基于单片机的光控路灯设计含程序和仿真图资料.docVIP

机 电 工 程 系 课 程 设 计 报 告 题目: 光控路灯 专 业：___应用电子技术______ 班 级：___应电（1）班_______ 学 号：___100601****_________ 姓 名：____潘某某____________ 指导老师：____某某某___________ 答辩日期：___2012年6月6号___ 目录 一、 绪论 3 二、 对本课程设计的分析 4 2.1 所需的软硬件 - 4 - 2.2 工作原理 - 4 - 三、 主要电路模块的实现方案比较及选择 5 3.1 光敏电阻感应模块与AD/DA转换模块 - 5 - 3.2 IIC总线模块 - 6 - 3.3 LED灯与数码管显示模块 - 7 - 3.4 单片机最小系统模块 - 9 - 四、 系统电路图 10 五、 系统的软件设计 12 六、 结论 13 七、 课程设计过程中遇到的主要问题以及解决办法 13 八、 心得体会 14 九、 附件 15 绪论灯控制方式很多本系统采用和来设计灯实现能根据通过功能AD/DA转换模块 IIC总线模块 LED灯模块 数码管显示模块 单片机最小化系统模块 其流程为：光敏电阻读取外界光线的强度，通过ADC转换为数据编码传输给单片机，单片机接收、处理、输出数据使得七段数码管显示出数据（当前光敏电阻的阻值）。执行中断，判断该光线的强度是否达到设定的要求（这里设定光敏电阻阻值大于、等于200时，LED灯亮；小于200时，LED灯灭），若达到则LED灯亮起；若达不到则LED灯灭掉。 其系统框图如下： （系统框图） 主要电路模块的实现方案比较及选择 3.1 光敏电阻感应模块与AD/DA转换模块 所谓的AD/DA转换就是模数/数模转换，该设计中我们涉及到的是ADC（模数转换）。 PCF8591是具有IIC总线接口的8位A/D及D/A的转换器，具有4路A/D输入、1路A/D输出。 这里该设计利用PCF8591来实现ADC转换数据的功能和连接IIC总线的功能。 其引脚： ANI0~ANI3为模拟信号输入端，不用时接地。 SDA为IIC总线数据输入输出端 SDL为IIC总线时钟输入端 VREF为基准电压输入端 其原理为：光敏电阻通过感应外界的光线强度获得数据，通过PCF8591的ANI0端口（数据输入端口）输入数据，进行ADC（模数转换）将感应数据转换成数字数据。 AD/DA模块和光敏电阻感应模块仿真图如下： （AD/DA转换模块与光敏电阻感应模块） IIC总线模块 随着大规模集成电路技术的发展，一个系统所需要的组件越来越多，所以各组成部分之间便需要总线来实现组件之间数据的传输、控制。而IIC总线具有简单、有效、高性能优点。可以大大简化系统的硬件设计。因此得到广泛应用。 因为AT24C02拥有存储芯片，且可重复擦除数百万次和重复读写的能力。因此在这里我们便采用AT24C02来实现IIC总线的EEPROM功能。 用它来存储数据并控制数据的输出与接收，实现IIC总线的双向串口通信功能。 其引脚： SDA为串行数据输入输出端，是一个双向漏极开路结构的引脚，这里作为IIC总线数据输入输出端。 SCL为串行移位时钟控制端，这里作为IIC总线时钟输入。写入数据时，上升沿有效；读出数据时，下降沿有效。 IIC总线仿真图如下： （IIC总线模块） LED灯与数码管显示模块 这里我们应用了74HC573，它包含八路D型透明锁存器。适用于面向总线的三态输出。所有锁存器共用一个锁存使能（LE）端和一个输出使能（OE）端。 利用74HC573的锁存功能，使其LE端口接单片机。利用单片机编程控制锁存数据的输入延迟时间，以此来达到控制LED灯亮与灭和七段数码管显示数值的稳定。使得LED灯和七段数码管不会一直亮灭亮灭的闪。 其引脚： 当LE为高电平时，数据从Dn输入到锁存器； 当LE为低电平时，锁存器存储D输入上的信息一段就绪时间直到LE的下降沿来临。 当OE为低电平时，8个锁存器的内容可被正常输出； 当OE为高电平时，输出进入高阻态。 LED灯模块和七段数码管模块仿真图如下： （LED灯显示模块） （七段数码管显示模块） 3.4 单片机最小系统模块 最小系统是51单片机的最基本的组成部分，51单片机的引脚虽然只有四十，但它有很多的扩展功能，根据相应的课题设计要求可以设计相应的外围电路。编写出相应的控制程序便可以跟外围电路很好的组合成功能复杂的系统。 其引脚： 18，19脚为单片机的晶振引脚；外接11.0592MHz的晶振，晶振外围还有2个22pF的起振电容，可以使单片机更好的起振。 9脚为单片机的复位引脚；当复位引脚出现连续两个机器周期的高点平时，单片机复位。31引脚为/EA