基于單片機(jī)的光控路燈系統(tǒng)-物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用畢業(yè)設(shè)計(jì)

xxx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)：教育質(zhì)量管理體系質(zhì)量記錄編號(hào)：生效日期：系（分院）：電信學(xué)院學(xué)生姓名：xx學(xué)號(hào)：xxxx 指導(dǎo)教師：xx2016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)在已有的光控開關(guān)外，還有微波感應(yīng)開關(guān)和熱釋遠(yuǎn)紅外感應(yīng)開關(guān)。目前，微波感應(yīng)開關(guān)的抗干擾性能尚不理想，紅外感應(yīng)開關(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)在相稱一段時(shí)期內(nèi)，光控延時(shí)開關(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，白天光線強(qiáng)，路燈不亮，只有光線暗時(shí)，觸發(fā)路燈亮，并且燈點(diǎn)亮一定時(shí)間后，自動(dòng)熄滅。通過光控路燈延時(shí)開關(guān)的設(shè)計(jì)與制作，收集用于完成光控路燈延時(shí)開關(guān)設(shè)計(jì)與制作所需的相關(guān)資料。按照要求制作開關(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AbstractIntheonehundredyearsoftheworldradiotechnologyhasbeenwidelycirculated,radiocommunicationtechnologyandthebasicuseof.Radioandradiofromthebeginning,andnowhasbeendevelopedtosatelliteandmicrowavecommunications,aswellasuniversalaccesstotheworld,almosteveryonehasapersonalmobilecommunications,wirelessnetworks,GPS,etc..People'sproductionandlifestylehasbeengreatlychangedbythewirelesscommunicationtechnology,thegoaloftheinformationsocietyistorelyontherealizationofwirelesscommunication.However,thetransmissionofwirelesscommunicationisaweakelectricalsignal,butnotthepowerofthelargerpower.Manyportablemobileproductsmakeorregularcharging,somanyportablemobileproductsmustalsoleaveavarietyofdifferentchargingsocketandachargingconnectioncable.Sonowmanyelectronicproductsneeddustproofandwaterprooftechnologyisdifficulttoachievefullclosure,andthedifferentmanufacturerscharginginterfaceandthechargerisverydifficulttogeneral.Ifyouwanttoremovetheconnectionlineandtheinterfaceoftheseelectronicproductscompletely,carryingmobileproductstypealsocangetthereallinepleaseboundcharge.Thedesignalsomakesiteasytoachievesealingandwaterproofchange.Toachievethisgoalthatrequiresradiotechnologycanrealizewirelesstransmissionwithpower.Thispaperdesignsawirelessenergytransfercharger,wirelesschargerisakindofsimpleandpractical,itisthepowerthroughthecoiltowirelesslytransmittotheLEDlamporthebattery,givethempower.Thedesignofthewirelesspowertransmissioniscomposedofelectricpowerreceivingmoduleandpowertransmissionmoduleiscomposedoftwoparts,cansupplypowertotheLEDlamporthebatteryintherangeof0-5cm.AndthroughtheMCU,ADreceivercircuittomeasurethepower,voltage,currentandotherdata.Keywords:singlechipwirelesspowersupplycoil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?32.2實(shí)際電路 52.3光控?zé)舻膶?shí)現(xiàn) 72.4設(shè)計(jì)中主要解決的問題和措施 9第三章硬件部分 103.1材料分析 103.1.1光敏電阻 103.1.251單片機(jī) 12第四章設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn) 154.151單片機(jī)系統(tǒng)及功能實(shí)現(xiàn) 154.2整個(gè)系統(tǒng)的電路原理圖 154.3主要部分功能介紹 164.3.1光控部分 164.4.2聲控部分 16第五章系統(tǒng)程序和電路設(shè)計(jì) 185.1程序設(shè)計(jì)流程圖 185.2單片機(jī)控制程序 195.3系統(tǒng)電路設(shè)計(jì) 19謝辭 20參考文獻(xiàn) 21緒論紅外線技術(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)用紅外線技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)車輛測(cè)速、探測(cè)等研究。紅外線應(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的光源干擾。外界光源的干擾成為紅外線應(yīng)用于野外的瓶頸。針對(duì)此問題，這里提出一種紅外線測(cè)速傳感器設(shè)計(jì)方案，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)線下料的速度稱量等工業(yè)生產(chǎn)中需要測(cè)量速度的環(huán)節(jié)。紅外線對(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)紅外線接收管產(chǎn)生干擾的紅外線，該光線能夠?qū)⒓t外線接收二極管導(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)是用紅外線為介質(zhì)的測(cè)量系統(tǒng)，按照功能能夠分成五類：（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。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，接線簡(jiǎn)樸、安裝方便，是公共場(chǎng)所照明開關(guān)的理想選擇，被人們譽(yù)為“長(zhǎng)明燈的克星”。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年代就開始從事智能照明系統(tǒng)的開發(fā)與應(yīng)用，如今己經(jīng)開發(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、德國(guó)ABB公司基于I-BUS總線、邦奇（Dynalite）基于Dynet總線協(xié)議、Philips基于DALL協(xié)議、日本松下基于HBS的協(xié)議以及X-10的電力線載波協(xié)議的路燈智能控制與管理系統(tǒng)。采用無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的智能燈光控制系統(tǒng)產(chǎn)品最近也相繼問世。無線網(wǎng)格技術(shù)方案與電力線載波方案一樣，由于沒有專用的網(wǎng)絡(luò)線，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，使用靈活方便，同時(shí)也降低了用戶的總體成本。目前新加坡、法國(guó)、美國(guó)、德國(guó)和瑞士等國(guó)，都是通過電腦來制定一個(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、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。由于沒有遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集和通訊功能，無法實(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、夜間巡燈來獲得，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，很難滿足現(xiàn)在高亮燈率的要求。為了克服這一缺點(diǎn)，從九十年代開始將監(jiān)控技術(shù)應(yīng)用于城市道路照明領(lǐng)域。經(jīng)過十幾年的發(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]。設(shè)計(jì)方案及論證2.1光控?zé)舻脑硪O(shè)計(jì)光控?zé)簦紫纫莆展饷綦娮璧奶匦?，光敏電阻又稱光導(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)可見光（0.4~0.76）μm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1.42.3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，無光照射時(shí)阻值大約在3M左右，所以用R3、R4和一個(gè)開關(guān)來代替光敏電阻，當(dāng)開關(guān)撥向阻值在R3時(shí)（無光照射時(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，畫出PCB圖，如圖1.4然后印制電路板、打孔、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)中主要解決的問題和措施本設(shè)計(jì)的主要問題有：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)管的通斷來間接控制路燈開關(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線通信模塊TC35T采集數(shù)據(jù)來監(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]。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)光敏電阻又稱光導(dǎo)管，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，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（可見光）的強(qiáng)弱變化而變化，在黑暗條件下，它的阻值（暗阻）可達(dá)1~10兆歐，在強(qiáng)光條件（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)可見光（0.4~0.76）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。設(shè)計(jì)光控電路時(shí)，都用白熾燈泡（小電珠）光線或自然光線作控制光源，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敏層、玻璃基片（或樹脂防潮膜）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，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，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，受到波長(zhǎng)的光線照射時(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)①亮電阻（kΩ）：指光敏電阻器受到光照射時(shí)的電阻值。②暗電阻(MΩ)：指光敏電阻器在無光照射（黑暗環(huán)境）時(shí)的電阻值。③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④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)所通過的電流。⑤暗電流(mA)：指在無光照射時(shí)，光敏電阻器在規(guī)定的外加電壓下通過的電流。⑥時(shí)間常數(shù)（s）：指光敏電阻器從光照躍變開始到穩(wěn)定亮電流的63%時(shí)所需的時(shí)間。⑦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]

。⑧靈敏度：指光敏電阻器在有光照射和無光照射時(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)中是用來提供模擬電壓的，通過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：光敏電阻又稱光導(dǎo)管，它幾乎都是用半導(dǎo)體材料制成的光電器件。光敏電阻沒有極性，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。3.1.251單片機(jī)51單片機(jī)是對(duì)所有兼容Intel8031指令系統(tǒng)的單片機(jī)的統(tǒng)稱。該系列單片機(jī)的始祖是Intel的8031單片機(jī)，后來隨著Flashrom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·111條指令，大部分為單字節(jié)指令·21個(gè)專用寄存器·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·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6M—12M。（3）功能特性1，可以仿真63K程序空間,接近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keilC51UV2調(diào)試環(huán)境,可以通過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，可選使用用戶晶振，支持0－40MHZ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)300-38400bps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板中.插入時(shí)緊貼用戶板,沒有連接電纜,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KeilC(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)器2可供用戶使用。（5）使用方法1．將仿真器插入需仿真的用戶板的CPU插座中，仿真器由用戶板供電；2．將仿真器的串行電纜和PC機(jī)接好，打開用戶板電源；3．通過Keil

C的IDE

開發(fā)仿真環(huán)境UV2下載用戶程序進(jìn)行仿真、調(diào)試。設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)4.151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。打開電源，給系統(tǒng)提供電源，此時(shí)指示燈亮。加載程序，將已寫好的程序（仿真正確的程序）下載到單片機(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。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)。聲控功能的調(diào)試，駐極體話筒會(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)度的升高而變小，當(dāng)白天光照強(qiáng)度很強(qiáng)（0-100lx左右