基于單片機(jī)智能照明系統(tǒng)主控制器設(shè)計

1、湖北省高等教育自學(xué)考試畢業(yè)論文基于單片機(jī)智能照明系統(tǒng)主控制器的設(shè)計 主考院校：武漢大學(xué) 專 業(yè)：電子工程 指導(dǎo)老師：谷瑜青老師 考生姓名：何 賢 云 準(zhǔn)考證號：0108123015082017年2月28日 摘 要 隨著社會的進(jìn)步,照明系統(tǒng)的人性化，智能化，節(jié)約化顯得尤為重要，既適合了人類的需求，又響應(yīng)了國家的綠色經(jīng)濟(jì)發(fā)展戰(zhàn)略，隨著國家提倡低碳經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，公共場所照明系統(tǒng)的改進(jìn)顯得尤為重要，節(jié)能和智能科技變?yōu)橹黝}，近年來，隨著科技的進(jìn)步，人們對照明燈具節(jié)能和科學(xué)化管理提出了更高的要求，使得照明控制在智能化領(lǐng)域的地位越來越重要，現(xiàn)在引入綠色照明的概念，所以更應(yīng)營造一個舒適的視覺環(huán)境來減少光污染，照

2、明已經(jīng)成為直接影響工作效率的主要因素之一，因此，越來越引起人們的高度重視，做好照明設(shè)計，加強(qiáng)照明控制設(shè)計，智能照明系統(tǒng)充分利用電子技術(shù)、通信技術(shù)和計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)將各種照明器具有機(jī)的連接在一起，實現(xiàn)有效的管理和控制。智能照明系統(tǒng)正是21世紀(jì)的趨勢之一。系統(tǒng)中的智能燈光節(jié)點(diǎn)能夠根據(jù)外界光強(qiáng)自適應(yīng)調(diào)整自身燈光亮度，周期性采集室內(nèi)光強(qiáng)、有無人進(jìn)出等環(huán)境信息，并及時響應(yīng)用戶的控制命令。隨著LED性能的不斷改善和價格的不斷降低，高亮度LED取代傳統(tǒng)光源應(yīng)用于通用照明是未來的發(fā)展趨勢。設(shè)計了一套基于單片機(jī)MCU控制的LED智能照明系統(tǒng)，LED采用恒流驅(qū)動，PWM調(diào)光方式。其中光強(qiáng)度傳感器使得LED能夠根據(jù)環(huán)

3、境需要自動調(diào)節(jié)自身亮度聲控開關(guān)方便操作。詳細(xì)給出了各個部分的設(shè)計。實驗表明，系統(tǒng)長時間運(yùn)行穩(wěn)定，高效節(jié)能，白光質(zhì)量好，適用于公共場所通用照明，針對傳統(tǒng)照明系統(tǒng)布線麻煩、節(jié)能效果差等缺點(diǎn)。本文設(shè)計的照明系統(tǒng)通過動態(tài)侍感器、照度傳感器、通訊裝置等使得照明變得更加智能、人性化：有效節(jié)省了電費(fèi)與管理費(fèi)用。 關(guān)鍵詞：智能化 人性化節(jié)能 綠色高亮度 LED PWM 調(diào)光 2目 錄摘 要I第1章 緒 論31.1 課題研究背景意義31.2 國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀31.3 文本所作的工作31.3.1 節(jié)能方面作的工作31.3.2 改善工作環(huán)境與提高工作效率作的工作4第2章 系統(tǒng)設(shè)計52.1 系統(tǒng)的功能和指標(biāo)52.2 核

4、心器件的比較與選型52.2.1 單片機(jī)選擇52.2.2 光照檢測方式62.2.3 聲控開關(guān)檢測方式72.2.4 LED的調(diào)光控制8第3章 硬件設(shè)計113.1 單片機(jī)中的各個小系統(tǒng)介紹113.1.1 AT89C51引腳介紹113.1.2 CPU時鐘電路123.1.3 復(fù)位電路133.2 光信號取樣電路設(shè)計133.2.1儀表放大器的結(jié)構(gòu)及使用143.2.2 OP07的介紹及應(yīng)用153.2.3 TLC3545的介紹及應(yīng)用173.3 聲音信號采集電路193.3.1 聲音信號放大原理193.3.2 CD4051的介紹及應(yīng)用203.4 LED驅(qū)動電路213.4.1 LED供電電源21 3.4.2 LED驅(qū)

5、動電路213.5 鍵盤電路設(shè)計223.5.1鍵盤的作用223.5.2鍵盤電路及其說明223.5.3鍵盤功能說明233.5.4 鍵盤的機(jī)械抖動23第4章 軟件設(shè)計254.1 系統(tǒng)流程圖254.2 仿真環(huán)境介紹284.3.1 Keil介紹28第5章 總結(jié)與展望29參考文獻(xiàn)31謝 辭32第1章 緒 論1.1 課題研究背景意義隨著計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、通信、控制等技術(shù)的發(fā)展,智能建筑的發(fā)展越來越迅猛。現(xiàn)代化建筑中的樓宇自控設(shè)備和不同功能的系統(tǒng)越來越多, 越來越復(fù)雜，目前，國內(nèi)大多數(shù)智能建筑存在效率低、能耗高的現(xiàn)象。就智能建筑的照明系統(tǒng)來說，許多地方的燈經(jīng)常是從早到晚開著的，不管這些房間或樓道是否有人，也不管有多

6、少人。無論何種建筑, 也不論該建筑的智能化程度有多高, 照明控制一直在其樓宇自控系統(tǒng)中占據(jù)十分重要的位置。我們用智能照明系統(tǒng)主控制器，實現(xiàn)照明的人性化，個性化，LED大大降低了系統(tǒng)的開發(fā)難度、組成成本, 縮短了開發(fā)周期。該系統(tǒng)投資少、功能強(qiáng)、可靠性高、便于擴(kuò)展, 特別適合大型的智能辦公大廈對燈光設(shè)備的控制需要。在市場上具有強(qiáng)勁的競爭力。1.2 國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀目前，國內(nèi)大多數(shù)智能建筑存在效率低、能耗高的現(xiàn)象。就智能建筑的照明系統(tǒng)來說，許多地方的燈經(jīng)常是從早到晚開著的，不管這些房間或樓道是否有人，也不管有多少人。無論何種建筑, 也不論該建筑的智能化程度有多高, 照明控制一直在其樓宇自控系統(tǒng)中占據(jù)十

7、分重要的位置?，F(xiàn)代照明除了滿足人的基本生活、學(xué)習(xí)要求之外,將更注重能量的節(jié)省和使用上的便利，以及滿足人類工程學(xué)的個性方面的要求。特別是近年來大廈內(nèi)利用計算機(jī)工作的人員比例上升，不同視覺要求的工作的數(shù)量和復(fù)雜程度大大增加。所以要做到合理、經(jīng)濟(jì)、節(jié)能，首先應(yīng)采用先進(jìn)成熟的技術(shù)和產(chǎn)品，如電光源、燈具、照明控制系統(tǒng)。因此，適應(yīng)不同個人和工作需要，結(jié)合自動調(diào)節(jié)與手動調(diào)節(jié)的智能化照明系統(tǒng)已經(jīng)成為必不可少了。1.3 文本所作的工作1.3.1 節(jié)能方面作的工作照明領(lǐng)域的能源消耗在總的能源消耗中占了相當(dāng)大的比例節(jié)約能源和提高照明質(zhì)量是當(dāng)務(wù)之急。LED耗電相當(dāng)?shù)?，直流?qū)動，超低功耗（單管0.03-0.06瓦），電

8、光功率轉(zhuǎn)換接近100%。一般來說LED的工作電壓是2-3.6V，工作電流是0.02-0.03A；這就是說，它消耗的電能不超過0.1W，相同照明效果比傳統(tǒng)光源節(jié)能80%以上。1.3.2 改善工作環(huán)境與提高工作效率作的工作良好的工的環(huán)境是提高工作效率的很重要的條件，合理的利用智能照明系統(tǒng)的主控制器，可以提高照明系統(tǒng)的工作效率，智能照明系統(tǒng)是有開關(guān)和調(diào)節(jié)兩種控制方法，可以有效的控制各種照明場所的智能照明，改善工作環(huán)境，從而提高工作效率，提高照明均勻性，同時系統(tǒng)能根據(jù)不同的照明強(qiáng)度，自動調(diào)節(jié)照明亮度。 第2章 系統(tǒng)設(shè)計2.1 系統(tǒng)的功能和指標(biāo)本系統(tǒng)是以單片機(jī)為控制器的核心，以AT89C51為基礎(chǔ)，以光

9、敏電阻為信號采集單元，再連接外圍電路，通過單片機(jī)通信方式實現(xiàn)照明燈具的智能控制。以下是各部分器件的選擇與基本介紹。2.2 核心器件的比較與選型2.2.1 單片機(jī)選擇方案一 MCS-51單片機(jī) AT89C51是一種4k字節(jié)存儲器，低電壓，高性能的存儲器，俗稱單片機(jī)。它與MCS-51 兼容，壽命和數(shù)據(jù)保留時間長，兩個16為定時器，5個中斷源，可編程串行通道，低功耗，它是MSC-51單片機(jī)中應(yīng)用最廣泛的型號，以它為代表進(jìn)行參數(shù)介紹，它的組成部分是，微處理器、數(shù)據(jù)存儲器、程序存儲器、并行I/O口、串行口、定時器/計數(shù)器、中斷系統(tǒng)及特殊功能寄存器。通過片內(nèi)單一總線連接而成，其基本結(jié)構(gòu)是CPU加上外圍芯片

10、的傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)模式。但對各種功能部件的控制是采用特殊功能寄存器的集中控制方式。其內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要有以下幾部分：1，一個八位的中央處理器（CPU），是單片機(jī)的核心，2，128個字節(jié)的內(nèi)部數(shù)據(jù)RAM，地址為00H7FH，3，21特殊功能寄存器SFR，離散分布于地址80HFFH中，4，程序計數(shù)器PC，是物理上獨(dú)立的十六位專用寄存器，5,4k字節(jié)FLASH內(nèi)部程序存儲器，6,4個8位可編程I/O口，,7，1個UART串行通信口，8，2個16位定時器，9,5個中斷源，兩個中斷優(yōu)先級的中斷控制系統(tǒng)，10，一個片內(nèi)振蕩器和時鐘電路，11，用于擴(kuò)展RAM,ROM等結(jié)構(gòu)，地址總線，數(shù)據(jù)總線，控制總線，方案二 AVR單片

11、機(jī) 精簡指令集的高速8位單片機(jī)，簡稱AVR，相對于出現(xiàn)較早也較為成熟的51系列單片機(jī)，AVR系列單片機(jī)片內(nèi)資源更為豐富，接口也更為強(qiáng)大，同時由于其價格低等優(yōu)勢，在很多場合可以替代51系列單片機(jī)。選擇AVR單片機(jī)的最主要原因，是進(jìn)入AVR單片機(jī)開發(fā)的門檻非常低，只要會操作電腦就可以學(xué)習(xí)AVR單片機(jī)的開發(fā)。單片機(jī)初學(xué)者只需一條ISP下載線，把編輯、調(diào)試通過的軟件程序直接在線寫入AVR單片機(jī)，即可以開發(fā)AVR單片機(jī)系列中的各種封裝的器件。AVR單片機(jī)的I/O口是真正的I/O口，能正確反映I/O口輸入/輸出的真實情況。工業(yè)級產(chǎn)品，具有大電流(灌電流)1040 mA,可直接驅(qū)動可控硅SCR或繼電器，節(jié)省

12、了外圍驅(qū)動器件。由于采用了高性能的MCU,省掉了大量的外圍器件,如外擴(kuò)RAM、ROM存儲器等,使硬件結(jié)構(gòu)大大簡化,提高了系統(tǒng)的可靠性。它與其他類型的單片機(jī)，AVR它有以下優(yōu)點(diǎn)： 首先，AVR單片機(jī)是高速嵌入式單片機(jī)。AVR單片機(jī)具有預(yù)取指令功能，即在執(zhí)行一條指令時，預(yù)先把下一條指令取進(jìn)來，使得指令可以在一個時鐘周期內(nèi)執(zhí)行。多累加器型，數(shù)據(jù)處理速度快。AVR單片機(jī)具有32個通用工作寄存器，相當(dāng)于有32條立交橋，可以快速通行、中斷響應(yīng)速度快。AVR單片機(jī)有多個固定中斷向量入口地址，可快速響應(yīng)中斷。 其次，AVR單片機(jī)耗能低。對于典型功耗情況，WDT關(guān)閉時為100nA，更適用于電池供電的應(yīng)用設(shè)備。有

13、的器件最低1.8 V即可工作。 再次，AVR單片機(jī)保密性能好。它具有不可破解的位加密鎖Lock Bit技術(shù)，保密位單元深藏于芯片內(nèi)部，無法用電子顯微鏡看到。 第四，I/O口功能強(qiáng),具有A/D轉(zhuǎn)換等電路，有功能強(qiáng)大的定時器/計數(shù)器及通訊接口。綜上兩種方案分析，除了以上兩種單片機(jī)，還有許多種類其它結(jié)構(gòu)的單片機(jī)，如果實現(xiàn)本系統(tǒng)，基本上以上兩種類型的單片機(jī)都能實現(xiàn)，考慮到MCS-51單片機(jī)具有較強(qiáng)的代表性以及該系列單片機(jī)資料較多，本設(shè)計采用AT89C51來實現(xiàn)。2.2.2 光照檢測方式 方案一、采用光敏二極管或三極管等光傳感器件把環(huán)境亮度轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的數(shù)字電平，然后直接接入單片機(jī)IO引腳。方案二、采用光

14、敏電阻利用橋式電路把環(huán)境亮度轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電壓值，然后通過運(yùn)放后給單片機(jī)輸入一個標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字信號。 由于光敏電阻屬于純阻性器件，所以采用方案二。 在本次設(shè)計中選用了帶串行控制模數(shù)轉(zhuǎn)換器TLC3545，LC3545是一個家庭的高性能，14位，低功耗，微型CMOS模擬 - 數(shù)字轉(zhuǎn)換（ADC）。這種芯片只需要單一的+5V電源就能工作。該芯片有單端輸入，雙端輸入或單偽差分輸入可選擇。該芯片有一個片選（CS），串行時鐘（SCLK），串行數(shù)據(jù)輸出（SDO），以及提供了一個最流行的串口直接的3線接口主機(jī)微處理器（SPI接口）。當(dāng)與DSP連接時，TLC3545 ADC的連接只有通過引腳1到DSP（CS）。 TLC

15、3545設(shè)計工作具有功耗低，以及自動電源關(guān)閉模式使節(jié)電功能進(jìn)一步加強(qiáng)。該產(chǎn)品系列具有一個高速串行鏈路與外部SCLK到現(xiàn)代的主機(jī)處理器15兆赫。這種芯片使用一個內(nèi)置的振蕩器轉(zhuǎn)換時鐘，提供了2.67微秒最大轉(zhuǎn)換時間。 為使電橋測得的微弱電信號與TLC3545級聯(lián)，選取一片OP07搭建反向放大與PGA203進(jìn)行級聯(lián)放大。其中PGA203其主要放大作用，而OP07起放大調(diào)節(jié)作用，從而實現(xiàn)微弱電信號與TLC3545的良好級聯(lián)。2.2.3 聲控開關(guān)檢測方式 前期拾音器多采用高增益、內(nèi)部頻率補(bǔ)償?shù)碾p運(yùn)算放大器：3558，LM358，NE5532等，從而實現(xiàn)信號放大及降噪作用。在此類拾音器中，由于只采用簡單的

16、RLC選頻網(wǎng)絡(luò)，會出現(xiàn)噪音去除不干凈的現(xiàn)象。高性能拾音器，產(chǎn)品內(nèi)置數(shù)字降噪及浮點(diǎn)相位處理芯片，可以最大限度地降低噪音，還原人聲，適合于性能要求高的環(huán)境。 聲控開關(guān)，全稱是聲控延時開關(guān)，是一種內(nèi)無接觸點(diǎn)，在特定環(huán)境光線下采用聲響效果激發(fā)拾音器進(jìn)行聲電轉(zhuǎn)換來控制用電器的開啟，并經(jīng)過延時后能自動斷開電源的節(jié)能電子開關(guān)。對于4個二極管而言，從左至右，從上至下，我們將其分為VD1，VD2，VD3，VD4。當(dāng)交流信號的正半周的時候，二極管VD1，VD4導(dǎo)電，VD2，VD3截止；當(dāng)信號變化為負(fù)半周的時候，VD2，VD3導(dǎo)電，VD1，VD4截止。正、負(fù)半周均有電流流過后面的負(fù)載電阻，而且無論在正半周還是負(fù)半周

17、，流過后面的負(fù)載電阻的電流方向是一致的，因而使輸出電壓的直流成分得到提高，脈沖成分被降低。 本模塊由駐極體話筒MIC、運(yùn)算放大器UA741和NE5532、雙電壓比較器LM393組成。由話筒將聲音信號采集，送給接成射極跟隨器的UA741，再由NE5532構(gòu)成的放大器將聲音信號進(jìn)行放大送給比較器。最后由比較器送出開關(guān)信號給單片機(jī)處理，從而實現(xiàn)開關(guān)燈目的。 uA741M，uA741I，uA741C（單運(yùn)放）是高增益運(yùn)算放大器，用于軍事，工業(yè)和商業(yè)應(yīng)用.這類單片硅集成電路器件提供輸出短路保護(hù)和閉鎖自由運(yùn)作。 這些類型還具有廣泛的共同模式，差模信號范圍和低失調(diào)電壓調(diào)零能力與使用適當(dāng)?shù)碾娢弧?NE5532

18、是高性能低噪聲雙運(yùn)算放大器（雙運(yùn)放）集成電路。與很多標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)放相似，但它具有更好的噪聲性能，優(yōu)良的輸出驅(qū)動能力及相當(dāng)高的小信號帶寬，電源電壓范圍大等特點(diǎn)。因此很適合應(yīng)用在高品質(zhì)和專業(yè)音響設(shè)備、儀器、控制電路及電話通道放大器。用作音頻放大時音色溫暖，保真度高，在上世紀(jì)九十年代初的音響界被發(fā)燒友們譽(yù)為“運(yùn)放之皇”，至今仍是很多音響發(fā)燒友手中必備的運(yùn)放之一。 LM393 是雙電壓比較器集成電路。LM393是高增益,寬頻帶器件，象大多數(shù)比較器一樣，如果輸出端到輸入端有寄生電容而產(chǎn)生耦合，則很容易產(chǎn)生振蕩。 2.2.4 LED的調(diào)光控制 作為一種光源，調(diào)光是很重要的。不僅是為了在家居中得到一個更舒適的環(huán)境

19、，在今天來說，減少不必要的電光線，以進(jìn)一步實現(xiàn)節(jié)能減排的目的是更加重要的一件事。而且對于LED光源來說，調(diào)光也是比其他熒光燈、節(jié)能燈、高壓鈉燈等更容易實現(xiàn)，所以更應(yīng)該在各種類型的LED燈具中加上調(diào)光的功能。其中模擬調(diào)光是直接改變通過LED的最大電流，白光質(zhì)量差，容易形成色偏，故而采用PWM調(diào)光。其原理如下 ：1、 PWM信號的原理和形成 脈沖寬度調(diào)制(PWM)，是英文“Pulse Width Modulation”的縮寫，簡稱脈寬調(diào)制，是利用微處理器的數(shù)字輸出來對模擬電路進(jìn)行控制的一種非常有效的技術(shù)，廣泛應(yīng)用在從測量、通信到功率控制與變換的許多領(lǐng)域中。 隨著電子技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了多種PWM技術(shù)

20、，其中包括：相電壓控制PWM、脈寬PWM法、隨機(jī)PWM、SPWM法、線電壓控制PWM等，而在鎳氫電池智能充電器中采用的脈寬PWM法，它是把每一脈沖寬度均相等的脈沖列作為PWM波形，通過改變脈沖列的周期可以調(diào)頻，改變脈沖的寬度或占空比可以調(diào)壓，采用適當(dāng)控制方法即可使電壓與頻率協(xié)調(diào)變化?？梢酝ㄟ^調(diào)整PWM的周期、PWM的占空比而達(dá)到控制充電電流的目的。 脈沖寬度調(diào)制（PWM）是一種對模擬信號電平進(jìn)行數(shù)字編碼的方法。通過高分辨率計數(shù)器的使用，方波的占空比被調(diào)制用來對一個具體模擬信號的電平進(jìn)行編碼。PWM信號仍然是數(shù)字的，因為在給定的任何時刻，滿幅值的直流供電要么完全有（ON），要么完全無（OFF）。

21、電壓或電流源是以一種通（ON）或斷（OFF）的重復(fù)脈沖序列被加到模擬負(fù)載上去的。通的時候即是直流供電被加到負(fù)載上的時候，斷的時候即是供電被斷開的時候。只要帶寬足夠，任何模擬值都可以使用PWM進(jìn)行編碼。 PWM原理是以一固定直流電壓經(jīng)過以一定頻率打開與閉合的開關(guān)K，從而控制改變LED上的電壓。設(shè)當(dāng)LED接通時的最大電流為Imax。開關(guān)開閉周期為T，每次閉合時間為t，則當(dāng)占空比為D=t/T時，LED的平均電流為：Id，可知，當(dāng)T不變(即開關(guān)的開關(guān)頻率同定)時，只要改變導(dǎo)通時間t，就可以改變LED兩端的平均電流。從而改變LED的亮度。 脈沖調(diào)寬信號的形成電路有3種：1)可用電壓-脈寬變換器產(chǎn)生，即硬

22、件產(chǎn)生脈寬調(diào)制信號;2)由軟件定時產(chǎn)生，由定時器定時，定時時間受軟件控制，并從脈寬信號的輸出口P1.0或其他口輸出脈寬可調(diào)信號;3)由單片機(jī)控制外接定時/計數(shù)器(如8253)硬件電路產(chǎn)生脈寬調(diào)制信號，只需用兩個計數(shù)器分別工作于，方式l和方式2，通過硬件連接便可以產(chǎn)生脈寬調(diào)制信號。其中，第1種是硬件電路實現(xiàn)，電路復(fù)雜。第2種使用定時器TO，但由于系統(tǒng)計數(shù)器不足，必須擴(kuò)展。第3種是利用8253，非常方便，而且占用的軟件時間少。 考慮到成本及整個系統(tǒng)的簡化，本設(shè)計直接利用AT89C51單片機(jī)產(chǎn)生脈寬調(diào)制信號。2、 PWM驅(qū)動白光LED LED的發(fā)光強(qiáng)度基本上正比于通過LED器件的電流，這說明脈沖電流

23、的平均電流與直流電流相同的條件下，LED的發(fā)光亮度一樣。另外，用高幅值的脈沖電流驅(qū)動LED，然后通過調(diào)節(jié)脈沖的占空比獲得較合適的平均電流，這樣可以降低功耗。因為當(dāng)LED工作在脈沖狀態(tài)時，人眼覺察到的LED亮度值是介于峰值亮度與平均亮度值之間的。因此，脈沖電流驅(qū)動LED可比直接恒流驅(qū)動的LED更亮，即獲得同樣的發(fā)光亮度，脈沖電流驅(qū)動方式比直流電流驅(qū)動方式所需要的平均電流值更小。 其次，對于LED，如果采用脈沖電路驅(qū)動，其控制部分采用脈寬調(diào)制方式，與恒流控制方式相比，控制部分的控制效率會有比較大的提升，另外還可去掉限流電阻或減小其值。因此，從節(jié)能的角度出發(fā)，采用脈沖電源驅(qū)動方式更好。 脈沖驅(qū)動方式

24、是利用人眼的視覺惰性，采用重復(fù)向LED器件通斷供電的方式使之點(diǎn)亮的。但采用這種驅(qū)動方式通常需考慮脈沖電流幅值的確定和重復(fù)頻率的選擇。要獲得與直流驅(qū)動方式相當(dāng)?shù)陌l(fā)光強(qiáng)度，脈沖驅(qū)動電流的平均值Ia 應(yīng)與直流驅(qū)動的電流值相同?？梢娒}沖驅(qū)動時，脈沖電流的幅值是直流驅(qū)動電路的電流幅值的T/ton倍。需注意驅(qū)動器件的工作頻率，當(dāng)頻率超過一定范同，器件將無法正常工作，因為器件無法正常導(dǎo)通和關(guān)斷。LED的工作頻率是10 MHz到幾百M(fèi)Hz范圍內(nèi)。LED供電電路聲控開關(guān)電路MCU光照檢測電路LED驅(qū)動電路鍵盤電路 圖2.1 系統(tǒng)硬件總述圖 第3章 硬件設(shè)計 系統(tǒng)以單片微型計算機(jī)為核心外加多種接口電路組成，共有五

25、個主要部分，AT89C51芯片、光信號采集電路、聲控開關(guān)電路、鍵盤電路、LED驅(qū)動電路、LED供電電路。 3.1 單片機(jī)中各個小系統(tǒng)介紹3.1.1 AT89C51引腳介紹 P0口：P0口為一個8位漏級開路雙向I/O口，用于外部程序數(shù)據(jù)存儲器，可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的第八位。 P1口：P1口是一個內(nèi)部提供上拉電阻的8位雙向I/O口，管腳寫入1后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入，P1口被外部下拉為低電平時，可用作輸出。 P2口：P2口為一個內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口， P2口當(dāng)用于外部程序存儲器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲器進(jìn)行存取時，P2口輸出地址的高八位。P2口在FLASH編程和校驗時接收高八位地

26、址信號和控制信號。 P3口：P3口管腳是8個帶內(nèi)部上拉電阻的雙向I/O口，當(dāng)P3口寫入1后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，用作輸入。當(dāng)外部下拉為低電平，P3口將輸出電流，作為輸出。 RST：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時要保持RST腳兩個機(jī)器周期的高電平時間。ALE/PROG當(dāng)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)。 PSEN：外部程序存儲器的選通信號。 EA/VPP：當(dāng)/EA保持低電平時，則在此期間選通外部程序存儲器不管有無內(nèi)部程序存儲器。XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時鐘工作電路的輸入。XTAL2：來自反向振蕩器的輸出。 圖3.1 AT89C51的引腳圖3.1.2 C

27、PU時鐘電路 AT89C51單片機(jī)有一個高增益反向放大器，用于構(gòu)成振蕩器，引腳XTAL1和XTAL2分別是此放大器的輸入端和輸出端。在XTAL1和XTAL2兩端跨接晶體或陶瓷振蕩器，就構(gòu)成了穩(wěn)定的自激振蕩器，其發(fā)出的脈沖直接送入內(nèi)部時鐘發(fā)生器，見圖如下。圖3.2 AT89C51的時鐘電路 外接晶振時，C1、C2值通常選擇為30pF左右，外接陶瓷振蕩器時，C1、C2約為47pF。C1、C2對頻率有微調(diào)作用，震蕩頻率范圍是1.212MHz。3.1.3 復(fù)位電路 AT89C51通常采用上電自動復(fù)位和按鍵手動復(fù)位兩種方式。上電復(fù)位電路在通電瞬間，在RC電路充電過程中，RST端出現(xiàn)正脈沖，從而使單片機(jī)復(fù)

28、位。按鍵手動復(fù)位又分為按鍵電平復(fù)位和按鍵脈沖復(fù)位，按鍵電平復(fù)位是將復(fù)位端通過電阻與Vcc相連，按鍵脈沖復(fù)位是利用RC微分電路產(chǎn)生正脈沖來達(dá)到復(fù)位的目的。本設(shè)計采用按鍵電平復(fù)位方式 ，見圖如下。圖3.3 AT89C51的復(fù)位電路3.2 光信號取樣電路設(shè)計 本模塊主要用來檢測周圍環(huán)境的光強(qiáng)度，并根據(jù)環(huán)境亮度來開/關(guān)LED燈或調(diào)節(jié)其亮度值。主要由光信號采集電路、運(yùn)放電路和A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換電路組成，其中模數(shù)轉(zhuǎn)換是電路的核心。信號經(jīng)過采集送入A/D轉(zhuǎn)換電路，通過單片機(jī)處理后，最終作為系統(tǒng)應(yīng)用程序進(jìn)行開關(guān)燈判斷的依據(jù)。 其中光采集電路有光敏電阻與另外3個電阻組成的橋式電路構(gòu)成，這樣可以提高微弱信號采集的靈敏

29、度。由于橋式電路的原理及應(yīng)用比較普遍和簡單。而光敏電阻采集的信號太小，無法驅(qū)動TLC3545，故需進(jìn)行放大處理。考慮到實際操作時為方便放大倍數(shù)的調(diào)節(jié)，本模塊選取一片OP07搭建反向放大與PGA203進(jìn)行級聯(lián)放大。其中PGA203其主要放大作用，而OP07起放大調(diào)節(jié)作用，從而實現(xiàn)微弱電信號與TLC3545的良好級聯(lián)。這樣在調(diào)節(jié)電路時只需改變滑動變阻的大小即可調(diào)適合的放大倍數(shù)，以下是完整連接圖。 圖3.4 光信號取樣電路3.2.1儀表放大器的結(jié)構(gòu)及使用 PGA203是一個單片儀表放大器。PGA203提供1，2，4，8的增益，具有TTL或CMOS兼容輸入，便于微處理器接口。具有FET輸入和新的跨電路

30、，在整個帶寬內(nèi)增益幾乎是恒定的。允許增益和偏移激光微調(diào)，且無需任何外部元件。這款放大器是陶瓷或塑料包裝。在整個工業(yè)溫度范圍內(nèi)使用的是被指定的陶瓷封裝，而商業(yè)范圍使用的是塑料包裝。PGA203其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如下圖。圖3.5 PGA203內(nèi)部結(jié)構(gòu) 其部分參數(shù)絕對最大額定值，供電電壓為18V，內(nèi)部功耗為750mW，模擬和數(shù)字信號輸入電壓為（VCC+0.5V）。 PGA203基本連接，電源應(yīng)用1MF的鉭電容進(jìn)行去耦，鉭電容應(yīng)盡量靠近放大器的引腳端，避免增益和由外部元件所造成的誤差，以使芯片達(dá)到最高性能。任何的干擾都會導(dǎo)致檢測端，引腳11，或VREF端，引腳4，的增益誤差，因此這些線應(yīng)保持盡可能的短。為了保

31、持電路穩(wěn)定，應(yīng)注意電容輸入到輸出或偏移調(diào)節(jié)端的電容。圖3.6 基本電源連接該芯片增益選擇是通過A0(引腳1)和A1（引腳2）來控制。 圖3.7 PGA203的增益控制 如果放大倍數(shù)不夠可以考慮采用2片PGA203級聯(lián)進(jìn)行放大。3.2.2 OP07的介紹及應(yīng)用OP07的功能介紹：OP07芯片是一種低噪聲，非斬波穩(wěn)零的雙極性運(yùn)算放大器集成電路。由于OP07具有非常低的輸入失調(diào)電壓（對于OP07A最大為25V），所以O(shè)P07在很多應(yīng)用場合不需要額外的調(diào)零措施。OP07同時具有輸入偏置電流低（OP07A為2nA）和開環(huán)增益高（對于OP07A為300V/m）的特點(diǎn)，這種低失調(diào)、高開環(huán)增益的特性使得OP0

32、7特別適用于高增益的測量設(shè)備和放大傳感器的微弱信號等方面。 特點(diǎn)：超低偏移： 150V最大 。 低輸入偏置電流： 1.8nA 低失調(diào)電壓漂移： 0.5V/ 。 超穩(wěn)定，時間：2V/month。 高電源電壓范圍： 3V至22V 。引腳結(jié)構(gòu)圖如下。 圖3.8 OP07引腳結(jié)構(gòu)OP07芯片引腳功能說明及內(nèi)部結(jié)構(gòu)：1和8為偏置平衡(調(diào)零端)：2為反向輸入端：3為正向輸入端：4接地：5空腳：6為輸出：7正電源。 圖3.9 OP07內(nèi)部結(jié)構(gòu)3.2.3 TLC3545的介紹及應(yīng)用TLC3545的引腳功能介紹：AIN(+)：TLC3545的同相輸入端；AIN(-)： TLC3545的反相輸入端； CS：芯片的

33、選擇端。當(dāng)CS端有一個從高到低的電平跳躍，其數(shù)據(jù)輸出口的高組態(tài)狀態(tài)在最大延遲時間內(nèi)消除。 GND： 內(nèi)部電路的接地回路。除非另有說明，所有電壓測量均需接地。 SDO：AD轉(zhuǎn)換結(jié)果的3態(tài)串行數(shù)據(jù)輸出口。當(dāng)CS為高電平是，SDO為高阻態(tài)的狀態(tài)。當(dāng)CS為低電平時，AD才開始轉(zhuǎn)換。輸出格式為MSB為最先輸出的數(shù)據(jù)，其余的數(shù)據(jù)使當(dāng)SCLK的上升沿才輸出。在每個SCLK的下降沿輸出數(shù)據(jù)才是有效的。當(dāng)SCLK處于17個上升沿后，其輸出狀態(tài)變?yōu)楦咦钁B(tài)。SCLK：串行時鐘。該芯片能從主控制器接受串行時鐘。 REF： 外部參考電壓輸入端。VDD：正電源電壓端。TLC3545的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖如下。圖3.10 TLC35

34、45內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖當(dāng)TLC3545工作時需要進(jìn)行初始化，上電后的一個復(fù)位周期以正常運(yùn)作。在復(fù)位周期開始后至少一個SCLK周期，最短時間為CS引腳，引腳1，下降沿但不超過8個SCLK下降沿邊緣長度。在復(fù)位周期終止后CS變?yōu)楦唠娖健Ｈ绻l(fā)出一個有效復(fù)位周期，SDO輸出呈現(xiàn)以上周期數(shù)據(jù)是3FC0h的。此輸出代碼是在確定一個有效的復(fù)位/初始化時發(fā)生。下圖為TLC3545與單片機(jī)的連接示意圖。 圖3.11 TLC3545與單片機(jī)連接示意圖3.3 聲音信號采集電路 為解決傳統(tǒng)的摸黑找開關(guān)、睡覺關(guān)燈等問題，特意設(shè)計此聲控開關(guān)模塊。當(dāng)人摸黑進(jìn)入房間后，可以不必找開關(guān)，而是以掌聲作為開燈信號。其工作原理是，當(dāng)聲控開

35、關(guān)接受到正確頻率的聲音信號后會在單片機(jī)的P2.0口產(chǎn)生一個低電平，單片機(jī)執(zhí)行開燈程序。 3.3.1 聲音信號放大原理 拾音器輸出的毫伏信號實測其范圍約為2025Mv，此電信號太小不能夠驅(qū)動后級，后級比較器LM393的差模輸入電壓范圍為-36V+36V，由此得放大器的放大倍數(shù)應(yīng)為200倍左右，所以為了將從拾音器獲得的微弱語音信號放大,本系統(tǒng)采用運(yùn)算放大器。 其電路工作原理為：當(dāng)沒有掌聲時，話筒輸出低電平，經(jīng)放大后電壓將低于參考電壓，比較器輸出高電平，當(dāng)有掌聲時，聲音信號經(jīng)話筒MIC轉(zhuǎn)換為電信號后經(jīng)兩級運(yùn)放放大產(chǎn)生一個脈沖信號，當(dāng)此脈沖信號上升并高于比較器的參考電壓時，比較器輸出低電平，而在脈沖信

36、號下降到低于參考電壓時，比較器回到高電平，以此將掌聲信號轉(zhuǎn)換為一個負(fù)脈沖，給單片機(jī)處理。 由于不同人、不同工作、不同活動時對于照明的需求都不同，故有時候自動調(diào)光模式所產(chǎn)生的亮度滿足不了需求。特此增加手動調(diào)光模式，用S1鍵控制其模式的選擇。亮燈后第一次按下S1時進(jìn)入手動調(diào)光模式，再次按下回到自動調(diào)光模式。此功能是通過CD4051的選擇功能實現(xiàn)的，其實現(xiàn)原理為，當(dāng)S1按下一次時，P1.4、P1.5、P1.6口將分別輸出001，使比較器輸出端與P1.3口聯(lián)通，當(dāng)S1按下第二次時，P1.4、P1.5、P1.6口將分別輸出000，使比較器輸出端與P1.3口斷開，此時將通過按鍵S2、S3直接控制PWM頻率

37、來點(diǎn)亮LED。3.3.2 CD4051的介紹及應(yīng)用CD4051相當(dāng)于一個單刀八擲開關(guān)，開關(guān)接通哪一道通路由輸入的3位地址碼ABC來決定?！癐NH”是禁止端，當(dāng)“INH”=1時各通道均不接通。此外，CD4051還有另一個電源端VEE，以作為電平位移時使用，從而使得通常在單組電源供電調(diào)件下工作的CMOS電路所提供的數(shù)字信號能直接控制這種多路開關(guān)，并使開關(guān)可傳輸峰峰值達(dá)15V的交流信號。如，若模擬開關(guān)的供電電源VDD=+5V,VSS=0V,當(dāng)VEE=-5V時，只要對此模擬開關(guān)施加05V的數(shù)字控制信號，就可控制幅度范圍為-5V+5V的模擬信號。引腳功能描述： A0A2 地址端： I0/O0I7/O7

38、輸入輸出端： INH 禁止端： O/I 公共輸出/輸入端： VDD 正電源： VEE 模擬信號地： VSS 數(shù)字信號地。CD4501管腳圖及邏輯符號圖：圖3.12 CD4051引腳圖CD4051 邏輯圖：圖3.13 CD4051真值表3.4 LED驅(qū)動電路3.4.1 LED供電電源LM317是可調(diào)三端正電壓穩(wěn)壓器，輸出電壓范圍為1.237 V時能提供超過1.5 A的電流。此穩(wěn)壓器易于使用，只通過2個外部電阻設(shè)置輸出電壓。工作時，LM317建立并保持輸出與調(diào)節(jié)端之間1.25 V的標(biāo)稱參考電壓(Vref)，該參考電壓由R1轉(zhuǎn)換為編程電流，該電流經(jīng)R2到地，由穩(wěn)壓輸出電壓公式得到輸出電壓，因為此處調(diào)

39、節(jié)端的電流IADj控制小于100A，這一誤差可忽略。一個白光LED需要3.3 V直流電壓，本設(shè)計為3個白光LED串聯(lián)，需LM317輸出9.6 V直流電壓，由于LED與場效應(yīng)管串聯(lián)，故除去場效應(yīng)管的壓降，可得LM317輸出的電壓約10V。先確定R1的電阻為220，得出電位器R2的電阻值為1.4 k。圖3.14 LED供電電路3.4.2 LED驅(qū)動電路 本設(shè)計是PWM信號經(jīng)過三極管Q1的基極連接到P溝道功率MOSFET IRF9540的柵極上。P溝道功率MOSFET的柵極驅(qū)動采用簡單的NPN三極管驅(qū)動放大電路，以改善MOSFET的導(dǎo)通過程，減少驅(qū)動電源的功率。當(dāng)驅(qū)動電路直接驅(qū)動功率MOSFET時會

40、引起被驅(qū)動功率MOSFET的快速開通和關(guān)斷，這就可能造成被驅(qū)動功率MOSFET漏源極間電壓的振蕩。一則引起射頻干擾，二則有可能造成功率MOSFET遭受過高的電壓而擊穿損壞。為解決這一問題，需在被驅(qū)動功率MOSFET的柵極與驅(qū)動電路的輸出之間串聯(lián)一只無感電阻R1。當(dāng)PWM波輸出高電平時，三極管VQ1導(dǎo)通，從而使MOSFET的柵極電壓低于源極電壓，MOSFET的源極和漏極導(dǎo)通，LED點(diǎn)亮;當(dāng)PWM波輸出低電平時，VQ1截止，LED熄滅。當(dāng)PWM頻率超過100 Hz時，人眼可視平均LED的導(dǎo)通和截止時間，產(chǎn)生LED亮度變化的感覺，其亮度與LED導(dǎo)通周期成正比。圖3.21 LED驅(qū)動電路3.5 鍵盤電

41、路設(shè)計3.5.1鍵盤的作用 鍵盤在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中能實現(xiàn)向單片機(jī)輸入數(shù)據(jù)、傳送命令功能，是人工干預(yù)單片機(jī)的主要手段。鍵盤實質(zhì)上是一組按鍵開關(guān)集合。通常鍵盤所用開關(guān)為機(jī)械彈性開關(guān)，均利用了機(jī)械觸點(diǎn)的合、斷作用。鍵的閉合與否，反映在輸出電壓是呈現(xiàn)高電平或低電平，如果高電平表示斷開的話，那么低電平則表示鍵閉合，所以通過對電平高低狀態(tài)的檢測，便可確認(rèn)按鍵按下與否。為了確保CPU對一次按鍵動作只確認(rèn)一次按鍵，必須消除抖動的影響，這樣才能使鍵盤在單片機(jī)系統(tǒng)中的使用得更加穩(wěn)定。 常用的鍵盤接口分為獨(dú)立式按鍵接口和矩陣式鍵盤接口。根據(jù)本系統(tǒng)的設(shè)計特點(diǎn)及要求，鍵盤的功能主要是用來設(shè)置溫度上下限，因此本設(shè)計采用獨(dú)

42、立式鍵盤來完成這一功能要求。 3.5.2鍵盤電路及其說明 獨(dú)立式按鍵就是各個按鍵相互獨(dú)立，每個按鍵各接一根輸入線，一根輸入線上的按鍵工作狀態(tài)不會影響其他輸入線上的工作狀態(tài)。因此，通過檢測輸入線的電平狀態(tài)就可以很容易的判斷出是哪一個按鍵按下了。獨(dú)立式按鍵電路配置靈活，軟件簡單。但每一個按鍵需占用一根輸入口線，在按鍵數(shù)量較多時學(xué)要較多的輸入口線且電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜，故此種鍵盤適用與按鍵較少或操作速度較高的場合。 本設(shè)計，采用四按鍵鍵盤，所以在四個I/O口上接四個按鍵組成一個四按鍵的簡易式鍵盤。各線通過電阻接+5V，當(dāng)鍵盤上沒有鍵閉合時，所有的線斷開，呈高電平狀態(tài)。當(dāng)鍵盤上某一個鍵閉合時，該鍵所對應(yīng)的線與

43、連接單片機(jī)的線短路。例如，當(dāng)S1號按鍵閉合時，它所在的線與連接線短路，使P3.2口為低電平，通過軟件里對P3口查尋，如果只有P3.2口為低電平，那么就可以確定是S1鍵按下了，通過在軟件里的設(shè)定，行使S1鍵的功能。如果同時有多個P3口為低電平，則報警顯示，然后檢查是否有多個鍵按下，直到只有一個P3口為低電平時，停止報警，那個低電平的P3口上連接的按鍵則為按下的鍵，在軟件里執(zhí)行他應(yīng)該達(dá)到的功能。 3.5.3鍵盤功能說明S1：模式選擇按鍵。燈亮后，按一次進(jìn)入手動調(diào)光模式，此時可以通過按鍵S2、S3來調(diào)節(jié)LED亮度。按第二次后進(jìn)入自動調(diào)光模式。S2：手動增加亮度按鍵。S3：手動減少亮度按鍵。S4：關(guān)燈

44、按鍵。3.5.4 鍵盤的機(jī)械抖動若Y0為低電平，S1號鍵閉合一次，圖中t1和t3分別為鍵的閉合和斷開過程中的抖動期，呈現(xiàn)一串負(fù)脈沖，抖動時間長短和開關(guān)的機(jī)械特性有關(guān)，一般為510ms，t2為穩(wěn)定的閉合期，其時間由按鍵動作所確定，一般為十分之幾秒到幾秒，t0、t4為斷開期。為了保證CPU對鍵盤的閉合僅作一次處理，在軟件中必須去除抖動，在第一次檢測到有按鍵下時，執(zhí)行一段延時10ms的子程序后確認(rèn)該按鍵電平是否仍保持閉合狀態(tài)電平，如果閉合狀態(tài)電平則確認(rèn)有按鍵下，從而消除抖動的影響。圖3.23 鍵盤的機(jī)械抖動示意圖遠(yuǎn)程監(jiān)控智能監(jiān)控 本章的系統(tǒng)電路圖如下：智能控制器智能控制器智能控制器調(diào)光模塊熱度傳感器

45、輸入模塊輸入模塊總線開關(guān)光敏感應(yīng)各路燈光LED各路開關(guān)LED各路開關(guān)智能照明系統(tǒng)是基于計算機(jī)控制平臺的全數(shù)字、模塊化、分布式總線型控制系統(tǒng)。中央處理器、模塊之間通過網(wǎng)絡(luò)總線直接通信，利用總線使照明、調(diào)光、百葉窗、場景、控制等實現(xiàn)智能化，并成為一個完整的總線系統(tǒng)。可依據(jù)外部環(huán)境的變化自動調(diào)節(jié)總線中設(shè)備的狀態(tài)，達(dá)到安全、節(jié)能、人性化的效果，并能在今后的使用中根據(jù)用戶的要求通過計算機(jī)重新編程來增加或修改系統(tǒng)的功能，而無須重新敷設(shè)電纜，智能照明控制系統(tǒng)的可靠性高，控制靈活，是傳統(tǒng)的照明控制方式所無法做到的。 智能照明的系統(tǒng)通常主要由調(diào)光模塊、開關(guān)模塊、控制面板、液晶顯示觸摸屏、智能傳感器、PC接口、L

46、ED外接電路、各路燈光、時間管理模塊、手持式編程器、監(jiān)控計算機(jī)（大型網(wǎng)絡(luò)需網(wǎng)橋連接）等部件組成。 第4章 軟件設(shè)計4.1 系統(tǒng)流程圖軟件部分的主要任務(wù)是完成對光照檢測電路和對聲控開關(guān)電路的輸出信號進(jìn)行處理。在未開燈時，系統(tǒng)持續(xù)對聲控開關(guān)電路的輸出狀態(tài)進(jìn)行檢測。當(dāng)檢測到有開燈信號后系統(tǒng)將檢測按鍵信號，然后根據(jù)所按按鍵執(zhí)行不同模式程序。若無按鍵信號則自動執(zhí)行自動調(diào)光模式。同時在開燈后，系統(tǒng)持續(xù)對聲控開關(guān)電路的輸出狀態(tài)進(jìn)行檢測。當(dāng)檢測到有關(guān)燈信號時，系統(tǒng)執(zhí)行關(guān)燈程序并回到未開燈時狀態(tài)繼續(xù)檢測聲控開關(guān)電路的輸出狀態(tài)?；谏鲜龇治觯到y(tǒng)軟件設(shè)計總流程如圖4.1所示。開始系統(tǒng)初始化開燈信號手動調(diào)光按鍵關(guān)燈

47、手動調(diào)光模式自動調(diào)光模式關(guān)燈信號 圖4.1 系統(tǒng)總流程圖自動調(diào)光流程如下：讀取按鍵 S3 S4 按下 按下減少PWM調(diào)光頻率增加PWM調(diào)光頻率產(chǎn)生PWM信號點(diǎn)亮LED產(chǎn)生PWM信號點(diǎn)亮LED 圖4.3 手動調(diào)光流程 自動調(diào)光流程如下：讀取光信號數(shù)據(jù)計算PWM頻率產(chǎn)生PWM信號點(diǎn)亮LED 圖4.2 自動調(diào)光流程開始有鍵按下？ 延時10ms判別鍵號按鍵處理 返回 因為用手按下一個按鍵時，往往會出現(xiàn)所按鍵在閉合位置和斷開位置之間跳動幾下才穩(wěn)定到閉合狀態(tài)的情況。在釋放一個鍵的時候，也會出現(xiàn)類似的情況，抖動的時間是不一致的，通常小于10毫秒，若抖動的問題不解決，就會引起閉合鍵的多次讀入。對于鍵的抖動處理

48、，一般采用軟件延時10毫秒的方法。在發(fā)現(xiàn)有按鍵閉合時，不是立即讀入該鍵值，而是延時一段時間以后，再進(jìn)行鍵閉合與否的判斷，確認(rèn)此時是否真的有按鍵下，有則進(jìn)行該按鍵的處理，沒有則不進(jìn)行處理。 圖4.4 鍵盤子程序流程圖4.2 仿真環(huán)境介紹4.2.1 Keil介紹 隨著單片機(jī)開發(fā)技術(shù)的不斷發(fā)展，從普遍使用匯編語言到逐漸使用高級語言開發(fā)，單片機(jī)的開發(fā)軟件也在不斷發(fā)展，Keil軟件是目前最流行開發(fā)MCS-51系列單片機(jī)的軟件，這從近年來各仿真機(jī)廠商紛紛宣布全面支持Keil。該軟件是美國Keil Software公司出品的軟件開發(fā)系統(tǒng)，其允許用戶使用匯編或者C語言來開發(fā)MCS-51單片機(jī)，或與MSC-51

49、指令兼容的其它單片機(jī)，的應(yīng)用軟件。功能上，Keil C51軟件提供豐富的庫函數(shù)和功能強(qiáng)大的集成開發(fā)調(diào)試工具，包括C編譯器、宏匯編、連接器、庫管理和一個功能強(qiáng)大的仿真調(diào)試器等在內(nèi)的完整開發(fā)方案，通過一個集成開發(fā)環(huán)境，uVision，將這些部份組合在一起。外觀上采用全Windows界面，容易上手。性能上，即便是使用高級語言開發(fā)應(yīng)用程序，其生成的目標(biāo)代碼效率也非常高，多數(shù)語句生成的匯編代碼很緊湊。 第5章 總結(jié)與展望 本次設(shè)計已完成，整個設(shè)計過程中，于精密放大器和高精度AD的選擇花費(fèi)了我大量的時間，普通放大器和精密放大器之間，最終選擇了TI公司生產(chǎn)的儀表放大器PGA203，踐證明使用PGA203S所

50、搭建的放大電路簡單，用方便靈活，且能對微弱信號進(jìn)行準(zhǔn)確放大。在小信號放大中有較大優(yōu)勢，用前景廣闊。如在工業(yè)、空調(diào)系統(tǒng)、智能樓宇等領(lǐng)域的溫度測量中可以有廣泛的應(yīng)用。在選擇AD的過程中開始想使用并行的AD，初選擇的是ADC0804，發(fā)現(xiàn)與單片機(jī)連接的接口太多，僅連接復(fù)雜使用不方便，且精度也不高。后來經(jīng)過不斷的查資料發(fā)現(xiàn)串行AD TLC3545，僅與單片機(jī)連接很簡單，制方便，且精度也比ADC0804要高。這種串行AD己經(jīng)成為一種非常有發(fā)展?jié)摿蛷V闊應(yīng)用前景的芯片 我根據(jù)已經(jīng)掌握的理論基礎(chǔ)，結(jié)合實踐，終于完成了成了單片機(jī)的智能照明的設(shè)計。 系統(tǒng)調(diào)試以程序為主。硬件調(diào)試比較簡單，首先檢查電路的連接是否正確，然后用萬用表測試或通電檢測。軟件調(diào)試可以先編寫顯示程序并進(jìn)行硬件的正確性檢驗，然后分別進(jìn)行主函數(shù)、PGA203放大倍數(shù)控制、TLC3545的控制、光照轉(zhuǎn)換函數(shù)等程序的編程及調(diào)試。由于TLC3545與單片機(jī)采用串行數(shù)據(jù)傳送