【正文】 同時(shí)，也感謝在我遇到問題時(shí)能夠與我一起進(jìn)行討論，幫助我解決問題的各位同學(xué)。在繪 制原理圖的過程中，更讓我了解并熟悉了 Altium Designer 的使用及設(shè)計(jì)方法，同時(shí)也明白了許多制作電路板中要懂得工程規(guī)范，如電路板的大小，如何布局等。 } Else led=1。 } Else flag=0。 TR0=1。 TH0=(6553645872)/256。i) for(j=110。 uchar flag=0。但這樣的系統(tǒng)設(shè)計(jì)也存在一定 的問題，外界光線環(huán)境有些時(shí)候變化莫測，在雷雨天氣時(shí)，由于閃電、打雷等自然原因，外界的光線變化頻繁且明顯，光電檢測電路檢測到信號后將其傳送給單片機(jī)進(jìn)行處理，單片機(jī)如果只對端口電平不加以判斷就進(jìn)行處理的話，可能會(huì)引起路燈的忽明忽滅，影響了系統(tǒng)的穩(wěn)定性，故應(yīng)在程序設(shè)計(jì)上解決這個(gè)問題，對光電檢測電路傳送過來的信號進(jìn)行分析處理，對此端口電平變化進(jìn)行演示操作，可以避免此類現(xiàn)象發(fā)生，防止打雷閃電等自然現(xiàn)象對路燈控制的干擾，最終達(dá)到實(shí)用的目的。其次是對電路的焊接，在焊接過程中要膽大、心細(xì)。 在整個(gè)系統(tǒng)中，單片機(jī)控制電路是整個(gè)系統(tǒng)的核心，負(fù)責(zé)對光電檢測電路采集到的信號進(jìn)行處理和 加工，并按照之前設(shè)定好的指令進(jìn)行執(zhí)行、運(yùn)算，并將結(jié)果傳送給執(zhí)行電路。 第五章 系統(tǒng)總電路原理圖 31 第五章 系統(tǒng)總電路原理圖 通過專心的研究和學(xué)習(xí)，對單片機(jī)控制電路的實(shí)現(xiàn)有一定的構(gòu)想，通過 Altium Designer 電路軟 件的設(shè)計(jì)，對電路硬件設(shè)計(jì)有很大的幫助，在理論上硬件設(shè)計(jì)達(dá)到當(dāng)初的設(shè)計(jì)要求，基本上實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求。 4. 5 串口通信電路 串口通信電路采用經(jīng)典的 MAX232 串口通信，由于電腦串口 RS232 電平是10V～ +10V，而一般的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的信號電壓是 TTL 電平 0V～ +5V， MAX232基于 51 單片機(jī)智能路燈控制器設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 30 就是用來進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換的，進(jìn)行對單片機(jī)與電腦的通信，系統(tǒng)中采用 MAX232 串口通信電路。 單片機(jī)控制電路 在整個(gè)系統(tǒng)中，單片機(jī)控制電路是整個(gè)系統(tǒng)的核心，負(fù)責(zé)對光電檢測電路采集到的信號進(jìn)行處理和加工，并按照之前設(shè)定好的指令進(jìn)行執(zhí) 行、運(yùn)算，并將結(jié)果傳送給相應(yīng)的執(zhí)行電路。 Altium Designer 極大減少了帶有大量管腳的器件封裝在高密度板卡上設(shè)計(jì)的時(shí)問，簡化了復(fù)雜板卡的設(shè)計(jì)導(dǎo)航功能，設(shè)計(jì)師可以有效處理高速差分信號，尤其對大規(guī)模可編程器件上的大量 LVDS 資源。 Board Insight 集成了“警示”顯示功能，可毫不費(fèi)力地瀏覽和編輯設(shè)計(jì)中疊放的對象。支 持包括對在 FPGA 項(xiàng)目內(nèi)部定義的LVDS 信號的物理設(shè)計(jì)進(jìn)行自動(dòng)映射。 Altium Designer 極大地增強(qiáng)了對高密板設(shè)計(jì)的支持，可用于高速數(shù)字信號 設(shè)計(jì)，提供大量新功能和改進(jìn)，改善了對復(fù)雜多層板卡的管理和異航，可將器件放置在 PCB 板的正反兩面，處理高密度封裝技術(shù)，如高密度引腳數(shù)量的球型網(wǎng)格陣列 (BGAS)。 2020 年 Altium Designer Winter 09 推出，此冬季 9月發(fā)布的 Altium Designer基于 51 單片機(jī)智能路燈控制器設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 28 引入新的設(shè)計(jì)技術(shù)和理念，以幫助電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)創(chuàng)新，利用技術(shù)進(jìn)步，并提出一個(gè)產(chǎn)品的任務(wù)設(shè)計(jì)更快地獲得走向市場的方便。 2020 年 Protel 2020 對 Protel DXP 進(jìn)一步完善。 1997 年 Protel 98 這個(gè) 32位產(chǎn)品是第一個(gè)包含 5個(gè)核心模塊的 EDA 工具。在中國用得最多的 EDA 工具，電子專業(yè)的大學(xué)生在大學(xué)基木上都學(xué)過 Protel 99Se，所以學(xué)習(xí)資源也最廣，公司在招聘新人的時(shí)候用 Protel 新人會(huì)很快上手。 執(zhí)行電路部 分 方案一：由單片機(jī)端口對相應(yīng)電路進(jìn)行操作； 方案二：由單片機(jī)對后續(xù)的執(zhí)行元件進(jìn)行操作，如繼電器等相關(guān)的執(zhí)行元件。一般情況下，繼電器的釋放電壓約在吸合電壓的10%～ 50%，如果釋放電壓太小 (小于 1/10 的吸合電壓 ) ,則不能正常使用了，這樣會(huì)對電路的穩(wěn)定性造成威脅，工作不可靠。 找來可調(diào)穩(wěn)壓電源和電流表，給繼電器輸入一組電壓，且在供電回路中串入電流表進(jìn)行監(jiān)測。它決定了繼電器能控制電壓和電流的大小，使用時(shí) 不能超過此值，否則很容易損壞繼電器的觸點(diǎn)。 是指繼電器產(chǎn)生釋放動(dòng)作的最大電流。 是指繼電器 中線圈的直流電阻，可以通過萬能表測量。按開關(guān)型式可分為常開型和常閉型。熱敏彈簧繼電器不用線圈勵(lì)磁，而由恒磁環(huán)產(chǎn)生的磁力驅(qū)動(dòng)開關(guān)動(dòng)作。這樣吸合、釋放，從而達(dá)到了在電路中的導(dǎo)通、切斷的目的。故在電路中起著自動(dòng)調(diào)節(jié)、安全保護(hù)、轉(zhuǎn)換電路等作用?？煞譃殡姎饬?(如電流、電壓、頻率、功率等 )繼電器及非電氣量 (如溫度、壓力、速度等 )繼電器兩大類。線圈不通電時(shí)，動(dòng)觸點(diǎn)和其中一個(gè)靜觸點(diǎn)斷開和另一個(gè)閉合，線圈 通電后，動(dòng)觸點(diǎn)就移動(dòng)，使原來斷開的成閉合，原來閉合的成斷開狀態(tài)，達(dá)到轉(zhuǎn)換的目的。 第二章 芯片介紹 21 (2)動(dòng)斷型 (D 型 )：線圈不通電時(shí)兩觸點(diǎn)是閉合的，通電后兩個(gè)觸點(diǎn)就斷開。繼電器的觸點(diǎn)有兩種表示方法：一種是把它們直接畫在長方框一側(cè)，這種表示法較為直觀。 (3)自動(dòng)、遙控、監(jiān)測。 作為控制元件，概括起來，繼電器有如下幾種作用： (1)擴(kuò)大控制范圍。它們的額定功率均在 200mW 以下。 光敏電阻隨入射光線的強(qiáng)弱其對應(yīng)的阻值變化不是線性的，也就不能用它作光電的線性變換，這是使用者應(yīng)注意的地方。 圖 硫化鉛光譜溫度特性曲線 常用的光敏電阻器是硫化鎘光敏電阻器，它是由半導(dǎo)體材料制成的。溫度的變化對光譜特性也有很大影響。由于不同材料的光敏電阻時(shí)延特性不同，所以它們的頻率特性也不相同。各種材料的 光譜特性如圖 所示。 第二章 芯片介紹 17 圖 光敏電阻的伏安特性 光敏電阻的光電流與光照度之間的關(guān)系稱為光電特性。顯然，光敏電阻的暗阻越大越好，而亮阻越小越好，也就是說暗電流要小，亮電流要大，這樣光敏電阻的靈敏度就高。 光敏電阻在室溫和一定光照條件下測得的穩(wěn)定電阻值稱為亮電阻或亮阻。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)原值。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。其結(jié)構(gòu)如圖 所示： 圖 光敏電阻結(jié)構(gòu)圖 在光敏電阻兩端的金屬電極之 間加上電壓，其中便有電流通過，受到適當(dāng)波長的光線照射時(shí)，電流就會(huì)隨光強(qiáng)的增加而變大，從而實(shí)現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換。當(dāng)它受到光的照射時(shí)，半導(dǎo)體片（光敏層）就激發(fā)出電子 — 空穴對，參與導(dǎo)電，使電路中電流增強(qiáng)。光敏電阻器的阻值隨入射光線（可見光）的強(qiáng)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(qiáng)光條件（ 100LX）下，它阻值（亮阻）僅有幾百至數(shù)千歐姆。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(yùn)動(dòng)，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。高位和低位不真正的檢查數(shù)據(jù)，簡單置位 邏輯高或者邏輯低校驗(yàn)。當(dāng)然沒有校驗(yàn)位也是可以的。因此停止位不僅僅是 表示傳輸?shù)慕Y(jié)束，并且提供計(jì)算機(jī)校正時(shí)鐘同步的機(jī)會(huì)。由于實(shí)際數(shù)據(jù)位取決于通信協(xié)議的選取，術(shù)語“包”指任何通信的情況。比如，標(biāo)準(zhǔn)的 ASCII 碼是 0～ 127(7 位 )。高波特率常常用于放置的很近的儀器間的通信，典型的例子就是 GPIB 設(shè)備的通信。當(dāng)我們提到時(shí)鐘周期時(shí)，我們就是指波特率例如如果協(xié)議需要 4800 波特率，那么時(shí)鐘是 4800HZ。串口通信最重要的參數(shù)是波特率、數(shù)據(jù)位、停止位和奇偶校驗(yàn)。 典型的串口用于 ASCII 碼字符的傳輸。 串口通信的概念非常簡單，串口按位 (bit)發(fā)送和接收字節(jié)。這些電源僅僅作為數(shù)字和模擬控制轉(zhuǎn)換接口部件的小功率電源。 下圖是 MAX232 引腳圖 圖 MAX232 引腳圖 該器件符合 TIA /EIA— 232— F 標(biāo)準(zhǔn)，每一個(gè)接收器將 TIA /EIA— 232— F 電平轉(zhuǎn)換成 5V TTL/CMOS 電平。為了提高數(shù)據(jù)通信的可靠性和抗干擾能力， RS232C 標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定發(fā)送端信號邏輯“ 0” (空號 )電平范圍為 +5V～ +15V，邏輯“ 1” (傳號 )電平范圍為－ 5V～－ 15V；接收端邏輯“ 0”為 +3V～ +15V，邏輯“ 1”為－ 3V～－ 15V。 （ 2）同步通信（ Synchronous Communication）是將一大批數(shù)據(jù)分成若干個(gè)數(shù)據(jù)塊 , 數(shù)據(jù)塊之間用同步字符隔開 , 而傳輸?shù)母魑欢M(jìn)制碼之間都沒有間隔。在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中常采用串行通信方式。它們是用于存放執(zhí)行的中間結(jié)果和過程數(shù)據(jù)的。因?yàn)? 個(gè)入口之間間隔較小，因此一般來說，這五個(gè)入口都是存放著一條跳轉(zhuǎn)指令，而把真正的中斷服務(wù)程序安排在后面的存儲單元中。存儲單元 0000H— 0002H用作 89C51上電復(fù)位后引導(dǎo)程序存放單元。片內(nèi)片外是統(tǒng)一編址的。片內(nèi) ROM 為 4KB。 (3)256 字節(jié)數(shù)據(jù)存儲器空間，用 8 位地址。 數(shù)據(jù)存儲器 RAM：我們編寫的源程序，在運(yùn)行的過程中，會(huì)產(chǎn)生一些臨時(shí)的運(yùn)算結(jié)果，這些結(jié)果需要臨時(shí)存放在一個(gè)地方，這個(gè)地方就是數(shù)據(jù)寄存器。指揮并控制 CPU，內(nèi)存和輸入設(shè)備之間的數(shù)據(jù)流動(dòng)的方向。控制器內(nèi)部各部分要協(xié)調(diào)工作，必須有一個(gè)同步信號，這個(gè)同步信號就是時(shí)鐘，時(shí)鐘是由晶體振蕩電路產(chǎn)生的周期固定的方波序列。指令譯碼器基于 51 單片機(jī)智能路燈控制器設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 10 就是負(fù)責(zé)這項(xiàng)工作的，指令寄存器中操作碼的輸出，就是指令譯碼器的輸入。在程序開始執(zhí)行之前，必須將其起始地址，即程序的第一條指令所在的內(nèi)存中的單元地址送入 PC，當(dāng) 執(zhí)行指令時(shí)， CPU將自動(dòng)修改 PC 中的內(nèi)容，使之總是保存將要執(zhí)行的下一條指令的地址。 控制器 它由程序計(jì)數(shù)器 P C、指令寄存器、指令譯碼器、時(shí)序產(chǎn)生器、操作控制器組成。因?yàn)橐獙@兩個(gè)輸入的數(shù)據(jù)進(jìn)行操作 (如，數(shù)據(jù)進(jìn)行算數(shù)或邏輯運(yùn)算 )，所以將這兩個(gè)輸入的數(shù)據(jù)均稱為操作數(shù)。 運(yùn)算器 運(yùn)算器的組成：算數(shù)邏輯單元 ALU、累加器、 寄存器。 。如運(yùn)算結(jié)果、最終結(jié)果、欲顯示的數(shù)據(jù)。 有內(nèi)部 EPROM 的單片機(jī)芯片，為寫入程序需提供專門的編程脈沖和編程電源，這些信號也是由信號引腳的形式提供的。 (3)不擴(kuò)展時(shí)，可做一般的 I/O使用，但內(nèi)部無上拉電阻，作為輸入或輸出時(shí)應(yīng)在外部接上拉電阻。即： — P2 口： 8 位雙向 I/O端口 (21— 28引腳 )。平時(shí)不訪問外部存儲器時(shí)， ALE也以六分之一的振蕩頻率固定輸出正脈沖。 PSEN(29 腳 ):程序存儲器允許輸入端 (也叫 :外部程序存儲器讀選通信號端 ):在讀外部 ROM 時(shí) PSEN 低電平有效，以實(shí)現(xiàn)外部 ROM 單元的讀操作： (1)內(nèi)部 ROM 讀取時(shí)， PSEN不動(dòng)作； (2)外部 ROM 讀取時(shí)，在每個(gè)機(jī)器周期會(huì)動(dòng)作兩次； (3)外部 RAM 讀取時(shí)，兩個(gè) PSEN 脈沖被跳過不會(huì)輸出； (4)外接 ROM 時(shí)，與 ROM 的 OE 腳相接。 (2)當(dāng) EA 腳接低電平時(shí)， CPU 只訪問外部 EPROM，并執(zhí)行外部程序存儲器中的指令。他還具有第二功能，即當(dāng)主電源 VCC 發(fā)生故障，降低到低電平規(guī)定值時(shí)，將 5V電源自動(dòng)接入 RST 端，為單片機(jī)提供備用電源。 (2)時(shí)鐘電路引腳 (XTEL1)（ 19腳）：該腳接外部晶體和微調(diào)電容的另一端。 振蕩電路 (1 19)：單片機(jī)是一種時(shí)序電路，必須提供脈沖信號才能正常工作，在單片機(jī)內(nèi)部已集成了振蕩器，使用晶體振蕩器，接 1 19腳。 INTEL 的 89C51 系列單片機(jī)采用的是哈佛結(jié)構(gòu)的形式，而后續(xù)產(chǎn)品 16 位的 MCS96 系列單片機(jī)則采用普林斯頓結(jié)構(gòu)。實(shí)現(xiàn)這種中斷功能的硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)統(tǒng)稱為中斷系統(tǒng)。 數(shù)據(jù)在傳輸過程中一位一位的串行傳輸，硬件連接比較簡單。并行通信的特點(diǎn)是硬件連線多、傳送速率高，一般適用于近距離、高速率的通信領(lǐng)域。定時(shí) /計(jì)數(shù)器（ ROM）： 89C51 單片機(jī)有兩個(gè) 16位定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器，通過對機(jī)器周期計(jì)數(shù)達(dá)到定時(shí)的目的，通過對外部事件計(jì)數(shù)達(dá)到計(jì)數(shù)之目的 。為了提高系統(tǒng)的可靠性，應(yīng)用程序通常固化在片內(nèi) ROM 中。數(shù)據(jù)存儲器（ RAM）： 89C51 內(nèi)部 有 128個(gè) 8位用戶數(shù)據(jù)存儲單元和 128個(gè)專用寄存器單元，他們是統(tǒng)一編址的，專用寄存器只能用于存放控制指令數(shù)據(jù)，用戶只能訪問，而不能用于存放用戶數(shù)據(jù)。大多單片機(jī)如 51系列，開發(fā)芯片和擴(kuò)展應(yīng)用芯片相互配套，降低了系統(tǒng)成本； 基于 51 單片機(jī)智能路燈控制器設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 4 （ 6）系統(tǒng)小巧 玲瓏，控制功能強(qiáng)、體積小，便于嵌入被控設(shè)備之內(nèi)，大大推動(dòng)了產(chǎn)品的智能化。這里的技術(shù)特征包括功能特性、控制特性和電氣特性等，這些信息可以從生產(chǎn)廠商的技術(shù)手冊中得到。因此，單片機(jī)只需要和適當(dāng)?shù)能浖巴饣?51 單片機(jī)智能路燈控制器設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 2