基于51单片机航标灯控制器的设计与实现毕业论文(编辑修改稿)

基于51单片机航标灯控制器的设计与实现毕业论文(编辑修改稿)内容摘要：

第一章 绪 论 水路航运系统是运输系统中很重要的一部分，而航道的正确标识是船舶航运2 基于 51 单片机航标灯控制器的设计与实现 安全的重要保障。 在我们长达数千公里的河道和海岸沿线，每隔一定距离就必须有一个航标等，用来指示航道的安全水位区域。 航标灯在夜间用所显示的特定光色，灯光节奏和周期作为标志的识别特性，以便航海人员容易区别。 此次设计由 STC89C52 为核心，结合定时 /计数器以及由光敏电阻构成的光控开关，从而组成了航标灯控制器。 以 STC89C52 为主控单元设计的航标灯控制器可以更加方便、准确地控制航标灯自动闪烁 (即 白天航标灯熄灭，晚上间歇发光， 闪烁两下再暗一会 ,周而复始 ），以达到自动化控制的目的，减少了人力资源和时间的投入，大大改善了人工作业的环境，也可提高效率，为船舶提供精确的导航信息。 第一章 绪 论 3 第二章 系统总体设计 5 第二章 航标灯控制器 总体设计 设计方案的确定 所有的图要有编号和图名。 设计方案说明 本毕业设计要求用 STC89C52 单片机作为主控芯片，并结合其他元件来实现航标灯控制器的设计。 航标灯的基本功能是能在夜晚提供导航信号，即是要能在夜晚时闪烁发光，一亮一灭周期性地发光提供导航，而在白天则不发光。 经分析可知，该设计要使用控制芯片直接或间接为航标灯的灯提供控制信号，以便控制航标灯是否发光以及如何发光以满足导航要求。 根据以上分析，该设计所采用方案是以 STC89C52 单片机为控制核心，以光敏电阻作为航标灯的光纤传感器， 传感器信号传给 STC89C52 单片机处理，由单片机控制发光二极管闪烁或者熄灭，直流电源为以上所用芯片及电路供电，最终完成本次设计任务。 6 基于 51 单片机航标灯控制器的设计与实现 第三章 航标灯控制器的硬件设计 7 第三章 航标灯控制器的 硬件 设计 根据本次课程设计要求，为实现设计目标，需要用到 STC89C5光敏电阻 LED发光二极管、直流电压源。 在选择确定芯片及电器元件之前，还是先来简要介绍一下所有可能用到的芯片以及必须的元器件，并有选择的分析他们的结构和相关功能。 这些分析不仅是必要的也是很有助于我们对设计方案的探索和优化选择。 相关 硬件介绍 STC89C52 介绍 在本系统中， STC89C52 工作在最小模式下。 负责对 LED 发光二极管控制和对光敏电阻传入信号的处理。 图 总电路图 单片机的最小系统是由电源、复位、晶振、 /EA=1 组成，下面介绍一下每一个组成部分。 Vcc 40 电源端 8 基于 51 单片机航标灯控制器的设计与实现 GND 20 接地端 工作电压为 5V，另有 AT89LV51 工作电压则是 ,引脚功能一样。 图 晶振连接的内部、外部方式图 XTAL1 19 XTAL2 18 XTAL1 是片内振荡器的反相放大器输入端， XTAL2 则是输出端，使用外部振荡器时，外部振荡信号应直接加到 XTAL1，而 XTAL2 悬空。 内部方式时，时钟发生器对振荡脉冲二分频，如晶振为 12MHz，时钟频率就为 6MHz。 晶振的频率可以在1MHz24MHz 内选择。 电容取 30PF 左右。 系统的时钟电路设计是采用的内 部方式，即利用芯片内部的振荡电路。 AT89 单片机内部有一个用于构成振荡器的高增益反相放大器。 引脚 XTAL1 和 XTAL2 分别是此放大器的输入端和输出端。 这个放大器与作为反馈元件的片外晶体谐振器一起构成一个自激振荡器。 外接晶体谐振器以及电容 C1 和 C2 构成并联谐振电路，接在放大器的反馈回路中。 对外接电容的值虽然没有严格的要求，但电容的大小会影响震荡器频率的高低、震荡器的稳定性、起振的快速性和温度的稳定性。 因此，此系统电路的晶体振荡器的值为 12MHz，电容应尽可能的选择陶瓷电容，电容值约为 22μ F。 在焊接刷电路板时 ，晶体振荡器和电容应尽可能安装得与单片机芯片靠近，以减少寄生电容，更好地保证震荡器稳定和可靠地工作。 RST 9 在振荡器运行时，有两个机器周期（ 24个振荡周期）以上的高电平出现在此引腿时，将使单片机复位，只要这个脚保持高电平， 51 芯片便循环复位。 复位后 P0－P3 口均置 1 引脚表现为高电平，程序计数器和特殊功能寄存器 SFR 全部清零。 当 第三章 航标灯控制器的硬件设计 9 复位脚由高电平变为低电平时，芯片为 ROM 的 00H 处开始运行程序。 复位是由外部的复位电路来实现的。 片内复位电路是复位引脚 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，它的输出在每个机器周期的 S5P2，由复位电路采样一次。 复位电路通常采用上电自动复位和按钮复位两种方式，此电路系统采用的是上电与按钮复位电路。 当时钟频率选用 6MHz 时， C取 22μ F，Rs约为 200Ω， Rk约为 1K。 复位操作不会对内部 RAM 有所影响。 常用的复位电路如下图所示： 和电路不符。 (1) P0 端口 [] P0 是一个 8 位漏极开路型双向 I/O 端口，端口置 1（对端口写 1）时作高阻抗输入端。 作为输出口时能驱动 8 个 TTL。 对内部 Flash 程序存储器编程时，接收指令字节。 校验程序时输出指令字节，要求外接上拉电阻。 在访问外部程序和外部数据存储器时， P0 口是分时转换的地址 (低 8 位 )/数据总线，访问期间内部的上拉电阻起作用。 (2) P1 端口 [－ ] P1 是一个带有内部上拉电阻的 8 位双向 I/0 端口。 输 出时可驱动 4 个 TTL。 端口置 1时，内部上拉电阻将端口拉到高电平，作输入用。 对内部 Flash 程序存储器编程时，接收低 8 位地址信息。 (3) P2 端口 [－ ] P2 是一个带有内部上拉电阻的 8 位双向 I/0 端口10 基于 51 单片机航标灯控制器的设计与实现 输出时可驱动 4 个 TTL。 端口置 1时，内部上拉电阻将端口拉到高电平，作输入用 对内部 Flash 程序存储器编程时，接收高 8位地址和控制信息。 在访问外部程序和 16 位外部数据存储器时， P2 口送出高 8位地址。 而在访问8 位地址的外部数据存储器时其引脚上的内容在此期间不会改变。 (4) P3 端口 [－ ]P2 是一个带有内部上拉电阻的 8位双向端口。 输出时可驱动 4 个 TTL。 端口置 1时，内部上拉电阻将端口拉到高电平，作输入用 LED发光二极管介绍 LED（ Light Emitting Diode），发光二极管，主要由支架、银胶、晶片、金线、环氧树脂五种物料所组成。 LED(LightEmittingDiode中文意思为发光二极管 )是一种能够将电能转化为光能的半导体，它改变了白炽灯钨丝发光与节能灯三基色粉发光的原理，而采用电场发光。 据分析， LED的特点非常明 LED灯泡以及灯具图片 (19张 )显，寿命长、光效高、无辐射与低功耗。 白光 LED的光谱几乎全部集中于可见光频段，其发光效率可超过 150lm/W（ 2020年）。 将 LED与普通白炽灯、螺旋节能灯及 T5三 基色荧光灯进行对比，结果显示：普通白炽灯的光效为 12lm/W，寿命小于 2020小时，螺旋节能灯的光效为 60lm/W，寿命小于 8000小时， T5荧光灯则为96lm/W，寿命大约为 10000小时，而直径为 5毫米的白光 LED光效理论上可以超过150lm/W，寿命可大于 100000小时。 有人还预测，未来的 LED寿命上限将无穷大。 然而， LED灯的工作原理使得在大功率 LED照明行业里散热问题变得非常突出，许多 LED照明方案不够重视散热，或者是技术水平有限，所以目前量产的大功率 LED灯普遍存在实际使用寿命远远不如理论值， 性价比低于传统灯具的尴尬情况。 为了提高 LED灯具的使用寿命，真正做到适合商业化的量产， LED照明行业正在独立或者和专业的导热材料供应商合作加紧研制新型导热材料，比如导热塑料等等。 大功率 LED，一般指大于 ，这一点不同公司内部也会有不同的标准，因为目前在大功率 LED领域还没有形成大家一致认可的行业标准。 光强与流明比小功率大，但同样散热也很大，现在大功率大多是单颗应用，加上有效散热面积很大的散热片，也出现了集成在一起的 LED灯矩阵，但是散热效果不是很好。 小功率一般是。 现在 LED手电一般是 用小功率用的，光散不散，取决于 LED的发光角度，有大角度小角度之分，小角度不散，大角度才散。 市面上的手电筒一般是用草帽头做的，效果很好。 LED的亮度是跟 LED的发光角度有必然关系的 ,LED的角度越小它的亮度越高 ,没有什么超亮不超亮的 ,那是骗小孩的 ,如果是质量好的 LED 第三章 航。