【正文】 和兩位一體的數(shù)碼顯示電路電路部分。通過它，可以將 BCD碼變?yōu)槭M制數(shù)字，并在數(shù)碼管上顯示出來，在數(shù)字儀表、數(shù)控設備、和微型計算機中不可缺少的人機聯(lián)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(jié)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(jié)構(gòu)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(xiàn) 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(shù)據(jù)存儲空間也分為片內(nèi)和片外兩大部分，即片內(nèi) RAM 和片外 RAM。當指令地址超過 0FFFH 后，就自動轉(zhuǎn)向片外 ROM 中取指令。程序存儲器通過 16 位程序計數(shù)器 PC 尋址。顯然，對內(nèi)部無程序存儲器的 8031,EA 端必須接地。而訪問內(nèi)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(xiàn) 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(xiàn)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(xiàn) 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(shù)據(jù)寬度的處理器，能處理 8 位二進制數(shù)據(jù)或代碼， CPU負責控制、指揮和調(diào)度整個單元系統(tǒng)協(xié)調(diào)的工作，完成運算和控制輸入輸出功 能等操作。操作碼一經(jīng)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(nèi)存中取出一條指令，并指出下一條指令在內(nèi)存中的位置。 ALU 可以對這兩個操作數(shù)進行加、減、與、或、比較大小等操作，最后將結(jié)果存入累加器。 (8) 一個全雙工 UART 的串行 I/O 口，可以實現(xiàn)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(nèi)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(nèi)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(diào)試，小結(jié)了本章內(nèi)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(shù)將不斷發(fā)展完善 。如數(shù)據(jù)處理和存儲、故障診斷、聯(lián)網(wǎng)集控等。如洗衣機 、空調(diào)、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(wǎng)用的計算機能做的事情，它都同樣能做。隨著微電子技術(shù)和集成電子技術(shù)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(chǎn)，便于批量生產(chǎn)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(xiàn)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(jù)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?shù)乃伎?、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(xiàn)在，隨著微電子技術(shù)和集成電路技術(shù)的快速發(fā)展，單片機技術(shù)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(jīng)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(jié)構(gòu)和指令系統(tǒng)不盡相同，即它們的技術(shù)特征也不同，硬件 特征主要和單片機芯片的內(nèi)部結(jié)構(gòu)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(shù)特性等），這些信息我們可以從生產(chǎn)廠商的技術(shù)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(shù)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(nèi)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(xiàn)代辦公室使用的大量通信和辦公設備多數(shù)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(xiàn) 6 （ 6）智能化通信產(chǎn)品：最突出的是手機，當然手機內(nèi)的芯片屬專用型單片機。 單片機技術(shù)的發(fā)展趨勢 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(nèi)容安排 主要研究成果 經(jīng)過兩個多月的研究，本文主要設計并實現(xiàn)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(jié)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(jié)出 經(jīng)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(xiàn) 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(nèi)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(nèi)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(nèi)振蕩器和時鐘產(chǎn)生電路。例如： 12 和 31 相加，在相加之前，操作數(shù) 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(xiàn) 12 中，操作數(shù) 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(chǎn)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(shù)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(nèi)置一個全雙工串行通信口，用于與其它設備間的串行數(shù)據(jù)傳送，該串基于 51單片機智能路燈控制器的設計與實現(xiàn) 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(shù)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(jié)構(gòu)上分為程序存儲器空間和數(shù)據(jù)存儲器空間 ，程序存儲器 ROM：我們?yōu)榱俗寙纹瑱C實現(xiàn)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(shù)據(jù)存儲器 外部數(shù)據(jù)存儲器又稱為外部數(shù)據(jù) RAM，當 805l 片內(nèi) 256 個字節(jié)的數(shù)據(jù) RAM 不能滿足數(shù)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(shù)據(jù) 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(nèi)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(chǎn)生一個帶正電荷的空穴，這種由光照產(chǎn)生的電子 — 空穴對增加了半導體材料中載流子的數(shù)目，使其電阻率變小，從而造成光敏電阻阻值下降。 (6)具有內(nèi)部補償?shù)墓δ堋? 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(xiàn) 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(xiàn)。七段數(shù)碼管顯示電路如下圖所示： 圖 七段數(shù)碼管顯示電路 然而，本文所使用的是共陽的兩位一體的數(shù)碼管顯示電路，它是數(shù)字電路中重要的數(shù)碼顯示器件，它的每一段為一發(fā)光二極管，只要加上適當?shù)?電壓即可發(fā)光， LED內(nèi)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(xiàn)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