課程設(shè)計---高速公路警示燈的設(shè)計

1、<p><b>　　交通與汽車工程學(xué)院</b></p><p><b>　　課程設(shè)計說明書</b></p><p>　　課 程 名 稱: 微機(jī)原理及應(yīng)用課程設(shè)計 </p><p>　　課 程 代 碼: 8234570 </p><p>　　

2、題 目: 高速公路警示燈的設(shè)計 </p><p>　　年級/專業(yè)/班: 09汽電 3班 </p><p>　　學(xué) 生 姓 名: 黃 磊 </p><p>　　學(xué)　　 號: 36200900609128 </p><p&

3、gt;　　開 始 時 間: 2012 年 07 月 02 日</p><p>　　完 成 時 間: 2012 年 07 月 06 日</p><p><b>　　課程設(shè)計成績：</b></p><p>　　指導(dǎo)教師簽名： 年 月 日</p><p&g

4、t;<b>　　目 錄</b></p><p>　　摘要 ………………………………………………………………………………2</p><p>　　1 引言 ……………………………………………………………………………3</p><p>　　1.1 問題的提出 ……………………………………………………………3</p><p>

5、;　　1.2 任務(wù)與分析 ……………………………………………………………3</p><p>　　2 方案設(shè)計 ………………………………………………………………………5</p><p>　　2.1 系統(tǒng)設(shè)計方案 …………………………………………………………5 </p><p>　　2.2 系統(tǒng)總體框圖 …………………………………………………………6 </

6、p><p>　　3 系統(tǒng)硬件設(shè)計 …………………………………………………………………7</p><p>　　3.1 89C5單片機(jī)……………………………………………………………7 </p><p>　　3.2 光敏電阻 ………………………………………………………………9</p><p>　　4系統(tǒng)軟件設(shè)計 …………………………………………………

7、………………12</p><p>　　4.1 proteus軟件環(huán)境介紹 ………………………………………………12 </p><p>　　4.2 Keil C51開發(fā)系統(tǒng)基本知識 ………………………………………13</p><p>　　4.3 protel軟件環(huán)境介紹 ………………………………………………14 </p><p>　　4.

8、3系統(tǒng)軟件分析 …………………………………………………………15</p><p>　　4.4 程序流程圖 ……………………………………………………………16 </p><p>　　5 系統(tǒng)調(diào)試過程 …………………………………………………………………19</p><p>　　結(jié)論 ………………………………………………………………………………25</p>

9、<p>　　致謝 ………………………………………………………………………………26</p><p>　　參考文獻(xiàn) …………………………………………………………………………27</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　現(xiàn)在，隨著微電子技術(shù)和集成電路技術(shù)的快速發(fā)展，單片機(jī)技術(shù)無處不在。單片機(jī)作為計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)

10、的重要組成部分，作為嵌入式系統(tǒng)的先頭兵，片上系統(tǒng)的先行者，已經(jīng)被廣泛應(yīng)用到了各行各業(yè)，尤其是與控制相關(guān)的領(lǐng)域，極大的提高了產(chǎn)品的智能化程度和技術(shù)水平，已經(jīng)成為了當(dāng)今社會十分重要的技術(shù)領(lǐng)域。隨著社會需求和單片機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴(kuò)展，各類智能產(chǎn)品、控制系統(tǒng)都是以單片機(jī)技術(shù)為核心來進(jìn)行開發(fā)設(shè)計的。</p><p>　　本系統(tǒng)采用MSC—51系列單片機(jī)89C51和相關(guān)的光電檢測設(shè)備及設(shè)計智能路燈控制器，實(shí)現(xiàn)了能根據(jù)實(shí)際光線

11、條件通過8051芯片的P3.7口控制高速公路警示燈的開關(guān)功能，并且實(shí)現(xiàn)對亮燈規(guī)律的控制。隨著社會文明的不斷發(fā)展，高速公路的警示燈已不簡單是為了給司機(jī)朋友提神，更應(yīng)該是一種美的享受。</p><p>　　關(guān)鍵詞：警示燈 單片機(jī)技術(shù) 規(guī)律 設(shè)計</p><p><b>　　1 引 言</b></p><p><

12、;b>　　1.1 問題的提出</b></p><p>　　隨著我國加入世界貿(mào)易組織（WTO），為了創(chuàng)造一個良好的投資環(huán)境，塑造一個美麗的國際化城市，更好的與國際接軌，全國各大城市的市政建設(shè)步伐都逐步加快，高速公路系統(tǒng)蓬勃發(fā)展，因此為公路提供更高安全可能的警示燈工程得以迅猛發(fā)展。</p><p>　　由于單片機(jī)具有集成度高，處理能力強(qiáng)，可靠性高，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，價格低廉等優(yōu)點(diǎn)

13、，因此在路燈警示燈的工程中被廣泛應(yīng)用。近年來隨著計算機(jī)在社會領(lǐng)域的滲透，單片機(jī)的應(yīng)用正在不斷走向深入。單片機(jī)技術(shù)中的計時系統(tǒng)是單片機(jī)的一個典型的應(yīng)用。</p><p>　　隨著城市化進(jìn)程的加快，城市之間高速公路的增多，為防止司機(jī)過于疲勞駕駛，減小在高速公路上發(fā)生意外的可能，特別是司機(jī)疲勞駕駛時發(fā)生意外的可能性更大，通常要開啟警示燈以確保安全。本系統(tǒng)采用MSC-51系列單片機(jī)89C51和相關(guān)的光電檢測設(shè)備及繼電設(shè)備

14、來設(shè)計智能光控路燈控制器，實(shí)現(xiàn)了能根據(jù)實(shí)際光線條件通過8051芯片的P3.7口控制路燈開關(guān)的功能。為提高警示效果，警示燈盡量工作在閃爍狀態(tài)。本次設(shè)計的是一款太陽能警示燈，電路采用太陽能電池板，具有手控和光控兩種功能。自動控制狀態(tài)下，天黑以后該電路能控制警示燈自動開啟，并使其工作在閃爍狀態(tài)，而在白天又能將警示燈自動關(guān)閉。也可采用手動控制，白天也可使其工作，便于調(diào)整，成本低廉,使用方便。利用51系列單片機(jī)可編程控制八位邏輯I/O端口實(shí)現(xiàn)路燈

15、的智能化，達(dá)到節(jié)能，自動控制的目的。</p><p><b>　　1.2任務(wù)與分析</b></p><p>　　本次設(shè)計的系統(tǒng)的控制中心是89C51單片機(jī)。首先，在Protel軟件環(huán)境中進(jìn)行硬件電路圖的設(shè)計。然后在8051軟件環(huán)境中進(jìn)行系統(tǒng)的軟件編程，并進(jìn)行程序源文件的編譯和調(diào)試，最后生成.hex文件。此.hex文件是硬件電路運(yùn)行實(shí)現(xiàn)的源代碼來源。把.hex文件加載到

16、AT89C51單片機(jī)芯片，然后在Proteus軟件環(huán)境中運(yùn)行硬件電路，警示燈就可以正常工作了。</p><p>　　本設(shè)計的系統(tǒng)主要由：AT89C51為中央處理芯片，用于數(shù)據(jù)的處理和初值的設(shè)定。光敏電阻為本例的核心模塊，由他提供外界環(huán)境的信息并傳遞給89C51用于處理，處理后的信號傳遞給警示燈。</p><p>　　本系統(tǒng)可分為以下三大模塊：</p><p>　　1

17、、AT89C51模塊：用于數(shù)據(jù)處理，和外圍的時鐘芯片通信，并控制時鐘傳輸過程，采集時間信息并予以處理。</p><p>　　2、光敏電阻模塊：用于實(shí)現(xiàn)對外界環(huán)境的解讀，并且傳遞外界的信號給89C51，這是一種簡單的傳遞方式，在現(xiàn)實(shí)生活中也比較的適合。</p><p>　　3、程序：包括單片機(jī)控制時鐘芯片的接口程序（實(shí)現(xiàn)單片機(jī)和時鐘芯片之間的數(shù)據(jù)傳輸過程）和單片機(jī)控制和輸入信號的接口程序，以

18、及用于控制警示燈閃爍的程序。</p><p>　　2.1 系統(tǒng)設(shè)計方案</p><p>　　通過查閱相關(guān)的資料，設(shè)計初期我主要從是通過外界環(huán)境控制還是人為控制做了一定的糾結(jié)，最后將兩個控制系統(tǒng)都添加進(jìn)去了，由于警示燈的閃爍頻率是由系統(tǒng)的程序設(shè)定出的，為此，我專門在網(wǎng)上查找了很多資料，最后確定了紅燈閃爍5下，藍(lán)燈閃爍5下，然后共同閃爍的循環(huán)工作方式。</p><p>

19、　　設(shè)計的時候有兩種方案供我選擇，分別是采用方案一：使用光敏電阻直接提供給51單片機(jī)輸入信號，并進(jìn)行相應(yīng)的后續(xù)程序操作；</p><p>　　方案二：使用光敏電阻和三極管聯(lián)合驅(qū)動的方式，提供給單片機(jī)輸入傳感信號。</p><p>　?。?）使用光敏電阻直接提供給51單片機(jī)輸入信號，并進(jìn)行相應(yīng)的后續(xù)程序操作</p><p>　　此系統(tǒng)的硬件部分主要是由89C2051單

20、片機(jī)，74LS48芯片，ULN2003芯片所組成。該系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)簡單，但是難以實(shí)現(xiàn)且不符合系統(tǒng)在現(xiàn)實(shí)生活中的實(shí)用性等原則。</p><p>　?。?）使用光敏電阻和三極管聯(lián)合驅(qū)動的方式，提供給單片機(jī)輸入傳感信號。</p><p>　　此系統(tǒng)的硬件部分主要是由89C51單片機(jī)和其他一些時鐘控制系統(tǒng)組成的。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，接口較多，既能實(shí)現(xiàn)需要的功能，同時也可以在其基礎(chǔ)上擴(kuò)展出更多的。軟件設(shè)計的

21、部分，程序也比較簡單，符合設(shè)計要求。</p><p>　　最后確定設(shè)計的方案采用第二種。</p><p>　　2.2 系統(tǒng)總體框圖</p><p>　　圖2.1 系統(tǒng)總體框圖</p><p>　　當(dāng)程序啟動后，程序進(jìn)入初始化階段。單片機(jī)將從光控電路中讀出的光照強(qiáng)度，并經(jīng)轉(zhuǎn)化后形成高低電平送入單片機(jī)中，并控制警示燈的閃爍。當(dāng)需要人工調(diào)節(jié)警示燈的

22、開關(guān)時，只需要按下人工控制電路的開關(guān)即可；如果需要調(diào)節(jié)光照強(qiáng)度對警示燈的控制情況，只需要調(diào)節(jié)光控電路中的調(diào)節(jié)變阻器即可調(diào)節(jié)，電阻越小，警示燈開始工作的時間越早。</p><p>　　3 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計</p><p>　　3.1 89C51單片機(jī)</p><p>　　AT89C51是一種帶4K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲器（FPEROM—Falsh Progra

23、mmable and Erasable Read Only Memory）的低電壓，高性能CMOS 8位微處理器，俗稱單片機(jī)。AT89C2051是一種帶2K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲器的單片機(jī)。單片機(jī)的可擦除只讀存儲器可以反復(fù)擦除100次。該器件采用ATMEL高密度非易失存儲器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的MCS-51指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能8位CPU和閃爍存儲器組合在單個芯片中，ATMEL的AT89C51是一種高效微控制器，

24、AT89C2051是它的一種精簡版本。AT89C51單片機(jī)為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價廉的方案。</p><p>　　圖3.1 89C51單片機(jī)引腳圖</p><p>　　89C51單片機(jī)與早期Intel的8051/8751/8031芯片的外部引腳和指令系統(tǒng)完全兼容，只不過用Flash ROM 替代了ROM/EPROM而已[3]。89C51單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖所示。</p

25、><p>　　圖3-2 89C51單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖</p><p>　　89C51單片機(jī)包含中央處理器、數(shù)據(jù)存儲器（RAM）、程序存儲器（ROM）、定時/計數(shù)器、并行接口、串行接口和中斷系統(tǒng)的幾大單元及數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線等三大總線，現(xiàn)在加以說明：</p><p>　　·中央處理器（CPU）：</p><p>　　中央處理器

26、(CPU)是整個單片機(jī)的核心部分，是八位數(shù)據(jù)的處理器，能處理八位二進(jìn)制數(shù)據(jù)或者代碼，CPU負(fù)責(zé)控制，指揮和調(diào)度整個單元系統(tǒng)協(xié)調(diào)的工作，完成運(yùn)算和控制輸入輸出功能等操作。</p><p>　　·數(shù)據(jù)存儲器（RAM）：</p><p>　　89C51內(nèi)部有128個8位用戶數(shù)據(jù)存儲單元和128個專用寄存器單元，他們是統(tǒng)一編址的，專用寄存器只能用于存放控制指令數(shù)據(jù)，用戶只能訪問，而不能用

27、于存放用戶數(shù)據(jù)。所以，用戶使用的RAM只有128個，可存放讀寫的數(shù)據(jù)，運(yùn)算的中間結(jié)果或用戶的定義的字形表。</p><p>　　·程序存儲器（ROM）：</p><p>　　程序存儲器是用來存放已調(diào)試完成的程序和常數(shù)表格的。為了提高系統(tǒng)的可靠性，應(yīng)用程序通常固化在片內(nèi)ROM中。CPU設(shè)置了一個專用寄存器——程序計數(shù)器PC，用以存放將要執(zhí)行的指令地址。</p><

28、;p>　　PC的長度為16位，故程序存儲器的尋址范圍為64KB（0000H～FFFFH），也就是說，51系列單片機(jī)具有64KB的程序存儲器空間。</p><p>　　·定時/計數(shù)器（ROM）：</p><p>　　89C51單片機(jī)有兩個16位定時器/計數(shù)器，通過對機(jī)器周期計數(shù)達(dá)到定時的目的，通過對外部事件計數(shù)達(dá)到計數(shù)之目的。</p><p>　　&#

29、183;并行輸入輸出（I/O）口：</p><p>　　89C51共有四組8位I/O口（P0、P1、P2或P3），用于對外部數(shù)據(jù)的傳輸。數(shù)據(jù)在整個傳輸過程中，并排前進(jìn)，有多少個數(shù)據(jù)線就能同時傳送多少位數(shù)據(jù)。并行通信的特點(diǎn)是硬件連線多、傳送速率高，一般適用于近距離、高速率的通信領(lǐng)域。如：計算機(jī)主板與硬盤、打印機(jī)等之間的通信。</p><p><b>　　·雙全雙工串行口：

30、</b></p><p>　　89C51內(nèi)置一個全雙工串行通信口，用于與其它設(shè)備間的串行數(shù)據(jù)傳送，該串行口既可以用作異步通信收發(fā)器，也可以當(dāng)同步移位器使用。數(shù)據(jù)在傳輸過程中一位一位的串行傳輸，硬件連接比較簡單。最簡單時只需3根連線即可實(shí)現(xiàn)串行通信，相對于并行通信來講其通信速率低，一般適用于短距離數(shù)據(jù)通信。在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中常采用串行通信方式。</p><p>　　3.2 光敏電

31、阻介紹</p><p>　　光敏電阻又稱光導(dǎo)管，常用的制作材料為硫化鎘，另外還有硒、硫化鋁、硫化鉛和硫化鉍等材料。這些制作材料具有在特定波長的光照射下，其阻值迅速減小的特性。這是由于光照產(chǎn)生的載流子都參與導(dǎo)電，在外加電場的作用下作漂移運(yùn)動，電子奔向電源的正極，空穴奔向電源的負(fù)極，從而使光敏電阻器的阻值迅速下降。</p><p>　　光敏電阻器是利用半導(dǎo)體的光電效應(yīng)制成的一種電阻值隨入射光的

32、強(qiáng)弱而改變的電阻器；入射光強(qiáng)，電阻減小，入射光弱，電阻增大。</p><p>　　光敏電阻器一般用于光的測量、光的控制和光電轉(zhuǎn)換（將光的變化轉(zhuǎn)換為電的變化）。常用的光敏電阻器硫化鎘光敏電阻器，它是由半導(dǎo)體材料制成的。光敏電阻器的阻值隨入射光線（可見光）的強(qiáng)弱變化而變化，在黑暗條件下，它的阻值（暗阻）可達(dá)1～10M歐,在強(qiáng)光條件（100LX）下，它阻值（亮阻）僅有幾百至數(shù)千歐姆。光敏電阻器對光的敏感性（即光譜特性）

33、與人眼對可見光（0.4～0.76）μm的響應(yīng)很接近，只要人眼可感受的光，都會引起它的阻值變化。設(shè)計光控電路時，都用白熾燈泡（小電珠）光線或自然光線作控制光源，使設(shè)計大為簡化。</p><p>　　通常，光敏電阻器都制成薄片結(jié)構(gòu)，以便吸收更多的光能。當(dāng)它受到光的照射時，半導(dǎo)體片（光敏層）就激發(fā)出電子—空穴對，參與導(dǎo)電，使電路中電流增強(qiáng)。為了獲得高的靈敏度，光敏電阻的電極常采用梳狀圖案，它是在一定的掩膜下向光電導(dǎo)薄膜

34、上蒸鍍金或銦等金屬形成的。</p><p>　　光敏電阻器通常由光敏層、玻璃基片（或樹脂防潮膜）和電極等組成。光敏電阻器在電路中用字母“R”或“RL”、“RG”表示。其結(jié)構(gòu)如圖2.4所示：</p><p>　　圖3-3 光敏電阻的結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　在光敏電阻兩端的金屬電極之間加上電壓，其中便有電流通過，受到適當(dāng)波長的光線照射時，電流就會隨光強(qiáng)的增加而變

35、大，從而實(shí)現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換。光敏電阻沒有極性，純粹是一個電阻器件，使用時既可加直流電壓，也可以加交流電壓。</p><p>　　光敏電阻是采用半導(dǎo)體材料制作，利用內(nèi)光電效應(yīng)工作的光電元件。它在光線的作用下其阻值往往變小，這種現(xiàn)象稱為光導(dǎo)效應(yīng)，因此，光敏電阻又稱光導(dǎo)管。用于制造光敏電阻的材料主要是金屬的硫化物、硒化物和碲化物等半導(dǎo)體。通常采用涂敷、噴涂、燒結(jié)等方法在絕緣襯底上制作很薄的光敏電阻體及梳狀歐姆電極，然后接出引

36、線，封裝在具有透光鏡的密封殼體內(nèi)，以免受潮影響其靈敏度，如圖2.5所示。在黑暗環(huán)境里，它的電阻值很高，當(dāng)受到光照時，只要光子能量大于半導(dǎo)體材料的禁帶寬度，則價帶中的電子吸收一個光子的能量后可躍遷到導(dǎo)帶，并在價帶中產(chǎn)生一個帶正電荷的空穴，這種由光照產(chǎn)生的電子—空穴對增加了半導(dǎo)體材料中載流子的數(shù)目，使其電阻率變小，從而造成光敏電阻的阻值下降。光照愈強(qiáng)，阻值愈低。入射光消失后，由光子激發(fā)產(chǎn)生的電子—空穴對將逐漸復(fù)合，光敏電阻的阻值也就逐漸恢復(fù)

37、原值。</p><p><b>　　4 系統(tǒng)軟件設(shè)計</b></p><p>　　4.1 Proteus軟件環(huán)境介紹</p><p>　　本系統(tǒng)的硬件設(shè)計首先是在Proteus軟件環(huán)境中仿真實(shí)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

38、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(yīng)用，還可以直接在基于原理圖的虛擬原型上編程，并實(shí)現(xiàn)軟件源碼級的實(shí)時調(diào)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(yùn)行后輸入輸出的效果。Proteus建立了完備的電子設(shè)計開發(fā)環(huán)境，尤其重要的是Proteus Lite可以完全免費(fèi)，也可以花微不足道的費(fèi)用注冊達(dá)到更好的效果 <

39、/p><p>　　Proteus是目前最好的模擬單片機(jī)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(dá)，LED，AD/DA，部分SPI器件，部分IIC器件...）。其實(shí)Proteus 與 multisim比較類似，只不過它可以仿真MCU，當(dāng)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(yīng)的仿真模型，用開發(fā)板和仿真器當(dāng)然是最好選擇，可是初學(xué)者擁有它們

40、的可能性比較小。當(dāng)然，硬件實(shí)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(diǎn)：</p><p>　　1、設(shè)計和仿真軟件Proteus 是一個很有用的工具，它可以幫助學(xué)生和專業(yè)人士提高他們的模擬和數(shù)字電路的設(shè)計能力。</p><

41、;p>　　2、它允許對電路設(shè)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(shí)電路造成任何損害的電路仿真操作。</p><p>　　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。</p><p>　　4、它可以仿真目前流行的單片機(jī)，如PICS, ATMEL-AVR, MOTOROLA, 8051 等。</p><p>

42、;　　5、在設(shè)計綜合性方案中,還可以利用ARES開發(fā)印制電路板。</p><p>　　4.2 Keil C51開發(fā)系統(tǒng)基本知識</p><p>　　Keil C51是美國Keil Software公司出品的51系列兼容單片機(jī)C語言軟件開發(fā)系統(tǒng)，與匯編相比，C語言在功能上、結(jié)構(gòu)性、可讀性、可維護(hù)性上有明顯的優(yōu)勢，因而易學(xué)易用。用過匯編語言后再使用C來開發(fā)，體會更加深刻。</p>

43、<p>　　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，全Windows界面。另外重要的一點(diǎn)，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(biāo)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。</p><p>　　單片機(jī)開發(fā)中除必要的硬件外，同樣離不開軟件，我們寫的匯編語言源程序要變?yōu)镃PU可以執(zhí)行的機(jī)器碼有兩種

44、方法，一種Keil軟件圖標(biāo)是手工匯編，另一種是機(jī)器匯編，目前已極少使用手工匯編的方法了。機(jī)器匯編是通過匯編軟件將源程序變?yōu)闄C(jī)器碼，用于MCS-51單片機(jī)的匯編軟件有早期的A51，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即可看出。Keil提供了包括C編譯器、宏匯編、連接器、庫

45、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。運(yùn)行Keil軟件需要Pentium或以上的CPU，16MB或更多RAM、20M以上空閑的硬盤空間、WIN98、NT、WIN2000、WINXP等操作系統(tǒng)。掌握這一軟件的使用對于使用51系列單片機(jī)的愛好者來說是十分必要的，如果你使用C語言編程，那么Keil幾乎就是你的不二之選（目前在國內(nèi)你只能買到該軟件、而你買的仿真機(jī)也很可能只

46、支持該軟件），即使不</p><p>　　Keil C51開發(fā)系統(tǒng)基本知識Keil C51開發(fā)系統(tǒng)基本知識</p><p><b>　　1. 系統(tǒng)概述</b></p><p>　　Keil C51是美國Keil Software公司出品的51系列兼容單片機(jī)C語言軟件開發(fā)系統(tǒng)，與匯編相比，C語言在功能上、結(jié)構(gòu)性、可讀性、可維護(hù)性上有明顯的優(yōu)勢，因

47、而易學(xué)易用。用過匯編語言后再使用C來開發(fā)，體會更加深刻。</p><p>　　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，全Windows界面。另外重要的一點(diǎn)，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(biāo)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(xì)介紹Keil C51開發(fā)系統(tǒng)各部分功能和使用。</p&

48、gt;<p>　　2. Keil C51單片機(jī)軟件開發(fā)系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)</p><p>　　C51工具包的整體結(jié)構(gòu)，如圖(1)所示，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(diào)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(biāo)文件(.OBJ

49、)。目標(biāo)文件可由LIB51創(chuàng)建生成庫文件，也可以與庫文件一起經(jīng)L51連接定位生成絕對目標(biāo)文件(.ABS)。ABS文件由OH51轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的Hex文件，以供調(diào)試器dScope51或tScope51使用進(jìn)行源代碼級調(diào)試，也可由仿真器使用直接對目標(biāo)板進(jìn)行調(diào)試，也可以直接寫入程序存貯器如EPROM中。</p><p>　　使用獨(dú)立的Keil仿真器時，注意事項(xiàng):</p><p>　　仿真器標(biāo)配11.

50、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。 </p><p>　　仿真器上的復(fù)位按鈕只復(fù)位仿真芯片，不復(fù)位目標(biāo)系統(tǒng)。 </p><p>　　仿真芯片的31腳（/EA）已接至高電平，所以仿真時只能使用片內(nèi)ROM，不能使用片外ROM；但仿真器外引插針中的31腳并不與仿真芯片的31腳相連，故該仿真器仍可插入到擴(kuò)展有外部ROM（其CPU的/EA引腳接至低電平）的目標(biāo)

51、系統(tǒng)中使用。</p><p>　　4.3系統(tǒng)軟件分析 </p><p>　　任何一個應(yīng)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(yīng)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(chǔ)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(kuò)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(shè)計

52、過程：</p><p><b>　　警示燈的閃爍頻率</b></p><p>　　這是通過延時函數(shù)來控制燈的閃爍頻率，延時函數(shù)和系統(tǒng)本身的機(jī)器周期有著密切的關(guān)系，延時函數(shù)是在51單片機(jī)的最小系統(tǒng)的晶振的控制之下來實(shí)現(xiàn)功能的。</p><p>　　2.警示燈的閃爍規(guī)律</p><p>　　警示燈在高速公路上，通過它的燈光閃

53、爍來提醒周圍司機(jī)謹(jǐn)慎駕駛，而警示燈的閃爍規(guī)律對司機(jī)的提醒程度是不同的，找到一個有效地閃爍規(guī)律是很有必要的。所以通過程序的讓警示燈同程度的閃爍就可以達(dá)到上面的效果。</p><p>　　3.警示燈光控和手控</p><p>　　光控是通過掃面與光敏電阻相連的IO口的高低電平的變化來控制警示燈的亮滅。然而在現(xiàn)實(shí)生活中往往會出現(xiàn)某些特殊情況，白天也需要警示燈的閃爍，所以就設(shè)置了一個手動控制開光。

54、</p><p><b>　　4.4 程序流程圖</b></p><p><b>　?。?）主程序流程圖</b></p><p>　　圖4.1 程序流程圖</p><p><b>　　主程序流程圖說明：</b></p><p>　　因?yàn)榫緹舻拈_啟條件是

55、在需要沒有光照的條件下進(jìn)行，既是在黑暗的條件下。程序的初始化以后就是對接口P3.7的一個檢查過程，由于P3.7口會輸出一個高電平，所以應(yīng)該使得在P3.7口為低電平的時候，警示燈亮，這就是光敏電阻電路所需要實(shí)現(xiàn)的一個功能，既判斷背景光的亮度是否低于預(yù)設(shè)值，是的話，就開啟警示燈。</p><p>　　（2）人工調(diào)節(jié)警示燈的開啟流程圖。</p><p>　　圖4.2 警示燈人工控制開關(guān)流程圖&l

56、t;/p><p>　　人工控制警示燈開關(guān)流程圖說明：</p><p>　　當(dāng)未按下控制開關(guān)時，警示燈受到光感電路控制，在白天的時候熄滅，晚上的時候亮起，在按下開關(guān)以后，系統(tǒng)為P3.7口提供一個低電平，用于實(shí)現(xiàn)控制警示燈的閃爍，按下開關(guān)以后，警示燈無條件開啟，實(shí)現(xiàn)白天的對警示燈的開關(guān)控制。</p><p>　　(3)警示燈閃爍控制</p><p>

57、　　圖4.3 警示燈閃爍控制流程圖</p><p>　　警示燈閃爍控制說明：</p><p>　　警示燈通過開關(guān)開啟過后，就應(yīng)該有一定的閃爍規(guī)律使其能夠得到一定的效果，我們這次的設(shè)計以紅藍(lán)交替閃爍為起點(diǎn)，循環(huán)往復(fù)閃爍，直到警示燈被芯片控制關(guān)閉。</p><p>　?。?）人工控制開關(guān)優(yōu)先級高于光控電路開關(guān)。</p><p>　　圖4.4 人工

58、控制與光控電路光照控制的優(yōu)先級</p><p>　　人工控制與光控電路光照控制的優(yōu)先級說明：</p><p>　　由于人為控制燈光開關(guān)的時間是隨時的，而光控電路通過光照控制時間是有限的，所以從追求功能更完善的角度來說，應(yīng)當(dāng)優(yōu)先考慮是否人工控制，然后再考慮光控是否成功。這也是控制功能中比較重要的一步，它決定了警示燈是否能夠在白天或者任何時刻工作的能力。</p><p>

59、;<b>　　5 系統(tǒng)調(diào)試過程</b></p><p>　　通過上面的硬件設(shè)計和軟件設(shè)計過程，設(shè)計的工作已經(jīng)基本完成，接下來的工作就是對所設(shè)計好的應(yīng)用系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試。通過調(diào)試可以檢查出系統(tǒng)出現(xiàn)的一些錯誤，從而進(jìn)行下一步的修改。</p><p>　　在Protel 99 SE中，對硬件電路圖進(jìn)行ERC電氣規(guī)則檢查。</p><p>　　圖5.1警示

60、燈原理圖</p><p>　　程序經(jīng)過調(diào)試顯示“0錯誤，0警告”。表示程序調(diào)試通過。</p><p>　　圖5.2程序調(diào)試結(jié)果</p><p><b>　　protues調(diào)試</b></p><p>　　圖5.3警示燈仿真圖</p><p><b>　　(3)電路板的規(guī)劃</b&g

61、t;</p><p>　　圖5.4 警示燈PCB板結(jié) 論</p><p>　　本次設(shè)計在對警示燈的光感控制方面的基本要求之外，加入了更多趣味性元素，比如燈的閃爍頻率、次數(shù)、個數(shù)等控制方面，還能對警示燈進(jìn)行自動控制，這是一個很有意義的題目，感謝我的指導(dǎo)老師陳飛老師為我提供了一個這么好的題目。我在本次設(shè)計首次采用了DS1302時鐘芯片，此芯片穩(wěn)定性好，并且功能強(qiáng)大。而主要的芯片AT89C51

62、單片機(jī)，在系統(tǒng)中作為一個處理裝置，一口接受到外界給予的控制信號，并對其作出判斷識別，并且執(zhí)行相應(yīng)的處理；本系統(tǒng)采用的是硬件和軟件共同組合的辦法，其最大特點(diǎn)是：軟件設(shè)計獨(dú)特、可靠，硬件電路簡單，安裝方便易于實(shí)現(xiàn)，相對也比較簡單，沒有太多的危險。</p><p>　　這次的設(shè)計很有意思，也和汽車相關(guān)的知識有一定的關(guān)系，希望將來能夠在這里面學(xué)到更多的知識，并且應(yīng)用于汽車的內(nèi)部，進(jìn)一步學(xué)習(xí)到汽車內(nèi)部的電子器件。</

63、p><p><b>　　致 謝</b></p><p>　　這次課程設(shè)計在指導(dǎo)老師陳飛老師的帶領(lǐng)下，我順利完成了這次的微機(jī)原理課程設(shè)計。在陳飛老師的精心指導(dǎo)下，我才能夠一步一步的從選擇我感興趣的題目，到做出設(shè)計的框架，到最后的完成，我這次的課程設(shè)計離不開陳飛老師的指導(dǎo)，相信他也為這次設(shè)計付出了很多的心血，在這里，真心感謝我的陳飛老師。同時，也很感謝其他指導(dǎo)老師給我的很多

64、幫助，也很感謝我的同學(xué)們在我做設(shè)計的過程中給我的靈感和幫助，同時也讓我懂得了團(tuán)隊的重要性，只有相互幫助，才能夠更快更好的取得想要的結(jié)果，團(tuán)結(jié)的力量永遠(yuǎn)是最大的。從開始進(jìn)入課題到課程設(shè)計的完成，有多少可敬的老師、同學(xué)、朋友給了我無言的幫助，在這里請接受我誠摯的謝意!</p><p>　　最后，再次對關(guān)心、幫助我的老師們，尤其是陳飛老師表示真誠的感謝！</p><p><b>　　參

65、考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1]《Protel99SE EDA 技術(shù)及應(yīng)用》徐崢穎編著，北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005</p><p>　　[2]《單片機(jī)系統(tǒng)的protues設(shè)計與仿真》張靖武編著，北京：電子工業(yè)出版社，2007</p><p>　　[3]《單片機(jī)原理及接口技術(shù)》李朝青編著，北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2005</p&g

66、t;<p>　　[4]《MCS-51單片機(jī)應(yīng)用開發(fā)實(shí)用子程序》邊春遠(yuǎn)編著，北京：人民郵電出版社，2005</p><p><b>　　附錄1</b></p><p><b>　　程序:</b></p><p>　　#include<reg51.h></p><p>　　#d

67、efine uchar unsigned char</p><p>　　sbit W=P3^7; </p><p>　　sbit red=P1^0;</p><p>　　sbit blue=P1^1;</p><p>　　sbit RET=RST</p><p>　　void delay(uchar x);</p

68、><p>　　void close();</p><p>　　void start()</p><p>　　void shanshuo();</p><p>　　void main()</p><p><b>　　{</b></p><p>　　if(W==0)</

69、p><p>　　shanshuo();</p><p><b>　　if(W==1)</b></p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　red=1;</b></p><p>　　blue =1; </p>&l

70、t;p><b>　　}</b></p><p>　　if(RET==0)</p><p><b>　　Start();</b></p><p>　　If(RET==1)</p><p><b>　　close()</b></p><p><

71、b>　　} </b></p><p>　　void delay(uchar x)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　uchar y,z;</p><p>　　for(y=x;y>0;y--)</p><p>　　for(z=55;z>0;z

72、--);</p><p><b>　　}</b></p><p>　　Void close()</p><p><b>　　{</b></p><p>　　uchar d=1;</p><p>　　while(d--)</p><p><b>

73、;　　{</b></p><p><b>　　red=1</b></p><p><b>　　bule=1</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　Vo

74、id start()</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　Uchar e=1</b></p><p>　　While(e--)</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　red=1<

75、;/b></p><p><b>　　bule=1</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　void shanshuo()</p><p><b>　　{</b&g

76、t;</p><p>　　uchar a=5,b=5,c=3;</p><p>　　while(a--)</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　red=0;</b></p><p><b>　　blue=0</b></

77、p><p><b>　　delay(1);</b></p><p><b>　　red=1;</b></p><p><b>　　blue=1</b></p><p><b>　　delay(1);</b></p><p><b&

78、gt;　　}</b></p><p>　　while(b--)</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　blue=0;</b></p><p><b>　　red=0</b></p><p><b>　　

79、delay(1);</b></p><p><b>　　blue=1;</b></p><p><b>　　red=0</b></p><p><b>　　delay(1);</b></p><p><b>　　}</b></p>

80、<p>　　while(c--)</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　red=0;</b></p><p><b>　　blue=0;</b></p><p><b>　　delay(8);</b></p&

81、gt;<p><b>　　red=1;</b></p><p><b>　　blue=1;</b></p><p><b>　　delay(4);</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}<