【正文】 89C51就可以代替AT89C51直接工作（一般都不需要做任何改動(dòng)即可正常工作）。： 設(shè)計(jì)方案ADC0804接口時(shí)序及接口信號(hào)圖 單片機(jī)最小系統(tǒng)的電路設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)方案單片機(jī)最小系統(tǒng)電路結(jié)構(gòu)圖STC89C51功能強(qiáng)大、速度快、壽命長、價(jià)格低，目前在市場上已經(jīng)是主流，其外型有40個(gè)引腳，雙列直插DIP40。 設(shè)計(jì)方案一數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊電路結(jié)構(gòu)圖在實(shí)驗(yàn)方案中，將CD4051循環(huán)輸出的模擬電壓接到ADC0804的6管腳輸入，通過它轉(zhuǎn)換為數(shù)值信號(hào)，通過八個(gè)管腳DB0—DB7通過通信模塊傳送給單片機(jī)，對(duì)單片機(jī)進(jìn)行編程進(jìn)而控制兩位數(shù)碼管的顯示。分辨率8位，轉(zhuǎn)換時(shí)間100μs，輸入電壓范圍為0~5V，增加某些外部電路后，輸入模擬電壓可為5V。 數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊電路設(shè)計(jì) 本方案中采用ADC0804芯片進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換。 電壓輸出選擇電路設(shè)計(jì)： 設(shè)計(jì)方案輸出模塊CD4051芯片電路結(jié)構(gòu)圖CD4051相當(dāng)于一個(gè)單刀八擲開關(guān)，控制X0X7八個(gè)通道的開通和關(guān)斷，開關(guān)接通哪一通道，由輸入的3位地址碼ABC來決定。其中兩個(gè)電位器的作用是在后期的調(diào)試過程中，使得在外界給予三個(gè)方向的光敏電阻同樣強(qiáng)度的光照時(shí)，通過調(diào)節(jié)電位器使得數(shù)碼管顯示光強(qiáng)數(shù)值相同。 方案選擇 通過以上三種方案的設(shè)計(jì)，方案一采用光敏電阻作為光照傳感器，穩(wěn)定性和靈敏度雖然都能滿足設(shè)計(jì)選題的要求，但是電路結(jié)構(gòu)過于復(fù)雜，實(shí)現(xiàn)和調(diào)試都比較困難，在實(shí)驗(yàn)中不采用；方案二采用光敏二極管作為光照傳感器，線性度好，響應(yīng)速度快，但是需要額外添加運(yùn)放環(huán)節(jié)，對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定性和誤差都會(huì)帶來不利影響，另外限于元器件的供應(yīng)，本實(shí)驗(yàn)中也不采用：而方案三采用光敏電阻作為光照傳感器，進(jìn)行模擬電壓采樣，通過ADC數(shù)模轉(zhuǎn)換器將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)傳送到51單片機(jī)中，進(jìn)而控制兩位數(shù)碼管顯示具體數(shù)值和方位，簡單可行，成本造價(jià)低，故在實(shí)驗(yàn)中采用本方案。性能穩(wěn)定，抗干擾能力強(qiáng)，不易受外界環(huán)境溫度等因素影響，靈敏度也較高，但是由于光照傳感器采用光敏電阻且為三條支路并聯(lián)采集模擬電壓信號(hào)，會(huì)存在一定的誤差。至此，可以將光照的強(qiáng)度以及光照的方位通過兩位數(shù)碼管顯示出來，完成了本設(shè)計(jì)選題的任務(wù)及要求。 設(shè)計(jì)方案三采用三路光敏電阻支路并聯(lián)檢測光照強(qiáng)度，通過每一路可以得到一個(gè)模擬采樣電壓，將這三路電壓通過CD4051單8通道數(shù)字控制模擬電子開關(guān)循環(huán)輸入到模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC0804將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，將數(shù)字信號(hào)通過通信模塊輸送給STC89C51單片機(jī)，通過比較后得出最大值，將最大值輸出并利用兩位數(shù)碼管顯示出來。缺點(diǎn)是單獨(dú)使用輸出電流（或電壓）很小，需要加放大電路將采樣電壓進(jìn)一步放大，而加入運(yùn)放環(huán)節(jié)會(huì)由于運(yùn)放的零漂和易受溫度影響使得電路穩(wěn)定性降低，誤差增大。 設(shè)計(jì)方案二本方案采用光電二極管，利用其產(chǎn)生的電流隨光照增強(qiáng)的線性特性輸出模擬采樣電壓，并聯(lián)三條光敏二極管和電阻支路，將這三路電壓通過選通器循環(huán)輸入到模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC0804將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，將數(shù)字信號(hào)通過通信模塊輸送給STC89C51單片機(jī)，通過比較后得出最大值，將最大值輸出并利用兩位數(shù)碼管顯示出來。將其輸出模擬信號(hào)波形輸入到一個(gè)簡易數(shù)字式頻率計(jì)通過兩位數(shù)碼管顯示出來，數(shù)字式頻率計(jì)主要由時(shí)基電路、閘門電路計(jì)數(shù)器、鎖存器、譯碼顯示電路和邏輯控制電路組成。2 總體方案設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)方案的提出與論證 設(shè)計(jì)方案一采用光敏電阻、二極管和555定時(shí)器構(gòu)成多諧振蕩電路，利用多諧振蕩電路的兩個(gè)暫穩(wěn)態(tài)輸出由此產(chǎn)生矩形波脈沖信號(hào)。(2)、用數(shù)碼管顯示光照強(qiáng)度，誤差范圍為5~10LUX(以白天中午室內(nèi)日光燈的光照強(qiáng)度為標(biāo)準(zhǔn)定義為100 LUX )。(5)、通過比較不同方向測得的光強(qiáng)數(shù)值判斷光照方向，在數(shù)碼管上顯示其方向。(3)、焊接調(diào)試AD電路，標(biāo)定光照強(qiáng)度基本單位。(1)、實(shí)現(xiàn)單片機(jī)最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)。西華大學(xué)課程設(shè)計(jì)說明書1 前言 設(shè)計(jì)選題設(shè)計(jì)選題一：數(shù)字光強(qiáng)度檢測模塊設(shè)計(jì) 任務(wù)及要求 設(shè)計(jì)選題的任務(wù)結(jié)合單片機(jī)最小電路和光敏電阻電路共同設(shè)計(jì)一個(gè)基于單片機(jī)的數(shù)字光強(qiáng)度檢測系統(tǒng)，用數(shù)碼管顯示光照強(qiáng)度。還可以設(shè)置多個(gè)不同方向的光敏電阻，通過計(jì)算它們的光照強(qiáng)度運(yùn)用比較器以確定當(dāng)前的光照方向。(2)、焊接調(diào)試光敏電阻網(wǎng)絡(luò)。(4)、編寫單片機(jī)程序，將獲得的電信號(hào)轉(zhuǎn)換成光照強(qiáng)度單位下的數(shù)值，并用數(shù)管顯示。 設(shè)計(jì)選題的要求(1)、無光照時(shí)數(shù)碼管顯示為零。(3)、兩個(gè)小數(shù)點(diǎn)具體顯示光強(qiáng)方位(兩個(gè)小數(shù)點(diǎn)分別單獨(dú)亮和均不亮代表三個(gè)方位)。而光敏電阻阻值會(huì)隨著光照強(qiáng)度的變化而發(fā)生變化，進(jìn)而使得多諧振蕩電路的周期變化，其輸出波形頻率也隨之改變。：光敏電阻阻值變化多諧振蕩器電路周期變化 簡易數(shù)字頻率計(jì)時(shí)基電路閘門電路計(jì)數(shù)器鎖存器譯碼顯示器邏輯控制電路 設(shè)計(jì)方案一原理框圖本方案采用性能穩(wěn)定且便宜的光敏電阻作為光照傳感器，通過光敏電阻值變化影響多諧振蕩電路的周期而檢測光強(qiáng)，性能較穩(wěn)定一些，靈敏度也較高，但是電路結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，所用元器件種類較多，實(shí)現(xiàn)和調(diào)試工作會(huì)比較困難，造價(jià)也較高，雖然能滿足穩(wěn)定性和靈敏度的要求，但不宜采用。： 89C51單片機(jī)光敏二極管接受光照輸出電流變化采集電阻兩端電壓運(yùn)算放大器兩位數(shù)碼管顯示模數(shù)轉(zhuǎn)換ADC 設(shè)計(jì)方案二原理框圖對(duì)于本方案，采用線性好，響應(yīng)速度快的光敏二極管作為光照傳感器，故電路響應(yīng)速度快，靈敏度高。另外限于實(shí)驗(yàn)元器件的供給，實(shí)驗(yàn)中也不采用本方案。對(duì)于光強(qiáng)的方位，則通過控制兩位數(shù)碼管的兩個(gè)小數(shù)點(diǎn)的關(guān)斷與否來顯示出來，具體是兩個(gè)小數(shù)點(diǎn)分別單獨(dú)亮?xí)r對(duì)應(yīng)兩個(gè)方位，而兩個(gè)小數(shù)點(diǎn)均不亮?xí)r對(duì)應(yīng)另外一個(gè)方位。：控制信號(hào)89C51單片機(jī)光敏電阻采集模擬電壓輸出選擇模塊模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC通信模塊兩位數(shù)碼管顯示 設(shè)計(jì)方案三原理框圖 本方案采用性能穩(wěn)定且便宜的光敏電阻作為光照傳感器，STC89C51單片機(jī)作為主控制器?？傮w上來說，本方案電路結(jié)構(gòu)簡單、所用元器件供給充足、成本造價(jià)低、性能穩(wěn)定且誤差范圍也在設(shè)計(jì)選題的要求之內(nèi)，能在簡單低成本的基礎(chǔ)上很好的完成設(shè)計(jì)選題的任務(wù)，故實(shí)驗(yàn)中采用本方案。3單元模塊設(shè)計(jì) 光照強(qiáng)度檢測電路的設(shè)計(jì) 對(duì)于最終采用的方案三，： 設(shè)計(jì)方案光強(qiáng)檢測電路如上圖所示，采用三路光敏電阻支路并聯(lián)，其中一路串聯(lián)固定電阻，而另外兩組分別串聯(lián)一個(gè)電位器，均接在VCC和GND之間，采樣電壓為三個(gè)光敏電阻兩端所加電壓UUU3，對(duì)于這三路電壓值比較后把最大值輸送給ADC0804轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)，通過數(shù)碼管顯示出來。對(duì)于與兩個(gè)采樣電位器和采樣固定電阻的選取，由數(shù)字式萬用電表對(duì)光敏電阻在無光照和正常光照時(shí)進(jìn)行測量，—，故固定電阻R1選取5k歐姆左右，綜合實(shí)驗(yàn)室的電阻元器件供給，；兩個(gè)電位器則選擇020k歐姆規(guī)格的靈敏電位器。本設(shè)計(jì)方案中將三路模擬采樣電壓U1—U3分別接到X0X2上，由單片機(jī)程序控制ABC管腳進(jìn)行循