智能臺(tái)燈畢業(yè)論文

1、 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）( 2013屆 ) 題 目： 智能臺(tái)燈控制器 學(xué) 院： 職業(yè)技術(shù)教育學(xué)院 專 業(yè)： 應(yīng)用電子技術(shù)教育 學(xué)生姓名： 卞琪婷 學(xué)號(hào)： 09440101 指導(dǎo)教師： 楊金華 職稱： 講師 合作導(dǎo)師： 職稱： 完成時(shí)間： 2013 年 4 月 28 日 成 績(jī)： 智能臺(tái)燈控制器浙江師范大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)正文一 緒論21.1 研究背景21.2研究的意義31.2.1在節(jié)約電能方面的意義31.2.2對(duì)使用者的眼鏡保護(hù)和坐姿調(diào)整41.3 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求51.4研究?jī)?nèi)容5二、AT89C51單片機(jī)的選擇及功能簡(jiǎn)介62 .1 系統(tǒng)的組成及硬件設(shè)計(jì)62.2 AT89C51單片機(jī)簡(jiǎn)介72.3

2、主要功能特性72.4 引腳結(jié)構(gòu)及功能說明8三、傳感器的選擇及功能介紹103.1熱釋電紅外傳感器103.1.1概述113.1.2熱釋電紅外傳感器工作原理113.2光敏電阻123.2.1概述133.2.2光敏電阻工作原理13四、硬件電路原理及設(shè)計(jì)134.1 光照檢測(cè)電路的設(shè)計(jì)154.2 LED燈控制電路設(shè)計(jì)154.3 單片機(jī)最小系統(tǒng)164.3.1 時(shí)鐘電路174.3.2 復(fù)位及復(fù)位電路18五 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)195.1 開發(fā)語言簡(jiǎn)介195.2總體程序框圖205.3主程序流程圖21 5.4單片機(jī)程序22 5.5智能臺(tái)燈測(cè)試結(jié)果24六 總結(jié)26參考文獻(xiàn)27 智能臺(tái)燈控制器 職業(yè)技術(shù)教育學(xué)院 應(yīng)用電子技術(shù)教

3、育091班 卞琪婷(09440101)指導(dǎo)老師：楊金華（講師）摘要： 隨著時(shí)代的進(jìn)步和發(fā)展，單片機(jī)和傳感器技術(shù)已經(jīng)普及到我們生活、工作、科研等各個(gè)領(lǐng)域，已經(jīng)成為了比較成熟的技術(shù)。本文將介紹一種基于單片機(jī)、紅外熱釋電傳感器、以及LED燈組成的智能臺(tái)燈控制器，從硬件和軟件兩方面介紹了AT89C51的智能臺(tái)燈控制器的設(shè)計(jì)，并對(duì)硬件原理圖和程序作了簡(jiǎn)潔的描述。本控制器的主要功能為當(dāng)人體在臺(tái)燈的范圍內(nèi)且環(huán)境光強(qiáng)較弱時(shí)，自動(dòng)感應(yīng)開燈；當(dāng)人體太靠近桌面時(shí)，臺(tái)燈自動(dòng)感應(yīng)，警告糾正坐姿，若在一定時(shí)間內(nèi)未離開桌面則自動(dòng)熄滅。當(dāng)人離開時(shí)則自動(dòng)關(guān)燈，達(dá)到節(jié)約能源的目的。關(guān)鍵詞：AT89C51；光敏電阻；LED ；紅外

4、傳感器Intelligent Lamp ControllerBian Qi Ting (09440101) Director: Yang Jin Hua (College of Vocational and Technical Education .Zhejiang Normal University, No.09440101)Abstract: With the era of progress and development, microcontroller and sensor technology has spread to live, work, research and other

5、fields, has become a relatively mature technology. This article introduces a microcontroller, pyroelectric infrared sensor, LED lights, and a smart lamp controller-based AT89C51 intelligent lamp controller design, both hardware and software, and hardware schematics, and procedures concise descriptio

6、n. The main function of the controller when the body within the scope of the lamp and the ambient light intensity is weak, auto-sensing lights; when the body is too close to the desktop lamp auto-sensing warning to correct posture, in a certain period of time not to leave the desktop automatically t

7、urns off. Automatically turn off the lights when people leave, to achieve the purpose of energy conservation.Keywords: AT89C51 the photoresistor ；LED ；infrared sensor1 緒論1.1 研究背景社會(huì)在不斷進(jìn)步，人類在不斷追求，市場(chǎng)在不斷變化，高科技應(yīng)用含量決定著產(chǎn)品發(fā)展的新趨勢(shì)和前景，智能化技術(shù)在電子產(chǎn)品領(lǐng)域的應(yīng)用意義深遠(yuǎn)。隨著電子產(chǎn)品的快速發(fā)展，家用電器也越來越偏向智能化，已經(jīng)應(yīng)用于實(shí)際中的有智能洗衣機(jī)， 智能電飯鍋，智能電磁爐等，

8、而所用的智能化家用電器都用一個(gè)共同的特點(diǎn)，都是利用單片機(jī)作為中央控制單元。結(jié)合了單片機(jī)的智能家用電器和普通家用電器相比，功能上更強(qiáng)，使用更方便，安全可靠性也更高，最重要的是更節(jié)省電能，提高了家用電器的品質(zhì)。隨著智能控制理論和人類智能研究的深入，各種更加逼真地模擬人類智能的家用電器會(huì)更多地出現(xiàn)，而單片機(jī)和智能理論的結(jié)合，將來不但更多地改進(jìn)現(xiàn)行家用電器，而且將會(huì)產(chǎn)生全新的家用電器。家用電器因?yàn)閱纹瑱C(jī)的加入而走向智能化，并且隨著人們生活水平的提高日益走向平民化，我們的生活也隨著家用用電器的發(fā)展越來越方便、舒適。隨著家用電器的發(fā)展，作為家用電器當(dāng)中的小臺(tái)燈也要順應(yīng)科技的發(fā)展步伐走向智能化。雖然按鍵式的

9、臺(tái)燈還是臺(tái)燈市場(chǎng)的主體。但是，隨著現(xiàn)代電子技術(shù)的發(fā)展和人們的需求變化，傳統(tǒng)的臺(tái)燈已經(jīng)感受到產(chǎn)品更新?lián)Q代的威脅。與其他的智能化家用電器一樣，智能化臺(tái)燈有許多普通按鍵臺(tái)燈所無法比及的優(yōu)勢(shì)，智能化臺(tái)燈一方面可以更節(jié)省電能，有利于環(huán)保，另一方面可以糾正使用者的坐姿，預(yù)防脊椎變形和眼睛近視。同時(shí)，智能臺(tái)燈在黑暗的時(shí)候自動(dòng)外關(guān)燈的功能也讓使用者使用起來更方便，省去黑暗摸燈的麻煩。智能型電器產(chǎn)品由于它們的巨大優(yōu)勢(shì)將漸漸進(jìn)入人們的生活中。臺(tái)燈不僅在功能上日趨向智能化，同時(shí)在外觀上已逐步向組合化、裝飾化、情趣化方向發(fā)展。組合化是隨著人們生活節(jié)奏的加快，一些方便實(shí)用、新穎、美觀的組合臺(tái)燈正在市場(chǎng)上興起，有鬧鐘與臺(tái)

10、燈組合的，有小型取暖器與臺(tái)燈組合的，有微型電訊與臺(tái)燈組合的，還有把筆架、文具盒、像片框與臺(tái)燈組合的等等，使臺(tái)燈更具有實(shí)用性。裝飾化，裝飾化臺(tái)燈注重裝飾效果，體現(xiàn)鮮明的藝術(shù)特色，使臺(tái)燈成為一件具有實(shí)用性的藝術(shù)品。由于這些臺(tái)燈不但具有現(xiàn)代工藝性，而且式樣多變，工藝精湛，造型也別具匠心。質(zhì)料上不再是單一塑料制品，還采用不銹鋼、銅、玻璃等材料制成，風(fēng)格各異。有乳白、橘黃、草綠、玫瑰紅、湖綠等顏色，消費(fèi)者可按房間裝飾風(fēng)格及家具風(fēng)格來選購(gòu)不同款式、質(zhì)料的臺(tái)燈，使臺(tái)燈與室內(nèi)布置形成一個(gè)完善的藝術(shù)整體。情趣化，情趣化臺(tái)燈往往以小巧玲瓏、想象豐富等特點(diǎn)而頗受青少年青睞?；谝陨媳尘?，我們提出了基于單片機(jī)的智能巖

11、體聲發(fā)射監(jiān)測(cè)儀的設(shè)計(jì)。1.2研究的意義 1.2.1在節(jié)約電能方面的意義我國(guó)政府非常重視節(jié)能和節(jié)約。1997年11 月 1日我國(guó)頒布了中華人民共和國(guó)節(jié)約能源法，節(jié)能已經(jīng)是法律上的規(guī)定，是我國(guó)重要國(guó)策之一。北京2008年奧運(yùn)場(chǎng)館建設(shè)，在“科技奧運(yùn)，人文奧運(yùn)，綠色奧運(yùn)”三大理念的基礎(chǔ)上，又提出“勤儉辦奧運(yùn)” 的方針，充分體現(xiàn)政府節(jié)能，節(jié)約的決心！國(guó)家發(fā)改委提出了“電機(jī)系統(tǒng)節(jié)能工程”、“建筑節(jié)能工程”、“綠色照明工程”等十大重點(diǎn)節(jié)能工程，通過這十大工程，“十一五”期間將實(shí)現(xiàn)節(jié)約2. 4億噸標(biāo)準(zhǔn)煤的目標(biāo)。2006年1只將實(shí)行國(guó)家建設(shè)部頒布的“民用建筑節(jié)能管理規(guī)定”，2005年7月1日開始實(shí)施的“公共建筑

12、節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)”06501892005 要求全年的總能耗（采暖，通風(fēng)，空氣調(diào)節(jié)和照明）減少50%。廣大電氣技術(shù)工作者只有認(rèn)認(rèn)真真研究節(jié)約電能的理論和技術(shù)，幵發(fā)出優(yōu)良的節(jié)電產(chǎn)品并應(yīng)用于實(shí)際，才能從根本上貫徹國(guó)家規(guī)定的各項(xiàng)節(jié)能法規(guī)，造福于社會(huì)。照明節(jié)能意義重人，我網(wǎng)照明耗電 大體占全國(guó)總發(fā)電量10%12%，2003年我國(guó)總發(fā)電量為18500億度，按12%計(jì)，照明 耗電達(dá)2220億度。據(jù)資料報(bào)道，問前城市照明（指景觀照明和功能照明的統(tǒng)稱），年用電量約占全國(guó)總發(fā)電量的4%5%。照明節(jié)能主要從三個(gè)方面入手：選用高效節(jié)能的電光源和燈具；選用高品質(zhì)電子鎮(zhèn)流器或節(jié)能型電感鎮(zhèn)流器；配置適宜，先進(jìn)照明控制裝置。目前

13、我國(guó)城市公共照明毎年開支達(dá)數(shù)百億元。應(yīng)積極推廣釆用國(guó)際上流行的全數(shù)字 智能路燈節(jié)能控制技術(shù)：即智能光源降壓穩(wěn)壓調(diào)光技術(shù)。它的技術(shù)思想為：在繁忙時(shí)段，控制路燈保持較強(qiáng)的照度，午夜時(shí)分，自動(dòng)調(diào)光；后半夜車稀人少時(shí)，控制路燈保持較低的照度的照明。在美國(guó)、德國(guó)此類技術(shù)得到了政府大力扶持和椎廣，節(jié)電率高于30%。我國(guó)已有獨(dú)立自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的這方面技術(shù)產(chǎn)品如哈工人樓宇自動(dòng)化研究所研制的“金鹵燈調(diào)壓調(diào)光系統(tǒng)”，在城簾道路照明應(yīng)用巾運(yùn)行效果優(yōu)良。今后尚需政府 的行政支持。智能節(jié)能臺(tái)燈最大的優(yōu)點(diǎn)就是省電和方便。方便不用多說了，來之則亮去之則暗， 不用動(dòng)手。省電是比較重要的，現(xiàn)在全世界都缺少電能。2003年，美國(guó)和

14、加拿大大面積停電。我國(guó)也是，每到夏天就有很多省市拉閘限電。如果用上我們的智能臺(tái)燈，那么假設(shè)一天我們可以節(jié)省10min的開燈時(shí)間，燈上裝的是10W的節(jié)能燈泡（一個(gè)10W的節(jié)能燈泡相當(dāng)于40W的白熾燈泡)。節(jié)省的電能為10W600S = 6000J，個(gè)月(30天) 就能節(jié)省180000J，一年就能節(jié)省2190000J的電能，相當(dāng)于0.6千瓦時(shí)。不要小看這個(gè) 0.6千瓦時(shí)的電能。如果全國(guó)人都能每年節(jié)省0.6千瓦時(shí)的電能，那么每年全國(guó)會(huì)省下 7.8億千瓦時(shí)的電能，這7.8億千瓦時(shí)的電能相當(dāng)節(jié)省接近4億人民幣，4億人民幣可以建造多少所希望小學(xué)，可以救助多少無家可歸的孤兒，可以圓多少貧窮的孩子無法圓的上學(xué)

15、夢(mèng)??！更重要作用的是環(huán)境保護(hù)。大家都知道我國(guó)有70%的電能來自火力發(fā)電廠， 而火力發(fā)電廠少發(fā)一度電（就是1千瓦時(shí)）會(huì)減少1千克的CO2排放。那么節(jié)省3.9億 度的電能就等于少向人氣排放39萬噸的CO2，而CO2是溫室效應(yīng)的罪魁禍?zhǔn)?。就是因?yàn)槿蛳虼髿馀湃脒^多的CO2，導(dǎo)致了溫室效應(yīng)的加劇，海平面上升，大片的土地被淹沒，氣候變暖，降水和土壤濕度進(jìn)一步減少，氣候逐漸干旱，土地沙漠化和草原退化將變的更加嚴(yán)重。智能節(jié)能臺(tái)燈在節(jié)約電能的同時(shí)也保護(hù)了自然環(huán)境，一舉兩得。1.2.2對(duì)使用者的眼鏡保護(hù)和坐姿調(diào)整近年來，我國(guó)青少年近視發(fā)病率節(jié)節(jié)上升，發(fā)病人數(shù)居全球首位，達(dá)到歷史空前水平。全國(guó)政協(xié)委員、沈陽何氏眼

16、科醫(yī)院院長(zhǎng)何偉呼吁，關(guān)注我國(guó)青少年視力健康，切實(shí)加強(qiáng)中小學(xué)生近視眼的防治工作刻不容緩。何偉委員告訴記者，目前我網(wǎng)共有四億多近視眼患者，以13億人口計(jì)，約每3個(gè)人中就有1個(gè)是近視眼，特別是青少年近視的發(fā)病率居世界第二，人數(shù)居世界第一，且漸趨低齡化，中小學(xué)生近視檢出率為53.8%(城 市60.7%、農(nóng)村30.7%)，髙中以上學(xué)生更是高達(dá)70%。近視正嚴(yán)重危害青少年的健康成長(zhǎng)，同時(shí)影響我同高素質(zhì)人才職業(yè)的篩選，縮小特殊職業(yè)人員的選取范圍，更是對(duì)實(shí)現(xiàn)我國(guó)二十一世紀(jì)健康目標(biāo)的嚴(yán)重挑戰(zhàn)。多年來近視眼病在我國(guó)、日、韓和東南亞地區(qū)特別嚴(yán)重，時(shí)時(shí)影響著青少年的學(xué)習(xí)、健康、工作和生活。近年來我網(wǎng)近視眼患病率已上升

17、到世界第二位，僅次于日本，總數(shù)量居世界第一。近視眼病的防治是一種世界性的重大難題，迄今沒有治愈的有效藥物和方法。市售的藥物和器具只能起到一定的調(diào)理和緩解作用，而手術(shù)和激光治療有嚴(yán)格的年齡限制，而且還包含著嚴(yán)重的隱患和風(fēng)險(xiǎn)。除了遺傳原因，誘發(fā)學(xué)生患近視眼病的報(bào)源有多種，必須從誘發(fā)的所有根源上做起，才能真正防止。我國(guó)的中小學(xué)生之所以出現(xiàn)這么嚴(yán)重的近視問題，原因是他們?cè)谄綍r(shí)在燈下學(xué)習(xí)或做作業(yè)的時(shí)候不注意坐姿，由于離光源太近，久而久之使視力下降，出現(xiàn)了近視眼。目前市場(chǎng)上出售的調(diào)光臺(tái)燈多為手動(dòng)式，即根據(jù)使用者的需耍，用手轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)光旋鈕，改變 臺(tái)燈的亮度，里然有節(jié)約用電的作用，但無防近視功能。為使中、小學(xué)生

18、在燈下看書或做作業(yè)時(shí)，不能離燈過近，若超過規(guī)定(即調(diào)定)的距離，燈光便自動(dòng)變暗乃至熄滅，而離開規(guī)定距離，燈光則自動(dòng)變亮，我們?cè)O(shè)計(jì)了一種智能臺(tái)燈。它可以在使用者看書寫字姿勢(shì)不正確或者距離臺(tái)燈太近的時(shí)候，燈光會(huì)慢慢變暗提醒你糾正，直到你坐姿完全正確為止。從而使你養(yǎng)成良好的讀書寫字姿勢(shì)，保護(hù)好視力防止近視眼，這個(gè)功能都是臺(tái)燈報(bào)據(jù)人體探測(cè)電路的輸山信號(hào)來控制，如果晚上工作學(xué)習(xí)太累不小心趴在臺(tái)燈下睡著 了，臺(tái)燈的傳感器檢測(cè)到你跑離光源太近，經(jīng)提醒電路暗燈提醒未離開則在單片機(jī)程序控制下自動(dòng)熄滅臺(tái)燈，同時(shí)起到了省電的作用。1.3 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求1.3.1 當(dāng)環(huán)境光比較強(qiáng)時(shí)，光敏電阻阻值比較小，信號(hào)處理電路檢

19、測(cè)到低電平信號(hào)，禁止熱釋電紅外傳感器工作，省去了89C51處理過程。1.3.2 當(dāng)環(huán)境光比較弱時(shí)，光敏電阻阻值變大，信號(hào)處理電路接收到高電平，從而啟動(dòng)熱釋電紅外傳感器工作。1.3.3 熱釋電紅外傳感器1探測(cè)比較遠(yuǎn)的距離，當(dāng)人體進(jìn)入到傳感器1的控測(cè)范圍內(nèi)且光強(qiáng)較弱時(shí)，信號(hào)檢測(cè)電路處理信號(hào)，并向單片機(jī)發(fā)送一個(gè)中斷，89C51啟動(dòng)燈光控制電路，使燈慢慢變亮，并同時(shí)屏蔽掉熱釋電傳感器1。1.3.4 當(dāng)環(huán)境光比校弱時(shí)，且人體過于靠近桌面，熱釋電紅外傳感器2檢測(cè)到信號(hào)，信號(hào)處理電路同時(shí)向89C51發(fā)送信號(hào)，啟動(dòng)延時(shí)電路，發(fā)出警報(bào)使人離開，若在設(shè)定的時(shí)間內(nèi)未離開桌面，則啟動(dòng)燈光控制電路，使燈慢慢熄滅。當(dāng)人體

20、離開熱釋電紅外傳感器2的控測(cè)范圍內(nèi)且在熱釋電紅外傳感器1的控測(cè)范圍內(nèi)時(shí)，燈光又慢慢變亮。1.4研究?jī)?nèi)容隨著智能化技術(shù)的飛速發(fā)展，智能化家用電器的日益普及，作為千家萬戶日常使用的家用小電器-智能節(jié)能臺(tái)燈也應(yīng)運(yùn)而生。智能臺(tái)燈是利用單片機(jī)的本文設(shè)計(jì)是選擇AT89SC51作為控制芯片。將硬件設(shè)計(jì)分為傳感器及信號(hào)處理部分、以80C51組成的中央 處理單元、提醒電路及燈光控制電路。對(duì)各部分功能作用予以詳細(xì)說明。軟件設(shè)計(jì)采用模塊化結(jié)構(gòu)，將各模塊設(shè)計(jì)完成后進(jìn)行總調(diào)。本文第一章為緒論，闡述了結(jié)合了單片機(jī)的智能化技術(shù)在家用電器領(lǐng)域中的應(yīng)用， 詳細(xì)介紹了智能節(jié)能臺(tái)燈研究的意義及未來臺(tái)燈的發(fā)展趨勢(shì)。第二章對(duì)中央控制單

21、元做了詳細(xì)的介紹，選擇了AT89C51作為控制器，對(duì)其功能、 特性做了詳細(xì)說明。第三章對(duì)傳感器的概念及其特性進(jìn)行簡(jiǎn)單的介紹，對(duì)本文設(shè)計(jì)用到的熱釋電紅外傳 感器和光敏電阻的工作原理及其特性進(jìn)行詳細(xì)的說明。第四章對(duì)智能節(jié)能臺(tái)燈的硬件進(jìn)行設(shè)計(jì)，劃分成為傳感器信號(hào)處理，單片機(jī)最小系 統(tǒng)以及在其控制下的燈光控制電路和提醒電路，分別設(shè)計(jì)出電路結(jié)構(gòu)，說明其功能作第五章介紹了智能節(jié)能臺(tái)燈的軟件設(shè)計(jì)，根據(jù)硬件結(jié)構(gòu)，先畫出總的程序框圖，結(jié)合臺(tái)燈設(shè)計(jì)需要的效果，用C語言編出程序 第六章是本論文的總結(jié)2 AT89C51單片機(jī)的選擇及功能簡(jiǎn)介2 .1 系統(tǒng)的組成及硬件設(shè)計(jì)我們?cè)O(shè)計(jì)的智能臺(tái)燈控制器是由中央處理器AT89C

22、51、光敏檢測(cè)電路、紅外檢測(cè)電路，聲音提醒電路以及燈光控制電路所組成。本文將從硬件和軟件兩方面介紹臺(tái)燈控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，對(duì)硬件設(shè)計(jì)和程序設(shè)計(jì)作了詳細(xì)的描述。硬件框圖如圖2-1所示。主要由三部分組成：（1）傳感器及信號(hào)處理部分：檢測(cè)人體輻射紅外信號(hào)及光強(qiáng)信號(hào)經(jīng)過處理后變成可處理的數(shù)字信號(hào)。（2）以89C51組成的中央處理單元：處理信號(hào)并發(fā)出控制命令。（3）提醒電路及燈光控制電路 ：給出提醒信號(hào)并根據(jù)80C51給出的命令控制燈光。圖2-1 系統(tǒng)框圖2.2 AT89C51單片機(jī)簡(jiǎn)介AT89C51是一個(gè)低功耗，高性能CMOS 8位單片機(jī)，片內(nèi)含4k Bytes ISP(In-system program

23、mable)的可反復(fù)擦寫1000次的Flash只讀程序存儲(chǔ)器，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)制造，兼容標(biāo)準(zhǔn)MCS-51指令系統(tǒng)及80C51引腳結(jié)構(gòu)，芯片內(nèi)集成了通用8位中央處理器和ISP Flash存儲(chǔ)單元，功能強(qiáng)大的微型計(jì)算機(jī)的AT89C51 可為許多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高性價(jià)比的解決方案。 AT89C51有如下特點(diǎn)：40個(gè)引腳，4K Bytes Flash片內(nèi)程序存儲(chǔ)器，128 bytes的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（RAM), 32個(gè)外部雙向輸入/輸出（I/O) 口，5個(gè)中斷優(yōu)先級(jí)2 層中斷嵌套中斷，2個(gè)16位可編程定時(shí)計(jì)數(shù)器,2個(gè)全雙工串行通信口，看門狗（WDT) 電路，片

24、內(nèi)時(shí)鐘振蕩器。此外，AT89C51設(shè)計(jì)和配置了振蕩頻率討為0HZ并通過軟件設(shè)置省電模式。空閑模式下，CPU哲停工作，而RAM定時(shí)計(jì)數(shù)器，串行口，外中斷系統(tǒng)可繼續(xù)工作，掉電模式凍結(jié)振蕩器而保存RAM的數(shù)據(jù)，停止芯片其它功能直至外中斷激活或硬件復(fù)位。同時(shí)該芯片還具有PDIP、TQFP和PLCC等三種封裝形式，以適應(yīng)不同產(chǎn)品的需求。2.3主要功能特性 8031 CPU 與 MCS-51 兼容 4K字節(jié)可編程FLASH存儲(chǔ)器(壽命：1000寫/擦循環(huán)） 全靜態(tài)工作：0Hz-24KHz 三級(jí)程序存儲(chǔ)器保密鎖足 128*8位內(nèi)部RAM 32條可編程I/O線 兩個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器 6個(gè)中斷源 可編程串行

25、通道 低功耗的閑置和掉電模式 片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘電路2.4 引腳結(jié)構(gòu)及功能說明 圖2-2 AT89S51單片機(jī)引腳圖本次試驗(yàn)的單片機(jī)AT89351釆用PDIP封裝形式，引腳結(jié)構(gòu)如上圖2-2所示。各對(duì)應(yīng)引腳功能如下：VCC:供電電壓。 GND：接地。P0口:P0口為一個(gè)8位漏級(jí)幵路雙向I/0口，每腳可吸收8TTL門電流。當(dāng) P1口的管腳第一次寫1時(shí)，被定義為高阻輸入。P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的第八位。在FLASH編程時(shí)，P0 口作為原碼輸入 口，當(dāng)FLASH進(jìn)行校驗(yàn)時(shí)，P0輸出原碼，此時(shí)P0外部必須被拉高。端口引腳第二功能P1.5MOSI（用于ISP編程）P1.6M

26、ISO（用于ISP編程）P1.7 SCK（用于ISP編程） 表1-1 P1口各引腳第二功能P1 口： Pl 口是一個(gè)內(nèi)部提供上拉電阻的8位雙向1/0口，Pl 口緩沖器能接收輸出 4TTL門電流。Pl 口管腳寫入1后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入，Pl 口被外部下拉為低電平時(shí)，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在FLSH編程和校驗(yàn)時(shí)，Pl口作為第八位地址接收。P2 口： P2 口為一個(gè)內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O P, P2 口緩沖器可接收，輸山4 個(gè)TTL門電流，當(dāng)P2口被寫“1時(shí)，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。并因此作為輸入時(shí)，P2 口的管腳被外部拉低，將輸出電流。這是由于內(nèi)部上拉的

27、緣故。P2 口 當(dāng)用了外部程序存儲(chǔ)器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行存取時(shí)，P2口輸出地址的高八位。在給出地址“1”時(shí)，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢(shì)，當(dāng)對(duì)外部八位地址數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行讀寫時(shí)，P2 口輸山其特殊功能寄存器的內(nèi)容。P2 口在FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)接收高八位地址信號(hào)和控制信號(hào)。P3口:P3口管腳是8個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的雙向1/0口，可接收輸出4個(gè)TTL門電流。當(dāng)P3口寫入“1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。作為輸入，由于外部下拉為低電平，P3 口將輸出電流（ILL)這是由于上拉的緣故。 表1-2 P3口各引腳第二功能端口引腳第二功能P3.0RXD（串行輸入口）P3.1TXD（串行輸出口）P

28、3.2LNT0（外中斷0）P3.3LNX1（外中斷1）P3.4T0（定時(shí)/計(jì)數(shù)器0外部輸入）P3.5T1（定時(shí)/計(jì)數(shù)器1外部輸入）P3.6WR（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通）P3.7RD（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通）I/O 口作為輸入口時(shí)有兩種工作方式即所謂的讀端口與讀引腳讀端口時(shí)實(shí)際上并不從外部讀入數(shù)據(jù)，而是把端口鎖存器的內(nèi)容讀入到內(nèi)部總線。經(jīng)過某種運(yùn)算或變換后再寫回到端門鎖存器，只有讀端門時(shí)才真正地把外部的數(shù)據(jù)讀入到內(nèi)部總線。上面圖中的兩個(gè)三角形表示的就足輸入緩沖器CPU將根據(jù)不同的指令分別發(fā)出讀端口或讀引腳信號(hào)以完成不同的操作。這是由硬件自動(dòng)完成的不需要我們操心1然后再實(shí)行讀引腳操作否則就可能讀入出錯(cuò)

29、為什么看上而的閣如果不對(duì)端口置1端口鎖存器原來的狀態(tài)有可能為0Q端為OQ為 1加到場(chǎng)效應(yīng)管柵極的信號(hào)為1該 場(chǎng)效應(yīng)管就異通對(duì)地呈現(xiàn)低阻抗，此時(shí)即使引腳上輸入的信號(hào)為1也會(huì)因端口的低阻抗而使信號(hào)變低使得外加的1信號(hào)讀入后不一定足1若先執(zhí)行置1操作則可以 使場(chǎng)效應(yīng)管截止引腳信號(hào)直接加到三態(tài)緩沖器中實(shí)現(xiàn)正確的讀入由于在輸入操作 時(shí)還必須附加一個(gè)準(zhǔn)備動(dòng)作所以這類l/O 口被稱為準(zhǔn)雙向口 89C51的P0/P1/P2/ P3 口作為輸入時(shí)都是準(zhǔn)雙向門接下來讓我們?cè)倏戳硪粋€(gè)問題從圖中可以看出這四個(gè)端口還有一個(gè)差別除了 P1 口外P0P2P3 口都還有其他的功能。RST：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時(shí)，要保持

30、83丁腳兩個(gè)機(jī)器周期的高電 平時(shí)間。ALE/PROG：當(dāng)訪問外部存儲(chǔ)器時(shí)，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址 的地位字節(jié)。在FLASH編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時(shí)，ALE端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號(hào)，此頻率為振蕩器頻率的1/6。因此它可用作對(duì)外部輸出的脈沖或用于定時(shí)目的。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)， 將跳過一個(gè)ALE脈沖。如想禁止ALE的輸出可在SFR8EH地址上置0。此時(shí)，ALE 只有在執(zhí)行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。另外，該引腳被略微拉高。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài)ALE禁止，置位無效。PSEN：外部程序存儲(chǔ)器的選通信號(hào)。在由外部程序存儲(chǔ)器取指期間

31、，每個(gè)機(jī)器周期兩次/PSEN有效。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，這兩次有效的/PSEN信號(hào) 將不出現(xiàn)。/EA/VPP:當(dāng)疋八保持低電平時(shí)，則在此期間外部程序存儲(chǔ)器 (0000H-FFFFH),不管是否有內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。注意加密方式1時(shí)，/EA將內(nèi) 部鎖定為RESET;當(dāng)/EA端保持高電平時(shí)，此間內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。在 FLASH 編程期間，此引腳也用于施加12V編程電源（VPP)。XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時(shí)鐘工作電路的輸入。XTAL2：來自反向振蕩器的輸出。3 傳感器的選擇及功能介紹3.1熱釋電紅外傳感器 本次設(shè)計(jì)智能節(jié)能利用的傳感器是熱釋電紅外傳感器。傳感器在電路中起著很大的作用，要利

32、用它釆集向來的信號(hào)去對(duì)燈光進(jìn)行控制。熱釋電紅外傳感器本身釆集到的信號(hào)是很微弱的，感應(yīng)的范圍也很小，但是在它正面加上一個(gè)菲涅爾透鏡以后，它的信號(hào)采集范圍?？梢栽龃蟮?0米左右。本次設(shè)計(jì)對(duì)熱釋電紅外傳感器的性能要求比較高，因?yàn)樗杉貋淼男盘?hào)將直接影響燈光控制電路的控制行為。首先，這種傳感器要對(duì)人體發(fā)出的紅外線感應(yīng)很靈敏，而對(duì)其他的小動(dòng)物發(fā)出的紅外線不起作用。其次是能夠感應(yīng)較遠(yuǎn)跑離的紅外信號(hào)，這就需要借助于菲涅爾透鏡的聚焦作用。下面開始詳細(xì)介紹熱釋電紅外傳感器的工作原理以及工作特性。3.1.1概述本系統(tǒng)采用的熱釋電傳感器成品的引腳示意圖如圖2.7所示，引腳功能如下：數(shù)字1腳：電源負(fù)極數(shù)字2腳：信號(hào)

33、輸出，高電平有效，46V和工作電壓有關(guān)數(shù)字3腳：電源正極 DC69VW1：靈敏度調(diào)整 W2：輸出延時(shí)調(diào)整 5120秒圖3-1 熱釋電紅外傳感器的引腳示意圖它的技術(shù)參數(shù)如下：1、工作電壓：DC69V2、電平輸出：和電源電壓相同3、感應(yīng)角度：水平：90140度；垂直：1530度4、靜態(tài)電流：小于750A5、無信號(hào)輸出：0V6、感應(yīng)距離：0.515米7、外形尺寸：28mm38mm 高25毫米（最高點(diǎn)）8、輸出電平：46V與工作電壓有關(guān)9、工作時(shí)間：可調(diào)5-120秒范圍當(dāng)探測(cè)器檢測(cè)到異常的情況，由2腳輸出一個(gè)高電平，發(fā)送到單片機(jī)上，單片機(jī)做出報(bào)警處理。3.1.2熱釋電紅外傳感器工作原理 熱釋電紅外傳感

34、器和熱電偶都是基于熱電效應(yīng)原理的熱電型紅外傳感器。熱釋電效應(yīng)是指當(dāng)一些晶體受熱時(shí)，在晶體兩端產(chǎn)生數(shù)量相等而符號(hào)相反的電荷，由于熱變 化產(chǎn)生的電極化現(xiàn)象。通常，晶體內(nèi)發(fā)極化所產(chǎn)生的朿縛電荷被來內(nèi)空氣屮附著在晶體 表面的自由電子所中和，其自發(fā)極化電矩不能表現(xiàn)出來。當(dāng)溫度變化時(shí)，晶體結(jié)構(gòu)中的 正負(fù)電荷重心相對(duì)移位，自發(fā)極化發(fā)生變化，晶體表面就會(huì)產(chǎn)生電荷耗盡，電荷耗盡的 狀況正比于極化程度。 熱釋電傳感器利用的正是熱釋電效應(yīng)，是一種溫度敏感傳感器。它由陶瓷氧化物或壓電晶體元件組成，元件兩個(gè)表面做成電極，當(dāng)傳感器監(jiān)測(cè)范圍內(nèi)溫度有T的變化時(shí)，熱釋電效應(yīng)會(huì)在兩個(gè)電極上會(huì)產(chǎn)生電荷0,即在兩電極之間產(chǎn)生一微弱電

35、樂V。由于它的輸出阻抗極高，所以傳感器中有一個(gè)場(chǎng)效應(yīng)管進(jìn)行阻抗變換。熱釋電效應(yīng)所產(chǎn)生的電荷Q會(huì)跟空氣巾的離子所結(jié)合而消失，當(dāng)環(huán)境溫度穩(wěn)走不變時(shí)，T=O,傳感器無輸出。當(dāng)人體進(jìn)入檢測(cè)區(qū)時(shí)，因人體溫度與環(huán)境溫度有差別，產(chǎn)生T，則有信號(hào)輸出；若人體進(jìn)入檢測(cè)區(qū)后不動(dòng)，則溫度沒有變化，傳感器也沒有輸出，所以這種傳感器能檢測(cè)人體或者動(dòng)物的活動(dòng)。 人體都有恒定的體溫，一般在37左右，會(huì)發(fā)出10mm左右特定波長(zhǎng)的紅外線，被動(dòng)式紅外探頭就是靠探測(cè)人體發(fā)射的紅外線而進(jìn)行工作的。紅外線通過菲涅耳濾光片增強(qiáng)后聚集到熱釋電元件，這種元件在接收到人體紅外輻射變化時(shí)就會(huì)失去電荷平衡，向外釋放電荷，后經(jīng)檢測(cè)處理后就能產(chǎn)生電壓

36、信號(hào)。被動(dòng)紅外探失，其傳感器包含兩個(gè)互相串聯(lián)或并聯(lián)的熱釋電元件，而且制成的兩個(gè)電極化方向正好相反，環(huán)境背景輻射對(duì)兩個(gè)熱釋元件幾乎都有相同的作用，使其產(chǎn)生釋電效應(yīng)相互抵消，于是探測(cè)器無信號(hào)輸3.2光敏電阻 光敏電阻的重要特性是它的阻值人小隨著環(huán)境光的改變而改變，當(dāng)環(huán)境光比較強(qiáng) 時(shí)，它的阻值減小，相反當(dāng)環(huán)境光較弱時(shí)，它的阻值就會(huì)增大，這是跟它本身的制作材料有關(guān)的。本文的智能節(jié)能臺(tái)燈設(shè)計(jì)也是利用了光敏電阻的這一特性，用它來感應(yīng)環(huán)境光的強(qiáng)度。若是環(huán)境光較強(qiáng)的時(shí)候，比如白天時(shí)，光敏電阻的阻值就很小，傳感器信號(hào)處理電路會(huì)根據(jù)它的阻值進(jìn)行相應(yīng)的處理；相反當(dāng)環(huán)境光較弱的時(shí)候，比如晚上或者陰天吋，它的電阻值就會(huì)

37、變大，同時(shí)熱釋電紅外傳感器要足檢測(cè)到有人在附近時(shí)，傳感器信號(hào)處理電路就會(huì)把這些信號(hào)經(jīng)過處理傳到單片機(jī)控制電路，從而啟動(dòng)點(diǎn)亮臺(tái)燈。所以光敏電阻對(duì)環(huán)境光的檢測(cè)在電路中也很重要。對(duì)光敏電阻要求也很高，要對(duì)環(huán)境光比較敏感，及時(shí)把信號(hào)傳送到信號(hào)處理檢測(cè)電路。要了解光敏電阻是如何工作的，先要它有一定的了解，下面介紹光敏電阻的一些特性。3.2.1概述 光敏電阻器（photovaristor) 又叫光感電阻，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。光敏電阻器一般用廠光的測(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）。通常，光敏電阻器都制

38、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）內(nèi)就激發(fā)出電子一空穴對(duì)，參與導(dǎo)電，使電路中電流增強(qiáng)。3.2.2光敏電阻工作原理 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。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導(dǎo)帶，并在價(jià)帶屮產(chǎn)生一個(gè)帶正電荷的空穴，這種由光照產(chǎn)生的電子一空穴對(duì)增加了半導(dǎo)體材料中載流子的數(shù)問，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)生的電子一空穴對(duì)將逐漸復(fù)合，光敏電阻的阻值也就逐漸恢復(fù)原值。4 硬件電

39、路原理及設(shè)計(jì)圖4-1 原理圖 整個(gè)系統(tǒng)是以80C51控制下工作的。其工作過程為：當(dāng)環(huán)境光比較強(qiáng)時(shí)，光敏電阻阻值比較小，信號(hào)處理電路檢測(cè)到低電平信號(hào)，禁止熱釋電紅外傳感器工作，省去了80C51處理過程。當(dāng)環(huán)境光比較弱時(shí)，光敏電阻阻值變大，信號(hào)處理電路接收到高電平，從而啟動(dòng)熱釋電紅外傳感器工作。熱釋電紅外傳感器1探測(cè)比較遠(yuǎn)的距離，當(dāng)人體進(jìn)入到傳感器1的控測(cè)范圍內(nèi)且光強(qiáng)較弱時(shí)，信號(hào)檢測(cè)電路處理信號(hào)，并向單片機(jī)發(fā)送一個(gè)中斷，80C51啟動(dòng)燈光控制電路，使燈慢慢變亮。當(dāng)環(huán)境光比校弱時(shí)，且人體過于靠近桌面,熱釋電紅外傳感器2檢測(cè)到信號(hào)，同時(shí)了在熱釋電紅外傳感器1的控測(cè)范圍內(nèi)， 信號(hào)處理電路同時(shí)向80C51

40、發(fā)送信號(hào)，80C51處理信號(hào)根據(jù)優(yōu)先級(jí)順序，屏蔽掉熱釋電紅外傳感器1的信號(hào)，啟動(dòng)延時(shí)電路，發(fā)出警報(bào)使人離開，若在設(shè)定的時(shí)間內(nèi)未離開桌面，則啟動(dòng)燈光控制電路，使燈慢慢熄滅。當(dāng)人體離開熱釋電紅外傳感器2的控測(cè)范圍且在熱釋電紅外傳感器1的控測(cè)范圍內(nèi)時(shí)，燈光又慢慢變亮。4.1 光照檢測(cè)電路的設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)的光照檢測(cè)電路設(shè)計(jì)采用光敏電阻元件檢測(cè)外界光照的變化情況。將光照的強(qiáng)度轉(zhuǎn)換成了一個(gè)連續(xù)變化的電壓信號(hào)，我采用了比較器電路來判斷電壓信號(hào)的大小，進(jìn)而判斷光照強(qiáng)度的強(qiáng)弱。通過對(duì)比較器電路的設(shè)計(jì)和對(duì)比較電壓的調(diào)整決定什么光照下可以開燈、什么光照下必須關(guān)燈。最后將這一控制信號(hào)送到邏輯判斷電路，供邏輯判斷電路使用

41、。下面我們將對(duì)這部分內(nèi)容進(jìn)行詳細(xì)介紹，其電路設(shè)計(jì)如圖4-1所示。圖4-1 光敏檢測(cè)電路設(shè)計(jì)中我們采用LM358作為專用比較器，其輸出為集電極開路輸出，兩個(gè)比較器的輸入可直接并聯(lián)，共用外接電阻，它可以雙電源供電，也可以單電源供電。由比較器LM358的輸入狀態(tài)不同就導(dǎo)致了比較電壓也隨之不同。當(dāng)光線比較強(qiáng)時(shí)，比較器的輸出為低電平，這時(shí)比較器的比較電壓很小，幾乎為零。當(dāng)光線由強(qiáng)變?nèi)鯐r(shí)，由前極放大電路輸出的電壓值由大變小，當(dāng)?shù)椭帘容^電壓以下時(shí)，LM358輸出狀態(tài)發(fā)生變化，從低電平變?yōu)榱烁唠娖?，表示光線已經(jīng)很暗了。同樣的，當(dāng)光線很弱時(shí)，比較器的輸出為高電平，這時(shí)比較器的比較電壓就稍大一些了，大概在0.8V

42、左右（可通過R16調(diào)整），當(dāng)光線由弱變強(qiáng)時(shí)，由前極放大電路輸出的電壓值由小變大，當(dāng)高至比較電壓以上時(shí)，LM358輸出狀態(tài)發(fā)生變化，從高電平變?yōu)榱说碗娖剑硎竟饩€已經(jīng)比較亮了，能夠滿足需要，可以關(guān)燈。根據(jù)這一信號(hào)送到邏輯判斷電路去參與邏輯判斷決定什么光照下可以開燈、什么光照下必須關(guān)燈。4.2 LED燈控制電路設(shè)計(jì)LED是英文light emitting diode（發(fā)光二極管）的縮寫。最初LED用作儀器儀表的指示光源，后來各種光色的LED在交通信號(hào)燈和大面積顯示屏中得到了廣泛應(yīng)用，產(chǎn)生了很好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。以12英寸的紅色交通信號(hào)燈為例，在美國(guó)本來是采用長(zhǎng)壽命，低光效的140瓦白熾燈作為光

43、源，它產(chǎn)生2000流明的白光。經(jīng)紅色濾光片后，光損失90%，只剩下200流明的紅光。而在新設(shè)計(jì)的燈中，Lumileds公司采用了18個(gè)紅色LED光源，包括電路損失在內(nèi)，共耗電14瓦，即可產(chǎn)生同樣的光效?？偟膩碚f，Led是一種半導(dǎo)體固體發(fā)光器件，有體積小、重量輕、亮度高、能耗低、壽命長(zhǎng)、安全性高、色純度高、方向性好、維護(hù)成本低、環(huán)保無污染等優(yōu)點(diǎn)。本文設(shè)計(jì)采用三個(gè)LED燈代替臺(tái)燈。LED燈控制電路設(shè)計(jì)圖如圖2.8所示。圖中單片機(jī)P2.2腳輸出的控制信號(hào)通過三極管9015放大后對(duì)發(fā)光二極管進(jìn)行控制，光的亮暗程度通過PWM方法控制。 圖4-2 LED燈控制電路設(shè)計(jì)4.3 單片機(jī)最小系統(tǒng)單片機(jī)最小系統(tǒng)，

44、或者稱為最小應(yīng)用系統(tǒng)，是指用最少的元件組成的單片機(jī)可以工作的系統(tǒng)。對(duì)51系列單片機(jī)來說，最小系統(tǒng)包括：?jiǎn)纹瑱C(jī)、晶振電路、復(fù)位電路。前面已經(jīng)提到單片機(jī)選用AT89C51。單片機(jī)及外圍電路如圖4-3所示。圖4-3 單片機(jī)最小系統(tǒng) 4.3.1 時(shí)鐘電路 AT89C51內(nèi)部有一個(gè)用于構(gòu)成振蕩器的高增益反相放大器，引腳XTAL1和XTAL2分別是此放大器的輸入端和輸出端。時(shí)鐘可以由內(nèi)部方式產(chǎn)生或外部方式產(chǎn)生。內(nèi)部方式的時(shí)鐘電路如圖4-3（a）所示，在XTAL1和XTAL2引腳上外接定時(shí)元件，內(nèi)部振蕩器就產(chǎn)生自激振蕩。定時(shí)元件通常采用石英晶體和電容組成的并聯(lián)諧振回路。晶體振蕩頻率可以在1.212MHz之間

45、選擇，電容值在530pF之間選擇，電容值的大小可對(duì)頻率起微調(diào)的作用。圖4-4（a）內(nèi)部方式時(shí)鐘電路 圖4-4（b）外部方式時(shí)鐘電路外部方式的時(shí)鐘電路如圖4-4（b）所示，XTAL1接地，XTAL2接外部振蕩器。對(duì)外部振蕩信號(hào)無特殊要求，只要求保證脈沖寬度，一般采用頻率低于12MHz的方波信號(hào)。片內(nèi)時(shí)鐘發(fā)生器把振蕩頻率兩分頻，產(chǎn)生一個(gè)兩相時(shí)鐘P1和P2，供單片機(jī)使用。4.3.2 復(fù)位及復(fù)位電路 （1）復(fù)位操作復(fù)位是單片機(jī)的初始化操作。其主要功能是把PC初始化為0000H，使單片機(jī)從0000H單元開始執(zhí)行程序。除了進(jìn)入系統(tǒng)的正常初始化之外，當(dāng)由于程序運(yùn)行出錯(cuò)或操作錯(cuò)誤使系統(tǒng)處于死鎖狀態(tài)時(shí)，為擺脫困

46、境，也需按復(fù)位鍵重新啟動(dòng)。除PC之外，復(fù)位操作還對(duì)其他一些寄存器有影響，它們的復(fù)位狀態(tài)如表4-1 所示。表4-1 一些寄存器的復(fù)位狀態(tài)寄存器復(fù)位狀態(tài)寄存器復(fù)位狀態(tài)PC0000HTCON00HACC00HTL000HPSW00HTH000HSP07HTL100HDPTR0000HTH100HP0-P3FFHSCON00HIP000000BSBUF不定IE0000000BPCON00000BTMOD00H（2）復(fù)位信號(hào)及其產(chǎn)生RST引腳是復(fù)位信號(hào)的輸入端。復(fù)位信號(hào)是高電平有效，其有效時(shí)間應(yīng)持續(xù)24個(gè)振蕩周期(即二個(gè)機(jī)器周期)以上。若使用頗率為6MHz的晶振，則復(fù)位信號(hào)持續(xù)時(shí)間應(yīng)超過4us才能完成復(fù)

47、位操作。產(chǎn)生復(fù)位信號(hào)的電路邏輯如圖4-5所示。圖4-5 復(fù)位信號(hào)的電路邏輯圖整個(gè)復(fù)位電路包括芯片內(nèi)、外兩部分。外部電路產(chǎn)生的復(fù)位信號(hào)(RST)送至施密特觸發(fā)器，再由片內(nèi)復(fù)位電路在每個(gè)機(jī)器周期的S5P2時(shí)刻對(duì)施密特觸發(fā)器的輸出進(jìn)行采樣，然后才得到內(nèi)部復(fù)位操作所需要的信號(hào)。復(fù)位操作有上電自動(dòng)復(fù)位相按鍵手動(dòng)復(fù)位兩種方式。 上電自動(dòng)復(fù)位是通過外部復(fù)位電路的電容充電來實(shí)現(xiàn)的，其電路如圖4-6(a)所示。這佯，只要電源Vcc的上升時(shí)間不超過1ms，就可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)上電復(fù)位，即接通電源就成了系統(tǒng)的復(fù)位初始化。圖4-6（a）上電復(fù)位 （b）按鍵電平復(fù)位 （c）按鍵脈沖復(fù)位按鍵手動(dòng)復(fù)位有電平方式和脈沖方式兩種。其

48、中，按鍵電平復(fù)位是通過使復(fù)位端經(jīng)電阻與Vcc電源接通而實(shí)現(xiàn)的，其電路如圖4-6(b)所示；而按鍵脈沖復(fù)位則是利用RC微分電路產(chǎn)生的正脈沖來實(shí)現(xiàn)的，其電路如圖4-6(c)所示。上述電路圖中的電阻、電容參數(shù)適用于6MHz晶振，能保證復(fù)位信號(hào)高電平持續(xù)時(shí)間大于2個(gè)機(jī)器周期。本系統(tǒng)的復(fù)位電路采用圖4-6（b）按鍵脈沖復(fù)位方式。5 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)前一章我們對(duì)本系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)原理從整體到部分都進(jìn)行了分析，如果把整個(gè)設(shè)計(jì)比喻為一個(gè)人，那么硬件部分就相當(dāng)于人的軀體而軟件部分才是人的靈魂。要使系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)我們?cè)O(shè)計(jì)的功能，除了硬件部分的設(shè)計(jì)，還要編輯對(duì)應(yīng)的軟件。本章就是在前兩章的系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了相應(yīng)的軟

49、件系統(tǒng)。本系統(tǒng)軟件編輯語言主要采用C語言，編輯環(huán)境為Windows集成開發(fā)環(huán)境，此環(huán)境使用方便，支持單片機(jī)種類更多。5.1 開發(fā)語言簡(jiǎn)介C語言是目前國(guó)際上廣泛流行的一種結(jié)構(gòu)化的程序設(shè)計(jì)語言，它不僅是開發(fā)系統(tǒng)軟件的很好的工具，而且也是開發(fā)應(yīng)用軟件的很好的程序設(shè)計(jì)語言。C語言屬于中級(jí)語言，因?yàn)樗迅呒?jí)語言的先進(jìn)思想與匯編語言的控制和靈活性有機(jī)的結(jié)合起來。另外作為一種結(jié)構(gòu)化語言，它可以把程序模塊化，使大程序的設(shè)計(jì)簡(jiǎn)便，并且它有很好的移植性。用C語言來編寫目標(biāo)系統(tǒng)軟件，會(huì)大大縮短開發(fā)周期，且明顯地增加軟件的可讀性，便于改進(jìn)和擴(kuò)充，以研制出規(guī)模更大、性能更完備的系統(tǒng)。綜合以上C語言特點(diǎn)，用C語言來編輯單片機(jī)程序，更為簡(jiǎn)單、明了、在硬件上也更易于實(shí)現(xiàn)。所以也可以稱C語言是開發(fā)單片機(jī)系統(tǒng)的理想語言，用C語言進(jìn)行AT89C51單片機(jī)程序設(shè)計(jì)是單片機(jī)開發(fā)與應(yīng)用的必然趨勢(shì)。5.2總體程序框圖 圖5-1 整個(gè)系統(tǒng)程序總框圖 5.3主程序流程圖 圖5-2 整個(gè)系統(tǒng)程序流程圖5.4單片機(jī)程序#include#include#include stdio.h#define uint unsigned int#define uchar unsigned charsbit bz=P24;sbit l