【正文】 光二極管亮的警報。當這種電壓超過晶體管的 CBOV ， CEOV 時，晶體管將會被擊穿。具體情況如圖 34 示 。外接石英晶體（或陶瓷諧振器）及電容 C2 C24 接在放大器的反饋回路中構成并聯(lián)振蕩電路。因此，在本設計中選用了最大輸出電流為 1A的穩(wěn)壓管（ LM 系列）。 按鍵模塊：調節(jié)時間以及手動調節(jié) LED 燈亮度。 五邑大學本科畢業(yè)設計 10 第 3章 硬件電路的原理與設計 概述 本設計由 7 模塊組成，它們分別是：供電模塊、 AT89S52 單片機控制模塊、 LED 燈恒流驅動電源模塊、路燈信號檢測模塊 、聲光報警模塊、按鍵模塊 、 LCD 顯示模塊 。在讀操作中， DS 的上升沿使 DS12C887 將內部數(shù)據(jù)送往總線 AD0～ AD7 上，以供外部讀取。在 12 小時制模式中，用 AM 和 PM 區(qū)分上午和下午；時間的表示方法也有兩種，一種用二進制數(shù)表示，一種是用 BCD 碼表示； DS12C887 中帶有 128 字節(jié) RAM，其中有 11 字節(jié) RAM 用來存儲時間信息， 4 字節(jié) RAM 用來存儲 DS12C887 的控制信息，稱為控制寄存器， 113 字節(jié)通用 RAM 使用戶使用；此外用戶還可對 DS12C887 進行編程以實現(xiàn)多種方波輸出，并可對 其內部的三路中斷通過軟件進行屏蔽。只要在線圈兩端加上一定的電壓，線圈中就會流 過一定的電流，產生電磁效應，銜鐵 會在電磁力吸引的作用下克服返回彈簧的拉力吸向鐵芯，從而帶動銜鐵的動觸點與靜觸點（常開觸點）吸合。由于振動引起的輸出電壓的變化量較小，所以要在電容的后面加一個效應管進行放大，提高話筒的靈敏度，同時場效應管還可以與音頻放大器匹配。因此它可用作對外輸出脈沖或用于定時。 I/O 口作為輸入口時有兩種工作方式，即所謂的讀端口與讀引腳。這是由于內部上拉電阻的緣故。當P1 口的管腳第一次寫 1 時，被定義為高阻輸入。 89 系列單片機的引腳與 80C51 單片機的引腳順序是一樣的，所以，當需要用 89 系列的單片機代替 80C51 時，只需要見封裝相同就可以進行代換。 (12) AGND ：模擬地。 (8) 2OUTI ：電流輸出 2 端，在電路中作用為保證 常數(shù)?? 21 OUTOUT II 。 (4) 1WR ：寫信號 1 端，低電平有效。由圖可知，當 2WR 和 XFER 均為低電平時， ? ? 12 ?LE ，此時允許 D/A 轉換，否則， ? ? 02 ?LE ，停止D/A 轉換。 它由三大部分組成：一個 8 位輸入寄存器，一個 8 位 DAC 寄存器和一個 8 位 D/A 轉換器?？稍O定光的亮度（比如晚上 19 點 24 點最亮， 24 點后改成聲控或者中等亮度 ， 6 點后關閉），有自動和手動兩種調光控制 ； LED 路 燈驅動電路 的設計。美國能源部于 20xx 年開始啟動國家半導體照明研究計劃，即“下一代照明計劃”（ NGLI），由 13 個國家重點實驗室、公司和大學參與。LED 是 Light Emitting Diode(發(fā)光二極管 )的縮寫， LED 作為照明光源與傳統(tǒng)的照明光源相比具有直流低電壓驅動、耗電量少、抗振動、壽命長、納秒級的響應速度、設計空間大、環(huán)保；可連續(xù)開頭閃斷，能輕松實現(xiàn) 0100%調光功能等突出優(yōu)點，被認為是新一代的綠色照明器具。一是低碳經濟關聯(lián)度大，產業(yè)鏈長，對農業(yè)、醫(yī)藥、能源、材料、環(huán)保等其他產業(yè)的發(fā)展有較強的帶動和誘導作用。單片機根據(jù)聲光 傳感器 對路邊狀況 的 檢測和時鐘芯片 DS12C887 設置的時間來控制 D/A 轉換芯片 ,與 LED 恒流驅動共同 實現(xiàn) LED 路燈 亮度 的自動調節(jié)，通過控制繼電器實現(xiàn) LED 路燈 的開關 ， 并用二極管組成保護電路。 論文 詳細 論述了控制系統(tǒng)的組成、 相關 硬件和軟件的設計、工作原理。資源依賴性強，就為節(jié)能環(huán)保空間廣闊的發(fā)展中國家 （如我國）提供了實現(xiàn)跨越式發(fā)展的難得機遇；技術通用性強，則不易形成市場壟斷，而容易實現(xiàn)在不同應用領域的技術轉移，當前還沒有形成發(fā)達國家壟斷的低碳科技、低碳質量、低碳產品標準，這就為后發(fā)國家提供了實現(xiàn)跨越式發(fā)展的可能性。特別是 20xx 年初，為了擴大內需，推動中國 LED 產業(yè)的發(fā)展，降低能源消耗，中國科技部推出 “十城萬盞 ”半導體照明應用示范城市方案， 進一步推動了我國 LED 路燈技術的發(fā)展。 美國五角大樓 （美國國防部）、 美國聯(lián)邦儲備局 （美國的中央銀行）這樣一些重要機構，已 正式開始啟用 LED 燈具 。可顯示亮燈時間等參數(shù) ； 監(jiān)控電路、報警電路、保護電路以及一些外圍電路的設計 。它的工作原理簡述如下。 DAC0832 引腳功能 五邑大學本科畢業(yè)設計 4 DAC0832 有 20 根引腳，采用雙列直插式封裝，其引腳排列如圖 22 示。 (5) 2WR ：寫信號 2 端，低電平有效。 bRf 可由內 部提供，也可由外部提供，片內集成的電阻為 15 KΩ。 AT89S52 的特點 五邑大學本科畢業(yè)設計 5 (1)40個引腳， 4k Bytes Flash 片內程序存儲器； (2)128 bytes 的隨機存取數(shù)據(jù)存儲器（ RAM）； 32個外部雙向輸入 /輸出（ I/O）口；5個中斷優(yōu)先級 2層中斷嵌套中斷； 2個 16位可編程定時計數(shù)器； (3)2個全雙工串行通信口， 看門狗電路 ，片內時鐘振蕩器。 (7)可進行反復的系統(tǒng)實驗。 P1口： P1口是一個內部提供上拉電阻的 8位雙向 I/O 口， P1口緩沖器能接收輸出4TTL 門電流。 P2口在 FLASH 編程和校驗時接收高八位地址信號和控制信號。 RST：復位。此時， ALE 只有在執(zhí)行 MOVX， MOVC 指令是 ALE 才起作用。常用的光敏電阻器硫化鎘光敏電阻器，它是由半導體材料制成的。對于繼電器 “常開、常閉 ”觸點，可以這樣來區(qū)分：繼電器線圈未通電時處于斷開狀態(tài)的靜觸點，稱為 “常開觸點 ”；處于接通狀態(tài)的靜觸點稱為 “常閉觸點 ”。 MOT：模式選擇腳， DA12C887 有兩種工作模式，即 Motorola 模式和 Intel 模式，當 MOT 接 VCC 時，選用的工作模式是 Motorola 模式，當 MOT 接 GND 時，選用的是 Intel 模式。此時，該引腳的作用是區(qū)分進行的是讀操作還是寫操作，當 R/W 為高電平時為讀操作， R/W 為低電平時為寫操作；當 MOT 接 GND 時，該腳工作在 Intle 模式，此時該作為寫允許輸入，即 Write Enable。 12V 和 +5V 的直流穩(wěn)壓電源，為各模塊供電 [4]。 圖 32 供電模塊電路圖 電源電路由變壓、整流、濾波、穩(wěn)壓 四部分構成。三端集成穩(wěn)壓電源具有使用方便、安全可靠、性能穩(wěn)定、價格低廉等優(yōu)點是一種較為理想的低電壓供電模型。10pF，而如使用陶瓷諧振器，建議選擇 40pF177。若要得到電壓，還需要外接一塊運放來實現(xiàn)電流到電壓的轉換。 時鐘驅動電路 本設計使用 DS12C887 做為時鐘芯片，根據(jù)該芯片的時序圖，通過控制 DS、 R/W、AS 以及數(shù)據(jù)總線 AD0~7 產生一個準確的時間，單片機再通過時間來控制其它模塊電路，具體如圖 35 示。按鍵初始狀態(tài)為高電平，當按下時，對應的按鍵被拉低。 C51語言程序設計的步驟： （ 1）明確設計的任務要求，提出注意的問題，確定解決問題的辦法； （ 2）根據(jù)設計的思路，編制程序流程圖； （ 3）編制源程序：進一步合理分配存器單元和了解 I/O口地址，按功能設計程序，明確各程序之間的相互關系，用注釋行說明程序，便于閱讀和修改調試程序； （ 4）在計算機上用仿真軟件調試； （ 5）程序優(yōu)化，根據(jù)各程序關系進一步優(yōu)化源程序 軟件開發(fā)環(huán)境 單片機的應用系統(tǒng)的開發(fā)的傳統(tǒng)方法都是借助于開發(fā)系統(tǒng) ——仿真機或開發(fā) 機，系統(tǒng)備有軟件開發(fā)平臺與之配套。 （ 6） OH51目標文件到 HEX格式的轉換器：從絕對目標文件創(chuàng)建 Intel HEX格式的文件。 (4)如果為當時時間設置時，判斷是否有 Key2 或 Key3 被按下，如果 Key2 按下，那么相對應的時、分、秒會增加，如果如果 Key3 按下，那么相對應的時、分、秒會減少，否則 返回 。打印時，要設置好需要打印的電路層，如焊盤層（ MultiLayer）、底層（ BottomLayer）等。要有可靠的電連接、足夠機械強度和光潔整齊的外觀。焊接元件時應遵守由低 到高，由小到大的原則。 各元件之間連接情況檢測 把萬用表調到電阻擋，檢測該連接的引腳之間有沒有相連接，斷電情況下測量兩引腳之間是否有阻值，電阻 為零，則表明導通；電阻為無窮大， 則可能出現(xiàn)虛焊、短接等異常情況。當程序編寫完畢，用 Keil uVision4 進行編譯后直接下載到電路板上，看能否實現(xiàn)預期功能。借助蜂鳴器，當有按鍵按下時， 就置高，否則置低 ?？锤鱾€模塊是否正常協(xié)調工作 。 經過這次畢業(yè)設計，我深深體會到了開發(fā)一個系統(tǒng)的艱辛，但也體會到實驗和實物制作的樂趣。最后也 一并 感謝每一位傳授我知識的老師。 本系統(tǒng)除了上述功能以外，還可以通過修改軟硬件設計， 從而 增加 附加功能。 五邑大學本科畢業(yè)設計 23 結 論 本設計制作的是一個 AT89S52 單片機和 DAC0832 數(shù)模轉換芯片為核心的 LED 路燈低功耗智能控制裝置，且具有一定的實用意義。借助蜂鳴器，當 或 電平變高時， 就置高，否則置低 。在程序中讓 先后置高和置低，看繼電器是否被吸上和放開 。 光控功能的檢測 根據(jù)電路圖，用手電筒對著光敏電阻，并調節(jié)滑動電阻，使電壓比較器輸出端進行正常的高低電平切換。 供電電路檢測 把元件焊接完成以后，先不要插上芯片，先別 連通 電源，用萬用表測量電源正負極是否短路，如果有短路，立即檢查電路 。完成焊接的全過程所需時間約3～ 6秒。如轉印質量較差再蓋上再次加溫加壓進行熱轉印。 五邑大學本科畢業(yè)設計 19 開 始程 序 初 始 化YK e y 1 按 下YN1 9 點 6 點1 9 點 2 4 點YY有 故 障報 警Y路 燈 最 亮陰 天N有 行 人YYN關 閉 路 燈N路 燈 調 暗N返 回N設 置 時 間Y手 動 調 光K e y 2 按 下亮 度 增 加YK e y 3 按 下亮 度 減 少YK e y 2 按 下時 間 增 加YK e y 3 按 下時 間 減 小YNNNN 圖 42 主程序流程圖 本章小結 本章主要是在充分理解了各元器件的特性和硬件功能后，根據(jù)自己的設計思路，畫出各部分的程序流程圖，再根據(jù)各部分相關的關系，畫出整體的流程圖，并用 C51 高級語言寫出系統(tǒng)的主要控制程，實現(xiàn)系統(tǒng)設計要求的功能 。 (2) 如果 Key1 沒有被按下且時間不在 19 點到第二天凌晨 6 點之間，但如果是陰天且有行人，那么路燈也會打開，否則關閉路燈。 （ 2） C51交叉編譯器：編譯 C源代碼 并產生可重定位的目標文件。 圖 310 LCD 顯示電路圖 本章小結 本章詳細介紹了 本 設計 中 各模塊的電路，包括元件如何選擇，參數(shù)如何確定， 相關 的電流電壓如何計算，要實現(xiàn)什 么樣的功能等。 五邑大學本科畢業(yè)設計 15 圖 37 環(huán)境光線 及故障檢測電路圖 聲光報警模塊 如果路燈沒故障時，單片機給三極管輸出一個低電平，三極管截止，蜂鳴器 不響 和發(fā)光二極管不亮 。這時產生的電壓非常大。而通過單片機控制另一個三極管 S8050 的五邑大學本科畢業(yè)設計 13 導通來控制繼電器的開 /閉狀態(tài) ,從而實現(xiàn) LED 的開關控制。這個放大器與作為反饋元件的片外石英晶體或陶瓷諧振器一起構成自激振蕩器。+12V 作為運放的正電源，也是穩(wěn)壓輸出電路的主電源，最大電流約為 800mA。 聲光報警模塊：出現(xiàn)故障時，蜂鳴器會響和警報燈會不斷閃爍。包括 數(shù)模轉換芯片DAC0832 及其工作原理、 駐極體話筒以及其工作原理、光敏電阻及其工作特性、電磁繼電器 、時鐘芯片 DS12C887 及其工作原理和 51 單片機的詳細介紹 。 DS/RD：數(shù)據(jù)選擇或讀輸入腳，該引腳有兩種工作模式，當 MOT 接 VCC 時，選用 Motorola 工作模式，在這種工作模式中，每個總線周期的后一部分的 DS 為高電平，被稱為數(shù)據(jù)選通。由于 DS12C887 能夠自動產生世紀、年、月、日、時、分、秒等時間信息，其內部又增加了世紀寄存器，從而利用硬件電路解決子 “千年 ”問題； DS12C887 中自帶有鋰電池，外部掉電時，其內部時間信息還能夠保持 10 年之久；對于一天內的時間記錄，有 12 小時制和 24 小時制兩種模式。 圖 25 光敏電阻的工作原理圖 電磁繼電 器 電磁式繼電器一般由鐵芯、線圈、銜鐵、觸點簧片等組成 的。當聲波輸入時，駐極體膜片隨聲波的強弱而振動，使電容極板間的距離發(fā)生變化，引起電容量 C 發(fā)生變化，因為駐極體兩側的電荷來變，因此電容兩端的 電壓（ UC=Q／ C）發(fā)生變化，從而實現(xiàn)了聲電轉換。在平