智能路燈設計.doc

精品文檔交通與汽車工程學院課程設計說明書課 程 名 稱: 微機原理及應用課程設計 課 程 代 碼: 8234570 題 目: 智能路燈控制 年級/專業(yè)/班: 學 生 姓 名: 學 號: 開 始 時 間: 20 年 月 日完 成 時 間: 20 年 月 日課程設計成績：學習態(tài)度及平時成績（30）技術水平與實際能力（20）創(chuàng)新（5）說明書（計算書、圖紙、分析報告）撰寫質量（45）總 分（100）指導教師簽名： 年 月 日目 錄摘 要11 引 言21.1 問題的提出21.2任務與分析22 系統(tǒng)方案設計32.1 系統(tǒng)設計方案32.2 系統(tǒng)總體框圖43 系統(tǒng)硬件電路設計53.1 AT89c51簡介53.2 紅外線傳感器的介紹94 系統(tǒng)軟件設計114.1 proteus軟件環(huán)境介紹114.2 Protel軟件環(huán)境介紹114.3 keil c51簡介124.4系統(tǒng)軟件分析134.5程序流程圖135 系統(tǒng)調試過程175.1 Protel 99 SE中調試175.2 keil C51程序調試結果185.3 proteus調試19總 結21參考文獻222歡迎下載。精品文檔1歡迎下載。摘 要 隨著社會需求和單片機應用領域的不斷擴展，各類智能產品、控制系統(tǒng)都是以單片機技術為核心來進行開發(fā)設計的。本設計是基于89C51單片機為控制核心的走廊路燈控制。本系統(tǒng)采用MSC-51系列單片機AT89C51和相關的傳紅外線感器智能路燈控制器，實現(xiàn)了能根據(jù)實際光線條件通過8951芯片的P1口控制路燈開關的功能。本設計說明書對該系統(tǒng)的硬件電路，工作原理進行了詳細的介紹。同時給出了軟件設計的流程圖和主要源代碼。關鍵詞： 89C51單片機 紅外線傳感器 開關1 引 言 1.1 問題的提出 隨著夜晚的來臨，城市里華燈初上，人們消除了白天的繁忙，漫步穿行于城市的街道上。在那霓虹漫彩的燈光下，一個個孩子歡快的玩耍著，一對對男女漫步于小道里、花園中，一輛輛汽車奔馳于公路上。路燈已經成為一個城市的照明系統(tǒng)不可分割更無可替代的一部分，在城市照明中發(fā)揮著舉足輕重的作用，而其所依靠的就是路燈自動控制系統(tǒng)。路燈控制方式很多，本系統(tǒng)采用MSC-51系列單片機AT89C51和相關的傳感器設備來設計智能路燈控制器，實現(xiàn)了能根據(jù)實際行人情況通過8051芯片的P1口控制路燈開關的功能。隨著社會文明的不斷發(fā)展，城市照明已不僅局限于街道的照明，而且發(fā)展成了了城市景觀等裝飾性照明的綜合市政工程。利用51系列單片機可編程控制八位邏輯I/O端口實現(xiàn)路燈的智能化，達到節(jié)能、自動控制的目的,避免了傳統(tǒng)電路對能源的浪費，且路燈的自動控制更方便了工作人員的管理。本系統(tǒng)實用性強、操作簡單。而且所用的路燈采用LED燈。眾所周知，LED是目前最為節(jié)能的發(fā)光元件，通過采用LED發(fā)光可以節(jié)省大量的電能，而且LED發(fā)光柔和，亮度適中，對環(huán)境無污染，已經廣泛的應用于各種照明場合。因此，智能光控節(jié)能路燈必將在未來得到廣泛的應用。1.2任務與分析 本次設計的系統(tǒng)的控制中心是89C51單片機。首先，在Protel軟件環(huán)境中進行硬件電路圖的設計。然后在proteus軟件環(huán)境中進行系統(tǒng)的軟件編程，并進行程序源文件的編譯和調試，最后生成.hex文件。此.hex文件是硬件電路運行實現(xiàn)的源代碼來源。把.hex文件加載到AT89C51單片機芯片，然后在Proteus軟件環(huán)境中運行硬件電路，控制電路的功能就能夠實現(xiàn)了。 本設計的系統(tǒng)主要由:AT89C51為中央處理芯片，用于信號采集，初值設定。本系統(tǒng)主要實現(xiàn)的功能：（1）、路燈的傳統(tǒng)手動全開或全關。（此情況可做應急時處置）（2）、當有人通過時路燈才會點亮，且點亮的路燈個數(shù)視行人所處的位置決定，當行人進入只能路燈路面時點亮路人所處位置相鄰的兩盞燈。 （3）、路人走過路段的路燈在行人走過后自動熄滅。2 系統(tǒng)方案設計2.1 系統(tǒng)設計方案，本次課程設計題目是基于單片機的智能路燈的設計。此課題要求以路燈控制器為對象，完成硬件系統(tǒng)和軟件程序的設計，實現(xiàn)以傳統(tǒng)手動和以行人通過控制兩種方式來控制路燈的亮滅功能，屬于軟硬件相結合的題目。其中硬件電路部分主要包括以下幾個部分：單片機最小系統(tǒng)、路燈控制電路部分、行人檢測電路部分；軟件部分主要包括三個電子軟件Proteus、 Keil-C51軟件、protel99。工作原理如下圖所示：行人行人檢測系統(tǒng)單片機路燈控制圖2-1 工作原理簡圖本系統(tǒng)需要如下電路元器件，其中電路元器件及相關參數(shù)的需求：（1）AT89C51實驗板一塊。（2）單片機最小系統(tǒng)所需的12M晶振一個。（3）路燈控制電路部分所需的LED燈八個，470歐姆電阻八個，單刀單置開關兩個。（4）行人檢測電路所需的2K電阻八個，紅外線傳感器八個。（5）+5V直流電壓源一個。實驗所用設備器材：PC機一臺及相關軟件。最小系統(tǒng)是51單片機的最基本的組成部分，51單片機的引腳雖然只有四十，但它有很多的擴展功能，根據(jù)相應的課題設計要求可以設計相應的外圍電路。此外，在本課題的設計過程中，還應注意P0口，通常P0-P3口用作通用I/OK口，當P0接口用于I/O口時，必須接上拉電阻，而其他接口不需要。2.2 系統(tǒng)總體框圖行人檢測電路手動控制電路AT89C51單片機路燈控制圖2-2 系統(tǒng)總體框圖 當啟動程序后，單片機處于設置的初始狀態(tài)：所有燈全關，所有紅外傳感器打開。手動控制開關處于處于關燈狀態(tài)。此時系統(tǒng)正常工作，如果有行人進入智能路燈路面時，紅外傳感器監(jiān)測到信號，并以電壓的形式把信號傳送給單片機，單片機根據(jù)傳感器送來的信號個傳感器的布置，點亮相應的傳感器所處的位置的LED路燈。當行人通過這個路燈后，并到達下個路燈時，上一個路燈熄滅，所處位置處和所處位置下一個路燈亮。實現(xiàn)自動控制，達到節(jié)能的目的，當行人通過最好一個路燈后最后一個路燈延時8S左右熄滅。在緊急情況下，需要所有的路燈都要打開，此時可以通過手動開關打開所遇路燈，緊急情況過后，通過手動開關關閉所有路燈。系統(tǒng)回復正常運行。3 系統(tǒng)硬件電路設計3.1 AT89c51簡介MCS-51系列單片機是由美國的Intel公司開發(fā)研制，并于1980年推出的產品。與MCS-48系列單片機相比，其以典型的體系結構和完善的專用寄存器集中管理方式，方便的邏輯位操作功能及豐富的指令系統(tǒng)5，堪稱一代“名機”，為之后的其他單片機的發(fā)展奠定了基礎。因此，MCS-51系列單片機結構先進，功能強大，增加了更多的電路單元和功能模塊，指令數(shù)達111條。其中的代表作便是AT89C5x系列單片機，而本文所用的便是AT89C51單片機?，F(xiàn)簡要介紹如下： 1. 中斷系統(tǒng)8051具備較完善的中斷功能，有兩個外中斷、兩個定時/計數(shù)器中斷和一個串行中斷，可滿足不同的控制要求，并具有2級的優(yōu)先級別選擇。2. 時鐘電路8051內置最高頻率達12MHz的時鐘電路，用于產生整個單片機運行的脈沖時序，但8051單片機需外置振蕩電容。3. 8051的引腳說明8051系列單片機中的8031、8051及8751均采用40Pin封裝的雙列直接DIP結構，右圖是它們的引腳配置，40個引腳中，正電源和地線兩根，外置石英振蕩器的時鐘線兩根，4組8位共32個I/O口，中斷口線與P3口線復用?，F(xiàn)在我們對這些引腳的功能加以說明：圖3-1 AT89C51引腳VCC：供電電壓。 GND：接地。P0口：P0口為一個8位漏級開路雙向I/O口，每腳可吸收8TTL門電流。當P1口的管腳第一次寫1時，被定義為高阻輸入。P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲器，它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的第八位。在FIASH編程時，P0 口作為原碼輸入口，當FIASH進行校驗時，P0輸出原碼，此時P0外部必須被拉高3。P1口：P1口是一個內部提供上拉電阻的8位雙向I/O口，P1口緩沖器能接收輸出4TTL門電流。P1口管腳寫入1后，被內部上拉為高，可用作輸入，P1口被外部下拉為低電平時，將輸出電流，這是由于內部上拉的緣故。在FLASH編程和校驗時，P1口作為第八位地址接收。 P2口：P2口為一個內部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2口緩沖器可接收，輸出4個TTL門電流，當P2口被寫“1”時，其管腳被內部上拉電阻拉高，且作為輸入。并因此作為輸入時，P2口的管腳被外部拉低，將輸出電流。這是由于內部上拉的緣故。P2口當用于外部程序存儲器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲器進行存取時，P2口輸出地址的高八位。在給出地址“1”時，它利用內部上拉優(yōu)勢，當對外部八位地址數(shù)據(jù)存儲器進行讀寫時，P2口輸出其特殊功能寄存器的內容。P2口在FLASH編程和校驗時接收高八位地址信號和控制信號。 P3口：P3口管腳是8個帶內部上拉電阻的雙向I/O口，可接收輸出4個TTL門電流。當P3口寫入“1”后，它們被內部上拉為高電平，并用作輸入。作為輸入，由于外部下拉為低電平，P3口將輸出電流（ILL）這是由于上拉的緣故。RST：復位輸入。當振蕩器復位器件時，要保持RST腳兩個機器周期的高電平時間。ALE/PROG：當訪問外部存儲器時，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。在FLASH編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時，ALE端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號，此頻率為振蕩器頻率的1/6。因此它可用作對外部輸出的脈沖或用于定時目的。然而要注意的是：每當用作外部數(shù)據(jù)存儲器時，將跳過一個ALE脈沖。如想禁止ALE的輸出可在SFR 8EH地址上置0。此時， ALE只有在執(zhí)行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。另外，該引腳被略微拉高。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài)ALE禁止，置位無效。/PSEN：外部程序存儲器的選通信號。在由外部程序存儲器取指期間，每個機器周期兩次/PSEN有效。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，這兩次有效的/PSEN信號將不出現(xiàn)。 /EA：當/EA保持低電平時，則在此期間CPU只訪問外部程序存儲器（0000H-FFFFH），不管是否有內部程序存儲器。注意加密方式1時，/EA將內部鎖定為RESET；當/EA端保持高電平時，則執(zhí)行內部程序存儲器中的程序。在FLASH編程期間，此引腳也用于施加12V編程電源（VPP）。 XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內部時鐘工作電路的輸入。XTAL2：來自反向振蕩器的輸出。8051的復位方式可以是自動復位，也可以是手動復位，見下圖。此外，RESET/還是一復用腳，Vcc掉電其間，此腳可接上備用電源，以保證單片機內部RAM的數(shù)據(jù)不丟失。圖3-2 AT89C51的復位方式Pin30:ALE當訪問外部程序器時，ALE(地址鎖存)的輸出用于鎖存地址的低位字節(jié)。而訪問內部程序存儲器時，ALE端將有一個1/6時鐘頻率的正脈沖信號，這個信號可以用于識別單片機是否工作，也可以當作一個時鐘向外輸出。更有一個特點，當訪問外部程序存儲器，ALE會跳過一個脈沖。如果單片機是EPROM，在編程其間，將用于輸入編程脈沖。Pin29:當訪問外部程序存儲器時，此腳輸出負脈沖選通信號，PC的16位地址數(shù)據(jù)將出現(xiàn)在P0和P2口上，外部程序存儲器則把指令數(shù)據(jù)放到P0口上，由CPU讀入并執(zhí)行。Pin31:EA/程序存儲器的內外部選通線，8051和8751單片機，內置有4kB的程序存儲器，當EA為高電平并且程序地址小于4kB時，讀取內部程序存儲器指令數(shù)據(jù)，而超過4kB地址則讀取外部指令數(shù)據(jù)。如EA為低電平，則不管地址大小，一律讀取外部程序存儲器指令。顯然，對內部無程序存儲器的8031,EA端必須接地。存儲器系統(tǒng)：8051單片機存儲器在的物理結構上分為程序存儲器空間和數(shù)據(jù)存儲器空間，程序存儲器ROM：我們?yōu)榱俗寙纹瑱C實現(xiàn)某一功能，需要利用利用匯編語言或其他語言編寫一些源程序，然后再燒錄到芯片中。我們編寫的這些程序，就存儲在程序存儲器空間中。數(shù)據(jù)存儲器RAM：我們編寫的源程序，在運行的過程中，會產生一些臨時的運算結果，這些結果需要臨時存放在一個地方，這個地方就是數(shù)據(jù)寄存器。8051單片機具有四個存儲器空間：（1）片內程序存儲器，即單片機芯片內置的存儲空間（2）片外程序存儲器，即當單片機芯片內置的存儲空間不夠使用時，我們需要外加的一個存儲器芯片（3）片內數(shù)據(jù)存儲器，即單片機芯片內置的存儲空間（4）片外數(shù)據(jù)存儲器，即當單片機芯片內置的存儲空間不夠使用時，我們需要外加的一個存儲器芯片但從用戶使用的角度，8051存儲器地址空間分為三類：1.片內片外統(tǒng)一編址的0000H-FFFFH的64K字節(jié)的程序存儲器地址空間，用16位地址。2.64K字節(jié)片外數(shù)據(jù)存儲器空間，地址也是從0000H-FFFFH用16位地址。3.256字節(jié)數(shù)據(jù)存儲器空間，用8位地址。程序存儲器地址空間：8051程序存儲器用于存放編寫好的程序和表格常數(shù)。程序存儲器通過16位程序計數(shù)器PC尋址。尋址能力為64K字節(jié)。片內ROM為4KB。地址為0000H-0FFFH。片外最多可擴至64K字節(jié)。地址為1000H-FFFFH。片內片外是統(tǒng)一編址的。當引腳EA接高電平時，8051程序計數(shù)器PC在0000H-0FFFH范圍內，即前4K字節(jié)地址執(zhí)行片內ROM中的程序。當指令地址超過0FFFH后，就自動轉向片外ROM中取指令。程序存儲器的某些單元是留給系統(tǒng)使用的。存儲單元0000H-0002H用作8051上電復位后引導程序存放單元。因為8051上電復位后程序計數(shù)器PC的內容為0000H，所以CPU總是從0000H開始執(zhí)行程序，如果在這三個單元中有跳轉指令，那么，程序就被引導到轉移指令所指的ROM空間去執(zhí)行。0003H-0023H單元被均勻的分為5段。用作5個中斷服務程序的入口。因為5個入口之間間隔較小，因此一般來說，這五個入口都是存放著一條跳轉指令，而把真正的中斷服務程序安排在后面的存儲單元中。數(shù)據(jù)存儲器空間：數(shù)據(jù)存儲器RAM用于存放運算中的結果、數(shù)據(jù)暫存或緩沖、標志位等。數(shù)據(jù)存儲空間也分為片內和片外兩大部分，即片內RAM和片外RAM。(1) 片外數(shù)據(jù)存儲器外部數(shù)據(jù)存儲器又稱為外部數(shù)據(jù)RAM，當805l片內256個字節(jié)的數(shù)據(jù)RAM不能滿足數(shù)量上的要求時，可通過總線端口和其它IO端口擴展外部數(shù)據(jù)RAM(擴展方法見相關章節(jié))，其最大容量可達64K字節(jié)。地址從0000H-FFFFH。外部數(shù)據(jù)RAM與內部數(shù)據(jù)RAM的功用基本相同，但外部數(shù)據(jù)RAM不能進行堆棧操作8。(2) 片內數(shù)據(jù)存儲器片內RAM數(shù)據(jù)存儲器最大尋址空間為256字節(jié)。他們又分為兩個部分。低128字節(jié)00H-7FH是真正的RAM區(qū)低128字節(jié)中地址00H一1F的32個單元，安排為四組工作寄存器。每組又分為8個寄存器區(qū)R0-R7。3.2 紅外線傳感器的介紹 熱釋電紅外傳感器通過目標與背景的溫差來探測目標，其工作原理是利用熱釋電效應，即在鈦酸鋇一類晶體的上、下表面設置電極，在上表面覆以黑色膜，若有紅外線間歇地照射，其表面溫度上升T，其晶體內部的原子排列將產生變化，引起自發(fā)極化電荷，在上下電極之間產生電壓U。常用的熱釋電紅外線光敏元件的材料有陶瓷氧化物和壓電晶體，如鈦酸鋇、鉭酸鋰、硫酸三甘肽及鈦鉛酸鉛等。熱釋電紅外傳感器內部由光學濾鏡、場效應管、紅外感應源(熱釋電元件)、偏置電阻、EMI電容等元器件組成，其內部電路框圖如下圖所示。圖 3-3 紅外傳感器內部結構 光學濾鏡的主要作用是只允許波長在10m左右的紅外線(人體發(fā)出的紅外線波長)通過，而將燈光、太陽光及其他輻射濾掉，以抑制外界的干擾。 紅外感應源通常由兩個串聯(lián)或者并聯(lián)的熱釋電元件組成，這兩個熱釋電元件的電極相反，環(huán)境背景輻射對兩個熱釋電元件幾乎具有相同的作用，使其產生的熱釋電效應相互抵消，輸出信號接近為零。一旦有人侵入探測區(qū)域內，人體紅外輻射通過部分鏡面聚焦，并被熱釋電元件接收，由于角度不同，兩片熱釋電元件接收到的熱量不同，熱釋電能量也不同，不能完全抵消，經處理電路處理后輸出控制信號。熱釋電效應同壓電效應類似，是指由于溫度的變化而引起晶體表面電荷的現(xiàn)象。熱釋電紅外傳感器由陶瓷氧化物或壓電晶體元件組成，在元件兩個表面做成電極，在傳感器監(jiān)測范圍內溫度有T的變化時，熱釋電效應會在兩個電極上產生電荷Q，即在兩電極之間產生一微弱的電壓V。由于它的輸出阻抗極高，在傳感器中有一個場效應管進行阻抗變換。熱釋電效應所產生的電荷Q會被空氣中的離子所結合而消失，即當環(huán)境溫度穩(wěn)定不變時，T=O，傳感器無輸出。 在自然界，任何高于絕對溫度(-273)時物體都將產生紅外光譜，不同溫度的物體，其釋放的紅外能量的波長是不一樣的，因此紅外波長與溫度的高低有關。 人體或者體積較大的動物都有恒定的體溫，一般在37度，所以會發(fā)出特定波長10m左右的紅外線，當人體進入檢測區(qū)，因人體溫度與環(huán)境溫度有差別，人體發(fā)射的10m左右的紅外線通過菲涅耳透鏡濾光片增強后聚集到紅外感應源(熱釋電元件)上，紅外感應源在接收到人體紅外輻射時就會失去電荷平衡，向外釋放電荷，進而產生T并將T向外圍電路輸出，后續(xù)電路經檢測處理后就能產生報警信號。若人體進入檢測區(qū)后不動，則溫度沒有變化，傳感器也沒有信號輸出，所以這種傳感器適合檢測人體或者動物的活動情況4 系統(tǒng)軟件設計4.1 proteus軟件環(huán)境介紹本系統(tǒng)的硬件設計首先是在Proteus軟件環(huán)境中仿真實現(xiàn)的。Proteus軟件是來自英國Labcenter electronics公司的EDA工具軟件，Proteus軟件有十多年的歷史，在全球廣泛使用，除了具有和其它EDA工具一樣的原理布圖、PCB自動或人工布線及電路仿真的功能外，其革命性的功能是，它的電路仿真是互動的。針對微處理器的應用，還可以直接在基于原理圖的虛擬原型上編程，并實現(xiàn)軟件源碼級的實時調試。如果有顯示及輸出，配合系統(tǒng)配置的虛擬儀器如示波器、邏輯分析儀等，還能看到運行后輸入輸出的效果。Proteus建立了完備的電子設計開發(fā)環(huán)境，尤其重要的是Proteus Lite可以完全免費，也可以花微不足道的費用注冊達到更好的效果。Proteus是目前最好的模擬單片機外圍器件的工具?？梢苑抡?1系列、AVR、PIC等常用的MCU及其外圍電路（如LCD，RAM，ROM，鍵盤，馬達，LED，AD/DA，部分SPI器件，部分IIC器件.）。其實Proteus 與 multisim比較類似，只不過它可以仿真MCU，當然，軟件仿真精度有限，而且不可能所有的器件都找得到相應的仿真模型，用開發(fā)板和仿真器當然是最好選擇，可是初學者擁有它們的可能性比較小。當然，硬件實踐還是必不可少的。在沒有硬件的情況下，Proteus能像pspice 仿真模擬/數(shù)字電路那樣仿真MCU及外圍電路。另外，即使有硬件，在程序編寫早期用軟件仿真一下也是很有必要的。Proteus軟件主要具有以下幾個方面的特點：1、設計和仿真軟件Proteus 是一個很有用的工具，它可以幫助學生和專業(yè)人士提高他們的模擬和數(shù)字電路的設計能力。2、它允許對電路設計采用圖形環(huán)境，在這種環(huán)境中，可以使用一個特定符號來代替元器件，并完成不會對真實電路造成任何損害的電路仿真操作。3、它可以仿真儀表以及可描述在仿真過程中所獲得的信號的圖表。4、它可以仿真目前流行的單片機，如PICS, ATMEL-AVR, MOTOROLA, 8051 等。5、在設計綜合性方案中,還可以利用ARES開發(fā)印制電路板。4.2 Protel軟件環(huán)境介紹Protel印制板設計軟件包是澳大利亞protel technology公司與1990年推出的電子CAD產品，具有方便、易學、實用、快速以及高速度、高步通率的特點。它采用了分層次下拉窗口菜單結構形式，用戶基本上不需要記背太多的鍵盤命令，用鼠標點擊菜單命令就能操作，protel有著很高的自動布線布通率。布通率是電子產CAD產品的一項重要指標，它反映電子元件在電路圖中連接關系有多少能在印刷版圖中實現(xiàn)。在設計常用的單、雙面印制板時只要選擇適當?shù)脑季趾筒季€策略方法，protel就可以輕易的達到98%-100%的布通率。對于極少數(shù)不能布通的定方，protel可以用飛線指示出來，引導用戶用手工方法連通。另外，protel有強大的宏命令設置功能，利用宏命令功能多定義的熱鍵可以大大提高操作速度。 Protel對微機的軟硬件配置要求很低：cpu在8088以上，dos2.0以上版本，內存640kb以上，雙軟件（或一個軟件一個硬盤），單色顯示器（多層板設計時最好用彩色），各種兼容打印機。也能在Windows9X平臺的模擬DOS下運行。Protel已成為印制板設計加工方面的工業(yè)標準。據(jù)初步統(tǒng)計protel在CAD的市場占有率達 95%，成為電子產品制造業(yè)界的首選CAD軟件。4.3 keil c51簡介Keil C51是美國Keil Software公司出品的51系列兼容單片機C語言軟件開發(fā)系統(tǒng)，與匯編相比，C語言在功能上、結構性、可讀性、可維護性上有明顯的優(yōu)勢，因而易學易用。用過匯編語言后再使用C來開發(fā)，體會更加深刻。Keil C51軟件提供豐富的庫函數(shù)和功能強大的集成開發(fā)調試工具，全Windows界面。另外重要的一點，只要看一下編譯后生成的匯編代碼，就能體會到Keil C51生成的目標代碼效率非常之高，多數(shù)語句生成的匯編代碼很緊湊，容易理解。在開發(fā)大型軟件時更能體現(xiàn)高級語言的優(yōu)勢。下面詳細介紹Keil C51開發(fā)系統(tǒng)各部分功能和使用。Keil C51單片機軟件開發(fā)系統(tǒng)的整體結構：C51工具包的整體結構，其中uVision與Ishell分別是C51 for Windows和for Dos的集成開發(fā)環(huán)境(IDE)，可以完成編輯、編譯、連接、調試、仿真等整個開發(fā)流程。開發(fā)人員可用IDE本身或其它編輯器編輯C或匯編源文件。然后分別由C51及A51編譯器編譯生成目標文件(.OBJ)。目標文件可由LIB51創(chuàng)建生成庫文件，也可以與庫文件一起經L51連接定位生成絕對目標文件(.ABS)。ABS文件由OH51轉換成標準的Hex文件，以供調試器dScope51或tScope51使用進行源代碼級調試，也可由仿真器使用直接對目標板進行調試，也可以直接寫入程序存貯器如EPROM中。使用獨立的Keil仿真器時，注意事項：仿真器標配11.0592MHz的晶振，但用戶可以在仿真器上的晶振插孔中換插其他頻率的晶振。仿真器上的復位按鈕只復位仿真芯片，不復位目標系統(tǒng)。4.4系統(tǒng)軟件分析任何一個應用系統(tǒng)，它們都有著自己的硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)，少了任何一個部分都不可能稱之為一個完整的應用系統(tǒng)，它們之間是相互依存的一個整體，硬件系統(tǒng)是軟件系統(tǒng)的一個基礎和前提，為軟件系統(tǒng)提供了一個操作平臺；而軟件系統(tǒng)是硬件系統(tǒng)的靈魂，它對硬件系統(tǒng)起到擴充和完善的作用?？上攵浖到y(tǒng)與硬件系統(tǒng)同等重要，下面為系統(tǒng)軟件設計過程：（1） 行人檢測的程序設計過程 在設計此部分的時候，主要是用高低電平來模擬紅外傳感器的檢測信號，當有人通過是為低電平，沒有人通過時為高電平。在開始時單片機就初始狀態(tài)P1口即為高電平，模擬情況下接了8個按鈕。但是在調試是發(fā)現(xiàn)，在實際的電路中根本沒有電源給傳感器供電，為了提高電源給傳感器，此處提供了上拉電源。（2） 路燈控制電路程序設計在進行路燈控制程序設計的時候，主要考慮從傳感器獲取的信號，在設計初期，采用了高電平控制LED燈，調試時發(fā)現(xiàn)：燈的亮度相當?shù)?，查詢資料顯示，單片機高電平帶負載能力很弱，逐采用低電平控制LED路燈。此時采用共陽極接線法。（3） 路燈自動熄滅控制程序設計初期考慮用延時程序來達到路燈自動熄滅的目的，在結合了實際情況分析后發(fā)現(xiàn)，延時程序根本不能根據(jù)行人通過的速度來達到自動控制的目的。要是行人快速通過，那么延時程序所延時時間不可能每次都能夠調整，所以，在本次設計當中除最后一個路燈外沒有采用延時控制。而是才用程序控制。4.5程序流程圖 （1）主程序流程圖 啟動單片機定義單片機的引腳主程序開始設初值，開中斷手動開關是否按下進入相應的中斷程序檢查是否有行人通過控制相應的路燈點亮YNNY(2)中斷程序流程圖 進入緊急手動全開中斷路燈全開返回主程序進入手動全關中斷路燈全關返回主程序（3）延時程序流程圖調用延時程序定時器/計數(shù)器賦初啟動定時器/計數(shù)器查詢技術溢出停止計數(shù)器/定時器設定循環(huán)次數(shù)NY循環(huán)次數(shù)足夠返回主程序YN5 系統(tǒng)調試過程通過上面的硬件設計和軟件設計過程，設計的工作已經基本完成，接下來的工作就是對所設計好的應用系統(tǒng)進行調試。通過調試可以檢查出系統(tǒng)出現(xiàn)的一些錯誤，從而進行下一步的修改。5.1 Protel 99 SE中調試圖 5-1 protel 99 電氣檢查圖 5-2 電氣檢查結果顯示對電路的原理圖進行調整。調整后結果如下：圖 5-3 修改檢查后的電路圖 5-4 調試后的ERC檢查結果顯示5.2 keil C51程序調試結果調試前：圖 5-5 keil編譯首次結果實驗結果顯示程序有一個警告，警告內容為有一個子程序沒有被調用。經調試后無錯誤也無警告（如下圖）：圖 5-6 keil 調試后編譯結果5.3 proteus調試 圖5-7 proteus電路調試5.4 PCB調試c圖 5-8 PCB 布線效果總 結本次課程是以基于單片機的智能控制路燈控制器為研究對象，通過對控制系統(tǒng)所要完成的功能進行分析，從而確定所要用到的元器件，然后根據(jù)其工作原理將各個功能部分進行組合連接，完成其硬件圖。然后利用C51編程軟件根據(jù)系統(tǒng)的功能要求進行編程，導入單片機中，最后進行調試及仿真。在整個設計過程中，我遇到了大量