【正文】 光二極管亮的警報(bào)。當(dāng)這種電壓超過(guò)晶體管的 CBOV ， CEOV 時(shí)，晶體管將會(huì)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(gòu)成并聯(lián)振蕩電路。因此，在本設(shè)計(jì)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(diào)節(jié)時(shí)間以及手動(dòng)調(diào)節(jié) LED 燈亮度。 五邑大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 10 第 3章 硬件電路的原理與設(shè)計(jì) 概述 本設(shè)計(jì)由 7 模塊組成，它們分別是：供電模塊、 AT89S52 單片機(jī)控制模塊、 LED 燈恒流驅(qū)動(dòng)電源模塊、路燈信號(hào)檢測(cè)模塊 、聲光報(bào)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(nèi)部數(shù)據(jù)送往總線(xiàn) AD0～ AD7 上，以供外部讀取。在 12 小時(shí)制模式中，用 AM 和 PM 區(qū)分上午和下午；時(shí)間的表示方法也有兩種，一種用二進(jìn)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(lái)存儲(chǔ)時(shí)間信息， 4 字節(jié) RAM 用來(lái)存儲(chǔ) DS12C887 的控制信息，稱(chēng)為控制寄存器， 113 字節(jié)通用 RAM 使用戶(hù)使用；此外用戶(hù)還可對(duì) DS12C887 進(jìn)行編程以實(shí)現(xiàn)多種方波輸出，并可對(duì) 其內(nèi)部的三路中斷通過(guò)軟件進(jìn)行屏蔽。只要在線(xiàn)圈兩端加上一定的電壓，線(xiàn)圈中就會(huì)流 過(guò)一定的電流，產(chǎn)生電磁效應(yīng)，銜鐵 會(huì)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(dòng)銜鐵的動(dòng)觸點(diǎn)與靜觸點(diǎn)（常開(kāi)觸點(diǎn)）吸合。由于振動(dòng)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(gè)效應(yīng)管進(jìn)行放大，提高話(huà)筒的靈敏度，同時(shí)場(chǎng)效應(yīng)管還可以與音頻放大器匹配。因此它可用作對(duì)外輸出脈沖或用于定時(shí)。 I/O 口作為輸入口時(shí)有兩種工作方式，即所謂的讀端口與讀引腳。這是由于內(nèi)部上拉電阻的緣故。當(dāng)P1 口的管腳第一次寫(xiě) 1 時(shí)，被定義為高阻輸入。 89 系列單片機(jī)的引腳與 80C51 單片機(jī)的引腳順序是一樣的，所以，當(dāng)需要用 89 系列的單片機(jī)代替 80C51 時(shí)，只需要見(jiàn)封裝相同就可以進(jìn)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(xiě)信號(hào) 1 端，低電平有效。由圖可知，當(dāng) 2WR 和 XFER 均為低電平時(shí)， ? ? 12 ?LE ，此時(shí)允許 D/A 轉(zhuǎn)換，否則， ? ? 02 ?LE ，停止D/A 轉(zhuǎn)換。 它由三大部分組成：一個(gè) 8 位輸入寄存器，一個(gè) 8 位 DAC 寄存器和一個(gè) 8 位 D/A 轉(zhuǎn)換器?？稍O(shè)定光的亮度（比如晚上 19 點(diǎn) 24 點(diǎn)最亮， 24 點(diǎn)后改成聲控或者中等亮度 ， 6 點(diǎn)后關(guān)閉），有自動(dòng)和手動(dòng)兩種調(diào)光控制 ； LED 路 燈驅(qū)動(dòng)電路 的設(shè)計(jì)。美國(guó)能源部于 20xx 年開(kāi)始啟動(dòng)國(guó)家半導(dǎo)體照明研究計(jì)劃，即“下一代照明計(jì)劃”（ NGLI），由 13 個(gè)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、公司和大學(xué)參與。LED 是 Light Emitting Diode(發(fā)光二極管 )的縮寫(xiě)， 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(qū)動(dòng)、耗電量少、抗振動(dòng)、壽命長(zhǎng)、納秒級(jí)的響應(yīng)速度、設(shè)計(jì)空間大、環(huán)保；可連續(xù)開(kāi)頭閃斷，能輕松實(shí)現(xiàn) 0100%調(diào)光功能等突出優(yōu)點(diǎn)，被認(rèn)為是新一代的綠色照明器具。一是低碳經(jīng)濟(jì)關(guān)聯(lián)度大，產(chǎn)業(yè)鏈長(zhǎng)，對(duì)農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥、能源、材料、環(huán)保等其他產(chǎn)業(yè)的發(fā)展有較強(qiáng)的帶動(dòng)和誘導(dǎo)作用。單片機(jī)根據(jù)聲光 傳感器 對(duì)路邊狀況 的 檢測(cè)和時(shí)鐘芯片 DS12C887 設(shè)置的時(shí)間來(lái)控制 D/A 轉(zhuǎn)換芯片 ,與 LED 恒流驅(qū)動(dòng)共同 實(shí)現(xiàn) LED 路燈 亮度 的自動(dòng)調(diào)節(jié)，通過(guò)控制繼電器實(shí)現(xiàn) LED 路燈 的開(kāi)關(guān) ， 并用二極管組成保護(hù)電路。 論文 詳細(xì) 論述了控制系統(tǒng)的組成、 相關(guān) 硬件和軟件的設(shè)計(jì)、工作原理。資源依賴(lài)性強(qiáng)，就為節(jié)能環(huán)?？臻g廣闊的發(fā)展中國(guó)家 （如我國(guó)）提供了實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展的難得機(jī)遇；技術(shù)通用性強(qiáng)，則不易形成市場(chǎng)壟斷，而容易實(shí)現(xiàn)在不同應(yīng)用領(lǐng)域的技術(shù)轉(zhuǎn)移，當(dāng)前還沒(méi)有形成發(fā)達(dá)國(guó)家壟斷的低碳科技、低碳質(zhì)量、低碳產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，這就為后發(fā)國(guó)家提供了實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展的可能性。特別是 20xx 年初，為了擴(kuò)大內(nèi)需，推動(dòng)中國(guó) LED 產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，降低能源消耗，中國(guó)科技部推出 “十城萬(wàn)盞 ”半導(dǎo)體照明應(yīng)用示范城市方案， 進(jìn)一步推動(dòng)了我國(guó) LED 路燈技術(shù)的發(fā)展。 美國(guó)五角大樓 （美國(guó)國(guó)防部）、 美國(guó)聯(lián)邦儲(chǔ)備局 （美國(guó)的中央銀行）這樣一些重要機(jī)構(gòu)，已 正式開(kāi)始啟用 LED 燈具 ?？娠@示亮燈時(shí)間等參數(shù) ； 監(jiān)控電路、報(bào)警電路、保護(hù)電路以及一些外圍電路的設(shè)計(jì) 。它的工作原理簡(jiǎn)述如下。 DAC0832 引腳功能 五邑大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 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(xiě)信號(hào) 2 端，低電平有效。 bRf 可由內(nèi) 部提供，也可由外部提供，片內(nèi)集成的電阻為 15 KΩ。 AT89S52 的特點(diǎn) 五邑大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 5 (1)40個(gè)引腳， 4k Bytes Flash 片內(nèi)程序存儲(chǔ)器； (2)128 bytes 的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（ RAM）； 32個(gè)外部雙向輸入 /輸出（ I/O）口；5個(gè)中斷優(yōu)先級(jí) 2層中斷嵌套中斷； 2個(gè) 16位可編程定時(shí)計(jì)數(shù)器； (3)2個(gè)全雙工串行通信口， 看門(mén)狗電路 ，片內(nèi)時(shí)鐘振蕩器。 (7)可進(jìn)行反復(fù)的系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)。 P1口： P1口是一個(gè)內(nèi)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(mén)電流。 P2口在 FLASH 編程和校驗(yàn)時(shí)接收高八位地址信號(hào)和控制信號(hào)。 RST：復(fù)位。此時(shí)， 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(dǎo)體材料制成的。對(duì)于繼電器 “常開(kāi)、常閉 ”觸點(diǎn)，可以這樣來(lái)區(qū)分：繼電器線(xiàn)圈未通電時(shí)處于斷開(kāi)狀態(tài)的靜觸點(diǎn)，稱(chēng)為 “常開(kāi)觸點(diǎn) ”；處于接通狀態(tài)的靜觸點(diǎn)稱(chēng)為 “常閉觸點(diǎn) ”。 MOT：模式選擇腳， DA12C887 有兩種工作模式，即 Motorola 模式和 Intel 模式，當(dāng) MOT 接 VCC 時(shí)，選用的工作模式是 Motorola 模式，當(dāng) MOT 接 GND 時(shí)，選用的是 Intel 模式。此時(shí)，該引腳的作用是區(qū)分進(jìn)行的是讀操作還是寫(xiě)操作，當(dāng) R/W 為高電平時(shí)為讀操作， R/W 為低電平時(shí)為寫(xiě)操作；當(dāng) MOT 接 GND 時(shí)，該腳工作在 Intle 模式，此時(shí)該作為寫(xiě)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(gòu)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(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)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(yùn)放來(lái)實(shí)現(xiàn)電流到電壓的轉(zhuǎn)換。 時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)電路 本設(shè)計(jì)使用 DS12C887 做為時(shí)鐘芯片，根據(jù)該芯片的時(shí)序圖，通過(guò)控制 DS、 R/W、AS 以及數(shù)據(jù)總線(xiàn) AD0~7 產(chǎn)生一個(gè)準(zhǔn)確的時(shí)間，單片機(jī)再通過(guò)時(shí)間來(lái)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(dāng)按下時(shí)，對(duì)應(yīng)的按鍵被拉低。 C51語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)的步驟： （ 1）明確設(shè)計(jì)的任務(wù)要求，提出注意的問(wèn)題，確定解決問(wèn)題的辦法； （ 2）根據(jù)設(shè)計(jì)的思路，編制程序流程圖； （ 3）編制源程序：進(jìn)一步合理分配存器單元和了解 I/O口地址，按功能設(shè)計(jì)程序，明確各程序之間的相互關(guān)系，用注釋行說(shuō)明程序，便于閱讀和修改調(diào)試程序； （ 4）在計(jì)算機(jī)上用仿真軟件調(diào)試； （ 5）程序優(yōu)化，根據(jù)各程序關(guān)系進(jìn)一步優(yōu)化源程序 軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境 單片機(jī)的應(yīng)用系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)的傳統(tǒng)方法都是借助于開(kāi)發(fā)系統(tǒng) ——仿真機(jī)或開(kāi)發(fā) 機(jī)，系統(tǒng)備有軟件開(kāi)發(fā)平臺(tái)與之配套。 （ 6） OH51目標(biāo)文件到 HEX格式的轉(zhuǎn)換器：從絕對(duì)目標(biāo)文件創(chuàng)建 Intel HEX格式的文件。 (4)如果為當(dāng)時(shí)時(shí)間設(shè)置時(shí)，判斷是否有 Key2 或 Key3 被按下，如果 Key2 按下，那么相對(duì)應(yīng)的時(shí)、分、秒會(huì)增加，如果如果 Key3 按下，那么相對(duì)應(yīng)的時(shí)、分、秒會(huì)減少，否則 返回 。打印時(shí)，要設(shè)置好需要打印的電路層，如焊盤(pán)層（ MultiLayer）、底層（ BottomLayer）等。要有可靠的電連接、足夠機(jī)械強(qiáng)度和光潔整齊的外觀。焊接元件時(shí)應(yīng)遵守由低 到高，由小到大的原則。 各元件之間連接情況檢測(cè) 把萬(wàn)用表調(diào)到電阻擋，檢測(cè)該連接的引腳之間有沒(méi)有相連接，斷電情況下測(cè)量?jī)梢_之間是否有阻值，電阻 為零，則表明導(dǎo)通；電阻為無(wú)窮大， 則可能出現(xiàn)虛焊、短接等異常情況。當(dāng)程序編寫(xiě)完畢，用 Keil uVision4 進(jìn)行編譯后直接下載到電路板上，看能否實(shí)現(xiàn)預(yù)期功能。借助蜂鳴器，當(dāng)有按鍵按下時(shí)， 就置高，否則置低 。看各個(gè)模塊是否正常協(xié)調(diào)工作 。 經(jīng)過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我深深體會(huì)到了開(kāi)發(fā)一個(gè)系統(tǒng)的艱辛，但也體會(huì)到實(shí)驗(yàn)和實(shí)物制作的樂(lè)趣。最后也 一并 感謝每一位傳授我知識(shí)的老師。 本系統(tǒng)除了上述功能以外，還可以通過(guò)修改軟硬件設(shè)計(jì)， 從而 增加 附加功能。 五邑大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 23 結(jié) 論 本設(shè)計(jì)制作的是一個(gè) AT89S52 單片機(jī)和 DAC0832 數(shù)模轉(zhuǎn)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(shí)用意義。借助蜂鳴器，當(dāng) 或 電平變高時(shí)， 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(kāi) 。 光控功能的檢測(cè) 根據(jù)電路圖，用手電筒對(duì)著光敏電阻，并調(diào)節(jié)滑動(dòng)電阻，使電壓比較器輸出端進(jìn)行正常的高低電平切換。 供電電路檢測(cè) 把元件焊接完成以后，先不要插上芯片，先別 連通 電源，用萬(wàn)用表測(cè)量電源正負(fù)極是否短路，如果有短路，立即檢查電路 。完成焊接的全過(guò)程所需時(shí)間約3～ 6秒。如轉(zhuǎn)印質(zhì)量較差再蓋上再次加溫加壓進(jìn)行熱轉(zhuǎn)印。 五邑大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 19 開(kāi) 始程 序 初 始 化YK e y 1 按 下YN1 9 點(diǎn) 6 點(diǎn)1 9 點(diǎn) 2 4 點(diǎn)YY有 故 障報(bào) 警Y路 燈 最 亮陰 天N有 行 人YYN關(guān) 閉 路 燈N路 燈 調(diào) 暗N返 回N設(shè) 置 時(shí) 間Y手 動(dòng) 調(diào) 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(shí) 間 增 加YK e y 3 按 下時(shí) 間 減 小YNNNN 圖 42 主程序流程圖 本章小結(jié) 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(shè)計(jì)思路，畫(huà)出各部分的程序流程圖，再根據(jù)各部分相關(guān)的關(guān)系，畫(huà)出整體的流程圖，并用 C51 高級(jí)語(yǔ)言寫(xiě)出系統(tǒng)的主要控制程，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求的功能 。 (2) 如果 Key1 沒(méi)有被按下且時(shí)間不在 19 點(diǎn)到第二天凌晨 6 點(diǎn)之間，但如果是陰天且有行人，那么路燈也會(huì)打開(kāi)，否則關(guān)閉路燈。 （ 2） C51交叉編譯器：編譯 C源代碼 并產(chǎn)生可重定位的目標(biāo)文件。 圖 310 LCD 顯示電路圖 本章小結(jié) 本章詳細(xì)介紹了 本 設(shè)計(jì) 中 各模塊的電路，包括元件如何選擇，參數(shù)如何確定， 相關(guān) 的電流電壓如何計(jì)算，要實(shí)現(xiàn)什 么樣的功能等。 五邑大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 15 圖 37 環(huán)境光線(xiàn) 及故障檢測(cè)電路圖 聲光報(bào)警模塊 如果路燈沒(méi)故障時(shí)，單片機(jī)給三極管輸出一個(gè)低電平，三極管截止，蜂鳴器 不響 和發(fā)光二極管不亮 。這時(shí)產(chǎn)生的電壓非常大。而通過(guò)單片機(jī)控制另一個(gè)三極管 S8050 的五邑大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 13 導(dǎo)通來(lái)控制繼電器的開(kāi) /閉狀態(tài) ,從而實(shí)現(xiàn) LED 的開(kāi)關(guān)控制。這個(gè)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(gòu)成自激振蕩器。+12V 作為運(yùn)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(bào)警模塊：出現(xiàn)故障時(shí)，蜂鳴器會(huì)響和警報(bào)燈會(huì)不斷閃爍。包括 數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片DAC0832 及其工作原理、 駐極體話(huà)筒以及其工作原理、光敏電阻及其工作特性、電磁繼電器 、時(shí)鐘芯片 DS12C887 及其工作原理和 51 單片機(jī)的詳細(xì)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(dāng) MOT 接 VCC 時(shí)，選用 Motorola 工作模式，在這種工作模式中，每個(gè)總線(xiàn)周期的后一部分的 DS 為高電平，被稱(chēng)為數(shù)據(jù)選通。由于 DS12C887 能夠自動(dòng)產(chǎn)生世紀(jì)、年、月、日、時(shí)、分、秒等時(shí)間信息，其內(nèi)部又增加了世紀(jì)寄存器，從而利用硬件電路解決子 “千年 ”問(wèn)題； DS12C887 中自帶有鋰電池，外部掉電時(shí)，其內(nèi)部時(shí)間信息還能夠保持 10 年之久；對(duì)于一天內(nèi)的時(shí)間記錄，有 12 小時(shí)制和 24 小時(shí)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(xiàn)圈、銜鐵、觸點(diǎn)簧片等組成 的。當(dāng)聲波輸入時(shí)，駐極體膜片隨聲波的強(qiáng)弱而振動(dòng)，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?yàn)轳v極體兩側(cè)的電荷來(lái)變，因此電容兩端的 電壓（ UC=Q／ C）發(fā)生變化，從而實(shí)現(xiàn)了聲電轉(zhuǎn)換。在平