【文章內(nèi)容簡介】 計(jì) 單片機(jī)路燈控制系統(tǒng)基本按一下框圖實(shí)施： 圖 21 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案 該系統(tǒng)包括單片機(jī)控制單元，復(fù)位電路模塊， 環(huán)境檢測模塊，聲光報(bào)警模塊，時(shí)鐘電路系統(tǒng)。 電路原理圖請(qǐng)參見附錄（附圖 I1） 所用的器件有：單片機(jī) AT89C52，實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片 DS1302， 1206 液晶，電壓比較器 LM339，光敏傳感器等。 芯片器件介紹 單片機(jī) AT89C52 簡介 AT89C52 是 51 系列單片機(jī)的一個(gè)型號(hào)，它是 ATMEL 公司生產(chǎn)的一種小型單片機(jī)。 AT89C52 是一個(gè)低電壓，高性能 CMOS 8 位單片機(jī)，片內(nèi)含 8k bytes 的可反復(fù)擦寫的 Flash 只讀程序存儲(chǔ)器和 256 bytes 的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（ RAM），器件采用 ATMEL 公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn) MCS51 指令實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路 單片機(jī)控制部分 環(huán)境明暗檢測 LCD 液晶顯示部分 燈路控制電路 1 燈路控制電路 2 LED 驅(qū)動(dòng)電路 故障檢測電路 LED 驅(qū)動(dòng)電路 故障檢測電路 系統(tǒng)復(fù)位電路 蜂鳴器報(bào)警電路 單片機(jī)路燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 5 系統(tǒng)，片內(nèi)置通用 8位中央處理器和 Flash 存儲(chǔ)單元，功能強(qiáng)大的 AT89C52 單片機(jī)適合于分布式測控網(wǎng)絡(luò)的控制應(yīng)用，可為您提供許多較復(fù)雜系統(tǒng)控制應(yīng)用場合。 AT89C52 有 40 個(gè)引 腳，其中 32 個(gè)外部雙向輸入 /輸出（ I/O）端口，同時(shí)內(nèi)含 2個(gè)外中斷口， 3 個(gè) 16 位可編程定時(shí)計(jì)數(shù)器 ,2 個(gè)全雙工串行通信口， 2個(gè)讀寫口線， AT89C52 可以按照常規(guī)方法進(jìn)行編程，也可以在線編程。其將通用的微處理器和 Flash 存儲(chǔ)器結(jié)合在一起，特別是可反復(fù)擦寫的 Flash 存儲(chǔ)器能有效的降低開發(fā)成本。 AT89C52 為了適應(yīng)不同產(chǎn)品的需求，分別開發(fā)了 PDIP、 PQFP/TQFP 及 PLCC等三種封裝的形式，其主要功能特性： 兼容 MCS51指令系統(tǒng) 8k 可反復(fù)擦寫 (1000 次） Flash ROM 32 個(gè)雙向 I/O 口 256x8bit 的內(nèi)部 RAM 低功耗空閑和掉電模式 軟件設(shè)置睡眠和喚醒功 3 個(gè) 16 位可編程定時(shí) /計(jì)數(shù)器中斷 時(shí)鐘頻率 024MHz 2 個(gè)外部中斷源 6個(gè)中斷源 1 2個(gè)讀寫中斷口線 1 3級(jí)加密位 1 2個(gè)串行中斷 1可編程 UART 串行通道 畢業(yè)設(shè)計(jì) 6 圖 22 AT89C52 單片機(jī) 光敏傳感器的介紹 光敏傳感器主要利用光信號(hào)被光敏元件轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的傳感器件。 光敏傳感器之所以能迅 速的對(duì)光信號(hào)的變化作出反應(yīng)，是因?yàn)樗拿舾胁ㄩL在可見光波長附近，（包括紅外線波長和紫外線波長。）并將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。 光傳感器是目前產(chǎn)量最多、應(yīng)用最廣的傳感器之一，它不只局限于對(duì)光的探測，它還可以作為探測元件組成其他傳感器，對(duì)許多非電量進(jìn)行檢測，只要將這些非電量轉(zhuǎn)換為光信號(hào)的變化即可。它在自動(dòng)控制和非電量電測技術(shù)中占有非常重要的地位。 光敏傳感器的種類繁多，主要有：光電管、光電倍增管、光敏電阻、光敏三極管、光電耦合器、太陽能電池、紅外線傳感器、紫外線傳感器、光纖式光電傳感器、色彩傳感器、 CCD 和 CMOS 圖像傳感器等。 單片機(jī)路燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 7 其工作原理可分四類： A． 因光照射引起物體電學(xué)特性改變的現(xiàn)象稱為光電效應(yīng)， 外光電效應(yīng)：在光的照射下，一些材料中的電子溢出表面所產(chǎn)生光電子發(fā)射的現(xiàn)象，又稱為光電發(fā)射效應(yīng)。如：光電二極管，光電倍增管 內(nèi)光電效應(yīng)：在光照射半導(dǎo)體材料下，材料吸收光子而產(chǎn)生電子 —— 空穴對(duì)，讓導(dǎo)電性能加強(qiáng)，電導(dǎo)率增加，這種現(xiàn)象又稱為光電導(dǎo)效應(yīng)，內(nèi)光電效應(yīng)。如：光導(dǎo)管，光敏電阻，光電池，光敏三極管等。 B． 紅外熱釋電探測器：利用輻射的紅外光照射材料所引起材料電學(xué)性質(zhì)的變化，產(chǎn)生熱電動(dòng)勢。 C． CCD 圖像傳感器， MOS 圖像傳感器 D． 光 纖傳感器 圖 23 光敏傳感器 實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片 DS1302 介紹 芯片 DS1302 是由美國 DALLAS 公司生產(chǎn)的一種高性能、低功耗、帶 RAM 的實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路，它可以對(duì)年、月、日、周日、時(shí)、分、秒進(jìn)行計(jì)時(shí)，工作電壓為 。芯片 DS1302 采用三線接口與 CPU 進(jìn)行同步通信，能用突發(fā)方式一次傳送多個(gè)字節(jié)的時(shí)鐘信號(hào)或者 RAM 數(shù)據(jù)。 芯片 DS1302 是芯片 DS1202 的升級(jí)產(chǎn)品，其內(nèi)部有一個(gè) 31x8 的用于臨時(shí)性存放數(shù)據(jù)的 RAM 寄存器。它可以兼容 DS1202，但是增加了主電源 /后背電源雙電源引腳，能同時(shí)對(duì)后背電源提供涓細(xì)電流的充電。 芯片 DS1302 有 12個(gè)寄存器，其中 7 個(gè)寄存器與日歷、時(shí)鐘相關(guān)。此外，還有年份寄存器、控制寄存器、充電寄存器、時(shí)鐘突發(fā)寄存器和與 ARM 相關(guān)的 畢業(yè)設(shè)計(jì) 8 寄存器等。 引腳功能及結(jié)構(gòu)： DS1302 的引腳排列，其中 Vcc1 為后備電源， Vcc2 為主電源。在主電源關(guān)閉的情況下，也能保持時(shí)鐘的連續(xù)運(yùn)行。 DS1302 有 Vcc1 或者 Vcc2 中的較大者供電。當(dāng) Vcc2 大于 Vcc1+ 時(shí)， Vcc2 給 DS1302 供電。當(dāng) Vcc2 小于 Vcc1 時(shí)， DS1302 由 Vcc1 供電。 RST是復(fù)位 /片選線，通過 RST 輸入驅(qū)動(dòng)置高電平來啟動(dòng)所有數(shù)據(jù)的傳送。 X1 和 X2 是震蕩源，外接 晶振。 SCLK 始終是輸入端。 圖 24 實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片 DS1302 1602 液晶介紹 生活中，我們經(jīng)常能接觸到液晶顯示器，如電視機(jī)，電腦，手機(jī)等等。它已經(jīng)被許多電子產(chǎn)品，通信器件所應(yīng)用。其主要功能是顯示數(shù)字、專用的符號(hào)和圖形。在單片機(jī)的人機(jī)交流中，液晶也起著重要的作用，一般的輸出方式有：發(fā)光管、 LED 數(shù)碼管、液晶顯示器。 在本次設(shè)計(jì)中，就是運(yùn)用了液晶顯示器，來顯示單片機(jī)所采集到的數(shù)據(jù)。選擇單片機(jī)系統(tǒng)中選擇了液晶顯示器作為輸出器件的原因： 顯示質(zhì)量高：由于液晶顯示器是恒定發(fā)光的，所以每一個(gè)點(diǎn)在收到信號(hào)后單片機(jī)路燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 9 就一直保持那種色彩和亮度，不像陰極射線管顯示器那樣要不斷的刷新亮點(diǎn)。 數(shù)字式接口：因?yàn)橐壕э@示器是以數(shù)字的形式，這樣能和單片機(jī)系統(tǒng)的接口更加簡單可靠，操作也更方便。 體積小、質(zhì)量輕：液晶顯示器是通過顯示屏上的電極控制液晶分子狀態(tài)來顯示的，在質(zhì)量上比相同顯示面積的傳統(tǒng)顯示器要輕很多。 功耗低：液晶顯示器的功耗主要消耗在內(nèi)部的點(diǎn)擊和驅(qū)動(dòng)上，所以耗電量比一般的顯示器要少很多。 圖 25 1602液晶 電壓比較器 LM358 介紹 LM358 適合于電源電壓范圍很寬的單電源使用，也適用于雙電源工作模式，其內(nèi)部包括有兩個(gè)獨(dú)立的、內(nèi)部頻率補(bǔ)償、高增益的雙運(yùn)算放大器，在比較適合的工作條件下，放大器的性質(zhì)電源電流與電源電壓無關(guān)。它的使用范圍包括傳感放大器、直流增益模塊和其他使用運(yùn)算放大器的場合（可全部能用單電源供電）。 8引線雙列直插式和貼片式的 LM358 的封裝特性如下： （ 1）直流電壓的增益比較高 （ 2）差模輸入電壓相當(dāng)于電源電壓范圍，其范圍寬 （ 3）輸入失調(diào)電壓和失調(diào)電流低 （ 4））輸入偏流低 （ 5）單位增益頻帶寬 畢業(yè)設(shè)計(jì) 10 （ 6）電源電壓范圍寬 （ 7）電流功耗低，可以用電池供電 （ 8）輸出電壓擺幅大 （ 9）內(nèi)部頻率能自給補(bǔ)償 （ 10）共模輸入電壓范圍寬 其中 1號(hào)引腳與單片機(jī) JC6 引腳相接， 2號(hào)引腳和 2個(gè)并聯(lián)電阻相接， 3號(hào)引腳和驅(qū)動(dòng)電路相連接， 4 號(hào)引腳接地， 8號(hào)接入電源。 圖 26電壓比較器 LM358 各模塊介紹 時(shí)鐘電路模塊 在本系統(tǒng)中，時(shí)鐘電路如上所說的選用集成芯片 DS1302。 DS1302 的引腳排列中， Vcc1 為后備電源， Vcc2 為主電源。在主電源關(guān)閉的情況下，也能保持時(shí)鐘的連續(xù) 運(yùn)行。 DS1302 由 Vcc1 或 Vcc2 兩者中的較大者供電。當(dāng) Vcc2 大于Vccl+ 時(shí)， Vcc2 給 DS1302 供電。當(dāng) Vcc2 小于 Vcc 1 時(shí)， DS1302 由 Vcc1供電。 X1 和 X2 是振蕩源，外接 晶振。 RST是復(fù)位 /片選線，通過把RST 輸入驅(qū)動(dòng)置高電平來啟動(dòng)所有的數(shù)據(jù)傳送。 RST 輸入有兩種功能 :首先， RST接通控制邏輯，允許地址 /命令序列送入移位寄存器 。其次， RST 提供終止單字節(jié)或多字節(jié)數(shù)據(jù)的傳送手段。當(dāng) RST 為高電平時(shí)，所有的數(shù)據(jù)傳送被初始化，單片機(jī)路燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 11 允許對(duì) DS1302 進(jìn)行操作。如果在傳送