【正文】 用最多的是 Intel 公司的 MCS51 系列單片機及其增強型、拓展型的衍生機型， MCS51 是最早進入我國的單片機主流品種之一，在我國得到廣泛應(yīng)用，直到現(xiàn)在仍為單片機主流系列。家用電器領(lǐng)域，國內(nèi)各種家用電器已普遍采用單片微機控制取代傳統(tǒng)的控制電路，做成單片微機控制系統(tǒng)，如洗衣機、電冰箱、空調(diào)機、微 波爐、電飯堡、電視機、錄像機及其它視頻音像設(shè)備的控制器。汽車電子與航空航天電子系統(tǒng)，通常在這些電子系統(tǒng)中的集中顯示系統(tǒng)、動力監(jiān)測控制系統(tǒng)、自動駕馭系統(tǒng)、通信系統(tǒng)以及運行監(jiān)視器（黑匣子）等，都要構(gòu)成冗余的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。 從單片機的發(fā)展歷程看，未來單片機技術(shù)將向多功能、高性能、高速度、低電壓、 低功耗、外圍電路內(nèi)裝化及片內(nèi)儲存器容量增加的方向發(fā)展。這個時候 10K 電阻兩端的電壓為從 5~（串聯(lián)電路各處電壓之和為總電壓）。單片機的時鐘信號通常有兩種產(chǎn)生方式：內(nèi)部時鐘方式和外部時鐘方式 ， 內(nèi)部時鐘方式在單片機 XTAL1 和 XTAL2 引腳上跨接上一個晶振和兩個穩(wěn)頻電容，可以與單片機片內(nèi)的電路構(gòu)成一個穩(wěn)定的自激振蕩器。時序中 1 個振蕩 周期定義為 1 個節(jié)拍，用 P 表示。 指令周期：執(zhí)行一條指令所需要的時間稱為指令周期。其中，時鐘電路為在引腳 XTALl 和 XTAL2 跨接晶振和兩個補償電容構(gòu)成自激振蕩器，結(jié)構(gòu)中 Y C C2，根據(jù)情況本設(shè)計中選擇 12MHz 的晶振，補償電容選擇 30pF 左右的瓷片電容；復(fù)位電路則采用手動按鍵復(fù)位兩種方式實現(xiàn)，其結(jié)構(gòu)如圖中 R0、 C3 和 S1，通過按鍵將電阻 R0與 VCC 接通即可實現(xiàn)復(fù)位； P0 口外接上拉電阻，其結(jié)構(gòu)如圖中 ，采用 10K 的排阻以提供給 I/O 口合適的電流。比如 IEEE488 定義并行通行狀態(tài)時，規(guī)定設(shè)備線總長不得超過 20 米，并且任意兩個設(shè)備間的長度不得超過 2 米；而對于串口而言，長度可達 1200 米。例如 300 波特表示每秒鐘發(fā)送 300 個 bit。如何設(shè)置取決于你想傳送的信息。由于數(shù)據(jù)是在傳輸線上定時的，并且每一個設(shè)備有其自己的時鐘，很可能在通信中兩臺設(shè)備間出現(xiàn)了小小的不同步。 如果是奇校驗，校驗位位 1，這樣就有 3 個邏輯高位。光敏電阻的工作原理是基于內(nèi)光電效應(yīng)。通常采用涂敷、噴涂、燒結(jié)等方法在絕緣襯底上制作很薄的光敏電阻體及梳狀歐姆電極，接出。 光照強度檢測 接收光源的器件 是光敏電阻 ，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。這種由光照產(chǎn)生的電子 —空穴對了半導(dǎo)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。 光敏電阻 的入射光強，電阻減小；入射光弱，電阻增大。 圖 輸出選擇模塊 哈爾濱工程大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計 20 A/D 模數(shù)轉(zhuǎn)換電路的設(shè)計 A/D 轉(zhuǎn)換器就是模擬 /數(shù)字轉(zhuǎn)換器是將輸入的模擬信號轉(zhuǎn)換成為數(shù)字信號。 量化是將連續(xù)幅度的抽樣信號轉(zhuǎn)換成離散時間、離散幅度的數(shù)字信號，量化的主要問題就是量化誤差。 WR 由低到高時， A/D 開始轉(zhuǎn)換，一次轉(zhuǎn)換一共需要 66－ 73 個時鐘周期。 按發(fā)光二極管單元連接方式分為共陽極數(shù)碼管和共陰極數(shù)碼管。根據(jù)數(shù)碼管的驅(qū)動方式的不同，可以分為靜態(tài)式和動態(tài)式兩類。如果使用 C 語言編程，那么 Keil 幾乎就是你的不二之選，即使不使用 C 語言而僅用匯編語言編程，其方便易用的集成環(huán)境、強大 的軟件仿真調(diào)試工具也會令你事半功倍。 圖 Keil軟件界面 哈爾濱工程大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計 25 Keil 工程的建立及編譯 首先啟動 Keil 軟件的集成開發(fā)環(huán)境，可以從桌面上直接雙擊 uVision 的圖標以啟動該軟件。 雙 擊 文件，將文件加入項目，注意，在文件加入項目后，該對話框并不消失，等待繼續(xù)加入其它文件，但初學(xué)時常會誤認為操作沒有成功而再次雙擊同一文件，這時會出現(xiàn)如圖 4 所示的對話框，提示你所選文件已在列表中，此時應(yīng)點擊“確定”， 返回 前一對話框，然后點擊“ Close” 即可 返回主界面，返回后，點擊“ Source Group 1”前的加號，會發(fā)現(xiàn) 文件已在其中。哈爾濱工程大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計 27 Use onchip ROM 選擇 項，確認是否僅使用片內(nèi) ROM（ 注意：選中該項并不會影響最終生成的目標代碼量）； Operating 項是操作系統(tǒng)選擇， Keil 提供 了兩種操作系統(tǒng)： Rtx tiny 和 Rtx full， 關(guān)于 操作系統(tǒng)是另外一個很大的話題了，通常我們不使用任何操作系統(tǒng)，即使用該項的默認值 :None（不使用任何 操作系統(tǒng)）； Off Chip Code memory 用以 確定系統(tǒng) 擴展 ROM 的地址范圍， Off Chip xData memory 組用于確定系統(tǒng) 擴展 RAM的地址范圍，這些選擇項必須根據(jù)所用硬件來決定，由于該例是單片應(yīng)用， 未 進行任何擴展，所以均不重新選擇，按默認值設(shè)置。 Listing 標簽頁用于調(diào)整生成的列表文件選項。按鈕 “ Select Folder for objects” 是用來選擇最終的目標文件所在的文件夾，默認是與工程文件在同一 個文件夾中。 設(shè)置對話框中 的 Target 頁面，如 圖 5 所示， Xtal 后面 的數(shù)值是晶振 頻率 值，默認值是所選 目標 CPU的 最高可用頻率值，對于 我們所選的 AT89C51 而言 是 24M，該數(shù)值與最終產(chǎn)生的目標代碼無關(guān)，僅用于軟件模擬調(diào)試時顯示程序執(zhí) 行時間。 點擊“ ProjectNew Project?”菜單，出現(xiàn)一個對話框，要求給將要建立的工程起一個名字，你可以在編緝框中輸入一個名字（設(shè)為 exam1） ，不需要擴展名。 C 語言豐富而實用的語句決定了 C 語言程序靈活性以及強大的代碼組織能力 ， 利用 C 語言，我們可以很方便地編寫出龐大的工程，可以很輕松地實現(xiàn)多人協(xié)作編程。根據(jù)實際情況與技術(shù)要求，結(jié)合已確定的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖對各部分進行設(shè)計，包括單片機最小系統(tǒng)、光敏電阻網(wǎng)絡(luò)、 A/D 模數(shù)轉(zhuǎn)換、數(shù)碼管顯示電路以及輸出選擇電路 ，并對每一部分都進行了較詳細的敘述。共陰數(shù)碼管是指將所有發(fā)光二極管的陰極接 到一起形成公共陰極 (COM)的數(shù)碼管。另外管腳 4 和 19 外接大小為 10K 的電阻 R4，管腳 4 與地之間接電容 C8，大小為 200pF，計算可得片內(nèi)時鐘為 450KHz 左右，具體電路如圖 。 表 ADC0804 的管腳和對應(yīng)功能功能 。 模數(shù)轉(zhuǎn)換的過程： 模數(shù)轉(zhuǎn)換包括采樣、保持、量化和編碼四個過程。 圖 光敏電阻網(wǎng)絡(luò)電路 輸出選擇電路的設(shè)計 輸出選擇電路可用數(shù)據(jù)選擇器來實現(xiàn)。光敏電阻沒有極性，純粹是一個電阻器件，使用時既可加直流電壓，也加交流電壓。光敏電阻的工作原理是基于內(nèi)光電效應(yīng)。入射光消失后，由光子激發(fā)產(chǎn) 生的電子 — 空穴對將復(fù)合，光敏電阻的阻值也就恢哈爾濱工程大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計 18 復(fù)原值。光敏電阻器的阻值隨入射光線（可見光）的強弱變化而變化，在黑暗條件下，它的阻值（暗阻）可達 1~10M 歐 ,在強光條件（ 100LX）下，它阻值（亮阻）僅有幾百至數(shù)千歐姆。本系統(tǒng)中使 T2IN 接單片機的發(fā)送端 TXD，同時 R2OUT 接單片機的 RXD 端 ，C1+、 C1腳和 C2+、 C2腳接 104 瓷片電容，其接口電路如圖 所示。有四種檢錯方式：偶、奇、高和低。每個包是指一個字節(jié)，包括開始 /停止位，數(shù)據(jù)位和奇偶校驗位。波特率可以遠遠大于這些值，但是波特率和距離成反比。其他線用于握手，但是不是必須的。該芯片與 TTL／ COMS 電平兼容，片內(nèi)有 2 個發(fā)送器，2 個接收器，且使用 +5 V單電源供電，使用非常方便。若單片機使用 12MHz 的晶振頻率，則振蕩周期 =1/（ 12MHz） =1/12us，時鐘周期 =1/6us，機器周期 =1us，執(zhí)行一條單周期指令只需要 1us，執(zhí)行一條雙周期指令則需要 2us。每個狀態(tài)包括 2 個節(jié)拍，用 P P2 表示。外部時鐘方式則是在單片機 XTAL1 引腳上外接一個穩(wěn)定的時鐘信號源，它一般適用于多片單片機同時工作的情況，使用同一時鐘信號可以保證單片機的工作同步。在單片機啟動 后，電容 C 兩端的電壓持續(xù)充電為5V，這是時候 10K 電阻兩端的電壓接近于 0V， RST 處于低電平所以系統(tǒng)正常工作。所以可以通過按鍵的斷開和閉合在運行的系統(tǒng)中控制其復(fù)位。這標志著一種全新概念的建立。如工業(yè)機器人的控制系統(tǒng)是由中央控制器、感覺系統(tǒng)、行走系統(tǒng)、擒拿系統(tǒng)等節(jié)點構(gòu)成的多機網(wǎng)絡(luò)系 統(tǒng)。單片機廣泛應(yīng)用于儀器儀表、家用電器、醫(yī)用設(shè)備、航空航天、專用設(shè)備的智能化管理及過程控制域。單片機由運算器、控制器、存儲器、輸入輸出設(shè)備構(gòu)成。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài) ALE 禁止，置位無效。 ALE/PROG： 當(dāng)訪問外部存儲器時，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。電容取 30pF177。在給出地址 “1”時，它利用內(nèi)部上 拉優(yōu)勢，當(dāng)對外部八位地址數(shù)據(jù)存儲器進行讀寫時， P2 口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。在 FIASH 編程時， P0 口作為哈爾濱工程大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計 10 原碼輸入口，當(dāng) FIASH 進行校驗時， P0 輸出原碼，此時 P0 外部必須被拉高。具體方法是將三路光敏電阻支路并聯(lián)接入電路中，其中一路串接一固定電阻，另外兩路光敏電阻網(wǎng)絡(luò) 輸出選擇 A/D 模數(shù)轉(zhuǎn)換 單片機 通信下載模塊 數(shù)碼管顯示 光照 哈爾濱工程大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計 8 分別串接電位器，利用光敏電阻值隨光照強度變化的特性，使得電路的輸出電壓而變化。 設(shè)計方案三 采用三路光敏電阻支路并聯(lián)檢測光照強度，通過每一路可以得到一個模擬采樣電壓，將這三路電壓通過 CD4051 單 8 通道數(shù)字控制模擬電子開關(guān) 循環(huán)輸入到模數(shù)轉(zhuǎn)換器 ADC0804 將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，將數(shù)字信號通過通 信模塊輸送給 STC89C51單片機，通過比較后得出最大值，將最大值輸出并利用兩位數(shù)碼管顯示出來。將其輸出模擬信號波形輸入到一個簡易數(shù)字式頻率計通過兩位數(shù)碼管顯示出 來，數(shù)字式頻率計主要由時基電路、閘門電路計數(shù)器、鎖存器、譯碼顯示電路和邏輯控制電路組成。 隨著紅外技術(shù)的推廣，紅外滿方的檢測儀器將朝著快速、便攜、低成本、低功耗以及自動化的方向發(fā)展。由光敏元件收集的光線是從模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號處理前。 利用光的強度取樣，以確定樣本的條件，產(chǎn)生了不同程度的轉(zhuǎn)換，相應(yīng)的數(shù)字信號沿普遍使用在上述專利中描述的線的 A / D 轉(zhuǎn)換器，以確定已知的光強度測量設(shè)備光的強度。這種類型的測量是特別有用的篩選和質(zhì)量提供了人類對懷孕和懷孕的問題，及時發(fā)現(xiàn)絨毛膜評價試驗。 技術(shù)要求： （ 1）對光照強度實施實時采集，光照強度的測量范圍為： 2~600LX，精度 177。 光照強度檢測儀的主體是光敏電阻，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。 本設(shè)計適當(dāng)?shù)乩昧斯饷綦娮璧奶匦砸约皢纹瑱C的強大的運算控制功能，實現(xiàn)了光照強度的檢測，并在數(shù)碼管上顯示。 關(guān)鍵詞 ： 單片機 ；光敏電阻 ； ADC0804； IC4051；數(shù)碼管 哈爾濱工程大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計 Ⅱ ABSTRACT The digital light intensity detector with microcontroller and analogdigital conversion as a core technology, specifically by the microputer system, download the munication module, A/D analogdigital conversion module, light direction detection module, the output selection module and digital display module position. In this system design, use of photosensitive resistor characteristics with the light intensity to detect changes in light intensity, the output select control of singlechip module and several analog converter followed by measuring the light intensity in different directions, and handling data through the program intensity parison, the final test results via digital display. In short, through the circuit design and the actual alignment, finally realizing a single chip based on digital light intensity detector of the overall function