【文章內(nèi)容簡介】 數(shù)字量，然后通過軟件方法計算得到溫度值，再進(jìn)行顯示等處理。 圖 26 熱敏 amp。光敏傳感 器電路原理圖 如圖 26 所示為開發(fā)板上的原理圖， R39 為熱敏電阻 ,AD 轉(zhuǎn)換器采集 RT 處的電壓值，再 15 通過軟件處理得到溫度值。 ? 光敏敏傳感器 光敏電阻又稱光導(dǎo)管，常用的制作材料為硫化鎘，另外還有硒、硫化鋁、硫化鉛和硫化鉍等材料 [8]。這些制作材料具有在特定波長的光照射下，其阻值迅速減小的特性。這是由于光照產(chǎn)生的載流子都參與導(dǎo)電，在外加電場的作用下作漂移運動，電子奔向電源的正極，空穴奔向電源的負(fù)極，從而使光敏電阻器的阻值迅速下降。 光敏電阻器是利 用半導(dǎo)體的光電效應(yīng)制成的一種電阻值隨入射光的強弱而改變的電阻器， 入 射光強，電阻減小，入射光弱，電阻增大。光敏電阻器一般用于光的測量、光的控制和光電轉(zhuǎn)換（將光的變化轉(zhuǎn)換為電的變化）。常用的光敏電阻器硫化鎘光敏電阻器，它是由半導(dǎo)體材料制成的。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(dá) 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。光敏電阻器對光的敏感性（即光譜特性）與人眼對可見光（ m ～ m） 的響應(yīng)很接近，只要 是 人眼可感受的光，都會引起它的阻值變化。 由此可以看出，通過光敏電阻測量光強的 原理基本和熱敏電阻測量溫度一致。上面圖26中的 R38即為光敏電阻， AD轉(zhuǎn)換器采集 DT處的電壓值，再通過軟件處理得到光強度。 4 軟件系統(tǒng)設(shè)計 keil uVision2 簡介 keil uVision2 是 德國 Keil Software 公司出品的 51 系列兼容 單片機 C 語言軟件開發(fā)系統(tǒng)，使用接近于傳統(tǒng) C 語言 的語法來開發(fā) 。 與 匯編 相比， C語言 在功能上、結(jié)構(gòu)性、可讀性、可維 護(hù)性上有明顯的優(yōu)勢，因而易學(xué)易用 ,而且大大的提高了工作效率和項目開發(fā)周期 。它 還能嵌入 匯編 ，您可以在關(guān)鍵的位置嵌入，使程序達(dá)到接近于匯編的工作效率。 KEILC51標(biāo)準(zhǔn) C編譯器 為 8051微控制器的 軟件開發(fā) 提供了 C語言環(huán)境 ,同時保留了 匯編 代碼高效 ,快速的特點。 C51 編譯器 的功能不斷增強， 使 用戶 可以更加貼近 CPU 本身，及其它的衍生產(chǎn)品。 C51 已被完全集成到 uVision2 的 集成開發(fā)環(huán)境 中，這個集成開發(fā)環(huán)境包含： 編譯器 、匯編器 、 實時操作系統(tǒng) 、 項目管理器 和 調(diào)試器 ， uVision2 IDE 可為它們提供單一而靈活的開發(fā) 環(huán)境 。 keil uVision2 新建項目、編輯、編譯以及調(diào)試運行 （ 1） 安裝好 Keil軟件以后，打開它。打開以后界面如下： 圖 27 Keil 軟件打開界面 （ 2） 先新建一個工程文件 。 點擊“ ProjectNew Project?”菜單，如下圖 ： 16 圖 28 新建工程頁面 （ 3） 選擇工程文件要存放的路徑 ， 輸入工程文件名 ，如 LED, 最后單擊保存 ： 圖 29 保存工程頁面 （ 4） 在彈出的對話框中選擇 CPU 廠商及型號 ： 圖 30 CPU 型號選擇頁面 （ 5） 選擇好 選擇 CPU 廠商及型號 ，如 Atmel 公司的 89c51，之 后 ， 單擊確定 ： 17 圖 31 選定 CPU 型號 （ 6） 接著 彈除一個 對話框 ，問“將 標(biāo)準(zhǔn) 的 8051 啟動代碼復(fù)制到項目文件夾 并將 文件添加到項目中？ ”，選擇“是”： 圖 32 詢 問頁面 （ 7） 新建一個 C51文件 。 點擊 file菜單下的 NEW，或單擊左上角的 New File快捷鍵 ，如下圖： 圖 33 新建 C51 文件頁面 （ 8） 保存新建的文件 。 單擊 SAVE， 如下圖 ： 18 圖 34 點擊保存 C51 文件 （ 9） 在出現(xiàn)的對話框中輸入保存文件名 （注意 ： 后綴名必須為 .C） ，如 ， 再單擊“保存”，如下圖 ： 圖 35 保存 C51 文件頁面 （ 10） 保存好此文件后 ，將其 加入到工程中方法如下 ： 在 Source Group1 上 鼠標(biāo)右擊，然后再單擊 Add Files to Group ‘ Source Group 139。如下圖 ： 圖 36 將 C51 文件添加到工程 （ 11） 選擇要加入的文件 。 找到 后綴名 .C的文件 后 ， 單擊 Add， 然后單擊 Close： 19 圖 37 添加到工程中的事 .c 文件 （ 12） 在編輯框里輸入 所需 代碼 ，至此 完成了工程項目的建立以及文件加入工程 ，現(xiàn)在開始編譯工程 。 單擊快捷鍵或單擊 ProjectRebuild all the files， 如果在錯誤與警告欄 看到 “ 0 Error(s)” 表示編譯通過 ： 圖 38 添加代碼后編譯 （ 13） 生成 .hex 燒寫文件 。 先單擊 Options for Target，在彈出的窗口中 單擊 Output, 選中 Create HEX Fi， 再單擊“確定”，然后再次編譯才能產(chǎn)生 HEX文件 ： 圖 39 項目選項 20 圖 40 設(shè)置文件輸出格式為 HEX 編譯 完成 后 ， 打開工程存放 目錄， 可以看到增加了“ ”文件 ： 圖 41 編譯完成后的文件 程序燒寫 使用燒寫軟件 STC_ISP_V483 進(jìn)行程序燒寫 。 打開燒寫軟件 ， 界面如下 ： 21 圖 42 燒寫軟件界面 燒寫、 下載程序過程分 為 以下幾個步驟： 步驟 （ 1） 選擇單片機 的 型號。 本系統(tǒng)所用 的 單片機型號是 STC12C5A60S2。 步驟 （ 2） 打開后綴為 .HEX 的文件，即為 程序文件。 在相應(yīng)工程下找到 需要 下載的 .HEX文件，點擊打開。 步驟 （ 3） 選擇串 口 號、 設(shè)置最高波特率。 打開 PC 機的 設(shè)備管理器，確定生成的 串 口號 （ 若 為 COM2， 則 在上圖 COM下拉中選擇 COM2）。 步驟 （ 4） 用 USB線 將 PC 機 和主板連接 起來 ，檢查核心板上的 J1 口是否用跳帽短接（ TXD與 P30 短接， RXD 與 P31 短接），將 開發(fā)板上 的電源都關(guān)閉，點擊“ Download/下載”，打開核心板上的電源開關(guān)（注意不是主板上的電源 開關(guān)），等待下載完成。 圖 43 燒寫控制接口 22 5 系統(tǒng)平臺搭建 系統(tǒng)組成 本系統(tǒng)是由一臺 PC 機，一塊 51 單片機開發(fā)板及一條 USB 轉(zhuǎn)串口線組成。 其中， PC 機負(fù)責(zé)系統(tǒng)程序的編寫以及顯示通信界面， 51 單片機通過其自帶的外圍設(shè)備將系統(tǒng)所要求的各個模塊模擬表現(xiàn)出來，而 USB 轉(zhuǎn)串口線 則負(fù)責(zé)將 PC 機與單片機連接起來，實現(xiàn) PC 機與單片機之間的串口通信。 系統(tǒng)硬件連接 PC 機與單片機的連接 通過 USB轉(zhuǎn)串口線將 PC機的 USB接口與單片機板上的串口 1連接起來即可。 單片機開發(fā)板上的 硬件連接 （ 1） 串口模塊的硬件連接 用 2 位杜邦線分別將 J9_0 與 J5_R1 及 J9_1 與 J5_D1 連接 (下載完程序后 ),用串口線將 PC和開發(fā)板上的串口 1連接。（接收 PC機發(fā)來的數(shù)據(jù)，并向 PC機返回接收到的數(shù)據(jù)）。 （ 2） 花樣燈模塊的硬件連接 用 8位杜邦線將 J9與 J6連接，用 8位排線將 J8與 J13連接。 （ 3） 音樂播放模塊的硬件連接 用 1位杜邦線將 J10_0與 J18_bz連接。 （ 4） 窗簾模塊的硬件連接 用 4位杜邦線將 J11_0， J11_1， J11_2， J11_3和 J18_A,J18_B,J18_C,J18_D 連接 ,將步進(jìn)電機連接到 JP8。 （ 5） 火災(zāi)報警模塊的硬件連接 用 8 位杜邦線將 J8 與 J12 連接， 2 位杜邦線分別將 J11_0 與 J15_DS J11_1 與J15_DS2連接 ,1位杜邦線將 J19_AIN0與 J15_RT連接 ,2位杜邦線分別將 J11_7與 J17_SDA、J11_6 與 J17_SCL連接。 6 系統(tǒng) 功能介紹 整體功能介紹 將整個單片機開發(fā)板按照系統(tǒng)要求連接起來，如圖 44 所示， 再將單片機通過 USB 轉(zhuǎn)串口線與 PC 機相連，這樣，硬件連接完成。 打開 串口通信 控制 界面， 如圖 45 所示， 通過 串口通信 控制 界面 ， 向單片機發(fā)送指令 。 當(dāng)發(fā)送數(shù)字 13 時，花樣燈據(jù)不同數(shù)字，運行出不同效果，同時將數(shù)字 13 返回在界面上顯示出來。 當(dāng)發(fā)送數(shù)字 4 時，蜂鳴器運行，播放音樂，同時將數(shù)字 4 返回在界面上顯示出來。當(dāng)發(fā)送數(shù)字 59 時，步進(jìn)電機運行，據(jù)不同的數(shù)字，改變轉(zhuǎn)動的方向與轉(zhuǎn)速，同時將數(shù)字 59返回在界面上顯示出來。而火災(zāi)報警模塊，通過熱敏 amp。光敏傳感器，實時采集周圍的溫度、光強，一旦超過預(yù)先設(shè)計好的限制，則觸發(fā)蜂鳴器報警！ 23 圖 44 硬件系統(tǒng)實物圖 圖 45 串口通信 控制 界面 24 詳細(xì)功能介紹 音樂播放 圖 46 單片機上的電路實物圖 如圖所示，蜂鳴器的正極接到 VCC 電源上面，蜂鳴器的負(fù)極接到上面 圖 16 ULN2022 等效電路 的 OUTPUT端，單片機 IO 通過控制 圖 16電路的 INPUT 端，當(dāng) IO 輸出低電平時，三極管截止，沒有電流流過線圈，蜂鳴器不發(fā)聲；當(dāng) IO 輸出高電平時，三極管導(dǎo)通，這樣蜂鳴器的電流形成回路，發(fā)出聲音。因此，我們可以通過程序控制 INPUT 的電平來使蜂鳴器發(fā)出聲音和關(guān)閉。程序中改變單片機的輸出波形的頻率，就可以調(diào)整控制蜂鳴器音調(diào)。另外，改變 IO 口輸出電平的高低 電平占空比，則可以控制蜂鳴器的聲音大小。 表 1 蜂鳴器模擬歌曲原理 音調(diào) 改變 IO 輸出頻率來實現(xiàn) 節(jié)拍（音長） 單片機延時實現(xiàn) 音量 輸出波形占空比 通過控制蜂鳴器震動頻率的大小、震動時間的長短，模擬出不同的音調(diào)。將一首歌相對應(yīng)的震動頻率的大小、震動時間的長短數(shù)字化，再分別存放在兩個數(shù)組中，當(dāng)控制芯片接收到播放音樂的指令后，已經(jīng)設(shè)計好的程序，便會將兩數(shù)組中的值按照一定的規(guī)律賦給蜂鳴器的輸出端口，這樣，我們便會聽到美妙的歌曲了。 本系統(tǒng)中，采用上述方法，用蜂鳴器模擬音箱， 通過控制蜂鳴器震動頻率的大 小、震動時間的長短，模擬出不同的音調(diào)。將一首歌相對應(yīng)的震動頻率的大小、震動時間的長短數(shù)字化 ，以這種方式等價成兩個數(shù)組，再將數(shù)組賦給相應(yīng)的歌曲處理函數(shù)，當(dāng)主板接收到相應(yīng)指令后，調(diào)用歌曲處理函數(shù)，將歌曲演奏出來，主要代碼容下： void Play_music() { uint Tone,Long。 //定義音調(diào)變量 uint i,j,k。 //定義 變量 for(i=0。i25。i++) //生日快樂 的 25種音調(diào) { Tone=SOUNDTONE[i]。 //讀取音調(diào) Long=30*SOUNDLONG[i]。 //讀取節(jié)拍 for(j=0。jLong。j++) //輸出不同節(jié)拍 { BZ=0。 //關(guān)閉蜂鳴器 for(k=0。kTone。k++)。 //利用 Tone的 不同來區(qū)分 7種音調(diào) BZ=1。 //打開蜂鳴器 25 for(k=0。kTone。k++)。 //利用 Tone的不同來區(qū)分 7種音調(diào) } } } void Music() //音樂播放函數(shù) { Play_music()。 //播放音樂 BZ=0。 //關(guān)閉蜂鳴器 delay(10000)。 //延時 } 只要將不同歌曲的曲譜，以 SOUNDTONE[i]、 SOUNDLONG[i]數(shù)組表示出來，再賦值給 Tone、Long，這樣當(dāng)調(diào)用 Music 函數(shù)時，便會播放不同的歌曲。由于將曲譜轉(zhuǎn)換成數(shù)組比較麻煩，故在此只給出了一首歌曲作為范例。 花樣燈 圖 47 單片機上的 LED 實物圖 通過控制 LED燈亮滅的時間，及多個 LED燈規(guī)律性的移動、跳躍，來達(dá)到一定視覺觀賞關(guān)性。還可以通過 PWM 控制 LED 燈逐漸變亮、變暗來模擬智能家居中， 人為控制燈的亮度達(dá)到 營造某種氛圍的目的。 本系統(tǒng)中，花樣燈模塊，即利用單片機上的二極管模擬電燈，根據(jù)不同的指令，按照預(yù)先設(shè)計好的程序，變換出不同的花樣。主要代碼容下： //發(fā)光二極管處理函數(shù) LED(uc