【導(dǎo)讀】重要標(biāo)志，已受到越來越多的關(guān)注，規(guī)模也在不斷擴大。路燈是一個城市的照明系統(tǒng)不。與管理的需要，必須依靠現(xiàn)代化的高科技管理手段。由于單片機具有集成度高，處理能。力強，可靠性高，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，價格低廉的優(yōu)點，因此在路燈照明工程中被廣泛應(yīng)用。動檢測故障報警等功能，同時根據(jù)實際情況，通過計時系統(tǒng)來對時間進(jìn)行有效的控制，燈光控制方法和管理手段落后，所用燈具科技含量低等問題。

　　

【正文】 儲器的容量可達(dá)到與程序存儲器一樣，其編址自 0000H 開始，最大可至 FFFFH。 片內(nèi) RAM 數(shù)據(jù)存儲器最大尋址空間為 256 字節(jié)。他們又分為兩個部分。 低 128 字節(jié) 00H7FH 是真正的 RAM 區(qū) 。 低 128 字節(jié)中地址 00H 一 1FH 的 32 個單元，安排為四組工作寄存器。每組又分為8 個寄存器區(qū) R0R7。 18 圖 34 AT89C51內(nèi)部功能圖 19 時 鐘電路 時鐘電路是產(chǎn)生 CPU 校準(zhǔn)時序，是單片機的控制核心，它控制著計算機的工作節(jié)奏。 MCS51 系列單片機允許的時鐘頻率是因型號而不同的。 AT89C51 的時鐘信號可通過內(nèi)部振蕩方式和外部振蕩方式兩種方式得到。內(nèi)部振蕩方式， AT89C51 內(nèi)部都有一個反相放大器， XTAL XTAL2 分別為反相放大器輸入和輸出端，外接定時反饋元件以后就組成振蕩器，產(chǎn)生時鐘送至單片機內(nèi)部的各個部件，這樣就構(gòu)成了內(nèi)部振蕩方式。 外部振蕩方式是把已有的時鐘信號引入單片機內(nèi)。這種方式適合用來使單片機的時鐘與外部信號一致。 在本次設(shè)計 中不需要與外部時鐘信號保持一致，所以我選擇內(nèi)部振蕩方式。由于單片機內(nèi)部有一個高增益反相放大器，當(dāng)外接晶振后，就構(gòu)成了自激振蕩器并產(chǎn)生振蕩時鐘脈沖。 而對于 晶振的選擇： 一種是： 6MHz 的晶振，其機器周期是 2us。 另一種是： 12MHz 的晶振，其機器周期是 1us, 也就是說在執(zhí)行同一條指令時用6MHz 的晶振所用的時間是 12MHz 晶振的兩倍。 為了提高整個系統(tǒng)的性能我選擇了 12MHz 的晶振 。 晶振我選擇了 12MHz，相對于 6MHz 的晶振，整個系統(tǒng)的運行速度 就 更快了。電容器 C C2 起穩(wěn)定振蕩頻率、快速起振的作用 ，電容值我選擇 了 30pF。內(nèi)部振蕩方式所得的時鐘信號穩(wěn)定性高。 復(fù)位電路 復(fù)位方式 單片機在啟動時都需要復(fù)位，以使 CPU 及系統(tǒng)各部件處于確定的初始狀態(tài)，并從初始狀態(tài)開始工作。 89 系列單片機的復(fù)位信號是從 RST 引腳輸入到芯片內(nèi)的施密特觸發(fā)器中。當(dāng)系統(tǒng)處于正常工作狀態(tài)時，而且振蕩器穩(wěn)定后，如果 RST 引腳上有一個高電平并維持 2 個機器周期（ 24 個振蕩周期）以上，則 CPU 就可以響應(yīng)并將其系統(tǒng)復(fù)位。單片機系統(tǒng)的復(fù)位方式有：手動按鈕復(fù)位和上電復(fù)位。 手動按鈕復(fù)位 20 手動按鈕復(fù)位需要人 為在復(fù)位輸入端 RST 加上高電平。一般的方法是將一個按鈕開關(guān)并聯(lián)于上電自動復(fù)位電路，按一下開關(guān)就 RST 端出現(xiàn)一段時間的高電平，即使器件復(fù)位。如圖所示 : 圖 35 上電和開關(guān)復(fù)位 上電復(fù)位 上電復(fù)位是常用的一種復(fù)位方式， AT89C51 單片機有一個復(fù)位引腳 RST，它是施密特觸發(fā)輸入，當(dāng)振蕩器起振后，該引腳上出現(xiàn) 2 個機器周期（即 24 個時鐘周期）以上的高電平。使 元 器件復(fù)位，只要 RST 保持高電平， AT89C51 保持復(fù)位狀 態(tài)。此時 ALE、/PSEN、 P0、 P P P3 口都輸出高電平。 RST 變?yōu)榈碗娖胶?，退出?fù)位， 則 CPU 從初始狀態(tài)開始工作。復(fù)位以后內(nèi)部寄存器的初始狀態(tài)為（ SP=07， P0、 P P P3 為0FFH 外，其它寄存器都為 0） 。 對于 NMOS 型單片機，在 RST 復(fù)位端接一個電容至 VccHE 一個電阻至 Vss，就能實現(xiàn)上電自動復(fù)位，對于 CMOS 單片機只要接一個電容至 Vcc 即可。如圖，在加電瞬間，電容通過電阻充電，就在 RST 端出現(xiàn)一定時間的高電平，只要高電平時間足夠長，就可以使 AT89C51 有效地復(fù)位。 RST 端在加 電時應(yīng)保持的高電平時間包括 Vcc 的上升時間和振蕩器起振時間， Vcc 上升時間若為 10ms，振蕩器起振時間和頻率有關(guān)。10MHz 時間約為 1ms， 1MHz 時約為 10ms，所以一般為了可靠地復(fù)位， RST 在上電時應(yīng)保持 20ms 以上的高電平。圖 中， RC 時間常數(shù)越大，上電時 RST 端保持高電平的時間越長。振蕩頻率為 12MHZ 時，典型值為 C=10uF,R=。 若復(fù)位電路失效，加電后 CPU 從一個隨機的狀態(tài)開始工作，系統(tǒng)就不能正常運轉(zhuǎn)。上電復(fù)位電路如下圖所示： 21 圖 36 上電復(fù)位電路 在這次的畢業(yè)設(shè)計中 我選擇 運用上電復(fù)位電路 .即只要一接 +5V 電壓 ,系統(tǒng)就會自動的復(fù)位 .出于可靠性和適時性的考慮，我選擇了簡單實用的上電復(fù)位電路上電后，由于電容充電，使 RST 持續(xù)一段高電平時間。從而實現(xiàn)上電復(fù)位操作。我選擇的 C=10uF，R=1kΩ。 LM324 LM324 簡介 LM324 系列器件帶有差動輸入的四運算放大器。與單電源應(yīng)用場合的標(biāo)準(zhǔn)運算放大器相比，它們有一些顯著優(yōu)點。該放大器可以工作在低到 伏或者 高于 32 伏的電源下，靜態(tài)電流為 MC1741 的靜態(tài)電流的五分之一。 LM324 是采用 14 腳雙列直插塑料封裝，外形如圖所示。它的內(nèi)部包含四組形式完全相同的運算放大器。除電源共用之外，四組運放是相互獨立的。每一組運算放大器可用圖一所示的符號來表示，它有 5 個引出腳，其中“ +”、“ ”為兩個信號的輸入端，“ V+”、“ V”為正、負(fù)電源端，“ Vo ”（ +）為輸出端，兩個信號輸入端中，“ Vi ”（ ）為反相輸入端，表示運放輸出端 Vo 的信號與該輸入端的位相反；“ Vi+”（ +）為同相輸入端，表示運放輸出端 Vo 的信號與該輸入端的 相位相同。 LM324 的引腳排列見圖： 22 圖 37 LM324引腳排列 圖 38 LM324外形圖 LM324 的特點 LM324 的 特點可歸納如下：（ 1）短跑保護輸出 。 （ 2）真差動輸入級 。 (3)可單電源工作： 3V32V。 (4)低偏置電流：最大 100nA（ LM324A）。 (5)每封裝含四 個運算放大器。 (6)具有內(nèi)部補償?shù)墓δ堋?(7)共模范圍擴展到負(fù)電源 。 (8)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的引腳排列 。(9)輸入端具有靜電保護功能。由于 LM324 芯片四運放電路具有電源電壓范圍寬，靜態(tài)功耗小，可單電源使用，價格低廉等優(yōu)點，因此被廣泛應(yīng)用 于 各種電路中。 74HC573 簡介 74HC573 是八進(jìn)制三態(tài)非反轉(zhuǎn)透明鎖存器，它是高性能硅門 CMOS 器件。SL74HC573 跟 LS/AL573 的管腳一樣的器件。器件的輸入是和標(biāo)準(zhǔn) CMOS 輸出兼容的，加上拉電阻他們能和 LS/ALSTTL 輸出兼容。 23 圖 39 74HC573 引腳圖 表 33 74HC573 引腳功能表 引腳號 符號 名稱及功能 1 /OE 3態(tài)輸出使能輸入（低電平） 2,3,4,5,6,7,8,9 D0toD7 數(shù)據(jù)輸入 12,13,14,15,16,17,18,19 Q0toQ7 3態(tài)鎖存輸出 11 LE 鎖存使能輸入 10 GND 接地（ 0V） 20 VCC 電源電壓 對于原理 說明： 74HC573 的八個鎖存器都是透明 D 型鎖存器，當(dāng)使能（ G）為高時，則 Q 為輸出將隨數(shù)據(jù)（ D）輸入而變。當(dāng)使能（ G）為低時，輸出將鎖存在已經(jīng)建立的數(shù)據(jù)電平上。輸出控制不會影響鎖存器的內(nèi)部工作，即老數(shù)據(jù)還可以保持，而且甚至當(dāng)輸出被關(guān)閉時，新的數(shù)據(jù)也可以置入。這樣的電路可以驅(qū)動大電容或低阻抗負(fù)載，可以直接與系統(tǒng)總線接口并且驅(qū)動總線，不需要外接口。特別適用于緩沖寄存器， I/O通道，雙向總線驅(qū)動器和工作寄存器。 24 鎖存器的使用可以大大的緩解處理器這方面的壓力。當(dāng)處理器把數(shù)據(jù)傳輸?shù)芥i存器并將其鎖存后，鎖存器的輸出引腳 便會一直保持?jǐn)?shù)據(jù)的狀態(tài)直到下一次鎖存新的數(shù)據(jù)為止。 光敏電阻簡介 光敏電阻器又稱光導(dǎo)管，特性是指在特定的照射下，其阻值迅速減小，可用于檢測可見光。光敏電阻器是利用半導(dǎo)體的光電效應(yīng)而制成的一種電阻值隨入射光的強弱而改變的電阻器；入射光增強，電阻值減小，入射光減弱，電阻值增大。光敏電阻一般用于光的測量、光的控制和光電轉(zhuǎn)換等。 光敏電阻器通常是由光敏層、玻璃基層（或樹脂防潮膜）和電極等組成。光敏電阻器在電路中用字母“ R”或“ RL”、“ RG”表示。 光敏電阻的工作原理是基于內(nèi)光電效應(yīng)。在半導(dǎo)體光敏材料的兩端 裝上電極引線，將它封裝在帶有透明窗的管殼里就構(gòu)成光敏電阻，為了增加靈敏度，兩電極通常做成梳狀。用于制造光敏電阻的材料主要是金屬的硫化物、硒化物和碲化物等半導(dǎo)體。并且 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 的 歐姆電極，然后接出引線，封裝在具有透光鏡的密封殼體內(nèi)，以 避 免受潮影響其靈敏度。 當(dāng)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，光敏電阻的阻值也將恢復(fù)原來的值。在光敏電阻兩端的金屬電極加上電壓，其中便會有電流通過，受到一定波長的光線照射時，電流就會隨光強的增大而增大，從而實現(xiàn) 了光電轉(zhuǎn)換。光敏電阻沒有極性，純粹是一個電阻器件。使用時既可以加直流電壓，也可以加交流電壓。半導(dǎo)體的導(dǎo)電能力取決于半導(dǎo)體導(dǎo)帶內(nèi)載流子數(shù)目的多少。 光敏電阻的原理結(jié)構(gòu)如 下 圖所示 。 圖 310 光敏電阻原理圖 25 圖 311 光敏電阻結(jié)構(gòu)圖 在黑暗環(huán)境 下 ，它的電阻值很高，當(dāng) 它 受到光照時，只要光子能量大于半導(dǎo)體材料的禁帶寬度，則價帶中的電子吸收一個光子的能 量后可躍遷到導(dǎo)帶，并在價帶中產(chǎn)生一個帶正電荷的空穴，這種由光照 所 產(chǎn)生的電子 — 空穴對增加了半導(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 的 下降。光照 越 強，阻值 越 低。入射光消失后，由光子激發(fā)產(chǎn)生的電子 — 空穴對將逐漸復(fù)合，光敏電阻的阻值也就逐漸恢復(fù) 到 原值。 光敏電阻屬于半導(dǎo)體光敏器件，除了具有靈敏度高，反應(yīng)速度快，光譜特性好以及R 值一致性好等特點外，在高溫、多濕的惡劣環(huán)境下，還能保持高度的穩(wěn)定性和可靠性，并且廣泛應(yīng)用于照相機，太陽能庭院燈，草坪燈，石英鐘，禮品盒，路燈自動開關(guān)以及各種光控玩具，光控 燈飾，燈具等光自動開關(guān)控制領(lǐng)域。 按鍵電路 在單片機系統(tǒng)中，通常有且僅有一鍵按下才視為按鍵有效。有效的確認(rèn)方式通?？梢苑譃閮深?。第一類 是 按下 釋放鍵方式，系統(tǒng)要求從按下倒釋放鍵才算一次有效按鍵。 第二 類 是 連擊方式，就是一次按鍵可以產(chǎn)生多次擊鍵效果，其連擊頻率可 以 自己設(shè)定，如 2 次 /秒、 3 次 /秒等 等 。 對于本次設(shè)計 ，我選擇了按下 釋放方式，電路如下圖所示。電路為低電平有效輸出方式，當(dāng)按鍵按下時輸出為低電平。 在按下 釋放鍵方式時，系統(tǒng)先判斷是否有鍵按下， 如果 不用硬件去抖，則同時進(jìn)行軟件去抖，確認(rèn) 有鍵按下，然后等待至該按鍵釋放才算依次按鍵，注意釋放鍵判斷同樣要進(jìn)行去抖處理。 26 1 0 0V c c + 5 VG N DI / O 圖 312 按鍵電路圖 顯示電路 顯示方式選擇 顯示器用于實現(xiàn)單片機應(yīng)用系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)輸出和狀態(tài)反饋。單片機系統(tǒng)中常用的顯示器有發(fā)光二極管、七段數(shù)碼顯示器和液晶顯示器等等。 LED 數(shù)碼顯示器是一種常用的顯示器，具有顯示亮度高、響應(yīng)速度快等特 點。最常用的是七段式 LED 顯示器，也稱之為數(shù)碼管。它能夠顯示十進(jìn)制或十六進(jìn)制數(shù)字及某些簡單字符。但控制簡單，使用方便。 七段式 LED 顯示器 的 內(nèi)部 是 由 7 個條形發(fā)光的 二極管和 1 個小圓點發(fā)光二極管組成， 并且 根據(jù)各管的亮暗組合成 各種 字符。 從各發(fā)光段電極連接方式分 為 共 陰 極和共 陽 極兩種 方式。所謂的共陰極方式就是指筆畫顯示器各段發(fā)光管的陰極（即 N 區(qū)）是公共的，而陽極 卻 是互相隔離的 。而共陽極方式就是指 筆畫顯示器各段發(fā)光管的陽極（即 P 區(qū)）是公共的，而陰極 卻是 互相隔離的。 圖 313 數(shù)碼管及共陰極共陽極電路 27 顯示的方式共有兩種方式，所謂的靜態(tài)顯示方式就是把共陰極或共陽極的公共端（位選端）連接在一起接地或接 5V 電源，形成位控端；每一位的段選線（ a— dp）作為段控端。而動態(tài)顯示方式是 單片機應(yīng)用系統(tǒng)中最常用的顯示方式 ，就是 把