基于單片機(jī)的光控電路含放大器和ad轉(zhuǎn)換-在線瀏覽
2024-08-07 19:18本頁(yè)面
【正文】 片機(jī)系統(tǒng)，LED顯示系統(tǒng)、時(shí)鐘電路、復(fù)位電路。有時(shí)還包括定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，串行通信口、顯示驅(qū)動(dòng)電路（LCD或LED驅(qū)動(dòng)電路）、脈寬調(diào)制電路（PWM）、模擬多路轉(zhuǎn)換器以及A/D轉(zhuǎn)換器等電路，并具有獨(dú)立的指令系統(tǒng)[3]。它能夠單獨(dú)地完成現(xiàn)代工業(yè)控制系統(tǒng)所要求的智能化控制功能。單片機(jī)的使用需要用戶了解其芯片的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和相應(yīng)的指令系統(tǒng)以及其他一些集成電路設(shè)計(jì)技術(shù)和系統(tǒng)設(shè)計(jì)所需要的理論技術(shù)。然而，不同單片機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)和指令系統(tǒng)不盡相同，即它們的技術(shù)特征也不同，硬件特征主要和單片機(jī)芯片的內(nèi)部結(jié)構(gòu)有關(guān)，因此，設(shè)計(jì)人員必須熟練掌握其性能是否滿足需要的功能和應(yīng)用系統(tǒng)所要求的特性指標(biāo)（功能特性、控制特性和相關(guān)的電氣參數(shù)特性等），這些信息我們可以從生產(chǎn)廠商的技術(shù)手冊(cè)中得到。開(kāi)發(fā)環(huán)境包括指令的兼容性及可移植性，軟、硬件資源等。單片機(jī)控制系統(tǒng)已基本取代了以前復(fù)雜的電子線路或數(shù)字電路構(gòu)成的控制系統(tǒng)，用軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的智能化。單片機(jī)的應(yīng)用意義遠(yuǎn)不限于它的應(yīng)用范疇或由此帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)效益，更重要的是它從根本上改變了傳統(tǒng)的控制方法和設(shè)計(jì)理念，向著嵌入式系統(tǒng)方向發(fā)展。在航空航天、機(jī)械加工、工程控制、智能儀器儀表、家用電器、通信系統(tǒng)等領(lǐng)域，單片機(jī)都正在發(fā)生著非常重要的作用。單片機(jī)及其應(yīng)用系統(tǒng)之所以能發(fā)揮著如此重要的作用，歸納起來(lái)有如下的原因：（1）單片機(jī)具有體積小、功能強(qiáng)、價(jià)格低、使用靈活等特點(diǎn)，具有明顯的優(yōu)勢(shì)和廣闊的應(yīng)用前景。（3）系統(tǒng)配置以滿足控制對(duì)象的要求出發(fā)點(diǎn)，使得系統(tǒng)具有較高的性價(jià)比。（5）單片機(jī)本身并不具備開(kāi)發(fā)能力，一般情況下，需要借助專用的開(kāi)發(fā)工具在相應(yīng)的開(kāi)發(fā)環(huán)境下，進(jìn)行系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)和調(diào)試，但最終形成的產(chǎn)品簡(jiǎn)單實(shí)用，成本低，效益高。大多數(shù)單片機(jī)如51系列，開(kāi)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。單片微型計(jì)算機(jī)是微型計(jì)算機(jī)的一個(gè)重要分支，也是頗具生命力的機(jī)種。通常，單片機(jī)由單塊集成電路芯片構(gòu)成，內(nèi)部包含有計(jì)算機(jī)的基本功能部件：中央處理器、存儲(chǔ)器和I/O接口電路等。單片機(jī)經(jīng)過(guò)4代的發(fā)展，以達(dá)到了32位單片機(jī)，是目前單片機(jī)的頂級(jí)產(chǎn)品，具有極高的運(yùn)算速度。MCS51系列單片是眾多單片機(jī)中的一種，由于它們都是基于8051內(nèi)核發(fā)展起來(lái)的，所以稱51單片機(jī)，而本次設(shè)計(jì)就是基于51單片機(jī)完成的。它的功能很多：比較器；模數(shù)/數(shù)模轉(zhuǎn)換器；PWM；多種多樣的接口；LCD驅(qū)動(dòng)；存儲(chǔ)器等等。部分單片機(jī)的計(jì)算能力已經(jīng)比早期PC的CPU強(qiáng)大，速度也越來(lái)越快。因?yàn)槟軌蜻\(yùn)行程序，所以可以做很多的事情。只是能力沒(méi)那么強(qiáng)大。當(dāng)然這可能涉及一些接口的問(wèn)題，但是CPU也不是直接做這些事情的?？梢允悄M量，也可以是數(shù)字量，標(biāo)準(zhǔn)的USB接口也已經(jīng)集成在了單片機(jī)內(nèi)部。單片機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域可歸納為幾個(gè)方面：（1）智能化家用電器：各種家用電器普遍采用單片機(jī)智能化控制代替?zhèn)鹘y(tǒng)的電子線路控制，升級(jí)換代，提高檔次。如打印機(jī)、復(fù)印機(jī)、傳真機(jī)、繪圖機(jī)、考勤機(jī)、電話以及通用計(jì)算機(jī)中的鍵盤譯碼、磁盤驅(qū)動(dòng)等。 （3）商業(yè)營(yíng)銷設(shè)備：在商業(yè)營(yíng)銷系統(tǒng)中已廣泛使用的電子秤、收款機(jī)、條形碼閱讀器、IC卡刷卡機(jī)、出租車計(jì)價(jià)器以及倉(cāng)儲(chǔ)安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、商場(chǎng)保安系統(tǒng)、空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)、冷凍保險(xiǎn)系統(tǒng)等都采用了單片機(jī)控制。 （4）工業(yè)自動(dòng)化控制：工業(yè)自動(dòng)化控制是最早采用單片機(jī)控制的領(lǐng)域之一。在化工、建筑、冶金等各種工業(yè)領(lǐng)域都要用到單片機(jī)控制。 （5）智能化儀表：采用單片機(jī)的智能化儀表大大提升了儀表的檔次，強(qiáng)化了功能。 單片機(jī)應(yīng)用的意義不僅在于它的廣闊范圍及所帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)效益，更重要的意義在于，單片機(jī)的應(yīng)用從根本上改變了控制系統(tǒng)傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)思想和設(shè)計(jì)方法。以前自動(dòng)控制中的PID調(diào)節(jié)，現(xiàn)在可以用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)具有智能化的數(shù)字計(jì)算控制、模糊控制和自適應(yīng)控制。隨著單片機(jī)應(yīng)用的推廣，微控制技術(shù)將不斷發(fā)展完善。高性能單片機(jī)芯片市場(chǎng)也異常活躍，采用新技術(shù)，使單片機(jī)的種類、性能不斷提高，應(yīng)用領(lǐng)域迅速擴(kuò)大[4]。（2）存儲(chǔ)器的發(fā)展：增大了片內(nèi)存儲(chǔ)器容量；片內(nèi)采用EEPROM和Flash可在線編程，讀/寫(xiě)更方便；采用了編程加密技術(shù)。（4）I/O接口形式增多，性能提高。（6）低電壓和低功耗：?jiǎn)纹瑱C(jī)制造時(shí)普遍采用CMOS工藝。與MCS48系列單片機(jī)相比，其以典型的體系結(jié)構(gòu)和完善的專用寄存器集中管理方式，方便的邏輯位操作功能及豐富的指令系統(tǒng)[5]，堪稱一代“名機(jī)”，為之后的其他單片機(jī)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。其中的代表作便是AT89C5x系列單片機(jī)，而本文所用的便是AT89C51單片機(jī)。2. 時(shí)鐘電路8051內(nèi)置最高頻率達(dá)12MHz的時(shí)鐘電路，用于產(chǎn)生整個(gè)單片機(jī)運(yùn)行的脈沖時(shí)序，但8051單片機(jī)需外置振蕩電容。其工作原理是基于內(nèi)光電效應(yīng)。為了增加靈敏度，兩電極常做成梳狀。 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。光照愈強(qiáng)，光生電子—空穴對(duì)就越多，阻值就愈低。入射光消失，電子空穴對(duì)逐漸復(fù)合，電阻也逐漸恢復(fù)原值，電流也逐漸減小。光敏電阻沒(méi)有極性，純粹是一個(gè)電阻器件，使用時(shí)既可加直流電壓，也可以加交流電壓。它在光線的作用下其阻值往往變小，這種現(xiàn)象稱為光導(dǎo)效應(yīng)，因此，光敏電阻又稱光導(dǎo)管。通常采用涂敷、噴涂、燒結(jié)等方法在絕緣襯
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