電氣工程及其自動化-基于單片機(jī)的智能路燈設(shè)計(jì)論文設(shè)計(jì)

1、題 目： 基于單片機(jī)的智能路燈設(shè)計(jì) 專 業(yè)： 電氣工程及其自動化 摘 要隨著現(xiàn)代化城市的發(fā)展，路燈照明規(guī)劃已經(jīng)成為了各國發(fā)展進(jìn)程中避不開的一項(xiàng)工程。在讓城市成為平安都市、有序城市方面，路燈所起的影響是相當(dāng)大的，這讓路燈的不斷創(chuàng)新變成了世界矚目的焦點(diǎn)。本設(shè)計(jì)以STC89C52單片機(jī)作為設(shè)計(jì)的核心，利用DS1302來充當(dāng)一個時鐘，然后將路燈的開啟時間和關(guān)閉時間與實(shí)時時間比較來判斷路燈該怎么操作從而達(dá)到定時控制路燈開啟關(guān)閉的要求，設(shè)計(jì)了一個路燈自動控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對路燈的智能控制。該系統(tǒng)將路燈分為3種情況，根據(jù)路燈所處的情況以及外界光線強(qiáng)弱的情況和聲音變化的情況來判斷路燈是否開啟和怎么開啟。在故障檢測

2、方面，使用光敏電阻對路燈的狀態(tài)進(jìn)行檢查，然后進(jìn)行判斷路燈是否有故障出現(xiàn)。關(guān)鍵詞：STC89C52單片機(jī)；時鐘芯片DS1302；光敏電阻 ABSTRACT With the development of modern cities, the planning of street lighting has become an inevitable project in the process of the development of countries. In making the city become a safe and orderly city, the influence of str

3、eet lamps is quite large, which makes the innovation of street lamps become the focus of world attention. The design takes STC89C52 single-chip as the core and takes DS1302 as a clock. We compare the lamp of the opening time or closing time and then determine how to operate the lamp. Therefore, we a

4、chieve the function of timing control and use this function to control the street lights are turned on and off. So,we design an automatic control system of a street lamp. The system realizes intelligent control of street lights. The system divides the street lamp into 3 cases and judges whether the

5、street lamp is open and how to open by the situation of the external light intensity and the sound change. In the fault detection, we use photosensitive resistor to check the status of the lamp, and then determine whether the street lamp failure occurs.Key words：STC89C52 single-chip；DS1302 clock chi

6、p ；Photosensitive resistor目 錄第一章 緒論11.1設(shè)計(jì)背景11.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11.3 設(shè)計(jì)意義2第二章 總體設(shè)計(jì)42.1設(shè)計(jì)目標(biāo)42.2實(shí)現(xiàn)功能42.3設(shè)計(jì)方案4第三章 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)63.1STC89C52單片機(jī)63.1.1STC89C52簡介63.1.2STC89C52功能63.1.3主要特性63.1.4工作模式7 3.1.5引腳功能73.2顯示模塊設(shè)計(jì)83.3外界環(huán)境檢測模塊設(shè)計(jì)123.4時鐘模塊設(shè)計(jì)173.5其他模塊設(shè)計(jì)193.5.1故障檢測和報警模塊193.5.2電源模塊193.5.3按鍵模塊20第四章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)214.1proteus軟件21

7、4.1.1簡介214.1.2功能模塊214.2keil C51214.2.1簡介214.2.2基本知識224.3程序23第五章 仿真與測試265.1仿真265.2實(shí)物焊接265.3測試265.3.1電源模塊測試265.3.2按鍵模塊與顯示模塊測試265.3.3外界環(huán)境檢測模塊與夜間節(jié)能模式測試265.3.4故障檢測模塊與報警模塊26結(jié)束語27致 謝28參考文獻(xiàn)29附錄A30附錄B31附錄D33附錄E34第一章 緒論1.1設(shè)計(jì)背景近年來，中國城鎮(zhèn)化發(fā)展迅速，伴隨著經(jīng)濟(jì)的振興，城鎮(zhèn)化的道路建設(shè)已經(jīng)成為了中國發(fā)展進(jìn)程中避不開的一項(xiàng)工程，而在這其中，城市的路燈建設(shè)規(guī)劃顯的尤其重要，它的重要性體現(xiàn)在如下

8、幾個方面：（1）安全。一個好的城市路燈建設(shè)規(guī)劃會給民眾的出行帶來極大的方便，尤其是在夜晚，路燈燈光的照射會給出行的車輛帶來不一樣的感覺，如果路燈偏暗或者照射范圍廣度不夠的話，還會給出行的車輛造成視線上的影響，嚴(yán)重的可能會造成事故，所以說路燈的重要性不言而喻；（2）美化城市、提升城市的文化軟實(shí)力。俄羅斯、英國等國家，他們在智能路燈的建設(shè)上考慮周到，外觀及實(shí)用性上注重經(jīng)濟(jì)實(shí)惠、物美價廉；（3）節(jié)能。近年來因?yàn)榻?jīng)濟(jì)的發(fā)展，居民的用電量顯著提升，這給發(fā)電站帶來了很大的壓力，并且我國的道路廣泛，導(dǎo)致用于路燈的電能在總電能中占相當(dāng)一部分比例，因此節(jié)能便成了路燈建設(shè)過程中逃不開的課題。如今，路燈規(guī)模的與日俱

9、增導(dǎo)致電費(fèi)支出逐年上升，隨之而來的路燈維護(hù)也成了一個大問題。隨著城市路燈照明區(qū)域的擴(kuò)大，維護(hù)人員也就顯得越來越緊缺，還有光污染等等一系列問題，使得當(dāng)?shù)芈窡艄芾聿块T的壓力與日俱增，他們迫切的希望有什么辦法可以解決這些問題。因此，智能路燈的推廣，對提升城市平安、提高生活秩序、增強(qiáng)城市文化軟實(shí)力等方面具有重要意義。1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀近年來，科技發(fā)展日新月異，各種路燈控制器也隨之被研究出來。其中，一些發(fā)達(dá)國家如美國，他們從節(jié)能、開啟時機(jī)、開啟條件等方面考慮，來研究路燈的控制器。而我國目前的情況是政府想讓路燈的控制方式比以前更加節(jié)能，但是在對路燈的研究上不夠深入又或者相關(guān)技術(shù)還不能和發(fā)達(dá)國家相比，所

10、以路燈的節(jié)能效果也就差強(qiáng)人意。目前，國內(nèi)市場上銷售的節(jié)能路燈在技術(shù)上基本相同，主要有兩種，第一種是自耦變壓器及磁飽和電抗器的降壓技術(shù)，通過這種技術(shù)制造的路燈有很顯著的缺點(diǎn)，不能夠很快的反應(yīng)，并為具有波動性，如果在集中用電的時候，電壓下降至不穩(wěn)定區(qū)，那么燈光就很容易閃滅，此外，還不能以本身的實(shí)際狀況為基礎(chǔ)來調(diào)整，如果電壓忽然上升，該技術(shù)缺乏有關(guān)的燈具來進(jìn)行保護(hù)。因而，總歸該技術(shù)不能很好的穩(wěn)定電壓。其次是可控的硅式裝備，這種設(shè)備由電子器件組成，以容易的相控技術(shù)為根本。該技術(shù)的缺點(diǎn)就是，如果有很高的熱量時，儀器就會被燒壞。該種技術(shù)還會造成諧波，對電網(wǎng)會造成危害，燈的使用壽命日益減少，照明質(zhì)量就更不用

11、說了，隨著時間的流逝，燈的亮度越來越低，而且?guī)淼奈廴疽草^多，這個環(huán)境保護(hù)的思想相悖，已在有關(guān)的規(guī)定中不許可該種技術(shù)設(shè)備的使用。在外國，節(jié)約能源的方法是通過綠色的照明來實(shí)現(xiàn)的，提升功率器件的功能，創(chuàng)建有關(guān)的機(jī)制。機(jī)制而國內(nèi)的節(jié)能方法主要根據(jù)外界光線的明暗程度以及固定時間開啟或關(guān)閉的人工節(jié)能方法。傳統(tǒng)的路燈照明控制系統(tǒng)是在配電箱中安裝定時設(shè)備，然后根據(jù)設(shè)置的時間來判斷路燈的亮滅，這種路燈開啟方式浪費(fèi)的資源非常多，雖然這樣只要路燈在設(shè)置時間內(nèi)，人的出行就不會受到晚上天暗的影響，但是這種完全不考慮實(shí)際情況的開燈方式所帶來的相關(guān)污染是相當(dāng)多的，而且當(dāng)季節(jié)變化或者天氣陰暗的時候，必須人工逐個操作路燈。近

12、年來，國內(nèi)學(xué)者以及相關(guān)技術(shù)人員在對路燈節(jié)能技術(shù)的研究方向上下了很大功夫，取得了可觀的成果。他們對路燈節(jié)能的考量，一部分是從時間控制和光線控制這兩個方面出發(fā)，他們通過居民對路燈使用時間、空間和亮度的需要以及采集的實(shí)際情況反饋，再加上相關(guān)技術(shù)的使用，就能根據(jù)情況來判斷路燈是否要開啟以及開啟的亮度要多大，從而達(dá)到節(jié)能的目的，還有一部分是從換能效率控制技術(shù)方面出發(fā)，通過提高能量轉(zhuǎn)換的效率來實(shí)現(xiàn)節(jié)約能源的目的1。而各個城市自身對路燈節(jié)能的研究與使用，都做出了嘗試，總體的結(jié)果還是比較好的。例如北京在這方面用的方法是在每臺路燈變壓器上裝上編好程序的控制儀，然后根據(jù)日出日落的時間判斷路燈的開啟與關(guān)閉，但是這種

13、方法缺陷很大，如果當(dāng)天的天氣不是很好，光線很暗，這時候路燈卻不會開啟；上海在這方面采用路燈監(jiān)控系統(tǒng)，通過建立一個覆蓋全市的監(jiān)視網(wǎng)絡(luò)，對本市重要道路的路燈進(jìn)行監(jiān)控2。1.3 設(shè)計(jì)意義工業(yè)革命之后，全球溫室氣體增多，導(dǎo)致全球氣候變暖，帶來了可以威脅人類生存的災(zāi)難比如海平面上升，還有能源過多使用帶來的危機(jī)，這讓許多人注意到綠色環(huán)保，這不僅是國民為了追求更貼近自然的生活環(huán)境，也是社會對資源更加合理使用、提高能源使用效率、使用無污染能源要求的體現(xiàn)，更是時代發(fā)展應(yīng)有的趨勢。目前，道路上的路燈大部分是根據(jù)光線的強(qiáng)度來判斷是開還是關(guān)，當(dāng)天比較暗的時候，就打開路燈，然后一直開著，到第二天早上才會關(guān)掉，但是晚上高

14、峰期已過，路上的人、車就沒有多少了，特別是凌晨0點(diǎn)到6點(diǎn)這段時間路上車和人都寥寥無幾，不需要路燈一直開著，若一直開著就帶來了電能的不必要浪費(fèi)，這些浪費(fèi)的電能日積月累之后，數(shù)字還是很巨大的。近幾年，我國在路燈方面耗費(fèi)的電能慢慢升高，這是因?yàn)槌擎?zhèn)化的推進(jìn)，帶來了人民對路燈照明規(guī)劃的需求,所以路燈的數(shù)量、規(guī)模都今非昔比,這就導(dǎo)致了管理上困難的問題，也就致使路燈這塊的電能消耗與日俱增。因此，對路燈節(jié)能技術(shù)的研發(fā)已成為了當(dāng)務(wù)之急，而且路燈節(jié)能技術(shù)一旦有了突破性進(jìn)展，那么它所帶來的效益是巨大的。首先，單從直觀的計(jì)算來說,電費(fèi)的支出減少了，維護(hù)成本降低了，能源消耗也遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于以前，并且用此技術(shù)生產(chǎn)出的路燈還可

15、以在世界范圍內(nèi)銷售，為城市的發(fā)展提供資金；其次，路燈照明控制技術(shù)的發(fā)展，越來越貼近人性化，給人帶來的舒適感和幸福感大大提升，而且減少了光污染的產(chǎn)生，并且人力資源成本也降低；最后，如果全國都使用路燈節(jié)能新技術(shù)的話，不僅降低了電費(fèi)支出和維護(hù)成本，而且還可以節(jié)省許多原煤等資源，并且新技術(shù)的出現(xiàn)會使路燈在管理上越來越貼近信息化管理，更符合當(dāng)前綠色、環(huán)保、低碳的主張。如今，能源危機(jī)的迫近，使得對路燈節(jié)能的要求已經(jīng)成為全球所有人的共識，同時這樣的要求也順應(yīng)了時代發(fā)展的趨勢，這說明對節(jié)能技術(shù)研發(fā)的高潮來臨了，但是就目前而言，路燈節(jié)能還有著廣闊的發(fā)展空間，這需要我們不斷的開闊，而且節(jié)能帶來的經(jīng)濟(jì)效益不是一成不

16、變的，它將隨著技術(shù)的進(jìn)步而提高，我們應(yīng)積極借鑒國內(nèi)外優(yōu)秀的節(jié)能技術(shù)，將之與道路實(shí)際情況結(jié)合，從而制定對路燈的照明規(guī)劃。第二章 總體設(shè)計(jì)2.1設(shè)計(jì)目標(biāo)（1）能通過時間的設(shè)定控制路燈的開啟與關(guān)閉；（2）以單片機(jī)為基礎(chǔ)，策劃一個智能的系統(tǒng)來掌控路燈，并且可以自行調(diào)節(jié)；（3）能通過聲音、光照等信號控制路燈的開啟。2.2實(shí)現(xiàn)功能（1）能夠顯示時間，并且啟動以及停止電燈的時間也能夠展示出來，對此還能通過按鍵進(jìn)行設(shè)置。（2）能夠根據(jù)外界聲音變化來判斷路燈是否開啟，能根據(jù)外界光線變化判斷天氣是否陰暗，然后將路燈設(shè)置成聲控模式。（3）利用光敏電阻來檢測路燈狀態(tài)，當(dāng)路燈在應(yīng)開啟的時間段內(nèi)，未檢測到燈的開啟，控制蜂

17、鳴器報警。（4）節(jié)能模式。夜里0點(diǎn)到凌晨6點(diǎn)，車輛、行人少，為節(jié)能模式，只開一盞燈，通過聲控來判斷是否兩盞都開，開10秒后關(guān)掉一盞，回到節(jié)能模式。2.3設(shè)計(jì)方案現(xiàn)在，可以通過很多的措施來節(jié)約能源，例如，通過太陽能充電給電池，通過太陽能供源的LED路燈等等，還有通過設(shè)定每盞路燈的照明范圍來節(jié)能，它利用紅外感應(yīng)判斷是否有人、車進(jìn)入自己的照明范圍來控制路燈的開啟和關(guān)閉。以上2種方法各有各的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，第一種是太陽能取代電能，雖減少可電能的浪費(fèi)，但轉(zhuǎn)換效率不是很高，而且開啟方式不考慮實(shí)際情況；第二種方法，雖然能根據(jù)實(shí)際情況來控制路燈的開啟關(guān)閉，但是照明范圍的設(shè)定是個問題，而且進(jìn)入范圍路燈才亮，那么進(jìn)入

18、范圍之前，人或車前面的情況是看不清的，很容易帶來事故的發(fā)生。我選擇的方案是將路燈分3種情況來處理，首先，如果路燈是在開啟時間內(nèi)，那么兩盞燈都亮；其次，如果路燈在凌晨0點(diǎn)到6點(diǎn)這段時間內(nèi)的話，就開啟一盞，然后利用駐極體反映的外界聲音變化來判斷是否兩盞燈都亮；最后如果路燈既不在開啟時間內(nèi)也不在凌晨0點(diǎn)到6點(diǎn)這段時間內(nèi)的話，利用光敏電阻對光的敏感，判斷外界光線明暗程度，然后根據(jù)駐極體反映的外界聲音變化來判斷是否開啟路燈。本次設(shè)計(jì)以STC89C52單片機(jī)作為設(shè)計(jì)的中心，使用獨(dú)立按鍵進(jìn)行選擇設(shè)置實(shí)時時間、開啟時間和關(guān)閉時間，在LCD1602液晶顯示屏顯示時間，凌晨0點(diǎn)到6點(diǎn)利用駐極體檢測聲音的變化實(shí)現(xiàn)路

19、燈的自動開啟關(guān)閉；其他時間則根據(jù)光敏電阻因外界光線的照射強(qiáng)度而變化的電阻值來判斷路燈是否進(jìn)入聲控模式，同時還能檢測路燈故障，然后讓蜂鳴器報警。其總的系統(tǒng)框圖如下圖2-1所示。圖 2-1 系統(tǒng)框圖第三章 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)3.1STC89C52單片機(jī)3.1.1STC89C52簡介STC89C52單片機(jī)是一家被叫做STC公司生產(chǎn)的，它是一種功耗低、性能高的微控制器，除此之外，它的Flash存儲器可以使用系統(tǒng)對其編程且有8K字節(jié)大小。該單片機(jī)使用的是MCS-51內(nèi)核，只不過對其做了一些改進(jìn)，這使得該芯片比傳統(tǒng)51單片機(jī)芯片的功能更多。在該單片機(jī)芯片上，有8位靈巧的CPU以及8K字節(jié)大小且可以用系統(tǒng)對其

20、編程的Flash存儲器，這使得許多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)擁有了高靈活、超有效的解決方案。3.1.2STC89C52功能表3-1 STC89C52功能表標(biāo)準(zhǔn)功能其他功能8k字節(jié)的Flash可進(jìn)行降至0Hz的靜態(tài)邏輯操作512字節(jié)RAM支持2種軟件可選擇的節(jié)電模式32位I/O接口線空閑模式時，CPU雖然不會工作，但是允許RAM、定時器/計(jì)數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作看門狗定時器內(nèi)置4KB的EEPROMMAX810復(fù)位電路掉電保護(hù)方式時，RAM內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機(jī)一切工作停止，直到下一個中斷或硬件復(fù)位為止3個16 位定時器/計(jì)數(shù)器4個外部中斷一個7向量4級中斷結(jié)構(gòu)最高運(yùn)作頻率位35MHz，6T/

21、12T可選全雙工串行口3.1.3主要特性 1. PDIP封裝。 2.8051單片機(jī)的升級版，可以選擇使用6T或者12T，在指令代碼方面，即使是以前8051的代碼也可以使用。3.若單片機(jī)的電源電壓是5V，那么它的工作電壓是在3.3V到5.5V之間，若單片機(jī)的電源電壓是3V，那么它的工作電壓是在3.8V到2.0V之間。4.工作頻率范圍是從0MHz到40MHz，但是實(shí)際工作頻率卻可以達(dá)到48MHz。5.提供給用戶8K字節(jié)大小的應(yīng)用程序空間。6.單片機(jī)芯片上集成了512字節(jié)大小的RAM。7.擁有32個I/O 接口，I/O接口有準(zhǔn)雙向I/O、開漏輸出、強(qiáng)推挽輸出3鐘結(jié)構(gòu)，51單片機(jī)一般使用前兩個結(jié)構(gòu)，開

22、漏輸出主要是針對PO口，P1、P2、P3都是準(zhǔn)雙向I/O結(jié)構(gòu)，開漏輸出與準(zhǔn)雙向I/O的區(qū)別就是有無上拉電阻，所以將P0當(dāng)準(zhǔn)雙向I/O結(jié)構(gòu)的I/O口用時，要加上上拉電阻。 8.ISP、IAP都表示可編程，區(qū)別在于一個是系統(tǒng)，一個是應(yīng)用，共同點(diǎn)是這兩種編程都不需要特殊編程器和特殊仿真器，而且可通過串口（RxD/P3.0,TxD/P3.1）直接下載用戶程序，并且數(shù)秒就能完成一片。9. 具有EEPROM 功能。 10. 有定時、計(jì)數(shù)功能，89C52的定時器/計(jì)數(shù)器實(shí)質(zhì)是加1計(jì)數(shù)器，通過賦初值，然后內(nèi)部一直加1直到溢出，此時就進(jìn)行了定時，假如定時較長，就設(shè)定一個參數(shù)，定時多久這個參數(shù)就加幾，進(jìn)而，就克服

23、了定時太長的難題。定時器可以使用T0、T1、T2中任意一個。11.有4個外部中斷，觸發(fā)方式分別是由高電平變到低電平的下降沿觸發(fā)和接地的低電平觸發(fā)。12. 通用異步串行口（UART），如果要使用多個UART可用定時器軟件實(shí)現(xiàn)。13. 工作溫度，最低零下40度，最高85度，這是對工業(yè)使用STC89C52而言，如果是商業(yè)的話，最低0度，最高75度。3.1.4工作模式 STC89C52工作模式見表3-2。表3-2 STC89C52工作模式工作模式說明掉電模式典型功耗小于0.1微安，可以通過外部中斷進(jìn)入此模式。空閑模式典型功耗2毫安。正常工作模式典型功耗47毫安。3.1.5引腳功能 圖 3-1 STC8

24、9C52RC引腳圖如圖3-1所示為89C52單片機(jī)的管腳圖，接下來將介紹各個管腳的功能作用。首先是20號管腳和40號管腳，前者是用來與地線相接，后者與電源相接，為單片機(jī)的工作提供電源。它的作用是鎖存P0出現(xiàn)的低8位地址信息，此外這個管腳也有其他功能，例如將此管腳用作編程輸入脈沖在用Flash編程的時候；31號管腳的作用是訪問單片機(jī)外部的ROM的控制信號，此管腳電平的高低決定它如何去操作，如果為低，則只訪問單片機(jī)外部的ROM，為高的話，就會從自身內(nèi)部的程序存儲器開始操作再擴(kuò)展到外部；29號管腳是單片機(jī)外部ROM的選通信號輸出端，通過它我們可以對外部ROM進(jìn)行讀或?qū)懙牟僮鳎?號管腳是復(fù)位端，它的作

25、用是使單片機(jī)回到初始狀態(tài)，具體讓單片機(jī)進(jìn)行復(fù)位的操作是這樣的，讓高電平在開機(jī)后持續(xù)出現(xiàn)兩個機(jī)器周期；18、19號管腳分別接在晶振的兩端，與單片機(jī)里的反相放大器構(gòu)成時鐘振蕩器。最后介紹的是32個I/O接口，這種接口有3種結(jié)構(gòu)，分別是開漏輸出結(jié)構(gòu)、準(zhǔn)雙向I/O結(jié)構(gòu)和強(qiáng)推挽輸出結(jié)構(gòu)，我們一般只使用前2種結(jié)構(gòu)，第3種基本不使用，P0端口也就是32到39號管腳用的是開漏輸出結(jié)構(gòu)，也就是接口內(nèi)部沒有上拉電阻，P1、P2、P3端口用的是準(zhǔn)雙向I/O結(jié)構(gòu)，內(nèi)部有上拉電阻，用戶利用這些接口對外部進(jìn)行控制，也可以接收外部的控制，從而來實(shí)現(xiàn)一些功能，比如中斷功能、定時或計(jì)數(shù)功能等，在中斷功能方面是有優(yōu)先級的，從高到

26、低依次執(zhí)行，而且高優(yōu)先級可以打斷低優(yōu)先級，同級別不會打斷，另外，如果要將P0端和其他3個一樣使用的話，只要加一個上拉電阻就可以了，上拉電阻就是將一個不確定的信號變?yōu)楦唠娖剑瑫r起限流的作用，而上拉電阻的選取是非常有要求的，在保證功耗低情況下，盡量讓流過它的電流變大，同時也要保證I/O口的正常工作34。3.2顯示模塊設(shè)計(jì)本模塊主要使用LCD1602液晶的顯示功能，通過LCD1602來顯示實(shí)時時間，并結(jié)合按鍵電路對實(shí)時時間、開啟時間、關(guān)閉時間進(jìn)行調(diào)整，進(jìn)行定時控制。定時這部分的電路主要是與STC89C52和DS1302芯片有關(guān)，它是根據(jù)DS1302的時間來控制路燈的開啟關(guān)閉。定時控制的原理就是在當(dāng)

27、日時間到達(dá)設(shè)定時間的時候，將路燈開或關(guān)，舉個例子來說，如果設(shè)定19:00 路燈開06:00路燈關(guān)，那么當(dāng)時鐘走到19:00的時候路燈就會自動打開不用手動操作，當(dāng)時鐘走到06:00的時候路燈自動關(guān)掉。定時控制的原理就是利用程序，將DS1302時鐘芯片里存儲的時間與你設(shè)置的時間做大小判斷以此作為if語句的判斷條件，DS1302時鐘芯片相當(dāng)于一個鐘表，初始時間設(shè)好后，就會像鐘一樣開始走動，當(dāng)二者相同時，執(zhí)行if語句將路燈打開或關(guān)閉。圖 3-2 顯示電路LCD1602介紹1.簡介1602液晶顯示器是將LCD面板、驅(qū)動與控制電路組合成的LCD模組，16個字符一行，它只能顯示字母、符號、數(shù)字等，每位之間和

28、每行之間都有間隔，跟Word里的字體間距和行間距類似。將要顯示字符的代碼寫入LCD1602內(nèi)置的顯示數(shù)據(jù)存儲器，這樣就可以實(shí)現(xiàn)在液晶屏上顯示你所要顯示字符的功能。市場上的1602液晶大部分使用的是HD44780液晶芯片，所以他們的內(nèi)部控制原理是一樣的，這就導(dǎo)致控制代碼基本適用市場上所有液晶中的很大一部分。LCD1602的引腳一般有14個，也可以是16個，根據(jù)個人選擇而定，16個引腳多出來的2個引腳，一個是用來接地的管腳，另一個是背光電源線VCC管腳，兩者的控制原理是相同的5。2.引腳LCD1602管腳功能見下圖3-3。圖3-3 LCD1602引腳3.字符表字符表見圖3-4。圖3-4 LCD16

29、02字符表4.初始化圖3-5 LCD1602初始化LCD1602的初始化主要是寫數(shù)據(jù)和寫命令，RS=0表示是寫命令，RS=1表示是寫數(shù)據(jù)。由圖3-5可知，先將使能端置0，這時候?qū)?shù)據(jù)放入相應(yīng)端口，延遲一段時間等待數(shù)據(jù)穩(wěn)定，然后只要使能端產(chǎn)生一個下降沿就可將命令寫入，即先將E置1，延遲一會兒再置0，命令就寫入進(jìn)去了，寫數(shù)據(jù)和寫命令是一樣的，只是對RS的賦值不同。5.指令LCD1602有11條指令，通過這些指令我們可以對LCD1602進(jìn)行清屏、光標(biāo)是否閃爍等操作進(jìn)行設(shè)置。11條指令中有4條指令是最為關(guān)鍵的，這4條指令見表3-3。表3-3 LCD關(guān)鍵指令表指令功能參數(shù)設(shè)置清屏指令清除之前輸入顯示器的

30、內(nèi)容；將光標(biāo)復(fù)位；將地址計(jì)數(shù)器(AC)的值設(shè)為0。模式設(shè)置指令設(shè)置每次寫入一位數(shù)據(jù)后光標(biāo)的移動方向以及寫入的字符是否移動。I/D為1表示寫入新數(shù)據(jù)后光標(biāo)右移，為0表示寫入新數(shù)據(jù)后光標(biāo)左移。S為0表示寫入新數(shù)據(jù)后顯示屏不移動，為1表示入新數(shù)據(jù)后顯示屏整體右移1個字符。顯示開關(guān)控制指令控制顯示器開/關(guān)、光標(biāo)顯示/關(guān)閉以及光標(biāo)是否閃爍。D：0=顯示功能關(guān)；1=顯示功能開。C：0=無光標(biāo)；1=有光標(biāo)。B：0=光標(biāo)閃爍；1=光標(biāo)不閃爍。功能設(shè)定指令設(shè)置數(shù)據(jù)總線位數(shù)、顯示的行數(shù)及字型。DL:0=數(shù)據(jù)總線為4位；1=數(shù)據(jù)總線為8位。N:0=顯示1行;1=顯示2行。F:0=57 點(diǎn)陣/每字符；1=510點(diǎn)陣/

31、每字符。6.顯示地址設(shè)置完成之后，我們就要知道LCD1602是在哪顯示，具體來說是在哪個位置顯示。LCD1602的DDRAM就是顯示數(shù)據(jù)RAM ，同時也是用來寄存等待顯示的字符的代碼。它共有80個字節(jié)，其地址與屏幕的關(guān)系如下表3-4。表3-4 顯示地址顯示位置1234567.40DDRAM地址第一行00H01H02H03H04H05H06H.27H第二行40H41H42H43H44H45H46H.67H3.3外界環(huán)境檢測模塊設(shè)計(jì)該模塊電路首先要檢測外界環(huán)境明暗程度的變化和聲音大小的變化，然后將環(huán)境明暗的變化、聲音大小的變化作為判斷條件再結(jié)合程序從而對路燈的開啟、模式判斷以及故障進(jìn)行控制。因此，

32、使用光敏電阻和駐極體構(gòu)成的電路分別來檢測外界明暗程度變化和聲音大小變化。光敏電阻是檢測外界光線強(qiáng)度的絕好器件，它將外界光的變化表現(xiàn)在自身電阻值的變化上，在加上LM393，光敏檢測電路基本上就構(gòu)成了。極化了一種電介質(zhì)材料，并且此形態(tài)能夠長時間的保持，這種電介質(zhì)材料就是駐極體。當(dāng)有聲音時，駐極體兩端的金屬極板的電壓會發(fā)生變化，利用這個現(xiàn)象，我們就可以通過電壓的變化來判斷外界聲音的變化，然后以此來判斷路燈是否開啟，從而實(shí)現(xiàn)聲控。具體的來說，就是利用駐極體和光敏電阻檢測聲音和光線，通過檢測到的聲音大小來對路燈的開啟與關(guān)閉進(jìn)行判斷，既不在路燈開啟時間內(nèi)也不在凌晨0點(diǎn)到6點(diǎn)的這段時間內(nèi)通過檢測到的光線強(qiáng)度

33、變化來判斷天氣的陰暗程度從而決定要不要進(jìn)入聲控模式。圖3-6外界環(huán)境檢測電路LM393是運(yùn)算放大器，這里的作用是電壓比較器，電壓比較器的主要原理是當(dāng)輸入電壓V+大于V-時，輸出高電平，當(dāng)輸入電壓V+小于V-時，輸出低電平（這里V-是指6號管腳，V+是指5號管腳，輸出是7號管腳）。LIGHT1為光敏電阻，光亮的時候，光敏電阻阻值較小，分到的電壓低，此時6腳電壓低于5腳電壓（2.5V），所以+-，比較器7腳輸出高電平；黑暗的時候，光敏電阻阻值較大，分到的電壓高，電壓是大于2.5V的，所以+-，比較器7腳輸出低電平，如果之前將此管腳與LED燈D2管腳相連，此時D2會被點(diǎn)亮，單片機(jī)利用7管腳輸出的電平

34、來知道是否是黑暗狀態(tài)（這里+是指5號管腳，-是指6號管腳）。MK1為檢測聲音的元器件駐極體，有聲音時，器件產(chǎn)生交變電壓，低壓通過C5耦合到Q2的基極，使三極管截止，這個時候三極管的集電極是高電平，管教輸入端的電壓是2.5v,其比這個高，因而低電平從1腳中送出，假設(shè)開始時就把LED的D1管腳連接在這個管腳上， D1會被點(diǎn)亮，此時電平由高變低，觸發(fā)單片機(jī)外部中斷，使單片機(jī)感知外界有聲音；相反地如果沒有聲音，三極管一直開通，第二腳-輸入端為低電平，比較器輸出高電平，單片機(jī)靠判斷低電平來知道有聲音（這是+是指3號管腳，-是指2號管腳）。駐極體介紹：1.簡介 如果一種電介質(zhì)材料在被極化后，能夠一直持續(xù)這

35、種狀態(tài)，我們將這樣的電介質(zhì)材料稱為駐極體，它是海威塞德在1892年命名的，這是因?yàn)樗c永磁體在靜態(tài)含義上相似，永磁體是只要被磁化就會保持不變的磁性。駐極體形成的時間和電荷消失的時間，將這兩者相比的話，前者與后者相差很大，駐極體又因?yàn)殚L期帶電導(dǎo)致在外界看來，它一般表現(xiàn)出電場，所以大多數(shù)人認(rèn)為它永久帶電。在工業(yè)中，它是電容傳聲器的好材料，以高分子的薄膜為材質(zhì)，制成了該種駐極體，電子束轟等方法是最普遍的制造法。這兩個方法一個是做成電駐極體，一個做成放射性駐極體。此外，駐極體表面的電荷密度還有其他用處，因而非常重要，測量方法常見的是靜電感應(yīng)法67。2.駐極體材料性質(zhì)（1）靜電效應(yīng)靜電效應(yīng)是駐極體的基本

36、性質(zhì)之一，最早發(fā)現(xiàn)這個性質(zhì)并運(yùn)用制成物品的是日本。在二戰(zhàn)中，美國繳獲了日軍的軍艦，在此中找到了一種送話器，而該種送話器就是由駐極體制造的。如今，因?yàn)轳v極體這個性質(zhì)的發(fā)現(xiàn)與使用，傳聲器已經(jīng)在世界各地出現(xiàn)，而且，利用其靜電效應(yīng)而制成的其他方便人民生活并且給人帶來幸福感的設(shè)備比如靜電過濾器也已開始大量生產(chǎn)。（2）壓電效應(yīng)在1880年，雅克以及皮埃爾.居里在一些獨(dú)特的材質(zhì)中發(fā)現(xiàn)，電能和機(jī)械能之間互相進(jìn)行轉(zhuǎn)變，詳細(xì)的說這種情況就是，通過一定的拉伸或者給予駐極體一定的壓力，這樣它的形狀就會發(fā)生改變，由此電荷也會改變，這樣在外電路上就產(chǎn)生了一定的電流。壓電效應(yīng)有正負(fù)之分，通過外力，電介質(zhì)就會改變其形狀，在兩

37、個相對的表面，會有正電荷以及負(fù)電荷，這就是正壓電效應(yīng)，逆壓電也是同一情況。（3）熱電效應(yīng)熱電效應(yīng)和壓電效應(yīng)相似，區(qū)別為：壓力被熱應(yīng)力代替了。一般這樣的材料具有熱電性質(zhì)，就是材料本身存在自發(fā)取向或者處于凍結(jié)狀態(tài)的取向偶極子。發(fā)現(xiàn)駐極體的熱電效應(yīng)已經(jīng)過了挺長的時間，現(xiàn)在人們可以利用它方便我們的生活，比如用來制作防火報警器8。3.駐極體的應(yīng)用（1）駐極體極化充電工藝在電暈極化方法中，不確定能否掌握電子射向駐極充電區(qū)域是否準(zhǔn)確，也不能確定控制好電子作用于駐極充電區(qū)域的作用大小，以及一些其他問題，這些都影響著極化的關(guān)鍵工藝。因而，新奇的極化方法出現(xiàn)，例如，在平常溫度中，柵控恒壓電暈極化。在這種方式中，負(fù)

38、高壓出現(xiàn)在上電極中，在電暈的領(lǐng)域，把電子加到一定的高速度，對某個空氣分子進(jìn)行相撞，那么同時某個電子也會被打擊出來，這樣就出現(xiàn)了一個電子以及正離子。在電暈區(qū)域內(nèi)是自維持雪崩過程，在此過程中形成的電子在電場的作用下被推向駐極體材料，形成一個單極性的電子風(fēng)，電荷在連續(xù)放電一定時間后將沉積在駐極體材料的表面和近表面，完成充電9。（2）駐極體傳聲器駐極體傳聲器，是利用駐極體靜電效應(yīng)制成的，是用已經(jīng)注入好電荷而被極化的駐極體制成的電容傳聲器，為什么說是電容傳聲器呢，這是因?yàn)橹灰獙Ⅰv極體做一下改造，它就能充當(dāng)一個電容器。駐極體的傳聲器有兩種，劃分的依據(jù)就是：其材料制造的部件以及之后其的功能。第一種是制造成了

39、振膜，用來接收聲波以及對電壓進(jìn)行極化。第二種是制成了后極板，它只有一種作用，對電壓進(jìn)行極化。下面介紹的是駐極體傳聲器的工作原理，人類無法直接去檢測聲音的大小變化，但是可以將之轉(zhuǎn)化成我們可以檢測的電壓變化。具體來說是這樣的，首先這種傳聲器是有兩塊金屬極板的，這兩塊板子一個表面被涂了駐極體薄膜然后接地，另一個被接在FET的柵極上，把二極管連接到源極與柵極中；假設(shè)駐極體的膜片本身就有電荷，而且其表面的電荷帶Q的電量，而極板間有C的電量，那么我們就可以通過U=Q/C計(jì)算算出在極頭上產(chǎn)生的電壓U,為什么要計(jì)算這個U呢，因?yàn)檫@個U的變化就是我們要轉(zhuǎn)化成的電壓變化；最后，如果外界聲音的大小發(fā)生變化，那么兩塊

40、極板會因振動或氣流的影響導(dǎo)致兩極板間的距離變化，也就是C改變了，然而Q沒有變化，因而U就發(fā)生了改變，由此就能夠知曉聲音的改變了。這種工作原理簡單的說，就是用電壓變化頻率來反映聲音的頻率。駐極體傳聲器的膜片大部分都是用氟-46來制作，因?yàn)橛眠@種材料做成的膜片表面產(chǎn)生的電荷多，而且即使處于潮濕的環(huán)境下，它的性能也相當(dāng)好。（3）駐極體空氣過濾器駐極體空氣過濾器的主要材料是聚丙稀纖維，這種材料具有質(zhì)輕、強(qiáng)度好、抗磨等優(yōu)點(diǎn)，使用這種材料制成的空氣過濾器，可以除去空氣中微米大小的塵埃粒而且效率相對而言很高，目前一些超級凈化工房都使用它。這種空氣過濾器的原理是這樣的，用電暈發(fā)給聚丙稀拉伸的薄膜充電,然后切纖

41、維，因?yàn)槔w維間的靜電斥力導(dǎo)致即使將這些纖維混亂堆放，空的間隙同樣會在他們中產(chǎn)生，并且他們是沒有規(guī)則的，但是分布的較為勻稱。具體來說，駐極體纖維是利用靜電吸力來進(jìn)行空氣凈化的，過濾器中駐極體纖維之間的空隙大小與靜電吸力作用的距離有關(guān)，如果后者較長的話，前者也會變大。目前，這種空氣過濾非常受歡迎，而且它的設(shè)計(jì)與使用都符合綠色環(huán)保的理念。光敏電阻介紹：1.簡介光敏電阻也可以說成是光導(dǎo)管，常見的光敏電阻有CdS、PbS、InSb等。光敏電阻具有靈敏度高、工作電流大、光譜響應(yīng)范圍寬；體積小，質(zhì)量輕、機(jī)械強(qiáng)度高；耐沖擊、耐振動、抗過載能力強(qiáng)、壽命長、使用輕便等優(yōu)點(diǎn)，主要用于紅外的弱光檢測和開關(guān)控制領(lǐng)域10

42、。2.規(guī)格型號光敏電阻一般由硫化鎘制成，就目前來說，它分為環(huán)氧樹脂封裝和金屬封裝兩款，并且同屬于導(dǎo)線型（DIP型），如果將環(huán)氧樹脂封裝光敏電阻按陶瓷基板直徑來分的話，可分為3mm、4mm、5mm、7mm、11mm、12mm、20mm、25mm幾種。3.參數(shù)特性主要參數(shù)見表3-5。表3-5 STC89C52參數(shù)表主要參數(shù)說明光電流在室溫和受到一定光照下，流過光敏電阻的電流稱為光電流。亮電阻在室溫和一定光照條件下，光敏電阻穩(wěn)定時自身的電阻值就是亮電阻。暗電流光敏電阻在沒有光的情況下，流過自身的電流就是暗電流。暗電阻沒有光照情況下，光敏電阻穩(wěn)定后的電阻值。靈敏度光敏電阻的暗電阻值與亮電阻值的相對變化

43、量稱作靈敏度。響應(yīng)時間光敏電阻在有光和沒光條件下，它的光電流都需要一段時間才能穩(wěn)定下來，這個時間就是響應(yīng)時間。4.特性光敏電阻有很多的特性，一下就是對其幾個特性的簡介。首先是光照的性質(zhì)。在光敏電阻中，電壓會作用于其光通量以及光的電流上，此時這兩個的聯(lián)系呈現(xiàn)一種曲線形態(tài)，如果只從很小的范圍來看，還是可以看做是線性的，而且類型不同的光敏電阻的這兩者的關(guān)系也是不同的，所以它一般用作光電開關(guān)在一些控制系統(tǒng)中，而不適合作定量檢測元件。其次是伏安性質(zhì)在光敏電阻中，電壓會作用于其光通量以及光的電流上，此時這兩個的聯(lián)。保持兩頭的電壓，光照就是影響光電流的唯一因素，光照越強(qiáng)，那么光電流就越大；假設(shè)保持光照一定，

44、改變兩端的電壓大小，光電流的大小也隨之變化，且兩者方向相同，不過電壓是不能無止盡的變大的，它要受額定功率、電流和最高工作電壓的限制，不然會導(dǎo)致光敏電阻損壞。5.結(jié)構(gòu)原理光敏電阻其實(shí)就是一種獨(dú)特的電阻器，其由CdS等半導(dǎo)體制造的。其工作的基本規(guī)律受到內(nèi)電效應(yīng)的影響。在光敏電阻有光線照射它時，價帶中的電子會吸收光子能量再躍遷到導(dǎo)帶，成為自由電子，同時產(chǎn)生空穴，從而出現(xiàn)電子空穴對，致使電阻率變小，這就是為什么隨著光線強(qiáng)度的增大，電阻值卻越來越小，是因?yàn)槌霈F(xiàn)的光生電子空穴對太多了，在光線消失后，這些產(chǎn)生的電子空穴對就會恢復(fù)原狀，電阻值也隨之恢復(fù)成原狀。光敏電阻對光線十分的敏感，例如，把一定的電壓加到其

45、兩頭，那么光線改變了，其電流就會隨之改變，且方向一致，又比如在沒有光的環(huán)境下，它的電阻值超高，可達(dá)到1.5M，相反在有光且光的強(qiáng)度非常高的情況下，它的電阻值降低的非常快，可以降到1K以下，所以它自身的電阻值具有離散性。在光敏電阻中，暗電阻值和亮電阻值的相對變化量叫靈敏度，這兩者的比值大概是 1500：1。一般來說，暗電阻值大點(diǎn)比較好11。3.4時鐘模塊設(shè)計(jì)時鐘這塊主要使用DS1302芯片，DS1302芯片里有秒寄存器、分寄存器等時間寄存器，通過編程將相應(yīng)的數(shù)據(jù)寫入這些寄存器，然后通過數(shù)組將里面的數(shù)據(jù)讀取出來。DS1302時鐘芯片的初始化主要是寫入和讀取數(shù)據(jù)，日歷寄存器里的數(shù)據(jù)都以BCD碼的形式

46、保存的，所以使用的時候要注意變換格式，顯示使用LCD1602，一般前16個地址就足夠顯示了。圖3-7 時鐘電路如圖3-7所示，DS1302芯片的管腳5、管腳7、管腳6與單片機(jī)的相應(yīng)管腳相連，通過這三個管腳來讀取程序?qū)懭氲臅r間。圖中的POWER2是備用電源，用來在沒有外部電源供給的情況下，給芯片提供電源，這里用的紐扣電池。R3、R4、R5為上拉電阻，用來是提高芯片的抗干擾能力，Y1是給芯片提供定時信號的振蕩源，也就是晶振，這里晶振大小為32.768kHz。DS1302介紹：1.簡介 DS1302是由美國DALLAS公司推出的具有涓細(xì)電流充電能力的低功耗的實(shí)時時鐘芯片，可以通過設(shè)置其內(nèi)部存儲器的值

47、讓其與實(shí)時時間一致，然后開始計(jì)時。2.主要性能指標(biāo)DS1302主要性能見表3-6 。表3-6 DS1302性能指標(biāo)性能指標(biāo)具有計(jì)算2100年之前的年、月、日、周、時、分、秒的能力以及閏年調(diào)整的能力時鐘和RAM數(shù)據(jù)的讀/寫的兩種傳送方式分別是單字節(jié)傳送方式和多字節(jié)傳送方式。內(nèi)部含有可提供用戶訪問的31個字節(jié)靜態(tài)RAM采用串行數(shù)據(jù)傳送方式工作電壓范圍從2.0V到5.5V當(dāng)電壓為2.0V時，工作電流小于300nA采用8腳DIP封裝或SOIC封裝與TTL兼容，Vcc=5V可選工業(yè)級溫度范圍是零下40度到85度具有涓流充電能力使用外部電源和備用電源為芯片供給電源備份電源可由電池或大容量電容實(shí)現(xiàn) 3.引腳

48、功能圖3-8 DS1302芯片具體管腳說明見表3-7 。表3-7 DS1302芯片管腳說明管腳說明X1、X2接32.768KHz晶振的管腳GND接地管腳I/O數(shù)據(jù)輸入/輸出引腳，具有三態(tài)功能SCLK串行時鐘輸入引腳Vcc1工作電源引腳Vcc2備用電源引腳，當(dāng)接入電池斷電時為芯片提供電源RST復(fù)位引腳，低電平有效,操作時高電平3.5其他模塊設(shè)計(jì)3.5.1故障檢測和報警模塊圖3-9 故障檢測電路故障檢測電路與光線檢測電路基本一致，不同的是這里的光敏電阻檢測的是路燈的狀態(tài)，然后判斷路燈是否應(yīng)該開啟，如果在開啟狀態(tài)沒有開啟就控制蜂鳴器報警。圖 3-10 蜂鳴器報警電路借助對BEEP管腳電平的掌控，單片

49、機(jī)來查看蜂鳴器是不是運(yùn)行，NPN的三極管就是Q1，假如BEEP是高的電平，那么三極管胡打開，蜂鳴器會獲得電源，反之，蜂鳴器未獲得電源。R1為上拉電阻，讓IO口的電流在高電平時加大，足以讓蜂鳴器正常工作，R6做限流用，保護(hù)三極管。3.5.2電源模塊圖 3-11 電源電路這是電源部分，若指示燈亮起表示電源接通，電源這方面既可以用電池提供電源，也可以用USB提供，我用的是USB供電。3.5.3按鍵模塊圖3-12 按鍵電路因?yàn)榘存I按下端口就直接接地了，端口電平由高變低，單片機(jī)通過這個現(xiàn)象來判斷按鍵是否按下，從而可以滿足中斷條件和if語句的條件，執(zhí)行相應(yīng)的程序。第四章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)4.1Proteus軟

50、件4.1.1簡介Proteus 軟件是一種EDA工具軟件，也可以說是仿真軟件，它是英國一家叫 Labcenter electronics的公司出版的。該軟件有著重大的效能，別的相同軟件所具有的效能，其都包含，并且還具有本身特有的效能，例如能夠效仿單片機(jī)。到現(xiàn)在為止，它是消防單片機(jī)會其他外圍器件最好的，這得益于其基本規(guī)律的策劃、程序的調(diào)節(jié)一直到單片機(jī)和外圍電路的結(jié)合上都是仿真。其處理器模型支持 8051、HC11、PIC10 /12 /16 /18 /24 /30 / DsPIC33、 AVR、ARM、 8086和MSP430等，在2010年又加入其它處理器，并且還會持續(xù)增加。在編譯方面，它也支

51、持 IAR、Keil和MPLAB等多種編譯器12。4.1.2功能模塊1.智能原理圖設(shè)計(jì)里面有非常豐富的器件庫，里面有30000種以上的元器件，而且不需要的很精確的搜索就可以找到你所要的器件，器件之間的連線可以自動完成不需要手動連接，支持總線結(jié)構(gòu)使電路設(shè)計(jì)簡單明了，輸出的圖紙質(zhì)量高，可以在多種文檔里使用。2.完善的仿真功能它支持ProSPICE混合仿真，實(shí)現(xiàn)了數(shù)字電路與模擬電路的混合仿真功能，里面有超過27000個仿真器件，多樣的激勵源，支持直流、正弦等信號輸入，還有各種各樣的虛擬儀器，而且它的仿真功能和效果都非常好，顯示生動，可以非常精確的分析各種電路指標(biāo)，擁有獨(dú)特的單片機(jī)協(xié)同仿真功能。3.強(qiáng)

52、大的專業(yè)級PCB設(shè)計(jì)工具從原理圖切換到PCB，不需要復(fù)雜的操作只需一鍵即可，擁有先進(jìn)的自動布局和布線功能以及完整的PCB設(shè)計(jì)功能，支持多種格式輸出，還可以進(jìn)行3D預(yù)覽13。4.2keil C514.2.1簡介Keil是美國一家公司的名字，它有兩家私人公司聯(lián)合運(yùn)營。而Keil C51軟件是一家公司出品的51系列與單片機(jī)C語言軟件相兼容的開發(fā)系統(tǒng)，它比匯編在C語言的功能、結(jié)構(gòu)性等方面上更具有優(yōu)勢，這就給的人的學(xué)習(xí)提供了方便，所以受到大多數(shù)人的喜愛。從目前看來，它是最受人們歡迎的單片機(jī)軟件，它提供了一個完整的開發(fā)方案，里面包括了C編譯器、庫管理等。如果你喜歡使用C語言來編程，那么它就是你最好的選擇，

53、如果不喜歡C語言而是匯編語言，那么它強(qiáng)大的功能也不會使你失望。隨著keil的不斷改進(jìn)，它的功能將會越來越多越來越強(qiáng)大，從而受到更廣泛的歡迎。4.2.2基本知識1.系統(tǒng)概述Keil C51軟件本身就是一種功能強(qiáng)大的集成開發(fā)調(diào)試工具，它里面有相當(dāng)?shù)膸旌瘮?shù)可供用戶選擇，而且只要通過它編譯后生成的匯編代碼，就能明白為什么keil這么受歡迎以及它強(qiáng)大的功能。2.整體結(jié)構(gòu)Vision/Ishell 集成開發(fā)環(huán)境 C51編譯器A51編譯器 RTX51 實(shí)時操作系統(tǒng)LIB51 庫管理C 庫文件BL51 連接OH51轉(zhuǎn)換器圖4-1 C51工具包的整體結(jié)構(gòu)圖圖4-1 C51工具包結(jié)構(gòu)圖 如圖4-1所示，C51工具

54、包包括Vision/Ishell集成開發(fā)環(huán)境、A51編譯器等，我們可以使用C51進(jìn)行編輯、調(diào)試等操作。借助別的編輯器，又或者通過C51的C語言來對源文件進(jìn)行整理加工，之后通過C51或者別的編譯器最終使obj.文件產(chǎn)生，而.obj文件用戶既可以由LIB51創(chuàng)建生成庫文件，也可以與庫文件一起利用BL51連接生成.abs文件，再將.abs文件通過OH51轉(zhuǎn)換器就變成了hex 文件，用戶此時就可以將生成的.hex文件燒錄進(jìn)單片機(jī)，以驗(yàn)證自己編寫的程序是否正確。3.注意事項(xiàng)用戶在使用獨(dú)立的keil仿真器的時候，有些事情是要去注意，主要有以下幾點(diǎn)：第一，仿真器上用的晶振一般是11.0592MHz的，如果你

55、要使用其它頻率的晶振是可以將原有的晶振拆除換上你需要的晶振的；第二，你要知道仿真器的復(fù)位功能，它復(fù)位的是仿真芯片而不是目標(biāo)系統(tǒng)，這一點(diǎn)一定要搞清楚；第三，仿真器外引插針中的31腳并沒有和仿真芯片的31腳連在一起，所以這個仿真器是可以插入到有片外程序存儲器的目標(biāo)系統(tǒng)中使用的14。3.優(yōu)點(diǎn)KeilC51產(chǎn)生的代碼在單位時間內(nèi)能完成很多的工作量，由此產(chǎn)生的匯編代碼也極易被了解。如果研發(fā)的軟件比較大型時，和其他的作比較，高級言語是C51的優(yōu)點(diǎn)。和匯編語言做比較，C語言的優(yōu)點(diǎn)就顯著多了，這表現(xiàn)在構(gòu)造上、效能上以及可讀取性上等等。當(dāng)我們使用過匯編語言后，再來使用C語言，感受會更加深刻。4.3程序程序這要是

56、根據(jù)你要實(shí)現(xiàn)的功能進(jìn)行編輯的，在使用LCD1602、DS1302、外部中斷等功能或?qū)π酒M(jìn)行操作的時候，要先對它進(jìn)行初始化操作。比如DS1302的初始化，首先DS1302是有寫函數(shù)的，根據(jù)這個芯片的工作原理我們可以知道在對DS1302進(jìn)行一次讀或?qū)懙牟僮鞯臅r候，最少要讀兩個字節(jié)，分別是控制命令字節(jié)以及讀和寫的數(shù)據(jù)，要將數(shù)據(jù)寫入先要將RST管腳和SCLK管腳置0，再延遲一個機(jī)器周期后，將RST管腳置1，然后通過時鐘的不斷改變來傳送數(shù)據(jù)，傳送數(shù)據(jù)是一位一位的進(jìn)行傳送的，順序是從低位開始，每次傳送之后都要進(jìn)行移位，有寫就有讀，讀函數(shù)的操作與寫函數(shù)是基本一致的，不過讀函數(shù)的值要返回，此外讀與寫不同的地方還有移位，寫的時候是移位了8次，而讀是移位了7次；然后利用寫函數(shù)關(guān)閉DS1302的寫保護(hù)，將7個字節(jié)的時鐘信號寫入后在開啟寫保護(hù)，這些時鐘信號都存放在數(shù)組里，至此，DS1302的初始化完成了。主程序里最主要還是while循壞，在while