【正文】 。 學(xué)無止境。 另外，衷心感謝我的同窗同學(xué)們和 電氣專業(yè) 的師兄師姐們，在我畢業(yè)論文寫作中，與他們的探討交流使我受益頗多；同時(shí)，他們也給了我很多無私的 幫助和支持，我 在此 深表謝意。 同時(shí)，我要感謝我們學(xué)院給我們授課的各位老師，正是由于他們的傳道、授業(yè)、解惑，讓我學(xué)到了專業(yè)知識(shí)，并從他們身上學(xué)到了如何求知治學(xué)、如何為人處事。 婁 老師學(xué)識(shí)淵博、治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)，待人平易近人，在 婁老師 的悉心指導(dǎo)中，我不僅學(xué)到了扎實(shí)的專業(yè)知識(shí)，也在怎樣處人處事等方面收益很多；同時(shí) 他 對(duì)工作的積極熱情 、認(rèn)真負(fù)責(zé)、有條不紊、實(shí)事求是的態(tài)度，給我留下了深刻的印象，使我受益非淺。在本論文完成之際，首先要向我的導(dǎo)師 婁偉 老師致以誠(chéng)摯的謝意。感謝對(duì)我的指導(dǎo)和關(guān)懷。 Sons,Inc,1982.: [12] 胡漢才 . 單片機(jī)原理及其接口技術(shù) . 清華大學(xué)出版社 . 2021. 145－ 154 [13]曹巧媛 .單片機(jī)原理及其應(yīng)用 .電子工業(yè)出版社 .1999: 8991 頁 [14] AT89C51 DATA SHEEP Philips Semiconductors [15] Yang. Y., Yi. J., Woo, ., and Kim. B.: ‘Optimum design for linearityand efficiency of microwave Doherty amplifier using a new loadmatching technique’, Microw. J., 2021, 44, (12), pp. 20– 36 39 致 謝 轉(zhuǎn)眼間， 大學(xué)生活就要結(jié)束了。 38 參考文獻(xiàn) [1]張培仁 張志堅(jiān) 高修峰 ， 十六位單片微處理器原理及應(yīng)用 .北京 。因?yàn)樯虡I(yè)化照明用 LED 的使用壽命一般要求是在 5 萬小時(shí)左右，若 是做為交通標(biāo)志，理論上 3~4 年都不必更換，所以從節(jié)省人工成本及避免耽誤交通的觀點(diǎn)出發(fā)，未來 LED 在交通標(biāo)志的應(yīng)用也將逐漸推廣。許多人都看好未來 LED在照明市場(chǎng)的機(jī)會(huì)，誠(chéng) 如臺(tái)灣、日本等地相關(guān)單位廠商的預(yù)測(cè)，若 LED 能夠替代一般照明，可以少蓋幾座核電廠。設(shè)計(jì)使用 AT8051 芯片，串口電路用 MAX232 芯片控制，在驅(qū)動(dòng)部分用達(dá)林頓管驅(qū)動(dòng)，最后控制霓虹燈點(diǎn)亮。 測(cè)試結(jié)果 結(jié)果分析 表 63程序測(cè)試結(jié)果 閃爍 左移 右移 隨機(jī)點(diǎn)亮 1 不正常 不正常 不正常 不正常 2 不正常 不正常 不正常 不正常 3 正常 正常 正常 正常 4 正常 正常 正常 正常 5 正常 正常 正常 正常 37 由于對(duì)達(dá)林頓管的不熟悉造成我在安裝達(dá)林頓管的時(shí)候出現(xiàn)錯(cuò)誤導(dǎo)致系統(tǒng)無法工作，后經(jīng)過改正后我的系統(tǒng)能夠按照我 的設(shè)想完成智能閃爍。以及電路是否搭建正確。外圍電路連接好后，運(yùn)行看能不能實(shí)現(xiàn)預(yù)想的效果。 系統(tǒng)調(diào)試 軟件調(diào)試 36 接通電源將程序下載到芯片中， 8個(gè)二極管全部點(diǎn)亮后全部熄滅，按住按鍵約 1S 的時(shí)間，保留上一次的狀態(tài)并切換到下一個(gè)狀態(tài)，循環(huán)控制從左到右依次 點(diǎn)亮 ；再次按住按鍵約 1S 時(shí)間，保留上一次亮滅的狀態(tài)并切換進(jìn)入下一狀態(tài)，循環(huán)控制從右 向左依次 點(diǎn)亮，再按住按鍵 1S 的時(shí)間保留上一次亮滅狀態(tài)進(jìn)入隨機(jī)閃爍狀態(tài)。 l++。 delayms(250)。 if(!m){ m=0xffff。break。 break。break。 if(l4) l=1。 if(!P2_0){ while(!P2_0)。//開外部中斷 1 //IT1=1。 EA=1。 srand(randnum)。 con[2]=LED。 //循環(huán)右移 1位，點(diǎn)亮下一個(gè) LED P1 = LED。 do { delayms(250)。 LED = prameter。 con[1]=LED。 //循環(huán)左移 1位，點(diǎn)亮下一個(gè) LED P1 = LED。 do { delayms(200)。 LED = prameter。 con[0]=LED。 // 關(guān)閉 8LED P1 = LED。 delayms(30000)。 LED = 0x00。 中斷響應(yīng) 設(shè)置中斷返回地址 中斷返回 33 LED= prameter。 i++)。 while(ms) { for(i = 0。 unsigned char l=1。 31 核心算法設(shè)計(jì)流程圖 調(diào)用中斷子程序，設(shè)定中斷返回地址，中斷響應(yīng)時(shí)，執(zhí)行中斷服務(wù)程序；L=1 判斷按鍵 是否按下 軟件延時(shí) L=0 判斷按鍵 是否按下 判斷按鍵 是否按下 根據(jù) L 的值執(zhí)行switch 選擇語句 根據(jù) case 語句 執(zhí)行程序使霓虹燈 按照相應(yīng)模式執(zhí)行 32 手動(dòng)復(fù)位后，返回主程序。 圖 20 激光傳感器電路圖 軟件部分 我 采用 C 語言進(jìn)行編程，程序簡(jiǎn)單，結(jié)構(gòu)清晰，能夠比較容易的完成程序的開發(fā)從而智能的控制 LED霓虹燈的閃爍方式。我們通過判斷 G1 處的高低電平來改變閃燈模式。 圖 18 達(dá)林頓管內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 圖 19 驅(qū)動(dòng)板電路圖 30 LED 顯示模塊 8條 LED 霓虹燈 管 連接方法：霓虹燈的正極接 12V 電源，負(fù)極接達(dá)林頓管的 C極。所以在每個(gè)達(dá)林頓管的 B極都要接一個(gè) 1K的上的阻。 29 注意事項(xiàng) :由于單片機(jī)引腳輸出的都是低阻 態(tài)；電流很小，如果只接達(dá)林頓管 他只能瞬間導(dǎo)通。 主要作用 ：放大電流，驅(qū)動(dòng)霓虹燈。可以實(shí)現(xiàn)搭接電路簡(jiǎn)單只要插上插槽就可 以。但是放大電路比較麻煩。所以我們想辦法使它的電流變大。 從 51單片機(jī)芯片內(nèi)部結(jié)構(gòu)來說每個(gè)引腳輸出的高電平的電流很小。這里采用的達(dá)林頓管的型號(hào)為 TIP122。 圖 16 時(shí)鐘電路模塊電路圖 28 復(fù)位 電路模塊 ： 復(fù)位電路是能夠使單片機(jī) CPU 和系統(tǒng)的其他功能恢復(fù)到一個(gè)確定的初始狀態(tài)，并從這個(gè)狀態(tài)開始工作。 27 圖 15 單片機(jī)電路圖 時(shí)鐘電路 模塊 ： 單 片機(jī)是一個(gè)復(fù)雜的同步時(shí)序電路，為了保證同步工作方式的實(shí)現(xiàn)，電路應(yīng)在唯一的時(shí)鐘信號(hào)下按時(shí)序進(jìn)行工作，時(shí)鐘電路用于產(chǎn)生單片機(jī)工作所需要的時(shí)鐘信號(hào)。 優(yōu)點(diǎn)： STC 系列的單片機(jī)可以用串口燒寫程序，而 AT 系列的單片機(jī)要用 ISP 下載。芯片不用取下來 不會(huì)損壞芯片。實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸。內(nèi)部有電荷泵電路，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換通道，供電電路。 26 圖 14 電源模塊電路圖 串口電路 模塊 ： 通過 MAX232 芯片將電腦的串行口信號(hào)電平（ 15V, +15V）轉(zhuǎn)換為單片機(jī)使用的信號(hào)電平（ 0,+5V)。 系統(tǒng)流程圖 24 硬件設(shè)計(jì)原理 模塊 硬件部分主要包括有最小系統(tǒng)模塊、驅(qū)動(dòng)器模塊、顯示模塊以及智能控制模塊。我們?cè)趯?shí)際應(yīng)用中是將 LBD 點(diǎn)陣的 8條列線通過 驅(qū)動(dòng)電路接在 PD 口 8條行線通過限流電阻接在 PA、 PC 口，考慮到 PD 口必需設(shè)置上拉電阻，我們采用 1k 排電阻作為上拉電阻。 LED 點(diǎn)陣顯示屏采用 16x8的發(fā)光二極管點(diǎn)陣，可通過萬用表檢測(cè)發(fā)光二極管的方法測(cè)試判斷出該點(diǎn)陣的引腳分布。時(shí)鐘電路由 8051的 7，8腳的時(shí)鐘端 (XTAI 1及 XTAL2)以及 12 MHz 晶振 X 、電容 C C6組成，采用片內(nèi)振蕩方式。其先進(jìn)的指令集以及單時(shí)鐘周期指令執(zhí)行時(shí)間， 8051 的數(shù)據(jù)吞吐率高達(dá) 1 MIPS/MHz，從而可以緩減系統(tǒng)在功耗和處理速度之間的矛盾由于將多功能 8位 CPU和閃爍存儲(chǔ)器組合在單個(gè)芯片中，能夠進(jìn)行 1 000次寫／擦循環(huán)。 23 我采用以 8051單片機(jī)為核心芯片的電路來實(shí)現(xiàn)，主要由 8051芯片、時(shí)鐘電路、復(fù)位電路、列掃描驅(qū)動(dòng)電路、 16x8LBD 點(diǎn)陣 5部分組成，電 路框圖如圖 42所示。 核心芯片采用的是 STC 8051 芯片 可以多次擦寫。 閃爍 方式 可以由用戶自己 編寫程序來 控制。 LED 霓虹燈管 隨機(jī)點(diǎn)亮燈。 LED 霓虹燈管 從左往右 依 次 循環(huán)點(diǎn)亮 。 主要功能： 可以點(diǎn)亮 4種閃爍方式。 印制電路板的設(shè)計(jì) 印制電路板的設(shè)計(jì)主要是針對(duì) PROTEL DXP 的另外一個(gè)重要的部分 PCB而言的，在這個(gè)過程中，我們借助 PROTEL DXP 提供的強(qiáng)大功能實(shí)現(xiàn)電路板的版面設(shè)計(jì)，完成高難度的等工作。 產(chǎn)生網(wǎng)絡(luò)表 網(wǎng)絡(luò)表是電路原理圖設(shè)計(jì)（ SCH）與印制電路板設(shè)計(jì)（ PCB）之間的一座橋梁，它是電 路板自動(dòng)的靈魂。 PROTEL DXP 的一個(gè)界面如圖 4311所示 ： 圖 12 PROTEL DXP 軟件界面 制板步驟： 一般而言，設(shè)計(jì)電路板最基本的過程可以分為三大步驟： 22 電路原理圖的設(shè)計(jì) 電路原理圖的設(shè)計(jì)主要是 PROTEL DXP的原理圖設(shè)計(jì)系統(tǒng)（ SCHDOC）來繪制一張電路原理圖。 PROTEL DXP 簡(jiǎn)介 Protel DXP 2021是由多個(gè)模塊組成的系統(tǒng)工具，分別是 SCH（原理圖）設(shè)計(jì)、 SCH（原理圖）仿真、 PCB（印制電路板）設(shè)計(jì)、 Auto Router（自動(dòng)布線器）和 FPGA設(shè)計(jì)等，覆蓋了以 PCB為核心的整個(gè)物理設(shè)計(jì)。 1Q8Q 為 8個(gè)輸出端。只有 A 口具備雙向總線方式， 8 位外設(shè)線用作輸入或輸出，此時(shí) C口的 5 條線用作通訊聯(lián)絡(luò)信號(hào)和中斷請(qǐng)求信號(hào)。這時(shí) A 口或 B 口的 8 位外設(shè)線用作輸入或輸出， C 口的 4條線中三條用作數(shù)據(jù)傳輸?shù)穆?lián)絡(luò)信號(hào)和中斷請(qǐng)求信號(hào)。輸出可被鎖存，輸入不能鎖存。適用于三個(gè)端口中的任何一個(gè)。 方式控制字格式說明如 圖 10： 圖 10 方式控制字格式說明 D7：設(shè)定工作方式標(biāo)志， 1有效。 8051 可編程并行接口芯片方式控制字格式說明 : 8051 有 兩種控制命令字；一個(gè)是方式選擇控制字；另一個(gè)是 C 口按位置位／復(fù)位控制字。 C口作為控制或狀態(tài)信息的端口，它在方式字的控制下，可以分成 4 位的端口，每個(gè)端口包含一個(gè) 4 位鎖存器。其內(nèi)部還有一個(gè)控制寄存器，即控制口。在編程時(shí)， EA/Vpp腳還需加上 21V 的編程電壓。如 EA 為低電平，則不管地址大小，一律讀取外部程序存儲(chǔ)器指令。 更有一個(gè)特點(diǎn)，當(dāng)訪問外部程序存儲(chǔ)器， ALE 會(huì)跳過一個(gè)脈沖。Pin30:ALE/ 當(dāng)訪問外部程序器時(shí)， ALE(地址鎖存 )的輸出用于鎖存地址的低位字節(jié)。此外， RESET/Vpd還是一復(fù)用腳， Vcc掉電其間，此腳可接上備用電源，以保證單片機(jī)內(nèi)部 RAM的數(shù)據(jù)不丟失。然而，初始復(fù)位不改變 RAM（包括工作寄存器 R0R7）的狀態(tài)， 8051 的初始態(tài) 。初始化后，程序計(jì)數(shù)器 PC 指向 0000H， P0P3 輸出口全部為高電平，堆棧指 針 寫入 07H，其它專用寄存器被清 “0” 。現(xiàn)在我們對(duì)這些引腳的功能加以說明： MCS51 的引腳說明： MCS51 系列單片機(jī)中的 803 8051 及 8751 均采用 40Pin 封裝的雙列直接 DIP 結(jié)構(gòu)，右圖是它們的引腳配置， 40 個(gè)引腳中，正電源和地線兩根，外置石英振蕩器的時(shí)鐘線兩根， 4組 8位共 32 個(gè) I/O 口，中斷口線 與 P3口 18 線復(fù)用。 下圖是 MCS51 系列單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖 32。 單片機(jī) 的結(jié)構(gòu)有兩種類型，一種是程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器分開的形式，即哈佛 (Harvard)結(jié)構(gòu)，另一種是采用通用計(jì)算機(jī)廣泛使用的程序存儲(chǔ)器與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器合二為一的結(jié)構(gòu)，即普林斯頓 (Princeton)結(jié)構(gòu)。 16