【正文】 30。 //消抖 。 { temp=20。 //消抖 。 //10s 延時 。 if(key1==0) //按下 key1 燈亮時間為 10s。 void keyscan() { if(key1==0) { delay(5)。y)。x) for(y=125。 for(x=z。 12 如果 口按下則為 30s. 數(shù)碼顯示管的八位段選端接入單片機的 P0口 ,而位選端由 P2口控制 ,分別為 口為十 位 , 口為個位 .設(shè)計中采用了 目前最常用的軟件消抖的方法 ,選擇 5ms 的延時來消除抖動 ,延時后在進行一次按鍵是否閉合 . 圖 10 按鍵接口電路 圖 10 中的按鍵部分可以進行擴展 ,如果接入一個鍵盤則可以對延時時間自行進行設(shè)置 .由于本設(shè)計中按鍵功能已經(jīng)可以滿足需要 ,所以沒有進行擴展 . 13 總原理圖 圖 11 總原理圖 3 系統(tǒng)軟件流程圖 本系統(tǒng)的軟件設(shè)計是通過 C 語言進行編程 ,主要有主程序、鍵盤掃描程序、初始化程序、 A/D 轉(zhuǎn)換程序、延時程序等部分組成 .主程序流程圖如圖 12 所示 : 14 圖 12 系統(tǒng)流程圖 延時程序 在整個 編寫程序中要用到許多的延時 ,所以程序中包含一個大約為 1ms 的延時子程序 ,方便在程序中的調(diào)用 ,程序代碼如下 : //延時子程序 。按 發(fā)光二極管單元連接方式分為共陽極數(shù)碼管和共陰極數(shù)碼管 .共陽數(shù)碼管是指將所有發(fā)光二極管的陽極接到一起形成公共陽極 (COM)的數(shù)碼管 ,共陽數(shù)碼管在應用時應將公共極COM 接到 +5V,當某一字段發(fā)光二極管的陰極為低電平時 ,相應字段就點亮 ,當某一字段的陰極為高電平時 ,相應字段就不亮 .共陰數(shù)碼管是指將所有發(fā)光二極管的陰極接到一起形成公共陰極 (COM)的數(shù)碼管 ,共陰數(shù)碼管在應用時應將公共極COM接到地線 GND上 ,當某一字段發(fā)光二極管的陽極為高電平時 ,相應字段就點亮 ,當某一字段的陽極為低電平時 ,相應字段就不亮 . led 數(shù)碼 管 (LED Segment Displays)是由多個發(fā)光二極管封裝在一起組成“8” 字型的器件 ,引線已在內(nèi)部連接完成 ,只需引出它們的各個筆劃 ,公共電極 .led 數(shù)碼管常用段數(shù)一般為 7段有的另加一個小數(shù)點 ,還有一種是類似于 3位“+1” 型 .位數(shù)有半位 ,1,2,3,4,5,6,8,10 位等等 ,led 數(shù)碼管根據(jù) LED 的接法不同分為共陰和共陽兩類 ,了解 LED 的這些特性 ,對編程是很重要的 ,因為不同類型的數(shù)碼管 ,除了它們的硬件電路有差異外 ,編程方法也是不同的 .圖 7 這是一個 7段兩位帶小數(shù)點 10 引腳的 LED 數(shù)碼管 ,引腳定義每 一筆劃都是對應一個字母表 10 示 ,DP是小數(shù)點 ,圖 8 這是 10 引腳的 LED 數(shù)碼管 . 圖 7 LED 數(shù)碼管引腳定義 圖 8 10 引腳的 LED 數(shù)碼管 數(shù)碼管要正常顯示 ,就要用驅(qū)動電路來驅(qū)動數(shù)碼管的各個段碼 ,從而顯示出我們要的數(shù)字 ,因此根據(jù)數(shù)碼管的驅(qū)動方式的不同 ,可以分為靜態(tài)式和動態(tài)式兩類 . 靜 態(tài)顯示驅(qū)動 靜態(tài) 驅(qū)動也稱直流驅(qū)動 .靜態(tài)驅(qū)動是指每個數(shù)碼管的每一個段碼都由一個 單片機 的 I/O端口進行驅(qū)動 ,或者使用如 BCD碼二 十進制譯碼器譯碼進行驅(qū)動 .靜態(tài)驅(qū)動的優(yōu)點是編程簡單 ,顯示亮度高 ,缺點是占用 I/O 端口多 ,如驅(qū)動 5個數(shù)碼管靜態(tài)顯示則需要 58=40 根 I/O 端口來驅(qū)動 ,實際應用時必須增加譯碼驅(qū)動器進行驅(qū)動 ,增加了硬件電路的復雜性 . 動態(tài)顯示驅(qū)動 數(shù)碼管動態(tài)顯示接口是單片機中應用最為廣泛的一種顯示方式之一 ,動態(tài)驅(qū)動是將所有數(shù)碼管的 8 個顯示筆劃 “ a,b,c,d,e,f,g,dp” 的同名端連在一起 ,另外為每 個數(shù)碼管的公共極 COM 增加位選通控制電路 ,位選通由各自獨立的 I/O 線控制 ,當單片機輸出字形碼時 ,所有數(shù)碼管都接收到相同的字形碼 ,但究竟是哪個數(shù)碼管會顯示出字形 ,取決于單片機對位選通 COM 端電路的控制 ,所以我們只要將需要顯示的數(shù)碼管的選通控制打開 ,該位就顯示出字形 ,沒有選通的數(shù)碼管就不會亮 .通過分時輪流控制各個數(shù)碼管的的 COM 端 ,就使各個數(shù)碼管輪流受控顯示 ,這就是動態(tài)驅(qū)動 .在輪流顯示過程中 ,每位數(shù)碼管的點亮時間為 1～ 2ms,由于人的視覺暫留現(xiàn)象及發(fā)光二極管的余輝效應 ,盡管實際上各位數(shù)碼管并非同時點亮 ,但只要掃描的速度足夠快 ,給人的 印象就是一組穩(wěn)定的顯示數(shù)據(jù) ,不會有閃爍感 ,動態(tài)顯示的效果和靜態(tài)顯示是一樣的 ,能夠節(jié)省大量的 I/O端口 ,而且功耗更低 . AT89C51芯片內(nèi)有兩個 16位的定時 /計數(shù)器 ,都可以由軟件來設(shè)定 .在此設(shè)計中用到的是 T0 作為定時器 .由于在系統(tǒng)中需要設(shè)置延時時間電路 ,目的是在照明燈點亮后經(jīng)過一定延時能自動熄滅 .電路中采用了單片機內(nèi)部定時器 . 定時 /計數(shù)部分 AT89C51 芯片內(nèi)有兩個 16 位的定時 /計數(shù)器 ,都可以由軟件 11 來設(shè)定 .在此設(shè)計中用到的是 T0 作為定時器 .由于在系統(tǒng)中需要設(shè)置延時時間電路 ,目的是在照明燈點亮后經(jīng)過一定延 時能自動熄滅 .電路中采用了單片機內(nèi)部定時器 . 顯示電路分析 系統(tǒng)功能中有一點是可以根據(jù)場所及使用人群的不同設(shè)置不同的延時時間值 .雖然動態(tài)顯示的效果和靜態(tài)顯示是一樣的 ,但動態(tài)顯示能夠節(jié)省大量的 I/O端口 ,而且功耗更低 .所以設(shè)計中采用 LED動態(tài)顯示方式顯示倒計時數(shù)據(jù) .電路如圖 9所示 : 圖 9 延時時間顯示電路 由圖可知采用了共陰極的 2位數(shù)碼顯示管做顯示電路 ,所以只要數(shù)碼管的 a、b、 c、 d、 e、 f、 g、 h 引腳為高電平 ,那么其對應的二極管就會發(fā)光 ,使數(shù)碼顯示管顯示 0～ 9的編碼見表 2. 表 2 共陰極數(shù)碼顯示管字型代 碼 字型 共陰極代碼 字型 共陰極代碼 0 3FH 5 6DH 1 06H 6 7DH 2 5BH 7 07H 3 4FH 8 7FH 4 66H 9 6FH 為了實現(xiàn)不同場所及使用人群的不同而燈亮的時間不一 ,在單片機的 P1 口接入了三個按鍵 .電路如圖 9所示 .當單片機進行按鍵掃描時 ,如果 燈亮時間為 10s,并且顯示器進行 10s 倒計時 。 單片機對光照 進行檢測 ,光線不足時 ,聲音信號采集電路便啟動 .聲音信號采集電路如圖 5所示 : 8 圖 5 聲音信號采集電路 用駐極體話筒 將 得到 與聲音信號對應 的電壓 值 .若有聲音時則會輸出一電壓值 ,由于傳聲器轉(zhuǎn)換的電壓值非常小 ,所以必須將該電壓經(jīng)過 LM324 運算放大器進行放大 ,放大倍數(shù)為 RV1/R9,RV1 為可變電阻 ,通過調(diào)節(jié)其阻值使其放大倍數(shù)產(chǎn)生變化 ,起到了調(diào)節(jié)聲音靈敏度的作用 . 放大后的電壓必須經(jīng)過 AD0832 進行模數(shù)轉(zhuǎn)換 ,由單片機內(nèi)部程序?qū)D(zhuǎn)換值進行對比 .當值高于預設(shè)值時單片機啟動 T0 計時中斷和照明燈控制電路 ,使照明燈點亮 ,并通過數(shù)碼管顯示倒計時時間 .當沒有聲音或聲音微弱時 ,系統(tǒng)不進行下一步的工作 . 單片機最小系統(tǒng)、時鐘電路與復位電路 單片機最小應用系統(tǒng) [6],是指用最少的原件組成的單片機可以工作的系統(tǒng) .對于 51 系列單片機來說 ,最小系統(tǒng)應包括單片機、復位電路、晶振電路 . 最小系統(tǒng)電路圖如圖 6所示 : 圖 6 單片機最小系統(tǒng) AT89C51 單片機的時鐘產(chǎn)生方法有兩種 .內(nèi)部時鐘方式和外部時鐘方式 .本 9 設(shè)計采用內(nèi)部時鐘方式 ,利用芯片內(nèi)部的振蕩電路 ,在 XTAL XTAL2 引腳上外接定時元件 ,內(nèi)部的振蕩電路便產(chǎn)生自激振蕩 . 內(nèi)部方式時 ,時鐘發(fā)生器對振蕩脈沖二分頻 .系統(tǒng)對外接電容的值雖然沒有嚴格的要求 ,但電容的大小會影響振蕩器頻率的高低、振蕩器的穩(wěn)定性、起振的快速性和溫度的穩(wěn)定性 .因此本系統(tǒng)的晶體振蕩器的值為 12MHZ,電容取 30pF. 當操作或程序運行出錯使系統(tǒng)處于死鎖狀態(tài)時 ,為了擺脫困境可以通過復位鍵重新啟動 .當系統(tǒng)處于正常工作狀態(tài)時 ,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 就可以響應并將系統(tǒng)復位 .單片機系統(tǒng)的復位方式有 :手動按鈕復位和上電復位 . 本設(shè)計使用的是按鍵手動復位 .手動按 鈕復位需要人為在復位輸入端 RST 上加入高電平 .一般采用的辦法是在 RST端和正電源 VCC之間接一個按鈕 .在按鍵復位的使用過程中 ,按鍵抖動現(xiàn)象是不容忽視的 ,所以為了確保按鍵的一次閉合單片機只處理一次 ,就必須在設(shè)計時考慮到抖動的消除 . 延時顯示電路 數(shù)碼管 [7]是此系統(tǒng)將用到的必要元器件 .數(shù)碼管是一種半導體發(fā)光器件 ,其基本單元是發(fā)光二極管 .數(shù)碼管按段數(shù)分為七段數(shù)碼管和八段數(shù)碼管 ,八段數(shù)碼管比七段數(shù)碼管多一個發(fā)光二極管單元 (多一個小數(shù)點顯示 )。 ● 單５Ｖ供電 ,輸入范圍為０～５Ｖ 。 ● 可滿量程工作 。當 /EA端保持高電平時 ,此間內(nèi)部程序存儲器 .在 FLASH 編程期間 ,此引腳也用于施加12V 編程電源 (VPP). XTAL1 反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時鐘工作電路的輸入 . XTAL2 來自反向振蕩器的輸出 . 系統(tǒng)電 路 光信號檢測電路 光控電路主要用到光敏電阻傳感器 .光敏電阻器是光敏電阻器通常由光敏層、玻璃基片 (或樹脂防潮膜 )和電極等組成 ,利用 半導體的光電效應 制成的一種電阻值隨入射光的強弱而改變的電阻器 。 Automatic switch 目 錄 1 引言