【正文】 和兩位一體的數碼顯示電路電路部分。通過它，可以將 BCD碼變?yōu)槭M制數字，并在數碼管上顯示出來，在數字儀表、數控設備、和微型計算機中不可缺少的人機聯系手段。 在整個系統(tǒng)中，單片機控制電路是整個系統(tǒng)的核心，負責對光電檢測電路采集 到光 信號進行處理和加工，并按照之前設定好的指令進行執(zhí)行、運算，并將結果傳送給相應的執(zhí)行電路。其特點可歸納如下：（ 1）短跑保護輸出 （ 2） 真差動輸入級 (3)可單電源工作： 3V32V(4)低偏置電流：最大100nA（ LM324A） (5)每封裝含 四個運算放大器。光敏電阻的原理結構如圖所示。當光敏電阻兩端加上電壓后，流過光敏電阻的電流隨光照增大而增大。 基于 51單片機智能路燈控制器的設計與實現 18 光敏電阻介紹 光敏電阻是一種特殊的電阻，其阻值隨著光線強度的變化而變化。數據存儲空間也分為片內和片外兩大部分，即片內 RAM 和片外 RAM。當指令地址超過 0FFFH 后，就自動轉向片外 ROM 中取指令。程序存儲器通過 16 位程序計數器 PC 尋址。顯然，對內部無程序存儲器的 8031,EA 端必須接地。而訪問內部程序存儲器時， ALE 端將有一個 1/6 時鐘頻率的正脈沖信號，基于 51單片機智能路燈控制器的設計與實現 16 這個信號可以用于識別單片機是否工作，也可以當作一個時鐘向外輸出?，F在我們對這些引腳的功能加以說明： 第二章 硬件電路部分分析 15 X T A L 218X T A L 119A L E30EA31P S E N29RS T9P 0 .0 /A D 039P 0 .1 /A D 138P 0 .2 /A D 237P 0 .3 /A D 336P 0 .4 /A D 435P 0 .5 /A D 534P 0 .6 /A D 633P 0 .7 /A D 732P 2 .7 /A 1 528P 2 .0 / A 821P 2 .1 / A 922P 2 .2 /A 1 023P 2 .3 /A 1 124P 2 .4 /A 1 225P 2 .5 /A 1 326P 2 .6 /A 1 427P 1 . 01P 1 . 12P 1 . 23P 1 . 34P 1 . 45P 1 . 56P 1 . 67P 1 . 78P 3 .0 /R X D10P 3 .1 /T X D11P 3 .2 /I NT 012P 3 .3 /I NT 113P 3 .4 /T 014P 3 .7 / R D17P 3 . 6 / W R16P 3 .5 /T 115U18 0 5 1 圖 8051單片機引腳圖 Pin9: RESET/Vpd復位信號復用腳，當 8051 通電，時鐘電路開始工作，在 RESET引腳上出現 24 個時鐘周期以上的高電平，系統(tǒng)即初始復位。 中央處理器 中央處理器 (CPU)是整個單片機的核心部件，是 8位數據寬度的處理器，能處理 8 位二進制數據或代碼， CPU負責控制、指揮和調度整個單元系統(tǒng)協(xié)調的工作，完成運算和控制輸入輸出功 能等操作。操作碼一經譯碼后，即可向操作控制器發(fā)出具體操作的特定信號。 2． 操作控制器的主要功能： （ 1） 從內存中取出一條指令，并指出下一條指令在內存中的位置。 ALU 可以對這兩個操作數進行加、減、與、或、比較大小等操作，最后將結果存入累加器。 (8) 一個全雙工 UART 的串行 I/O 口，可以實現單片機與單片機或 其他微機系統(tǒng)串行通訊。 P2 口有兩個功能：擴展外部存儲器時，當作地址總線使用 ； 做一般 I/O 口使用，其內部有上拉電阻 。平時不訪問外部存儲器時， ALE 也以六分之一的振蕩頻率固定輸出正脈沖。 （ 2） 當 EA 腳接低電平時， CPU 只訪問外部 EPROM，并執(zhí)行外部程序存儲器中的指令。 復位引腳（ RESET） （ 9 腳 ） ：它是復位信號輸入端，高電平有效，當此腳保持兩個機器周期，即 24 個時鐘振蕩周期為高電平時，即可完成復位操作。 振蒎電路（ 1 19）：單片機是一種時序電路，必須提供脈沖信號才能正常工作，在單片機內部已集成了振蕩器，使用晶體振蕩器，接 1 19 腳。 第 四章主要介紹了與本課題相關的幾種設計方案，通過對比分析論證了本 案最佳，然后對硬 件電路和軟件電路都進行了認真的調試，小結了本章內容。 （ 6）低電壓和低功耗：單片機制造時普遍采用 CMOS 工藝。隨著單片機應用的推廣，微控制技術將不斷發(fā)展完善 。如數據處理和存儲、故障診斷、聯網集控等。如洗衣機 、空調、電視機、錄像機、微波爐、電冰箱、電飯煲以及各種視聽設備等。幾乎您上網用的計算機能做的事情，它都同樣能做。隨著微電子技術和集成電子技術的不斷發(fā)展，單片機正朝著高集成度、低功耗、低電壓、多功能方向發(fā)展。 （ 6）單片機應用系統(tǒng)所使用的存儲芯片可選用 EPROM、 EEPROM、 OTP 芯片或利用掩膜形式生產，便于批量生產和應用。 隨 著嵌入式系統(tǒng)的快速發(fā)展和在各行各業(yè)的深入應用，人們的電子設備的小 型化、智能化的要求也越來越高。在特定的程序控制下，就能使該芯片實現特定的功能。 最小系統(tǒng)是 51 單片機的最基本的組成部分， 51 單片機的引腳雖然只有四十，但它有很多的擴展功能，根據相應的課題設計要求可以設計相應的外圍電路。 （ 2）單片機最小系統(tǒng)所需的 12M 晶振一個， 22pF 電容兩個，復位開關一個，20uF 極性電容一個， 1K 電阻一個 。 (8）培養(yǎng)嚴謹的思考、思維模式。因此，做好畢業(yè)設計（論文）將為我們由學校走入社會打下良好的基礎。摘要 摘 要 現在，隨著微電子技術和集成電路技術的快速發(fā)展，單片機技術無處不在。 通過此次畢業(yè)設計，我將會達到如下要求： (1) 對 課本上所學的 理論 知識進一步加深和鞏固； 學習基本理論在實踐中綜合運用的經驗，掌握單片機的基本知識、系統(tǒng)設計的基本方法、設計步驟，進一步熟悉和掌握常用單片機模塊的應用。 (9）培養(yǎng)實踐技能，提高分析和解決實際問題的能力。 （ 3）路燈控制電路部分所需的 LED 燈六個， 470 歐姆電阻六個 。此外，在本課題的設計過程中，還應注意 P0 口，通常 P0P3 口用作通用 I/OK 口，當 P0 接口用于 I/O 口時，必須接上拉電阻，而其他接口不需要。 然而，不同單片機的硬件結構和指令系統(tǒng)不盡相同，即它們的技術特征也不同，硬件 特征主要和單片機芯片的內部結構有關，因此，設計人員必須熟練掌握其性能是否滿足需要的功能和應用系統(tǒng)所要求的特性指標（功能特性、控制特性和相關的電氣參數特性等），這些信息我們可以從生產廠商的技術手冊中得到。在航空航天、機械加工、工程控制、智能儀器儀表、家用電器、通信系統(tǒng)等領域，單片機都正在發(fā)生著非常重要的作用。大多數單片機如 51系列，開發(fā)芯片和擴展應用芯片相互配套，降低了系統(tǒng)成本。 MCS51 系列單片 是眾多單片機中的一種，由于它們都是基于 8051 內核發(fā)展起來的，所以稱 51 單片機，而本次設 計就是基于 51 單片機完成的。只是能力沒那么強大。 （ 2）辦公自動化設備：現代辦公室使用的大量通信和辦公設備多數嵌入了單片機。 基于 51單片機智能路燈控制器的設計與實現 6 （ 6）智能化通信產品：最突出的是手機，當然手機內的芯片屬專用型單片機。 單片機技術的發(fā)展趨勢 隨著微電子技術和集成電 路 技術的迅速發(fā)展，目前各個公司 研制出了能夠適用于各種領域的 單片機。 第一章 緒論 7 本文的主要研究成果及內容安排 主要研究成果 經過兩個多月的研究，本文主要設計并實現了 基于 51單片機智能路燈控制器 ，主要包括了有硬件電路系統(tǒng)和軟件程序。 第五六章總結了全文，本次設計過程，并從中得出此次畢業(yè)設計的心得體會， 總結出 經驗，進行進一步的后續(xù)工作，安排接下來要進行的答辯工作，最后 對本基于 51單片機智能路燈控制器的設計與實現 8 次設計過程中給予我?guī)椭睦蠋?、同學都致以誠摯的謝意。只要買來晶振，電容，連上就可以了，按圖接即可。 它 還具有第二功能。而不管是否有片內程序存儲器。因而， ALE 信號可以作為對外輸出時鐘或定時信號。 P3 口有兩個功能： 第二章 硬件電路部分分析 11 除了作為 I/O 使用外（其內部有上拉電阻），還有一些特殊功能，由特殊寄存器來設置，具體功能請參考我們后面的引腳說明。 (9) 片內振蕩器和時鐘產生電路。例如： 12 和 31 相加，在相加之前，操作數 12 放在一個暫存器（累加器或寄存器）基于 51單片機智能路燈控制器的設計與實現 12 中，操作數 31 放在另一個暫存器（累加器或寄存器）中。 （ 2）對指令進行譯碼或測試 ，并產生相應的操作控制信號，以便啟動規(guī)定的動作。 （ 5） 程序計數器 PC:為了保證程序能夠連續(xù)的執(zhí)行下去， CPU 必須具有某些手段來確定一條 指令的地址。 全雙工串行口 8051 內置一個全雙工串行通信口，用于與其它設備間的串行數據傳送，該串基于 51單片機智能路燈控制器的設計與實現 14 行口既可以用作異步通信收發(fā)器，也可以當同步移位器使用。初始化后，程序計數器 PC 指向 0000H， P0P3 輸出口全部為高電平，堆棧指 針 寫入 07H，其它專用寄存器被清 “0” 。更有一個特點，當訪問外部程序存儲器， ALE 會跳過一個脈沖。 8051 單片機的存儲器系統(tǒng) 8051 單片機存儲器在的物理結構上分為程序存儲器空間和數據存儲器空間 ，程序存儲器 ROM：我們?yōu)榱俗寙纹瑱C實現某一功能，需要利用利用匯編語言或其他語言編寫一些源程序，然后再燒錄到芯片中 。尋址能力為 64K 字節(jié)。 程序存儲器的某些單元是留給系統(tǒng)使用的。 (1) 片外數據存儲器 外部數據存儲器又稱為外部數據 RAM，當 805l 片內 256 個字節(jié)的數據 RAM 不能滿足數量上的要求時，可通過總線端口和其它 I／ O端口擴展外部數據 RAM(擴展方 法見相關章節(jié) )，其最大容量可達 64K 字節(jié)。 其 工作原理是基于內光電效應。入射光消失，電子 空穴對逐漸復合，電阻也逐漸恢復原 值，電流也逐漸減小。在黑暗環(huán)境里，它的電阻值很高，當受到光照時，只要光子能量大于半導體材料的禁帶寬度，則價帶中的電子吸收一個光子的能量后可躍遷到導帶，并在價帶中產生一個帶正電荷的空穴，這種由光照產生的電子 — 空穴對增加了半導體材料中載流子的數目，使其電阻率變小，從而造成光敏電阻阻值下降。 (6)具有內部補償的功能。 單片機控制電路相關的電路原理圖如 圖 所示： 圖 單片機控制相關 電路 基于 51單片機智能路燈控制器的設計與實現 22 路燈控制電路 路燈控制電路 是智能路化燈控制器電路的發(fā)光部分，也是整個硬件電路的基本組成部分之一，這一部分電路相對來說比較簡單，起控制作用的元件是 單片機，其控制功能主要通過指令系統(tǒng)的指令來實現。七段數碼管顯示電路如下圖所示： 圖 七段數碼管顯示電路 然而，本文所使用的是共陽的兩位一體的數碼管顯示電路，它是數字電路中重要的數碼顯示器件，它的每一段為一發(fā)光二極管，只要加上適當的 電壓即可發(fā)光， LED內部共有兩種接法，即共陽接法和共陰接法兩種，因其公共端接電源。 將前面分析的電路加以分析和組合，就可以得到整個硬件電路部分的相關原理圖 ，現將相關原理圖表示如下： 第二章 硬件電路部分分析 25 X T A L 218X T A L 119A L E30EA31P S E N29RS T9P 0 .0 /A D 039P 0 .1 /A D 138P 0 .2 /A D 237P 0 .3 /A D 336P 0 .4 /A D 435P 0 .5 /A D 534P 0 .6 /A D 633P 0 .7 /A D 732P 1 . 01P 1 . 12P 1 . 23P 1 . 34P 1 . 45P 1 . 56P 1 . 67P 1 . 78P 3 .0 /R X D10P 3 .1 /T X D11P 3 .2 /I NT 012P 3 .3 /I NT 113P 3 .4 /T 014P 3 .7 / R D17P 3 . 6 / W R16P 3