基于89C51单片机的光控路灯设计

基于单片机的光控路灯设计1凌阳，拇指凌阳凌阳，拇指凌阳基于89C51单片机的光控路灯设计凌阳，拇指凌阳凌阳，拇指凌阳指导老师翁志刚凌阳，拇指凌阳凌阳，拇指凌阳凌阳，拇指凌阳凌阳，拇指凌阳学生姓名沈韦青凌阳，拇指凌阳凌阳，拇指凌阳葛宜兵凌阳，拇指凌阳任务基于单片机条件下，拇指设计一光控路灯模型。食指凌阳，拇指凌阳要求1、光照条件充足时，拇指路灯保持熄灭状态，拇指光照不足时，拇指路灯自动开启照明。食指凌阳，拇指凌阳2、使用器材光敏电阻、模数转换器、单片机等。食指凌阳，拇指凌阳3、电路简洁，拇指制作原理图并要求仿真。食指凌阳，拇指凌阳设计方案凌阳，拇指凌阳方案一凌阳，拇指凌阳凌阳，拇指凌阳凌阳，拇指凌阳凌阳，拇指凌阳凌阳，拇指凌阳凌阳，拇指凌阳方案二凌阳，拇指凌阳基于单片机的光控路灯设计2说明凌阳，拇指凌阳因为本课程设计的要求用单片机来实现光控路灯的设计，拇指所以采用方案二，拇指总体设计分为两个模块主控模块和被控模块。食指主模块与被控模块之间通过单片机进行连接。食指凌阳，拇指凌阳凌阳，拇指凌阳摘要凌阳，拇指凌阳近年来随着科技的飞速发展，拇指单片机的应用正在不断深入，拇指同时带动传统控制检测技术日益更新。食指在实时检测和自动控制的单片机应用系统中，拇指单片机往往作为一个核心部件来使用，拇指仅单片机方面知识是不够的，拇指还应根据具体硬件结构软硬件结合，拇指加以完善。食指凌阳，拇指凌阳路灯控制方式很多，拇指本系统采用MSC51系列单片机89C51和相关的光电检测设备来设计智能光控路灯控制器，拇指实现了能根据实际光线条件通过89C51芯片的P1口控制路灯开关功能。食指随着社会文明的不断发展，拇指城市照明不仅局限于街道的照明，拇指而且发展成了城市景观等装饰性照明的综合市政工程，拇指社会对亮灯率、开关灯的准确率、故障检测的实时性和维修的及时性要求不断提高，拇指利用51系列单片基于单片机的光控路灯设计3机可编程控制八位逻辑I、O端口实现路灯开关控制的智能化，拇指达到节能、自动控制的目的。食指避免传统电路对能源的浪费，拇指路灯的自动控制更方便管理，拇指本系统实用性强，拇指操作简单。食指凌阳，拇指凌阳本文首先介绍了单片机及嵌入式系统的基本概念、特点和应用。食指描述了多功能基于51单片机的光控路灯的设计过程。食指详细说明了以51单片机为核心的软、硬件的研制过程和方法。食指利用PROTEUS软件设计了电路原理图。食指完成光控路灯的设计。食指凌阳，拇指凌阳一、引言凌阳，拇指凌阳随着社会经济的发展，拇指城市照明设施的功能从单纯的以照明为主转变为实现美化环境、改善形象、活跃夜市经济的目的。食指对城市灯饰的管理与控制迫切需要一种科学、合理、高效的方法。食指因此，拇指提供一种有效而合理的控制与管理的方法，拇指对城市路灯与饰灯的运行状态进行智能监控显得极为重要。食指针对城市路灯这样“终端多、地域广、户外、分散、信息量不大”等特点，拇指可以选择单片机智能光控的方式来解决。食指这样，拇指既克服了传统的路灯控制方法、控制方式单一而无法满足实时监控和管理要求的弱点，拇指又能适应现代城市队灯饰控制的要求。食指凌阳，拇指凌阳凌阳，拇指凌阳凌阳，拇指凌阳目录凌阳，拇指凌阳摘要1凌阳，拇指凌阳1凌阳，拇指凌阳引言3凌阳，拇指凌阳2凌阳，拇指凌阳单片机概述5凌阳，拇指凌阳基于单片机的光控路灯设计43凌阳，拇指凌阳芯片介绍6凌阳，拇指凌阳31凌阳，拇指凌阳光敏电阻及放大电路6凌阳，拇指凌阳32凌阳，拇指凌阳ADC0804芯片简介9凌阳，拇指凌阳4凌阳，拇指凌阳单片机选型13凌阳，拇指凌阳41、AT89C51的特点13凌阳，拇指凌阳42、单片机附属电路14凌阳，拇指凌阳5凌阳，拇指凌阳总电路图及工作原理16凌阳，拇指凌阳6凌阳，拇指凌阳源程序17凌阳，拇指凌阳7凌阳，拇指凌阳仿真结果18凌阳，拇指凌阳8凌阳，拇指凌阳心得体会19凌阳，拇指凌阳9凌阳，拇指凌阳参考文献19凌阳，拇指凌阳凌阳，拇指凌阳凌阳，拇指凌阳凌阳，拇指凌阳凌阳，拇指凌阳凌阳，拇指凌阳凌阳，拇指凌阳凌阳，拇指凌阳二、单片机概述凌阳，拇指凌阳单片微型计算机简称单片机，拇指是典型的嵌入式微控制器（MICROCONTROLLER凌阳，拇指凌阳UNIT），拇指常用英文字母的缩写MCU表示单片机，拇指它最早是被用在工业控制领域。食指单片机由芯片内仅有CPU的专用处理器发展而来。食指最早的设计理念是通过将大量外围设备和CPU集成在一个芯片中，拇指使计算机系统更小，拇指更容易集成进复杂的而对体积要求严格的控制设备当中。食指INTEL的Z80是最早按照这种思想设计出的处理器，拇指从此以后，拇指单片机和专用处理器的基于单片机的光控路灯设计5发展便分道扬镳。食指凌阳，拇指凌阳单片机又称单片微控制器,它不是完成某一个逻辑功能的芯片,而是把一个计算机系统集成到一个芯片上。食指相当于一个微型的计算机，拇指和计算机相比，拇指单片机只缺少了I/O设备。食指单片机比专用处理器更适合应用于嵌入式系统，拇指因此它得到了最多的应用。食指事实上单片机是世界上数量最多的计算机。食指通常单片机由单块集成电路芯片构成，拇指内部包含有计算机的基本功能部件中央处理器、存储器和I/O接口电路等。食指因此，拇指单片机只需要适当的软件及外部设备相结合，拇指便可成为一个单片机控制系统。食指凌阳，拇指凌阳单片机经过1、2、3代的发展，拇指目前单片机正朝着高性能和多品种的方向发展，拇指他们的CPU功能在增强，拇指内部资源在增多，拇指引脚的多功能化，拇指以及低电压低功耗化。食指凌阳，拇指凌阳凌阳，拇指凌阳凌阳，拇指凌阳三、芯片简介凌阳，拇指凌阳31凌阳，拇指凌阳光敏电阻及放大电路凌阳，拇指凌阳光敏电阻器是利用半导体的光电效应制成的一种电阻值随入射光的强弱而改变的电阻器；入射光强，拇指电阻减小，拇指入射光弱，拇指电阻增大。食指光敏电阻器一般用于光的测量、光的控制和光电转换（将光的变化转换为电的变化）。食指常用的光敏电阻器硫化镉光敏电阻器，拇指它是由半导体材料制成的。食指光敏电阻器的阻值随入射光线（可见光）的强弱变化而变化，拇指在黑暗条件下，拇指它的阻值（暗阻）可达110M欧,在强光条件（100LX）下，拇指它阻值（亮阻）仅基于单片机的光控路灯设计6有几百至数千欧姆。食指光敏电阻器对光的敏感性（即光谱特性）与人眼对可见光（04076）M的响应很接近，拇指只要人眼可感受的光，拇指都会引起它的阻值变化。食指设计光控电路时，拇指都用白炽灯泡（小电珠）光线或自然光线作控制光源，拇指使设计大为简化。食指凌阳，拇指凌阳可见光光敏电阻器包括硒、硫化镉、硒化镉、碲化镉、砷化镓、硅、锗、硫化锌光敏电阻器等。食指主要用于各种光电控制系统，拇指如光电自动开关门户，拇指航标灯、路灯和其他照明系统的自动亮灭，拇指自动给水和自动停水装置，拇指机械上的自动保护装置和“位置检测器”，拇指极薄零件的厚度检测器，拇指照相机自动曝光装置，拇指光电计数器，拇指烟雾报警器，拇指光电跟踪系统等方面。食指凌阳，拇指凌阳光敏电阻的主要参数是凌阳，拇指凌阳（1）光电流、亮电阻。食指光敏电阻器在一定的外加电压下，拇指当有光照射时，拇指流过的电流称为光电流，拇指外加电压与光电流之比称为亮电阻，拇指常用“100LX”表示。食指凌阳，拇指凌阳（2）暗电流、暗电阻。食指光敏电阻在一定的外加电压下，拇指当没有光照射的时候，拇指流过的电流称为暗电流。食指外加电压与暗电流之比称为暗电阻，拇指常用“0LX”表示。食指凌阳，拇指凌阳（3）灵敏度。食指灵敏度是指光敏电阻不受光照射时的电阻值（暗电阻）与光照射时的电阻值（亮电阻）的相对变化值。食指凌阳，拇指凌阳（4）光谱响应。食指光谱响应又称光谱灵敏度，拇指是指光敏电阻在不同波长的单色光照射下的灵敏度。食指若将不同波长下的灵敏度画成曲线，拇指就可以得到光谱响应的曲线。食指凌阳，拇指凌阳基于单片机的光控路灯设计7（5）光照特性。食指光照特性指光敏电阻输出的电信号随光照度而变化的特性。食指从光敏电阻的光照特性曲线可以看出，拇指随着的光照强度的增加，拇指光敏电阻的阻值开始迅速下降。食指若进一步增大光照强度，拇指则电阻值变化减小，拇指然后逐渐趋向平缓。食指在大多数情况下，拇指该特性为非线性。食指凌阳，拇指凌阳凌阳，拇指凌阳（6）伏安特性曲线。食指伏安特性曲线用来描述光敏电阻的外加电压与光电流的关系，拇指对于光敏器件来说，拇指其光电流随外加电压的增大而增大。食指凌阳，拇指凌阳凌阳，拇指凌阳（7）温度系数。食指光敏电阻的光电效应受温度影响较大，拇指部分光敏电阻在低温下的光电灵敏较高，拇指而在高温下的灵敏度则较低。食指凌阳，拇指凌阳凌阳，拇指凌阳（8）额定功率。食指额定功率是指光敏电阻用于某种线路中所允许消耗的功率，拇指当温度升高时，拇指其消耗的功率就降低。食指凌阳，拇指凌阳工作原理凌阳，拇指凌阳光敏电阻的工作原理是基于内光电效应。食指在半导体光敏材料两端装上电极引线，拇指将其封装在带有透明窗的管壳里就构成光敏电阻，拇指为了增加灵敏度，拇指两电极常做成梳状。食指用于制造光敏电阻的材料主要是金属的硫化物、硒化物和碲化物等半导体。食指通常采用涂敷、喷涂、烧结等方法在绝缘衬底上制作很薄的光敏电阻体凌阳，拇指凌阳凌阳，拇指凌阳基于单片机的光控路灯设计8凌阳，拇指凌阳图1、光敏电阻的实验图凌阳，拇指凌阳凌阳，拇指凌阳上图是由光敏电阻和三极管组成的放大电路，拇指白天光照强度较强，拇指光敏电阻呈低阻状态，拇指三极管基极电位较低，拇指三极管处于导通状态，拇指发射极为高电平；当夜幕降临时，拇指光照强度变弱，拇指光敏电阻阻值逐渐变大，拇指基极电压上升，拇指当上升到一定程度后，拇指三极管处于截止状态，拇指三极管发射极从而产生低电平，拇指并传送到模数转换器。食指凌阳，拇指凌阳32凌阳，拇指凌阳ADC0804芯片模数转换器简介凌阳，拇指凌阳1工作原理所谓A/D转换器就是模拟/数字转换器（ADC），拇指是将输入的模拟信号转换成数字信号。食指信号输入端可以是传感器或转换器的输出，拇指而ADC的数字信号也可能提供给微处理器，拇指以便广泛地应用。食指凌阳，拇指凌阳基于单片机的光控路灯设计92ADADC0804引脚图如下凌阳，拇指凌阳凌阳，拇指凌阳凌阳，拇指凌阳图2、ADC0804引脚图凌阳，拇指凌阳3引脚说明凌阳，拇指凌阳/CS（引脚1）芯片选择信号,低电平有效凌阳，拇指凌阳/RD引脚2外部读取转换结果的控制输出信号。食指/RD为HI时，拇指DB0DB7处理高阻抗/RD为LO时，拇指数字数据才会输出。食指凌阳，拇指凌阳/WR（引脚3）用来启动转换的控制输入，拇指相当于ADC的转换开始（/CS0时），拇指当/WR由HI变为LO时，拇指转换器被清除当/WR回到HI时，拇指转换正式开始。食指凌阳，拇指凌阳CS、RD、WR是数字控制输入端，拇指满足标准TTL凌阳，拇指凌阳逻辑电平。食指其中CS和WR用来控制A/D转换的启动信号。食指CS、RD用来读A/D转换的结果，拇指当它们同时为低电平时，拇指输出数据锁存器DB0DB7凌阳，拇指凌阳各端上出现8位并行二进制数码。食指CLKI（引脚4）和CLKR（引脚19）ADC08010805片内基于单片机的光控路灯设计10有时钟电路，拇指只要在外部“CLKI”和“CLKR”两端外接一对电阻电容即可产生A/D凌阳，拇指凌阳转换所要求的时钟，拇指其振荡频率为FCLK1/11RC。食指其典型应用参数为R10K，拇指C150PF，拇指FCLK640KHZ，拇指转换速度为100。食指若采用外部时钟，拇指则外部FCLK凌阳，拇指凌阳可从CLKI凌阳，拇指凌阳端送入，拇指此时不接R、C。食指允许的时钟频率范围为100KHZ1460KHZ。食指INTR（引脚5）INTR是转换结束信号输出端，拇指输出跳转为低电平表示本次转换已经完成，拇指可作为微处理器的中断或查询信号。食指如果将CS凌阳，拇指凌阳和WR凌阳，拇指凌阳端与INTR凌阳，拇指凌阳端相连，拇指则ADC0804凌阳，拇指凌阳就处于自动循环转换状态。食指CS凌阳，拇指凌阳0凌阳，拇指凌阳时，拇指允许进行A/D转换。食指WR凌阳，拇指凌阳由低跳高时A/D转换开始，拇指8位逐次比较需8864凌阳，拇指凌阳个时钟周期，拇指再加上控制逻辑操作，拇指一次转换需要6673个时钟周期。食指在典型应用FCLK640KHZ时，拇指转换时间约为103114。食指当FCLK超过640KHZ，拇指转换精度下降，拇指超过极限值1460KHZ时便不能正常工作。食指VIN（引脚6）和VIN（引脚7）被转换的电压信号从VIN和VIN输入，拇指允许此信号是差动的或不共地的电压信号。食指如果输入电压VIN的变化范围从0V到VMAX，拇指则芯片的VIN端接地，拇指输入电压加到VIN引脚。食指由于该芯片允许差动输入，拇指在共模输入电压允许的情况下，拇指输入电压范围可以从非零伏开始，拇指即VMIN凌阳，拇指凌阳至VMAS。食指此时芯片的VIN端应该接入等于VMIN凌阳，拇指凌阳的恒值电码坟上，拇指而输入电压VIN仍然加到VIN引脚上。食指AGND（引脚基于单片机的光控路灯设计118）和DGND（引脚10）A/D凌阳，拇指凌阳转换器一般都有这两个引脚。食指模拟地AGND凌阳，拇指凌阳和数字地DGND凌阳，拇指凌阳分别设置引入端，拇指使数字电路的地电流不影响模拟信号回路，拇指以防止寄生耦合造成的干扰。食指V2（引脚9）参考电压VREF/2凌阳，拇指凌阳可以由外部电路供给从“VREF/2”端直接送入，拇指VREF/2凌阳，拇指凌阳端电压值应是输入电压范围的二分之一所以输入电压的范围可以通过调整VREF/2凌阳，拇指凌阳引脚处的电压加以改变，拇指转换器的零点无调整。食指凌阳，拇指凌阳4ADC0804转换器的工作时序如图48凌阳，拇指凌阳所示。食指凌阳，拇指凌阳凌阳，拇指凌阳图3、ADC0804转换器的工作时序图凌阳，拇指凌阳凌阳，拇指凌阳5AD转换器的设计接口电路图凌阳，拇指凌阳凌阳，拇指凌阳凌阳，拇指凌阳凌阳，拇指凌阳基于单片机的光控路灯设计12凌阳，拇指凌阳图中，拇指ADC0804凌阳，拇指凌阳数据输出线与AT89C51凌阳，拇指凌阳的数据总线直接相连，拇指AT89C51的RD、WR和INT1直接连到ADC0804，拇指由于用P10线来产生片选信号，拇指故无需外加地址译码器。食指当AT89C51向ADC0804发WR启动转换、RD读取结果信号时，拇指只要虚拟一个系统不占用的数据存储器地址即可。食指凌阳，拇指凌阳凌阳，拇指凌阳四单片选型凌阳，拇指凌阳41、AT89C51的特点凌阳，拇指凌阳AT89C51是带4K字节可编程可擦出的只读存储器的低电压，拇指高性能，拇指CMOS，拇指8位单片机。食指该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造。食指AT89C51管脚图如图22所示。食指凌阳，拇指凌阳基于单片机的光控路灯设计13凌阳，拇指凌阳图5、AT89C51管脚图凌阳，拇指凌阳主要特性凌阳，拇指凌阳1与MOS51兼容凌阳，拇指凌阳2凌阳，拇指凌阳4K字节可编程闪烁存储器凌阳，拇指凌阳3凌阳，拇指凌阳数据保留时间10年凌阳，拇指凌阳4全静态工作0HZ24HZ凌阳，拇指凌阳5凌阳，拇指凌阳1288的RAM凌阳，拇指凌阳6凌阳，拇指凌阳32可编程I/0口线凌阳，拇指凌阳7凌阳，拇指凌阳两个16位的定时计数器凌阳，拇指凌阳8凌阳，拇指凌阳5个中断源凌阳，拇指凌阳基于单片机的光控路灯设计149凌阳，拇指凌阳可编程串行通道凌阳，拇指凌阳10凌阳，拇指凌阳低功耗的闲置和掉电模式凌阳，拇指凌阳11凌阳，拇指凌阳片内振荡器和时钟电路凌阳，拇指凌阳42、单片机附属电路凌阳，拇指凌阳单片机附属电路主要有晶体振荡电路和复位电路。食指凌阳，拇指凌阳一晶体振荡电路凌阳，拇指凌阳1晶体振荡器的作用石英晶体振荡器也称石英晶体谐振器，拇指它用来选择频率和稳定频率，拇指是凌阳，拇指凌阳一种可以取代LC谐振回路的谐振元件。食指凌阳，拇指凌阳2凌阳，拇指凌阳本设计所用的晶体振荡电路如图23所示。食指凌阳，拇指凌阳凌阳，拇指凌阳图6、晶体振荡电路凌阳，拇指凌阳此晶振电路所选用的石英晶振频率为12MHZ。食指凌阳，拇指凌阳二复位电路凌阳，拇指凌阳单片机复位是使CPU和系统的其它功能部件都处在一个确定的初始状态，拇指并从这个状态开始工作，拇指例如复位后凌阳，拇指凌阳CP0000H，拇指是单片机从第一个单元取指令。食指无论是在单片机刚开始接上电源时，拇指还是断电后或者发生故障后都要复位，拇指所以我们必须弄清楚凌阳，拇指凌阳MCS51型单片机复位的条件，拇指复位电路和复位后的状态。食指凌阳，拇指凌阳单片机复位的条件是必须使RST/VPD或RST引脚上加上持续两基于单片机的光控路灯设计15个机器周期的高电平。食指例如，拇指若时钟频率为12MHZ，拇指机器周期为1US，拇指则只需2US以上的高电平，拇指在RST引脚出现高电平后的第二个机器周期执行复位。食指单片机常用的复位电路如图24（A）和图24（B）所示。食指凌阳，拇指凌阳凌阳，拇指凌阳图7凌阳，拇指凌阳（A）复位电路凌阳，拇指凌阳凌阳，拇指凌阳凌阳，拇指凌阳凌阳，拇指凌阳凌阳，拇指凌阳凌阳，拇指凌阳凌阳，拇指凌阳凌阳，拇指凌阳凌阳，拇指凌阳凌阳，拇指凌阳（B）与单片机相连的复位电路凌阳，拇指凌阳图7（A）复位电路，拇指其电阻阻值的选择和电容容量的选择都是经过计算的，拇指而最后计算的结果时间常数可以满足我们的需求。食指其计算过程如下凌阳，拇指凌阳T07RC0710001010607MS凌阳，拇指凌阳此值远远大于2US,所以此复位电路用。食指凌阳，拇指凌阳图7（B）是我们设计中用到的复位电路，拇指为按键复位路，拇指该电路除具有上电复位功能外，拇指若要复位只需按图中RESET键，拇指此时电源VCC经过R1,R2分压在RESET端产生复位高电平。食指凌阳，拇指凌阳五、总电路图及工作原理凌阳，拇指凌阳电路图凌阳，拇指凌阳基于单片机的光控路灯设计16凌阳，拇指凌阳图8、基于单片机的光控路灯原理图凌阳，拇指凌阳工作原理凌阳，拇指凌阳根据光敏电阻阻值特性，拇指光照较强时，拇指光敏电阻阻值较小，拇指相应传入ADC0804的电压较低，拇指经模数转换后，拇指将得到的8位二进制数输入单片机89C51中，拇指由单片机程序控制路灯开关，拇指当输入单片机电平为高电平时，拇指灯不亮，拇指但输入单片机电平为低电平时路灯亮。食指本设计中，拇指输入数值小于128H时路灯亮。食指凌阳，拇指凌阳六、源程序凌阳，拇指凌阳INCLUDE凌阳，拇指凌阳DEFINE凌阳，拇指凌阳UCHAR凌阳，拇指凌阳UNSIGNED凌阳，拇指凌阳CHAR凌阳，拇指凌阳DEFINE凌阳，拇指凌阳UINT凌阳，拇指凌阳UNSIGNED凌阳，拇指凌阳INT凌阳，拇指凌阳凌阳，拇指凌阳基于单片机的光控路灯设计17SBIT凌阳，拇指凌阳CSP30/引脚标注/凌阳，拇指凌阳SBIT凌阳，拇指凌阳RWP32凌阳，拇指凌阳SBIT凌阳，拇指凌阳RDP31凌阳，拇指凌阳SBIT凌阳，拇指凌阳SHUCHUP34凌阳，拇指凌阳UCHAR凌阳，拇指凌阳TEMP凌阳，拇指凌阳YANSHIUINT凌阳，拇指凌阳Z/延时子程序部分/凌阳，拇指凌阳凌阳，拇指凌阳UINT凌阳，拇指凌阳X,Y凌阳，拇指凌阳FORXZX0X凌阳，拇指凌阳FORY110Y0Y凌阳，拇指凌阳凌阳，拇指凌阳凌阳，拇指凌阳VOID凌阳，拇指凌阳MAIN/主函数部分/凌阳，拇指凌阳凌阳，拇指凌阳CS0凌阳，拇指凌阳RD0凌阳，拇指凌阳YANSHI40凌阳，拇指凌阳RW1凌阳，拇指凌阳YANSHI70凌阳，拇指凌阳RW0凌阳，拇指凌阳P10XFF凌阳，拇指凌阳TEMPP1/判断输入信号值并控制路灯开关/凌阳，拇指凌阳IFTEMP128凌阳，拇指凌阳基于单片机的光控路灯设计18SHUCHU0凌阳，拇指凌阳凌阳，拇指凌阳凌阳，拇指凌阳凌阳，拇指凌阳凌阳，拇指凌阳凌阳，拇指凌阳凌阳，拇指凌阳凌阳，拇指凌阳凌阳，拇指凌阳/输出低电平路灯亮/凌阳，拇指凌阳ELSE凌阳，拇指凌阳SHUCHU1凌阳，拇指凌阳凌阳，拇指凌阳凌阳，拇指凌阳凌阳，拇指凌阳凌阳，拇指凌阳凌阳，拇指凌阳凌阳，拇指凌阳凌阳，拇指凌阳凌阳，拇指凌阳/输出高电平路灯不亮/凌阳，拇指凌阳凌阳，拇指凌阳七、仿真结果凌阳，拇指凌阳当光线充足时，拇指LED等保持