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1、精选优质文档-倾情为你奉上单片机原理及应用课程设计题 目 基于单片机的台灯亮度自动调节系统学 院 理学院 专 业 电子信息科学与技术 班 级 11信科2班 学生姓名 学 号 指导教师 谭保华 二 一 四 年 六 月基于单片机的台灯亮度自动调节系统设计目录摘要：3关键词：3一、设计要求 3二、设计思路 3三、系统组成及电路设计 31、采光电路 42、A/D转换电路 43、以C51为核心的中央处理部分 54、数码管显示电路55、警报电路 56、LED电路 57、信息锁存电路 5四、总体电路图 6五、元器件介绍 71、AT89C51介绍72、74HC573介绍9六总结10附录11参考文献13专心-专
2、注-专业摘要：台灯是现代科技的产品，给人们的生活带来了极大的便利，丰富了人们的夜间活动，改变了古人天黑即休息的习惯，拓展了人的工作时间。随着台灯应用的不断广泛，人们对台灯的要求也多了起来，对台灯亮度调节的要求不断的被人们提出来。社会的不断进步，人类在不断追求，市场在不断变化，高科技应用含量决定着产品发展的新趋势和前景，智能化技术在电子产品领域的应用意义深远，随着高科技的发展，家用电器也越来越偏向自动化，本次课程设计便是应用智能化技术，通过单片机来实现台灯的亮度自动调节系统。 关键词：台灯 智能化 单片机 亮度自动调节一、 设计要求设计基于单片机，根据不同的环境光台灯发出不同的亮度，当环境光低于
3、设置亮度时给予告警提示。系统包括采光电路，差动放大电路，功率放大电路等组成部分，并根据光敏元件的光谱特性保证亮度恒定。二、 设计思路1 采光电路2 A/D转换电路3 以C51为核心的中央处理部分4 数码管显示电路5 警报电路6 LED电路7 信息锁存部分三、 系统组成及电路设计1. 采光电路采光电路采用一个光敏电阻，一个保护电阻，一个电源组成，电路组成如下2. A/D转换电路A/D转换电路采用ADC0808单片机来实现，in0端接入来自光敏电阻的信号，经过U2的A/D模数转换后由D0D7接口传送给U1.电路图如下3. 以C51为核心的中央处理单元 以C51为核心的中央处理单元，采用的是AT89
4、C51单片机，D0D7接口接受来自A/D转换器U2的信号，并传递给锁存器U3、U4。LED1LED7控制LED灯的亮灭。电路设计如下 4. 数码管显示电路 数码管显示电路的作用是显示当前自然光强度，有四位数码管进行显示，ADP接口为段选信号接口，WE1WE4为位选信号接口，由U3与U4进行控制。电路设计如下5. 警报电路 警报电路适当自然光过暗时，台灯自动发出警报铃声，提示光线过暗，不易于进行工作，由蜂鸣器speaker当蜂鸣器，由中央控制单元U1控制，电路如下 6. LED电路部分 LED电路是台灯的亮灯部分，通过亮灯的数量来控制台灯的亮暗，由中央控制单元U1通过LED1LED8接口进行控制
5、，电路图如下 7. 信息锁存部分 信息锁存电路来记录并传递当前环境光的亮度，由两块74HC573单片机组成，电路所涉及如下 四、 总体电路图 基于单片机的台灯亮度自动调节系统总电路设计如下 五、 元器件介绍1、 AT89C51介绍 AT89C51是一种带4KFLASH（FPEROMFlash Programmable and Erasable Read Only Memory）的低电压、高性能CMOS 8位，俗称。AT89C2051是一种带2K闪存可编程可擦除的。的可擦除可以反复擦除1000次。该器件采用ATMEL高密度非易失制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。由于将
6、多功能8位CPU和闪速组合在单个芯片中，ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器，AT89C2051是它的一种精简版本。AT89C51为很多提供了一种灵活性高且价廉的方案。 AT89C51 提供以下标准功能：4kFlash，128字节内部RAM，32 个I/O 口线，两个16位定时/计数器，一个5向量两级中断结构，一个全双工口，片内振荡器及。同时，AT89C51可降至0Hz的静态逻辑操作，并支持两种可选的节电工作模式。空闲方式停止CPU的工作，但允许RAM，定时/计数器，口及继续工作。掉电方式保存RAM中的内容，但振荡器停止工作并禁止其它所有部件工作直到下一个硬件复位。 管脚说明：VCC：
7、供电电压。GND：接地。P0口：P0口为一个8位漏级开路双向I/O口，每脚可吸收8TTL门电流。当P0口的管脚第一次写1时，被定义为输入。P0能够用于外部程序数据，它可以被定义为数据/地址的低八位。在FIASH编程时，P0 口作为原码输入口，当FIASH进行校验时，P0输出原码，此时P0外部必须接上拉电阻。P1口：P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。P1口管脚写入1后，被内部上拉为高，可用作输入，P1口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。在FLASH编程和校验时，P1口作为低八位地址接收。P2口：P2口为一个内部上拉电阻的
8、8位双向I/O口，P2口缓冲器可接收，输出4个TTL门电流，当P2口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。并因此作为输入时，P2口的管脚被外部拉低，将输出电流。这是由于内部上拉的缘故。P2口当用于外部或16位地址存储器进行存取时，P2口输出地址的高八位。在给出地址“1”时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据进行读写时，P2口输出其的内容。P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和。P3口：P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口，可接收输出4个TTL门电流。当P3口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。作为输入，由于外部下拉为低电平，P3口将输出电流
9、（ILL）这是由于上拉的缘故。P3口也可作为AT89C51的一些特殊功能口，如下表所示：口管脚 备选功能P3.0 RXD（串行输入口）P3.1 TXD（串行输出口）P3.2 /INT0（外部中断0）P3.3 /INT1（外部中断1）P3.4 T0（计时器0外部输入）P3.5 T1（计时器1外部输入）P3.6 /WR（写选通）P3.7 /RD（读选通）P3口同时为闪烁编程和编程校验接收一些。RST：复位输入。当振荡器复位器件时，要保持RST脚两个的高电平时间。ALE/PROG：当访问外部时，允许的用于锁存地址的低位字节。在FLASH期间，此用于输入脉冲。在平时，ALE端以不变的频率周期输出正脉冲
10、信号，此频率为振荡器频率的1/6。因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。然而要注意的是：每当用作外部数据时，将跳过一个ALE脉冲。如想禁止ALE的输出可在SFR8EH地址上置0。此时， ALE只有在执行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。另外，该被略微拉高。如果在外部执行状态ALE禁止，置位无效。/PSEN：外部的选通信号。在由外部程序取指期间，每个两次/PSEN有效。但在访问存储器时，这两次有效的/PSEN信号将不出现。/EA/VPP：当/EA保持低电平时，则在此期间外部程序（0000H-FFFFH），不管是否有内部程序存储器。注意加密方式1时，/EA将内部锁定为RESET；当/E
11、A端保持高电平时，此间内部程序存储器。在FLASH编程期间，此引脚也用于施加12V编程电源（VPP）。XTAL1：反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。XTAL2：来自反向振荡器的输出。振荡器特性:XTAL1和XTAL2分别为反向放大器的输入和输出。该反向放大器可以配置为片内振荡器。振荡和陶瓷振荡均可采用。如采用外部驱动器件，XTAL2应不接。有余输入至内部要通过一个二分频，因此对外部时钟信号的脉宽无任何要求，但必须保证脉冲的高低电平要求的宽度。2、 74HC573介绍74HC573包含八进制3态非反转透明锁存器，是一种高性能硅门器件。SL74HC573跟LS/AL573的管脚一样。器
12、件的输入是和标准CMOS输出兼容的，加上拉电阻他们能和LS/ALSTTL输出兼容。输入是和标准 CMOS 输出兼容的；加上拉，他们能和 LS/ALSTTL 输出兼容。当锁存使能端LE为高时，这些器件的锁存对于数据是透明的（也就是说输出同步）。当锁存使能变低时，符合建立时间和保持时间的数据会被锁存。u36755X出能直接接到 CMOS，NMOS 和 TTL 接口上u25805X作范围：2.0V6.0Vu20302X输入电流：1.0uACMOS 器件的高噪声抵抗特性三态总线驱动输出置数全并行存取缓冲控制输入使能输入有改善抗扰度的滞后作用原理说明：M54HC563/74HC563/M54HC573/
13、74HC573的八个锁存器都是透明的D 型锁存器，当使能（G）为高时，Q 输出将随数据（D）输入而变。当使能为低时，输出将锁存在已建立的数据电平上。输出控制不影响锁存器的内部工作，即老数据可以保持，甚至当输出被关闭时，新的数据也可以置入。这种电路可以驱动大或低阻抗负载，可以直接与系统总线接口并驱动总线，而不需要外接口。特别适用于缓冲寄存器，I/O 通道，双向总线驱动器和工作寄存器。数据锁存当输入的数据消失时，在芯片的输出端，数据仍然保持； 这个概念在并行数据扩展中经常使用到。六、 总结经过半个多月以来的日夜兼程，我们小组终于完成了这次的课程设计，回想这一过程，真实感受颇多。 自老师分发下课程设
14、计的任务后，虽然我们已经没有了课，但是我们还有繁重的复习任务，还有去江夏区一个公司去实习，我们小组四个人都付出了艰辛的努力，因为我们只有很少的时间去利用，如果不能很好的分工合作，我们几乎是不可能完成这个课程设计的。从拿到任务回到宿舍后，我们就开始分工，胡凯负责去查阅资料，寻找有没有可以借鉴的例子，庄宾复习C语言的知识，对系统的程序进行编写，龙云波翻阅传感器和单片机的课本，寻求解决课程设计的方案，我则根据龙云波提出的解决方案设计电路，在Proteus上设计电路，讨论用什么单片机，每个设计点如何实现，在这个过程中不断遇到问题，解决问题，不停的去翻阅资料，去和其他同学商量，终于让我们赶在17周周三以
15、前完成了这次的课程设计。通过本次的课程设计，我受益匪浅，重新认识了电子信息科学与技术这个专业，以前总不知道学这个专业可以做什么，感到所学的课程都没有实际用处。但是经过了这次课程设计，我推翻了以前的想法，原来我们学的每门学科都是有用处的，只不过以前知识储备不够，不能够将所学结合起来运用。就比如这次课程设计，将以前学过的C语言，汇编语言，模拟电子技术，数字电子技术，传感器原理及应用，单片机原理及应用等课程都结合了起来，在这些学科的帮助下才完成了本次的课程设计。在做课程设计的过程中，也让我受到了很多启发，我们完全可以运用自己所学过的知识去做很多东西，用以解决身边的问题，便利人们的生活。比如这次做的是
16、一个亮度自我调节的台灯，也可以做一个完全智能的台灯，人靠近会自动亮，人离开后会自动熄灭等。只要发现生活中的需求，就会有解决问题的办法。我相信我会在电子信息科学与技术这个专业中，与几位老师学到很多的知识。附录ORG0000HAJMP MAINORG0003HAJMPin0;光敏电阻ORG0013HORG0050HMAIN: MOV P0,#B;置初始值in0可重复触发，灯灭MOVTMOD,#B;方式2，8位自动重装计数器MOV TCON,#B;开启计数器T0MOVIE,#B;开启所有中断SJMP$ ;灯慢慢变亮DET1:MOVP0,#BCALLTIME0;灯亮度延时10msMOVP0,#BCAL
17、LTIME0MOVP0,#BCALLTIME0MOVP0,#BCALLTIME0MOVP0,#BCALLTIME0MOVP0,#BCALLTIME0MOVP0,#BCALLTIME0MOVP0,#BCALLTIME1RETI;灯慢慢熄灭DET0:CALLTIME1;延时1分钟MOVTCON,AANLA,#1JZLOOPMOVP0,#BCALLTIME0MOVP0,#BCALLTIME0MOVP0,#BCALLTIME0MOVP0,#BCALLTIME0MOVP0,#BCALLTIME0MOVP0,#BCALLTIME0MOVP0,#BCALLTIME0MOVP0,#BRETILOOP:ret;
18、延时10msTIME0:SETBTR0MOVR0,#250MOVR1,#20D_1:DJNZR0,D_1MOVR0,#250DJNZR1,D_1CLRTR0RET;延时1分钟TIME1:SETBTR0MOVR0,#250MOVR1,#200MOVR2,#60D_2 :DJNZR0,D_2MOVR1,#200DJNZR1,D_2MOVR2,#60DJNZR2,D_2CLRTR0RETEND参考文献1杜树春.基于Proteus的Keil C51的单片机设计与仿真M.北京.电子工业出版社.2012.22付少波，付兰芳.传感器及其应用电路M.北京.化学工业出版社.2011.73唐颖.单片机原理与应用及C51程序设计M.北京.北京大学出版社.2013.64赵燕.传感器原理及应用M北京.北京大学出版社.2010.11课程设计成绩： 指导教师评语：指导教师（签名） 年 月 日