基于單片機(jī)的智能路燈控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)論文(存儲(chǔ)版)
【正文】 家用電器、通信系統(tǒng)等領(lǐng)域，單片機(jī)都正在發(fā)生著非常重要 的作用。大多數(shù)單片機(jī)如 51 系列，開(kāi)發(fā)芯片和擴(kuò)展應(yīng)用芯片相互配套，降低了系統(tǒng)成本。 MCS51 系列單片是眾多單片機(jī)中的一種， 由于它們都是基于 8051 內(nèi)核發(fā)展起來(lái)的，所以稱(chēng) 51 單片機(jī)，而本次設(shè)計(jì)就是基于 51 單片機(jī)完成的。只是能力沒(méi)那么強(qiáng)大。 （ 2）辦公自動(dòng)化設(shè)備：現(xiàn)代辦公室使用的大量通信和辦公設(shè)備多數(shù)嵌入了單片機(jī)。 （ 6）智能化通信產(chǎn)品：最突出的是手機(jī)，當(dāng)然手機(jī)內(nèi)的芯片屬專(zhuān)用型單片機(jī)。 單片機(jī)的發(fā)展趨勢(shì) 隨著微電子技術(shù)和集成電 路技術(shù)的迅速發(fā)展，目前各個(gè)公司研制出了能夠適用于各種領(lǐng)域的單片機(jī)。 AT89C51簡(jiǎn)介 MCS51 系列單片機(jī)是由美國(guó)的 Intel 公司開(kāi)發(fā)研制，并于1980 年推出的產(chǎn)品。單片機(jī)最小系統(tǒng)是單片機(jī)控制電路的核心。當(dāng)光敏電阻受到光照時(shí)，價(jià)帶中的電子吸收光子能量后躍遷到導(dǎo)帶，成為自由電子，同時(shí)產(chǎn)生空穴，電子 — 空穴對(duì)的出現(xiàn)使電阻率變小。用于制造光敏電阻的材料主要是金屬的硫化物、硒化物和碲化物等半導(dǎo)體。 光電檢測(cè)電路 在設(shè)計(jì)中使用光敏電阻作為光傳感器件對(duì)外界光線進(jìn)行檢測(cè)，主要是利用了光敏電阻在光線的作用下其阻值往往變小的這種光導(dǎo)效應(yīng)現(xiàn)象，也有基于光敏二極管、光敏三極管等光電檢測(cè)元件的相關(guān)電路，如下圖所示是光電檢測(cè)電路將檢測(cè)到的信號(hào)以高低電平的形式傳送給單片機(jī)，從而 完成整個(gè)光電檢測(cè)的過(guò)程。下圖是 A/D574 與單片機(jī)接口電路，它分兩次將單極性電壓的 12 位轉(zhuǎn)換結(jié)果送給單片機(jī)。鍵盤(pán)的防 抖動(dòng)可有軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)。 主要功能： 原理圖設(shè)計(jì)， 印刷電路板設(shè)計(jì) ， FPGA 的開(kāi)發(fā) ， 嵌入式開(kāi)發(fā) ， 3D PCB 設(shè)計(jì) Keil C51 Keil C51 是美國(guó) Keil Software 公司（ ARM 公司之一）出品的 51 系列兼容單片機(jī) C 語(yǔ)言軟件開(kāi)發(fā)系統(tǒng)。在此對(duì)所有幫助過(guò)我的老師和同學(xué)表示真摯的感謝 。 程序設(shè)計(jì)總方案 根據(jù)模塊的劃分原則，將該程序劃分初始化模塊， A/D 轉(zhuǎn)換子程序和顯示子程序，這三個(gè)程序模塊構(gòu)成了整個(gè)系統(tǒng)軟件的主程序，如圖所示。該平臺(tái)拓寬了板級(jí)設(shè)計(jì)的傳統(tǒng)界面，全面集成了 FPGA 設(shè)計(jì)功能和 SOPC設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)功能，從而允許工程設(shè)計(jì)人員能將系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的 FPGA 與 PCB設(shè)計(jì)及嵌入式設(shè)計(jì)集成在一起。 鍵盤(pán)模塊 使用鍵盤(pán)可以有效地調(diào)節(jié)閾值。輸入可設(shè)置為單極性，也可設(shè)成雙極性。 光敏電阻原理圖 在 光敏電阻兩端的金屬電極之間加上電壓，其中便有電流通過(guò)，受到適當(dāng)波長(zhǎng)的光線照射時(shí)，電流就會(huì)隨光強(qiáng)的增加而變大，從而實(shí)現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換。 光敏電阻是采用半導(dǎo)體材料制作，利用內(nèi)光電效應(yīng)工作的光電元件。構(gòu)成光敏電阻的材料有金屬的硫化物、硒化物、碲化物等半導(dǎo)體。 單片機(jī)最小系統(tǒng)電路 單片機(jī)最小系統(tǒng)是單片機(jī)系統(tǒng)的核心，其他的外圍電路都是在最小系統(tǒng)的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)的。 （ 5）引腳的多功能化：?jiǎn)纹瑱C(jī)現(xiàn)在普遍采用管腳復(fù)用的設(shè)計(jì)方案。這種以軟件取代硬件并能提高系統(tǒng)性能的控制技術(shù)稱(chēng)為微控技術(shù)。 （ 5） 智能化儀表：采用單片機(jī)的智能化儀表大大提升了儀表的檔次，強(qiáng)化了功能。單片機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域可歸納為幾個(gè)方面： （ 1）智能化家用電器：各種家用電器普遍采用單片機(jī)智能化控制代替?zhèn)鹘y(tǒng) 的電子線路控制，升級(jí)換代，提高檔次。因?yàn)槟軌蜻\(yùn)行程序，所以可以做很多的事情。 單片機(jī)經(jīng)過(guò) 4代的發(fā)展，以達(dá)到了 32位單片機(jī)，是目前單片機(jī)的頂級(jí)產(chǎn)品，具有極高的運(yùn)算速度。 （ 5）單片機(jī)本身并不具備開(kāi)發(fā)能力，一般情況下，需要借助專(zhuān)用的開(kāi)發(fā)工具在相應(yīng)的開(kāi)發(fā)環(huán)境下，進(jìn)行系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)和調(diào)試，但最終形成的產(chǎn)品簡(jiǎn)單實(shí)用，成本低，效益高。 單片機(jī)的應(yīng)用意義遠(yuǎn)不限于它的應(yīng)用范疇或由此帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)效益，更重要的是它從根本上改變了傳統(tǒng)的控制方法和設(shè)計(jì)理念，向著嵌入式系統(tǒng)方向發(fā)展。單片機(jī)的使用需要用戶(hù)了解其芯片的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和相應(yīng)的指令系統(tǒng)以及其他一些集成電路設(shè)計(jì)技術(shù)和系統(tǒng)設(shè)計(jì)所需要的理論技 術(shù)。此課題要求以路燈控制器為對(duì)象，完成硬件系統(tǒng)和軟件程序的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)以光線強(qiáng)弱方式來(lái)控制路燈的亮滅功能，屬于軟硬件相結(jié)合的題目。其不足是由于反應(yīng)速度較慢，用電高峰時(shí)電壓降到非穩(wěn)定區(qū)容易造成燈光閃滅，不能自動(dòng)調(diào)節(jié)，同時(shí)如果電壓突然升高，則會(huì)對(duì)燈具造成損壞，相對(duì)來(lái)說(shuō)穩(wěn)壓效果較差；第二種是采用 電子
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