出，然后再淮海工學(xué)院二 〇一二 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 8 頁(yè) 共 36 頁(yè) 被執(zhí)行。 程序通常是順序執(zhí)行的，所以程序中的指令也是一條條順序存放的，單片機(jī)在執(zhí)行程序時(shí)要能把這些指令一條條取出并加以執(zhí)行，必須有一個(gè)部件能追蹤指令所在的地址，這一部件就是程序計(jì)數(shù)器 PC（包含在 CPU 中），在開(kāi)始執(zhí)行程序時(shí)，給 PC 賦以程序中第一條指令所在的地址，然后取得每一條要執(zhí)行的命 令， PC之中的內(nèi)容就會(huì)自動(dòng)增加，增加量由本條指令長(zhǎng)度決定，可能是 2 或 3，以指向下一條指令的起始地址，保證指令順序執(zhí)行。 單片機(jī)的分類 （ 1） 單片機(jī)作為計(jì)算機(jī)發(fā)展的一個(gè)重要 組成部分 ， 需要一個(gè) 較科學(xué)的分類方法。根據(jù)目前發(fā)展 趨勢(shì)來(lái)看 ，從不同 的角度可以將 單片機(jī) 大體上 分為 ： 通用型/專用型、總線型 /非總線型、工控型 /家電型。 （ 2）通用型 /專用型 ： 這是按 照 單片機(jī) 所 適用 的 范圍來(lái)區(qū)分的。例如， 80C51是通用型單片機(jī)，它不是為某種 特定 專用途設(shè)計(jì)的；專用型單片機(jī)是針對(duì)一類產(chǎn)品甚至某一個(gè) 特定 產(chǎn)品設(shè)計(jì)生產(chǎn)的，例 如為了 達(dá)到 電子體溫計(jì)的要求，在片內(nèi)集成 ADC 接口等功能的溫度測(cè)量控制電路。 （ 3）總線型 /非總線型 ： 這是按單片機(jī)是否提供并行總線來(lái)區(qū) 別 的?？偩€型單片機(jī)普遍設(shè)置 包括 并行地址總線、 數(shù)據(jù)總線、控制總線，這些引腳用以擴(kuò)展并行外圍器件都可 直接 通過(guò)串行口與單片機(jī) 相連 ，另外， 大多數(shù)的 單片機(jī)已把所需要的外圍器件 以 及外設(shè)接口集成一 塊芯片的 片內(nèi)，因此在 大多數(shù) 情況下可以不要 用 并行擴(kuò)展總線， 這樣一來(lái)就會(huì) 大大減省封裝成本和芯片體積，這類單片機(jī) 統(tǒng)稱為非總線型單片機(jī)。 （ 4）控制型 /家電型 ： 這是按照單片機(jī)應(yīng)用的領(lǐng)域 來(lái) 區(qū)分的。一般 來(lái) 說(shuō) ，工控型 的 尋址范圍 比較 大，運(yùn)算能力強(qiáng)； 適合 用于家電的單片機(jī)多為專用型，通常是小封裝、價(jià)格 比較低廉 ，外圍器件和外設(shè)接口 的 集成度 很高 。 顯然，上述分類并不是 唯一的標(biāo)準(zhǔn) 。例如， 80C51 類單片機(jī)既是通用型又是總線型，還可以作工控用。 （ 5）目前，單片機(jī)技術(shù)已經(jīng)十分成熟，單片機(jī)產(chǎn)品也種類繁多，性能各異。通?？砂凑罩噶罴?、制造工藝、片內(nèi)存儲(chǔ)器與所能處理的數(shù)據(jù)寬度等幾個(gè)方面的差異來(lái)對(duì)單片機(jī)進(jìn)行分類。 淮海工學(xué)院二 〇一二 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 9 頁(yè) 共 36 頁(yè) a按指令集分類 單片機(jī)中的中央處理器是依靠指令來(lái)計(jì)算和控制整個(gè)系統(tǒng)的，中