【正文】 單片機(jī)與 RISC(精簡指令集 )單片機(jī)兩大類。存儲(chǔ)器由許多存儲(chǔ)單元（最小的存儲(chǔ)單位）組成，就像大樓房有許多房間組成一樣，指令就存放在這些單元里，單元里的指令取 出并執(zhí)行就像大樓房的每個(gè)房間的被分配到了唯一一個(gè)房間號(hào)一樣，每一個(gè)存儲(chǔ)單元也必須被分配到唯一的地址號(hào)，該地址號(hào)稱為存儲(chǔ)單元的地址 [8]，這樣只要知道了存儲(chǔ)單元的地址，就可以找到這個(gè)存儲(chǔ)單元，其中存儲(chǔ)的指令就可以被取出，然后再淮海工學(xué)院二 〇一二 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 8 頁 共 36 頁 被執(zhí)行。 單片機(jī)是靠程序來運(yùn)行的，并可以做出修改。 AT89C51 熱釋電紅外傳感器 1 熱釋電紅外傳感器 2 光敏電阻 信號(hào) 處理 電路 提醒電路 燈光控制電路 淮海工學(xué)院二 〇一二 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 6 頁 共 36 頁 單片機(jī)由 芯片 內(nèi)僅有 CPU 的專用 處理器 發(fā)展 形成的 。 總體要求 給出設(shè)計(jì)原理及整體設(shè)計(jì)思路，畫出整機(jī)原理圖。以便黑暗中時(shí)人一到門口則啟動(dòng)，省去了開燈的麻煩，用戶 可以根據(jù)自己的實(shí)際情況進(jìn)行距離調(diào)節(jié)。調(diào)節(jié)電壓方法是：由于通過電阻 R1 和三極管集電極的電流為 5mA 恒定不變，這樣三極管 VT 的集一射極電壓可通過調(diào)節(jié)偏流電阻來改變。 關(guān)鍵詞：單片機(jī)，蜂鳴器，熱釋傳感器，計(jì)時(shí)器 ,繼電器。 其特點(diǎn)是在有人時(shí)且外界光較弱時(shí)能自動(dòng)開燈，無人時(shí)關(guān)燈，節(jié)約能源。用三極管作調(diào)節(jié)元件是由于帶開關(guān)絕緣性能好、阻值又低的電位器難于找到，只能使用一般調(diào)光臺(tái)燈的電位 器，阻抗在 500kΩ 左右，所以無法對電壓直接進(jìn)行調(diào)節(jié)，故使用了三極管。熱釋電紅外探測器 1的距離是 4m 左右（距離可調(diào)），主要是因?yàn)榘銇碚f是門離書桌的距離 。 該系統(tǒng)由光感元件、人體內(nèi)部的感知器、時(shí)間計(jì)數(shù)器以及亮度控制器及單片機(jī)等組成。這些電路能在軟件的控制下準(zhǔn)確、迅速、高效的完成程序設(shè)計(jì)者事先規(guī)定的任務(wù)。同時(shí)，學(xué)習(xí)使用單片 機(jī)是了解計(jì)算機(jī)原理與結(jié)構(gòu)的最佳選擇。為使單片機(jī)能自動(dòng)完成某一特定任務(wù)，必須把 需 要解決的問題編成一系列指令（這些指令必須是單片機(jī) 所 能識(shí)別和執(zhí)行的指令），這 些 指令的集合就成為程序，程序需要預(yù)先存放在具有存儲(chǔ)功能的部件—— 存儲(chǔ)器中 [6。指令集，顧名思義就是中央處理器在指令的集合。 淮海工學(xué)院二 〇一二 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 10 頁 共 36 頁 掩膜是一種半導(dǎo)體制造工藝，一般 ROM 中的內(nèi)容是可以通過特殊方法來改變的，而掩膜 ROM 中的內(nèi)容則在出廠前寫好后就無法改變。 (4) PIC 系列單片機(jī) PIC 系列單片機(jī) Microchip 公司的產(chǎn)品，其突出的特點(diǎn)是體積小，功耗低，精簡指令集，抗干擾性好，可靠性高，有較強(qiáng)的模擬接口，代碼保密性好。 （ 3）單片機(jī) 在家用電器中的應(yīng)用 可以 通俗的 說， 如今 的家用電器基本上都采 是由 單片機(jī)控制，從電飯 煲 、洗衣機(jī)、電冰箱、空調(diào)、彩電、其他 音響 視頻器材、再到 電子秤 量設(shè)備，五花八門，無 處 不在。同時(shí)， AT89C51 可 以 降至 0Hz 的靜態(tài)邏輯操作，并支持兩種軟件可選的節(jié)電 工作模式。在給出地址 “1” 時(shí)，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢，當(dāng) 進(jìn) 行 外部八位地址數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀寫時(shí)， P2 口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。如果淮海工學(xué)院二 〇一二 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 17 頁 共 36 頁 微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài) ALE 禁止，置位無效。輸出延遲時(shí)間 Tx由外部的 R9 和 C7的大小調(diào)整，觸發(fā)封鎖時(shí)間 Ti由外部的 R10和 C6 的大小調(diào)整， R9/R10 可以用 470歐姆， C6/C7可以選 。 COP3淮海工學(xué)院二 〇一二 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 20 頁 共 36 頁 是一個(gè)條件比較器。當(dāng)它受到光的照射時(shí)，半導(dǎo)體片（光敏層）內(nèi)就激發(fā)出電子 — 空穴對，參與導(dǎo)電，使電路中電流增強(qiáng)。 計(jì)時(shí)電路 計(jì)時(shí)器的簡介 計(jì)時(shí)器，是利用特定的原理來測量時(shí)間的裝置。 c)定時(shí)器子程序 INIT_TIMER 定時(shí)器子程序 INIT_TIMER 的作用是每隔 5ms 產(chǎn)生一次中斷信號(hào)，它是時(shí)鐘標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間的來源和保證。該子程序見附錄。LED 閃動(dòng)，表示程序開始執(zhí)行 ACALL INIT 。 LED 燈亮滅變換 INC SEC 。...................................實(shí)現(xiàn)顯示功能的子程序 ..................................................... CONV: 。重加載初始值 MOV TH0, (81925000)/32 INC DEDA 。工作指示燈引腳定義 淮海工學(xué)院二 〇一二 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 29 頁 共 36 頁 ；程序開始執(zhí)行地址 ORG 0H 。其中 BUF、 BUF+1 存放小時(shí)， BUF+ BUF+3 存放分鐘，與數(shù)碼管顯示器 U U2 和 U U4 想對應(yīng)。中斷服務(wù)程序里記載著中斷的次數(shù)，中斷 200 次為 1 秒， 60秒為 1 分， 60分為一小時(shí)。當(dāng)它受到光的照射時(shí)，半導(dǎo)體片（光敏層）內(nèi)就激發(fā)出電子 — 空穴對，參與導(dǎo)電，使電路中電流增強(qiáng)。 BISS0001 的管腳功能說明 淮海工學(xué)院二 〇一二 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 22 頁 共 36 頁 BISS0001 芯片的管腳分布如圖 34所示。 首先，根據(jù)實(shí)際需要，利用運(yùn)算放大器 OP1 組成傳感信號(hào)預(yù)處理電路，將信號(hào)放大。 上圖中， R3 為光敏電阻，用來檢測環(huán)境照度的強(qiáng)弱。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，將跳過一個(gè) ALE 脈沖。 淮海工學(xué)院二 〇一二 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 16 頁 共 36 頁 P2口： P2 口為一個(gè)內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P2 口緩沖器可接收，輸出 4個(gè) TTL 門電流，當(dāng) P2 口被寫 “1” 時(shí)，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。該器件采用 ATMEL 高密度非易失存儲(chǔ)器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的 MCS51 指令集和輸出管腳相兼容。采用單片機(jī)控制使得儀器儀表數(shù)字化、智能化、微型化 ， 且功能 相比于 采用電子或 數(shù)字電路 更加 簡單和清晰 。 淮海工學(xué)院二 〇一二 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 11 頁 共 36 頁 （ 2） AVR 系列單片機(jī) 1997 年， ATMEL 公司為了充分發(fā)揮其 Flash 的技術(shù)優(yōu)勢，推出了全新配置的精簡指令集單片機(jī)，簡稱 AVR。 c按片內(nèi)程序存儲(chǔ)器分類 單片機(jī)是通過指令程序來控制各種電路的，這種指令程序存儲(chǔ)在程序存儲(chǔ)器中。例如， 80C51 類單片機(jī)既是通用型又是總線型，還可以作工控用。一個(gè)可視化高級(jí)語言編寫的小程序里面即使只擁有一個(gè)按鈕，也會(huì)達(dá)到幾十 K的尺寸，對于家用 PC的硬盤來講沒什么關(guān)系，但是對于單片機(jī)來說是無法接受的。 單片機(jī)又可以稱之為單片微控制器 ,它不是指完成某一個(gè)邏輯功能的芯片 ,而是通過把一個(gè)計(jì)算機(jī)的整體系統(tǒng)集成到一個(gè)很小的芯片上。 淮海工學(xué)院二 〇一二 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 5 頁 共 36 頁 圖 21 系統(tǒng)機(jī)構(gòu)圖 本系統(tǒng)組成如圖（ 21）所示，主要由三部分組成： 1) 傳感器及信號(hào)處理電路 :檢測人體輻射紅外信號(hào)及光強(qiáng)信號(hào)經(jīng)過處理后變成可處理的數(shù)字信號(hào)。 2 設(shè)計(jì)思路 設(shè)計(jì)內(nèi)容 設(shè)計(jì)一智能臺(tái)燈控制器，實(shí)現(xiàn)照明控制系統(tǒng)的人性化，其功能如下： 當(dāng)光的亮度足夠時(shí)，臺(tái)燈處于關(guān)閉狀態(tài)。 面對電力資源的匱乏，越來越多的人開始意識(shí)到節(jié)能的重要性臺(tái)燈是家庭的生活必需品，但由于經(jīng)常忘記關(guān)燈而造成巨大的能源浪費(fèi)。當(dāng)人體碰觸到感應(yīng)之電極片，觸摸信號(hào)藉由脈動(dòng)直流電產(chǎn)生一脈沖信號(hào)傳送至觸摸感應(yīng)端，接著觸摸感應(yīng)端會(huì)發(fā)出一觸發(fā)脈沖信號(hào)，就可控制開燈；如再觸摸一次，觸摸信號(hào)會(huì)再藉由脈動(dòng)直流電產(chǎn)生一脈沖信號(hào)傳送至觸摸感應(yīng)端，此時(shí)觸摸感應(yīng)端就會(huì)停止發(fā)出觸發(fā)脈沖信號(hào)，當(dāng) 交流電 過零時(shí)，燈自然熄滅。當(dāng)有人靠近時(shí)，端口發(fā)出變化緩慢、幅值?。ㄐ∮?1mv）的信號(hào)，該信號(hào)經(jīng)過信號(hào)處理電路把不規(guī)則的波形轉(zhuǎn)化成適合單片機(jī)處理的數(shù)字信號(hào)并通過 INT1 端口輸入到單片， 基于單片機(jī)控制的智能節(jié)能臺(tái)燈 ， 社會(huì)在不斷進(jìn)步，人類在不斷追求，市場在不斷變化，高科技應(yīng)用含量決定著產(chǎn)品發(fā)展的新趨勢和前景，智能化技術(shù)在電子產(chǎn)品領(lǐng)域的應(yīng)用意義深遠(yuǎn)。 （論文）中對侵犯任何方面知識(shí)產(chǎn)權(quán)的行為，由本人承擔(dān)相應(yīng)的法律責(zé)任。由于白色發(fā)光管 最大工作電壓 在 ，三只發(fā)光管串聯(lián)為 ，考慮到每只發(fā)光管工作電壓略有不同，故穩(wěn)壓電源輸出電壓取 10V。雖然受金融危機(jī)影響使得臺(tái)燈行業(yè)近 幾 年 來 發(fā) 展速度 比較 減緩，但 伴 隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的 飛 速 的 發(fā)展以及國際金融危機(jī)的逐漸消退，我國臺(tái)燈行業(yè)重新迎來良好的發(fā)展機(jī)遇 和光明方向。在這里設(shè)計(jì)了以人體紅外輻射（波長為 10um）傳感控制電路。這個(gè)系列的單片機(jī)片內(nèi)集成有 8位 CPU、并行 I/O 口、 8位定時(shí)/計(jì)數(shù)器，尋址范圍不大于 4K，并且沒有串行口?？梢哉f，掌握用 C語言單片機(jī)編程很重要，可以大大提高開發(fā)的效率。 （ 2）通用型 /專用型 ： 這是按 照 單片機(jī) 所 適用 的 范圍來區(qū)分的。 RISC 單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)是新型的哈佛（ Harvard）型結(jié)構(gòu)，即雙總線型結(jié)構(gòu)。與 EPROM 相比， Flash的存儲(chǔ)速度更快。 SX系列單片機(jī)與 Intel 公司的 Pentium Ⅱ等一起被《 Electronic Industry Yearbook 1998》（電子工業(yè)年鑒 1998）評選為 1998 年世界十大處理器。如：音樂信號(hào)以數(shù)字的形式存于存儲(chǔ)器中（類似于 ROM），由微控制器讀出，轉(zhuǎn)化為模擬音樂電信號(hào) （ 類似于聲卡）。 P0 口： P0 口 是 一個(gè) 8 位漏級(jí)開路雙向 I/O 口，每 個(gè)管 腳可吸收 8TTL門電流。 P3 口也可作為 AT89C51 的一些特殊功能口，如下 面 所示： 管腳 備選功能 RXD（串行輸入口） TXD（ 串行輸出口） /INT0（外部中斷 0） /INT1（外部中斷 1） T0（記時(shí)器 0外部輸入） T1（記時(shí)器 1外部輸入） /WR（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通） /RD（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通） P3 口同時(shí)為閃爍編程和編程校驗(yàn)接收一些控制信號(hào)。注意加密方式 1 時(shí)， /EA 將內(nèi)部鎖定為 RESET；當(dāng)/EA 端保持高電平時(shí)，此間內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。 菲涅爾透鏡利用透鏡的特殊光學(xué)原理，在探測器前方產(chǎn)生一個(gè)交替變化的 “ 盲區(qū) ” 和 “ 高靈敏區(qū) ” ，以提高它的探測接收靈敏度。 以下圖所示的可重復(fù)觸發(fā)工作方式下的波形，來說明其工作過程。在黑暗環(huán)境里，它的電阻值很高，當(dāng)受到光照時(shí)，只要 光子 能量大于半導(dǎo)體材料的禁帶寬度，則價(jià)帶中的 電子 吸收一個(gè)光子的能量 后可躍遷到導(dǎo)帶，并在價(jià)帶中產(chǎn)生一個(gè)帶 正電荷 的空穴，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。 計(jì)時(shí)提醒電路 臺(tái)燈點(diǎn)亮?xí)r開始計(jì)時(shí)，計(jì)時(shí)達(dá)到一小時(shí)時(shí)通過蜂鳴器發(fā)出鳴響，提醒使用者起立活動(dòng)。該子程序見附錄。30H~33H 連續(xù)四個(gè)字節(jié)存放顯示器數(shù)據(jù) HOUR EQU 34H 。掃描顯示 JMP LOOP 。是否 1h 到了 。 小時(shí)計(jì)數(shù)加 1 MOV MIN,0 。...............................................實(shí)現(xiàn)計(jì)時(shí)功能的子程序 .................................... 。存放分鐘變量 SEC EQU 36H 。先通過 CONV 把由中斷服務(wù)程序中產(chǎn)生的分、小時(shí)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成適應(yīng) LED 數(shù)碼管顯示的數(shù)據(jù)。 單片機(jī)的 P0端口接有 4位共陽極 LED 數(shù)碼管顯示器。入