【文章內(nèi)容簡介】 第一章 緒 論 水路航運系統(tǒng)是運輸系統(tǒng)中很重要的一部分，而航道的正確標識是船舶航運2 基于 51 單片機航標燈控制器的設計與實現(xiàn) 安全的重要保障。在我們長達數(shù)千公里的河道和海岸沿線，每隔一定距離就必須有一個航標等，用來指示航道的安全水位區(qū)域。航標燈在夜間用所顯示的特定光色，燈光節(jié)奏和周期作為標志的識別特性，以便航海人員容易區(qū)別。 此次設計由 STC89C52 為核心，結合定時 /計數(shù)器以及由光敏電阻構成的光控開關，從而組成了航標燈控制器。以 STC89C52 為主控單元設計的航標燈控制器可以更加方便、準確地控制航標燈自動閃爍 (即 白天航標燈熄滅，晚上間歇發(fā)光， 閃爍兩下再暗一會 ,周而復始 ），以達到自動化控制的目的，減少了人力資源和時間的投入，大大改善了人工作業(yè)的環(huán)境，也可提高效率，為船舶提供精確的導航信息 。 第一章 緒 論 3 第二章 系統(tǒng)總體設計 5 第二章 航標燈控制器 總體設計 設計方案的確定 所有的圖要有編號和圖名！?。? 設計方案說明 本畢業(yè)設計要求用 STC89C52 單片機作為主控芯片，并結合其他元件來實現(xiàn)航標燈控制器的設計。航標燈的基本功能是能在夜晚提供導航信號，即是要能在夜晚時閃爍發(fā)光，一亮一滅周期性地發(fā)光提供導航，而在白天則不發(fā)光。 經(jīng)分析可知，該設計要使用控制芯片直接或間接為航標燈的燈提供控制信號，以便控制航標燈是否發(fā)光以及如何發(fā)光以滿足導航要求。 根據(jù)以上分析，該設計所采用方案是以 STC89C52 單片機為控制核心，以光敏電阻作為航標燈的光纖傳感器， 傳感器信號傳給 STC89C52 單片機處理，由單片機控制發(fā)光二極管閃爍或者熄滅，直流電源為以上所用芯片及電路供電，最終完成本次設計任務 。 6 基于 51 單片機航標燈控制器的設計與實現(xiàn) 第三章 航標燈控制器的硬件設計 7 第三章 航標燈控制器的 硬件 設計 根據(jù)本次課程設計要求，為實現(xiàn)設計目標，需要用到 STC89C5光敏電阻 LED發(fā)光二極管、直流電壓源。在選擇確定芯片及電器元件之前，還是先來簡要介紹一下所有可能用到的芯片以及必須的元器件，并有選擇的分析他們的結構和相關功能。這些分析不僅是必要的也是很有助于我們對設計方案的探索和優(yōu)化選擇。 相關 硬件介紹 STC89C52 介紹 在本系統(tǒng)中， STC89C52 工作在最小模式下。負責對 LED 發(fā)光二極管控制和對光敏電阻傳入信號的處理。 圖 總電路圖 單片機的最小系統(tǒng)是由電源、復位、晶振、 /EA=1 組成，下面介紹一下每一個組成部分。 Vcc 40 電源端 8 基于 51 單片機航標燈控制器的設計與實現(xiàn) GND 20 接地端 工作電壓為 5V，另有 AT89LV51 工作電壓則是 ,引腳功能一樣。 圖 晶振連接的內(nèi)部、外部方式圖 XTAL1 19 XTAL2 18 XTAL1 是片內(nèi)振蕩器的反相放大器輸入端， XTAL2 則是輸出端，使用外部振蕩器時，外部振蕩信號應直接加到 XTAL1，而 XTAL2 懸空。內(nèi)部方式時，時鐘發(fā)生器對振蕩脈沖二分頻，如晶振為 12MHz，時鐘頻率就為 6MHz。晶振的頻率可以在1MHz24MHz 內(nèi)選擇。電容取 30PF 左右。系統(tǒng)的時鐘電路設計是采用的內(nèi) 部方式，即利用芯片內(nèi)部的振蕩電路。 AT89 單片機內(nèi)部有一個用于構成振蕩器的高增益反相放大器。引腳 XTAL1 和 XTAL2 分別是此放大器的輸入端和輸出端。這個放大器與作為反饋元件的片外晶體諧振器一起構成一個自激振蕩器。外接晶體諧振器以及電容 C1 和 C2 構成并聯(lián)諧振電路，接在放大器的反饋回路中。對外接電容的值雖然沒有嚴格的要求，但電容的大小會影響震蕩器頻率的高低、震蕩器的穩(wěn)定性、起振的快速性和溫度的穩(wěn)定性。因此，此系統(tǒng)電路的晶體振蕩器的值為 12MHz，電容應盡可能的選擇陶瓷電容，電容值約為 22μ F。在焊接刷電路板時 ，晶體振蕩器和電容應盡可能安裝得與單片機芯片靠近，以減少寄生電容，更好地保證震蕩器穩(wěn)定和可靠地工作 。 RST 9 在振蕩器運行時，有兩個機器周期（ 24個振蕩周期）以上的高電平出現(xiàn)在此引腿時，將使單片機復位，只要這個腳保持高電平， 51 芯片便循環(huán)復位。復位后 P0－P3 口均置 1 引腳表現(xiàn)為高電平，程序計數(shù)器和特殊功能寄存器 SFR 全部清零。當 第三章 航標燈控制器的硬件設計 9 復位腳由高電平變?yōu)榈碗娖綍r，芯片為 ROM 的 00H 處開始運行程序。復位是由外部的復位電路來實現(xiàn)的。片內(nèi)復位電路是復位引腳 RST 通過一個斯密特觸發(fā)器與復位電路相連，斯密特觸 發(fā)器用來抑制噪聲，它的輸出在每個機器周期的 S5P2，由復位電路采樣一次。 復位電路通常采用上電自動復位和按鈕復位兩種方式，此電路系統(tǒng)采用的是上電與按鈕復位電路。當時鐘頻率選用 6MHz 時， C取 22μ F，Rs約為 200Ω， Rk約為 1K。復位操作不會對內(nèi)部 RAM 有所影響。 常用的復位電路如下圖所示： 和電路不符！??！ (1) P0 端口 [] P0 是一個 8 位漏極開路型雙向 I/O 端口，端口置 1（對端口寫 1）時作高阻抗輸入端。作為輸出口時能驅動 8 個 TTL。 對內(nèi)部 Flash 程序存儲器編程時，接收指令字節(jié) 。校驗程序時輸出指令字節(jié)，要求外接上拉電阻。 在訪問外部程序和外部數(shù)據(jù)存儲器時， P0 口是分時轉換的地址 (低 8 位 )/數(shù)據(jù)總線，訪問期間內(nèi)部的上拉電阻起作用。 (2) P1 端口 [－ ] P1 是一個帶有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/0 端口。輸 出時可驅動 4 個 TTL。端口置 1時，內(nèi)部上拉電阻將端口拉到高電平，作輸入用。 對內(nèi)部 Flash 程序存儲器編程時，接收低 8 位地址信息。 (3) P2 端口 [－ ] P2 是一個帶有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/0 端口10 基于 51 單片機航標燈控制器的設計與實現(xiàn) 輸出時可驅動 4 個 TTL。端口置 1時，內(nèi)部上拉電阻將端口拉到高電平，作輸入用 對內(nèi)部 Flash 程序存儲器編程時，接收高 8位地址和控制信息。 在訪問外部程序和 16 位外部數(shù)據(jù)存儲器時， P2 口送出高 8位地址。而在訪問8 位地址的外部數(shù)據(jù)存儲器時其引腳上的內(nèi)容在此期間不會改變。 (4) P3 端口 [－ ]P2 是一個帶有內(nèi)部上拉電阻的 8位雙向端口。輸出時可驅動 4 個 TTL。端口置 1時，內(nèi)部上拉電阻將端口拉到高電平，作輸入用 LED發(fā)光二極管介紹 LED（ Light Emitting Diode），發(fā)光二極管，主要由支架、銀膠、晶片、金線、環(huán)氧樹脂五種物料所組成。 LED(LightEmittingDiode中文意思為發(fā)光二極管 )是一種能夠將電能轉化為光能的半導體，它改變了白熾燈鎢絲發(fā)光與節(jié)能燈三基色粉發(fā)光的原理，而采用電場發(fā)光。據(jù)分析， LED的特點非常明 LED燈泡以及燈具圖片 (19張 )顯，壽命長、光效高、無輻射與低功耗。白光 LED的光譜幾乎全部集中于可見光頻段，其發(fā)光效率可超過 150lm/W（ 2020年）。將 LED與普通白熾燈、螺旋節(jié)能燈及 T5三 基色熒光燈進行對比，結果顯示：普通白熾燈的光效為 12lm/W，壽命小于 2020小時，螺旋節(jié)能燈的光效為 60lm/W，壽命小于 8000小時， T5熒光燈則為96lm/W，壽命大約為 10000小時，而直徑為 5毫米的白光 LED光效理論上可以超過150lm/W，壽命可大于 100000小時。有人還預測，未來的 LED壽命上限將無窮大。然而， LED燈的工作原理使得在大功率 LED照明行業(yè)里散熱問題變得非常突出，許多 LED照明方案不夠重視散熱，或者是技術水平有限，所以目前量產(chǎn)的大功率 LED燈普遍存在實際使用壽命遠遠不如理論值， 性價比低于傳統(tǒng)燈具的尷尬情況。為了提高 LED燈具的使用壽命，真正做到適合商業(yè)化的量產(chǎn)， LED照明行業(yè)正在獨立或者和專業(yè)的導熱材料供應商合作加緊研制新型導熱材料，比如導熱塑料等等。大功率 LED，一般指大于 ，這一點不同公司內(nèi)部也會有不同的標準，因為目前在大功率 LED領域還沒有形成大家一致認可的行業(yè)標準。光強與流明比小功率大，但同樣散熱也很大，現(xiàn)在大功率大多是單顆應用，加上有效散熱面積很大的散熱片，也出現(xiàn)了集成在一起的 LED燈矩陣，但是散熱效果不是很好。小功率一般是 ?，F(xiàn)在 LED手電一般是 用小功率用的，光散不散，取決于 LED的發(fā)光角度，有大角度小角度之分，小角度不散，大角度才散。市面上的手電筒一般是用草帽頭做的，效果很好。 LED的亮度是跟 LED的發(fā)光角度有必然關系的 ,LED的角度越小它的亮度越高 ,沒有什么超亮不超亮的 ,那是騙小孩的 ,如果是質量好的 LED 第三章 航