單片機照明燈智能控制器(非常詳細)

1、目 錄摘 要IAbstractII1 緒論11.1課題研究的背景11.2 開發(fā)的意義11.3 課題研究的方案12 芯片選用說明12.1 AT89S5212.1.1 相關(guān)芯片及其引腳分析12.1.2 引腳功能說明22.2 AT89C205142.2.1 相關(guān)芯片及其引腳分析42.3 LCD160252.3.1相關(guān)芯片及其引腳分析52.3 SMC1602A參考連接：73.系統(tǒng)硬/軟件設(shè)計83.1 夜用照明系統(tǒng)的設(shè)計83.2 標準時鐘顯示部分設(shè)計：103.3 光敏接收電路123.4 接鍵可調(diào)部分123.5 系統(tǒng)照明和報警部分133.6 系統(tǒng)復(fù)位與晶振電路133.7 軟件設(shè)計部分133.8 程序源程序

2、:見附頁1144 調(diào) 試144.1 硬件調(diào)試144.2 軟件的調(diào)試145.總結(jié)與展望165. 1工作總結(jié)165. 2展望16參考文獻:17致 謝18附頁1： 程序清單19單片機照明燈智能控制器摘 要該夜用照明燈系統(tǒng)采用AT89S52單片機為核心，利用單片機的端口分別控制LCD1602標準時鐘系統(tǒng)、可控硅和電鈴，達到智能操控照明系統(tǒng)。我們常見的路燈、過道燈、草坪燈、廣告箱燈、霓虹燈和廁所等公共場所用的一些照明燈往往徹夜通明，這不僅浪費能源，在某種程度上也造成了光污染。在今天電力能源供應(yīng)比較緊張的情況下，在沒有人員活動的深夜讓這些燈關(guān)掉一些，不僅可以節(jié)約能源，也能夠節(jié)約一些開支。本文主要介紹系統(tǒng)的

3、開發(fā)背景，意義，并重點介紹了硬件設(shè)計和軟件設(shè)計的過程。在硬件方面，從元件，模塊，系統(tǒng)逐級闡述，特別是系統(tǒng)的核心部分AT89C52，并用PROTEL 99SE軟件對原理圖和電路板的制作。軟件方面，用現(xiàn)階段比較流行的單片機C語言編程，利用定時器中斷控制標準時鐘。最后是軟硬件的調(diào)試，其中介紹了單片機仿真軟件KEIL C51的使用。關(guān)鍵詞 AT89S52 可控硅 AT89c2051 LCD1602 光敏電阻 keil c51 PROTEL 99SEAbstractThis night flare system is an system based on the AT89S52 monolithic i

4、ntegrated circuit, it makes use of the port of monolithic integrated to control the LCD1602 standard clock system, the silicon-controlled rectifier and the electric bell separately and then the lighting system was controlled by intelligence. Some common streets which are in public places ,such as: t

5、he aisle way light, the lawn lamp, the advertisement box lamp, the neon light and the restroom and so on the public place uses some flares often all night are brightly lit, this is not only wasting of energy, but also make the ray pollution in some kind of procedure. Nowaday , the electric power ene

6、rgy is in short supply, so if we turn off some when there is no people, it is not expenses. In this article,it introduces the systematic development background, the significance and especially the process of the hardware design and the software design .In the hardware aspect, this article elaborates

7、 the part, the module, the system one by one, especially the core of the system AT89C52,and uses the PROTEL 99SE. Software to the schematic diagram and the electric circuit board manufacture. In the software aspect with the present stage quite popular monolithic integrated circuit C language program

8、ming, uses the timer interrupt control standard clock. Finally it was the software and hardware debugging, in which introduced the in statons of the stations of monolithic integrated circuit simulation software KEIL C51 use. Keyword AT89S52 silicon-controlled rectifier AT89c2051 LCD1602 photoresista

9、nce keil c51 PROTEL 99SE1 緒論1.1課題研究的背景隨著現(xiàn)代科技的飛速發(fā)展，單片機已經(jīng)在各個領(lǐng)域得到越來越廣泛的應(yīng)用。單片機由于體積小，功耗低兩個基本特征，在通訊，家電，工業(yè)控制，儀器儀表，汽車等產(chǎn)品中都可以看到單片機的身影。單片機技術(shù)也隨著集成電路技術(shù)的進步在近幾年飛速的發(fā)展，這種發(fā)展可以分為兩方面：一方面在硬件上單片機內(nèi)部集成了越來越多的功能部件，如A/D，D/A，PWM，WATCHDOG，LCD驅(qū)動，串行口，大容量FLASH存儲器等；另一方面在開發(fā)手段上從匯編語言向高級C語言過度，計算機仿真調(diào)試，IAP，ISP技術(shù)的應(yīng)用使單片機開發(fā)周期大大的縮短，為各類產(chǎn)品更新，

10、軟件的升級提供了可靠的技術(shù)保障。在設(shè)計單片機應(yīng)用系統(tǒng)時，由于歷史的原因，目前在國內(nèi)仍然以8051系列單片機為主。作為電子專業(yè)的學(xué)生，非常有必要通過實際產(chǎn)品的設(shè)計和制作，了解現(xiàn)代IT產(chǎn)品的開發(fā)全流程。全面提高機，電，光，算知識的綜合應(yīng)用能力，掌握從系統(tǒng)級，電路級，到芯片級各個層次的設(shè)計和實現(xiàn)手段?；谏鲜鲈?，選擇此設(shè)計課題，在此設(shè)計過程中，我們將會用到多門學(xué)科的理論知識，將對以前所學(xué)的知識做一個全面的復(fù)習(xí)和鞏固，更重要的是培養(yǎng)了發(fā)現(xiàn)問題，分析問題，解決問題的能力，還有動手能力，也是一次很好的實踐，對以后的學(xué)習(xí)和工作也會有所幫助。1.2 開發(fā)的意義 科技的進步帶動了產(chǎn)品的智能化，單片機的應(yīng)用更是

11、加快了發(fā)展的步伐，它的應(yīng)用范圍日益廣泛，已遠遠超出了計算機科學(xué)的領(lǐng)域。小到玩具、信用卡，大到航天器、機器人，從實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、過程控制、模糊控制等智能系統(tǒng)到人類的日常生活，到處都離不開單片機,此設(shè)計正是單片機的一個典型應(yīng)用。而此設(shè)計可以通過實現(xiàn)智能照明控制，通過對路面的檢測，由單片機來控制其反應(yīng)情況，使其變得智能化，使人的手解放出來，此系統(tǒng)還可以應(yīng)用到道路檢測，安全巡邏中，能滿足社會的需要。1.3 課題研究的方案本選題是用單片機介紹一種使用AT89C2051單片機聯(lián)合AT89S52制作的夜用照明燈智能控制器，采用兩開兩關(guān)的工作模式，即在天黑后自動開燈，過4小時后關(guān)燈；在天亮前1小時開燈，天亮后自

12、動關(guān)燈。天黑后開燈的持續(xù)時間和天亮前提前開燈的時間可通過程序進行調(diào)整。由于本系統(tǒng)采用單片機對環(huán)境照度進行測試判斷并進行計算，因此電路能隨著季節(jié)的變化自動調(diào)節(jié)每天的開關(guān)燈的時間，從而達到自動節(jié)約電能的目的。2 芯片選用說明2.1 AT89S522.1.1 相關(guān)芯片及其引腳分析AT89S52是一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K 在系統(tǒng)可編程Flash存儲器。使用Atmel 公司高密度非易失性存儲器技術(shù)制造，與工業(yè)80C51產(chǎn)品指令和引腳完全兼容。片上Flash允許程序存儲器在系統(tǒng)可編程，亦適于常規(guī)編程器。在單芯片上，擁有靈巧的8 位CPU 和在系統(tǒng)可編程Flash，使得AT89S52

13、為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案。AT89S52具有以下標準功能：8k字節(jié)Flash，256字節(jié)RAM，32 位I/O 口線，看門狗定時器，2 個數(shù)據(jù)指針，三個16 位定時器/計數(shù)器，一個6向量2級中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行口，片內(nèi)晶振及時鐘電路。另外，AT89S52可降至0Hz靜態(tài)邏輯操作，支持2種軟件可選擇節(jié)電模式。空閑模式下，CPU停止工作，允許RAM、定時器/計數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。掉電保護方式下，RAM內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機一切工作停止，直到下一個中斷或硬件復(fù)位為止。2.1.2 引腳功能說明圖1 51系列單片機40引腳圖VCC : 電源GND: 地P0口：

14、P0口是一個8位漏極開路的雙向I/O口。作為輸出口，每位能驅(qū)動8個TTL邏輯電平。對P0端口寫“1”時，引腳用作高阻抗輸入。當(dāng)訪問外部程序和數(shù)據(jù)存儲器時，P0口也被作為低8位地址/數(shù)據(jù)復(fù)用。在這種模式下，P0具有內(nèi)部上拉電阻。在flash編程時，P0口也用來接收指令字節(jié)；在程序校驗時，輸出指令字節(jié)。程序校驗時，需要外部上拉電阻。P1口：P1口是一個具有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O 口，P1 輸出緩沖器能驅(qū)動4個TTL 邏輯電平。對P1 端口寫“1”時，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時可以作為輸入口使用。作為輸入使用時，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（IIL）。此外，P1.0和P1.

15、2分別作定時器/計數(shù)器2的外部計數(shù)輸入（P1.0/T2）和時器/計數(shù)器2的觸發(fā)輸入（P1.1/T2EX）具體如下表所示。在flash編程和校驗時，P1口接收低8位地址字節(jié)。表1 P1口的第二功能引腳號第二功能P1.0T2（定時器/計數(shù)器T2的外部計數(shù)輸入），時鐘輸出P1.1T2EX（定時器/計數(shù)器T2的捕捉/重載觸發(fā)信號和方向控制）P1.5MOSI（在系統(tǒng)編程用）P1.6MISO（在系統(tǒng)編程用）P1.7SCK（在系統(tǒng)編程用）P2口：P2 口是一個具有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O 口，P2輸出緩沖器能驅(qū)動4個TTL邏輯電平。對P2端口寫“1”時，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時可以作為輸入口使用。作

16、為輸入使用時，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（IIL）。在訪問外部程序存儲器或用16位地址讀取外部數(shù)據(jù)存儲器（例如執(zhí)行MOVX DPTR）時，P2 口送出高八位地址。在這種應(yīng)用中，P2 口使用很強的內(nèi)部上拉發(fā)送1。在使用8位地址（如MOVX RI）訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，P2口輸出P2鎖存器的內(nèi)容。在flash編程和校驗時，P2口也接收高8位地址字節(jié)和一些控制信號。P3口：P3 口是一個具有內(nèi)部上拉電阻的8 位雙向I/O 口，p2輸出緩沖器能驅(qū)動4個TTL邏輯電平。對P3 端口寫“1”時，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時可以作為輸入口使用。作為輸入使用時，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻

17、的原因，將輸出電流（IIL）。P3口亦作為AT89S52特殊功能（第二功能）使用，如下表(2)所示。在flash編程和校驗時，P3口也接收一些控制信號。 表2 P3口第二功能引腳號第二功能P3.0RXD（串行輸入）P3.1TXD（串行輸出）P3.2INT0(外部中斷0)P3.3INT0(外部中斷0)P3.4T0（定時器0外部輸入）P3.5T1（定時器1外部輸入）P3.6WR(外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通)P3.7RD(外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通)RST: 復(fù)位輸入。晶振工作時，RST腳持續(xù)2個機器周期高電平將使單片機復(fù)位。看門狗計時完成后，RST 腳輸出96 個晶振周期的高電平。特殊寄存器AUXR(地址8E

18、H)上的DISRTO位可以使此功能無效。DISRTO默認狀態(tài)下，復(fù)位高電平有效。ALE/PROG：地址鎖存控制信號（ALE）是訪問外部程序存儲器時，鎖存低8 位地址的輸出脈沖。在flash編程時，此引腳（PROG）也用作編程輸入脈沖。在一般情況下，ALE 以晶振六分之一的固定頻率輸出脈沖，可用來作為外部定時器或時鐘使用。然而，特別強調(diào)，在每次訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，ALE脈沖將會跳過。如果需要，通過將地址為8EH的SFR的第0位置 “1”，ALE操作將無效。這一位置 “1”，ALE 僅在執(zhí)行MOVX 或MOVC指令時有效。否則，ALE 將被微弱拉高。這個ALE使能標志位（地址為8EH的SFR的第

19、0位）的設(shè)置對微控制器處于外部執(zhí)行模式下無效。PSEN:外部程序存儲器選通信號（PSEN）是外部程序存儲器選通信號。當(dāng)AT89S52從外部程序存儲器執(zhí)行外部代碼時，PSEN在每個機器周期被激活兩次，而在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，PSEN將不被激活。EA/VPP:訪問外部程序存儲器控制信號。為使能從0000H 到FFFFH的外部程序存儲器讀取指令，EA必須接GND。為了執(zhí)行內(nèi)部程序指令，EA應(yīng)該接VCC。在flash編程期間，EA也接收12伏VPP電壓。XTAL1:振蕩器反相放大器和內(nèi)部時鐘發(fā)生電路的輸入端。XTAL2:振蕩器反相放大器的輸出端特殊功能寄存器:特殊功能寄存器(SFR)的地址空間映象所

20、示。并不是所有的地址都被定義了。片上沒有定義的地址是不能用的。讀這些地址，一般將得到一個隨機數(shù)據(jù)；寫入的數(shù)據(jù)將會無效。用戶不應(yīng)該給這些未定義的地址寫入數(shù)據(jù)“1”。由于這些寄存器在將來可能被賦予新的功能，復(fù)位后，這些位都為“0”。定時器2 寄存器：寄存器T2CON和T2MOD包含定時器2的控制位和狀態(tài)位（如表2和表3所示），寄存器對RCAP2H和RCAP2L是定時器2的捕捉/自動重載寄存器。中斷寄存器：各中斷允許位在IE寄存器中，六個中斷源的兩個優(yōu)先級也可在IE中設(shè)置。T2CON：定時器/計數(shù)器2控制寄存器T2CON 地址為0C8H 復(fù)位值：0000 0000B位可尋址:表3 中斷寄存器TF2E

21、XF2RLCLKTCLKEXEN2TR2765432102.2 AT89C20512.2.1 相關(guān)芯片及其引腳分析先介紹本系統(tǒng)中的核心器件AT89C2051。它是一帶有2K字節(jié)閃速可編程可擦除只讀存儲器的低壓、高性能8位CMOS微型計算機。它采用ATMEL的高密非易失存儲技術(shù)制造并和工業(yè)標準MCS-51指令集和引腳結(jié)構(gòu)兼容。ATMEL AT89C2051是一強勁的微型計算機，它對許多嵌入式控制應(yīng)用提供一高度靈活和成本低的解決辦法。AT89C2051提供以下標準功能：2K字節(jié)閃速存儲器，128字節(jié)RAM，15根I/O引線，兩個16位定時器/計數(shù)器，六個中斷源，一個全雙工串行口，一精密模擬比較器以

22、及片內(nèi)振蕩器和時鐘電路。此外，AT89C2051是用可降到0頻率的靜態(tài)邏輯操作設(shè)計的并支持兩種可選的軟件節(jié)電工作方式?？臻e方式停止CPU工作但允許RAM，定時器/計數(shù)器，串行口和中斷系統(tǒng)繼續(xù)工作。掉電方式保存RAM內(nèi)容但振蕩器停止工作并禁止所有其它部件的工作直到下一個硬件復(fù)位。AT89C2051共有20條引腳，詳見下圖2： 圖2 AT89C2051引腳圖各引腳功能如下：RST(Pin1)：復(fù)位輸入。RST一旦變成高電平所有的I/O引腳就復(fù)位到“1”。當(dāng)振蕩器正在運行時，持續(xù)給出RST引腳兩個機器周期的高電平便可完成復(fù)位。OSC2（Pin4）：作為振蕩器反相放大器的輸出。OSC1（Pin5）：作

23、為振蕩器反相放大器的輸入和內(nèi)部時鐘發(fā)生器的輸入。GND（Pin10）：地。VCC（Pin20）：電源電壓。P1口（Pin12Pin19）：P1口是一8位雙向I/O口。口引腳P1.2P1.7提供內(nèi)部上拉電阻。P1.0和P1.1還分別作為片內(nèi)精密模擬比較器的同相輸入（AIN0）和反相輸入（AIN1）。P3口：是帶有內(nèi)部上拉電阻的雙向I/O口。它還用于實現(xiàn)AT89C2051的其它特殊功能。P3.0為串行輸入端口P3.1為串行輸出端口P3.2為外中斷0 P3.3為外中斷1 P3.4為定時器0外部輸入 P3.5為定時器1外部輸入2.3 LCD16022.3.1相關(guān)芯片及其引腳分析主要技術(shù)參數(shù)：顯示容量：

24、16×2個字符芯片工作電壓：4.55.5V工作電流：20mA(5.0V)模塊最佳工作電壓：5.0V字符尺寸：2.×4.35(WXH)mm接口信號說明：編號符號引腳說明編號符號引腳說明1VSS電壓地9D2Data I/O2VDD電源正極10D3Data I/O3VL液晶顯示偏壓信號11D4Data I/O4RS數(shù)據(jù)/命令選擇端(H/L)12D5Data I/O5R/W讀/寫選擇端(H/L)13D6Data I/O6E使能信號14D7Data I/O7D0Data I/O15BLA背光源正極8D1Data I/O16BLK背光源負極外形尺寸：控制器接口說明(HD44780及兼容

25、芯片)：1 基本操作時序：讀狀態(tài)：輸入：RS=L，RW=H，E=H 輸出：D0D7=狀態(tài)字寫指令：輸入：RS=L，RW=L，D0D7=指令碼，E=高脈沖 輸出：無讀數(shù)據(jù)：輸入：RS=L，RW=H，E=H 輸出：D0D7=數(shù)據(jù)寫數(shù)據(jù)：輸入：RS=L，RW=H，D0D7=數(shù)據(jù)，E=高脈沖 輸出：無2 狀態(tài)說明字STA7STA6STA5STA4STA3STA2STA1STA0D7D6D5D4D3D2D1D0STA0-6當(dāng)前數(shù)據(jù)地址指針的數(shù)值STA7讀寫操作使能1：禁止 0：允許 注：對控制器每次進行讀寫操作之前，都必須進行寫控制，確保STA7為0RAM地址映射圖 LCD16字×2行控制器內(nèi)

26、部帶有808位(80000102030405060708090A0B0C0D4142434445464748494A4B4C4D4E字節(jié))的RAM緩沖區(qū)，對應(yīng)關(guān)系如右圖所示： 3 指令說明初始化設(shè)置：顯示模式設(shè)置指令碼功能00111000設(shè)置16×2顯示，5×7點陣，8位數(shù)據(jù)接口顯示開/關(guān)及光標設(shè)置指令碼功能00001DCBD=1 開顯示 D=0 關(guān)顯示C=1 顯示光標 C=0 不顯示光標B=1 光標閃爍 B=0 光標不顯示000001NSN=1 當(dāng)讀或?qū)懸粋€字符后地址指針加一，且光標加一N=0當(dāng)讀或?qū)懸粋€字符后地址指針減一，且光標減一S=1 當(dāng)寫一個字符，整屏顯示左移(N

27、=1)或右移(N=0)，以得到光標不移動而屏幕移動的效果。S=0 當(dāng)寫一個字符，整屏顯示不移動數(shù)據(jù)控制：控制器內(nèi)部 設(shè)有一個數(shù)據(jù)地址指針，用戶可通過它們來訪問內(nèi)部的全部80字節(jié)RAM數(shù)據(jù)指針設(shè)置指令碼功能80H+地址碼(0-27H，40H-67H)設(shè)置數(shù)據(jù)地址指針其他設(shè)置指令碼功能01H顯示清屏：1數(shù)據(jù)指針清零2所有顯示清零02H顯示回車：1數(shù)據(jù)指針清零4 初始化過程延時15ms寫指令38H(不檢測忙信號)延時5ms寫指令38H(不檢測忙信號)延時5ms寫指令38H(不檢測忙信號)(以后每次寫指令、讀/寫數(shù)據(jù)操作之前均需檢測忙信號)寫指令38H：顯示模式設(shè)置寫指令08H：顯示關(guān)閉寫指令01H：

28、顯示清屏寫指令06H：顯示光標移動設(shè)置寫指令06H：顯示開及光標設(shè)置2.3 SMC1602A參考連接：1 8051系列總路線方式2 8051系列模擬口線方式 控制器接口時序說明(HD44780及兼容芯片)1 讀操作時序 2 寫操作時序3 時序參數(shù)時序參數(shù)符號極限值單位測試條件最小值典型值最大值E信號周期tc400-ns引腳EE脈沖寬度Tpw150-nsE上升/下降沿時間Tr,tf-25ns地址建立時間Tsp130-ns引腳E、RS、R/w地址保持時間Thd110-ns數(shù)據(jù)建立時間(讀操作)Td-100ns引腳D0D7數(shù)據(jù)保持時間(讀操作)Thd220-ns數(shù)據(jù)建立時間(寫操作)Tsp240-n

29、s數(shù)據(jù)保持時間(寫操作)Thd210-ns3.系統(tǒng)硬/軟件設(shè)計3.1 夜用照明系統(tǒng)的設(shè)計3.1.1方案論證和比較1 采用NE555時基電路來進行定時，以便控制開關(guān)的時間，其他各系統(tǒng)單元分別用相應(yīng)獨立的電路來完成，其方框圖如圖3所示：系統(tǒng)標準時鐘電路NE555定時電路(LED)發(fā)光二極管(照明電路)系統(tǒng)處理電路光敏電阻接收電路(BELL)哄鳴器部分 圖3 2 采用CPLD芯片來完成，其處圍電路簡單，具體方框圖如圖4所示：(BELL)哄鳴器部分時鐘顯示電路部分 (ATMEL) ATF1508ASCPLD芯片 光敏電阻接收電路(LED)發(fā)光二極管(照明電路)基本處圍電路圖4綜合以上三種設(shè)計方案，第一

30、種精度較低，而且各部分全部采用模擬器件來組成部分，制作復(fù)雜；第二種采用CPLD元件來組成，要求對硬件描述語言(VHDL)要求較高，且控制時間準確，電路工作穩(wěn)定；第三種方案采用單片機(AT89C/S52或者AT89C2051)制作調(diào)試方便、控制時間準備，電路工作穩(wěn)定，而且非常簡單(硬件部分)、使用范圍廣。為此本設(shè)計將選用第三種方案。3 采用AT89S52和AT89C2051微處理芯片,來控制智能照明系統(tǒng),具體方框圖如圖5所示:本系統(tǒng)采用光敏電阻來感應(yīng)(天亮/滅), 利用AT89C2051在內(nèi)部構(gòu)造了一個模擬信號比較器其輸入端連到和口，和口的第二個功能分別為比較器的同相輸入端和反相輸入端，比較(L

31、CD1602)顯示部分按鍵設(shè)置部分AT89S52微處理器(LED)發(fā)光二極管AT89C2051微處理器基本外圍 (晶振和復(fù)位) 電路(BELL)哄鳴器部分光敏電阻接收電路圖5結(jié)果存入口對應(yīng)的寄存器，在AT89C2051外部無引腳。由于AT89C2051的引腳不夠，所以多加一塊AT89C/S52來擴展系統(tǒng)標準時鐘電路，AT89C2051的腳與AT89S52的腳相連接， 為光敏電阻，其電阻值隨著光線的增強而減少，當(dāng)照度較小時口的電位小于口的電位，口輸出高電平，只有在AT89C2051的ROM中寫入相應(yīng)的程序就可以控制口的電平，從而控制 圖 6AT89C/S52的口的電平，從而達到控制外圍電路(照明

32、與電鈴電路)，可變電阻的阻值可調(diào)整照度的控制閾值。由于本系統(tǒng)處理任務(wù)不復(fù)雜，所以在標準時鐘電路采用模擬口線方式。如圖9所示：電源采用7805穩(wěn)壓集成芯片來提供穩(wěn)定單片機夜用照明系統(tǒng)的電源，從而能夠穩(wěn)定的工作。由于本電路比較復(fù)雜，采用傳統(tǒng)萬能板焊接時(要求焊接技術(shù)比較高)，而且非常麻煩(飛線多)，導(dǎo)致焊點大(不美觀)所以采取自己做PCB，采用Protel 99 SE軟件來畫單片機夜用照明系統(tǒng)的原理圖(.sch)和印制板(.pcb),最終效果圖如圖8：3.2 標準時鐘顯示部分設(shè)計：在小規(guī)模點陣液晶模塊上使用液晶顯示驅(qū)動控制器組成液晶顯示驅(qū)動控制系統(tǒng)是非常有益的。這使得液晶顯示模塊的硬件電路簡單化，

33、從而降低模塊的成本。但是這也同時提高了對軟件功能的圖7 照明燈智能控制器原理圖 圖8 PCB單面板要求，也就是說，許多顯示功能如光標、字符庫、閃爍等都需要由軟件編制而成。HD61203和HD61202就是這類液晶顯示驅(qū)動控制器套件。之所以稱它們?yōu)樘准且驗镠D61206和HD61202必須配套使用，通常有12864和19264兩種規(guī)格。硬件電路部分：圖9 標準時鐘顯示電路本液晶顯示模塊(LCD1602)采用模擬口線方式，該連接方式簡單。微處理器AT89C/S52的口通過數(shù)據(jù)鎖存器(74HC573)分別與液晶顯示模塊(LCD1602)的數(shù)據(jù)端(DB)相連接,數(shù)據(jù)命令選擇端(RS)、讀寫選擇端(R

34、/W)、使能信號端(E)分別與微處理器AT89C/S52的口、口、口相連接。 3.3 光敏接收電路該部分電路是通過AT89C2051里面的模擬信號比較器，為光敏電阻，其電阻值隨著光線的增強而減少，當(dāng)照度較小時口的電位小于口的電位，口輸出高電平。變可變電阻的阻值可調(diào)整照度的控制閾值，如圖7所示。由于微處理器AT89C2051的口與AT89C/S52的口相連接，所以只要在AT89C2051的ROM中寫入相就的程序，就可以控制到AT89C/S52，從而可以采取一系統(tǒng)的動作(照明和電鈴電路)。圖10 光敏接收電路3.4 接鍵可調(diào)部分由于本系統(tǒng)設(shè)置功能部分要求比較簡單(標準系統(tǒng)調(diào)時和)，所以采用獨立式按

35、鈕調(diào)節(jié)，端口用、，如圖11所示:圖11 獨立式接鍵可調(diào)電路3.5 系統(tǒng)照明和報警部分照明部分由、K、組成，當(dāng)口輸出高電平時，三極管截止，雙向可控硅因沒有觸發(fā)電流處于阻斷狀態(tài)，電燈LAMP關(guān)閉；當(dāng)口輸出低電平時，三極管導(dǎo)通飽和，向雙向可控硅提供觸發(fā)電流使其進入導(dǎo)通狀態(tài)，電燈LAMP點亮?？诘妮敵鰻顟B(tài)由程序控制。報警部分由、組成，當(dāng)口輸出高電平時截止，有微電流或者無電流通過，BELL不工作?？诘妮敵鰻顟B(tài)由程序控制。 圖12 照明和報警電路3.6 系統(tǒng)復(fù)位與晶振電路該電路為AT89C2051和AT89C/S52提供時鐘基準與復(fù)位，如圖13所示： 3.7 軟件設(shè)計部分圖13 系統(tǒng)復(fù)位與晶振電路3.8

36、程序源程序:見附頁14 調(diào) 試4.1 硬件調(diào)試1. 首先是焊接的順序問題。當(dāng)初板子做好以后，焊接的順序很重要，應(yīng)該是應(yīng)該按功能劃分的器件進行焊接，順序是功能部件的焊接-調(diào)試-另一功能部件的焊接，這樣容易找到問題的所在。2. 如果在調(diào)試按功能劃分的器件上出現(xiàn)問題，可以按以下步驟進行：1）檢查原理圖連接是否正確2）檢查原理圖與PCB圖是否一致3）檢查PCB板上的封裝引腳是否與實際采購的器件引腳一致4）用萬用表檢查是否有虛焊，引腳短路現(xiàn)象5）檢測各器件的電路輸出端口的輸出是否與理論值相等或者接近。（在測光敏電阻電壓的時候，其引腳1，7的輸出很小，原來是電位器的調(diào)節(jié)引起的）。3. 多觀察，多思考。在調(diào)

37、試過程中，對于出現(xiàn)的任何現(xiàn)象都不要放過，問題的解決就是從一些小的 現(xiàn)象入手的。4. 有可能的情況下，最好做兩塊板子以上，因為焊好的板子不便于查看其導(dǎo)線的走向，這樣才好有個比較，硬件上很小的問題有很多時候是很難發(fā)現(xiàn)的。4.2 軟件的調(diào)試11源程序編好以后，驗證其正確性，MCS-51單片機可以通過常用的仿真軟件Keil C51來調(diào)試，它可以對匯編或者C語言編的程序進行調(diào)試。1建立工程文件1)點擊菜單project,選擇new project: 2)然后選擇要保存的路徑,輸入工程文件的名字,比如保存到論文目錄里,工程文件的名字為hjycar.uv2. 3)這時會彈出一個對話框,要求你選擇單片機的型號

38、,你可以根據(jù)你使用的單片機來選擇,keil c51幾乎支持所有的51核的單片機,這里選AT89S52。P3.6=0燈亮T1開始計時P3_7=0(At89s52)開 始Hour=4?First?P3_6=0 ? BELL打鈴P3.6=1燈滅存取時間(天黑) P3_7=0(At89c2051)亮-1？天亮？BELL打鈴P3.6=0燈亮存取時間(天亮)天亮？5V12VP3.6=1燈滅BELL打鈴 圖14 單片機照明燈智能控制器流程圖4)這時要新建一個源程序文件,建立一個匯編或c文件，輸入編寫好的程序。 5）保存。選擇要保存的路徑,在文件名里輸入文件名,注意一定要輸入擴展名,如果是c程序文件,擴展名為

39、.c,如果是匯編文件,擴展名為.a51，這里有匯編語言，文件名為：hjycar.asm。2 調(diào)試程序1)點擊Target 1前面的+號,展開里面的內(nèi)容source Group1:2)用右鍵點擊Sourece Group 1(注意用鼠標的右鍵,而不是左鍵),將彈出一個菜單,選擇Add Files to Guoup'Source Group 1'.3)選擇剛才的文件hjycar.asm.這時在source group 1 里就有hjycar.asm文件4)單擊“Project”菜單，再在下拉菜單中單擊“Built Target”選項（或者使用快捷鍵F7），編譯成功后，再單擊“Pro

40、ject”菜單，在下拉菜單中單擊“Start/Stop Debug Session”（或者使用快捷鍵Ctrl+F5）,5)單擊“Debug”菜單，在下拉菜單中單擊“Go”選項，（或者使用快捷鍵F5），然后再單擊“Debug”菜單，在下拉菜單中單擊“Stop Running”選項（或者使用快捷鍵Esc）；再單擊“View”菜單，再在下拉菜單中單擊“Serial Windows #1”選項，就可以看到程序運行后的結(jié)果.3 程序的加載單擊“Project”菜單，再在下拉菜單中單擊“ ” 在下圖中，單擊“Output”中單擊“Create HEX File” 選項，使程序編譯后產(chǎn)生HEX代碼，供下載器

41、軟件使用。把程序下載到AT89C52單片機中。5.總結(jié)與展望5. 1工作總結(jié)經(jīng)過三個多月的努力，我基本上完成了基于AT89C2051和AT89C/S52微處理器控制的單片機夜用照明顯示系統(tǒng)。所完成的工作主要包括以下幾個方面: 1 準備階段的工作 準備階段的工作主要包括:查閱國內(nèi)外相關(guān)文獻，了解微控制器的發(fā)展過程及發(fā)展趨勢，了解LCD顯示屏的工作原理、主要作用。 2 對顯示系統(tǒng)的硬件設(shè)計 本文采用單片機與液晶顯示模塊(LCD1602)模擬口線方式。該模擬口線方式簡單，比較容易控制液晶顯示模塊(LCD1602)。3 系統(tǒng)軟件設(shè)計軟件主要包含時鐘判斷和顯示程序，調(diào)用不同指令來完成相應(yīng)的功能。本單片機

42、夜用照明系統(tǒng)采用單片機C語言來編寫，在其編寫過程當(dāng)中比較方便的調(diào)用單片機內(nèi)部的資源，從而比較容易控制與單片機相聯(lián)系的外圍電路。5. 2展望盡管本系統(tǒng)能夠完成我們所要求的任務(wù)來控制照明系統(tǒng)，并且體現(xiàn)出了物優(yōu)價廉的優(yōu)越性，但由于本人水平和開發(fā)時間有限，離一個完全實用的，能夠完全符合市場需求的單片機夜用照明顯示系統(tǒng)還有一定的差距。因此，在以后的研制過程中，還需要在系統(tǒng)抗干擾方面、增強顯示效果、提高其靈敏度及功能上做大量工作，以滿足更高使用要求。第 15 頁 共 27 頁參考文獻:1 劉文濤 單片機語言C51典型應(yīng)用設(shè)計M 人民郵電出版社2005,1(1):5-82 求是科技 單片機典型模塊設(shè)計實例導(dǎo)

43、航M 人民郵電出版社 1995,1(4):32-343 趙亮 侯國銳 單片機C語言編程與實例M 人民郵電出版社 1995,1(6):37-384 稻葉 保日 振蕩電路的設(shè)計與應(yīng)用M 科學(xué)出版社 1997,19(3):71-725 豬飼國夫 本多中二日 數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計M 科學(xué)出版社 1998,1(2):122-1246 鈴木雅臣日 晶體管電路設(shè)計（上）（下）M科學(xué)出版社 2003,1(6):92-937 岡村迪夫日 OP放大電路設(shè)計M 科學(xué)出版社 2003,1(6):92-938 楊幫文 應(yīng)用電路百例叢書 新型集成器件實用電路M 電子工業(yè)出版社 ,2004,1(34):13-149 求是科技 李現(xiàn)

44、通 串口通信技術(shù)與工程實踐M 人民郵電出版社 2001,3(2):56-5810 楊金巖 8051單片機數(shù)據(jù)傳輸接口擴展技術(shù)與應(yīng)用實例M 人民郵電出版社 1996,1(2):1-511 keil c51的使用M 人民郵電出版社 1998,1(2):122-124 12 電子制作工作室 電子制作J 電子制作雜志社 2005,2（3）:23-2413 吉雷Protel 99從入門到精通M西安電子科技大學(xué)出版社.20001014 張友德單片微型機原理、應(yīng)用和實驗M 復(fù)旦大學(xué)出版社19961015 ATMEL公司 AT89S52的技術(shù)手冊J. 2002.316 深圳市中源單片機發(fā)展有限公司J AT89

45、C52 Datasheets. 1994.717 2005.818 2006.519 2006.5致 謝在畢業(yè)設(shè)計期間，我得到了許多熱心的教師、同學(xué)的幫助，在此表示深深的謝意。首先，我衷心地感謝我的導(dǎo)師鄧于實驗師。他耐心的教誨和嚴謹?shù)膽B(tài)度使我受益匪淺，正是他在各方面的精心指導(dǎo)才使我最終完成了課題。同時，我也要感謝馬培、梁成山同學(xué)。在整個畢業(yè)設(shè)計期間，正是我們積極的討論及他們的全力協(xié)助，才使我的課題以較快的速度完成。最后，我不能不對在百忙之中抽出寶貴時間來參加參加論文評閱的各位教師表示由衷的謝意，他的的指導(dǎo)不但能修正論文中的錯誤，而且也使我得以真知。由于本人學(xué)識有限，文中必有不妥之處，敬請各位教

46、師批評指正。 張 露2006年5月于重慶永川第 7 頁 共 27 頁附頁1： 程序清單/*/*1602-LED or Clock*/*#include "at89x52.h"#include "intrins.h"/*#define uchar unsigned char#define uint unsigned int#define ulong unsigned longuchar bdata flag;sbit start=flag0;/設(shè)置時間標志位sbit start1=flag1;sbit start2=flag2;sbit start3=fl

47、ag3;sbit start4=flag4;sbit start5=flag5;sbit start6=flag6;sbit start7=flag7;bit casp;sbit rs=P23;sbit rw=P24;sbit e =P25;uchar code table1='M','C','U',' ','C','l','o','c', 'k',' ','S','y','s','

48、;t','e','m'uchar code table2=' ',' ',' ',' ',' ',':',' ',' ', ':',' ',' ','.',' ',' ',' ',' 'uchar code table3='0','1','2','

49、3','4','5','6','7','8','9','S','e','t',' ',' ',' 'uchar second_l,second,minte,hour;uchar count,buffer7,count1;uchar tempsecond,tempminte,temphour;uchar tempdaysecond,tempdayminte,tempdayhour;void display(void);void scankey(void);void delaysecon