基于51单片机智能光控节能灯的设计毕业论文(设计)(编辑修改稿)

基于51单片机智能光控节能灯的设计毕业论文(设计)(编辑修改稿)内容摘要：

编程 Flash存储器 ，德州学院 机电工程系 2020 届 自动化专业 毕业论文（设计） 4 与工业 80C51产品指令和引脚完全兼容。 AT89S52具有以下标准功能： 8k字节 Flash， 256字节 RAM， 32位 I/O口线， 2个数据指针，三个 16位定时器 /计数器，一个 6向量 2级中断结构，看门狗定时器，全双工串行口，片内晶振及时钟电路。 另外 ， AT89S52可降至 0Hz静态逻辑操作，支持 2种软件可选择节电模式 [6]。 图 1 AT89S52 引脚图 如图 1 所示为 AT89S52 的引脚图 ,各管脚功能如下 : VCC： AT89S52 电源正端输入，接 +5V。 VSS：电源地端。 XTAL1：单芯片系统时钟的反相放大器输入端。 XTAL2：系统时钟的反相放大器输出端。 RST： AT89S52 的重置引脚，高电平动作，当要对晶片重置时，只要对此引脚电平提升至高电平并保持两个机器周期以上的时间， AT89S51 便能完成系统重置的各项动作。 ALE/PROG：表示地址锁存器启用信号。 P0：端口 0 是一个 8 位漏极开路双向输入输出端口。 P0 在当做 I/O 用时可以推动 8 个LS 的 TTL 负载。 P1：端口 1 也是具有内部提升电路的双向 I/O 端口，其输出缓冲器可以推动 4 个 LS TTL负载，同样地若将端口 1 的输出设为高电平，便是由此端口来输入数据。 P1 端口的第二功能如下表 1 所示： 德州学院 机电工程系 2020 届 自动化专业 毕业论文（设计） 5 表 1 P1 端口的第二功能 引脚号 第二功能 T2（定时器 /计数器 T2的外部计数输入），时钟输出 T2EX（定时器 /计数器 T2的捕捉 /重载触发信号和方向控制） MOSI（在系统编程用） MISO（在系统编程用） SCK（在系统编程用） P2：端口 2 是具有内部提升电路的双向 I/O 端口，每一个引脚可以推动 4 个 LS 的 TTL负载，若将端口 2 的输出设为高电平时，此端口便能当成输入端口来使用。 P3：端口 3 也具有内部提升电路的双向 I/O 端口，同时还具有额外特殊功能，包括串行通信、外部中断控制、计时计数控制等功能。 P3 端口的第二功能如下表 2 所示： 表 2 P3 端口的第二功能 引脚号 第二功能 RXD（串行输入） TXD（串 行输出） INT0（外部中断 0） INT1（外部中断 1） T0（定时器 0外部输入） T1（定时器 1外部输入） WR（外部数据存储器写选通） RD（外部数据存储器读选通） PSEN：外部程序存储器选通信号（ PSEN）是外部程序存储器选通信号。 EA/VPP：访问外部程序存储器控制信号。 为使能从 0000H到 FFFFH的外部程序存储器读取指令， EA 必须接 GND。 为了执行内部程序指令， EA应该接 VCC。 时钟电路 时钟电路是计算 机的心脏，单片机必须在时钟的驱动下才能工作，它控制着计算机的工作节奏。 51单片机片内有一个高增益的反相放大器，反相放大器的输入端为 XTAL1，输出端为 XTAL2，由该放大器构成的振荡电路和时钟电路一起构成了单片机的时钟方式。 当外接定时反馈元件以后就组成振荡器，产生时钟送至单片机内部的各个部件，这样就构成了内部振荡方式。 当其外接晶振，就能构成自激振荡器并产生振荡时钟脉冲。 单片机内部时钟电路如图所示，此电路在上电大约延迟 10ms后振荡器起振 ,在 XTAL2引脚产生幅度为 3V左右的正弦波时钟信号 ， 其振荡频率主要由石英晶振的频率确定。 电路中两个电容 C1,C2的作用有两个，一是帮助振荡器起振，二是对振荡器的频率进行微调。 C1,C2的典型值为 30pF，这时内部震荡方式所得的时钟信号稳定性比较好。 德州学院 机电工程系 2020 届 自动化专业 毕业论文（设计） 6 图 2 时钟电路 复位电路 在单片机应用系统处于工作状态时，除了进入系统正常的初始化之外，由于程序操作错误或运行出错，而使系统处于死锁状态，为了摆脱困境，也需要采取复位以重新启动系统。 AT89S52 的复位输入引脚 RST 为 AT89S52 提供了 初始化的手段，有了它可以使程序从指定处开始执行 ,即从程序存储器中的 0000H 地址单元开始执行程序。 AT89S52 的复位电路是由外部的复位电路来实现的，复位电路通常有上电复位和按扭复位两种方式，本设计采用的复位方式是上电与按钮复位电路。 复位引脚 RST 通过一个斯密特触发器与复位电路相连，斯密特触发器用来抑制噪声。 当振荡器起振后，该引脚上出现 2 个机器周期（即 24个时钟周期）以上的高电平，单片机复位。 如下图 3 所示，在加电瞬间，电容通过电阻充电，就在 RST 端出现一定时间的高电平，只要高电平时间足够长，就可以使单片机有 效地复位。 除上电自动复位以外，常常需要人工复位，将一个按钮开关 S1 并联于上电自动复位电路，按一下开关， RST 端出现一段时间超过两个机器周期以上的高电平，即使单片机复位。 图 3 复位电路 德州学院 机电工程系 2020 届 自动化专业 毕业论文（设计） 7 单片机控制模块电路设计 在整个系统中，单片机控制电路是整个系统的核心模块，负责对其它模块电路采集到的信号等进行处理和加工，并按照之前设定好的指令执行，并将结果传送给相应的执行电路，从而控制整个系统的正常有序进行。 图 4 单片机控制电路 单片机控制模块电路图如图 4所示， HEADER9为一组排针，其 8和 9脚作为单片机程序下载的引出端口，通过此接口可实现单片机的在线编程。 其中， RP RP2都 为阻值为10K的排阻作为上拉电阻，接在 P0、 P2端口可增加其端口的驱动能力。 由于每个集成芯片要添加一个去耦电容的要求，电容 C3作为去耦电容接在 VCC和 GND之间，起到稳定单片机供电电源的作用，其典型值为。 电源模块设计 LM7805 概述 三端固定输出集成稳压器是一种串联调整式稳压器，它将调整、输出和反馈取样等电路集成在一起形成单一元件，只有输出、输入和公共接地 3个引出端，通过外接少量元器件即可实现稳压，使用非常方便，故称三端集成稳压器。 三端稳压器的样子很像普通的三极管 ,采用 TO220标准封装，内含过流、过热和过载保护电路。 带散热片时，输出电流可达 1A。 虽然是固定稳压电路，但使用外接元件，可获得不同的电压和电流。 三端稳压器作为一种通用线性稳压电源集成电路，因为它具有体积小、成本低、性能好、工作可靠性高、德州学院 机电工程系 2020 届 自动化专业 毕业论文（设计） 8 使用简捷方便等优势，已经成为目前稳压电源中应用最为广泛的一种集成稳压器件。 LM7805有以下 特点 : (1)输出电流可达 1A； (2)输出电压有： 5V； (3)过热保护； (4)短路保护； (5)输出晶体管 SOA保护。 电源电路设计 单片机系统电源模块设计是单片机应用系统中的一项重要工作，电源的精度和可靠性等各项指标，直接影响系统的整体性能。 电源模块电路如图 5所示，电路是一种输出电压为 +5V的稳压电源。 整个电源模块由电源变压器，桥式整流电路 D1～ D4，滤波电容 C C5，防止自激电容 C C7和一只固定式三端稳压器 (7805)组成。 电路的工作原理是 220V的交流电通过电源变压器变换成交流低压，再经过桥式整流电路 D1～ D4的整流以及滤波电容 C4的滤波作用，在固定式三端稳压器 LM7805的 Vin和 GND两端形成一个并不是很稳定的直流电压，此直流电压再经过 LM7805的稳压作用和滤波电容 C5的滤波作用，此时便在稳压电源的输出端产生了稳定的直流输出电压。 其中 H1是 +5V电源的引出接口， 在此设计中使用排针来作为引出端口。 SW1是电源开关，当它接通时，输出 5V电压。 D1为发光二极管，工作电流在 3毫安到 10毫安之间，导通压降约为 [7]。 所以需要通过阻值为 1Ｋ的限流电阻与电源相连，此时的电流约为 5毫安，当 SW1接通时， D1亮，作为电源接通指示灯。 图 5 电源电路 实时时钟模 块设计 时钟芯片 DS1302 DS1302 是 DALLAS 公司推出的一种高性能、低功耗的实时时钟芯片，内含一个实时时钟 /日历和 31 字节静态 RAM， 工作电压为 ～ ， 可以通过串行接口与单片机进行通信。 实时时钟 /日历电路可以为系统提供秒、分、时、日、星期、月、年的信息，每个月德州学院 机电工程系 2020 届 自动化专业 毕业论文（设计） 9 的天数和闰年的天数都可自动调整，时钟操作可通过 AM/PM 标志位决定采用 24 或 12 小时时间格式。 此系统采用时钟芯片 DS1302 计时， DS1302 进行初始化后，实时时间可从中读取。 DS1302 时钟芯片的优势是可以单独使 用，直接连接单片机外围，有自己独立的时钟晶振，精度较高。 当单片机读写时钟值时，死机或断电对其影响较小。 DS1302 工作时功耗很低，保持数据和时钟信息时，功耗小于 1mW。 DS1302 原理图如图 6 所示： 图 6 DS1302 引脚图 DS1302 各引脚功能说明如表 3 所示： 表 3 DS1302各引脚功能 X1， X2 GND 地 RST 复位 I/O 数据输入 /输出 SCLK 串行时钟 VCC1 后备电源引脚 VCC2 主电源引脚 DS1302在主电源关闭的情况下，也能保持时钟的连续运行。 DS1302由 Vcc1或 Vcc2两者中的较大者供电。 X1和 X2是振荡源，外接晶振。 实时时钟。