基于單片機(jī)的光控路燈

1、寧波職業(yè)技術(shù)學(xué)院標(biāo)題：畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）封面修改狀態(tài)：01教育質(zhì)量管理體系質(zhì)量記錄編號(hào)：NZQMS-QR-2014-XX生效日期：2007.9.1基于單片機(jī)的光控路燈系統(tǒng)系（分院）： 電信學(xué)院 專(zhuān)業(yè)班 級(jí)： 物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用3130 學(xué)生姓名： 白植泵 學(xué) 號(hào)： 1315983001 指導(dǎo)教師： 杜寶楨 2016年 3月 20日 摘要隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，公共場(chǎng)所照明控制手段也將逐步更新，除現(xiàn)在已有的光控開(kāi)關(guān)外，還有微波感應(yīng)開(kāi)關(guān)和熱釋遠(yuǎn)紅外感應(yīng)開(kāi)關(guān)。目前，微波感應(yīng)開(kāi)關(guān)的抗干擾性能尚不理想，紅外感應(yīng)開(kāi)關(guān)在性能上較為理想，但安裝復(fù)雜，比較嬌氣，價(jià)格也偏高，比較適合在一些治理完善的場(chǎng)所如賓館、大飯店樓道及居家

2、庭走廊應(yīng)用，在普通住宅樓、辦公樓道等場(chǎng)所的照明控制考慮到價(jià)格、管理及安裝方便等因素，根據(jù)我國(guó)國(guó)情，可以預(yù)計(jì)在相稱(chēng)一段時(shí)期內(nèi)，光控延時(shí)開(kāi)關(guān)將是首選的主流產(chǎn)品。 所以，對(duì)于這一課題的研究是必要的。用光控制路燈，白天光線(xiàn)強(qiáng)，路燈不亮，只有光線(xiàn)暗時(shí)，觸發(fā)路燈亮，并且燈點(diǎn)亮一定時(shí)間后，自動(dòng)熄滅。通過(guò)光控路燈延時(shí)開(kāi)關(guān)的設(shè)計(jì)與制作，收集用于完成光控路燈延時(shí)開(kāi)關(guān)設(shè)計(jì)與制作所需的相關(guān)資料。按照要求制作開(kāi)關(guān)實(shí)物，并完成本課題的設(shè)計(jì)論文。設(shè)計(jì)安裝后，白天，燈泡不會(huì)點(diǎn)亮，而當(dāng)晚上或光線(xiàn)較暗，則燈泡自動(dòng)點(diǎn)亮，經(jīng)設(shè)定的時(shí)間后熄滅。關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī) 光控AbstractIn the one hundred years of

3、the world radio technology has been widely circulated, radio communication technology and the basic use of. Radio and radio from the beginning, and now has been developed to satellite and microwave communications, as well as universal access to the world, almost everyone has a personal mobile commun

4、ications, wireless networks, GPS, etc. People's production and life style has been greatly changed by the wireless communication technology, the goal of the information society is to rely on the realization of wireless communication. However, the transmission of wireless communication is a weak

5、electrical signal, but not the power of the larger power. Many portable mobile products make or regular charging, so many portable mobile products must also leave a variety of different charging socket and a charging connection cable. So now many electronic products need dustproof and waterproof tec

6、hnology is difficult to achieve full closure, and the different manufacturers charging interface and the charger is very difficult to general. If you want to remove the connection line and the interface of these electronic products completely, carrying mobile products type also can get the real line

7、 please bound charge. The design also makes it easy to achieve sealing and waterproof change. To achieve this goal that requires radio technology can realize wireless transmission with power.This paper designs a wireless energy transfer charger, wireless charger is a kind of simple and practical, it

8、 is the power through the coil to wirelessly transmit to the LED lamp or the battery, give them power. The design of the wireless power transmission is composed of electric power receiving module and power transmission module is composed of two parts, can supply power to the LED lamp or the battery

9、in the range of 0-5cm. And through the MCU, AD receiver circuit to measure the power, voltage, current and other data.Keywords: single chip wireless power supply coil目 錄第一章 緒論11.1研究的目的和意義11.2國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)2第二章 設(shè)計(jì)方案及論證32.1 光控?zé)舻脑?2.2 實(shí)際電路52.3 光控?zé)舻膶?shí)現(xiàn)72.4 設(shè)計(jì)中主要解決的問(wèn)題和措施9第三章 硬件部分103.1 材料分析 10 3.1.1 光敏電阻10

10、3.1.2 51單片機(jī)12第四章 設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)15 4.1 51單片機(jī)系統(tǒng)及功能實(shí)現(xiàn)15 4.2整個(gè)系統(tǒng)的電路原理圖15 4.3主要部分功能介紹16 4.3.1 光控部分16 4.4.2 聲控部分16第五章 系統(tǒng)程序和電路設(shè)計(jì)18 5.1程序設(shè)計(jì)流程圖18 5.2單片機(jī)控制程序19 5.3 系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)19 謝辭20參考文獻(xiàn)21第1章 緒論紅外線(xiàn)技術(shù)在測(cè)速系統(tǒng)中已經(jīng)得到了廣泛應(yīng)用，許多產(chǎn)品已運(yùn)用紅外線(xiàn)技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)車(chē)輛測(cè)速、探測(cè)等研究。紅外線(xiàn)應(yīng)用速度測(cè)量領(lǐng)域時(shí)，最難克服的是受強(qiáng)太陽(yáng)光等多種含有紅外線(xiàn)的光源干擾。外界光源的干擾成為紅外線(xiàn)應(yīng)用于野外的瓶頸。針對(duì)此問(wèn)題，這里提出一種紅外線(xiàn)測(cè)速傳感器設(shè)計(jì)方

11、案，該設(shè)計(jì)方案能夠?yàn)槎帱c(diǎn)測(cè)量即時(shí)速度和階段加速度提供技術(shù)支持，可應(yīng)用于公路測(cè)速和生產(chǎn)線(xiàn)下料的速度稱(chēng)量等工業(yè)生產(chǎn)中需要測(cè)量速度的環(huán)節(jié)。紅外線(xiàn)對(duì)射管的驅(qū)動(dòng)分為電平型和脈沖型兩種驅(qū)動(dòng)方式。由紅外線(xiàn)對(duì)射管陣列組成分離型光電傳感器。該傳感器的創(chuàng)新點(diǎn)在于能夠抵抗外界的強(qiáng)光干擾。太陽(yáng)光中含有對(duì)紅外線(xiàn)接收管產(chǎn)生干擾的紅外線(xiàn)，該光線(xiàn)能夠?qū)⒓t外線(xiàn)接收二極管導(dǎo)通，使系統(tǒng)產(chǎn)生誤判，甚至導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)癱瘓。本傳感器的優(yōu)點(diǎn)在于能夠設(shè)置多點(diǎn)采集，對(duì)射管陣列的間距和陣列數(shù)量可根據(jù)需求選取。紅外技術(shù)已經(jīng)眾所周知，這項(xiàng)技術(shù)在現(xiàn)代科技、國(guó)防科技和工農(nóng)業(yè)科技等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。紅外傳感系統(tǒng)是用紅外線(xiàn)為介質(zhì)的測(cè)量系統(tǒng)，按照功能能夠分

12、成五類(lèi)：（1）輻射計(jì)，用于輻射和光譜測(cè)量；（2）搜索和跟蹤系統(tǒng)，用于搜索和跟蹤紅外目標(biāo)，確定其空間位置并對(duì)它的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行跟蹤；（3）熱成像系統(tǒng)，可產(chǎn)生整個(gè)目標(biāo)紅外輻射的分布圖像；（4）紅外測(cè)距和通信系統(tǒng)；（5）混合系統(tǒng)，是指以上各類(lèi)系統(tǒng)中的兩個(gè)或者多個(gè)的組合。1.1研究的目的和意義目的：光控開(kāi)關(guān)能較好的為解決世界能源危機(jī)提供一點(diǎn)幫助。有利于我國(guó)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，構(gòu)建節(jié)約社會(huì)型，造福于子孫后代，造福于全人類(lèi)。 意義：一是省電，燈泡大部分時(shí)間不工作，因此節(jié)電效率很高，達(dá)80%左右；二是方便，首先，不用接觸，全自動(dòng)智能控制；另外，接線(xiàn)簡(jiǎn)樸、安裝方便，是公共場(chǎng)所照明開(kāi)關(guān)的理想選擇，被人們譽(yù)為“長(zhǎng)明燈的克星

13、”。1.2國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)路燈控制系統(tǒng)近幾年飛速發(fā)展，而國(guó)外從上個(gè)世紀(jì)90年代就開(kāi)始從事智能照明系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用，如今己經(jīng)開(kāi)發(fā)出許多智能燈具和照明的智能控制與管理系統(tǒng)，如澳大利亞奇勝（ClisPal）基于C-BUS總線(xiàn)、德國(guó)ABB公司基于I-BUS總線(xiàn)、邦奇（Dynalite）基于Dynet總線(xiàn)協(xié)議、Philips基于DALL協(xié)議、日本松下基于HBS的協(xié)議以及X-10的電力線(xiàn)載波協(xié)議的路燈智能控制與管理系統(tǒng)。采用無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的智能燈光控制系統(tǒng)產(chǎn)品最近也相繼問(wèn)世。無(wú)線(xiàn)網(wǎng)格技術(shù)方案與電力線(xiàn)載波方案一樣，由于沒(méi)有專(zhuān)用的網(wǎng)絡(luò)線(xiàn)，安裝和擴(kuò)展靈活方便，甚至可以使用電池供電，不用連接電源線(xiàn)，使用靈活

14、方便，同時(shí)也降低了用戶(hù)的總體成本。目前新加坡、法國(guó)、美國(guó)、德國(guó)和瑞士等國(guó)，都是通過(guò)電腦來(lái)制定一個(gè)自動(dòng)化運(yùn)行程序，使道路照明的啟閉與日出、日落密切配合，節(jié)省能源2。與國(guó)外領(lǐng)先技術(shù)相比，我國(guó)的路燈監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展還處于發(fā)展階段，多數(shù)城市路燈的開(kāi)、關(guān)燈控制由每臺(tái)變壓器（配電箱）分散控制，統(tǒng)一性差，故障率高。由于沒(méi)有遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集和通訊功能，無(wú)法實(shí)現(xiàn)集中監(jiān)控，所以運(yùn)行、操作結(jié)果不能集中監(jiān)視、記錄和統(tǒng)計(jì)。而路燈管理部門(mén)多數(shù)采用“人工巡視”的形式，設(shè)備運(yùn)行的狀況主要靠白天巡線(xiàn)、夜間巡燈來(lái)獲得，不僅耗費(fèi)大量的人力和物力，而且實(shí)時(shí)性很差，處理故障的效率非常低，很難滿(mǎn)足現(xiàn)在高亮燈率的要求。為了克服這一缺點(diǎn)，從九十年

15、代開(kāi)始將監(jiān)控技術(shù)應(yīng)用于城市道路照明領(lǐng)域。經(jīng)過(guò)十幾年的發(fā)展，國(guó)內(nèi)已有多種路燈遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)軟件投入使用，使得國(guó)內(nèi)幾十個(gè)城市的路燈管理走向科技化，真正實(shí)現(xiàn)路燈“三遙”控制，逐步完成路燈照明的現(xiàn)代化3。第2章 設(shè)計(jì)方案及論證2.1 光控?zé)舻脑?要設(shè)計(jì)光控?zé)?，首先要掌握光敏電阻的特性，光敏電阻又稱(chēng)光導(dǎo)管，是利用半導(dǎo)體的光電效應(yīng)制成的一種電阻值隨入射光的強(qiáng)弱而改變的電阻器,常用的制作材料為硫化鎘，另外還有硒、硫化鋁、硫化鉛和硫化鉍等材料。這些制作材料具有在特定波長(zhǎng)的光照射下（光敏電阻器對(duì)光的敏感性（即光譜特性）與人眼對(duì)可見(jiàn)光（0.40.76）m的響應(yīng)很接近，只要人眼可感受的光，都會(huì)引起它的阻值變化），其

16、阻值迅速減小的特性。這是由于光照產(chǎn)生的載流子都參與導(dǎo)電，在外加電場(chǎng)的作用下作漂移運(yùn)動(dòng)，電子奔向電源的正極，空穴奔向電源的負(fù)極，從而使光敏電阻器的阻值迅速下降。光敏電阻器一般用于光的測(cè)量、光的控制和光電轉(zhuǎn)換（將光的變化轉(zhuǎn)換為電的變化）。經(jīng)測(cè)量隨著外部環(huán)境的改變，本次所用光敏電阻阻值的變化范圍為2K-3M,即在有光照射時(shí)電阻阻值下降，無(wú)光照時(shí)阻值上升，根據(jù)這一特性可以控制三極管工作狀態(tài)進(jìn)而控制燈的亮滅的電路。三極管工作狀態(tài)分為放大、截止和飽和。當(dāng)工作在放大區(qū)時(shí)，發(fā)射極正偏，集電極反偏；當(dāng)工作在截止區(qū)時(shí)，發(fā)射極和集電極均反偏；當(dāng)工作在飽和狀態(tài)時(shí)，發(fā)射極和集電極均正偏。同時(shí)三級(jí)管有兩種材料做成，一種為

17、硅管，其正偏發(fā)射結(jié)導(dǎo)通電壓為0.7V；一種為鍺管，其正偏發(fā)射結(jié)導(dǎo)通電壓為0.3V。三極管種類(lèi)有NPN和PNP兩種，本次課設(shè)用到的三極管為NPN型硅管9014和PNP型硅管9012。2.2 實(shí)際電路 設(shè)計(jì)方案圖一： 設(shè)計(jì)方案圖二： 兩者比較，方案圖一使用到微調(diào)電阻，調(diào)節(jié)其可使電路對(duì)外界的變化更加靈敏，考慮到本次課設(shè)設(shè)計(jì)光控?zé)羰侵笤O(shè)計(jì)聲控?zé)舻囊粋€(gè)理論基礎(chǔ)，沒(méi)有必要加太多功能，所以選用圖二為設(shè)計(jì)電路原理圖。將光敏電阻用做三極管9014的下偏置電阻，利用光敏電阻隨外部光照的變化來(lái)控制三級(jí)管9014的工作狀態(tài)，可以是三級(jí)管工作在截止和導(dǎo)通兩種不同的狀態(tài)，9012基極接至9014的發(fā)射極輸出處，發(fā)射極接

18、電源，集電極接輸出LED燈，9012的工作狀態(tài)受9014的控制，當(dāng)有光照時(shí)，光敏電阻阻值降低，9014基極電壓被拉低而截止，9012基極電壓升高9012截止，LED滅；反之光敏電阻沒(méi)有光照時(shí)，其阻值增大，9014基極電壓升高并使其導(dǎo)通，9012基極電壓降低，9012飽和導(dǎo)通。圖1.3 圖1.4 2.3 光控?zé)舻膶?shí)現(xiàn)經(jīng)實(shí)測(cè)光敏電阻的阻值在有光照射時(shí)大約在2K左右，無(wú)光照射時(shí)阻值大約在3M左右，所以用R3、R4和一個(gè)開(kāi)關(guān)來(lái)代替光敏電阻，當(dāng)開(kāi)關(guān)撥向阻值在R3時(shí)（無(wú)光照射時(shí)），發(fā)光二極管發(fā)光（圖中發(fā)光二極管三角形成紅色），仿真圖如圖1.3所示：仿真成功后，畫(huà)出PCB圖，如圖1.4 然后印制電路板、打孔

19、、插器件，完成實(shí)際電路，如圖1.5.之調(diào)試時(shí)用兩節(jié)干電池作為3V電源，檢查電路焊接無(wú)誤后接通電源，燈不亮，將光敏電阻遮住，燈亮，至此電路調(diào)試成功。2.4 設(shè)計(jì)中主要解決的問(wèn)題和措施本設(shè)計(jì)的主要問(wèn)題有：太陽(yáng)光強(qiáng)度采集、控制電路設(shè)計(jì)、檢測(cè)電路設(shè)計(jì)報(bào)警顯示電路設(shè)計(jì)、人機(jī)接口電路設(shè)計(jì)。主要措施是：通過(guò)光敏電阻測(cè)量電路把太陽(yáng)光強(qiáng)度非電量轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)輸出，在經(jīng)過(guò)A/D轉(zhuǎn)換電路把模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量送給單片機(jī)，完成太陽(yáng)光強(qiáng)度采集9,10；控制電路可以用單片機(jī)引腳給出的高低電平控制三級(jí)管的通斷來(lái)間接控制路燈開(kāi)關(guān)；報(bào)警電路原理和控制電路原理相同；顯示電路用七段數(shù)碼管顯示11；人機(jī)接口電路可以用新一代無(wú)線(xiàn)通信模塊

20、TC35T采集數(shù)據(jù)來(lái)監(jiān)控路燈工作情況12,13；單片機(jī)根據(jù)所采集的數(shù)據(jù)自動(dòng)控制14。這樣不僅能避免白天馬路邊的路燈亮著；天了，路燈滅的狀況，還可以及時(shí)檢測(cè)出路燈故障。這樣通過(guò)自然光強(qiáng)度的變化便能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)光控路燈，即節(jié)約了人力電力，也方便了行人15。第3章 硬件部分3.1.1 光敏電阻要對(duì)太陽(yáng)光強(qiáng)度進(jìn)行測(cè)量必須先得有光敏器件。光敏器件主要包括光敏電阻、光敏二極管和光敏三級(jí)管等，因?yàn)楣饷綦娮璞容^適合用于照相機(jī)曝光表、空氣煙塵檢測(cè)器等可見(jiàn)光裝置，而光敏二極管、光敏三極管的最佳響應(yīng)特性在紅外區(qū)，因此本系統(tǒng)選用光敏電阻作為檢測(cè)太陽(yáng)光的光敏器件。（1）光敏電阻特點(diǎn)光敏電阻又稱(chēng)光導(dǎo)管，常用的制作材料為硫化鎘

21、，另外還有硒、硫化鋁、硫化鉛和硫化鉍等材料。這些制作材料具有在特定波長(zhǎng)的光照射下，其阻值迅速減小的特性。這是由于光照產(chǎn)生的載流子都參與導(dǎo)電，在外加電場(chǎng)的作用下作漂移運(yùn)動(dòng)，電子奔向電源的正極，空穴奔向電源的負(fù)極，從而使光敏電阻器的阻值迅速下降。光敏電阻器是利用半導(dǎo)體的光電效應(yīng)制成的一種電阻值隨入射光的強(qiáng)弱而改變的電阻器；入射光強(qiáng)，電阻減小，入射光弱，電阻增大。光敏電阻器一般用于光的測(cè)量、光的控制和光電轉(zhuǎn)換（將光的變化轉(zhuǎn)換為電的變化）。常用的光敏電阻器硫化鎘光敏電阻器，它是由半導(dǎo)體材料制成的。光敏電阻器的阻值隨入射光線(xiàn)（可見(jiàn)光）的強(qiáng)弱變化而變化，在黑暗條件下，它的阻值（暗阻）可達(dá)110兆歐，在強(qiáng)光

22、條件（100lux）下，它阻值（亮阻）僅有幾百至數(shù)千歐姆。光敏電阻器對(duì)光的敏感性（即光譜特性）與人眼對(duì)可見(jiàn)光（0.40.76）mm的響應(yīng)很接近，只要人眼可感受的光，都會(huì)引起它的阻值變化。設(shè)計(jì)光控電路時(shí)，都用白熾燈泡（小電珠）光線(xiàn)或自然光線(xiàn)作控制光源，使設(shè)計(jì)大為簡(jiǎn)化。2）光敏電阻的結(jié)構(gòu)通常，光敏電阻器都制成薄片結(jié)構(gòu)，以便吸收更多的光能。當(dāng)它受到光的照射時(shí)，半導(dǎo)體片（光敏層）光敏電阻外形圖和電路符號(hào)就激發(fā)出電子空穴對(duì)，參與導(dǎo)電，使電路中電流增強(qiáng)。為了獲得高的靈敏度，光敏電阻的電極常采用梳狀圖案，它是在一定的掩膜下向光電導(dǎo)薄膜上蒸鍍金或銦等金屬形成的。一般光敏電阻器結(jié)構(gòu)如右圖所示。光敏電阻器通常由光

23、敏層、玻璃基片（或樹(shù)脂防潮膜）和電極等組成。光敏電阻器在電路中用字母 “R”或“RL”、“RG”表示。3）光敏電阻工作原理光敏電阻的工作原理是基于內(nèi)光電效應(yīng)。在半導(dǎo)體光敏材料兩端裝上電極引線(xiàn)，將其封裝在帶有透明窗的管殼里就構(gòu)成光敏電阻，為了增加靈敏度，兩電極常做成梳狀。用于制造光敏電阻的材料主要是金屬的硫化物、硒化物和碲化物等半導(dǎo)體。通常采用涂敷、噴涂、燒結(jié)等方法在絕緣襯底上制作很薄的光敏電阻體及梳狀歐姆電極，接出引線(xiàn)，封裝在具有透光鏡的密封殼體內(nèi)，以免受潮影響其靈敏度。在黑暗環(huán)境里，它的電阻值很高，當(dāng)受到光照時(shí)，只要光子能量大于半導(dǎo)體材料的禁帶寬度，則價(jià)帶中的電子吸收一個(gè)光子的能量后可躍遷到

24、導(dǎo)帶，并在價(jià)帶中產(chǎn)生一個(gè)帶正電荷的空穴，這種由光照產(chǎn)生的電子空穴對(duì)了半導(dǎo)體材料中載流子的數(shù)目，使其電阻率變小，從而造成光敏電阻阻值下降。光照愈強(qiáng)，阻值愈低。入射光消失后，由光子激發(fā)產(chǎn)生的電子空穴對(duì)將復(fù)合，光敏電阻的阻值也就恢復(fù)原值。在光敏電阻兩端的金屬電極加上電壓，其中便有電流通過(guò)，受到波長(zhǎng)的光線(xiàn)照射時(shí)，電流就會(huì)隨光強(qiáng)的而變大，從而實(shí)現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換。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，也加交流電壓。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。4）光敏電阻的主要參數(shù)亮電阻（k）：指光敏電阻器受到光照射時(shí)的電阻值。暗電阻(M)：指光敏電阻器在無(wú)光照射（黑暗環(huán)境）時(shí)的電阻

25、值。最高工作電壓(V)：指光敏電阻器在額定功率下所允許承受的最高電壓亮電流：指光敏電阻器在規(guī)定的外加電壓下受到光照射時(shí)所通過(guò)的電流。暗電流(mA)：指在無(wú)光照射時(shí)，光敏電阻器在規(guī)定的外加電壓下通過(guò)的電流。時(shí)間常數(shù)（s）：指光敏電阻器從光照躍變開(kāi)始到穩(wěn)定亮電流的63%時(shí)所需的時(shí)間。電阻溫度系數(shù)：指光敏電阻器在環(huán)境溫度改變1時(shí)，其電阻值的相對(duì)變化1  。靈敏度：指光敏電阻器在有光照射和無(wú)光照射時(shí)電阻值的相對(duì)變化。5）光敏電阻在本設(shè)計(jì)中的作用光敏電阻在實(shí)驗(yàn)中是用來(lái)提供模擬電壓的，通過(guò)光照度的變化改變電阻值，提供變化的模擬電壓。6）光敏電阻的功能分析。物理構(gòu)造：光敏電阻又稱(chēng)光導(dǎo)管，它幾乎都是

26、用半導(dǎo)體材料制成的光電器件。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。無(wú)光照時(shí)，光敏電阻值（暗電阻）很大，電路中電流（暗電流）很小。 當(dāng)光敏電阻受到一定波長(zhǎng)范圍的光照時(shí)，它的阻值（亮電阻）急劇減少，電路中電流迅速增大。 一般希望暗電阻越大越好，亮電阻越小越好，此時(shí)光敏電阻的靈敏度高。實(shí)際光敏電阻的暗電阻值一般在兆歐級(jí)，亮電阻在幾千歐以下。3.1.2 51單片機(jī)51單片機(jī)是對(duì)所有兼容Intel 8031指令系統(tǒng)的單片機(jī)的統(tǒng)稱(chēng)。該系列單片機(jī)的始祖是Intel的8031單片機(jī)，后來(lái)隨著Flash rom技術(shù)的發(fā)展，8031單片機(jī)取得了長(zhǎng)足的進(jìn)展，成為應(yīng)用最廣泛的8

27、位單片機(jī)之一，其代表型號(hào)是ATMEL公司的AT89系列，它廣泛應(yīng)用于工業(yè)測(cè)控系統(tǒng)之中。很多公司都有51系列的兼容機(jī)型推出，今后很長(zhǎng)的一段時(shí)間內(nèi)將占有大量市場(chǎng)。51單片機(jī)是基礎(chǔ)入門(mén)的一個(gè)單片機(jī)，還是應(yīng)用最廣泛的一種。需要注意的是52系列的單片機(jī)一般不具備自編程能力。（1）簡(jiǎn)介當(dāng)前常用的51系列單片機(jī)主要產(chǎn)品有：*Intel的：80C31、80C51、87C51，80C32、80C52、87C52等；*ATMEL的：89C51、89C52、89C2051等；*Philips、華邦、Dallas、Siemens(Infineon)等公司的許多產(chǎn)品國(guó)產(chǎn)宏晶STC單片機(jī)以其低功耗、廉價(jià)、穩(wěn)定性能，占據(jù)著

28、國(guó)內(nèi)51單片機(jī)較大市場(chǎng)?；A(chǔ)51單片機(jī)。1（2）功能·8位CPU·4kbytes程序存儲(chǔ)器(ROM) (52為8K)·128bytes的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(RAM) （52有256bytes的RAM）·32條I/O口線(xiàn)·111條指令，大部分為單字節(jié)指令·21個(gè)專(zhuān)用寄存器·2個(gè)可編程定時(shí)/計(jì)數(shù)器·5個(gè)中斷源，2個(gè)優(yōu)先級(jí)（52有6個(gè)）·一個(gè)全雙工串行通信口·外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器尋址空間為64kB·外部程序存儲(chǔ)器尋址空間為64kB·邏輯操作位尋址功能·雙列直插40PinDIP封裝

29、83;單一+5V電源供電CPU：由運(yùn)算和控制邏輯組成，同時(shí)還包括中斷系統(tǒng)和部分外部特殊功能寄存器；RAM：用以存放可以讀寫(xiě)的數(shù)據(jù)，如運(yùn)算的中間結(jié)果、最終結(jié)果以及欲顯示的數(shù)據(jù)；ROM：用以存放程序、一些原始數(shù)據(jù)和表格；I/O口：四個(gè)8位并行I/O口，既可用作輸入，也可用作輸出T/C：兩個(gè)定時(shí)/記數(shù)器，既可以工作在定時(shí)模式，也可以工作在記數(shù)模式；五個(gè)中斷源的中斷控制系統(tǒng)；一個(gè)全雙工UART（通用異步接收發(fā)送器）的串行I/O口，用于實(shí)現(xiàn)單片機(jī)之間或單片機(jī)與微機(jī)之間的串行通信；片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘產(chǎn)生電路，石英晶體和微調(diào)電容需要外接。最佳振蕩頻率為6M12M。（3）功能特性1，可以仿真63K程序空間,接近

30、64K 的16位地址空間；2，可以仿真64Kxdata 空間,全部64K 的16位地址空間；3，可以真實(shí)仿真全部32 條IO腳；4，完全兼容keilC51 UV2 調(diào)試環(huán)境,可以通過(guò)UV2 環(huán)境進(jìn)行單步,斷點(diǎn), 全速等操作；5，可以使用C51語(yǔ)言或者ASM匯編語(yǔ)言進(jìn)行調(diào)試 ；6，可以非常方便地進(jìn)行所有變量觀察,包括鼠標(biāo)取值觀察,即鼠標(biāo)放在某 變量上就會(huì)立即顯示出它此的值；7，可選 使用用戶(hù)晶振，支持040MHZ晶振頻率；8，片上帶有768字節(jié)的xdata,您可以在仿真時(shí)選 使用他們,進(jìn)行xdata 的仿真；9，可以仿真雙DPTR 指針；10，可以仿真去除ALE 信號(hào)輸出. ；11，自適應(yīng)300

31、-38400bps 的所有波特率通訊；12，體積非常細(xì)小,非常方便插入到用戶(hù)板中.插入時(shí)緊貼用戶(hù)板,沒(méi)有連接電纜,這樣可以有效地減少運(yùn)行中的干擾,避免仿真時(shí)出現(xiàn)莫名其妙的故障；13，仿真插針采用優(yōu)質(zhì)鍍金插針,可以有效地防止日久生銹,選擇優(yōu)質(zhì)園腳IC插座，保護(hù)仿真插針，同時(shí)不會(huì)損壞目標(biāo)板上的插座. ；14，仿真時(shí)監(jiān)控和用戶(hù)代碼分離,不可能產(chǎn)生不能仿真的軟故障；15，RS-232接口不計(jì)成本采用MAX202集成電路,串行通訊穩(wěn)定可靠,絕非一般三極管的簡(jiǎn)易電路可比。（4）功能限制仿真器占用單片機(jī)串口及定時(shí)器2，與Keil C(PC)通訊，故不支持串口及定時(shí)器2 的仿真功能。全速運(yùn)行時(shí)單片機(jī)串口及定時(shí)

32、器2 可供用戶(hù)使用。（5）使用方法1將仿真器插入需仿真的用戶(hù)板的CPU插座中，仿真器由用戶(hù)板供電；2將仿真器的串行電纜和PC機(jī)接好，打開(kāi)用戶(hù)板電源；3通過(guò)Keil C 的IDE 開(kāi)發(fā)仿真環(huán)境UV2 下載用戶(hù)程序進(jìn)行仿真、調(diào)試。第4章 設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)4.1 51單片機(jī)系統(tǒng)及功能實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)主要由光控電路模塊、聲控電路模塊、串口通信模塊、電源電路模塊、復(fù)位電路模塊、時(shí)鐘電路模塊、以及51單片機(jī)系統(tǒng)構(gòu)成。它們各自實(shí)現(xiàn)的功能前面已有介紹，此處不作贅述。先將整個(gè)系統(tǒng)總的實(shí)現(xiàn)原理做一簡(jiǎn)單的介紹。（1） 打開(kāi)電源，給系統(tǒng)提供電源，此時(shí)指示燈亮。（2） 加載程序，將已寫(xiě)好的程序（仿真正確的程序）下

33、載到單片機(jī)里，具體方法是：首先將系統(tǒng)的串口與pc機(jī)的串口相接，找到已經(jīng)寫(xiě)好的程序點(diǎn)擊下載。其次，按系統(tǒng)復(fù)位電路，給系統(tǒng)上電，此時(shí)，程序就會(huì)自動(dòng)的下載到單片機(jī)中去。（3） 光控功能的調(diào)試，給系統(tǒng)不同的光照強(qiáng)度，此時(shí)可以看到路燈會(huì)隨著外界光照強(qiáng)度的不同而時(shí)亮是滅。這就是光控的實(shí)現(xiàn)。（4） 聲控功能的調(diào)試，駐極體話(huà)筒會(huì)感應(yīng)的外界的聲音大小而產(chǎn)生不同的電流強(qiáng)度，當(dāng)聲音達(dá)到一定的程度是，路燈就會(huì)放光。之后一直處于明亮狀態(tài)，過(guò)了設(shè)定的時(shí)間后自動(dòng)關(guān)閉。4.2整個(gè)系統(tǒng)的電路原理圖： 圖4.3 系統(tǒng)電路原理圖4.3主要部分功能介紹4.3.1 光控部分 圖4.4.1 光控電路 光敏電阻受到光照，阻值隨光照強(qiáng)度的升

34、高而變小，當(dāng)白天光照強(qiáng)度很強(qiáng)（0-100lx左右），阻值很小，運(yùn)放同向輸入端為低電平，光控電路的輸出信號(hào)經(jīng)過(guò)電壓電壓跟隨器后將比較微弱的電流信號(hào)放大并輸出給單片機(jī)P1.6口。LM393是一個(gè)比較器，它的主要工作原理是：將正輸入和負(fù)輸入的電壓進(jìn)行比較，當(dāng)正輸入電壓大于負(fù)輸入電壓時(shí)，則輸出高電平，反之則輸出低電平?？梢酝ㄟ^(guò)調(diào)節(jié)可變電阻R10R11的阻值來(lái)改變正負(fù)輸入的電壓值來(lái)調(diào)節(jié)比較器的靈敏度。4.4.2 聲控部分 圖4.4.2 聲控電路 首先駐極體話(huà)筒將外界發(fā)出的聲音信號(hào)變成電信號(hào)，之后經(jīng)過(guò)Q3共射級(jí)放大電路將微弱的電信號(hào)放大，共射級(jí)主要用來(lái)放大電壓，之后是射級(jí)跟隨，避免前級(jí)對(duì)后級(jí)的影響，之后是同相放大和射