1、LEDLED 燈智能控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)燈智能控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn) 摘摘 要要 該 LED 燈智能控制系統(tǒng)采用STC89C52RC單片機(jī)為核心，利用單片機(jī)的 端口分別控制數(shù)碼管和 DS1302 實(shí)時(shí)時(shí)鐘系統(tǒng)、ADC0832,DAC0832 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(chǎng)所用的一些照明燈往往徹夜通明，這不僅浪費(fèi)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(dòng)的深夜讓這些燈自動(dòng)關(guān)掉，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)的開發(fā)背景，意義，并重點(diǎn)介紹了硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì) 的過程。在硬件方面

2、，從元件，模塊，系統(tǒng)逐級(jí)闡述，特別是系統(tǒng)的核心 部分STC89C52RC，并用 ALTIUM DESIGNER 軟件對(duì)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(jī) C 語(yǔ)言編程，利用定時(shí)器中斷控制 標(biāo)準(zhǔn)時(shí)鐘。其中介紹了單片機(jī)仿真軟件 KEIL C51 的使用。 關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞： STC89C52RC 光敏電阻 pwm Abstract This night flare system is an system based on the STC89C52RC monolithic integrated circuit, it makes use of the port of monol

3、ithic integrated to control the LED 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: the aisle way light, the lawn lamp, the advertisement box

4、 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 energy is in short supply, so if we turn off some when ther

5、e 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 the part, the module, the system one by one, especially

6、 the core of the system STC89C52RC,and uses the ALTIUM DESIGNER. 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 programming, uses the timer interrupt control standard c

7、lock. 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： silicon-controlled rectifier STC89C52RC pwm 目目 錄錄 摘摘 要要.I ABSTRACT.II 第一章第一章 緒論緒論.1 1.11.1 課題研究的背景課題研究的背景.1 1 1.21.

8、2 開發(fā)的意義開發(fā)的意義 .1 1 1.31.3 課題研究的方案課題研究的方案 .1 1 第二章第二章 芯片選用說明芯片選用說明.2 2.1 STC89C52RC.2 2.1.1 相關(guān)芯片及其引腳分析.2 2.22.2 ADC0832ADC0832.6 6 2.3DAC08322.3DAC0832 .7 7 2.42.4 LEDLED 數(shù)碼管數(shù)碼管 .1010 2.4.2 LED 數(shù)碼管編碼方式.11 2.4.3 LED 數(shù)碼管顯示方式和典型應(yīng)用電路.12 2.52.5 DS1302DS1302 數(shù)字時(shí)鐘芯片數(shù)字時(shí)鐘芯片 .1313 2.5.1 DS1302 的控制字節(jié).14 2.5.2 數(shù)據(jù)

9、輸入輸出(I/O).14 2.5.3 DS1302 與 CPU 的連接.14 2.62.6 光敏電阻光敏電阻.1515 第三章第三章 方案論證及部分電路分析方案論證及部分電路分析 .1616 3.1.13.1.1 方案論證和比較方案論證和比較.1616 3.23.2 單片機(jī)的最小應(yīng)用系統(tǒng)單片機(jī)的最小應(yīng)用系統(tǒng).1717 3.2.1 單片機(jī)的時(shí)鐘電路.17 3.2.2 復(fù)位電路和復(fù)位狀態(tài).18 3.2.3 總線結(jié)構(gòu).21 3.33.3 標(biāo)準(zhǔn)時(shí)鐘顯示部分設(shè)計(jì)：標(biāo)準(zhǔn)時(shí)鐘顯示部分設(shè)計(jì)： .2222 3.43.4 光敏接收電路光敏接收電路 .2222 3.63.6 接鍵可調(diào)部分接鍵可調(diào)部分 .2626 3

10、.73.7 系統(tǒng)照明系統(tǒng)照明 .2727 第四章第四章 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì).28 總結(jié)總結(jié).33 致致 謝謝.34 參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn):.35 附錄一：原理圖附錄一：原理圖.36 附錄三：附錄三： 程序清單程序清單.39 第一章第一章 緒論緒論 1.11.1 課題研究的背景課題研究的背景 隨著現(xiàn)代科技的飛速發(fā)展，單片機(jī)已經(jīng)在各個(gè)領(lǐng)域得到越來越廣泛的應(yīng)用。單片 機(jī)由于體積小，功耗低兩個(gè)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(jī)的身影。單片機(jī)技術(shù)也隨著集成電路技術(shù)的進(jìn)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(jī)內(nèi)部集成了越來越多的 功

11、能部件，如A/D，D/A，PWM，WATCHDOG，LCD驅(qū)動(dòng)，串行口，大容量FLASH 存儲(chǔ)器等；另一方面在開發(fā)手段上從匯編語(yǔ)言向高級(jí)C語(yǔ)言過度，計(jì)算機(jī)仿真調(diào)試， IAP，ISP技術(shù)的應(yīng)用使單片機(jī)開發(fā)周期大大的縮短，為各類產(chǎn)品更新，軟件的升級(jí)提 供了可靠的技術(shù)保障。在設(shè)計(jì)單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)時(shí)，由于歷史的原因，目前在國(guó)內(nèi)仍然 以8051系列單片機(jī)為主。 作為電子專業(yè)的學(xué)生，非常有必要通過實(shí)際產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和制作，了解現(xiàn)代IT產(chǎn)品 的開發(fā)全流程。全面提高機(jī)，電，光，算知識(shí)的綜合應(yīng)用能力，掌握從系統(tǒng)級(jí)，電路 級(jí)，到芯片級(jí)各個(gè)層次的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)手段?；谏鲜鲈?，選擇此設(shè)計(jì)課題，在此設(shè) 計(jì)過程中，我們將會(huì)用到

12、多門學(xué)科的理論知識(shí)，將對(duì)以前所學(xué)的知識(shí)做一個(gè)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(dòng)手能力， 也是一次很好的實(shí)踐，對(duì)以后的學(xué)習(xí)和工作也會(huì)有所幫助。 1.21.2 開發(fā)的意義開發(fā)的意義 科技的進(jìn)步帶動(dòng)了產(chǎn)品的智能化，單片機(jī)的應(yīng)用更是加快了發(fā)展的步伐，它的應(yīng) 用范圍日益廣泛，已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了計(jì)算機(jī)科學(xué)的領(lǐng)域。小到玩具、信用卡，大到航天器、 機(jī)器人，從實(shí)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(jī),此設(shè)計(jì)正是單片機(jī)的一個(gè)典型應(yīng)用。而此設(shè)計(jì)可以通過實(shí)現(xiàn)智能照明 控制，通過對(duì)環(huán)境有無需要光照的檢測(cè)，由單片機(jī)來控制其反應(yīng)情況，使其變得智能

13、 化，使人的手解放出來，此系統(tǒng)還可以應(yīng)用到道路檢測(cè)，安全巡邏中，能滿足社會(huì)的 需要。 1.31.3 課題研究的方課題研究的方案案 本選題是用單片機(jī)介紹一種使用 STC89C52RC 單片機(jī)制作的夜用照明燈智能控制 器，采用智能節(jié)電工作模式，即在天黑后自動(dòng)開燈，到晚上 0 點(diǎn)后到第二天 6 點(diǎn)根據(jù) 熱釋紅外探測(cè)的周圍環(huán)境有沒有人來控制燈亮并延時(shí)關(guān)閉，由于本系統(tǒng)采用單片機(jī)對(duì) 環(huán)境照度進(jìn)行測(cè)試判斷并進(jìn)行計(jì)算，因此電路能隨著季節(jié)的變化自動(dòng)調(diào)節(jié)每天的開關(guān) 燈的時(shí)間，從而達(dá)到自動(dòng)節(jié)約電能的目的。 第二章第二章 芯片選用及功能闡述芯片選用及功能闡述 2.12.1 STC89C52RCSTC89C52RC 2

14、.1.12.1.1 相關(guān)芯片及其引腳分析相關(guān)芯片及其引腳分析 由于 Intel 公司的單片機(jī)問世早、產(chǎn)品系列齊全、兼容性強(qiáng)，得到了廣泛的應(yīng)用， 目前我國(guó)主要使用 MCS-51 系列的產(chǎn)品，尤以 8031 為多。這是因?yàn)?8031 無片內(nèi) ROM、 應(yīng)用靈活、價(jià)格便宜。MCS-51 是 Intel 公司的 8 位系列單片機(jī)，包括 51 和 52 兩個(gè)子 系列。51 子系列有 8031、8051、8751;52 子系列有 8032、8052。52 子系列的不同在于 它多具有定時(shí)/計(jì)數(shù)器 2 及具有 256B 的內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。 MCS- 51 結(jié)構(gòu)框圖 1）主要性能2 內(nèi)部程序存儲(chǔ)器：4KB 內(nèi)部

15、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器：128B 外部程序存儲(chǔ)器：可擴(kuò)展到 64KB。 外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器：可擴(kuò)展到 64KB。 輸入/輸出口線：32 根（4 個(gè)端口， 每個(gè)端口 8 根） 。 定時(shí)/計(jì)數(shù)器：2 個(gè) 16 位可編程的定時(shí)計(jì)數(shù)器。 串行口：全雙工，二根。 寄存器區(qū)：在內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的 128B 中劃出一部分作為寄存器區(qū)， 分為四個(gè)區(qū)， 每個(gè)區(qū) 8 個(gè)通用寄存器。 中斷源：5 個(gè)中斷源， 2 個(gè)優(yōu)先級(jí)別。 堆棧：最深 128B。 布爾處理機(jī)：即位處理機(jī)， 對(duì)某些單元的某位做單獨(dú)處理。 指 令系統(tǒng)（系統(tǒng)時(shí)鐘為 12MHZ 時(shí)）：大部分指令執(zhí)行時(shí)間為 1us；少部分指令， 執(zhí)行時(shí)間為 2us; 只有乘、除指令的執(zhí)行時(shí)

16、間為 4us。 2) 引腳功能說明 圖 2-2 是 MCS-51 的引腳結(jié)構(gòu)圖，有雙列直插封裝（DIP）方式和方形封裝方式。下面 分別敘述這些引腳的功能。 (1) 主電源引腳 1 VCC：電源端。 2 GND：接地端。 (2) 外接晶體引腳 XTAL1 和 XTAL2 XTAL1：晶體振蕩器接入的一個(gè)引腳。當(dāng)采用外部振蕩器時(shí)，此引腳接地。 XTAL2：晶體振蕩器接入的另一個(gè)引腳。采用外部振蕩器時(shí)，此引腳作為外部振蕩 信號(hào)的輸入端。 (3) 控制或與其他電源復(fù)用引腳 RST，ALE/PROG，EA/Vpp 1 RST：復(fù) 2 位輸 H 入端。當(dāng)振蕩器運(yùn)行時(shí)，3在該引腳上出現(xiàn)兩個(gè)機(jī)器周期的高 電平

17、將使單片機(jī)復(fù) 4位。 5 ALE/PROG：當(dāng)訪問外部存儲(chǔ)器時(shí)，6 ALE（地址鎖存允許）的輸出用于鎖存地址 的低位字節(jié)。即使不 7 訪問外部存儲(chǔ)器，8 ALE 端仍以不 9 變的頻率（此頻率為振蕩 器頻率的 1/6）周期性地出現(xiàn)正脈沖信號(hào)。因此，10它可用作對(duì)外輸出的時(shí)鐘，11 或用于定時(shí)目的。然而 12注意的是：每當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，13 將跳過一 個(gè) ALE 脈沖。在對(duì) Flash 存儲(chǔ)器編程期間，14 該引腳還用于輸入編程脈沖（PROG） 。 如果需要的話，通過對(duì)專用寄存器（SFR）區(qū)中 8EH 單元的 D0 位置數(shù)，可禁止 ALE 操 作。該位置數(shù)后，只有在執(zhí)行一條 MOVX 或

18、 MOVC 指令期間，ALE 才會(huì)被激活。另外，該 引腳會(huì)被微弱拉高，單片機(jī)執(zhí)行外部程序時(shí)，該設(shè)定禁止 ALE 位無效。 PSEN：程序存儲(chǔ)允許（PSEN）輸出是外部程序存儲(chǔ)器的讀選通信號(hào)。當(dāng) 80C51 由 外部程序存儲(chǔ)器取指令（或常數(shù)）時(shí)，每個(gè)機(jī)器周期兩次PSEN有效（即輸出 2 個(gè)脈沖） 。但在此期間內(nèi)，每當(dāng)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：外部訪問允許端。要使 CPU 只訪問外部程序存儲(chǔ)器（地址為 0000HFFFFH） ，則EA端必須保持低電平（接到 GND 端） 。然而要注意的是，如果保密 位 LB1 被編程，復(fù)位時(shí)在內(nèi)部會(huì)鎖存EA端的狀態(tài)。當(dāng)

19、EA端保持高電平（接 Vcc 端）時(shí)， CPU 則執(zhí)行內(nèi)部程序存儲(chǔ)器中的程序。在 Flash 存儲(chǔ)器編程期間，該引腳也用于施加 12V 的編程允許電源 Vpp（如果選用 12V 編程） 。 (4) 輸入/輸出引腳 P0.0P0.7，P1.0P1.7，P2.0P2.7 和 P3.0P3.7。 P0 端口（P0.0P0.7）：P0 是一個(gè) 8 位漏極開路型雙向 I/O 端口。作為輸出口用 時(shí)，每位能以吸收電流的方式驅(qū)動(dòng) 8 個(gè) TTL 輸入，對(duì)端口寫 1 時(shí)，又可作高阻抗輸入 端用。 在訪問外部程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，它是分時(shí)多路轉(zhuǎn)換的地址（低 8 位）/數(shù)據(jù)總線，在 訪問期間激活了內(nèi)部的上拉電阻。在

20、 Flash 編程時(shí)，P0 端口接收指令字節(jié)；而在校驗(yàn) 程序時(shí)，則輸出指令字節(jié)。驗(yàn)證時(shí)，要求外接上拉電阻 P1 端口（P1.0P1.7）：P1 是一個(gè)帶有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 端口。P2 的 輸出緩沖器可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流方式）4 個(gè)輸入口使用時(shí)，因?yàn)橛袃?nèi)部的上拉電阻， 那些被外部信號(hào)拉低的引腳會(huì)輸出一個(gè)電流（IIL） 。在對(duì) Flash 編程和程序校驗(yàn)時(shí)， P1 接收低 8 位地址。 P2 端口（P2.0P2.7）：P2 是一個(gè)帶有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 端口。P2 的輸 出緩沖器可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流方式）4 個(gè) TTL 輸入。對(duì)端口寫 1 時(shí)，通過內(nèi)部的上 拉

21、電阻把端口拉到高電位，這時(shí)可用作輸入口。P2 作輸入口使用時(shí)，因?yàn)橛袃?nèi)部的上 拉電阻，那些被外部信號(hào)拉低的引腳會(huì)輸出一個(gè)電流（IIL） 。 在訪問外部程序存儲(chǔ)器和 16 位地址的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（如執(zhí)行 MOVXDPTR 指令）時(shí)， P2 送出高 8 位地址。在訪問 8 位地址的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（如執(zhí)行 MOVXRI 指令）時(shí)， P2 口引腳上的內(nèi)容（就是專用寄存器（SFR）區(qū)中 P2 寄存器的內(nèi)容） ，在整個(gè)訪問期間 不會(huì)改變。 在對(duì) Flash 編程和程序校難期間，P2 也接收高位地址和一些控制信號(hào)。 P3 端口（P3.0P3.7）：P3 是一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 端口。P3

22、 的輸 出緩沖器可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流方式）4 個(gè) TTL 輸入。對(duì)端口寫 1 時(shí)，通過內(nèi)部的上 拉電阻把端口拉到高電位，這時(shí)可用作輸入口。P3 作輸入口使用時(shí)，因?yàn)橛袃?nèi)部的上 拉電阻，那些被外部信號(hào)拉低的引腳會(huì)輸出一個(gè)電流（IIL） 。在 STC89C52RC 中，P3 端 口還用于一些復(fù)用功能。 復(fù)用功能如表 2-1 所列。在對(duì) Flash 編程或程序校驗(yàn)地，P3 還接收一些控制信號(hào)。 表 2-1 P3 各端口引腳與復(fù)用功能表 端口引腳復(fù)用功能 P3.0RXD（串行輸入口） P3.1TXD（串行輸出口） P 3.2INTO（外部中斷 0） P 3.31INT （外部中斷 1） P3.4T0

23、（定時(shí)器 0 的外部輸入） P 3.5T1（定時(shí)器 1 的外部輸入） P 3.6WR（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通） P 3.7 RD（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通） MCS-51 的引腳結(jié)構(gòu) 2.22.2 ADC0832ADC0832 的功能及設(shè)置說明的功能及設(shè)置說明 ADC0832 是美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的一種 8 位分辨率、雙通道 A/D 轉(zhuǎn)換芯片。由于 它體積小，兼容性，性價(jià)比高而深受單片機(jī)愛好者及企業(yè)歡迎，其目前已經(jīng)有很高的 普及率。學(xué)習(xí)并使用 ADC0832 可是使我們了解 A/D 轉(zhuǎn)換器的原理，有助于我們單片機(jī) 技術(shù)水平的提高。 C S 1 C H0 2 C H1 3 GND 4 DI 5 D

24、O 6 C LK 7 VC C 8 U4 ADC 0832C C N ADC0808 管腳圖 8 位分辨率； 雙通道 A/D 轉(zhuǎn)換； 輸入輸出電平與 TTL/CMOS 相兼容； 5V 電源供電時(shí)輸入電壓在 05V 之間； 工作頻率為 250KHZ，轉(zhuǎn)換時(shí)間為 32S； 一般功耗僅為 15mW； 8P、14PDIP（雙列直插）、PICC 多種封裝； 商用級(jí)芯片溫寬為 0C to +70C，工業(yè)級(jí)芯片溫寬為40C to +85C； 芯片接口說明： CS_ 片選使能，低電平芯片使能。 CH0 模擬輸入通道 0，或作為 IN+/-使用。 CH1 模擬輸入通道 1，或作為 IN+/-使用。 GND 芯片

25、參考 0 電位（地）。 DI 數(shù)據(jù)信號(hào)輸入，選擇通道控制。 DO 數(shù)據(jù)信號(hào)輸出，轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)輸出。 CLK 芯片時(shí)鐘輸入。 Vcc/REF 電源輸入及參考電壓輸入（復(fù)用）。 ADC0832 為 8 位分辨率 A/D 轉(zhuǎn)換芯片，其最高分辨可達(dá) 256 級(jí)，可以適應(yīng)一 般的模擬量轉(zhuǎn)換要求。其內(nèi)部電源輸入與參考電壓的復(fù)用，使得芯片的模擬電壓輸入 在 05V 之間。芯片轉(zhuǎn)換時(shí)間僅為 32S，據(jù)有雙數(shù)據(jù)輸出可作為數(shù)據(jù)校驗(yàn)，以減少數(shù) 據(jù)誤差，轉(zhuǎn)換速度快且穩(wěn)定性能強(qiáng)。獨(dú)立的芯片使能輸入，使多器件掛接和處理器控 制變的更加方便。通過 DI 數(shù)據(jù)輸入端，可以輕易的實(shí)現(xiàn)通道功能的選擇。 2.3.32.3.3 ADC0

26、832ADC0832 的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和時(shí)序圖：的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和時(shí)序圖： 工作時(shí)序圖： 由時(shí)序圖知 ADC0832 的工作過程如下： 正常情況下 ADC0832 與單片機(jī)的接口應(yīng)為 4 條數(shù)據(jù)線，分別是 CS、CLK、DO、DI。但由于 DO 端與 DI 端在通信時(shí)并未同時(shí)有效并與單片機(jī)的接口 是雙向的，所以電路設(shè)計(jì)時(shí)可以將 DO 和 DI 并聯(lián)在一根數(shù)據(jù)線上使用。當(dāng) ADC0832 未工作時(shí)其 CS 輸入端應(yīng)為高電平，此時(shí)芯片禁用，CLK 和 DO/DI 的電平可任意。當(dāng) 要進(jìn)行 A/D 轉(zhuǎn)換時(shí)，須先將 CS 使能端置于低電平并且保持低電平直到轉(zhuǎn)換完全結(jié)束。 此時(shí)芯片開始轉(zhuǎn)換工作，同時(shí)由處理器向芯片時(shí)

27、鐘輸入端 CLK 輸入時(shí)鐘脈沖，DO/DI 端則使用 DI 端輸入通道功能選擇的數(shù)據(jù)信號(hào)。在第 1 個(gè)時(shí)鐘脈沖的下沉之前 DI 端必 須是高電平，表示啟始信號(hào)。在第 2、3 個(gè)脈沖下沉之前 DI 端應(yīng)輸入 2 位數(shù)據(jù)用于選 擇通道功能，其功能項(xiàng)見官方資料。程序如下： ;ADC0832 簡(jiǎn)單測(cè)試(改) A_0832_CS EQU P1.0 ;CS A_0832_CLK EQU P1.1 ;CLK A_0832_DI EQU P1.2 ;DI A_0832_D EQU P1.3 ;DO A_0832_T EQU 40H ;讀取時(shí)的脈沖計(jì)數(shù) A_0832_DA EQU 41H ;數(shù)據(jù)所存位置 ORG

28、 0 LJMP MAIN ORG 30H MAIN: LCALL ADC_RD MOV A,A_0832_DA AJMP $ ADC_RD: MOV A_0832_T,#8 CLR A_0832_CLK CLR A_0832_CS SETB A_0832_DI ;START SETB A_0832_CLK ;第一個(gè)上升沿 NOP NOP NOP CLR A_0832_CLK NOP NOP SETB A_0832_DI ;選擇 CH1,通過組合選取通道 (SGL/DIF) NOP SETB A_0832_CLK ;第二個(gè)上升沿 NOP NOP NOP CLR A_0832_CLK NOP NO

29、P SETB A_0832_DI ;選擇 CH1,通過組合選取通道 (ODD/SIGN) NOP SETB A_0832_CLK ;第三個(gè)上升沿 NOP NOP NOP CLR A_0832_CLK ;首個(gè)下降沿 NOP NOP NOP SETB A_0832_CLK NOP NOP A_0832_RD: ;讀取前,8 位 CLR A_0832_CLK NOP NOP NOP SETB A_0832_CLK MOV C,A_0832_D RLC A DJNZ A_0832_T,A_0832_RD MOV A_0832_DA,A RR A MOV A_0832_T,#7 A_0832_RD1:

30、;讀后 7 位,+前 1 位 CLR A_0832_CLK NOP NOP NOP SETB A_0832_CLK MOV C,A_0832_D RRC A DJNZ A_0832_T,A_0832_RD1 CJNE A,A_0832_DA,ADC_RD SETB A_0832_CS RET END 2.42.4 LEDLED 數(shù)碼管數(shù)碼管 LED 數(shù)碼管是由發(fā)光二極管作為顯示字段的數(shù)碼型顯示器件。圖 4-3a 為 0.5inLED 數(shù)碼管的外形和引腳圖，其中七只發(fā)光二極管分別對(duì)應(yīng) ag 筆段構(gòu)成“ ”字形另一只 發(fā)光二極管 Dp 作為小數(shù)點(diǎn)。因此這種 LED 顯示器稱為七段數(shù)碼管或八段數(shù)碼管

31、。 圖 4-3 LED 數(shù)碼管 LED 數(shù)碼管按電路中的連接方式可以分為共陰型和共陽(yáng)型兩大類，如圖 4-3 示 b、c 所 示。共陽(yáng)型是將各段發(fā)光二極管的正極連在一起，作為公共端 COM，公共端 COM 接高電 平，ag、Dp 各筆段通過限流電阻接控制端。某筆段控制端低電平時(shí)，該筆段發(fā)光，高 電平時(shí)不發(fā)光?？刂七@幾段筆段發(fā)光，就能顯示出某個(gè)數(shù)碼或字符。共陰型是將各數(shù) 碼發(fā)光二極管的負(fù)極連在一起，作為公共端 COM 接地，某筆段通過限流電阻接高電平 時(shí)發(fā)光。 LED 數(shù)碼管按其外形尺寸有多種形式，使用較多的是 0.5in 和 0.8in；按顯示顏色也有 多種形式，主要有紅色和綠色；按亮度強(qiáng)弱可分

32、為高亮和普亮，指通過同樣的電流顯 示亮度不一樣，這是因發(fā)光二極管的材料不一樣而引起的。 LED 數(shù)碼管的使用與發(fā)光二極管相同，根據(jù)其材料不同正向壓降一般為 1.52V 額定電 流為 10mA，最大電流為 40mA。靜態(tài)顯示時(shí)取 10mA 為宜，動(dòng)態(tài)掃描顯示可加大，加大 脈沖電流，但一般不超過 40mA。 2.4.22.4.2 LEDLED 數(shù)碼管編碼方式數(shù)碼管編碼方式 當(dāng) LED 數(shù)碼管與單片機(jī)相連時(shí)，一般將 LED 數(shù)碼管的各筆段引腳 a、b、g、Dp 按 某一順序接到 MCS51 型單片機(jī)某一個(gè)并行 I/O 口 D0、D1、D7，當(dāng)該 I/O 口輸出 某一特定數(shù)據(jù)時(shí)，就能使 LED 數(shù)碼管

33、顯示出某個(gè)字符。例如要使共陽(yáng)極 LED 數(shù)碼管顯 示“0” ，則 a、b、c、d、e、f 各筆段引腳為低電平，g 和 Dp 為高電平， 。 表 4-2 共陽(yáng)極 LED 數(shù)碼管顯示數(shù)字“0”時(shí)各管段編碼 D7D6D5D4D3D2D1D0字段碼顯示數(shù) Dpgfedcba 11000000C0H0 C0H 稱為共陽(yáng)極 LED 數(shù)碼管顯示“0”的字段碼，不計(jì)小數(shù)點(diǎn)的字段碼稱為七段碼，包 括小數(shù)點(diǎn)的字段稱為八段碼。 LED 數(shù)碼管編碼方式有多種，按小數(shù)點(diǎn)計(jì)否可分為七段碼和八段碼；按共陰共陽(yáng)可分為 共陰字段碼和共陽(yáng)字段碼，不計(jì)小數(shù)點(diǎn)的共陰字段碼與共陽(yáng)字段碼互為反碼；按 a、b、g、Dp 編碼順序是高位在前

34、，還是低位在前，又可分為順序字段碼和逆序字 段碼。甚至在某些特殊情況下將 a、b、g、Dp 順序打亂編碼。表 4-2 為共陰和共 陽(yáng) LED 數(shù)碼管幾種八段編碼表。15 表 4-3 共陰和共陽(yáng) LED 數(shù)碼管幾種八段編碼 共陰順序小數(shù)點(diǎn)暗共陰逆序小數(shù)點(diǎn)暗 Dp g f e d c b a 16 進(jìn)制a b c d e f g dp 16 進(jìn)制 共陽(yáng)順序 小數(shù)點(diǎn)亮 共陽(yáng)順序 小數(shù)點(diǎn)暗 00 0 1 1 1 1 1 1 3FH1 1 1 1 1 1 0 0 FCH40HC0 H 10 0 0 0 0 1 1 0 06H0 1 1 0 0 0 0 0 60H79HF9 H 20 1 0 1 1 0

35、1 1 5BH1 1 0 1 1 0 1 0 DAH24HA4 H 30 1 0 0 1 1 1 1 4FH1 1 1 1 0 0 1 0 F2H30HB0 H 40 1 1 0 0 1 1 0 66H0 1 1 0 0 1 1 0 66H19 H99 H 50 1 1 0 1 1 0 1 6DH1 0 1 1 0 1 1 0 B6H12 H92 H 60 1 1 1 1 1 0 1 7DH1 0 1 1 1 1 1 0 BEH02 H82 H 70 0 0 0 0 1 1 1 07H1 1 1 0 0 0 0 0 E0H78 HF8 H 80 1 1 1 1 1 1 1 7FH1 1 1 1

36、 1 1 1 0 FEH00 H80 H 90 1 1 0 1 1 1 1 6FH1 1 1 1 0 1 1 0 F6H10 H90 H 2.4.32.4.3 LEDLED 數(shù)碼管顯示方式和典型應(yīng)用電路數(shù)碼管顯示方式和典型應(yīng)用電路 LED 數(shù)碼管顯示電路在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中可分為靜態(tài)顯示方式和動(dòng)態(tài)顯示方式。 靜態(tài)顯示方式 在靜態(tài)顯示方式下，每一位顯示器的字段需要一個(gè) 8 位 I/O 口控制，而且該 I/O 口須 有鎖存功能，N 位顯示器就需要 N 個(gè) 8 位 I/O 口，公共端可直接接+5V（共陽(yáng)）或接地 （共陰） 。顯示時(shí)，每一位字段碼分別從 I/O 控制口輸出，保持不變直至 CPU 刷新顯示

37、 為止。也就是各字段的亮滅狀態(tài)不變。靜態(tài)顯示方式編程較簡(jiǎn)單，但占用 I/O 口線多， 即軟件簡(jiǎn)單、硬件成本高，一般適用顯示位數(shù)較少的場(chǎng)合。 動(dòng)態(tài)掃描顯示方式 當(dāng)要求顯示位數(shù)較多時(shí)，為簡(jiǎn)化電路、降低硬件成本，常采用動(dòng)態(tài)掃描顯示電路。所 謂動(dòng)態(tài)掃描顯示電路是將顯示各位的所有相同字段線連在一起，每一位的 a 段連在一 起，b 段連在一起g 段連在一起，共 8 段，由一個(gè) 8 位 I/O 口控制，而每一位的公共 端（共陽(yáng)或共陰 COM）由另一個(gè) I/O 口控制，如圖 4-4 所示。這種連接方式由于將多位 字段線連在一起，當(dāng)輸出字段碼時(shí)，由于多門同時(shí)選通，每一位將顯示相同的內(nèi)容。 因此要顯示不同的內(nèi)容，

38、必須采取輪流顯示的方式。即在某一瞬間時(shí)，只讓某一位的 字位線處于選通狀態(tài)（共陰極 LED 數(shù)碼管為低電平，共陽(yáng)極為高電平） ，其他各位的字 位線處于開斷狀態(tài)，同時(shí)字段線上輸出這一位相應(yīng)要顯示字符的字段碼。在這一瞬時(shí)， 只有這一位在顯示，其他幾位暗。同樣在下一瞬時(shí)，單獨(dú)顯示下一位，這樣依次輪流 顯示，循環(huán)掃描。由于人的視覺滯留效應(yīng)，人們看到的是多位同時(shí)穩(wěn)定顯示。 、圖 4-4 動(dòng)態(tài)顯示 LED 數(shù)碼管連接方式 2.52.5 DS1302DS1302 數(shù)字時(shí)鐘芯片數(shù)字時(shí)鐘芯片 DS1302 是美國(guó) DALLAS 公司推出的一種高性能、低功耗、帶 RAM 的實(shí)時(shí)時(shí)鐘 電路，它可以對(duì)年、月、日、周日、

39、時(shí)、分、秒進(jìn)行計(jì)時(shí)，具有閏年補(bǔ)償功能，工作 電壓為 2.5V5.5V。采用三線接口與 CPU 進(jìn)行同步通信，并可采用突發(fā)方式一次傳送 多個(gè)字節(jié)的時(shí)鐘信號(hào)或 RAM 數(shù)據(jù)。DS1302 內(nèi)部有一個(gè) 318 的用于臨時(shí)性存放數(shù)據(jù) 的 RAM 寄存器。DS1302 是 DS1202 的升級(jí)產(chǎn)品，與 DS1202 兼容，但增加了主電源/ 后背電源 雙電源引腳，同時(shí)提供了對(duì)后背電源進(jìn)行涓細(xì)電流充電的能力。 DS1302 的引腳排列,其中 Vcc1 為后備電源，VCC2 為主電源。在主電源關(guān)閉的情 況下，也能保持時(shí)鐘的連續(xù)運(yùn)行。DS1302 由 Vcc1 或 Vcc2 兩者中的較大者供電。當(dāng) Vcc2 大

40、于 Vcc10.2V 時(shí)，Vcc2 給 DS1302 供電。當(dāng) Vcc2 小于 Vcc1 時(shí)，DS1302 由 Vcc1 供電。X1 和 X2 是振蕩源，外接 32.768kHz 晶振。RST 是復(fù)位/片選線，通過把 RST 輸入驅(qū)動(dòng)置高電平來啟動(dòng)所有的數(shù)據(jù)傳送。RST 輸入有兩種功能：首先，RST 接 通控制邏輯，允許地址/命令序列送入移位寄存器；其次，RST 提供終止單字節(jié)或多字 節(jié)數(shù)據(jù)的傳送手段。當(dāng) RST 為高電平時(shí)，所有的數(shù)據(jù)傳送被初始化，允許對(duì) DS1302 進(jìn)行操作。如果在傳送過程中 RST 置為低電平，則會(huì)終止此次數(shù)據(jù)傳送，I/O 引腳變 為高阻態(tài)。上電運(yùn)行時(shí)，在 Vcc2.0

41、V 之前，RST 必須保持低電平。只有在 SCLK 為低 電平時(shí)，才能將 RST 置為高電平。I/O 為串行數(shù)據(jù)輸入輸出端(雙向)，后面有詳細(xì)說明。 SCLK 為時(shí)鐘輸入端。 下圖為 DS1302 的引腳功能圖： 2.5.12.5.1 DS1302DS1302 的控制字節(jié)的控制字節(jié) DS1302 的控制字最高有效位(位 7)必須是邏輯 1，如果它為 0，則不能把數(shù)據(jù)寫入 DS1302 中，位 6 如果為 0，則表示存取日歷時(shí)鐘數(shù)據(jù)，為 1 表示存取 RAM 數(shù)據(jù);位 5 至位 1 指示操作單元的地址;最低有效位(位 0)如為 0 表示要進(jìn)行寫操作，為 1 表示進(jìn)行 讀操作，控制字節(jié)總是從最低位

42、開始輸出。 2.5.22.5.2 數(shù)據(jù)輸入輸出數(shù)據(jù)輸入輸出(I/O)(I/O) 在控制指令字輸入后的下一個(gè) SCLK 時(shí)鐘的上升沿時(shí)，數(shù)據(jù)被寫入 DS1302，數(shù)據(jù) 輸入從低位即位 0 開始。同樣，在緊跟 8 位的控制指令字后的下一個(gè) SCLK 脈沖的下 降沿讀出 DS1302 的數(shù)據(jù)，讀出數(shù)據(jù)時(shí)從低位 0 位到高位 7。 DS1302 有 12 個(gè)寄存器，其中有 7 個(gè)寄存器與日歷、時(shí)鐘相關(guān)，存放的數(shù)據(jù)位為 BCD 碼形式,其日歷、時(shí)間寄存器及其控制字見表 1。 此外，DS1302 還有年份寄 存器、控制寄存器、充電寄存器、時(shí)鐘突發(fā)寄存器及與 RAM 相關(guān)的寄存器等。時(shí)鐘突 發(fā)寄存器可一次性

43、順序讀寫除充電寄存器外的所有寄存器內(nèi)容。 DS1302 與 RAM 相 關(guān)的寄存器分為兩類：一類是單個(gè) RAM 單元，共 31 個(gè)，每個(gè)單元組態(tài)為一個(gè) 8 位的 字節(jié)，其命令控制字為 C0HFDH，其中奇數(shù)為讀操作，偶數(shù)為寫操作；另一類為突 發(fā)方式下的 RAM 寄存器，此方式下可一次性讀寫所有的 RAM 的 31 個(gè)字節(jié)，命令控 制字為 FEH(寫)、FFH(讀)。 DS1302 與 CPU 的連接需要三條線，即 SCLK(7)、I/O(6)、RST(5)。圖 3 示出 DS1302 與 89C2051 的連接圖，其中，時(shí)鐘的顯示用 LCD。 2.5.32.5.3 DS1302DS1302 與

44、與 CPUCPU 的連接的連接 實(shí)際上，在調(diào)試程序時(shí)可以不加電容器，只加一個(gè) 32.768kHz 的晶振即可。只是 選擇晶振時(shí)，不同的晶振，誤差也較大。 2.62.6 光敏電阻光敏電阻 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）。 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）內(nèi)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)。一般

45、光敏電阻器結(jié)構(gòu)如圖所 示。本電路采用3K5M 的光敏電阻。 2.72.7 74HC13874HC138 74HC138 是一款高速 CMOS 器件，74HC138 引腳兼容低功耗肖特基 TTL（LSTTL）系列。 74HC138 譯碼器可接受 3 位二進(jìn)制加權(quán)地址輸入（ A0, A1 和 A2） ，并當(dāng)使能時(shí)，提供 8 個(gè)互斥的低有效輸出（ Y0 至 Y7） 。 74HC138 特有 3 個(gè)使能輸入端：兩個(gè)低有效（ E1 和 E2）和一個(gè)高有效 （E3） 。除非 E1 和 E2 置低且 E3 置高，否則 74HC138 將保持所有輸出 為高。利用這種復(fù)合使能特性，僅需 4 片 74HC138

46、芯片和 1 個(gè)反相器， 即可輕松實(shí)現(xiàn)并行擴(kuò)展，組合成為一個(gè) 1-32（5 線到 32 線）譯碼器。 任選一個(gè)低有效使能輸入端作為數(shù)據(jù)輸入，而把其余的使能輸入端作為 選通端，則 74HC138 亦可充當(dāng)一個(gè) 8 輸出多路分配器，未使用的使能 輸入端必須保持綁定在各自合適的高有效或低有效狀態(tài)。 功功能能 CD74HC138 ，CD74HC238 和 CD74HCT138 ， CD74HCT238 是高速硅柵 CMOS 解碼器，適合內(nèi)存地址解碼或數(shù)據(jù)路 由應(yīng)用。74HC138 作用原理于高性能的存貯譯碼或要求傳輸延遲時(shí)間 短的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng) ,在 高性能存貯器系統(tǒng)中 ,用這種譯碼器可以提高譯 碼系統(tǒng)的

47、效率。將快速賦能電路用于高速存貯器時(shí) ,譯碼器的延遲時(shí)間 和存貯器的賦能時(shí)間通常小于存貯器的典型存取時(shí)間 ,這就是說由肖特 基鉗位的系統(tǒng)譯碼器所引起的有效系統(tǒng)延遲可以忽略不計(jì)。 HC138 按 照三位二進(jìn)制輸入碼和賦能輸入條件 ,從 8 個(gè)輸出端中譯出一個(gè) 低電 平輸出。兩個(gè)低電平有效的賦能輸入端和一個(gè)高電平有效的賦能輸入端 減少了擴(kuò)展所需要的外接門或倒相器 ,擴(kuò)展成 24 線譯碼器不需外接門 ; 擴(kuò)展成 32 線譯碼器,只需要接一個(gè)外接倒相器。在解調(diào)器應(yīng)用中 ,賦能 輸入端可用作數(shù)據(jù)輸入端。 譯譯碼碼/真真值值表表 第三章第三章 方案論證及部分電路分析方案論證及部分電路分析 3.1.13.1.1 方案論證和比較方案論證和比較 采用 STC89C52RC 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: 本設(shè)計(jì)采用光敏電阻測(cè)試環(huán)境亮度經(jīng)放大后通過 ADC0808 轉(zhuǎn)換成數(shù)字信息傳送到 STC89C52RC 單片