LED灯智能控制系统的设计和实现

1、 - 总结LEDLED 灯智能控制系统的设计和实现灯智能控制系统的设计和实现摘摘 要要该 LED 灯智能控制系统采用STC89C52RC单片机为核心，利用单片机的端口分别控制数码管和 DS1302 实时时钟系统、ADC0832,DAC0832 智能操控照明系统。我们常见的路灯、过道灯、草坪灯、广告箱灯、霓虹灯和厕所等公共场所用的一些照明灯往往彻夜通明，这不仅浪费能源，在某种程度上也造成了光污染。在今天电力能源供应比较紧张的情况下，在没有人员活动的深夜让这些灯自动关掉，不仅可以节约能源，也能够节约一些开支。本文主要介绍系统的开发背景，意义，并重点介绍了硬件设计和软件设计的过程。在硬件方面，从元件

2、，模块，系统逐级阐述，特别是系统的核心部分STC89C52RC，并用 ALTIUM DESIGNER 软件对原理图和电路板的制作。软件方面，用现阶段比较流行的单片机 C 语言编程，利用定时器中断控制标准时钟。其中介绍了单片机仿真软件 KEIL C51 的使用。关键词关键词：STC89C52RC 光敏电阻pwmAbstractAbstractThis night flare system is an system based on the STC89C52RC monolithic integrated circuit, it makes use of the port of monolithi

3、c integrated to control the LED standard clock system, the silicon-controlled rectifier and the electric bell separately and then the lighting system was controlled by intelligence. Some common streets which are in public places ,such as: the aisle way light, the lawn lamp, the advertisement box lam

4、p, the neon light and the restroom and so on the public place uses some flares often all night are brightly lit, this is not only wasting of energy, but also make the ray pollution in some kind of procedure. Nowaday , the electric power energy is in short supply, so if weturn off some when there is

5、no people, it is not expenses. In this article,it introduces the systematic development background, the significance and especially the process of the hardware design and the software design .In the hardware aspect, this article elaborates the part, the module, the system one by one, especially the

6、core of the system STC89C52RC,and uses the ALTIUM DESIGNER. Software to the schematic diagram and the - 总结electric circuit board manufacture. In the software aspect with the present stage quite popular monolithic integrated circuit C language programming, uses the timer interrupt control standard cl

7、ock. Finally it was the software and hardware debugging, in which introduced the in statons of the stations of monolithic integrated circuit simulation software KEIL C51 use. KeywordKeyword：silicon-controlled rectifier STC89C52RCpwm目录目录摘要摘要 I IABSTRACTABSTRACTII II第一章绪论第一章绪论 1 11.11.1 课题研究的背景课题研究的背景

8、 1 11.21.2 开发的意义开发的意义 1 11.31.3 课题研究的方案课题研究的方案 1 1第二章芯片选用说明第二章芯片选用说明 2 22.12.1 STC89C52RCSTC89C52RC2 22.1.1 相关芯片及其引脚分析 22.22.2 ADC0832ADC0832 6 62.3DAC08322.3DAC08327 72.42.4 LEDLED 数码管数码管 10102.4.2 LED 数码管编码方式 112.4.3 LED 数码管显示方式和典型应用电路 122.52.5 DS1302DS1302 数字时钟芯片数字时钟芯片 1313. v2.5.1 DS1302 的控制字节 1

9、42.5.2 数据输入输出(I/O)142.5.3 DS1302 与 CPU 的连接 142.62.6 光敏电阻光敏电阻 1515第三章方案论证及部分电路分析第三章方案论证及部分电路分析 16163.1.13.1.1 方案论证和比较方案论证和比较 16163.23.2 单片机的最小应用系统单片机的最小应用系统 17173.2.1 单片机的时钟电路 173.2.2 复位电路和复位状态 183.2.3 总线结构 213.33.3 标准时钟显示部分设计：标准时钟显示部分设计：22223.43.4 光敏接收电路光敏接收电路 22223.63.6 接键可调部分接键可调部分 26263.73.7 系统照明

10、系统照明 2727第四章系统的软件设计第四章系统的软件设计 2828总结总结 3333致致 3434参考文献参考文献:35:35附录一：原理图附录一：原理图 3636附录三：程序清单附录三：程序清单 3939. v第一章绪论第一章绪论1.11.1 课题研究的背景课题研究的背景随着现代科技的飞速发展，单片机已经在各个领域得到越来越广泛的应用。单片机由于体积小，功耗低两个基本特征，在通讯，家电，工业控制，仪器仪表，汽车等产品中都可以看到单片机的身影。单片机技术也随着集成电路技术的进步在近几年飞速的发展，这种发展可以分为两方面：一方面在硬件上单片机内部集成了越来越多的功能部件，如A/D，D/A，PW

11、M，WATCHDOG，LCD驱动，串行口，大容量FLASH存储器等；另一方面在开发手段上从汇编语言向高级C语言过度，计算机仿真调试，IAP，ISP技术的应用使单片机开发周期大大的缩短，为各类产品更新，软件的升级提供了可靠的技术保障。在设计单片机应用系统时，由于历史的原因，目前在国内仍然以8051系列单片机为主。作为电子专业的学生，非常有必要通过实际产品的设计和制作，了解现代IT产品的开发全流程。全面提高机，电，光，算知识的综合应用能力，掌握从系统级，电路级，到芯片级各个层次的设计和实现手段。基于上述原因，选择此设计课题，在此设计过程中，我们将会用到多门学科的理论知识，将对以前所学的知识做一个全

12、面的复习和巩固，更重要的是培养了发现问题，分析问题，解决问题的能力，还有动手能力，也是一次很好的实践，对以后的学习和工作也会有所帮助。1.21.2 开发的意义开发的意义科技的进步带动了产品的智能化，单片机的应用更是加快了发展的步伐，它的应用范围日益广泛，已远远超出了计算机科学的领域。小到玩具、信用卡，大到航天器、机器人，从实现数据采集、过程控制、模糊控制等智能系统到人类的日常生活，到处都离不开单片机,此设计正是单片机的一个典型应用。而此设计可以通过实现智能照明控制，通过对环境有无需要光照的检测，由单片机来控制其反应情况，使其变得智能 - 总结化，使人的手解放出来，此系统还可以应用到道路检测，安

13、全巡逻中，能满足社会的需要。1.31.3 课题研究的方课题研究的方案案本选题是用单片机介绍一种使用 STC89C52RC 单片机制作的夜用照明灯智能控制器，采用智能节电工作模式，即在天黑后自动开灯，到晚上 0 点后到第二天 6 点根据热释红外探测的周围环境有没有人来控制灯亮并延时关闭，由于本系统采用单片机对环境照度进行测试判断并进行计算，因此电路能随着季节的变化自动调节每天的开关灯的时间，从而达到自动节约电能的目的。第二章第二章 芯片选用及功能阐述芯片选用及功能阐述2.12.1 STC89C52RCSTC89C52RC2.1.12.1.1 相关芯片及其引脚分析相关芯片及其引脚分析 由于 Int

14、el 公司的单片机问世早、产品系列齐全、兼容性强，得到了广泛的应用，目前我国主要使用 MCS-51 系列的产品，尤以 8031 为多。这是因为 8031 无片内 ROM、应用灵活、价格便宜。MCS-51 是 Intel 公司的 8 位系列单片机，包括 51 和 52 两个子系列。51 子系列有 8031、8051、8751;52 子系列有 8032、8052。52 子系列的不同在于它多具有定时/计数器 2 及具有 256B 的内部数据存储器。MCS- 51 结构框图1）主要性能2内部程序存储器：4KB内部数据存储器：128B外部程序存储器：可扩展到 64KB。外部数据存储器：可扩展到 64KB

15、。. v输入/输出口线：32 根（4 个端口，每个端口 8 根） 。定时/计数器：2 个 16 位可编程的定时计数器。串行口：全双工，二根。寄存器区：在内部数据存储器的 128B 中划出一部分作为寄存器区，分为四个区，每个区 8 个通用寄存器。中断源：5 个中断源， 2 个优先级别。堆栈：最深 128B。布尔处理机：即位处理机，对某些单元的某位做单独处理。指令系统（系统时钟为 12MHZ 时）：大部分指令执行时间为 1us；少部分指令，执行时间为 2us; 只有乘、除指令的执行时间为 4us。 2) 引脚功能说明图 2-2 是 MCS-51 的引脚结构图，有双列直插封装（DIP）方式和方形封装

16、方式。下面分别叙述这些引脚的功能。(1) 主电源引脚1 VCC：电源端。2 GND：接地端。(2) 外接晶体引脚 XTAL1 和 XTAL2 XTAL1：晶体振荡器接入的一个引脚。当采用外部振荡器时，此引脚接地。 XTAL2：晶体振荡器接入的另一个引脚。采用外部振荡器时，此引脚作为外部振荡信号的输入端。(3) 控制或与其他电源复用引脚 RST，ALE/PROG，EA/Vpp1 RST：复 2 位输 H 入端。当振荡器运行时，3在该引脚上出现两个机器周期的高电平将使单片机复 4位。 - 总结5 ALE/PROG：当访问外部存储器时，6 ALE（地址锁存允许）的输出用于锁存地址的低位字节。即使不

17、7访问外部存储器，8 ALE 端仍以不 9变的频率（此频率为振荡器频率的 1/6）周期性地出现正脉冲信号。因此，10它可用作对外输出的时钟，11或用于定时目的。然而 12注意的是：每当访问外部数据存储器时，13 将跳过一个 ALE 脉冲。在对 Flash 存储器编程期间，14 该引脚还用于输入编程脉冲（PROG） 。如果需要的话，通过对专用寄存器（SFR）区中 8EH 单元的 D0 位置数，可禁止 ALE操作。该位置数后，只有在执行一条 MOVX 或 MOVC 指令期间，ALE 才会被激活。另外，该引脚会被微弱拉高，单片机执行外部程序时，该设定禁止 ALE 位无效。PSEN：程序存储允许（PS

18、EN）输出是外部程序存储器的读选通信号。当 80C51 由外部程序存储器取指令（或常数）时，每个机器周期两次PSEN有效（即输出 2 个脉冲）。但在此期间内，每当访问外部数据存储器时，这两次有效的PSEN信号将不出现。EA/Vpp：外部访问允许端。要使 CPU 只访问外部程序存储器（地址为0000HFFFFH） ，则EA端必须保持低电平（接到 GND 端） 。然而要注意的是，如果保密位 LB1 被编程，复位时在内部会锁存EA端的状态。当EA端保持高电平（接 Vcc 端）时，CPU 则执行内部程序存储器中的程序。在 Flash 存储器编程期间，该引脚也用于施加 12V 的编程允许电源 Vpp（如

19、果选用 12V 编程） 。(4) 输入/输出引脚 P0.0P0.7，P1.0P1.7，P2.0P2.7 和 P3.0P3.7。 P0 端口（P0.0P0.7）：P0 是一个 8 位漏极开路型双向 I/O 端口。作为输出口用时，每位能以吸收电流的方式驱动 8 个 TTL 输入，对端口写 1 时，又可作高阻抗输入端用。在访问外部程序和数据存储器时，它是分时多路转换的地址（低 8 位）/数据总线，在. v访问期间激活了内部的上拉电阻。在 Flash 编程时，P0 端口接收指令字节；而在校验程序时，则输出指令字节。验证时，要求外接上拉电阻 P1 端口（P1.0P1.7）：P1 是一个带有内部上拉电阻的

20、 8 位双向 I/O 端口。P2 的输出缓冲器可驱动（吸收或输出电流方式）4 个输入口使用时，因为有内部的上拉电阻，那些被外部信号拉低的引脚会输出一个电流（IIL） 。在对 Flash 编程和程序校验时，P1接收低 8 位地址。P2 端口（P2.0P2.7）：P2 是一个带有内部上拉电阻的 8 位双向 I/O 端口。P2 的输出缓冲器可驱动（吸收或输出电流方式）4 个 TTL 输入。对端口写 1 时，通过内部的上拉电阻把端口拉到高电位，这时可用作输入口。P2 作输入口使用时，因为有内部的上拉电阻，那些被外部信号拉低的引脚会输出一个电流（IIL） 。在访问外部程序存储器和 16 位地址的外部数据

21、存储器（如执行 MOVXDPTR 指令）时，P2 送出高 8 位地址。在访问 8 位地址的外部数据存储器（如执行 MOVXRI 指令）时，P2 口引脚上的内容（就是专用寄存器（SFR）区中 P2 寄存器的内容） ，在整个访问期间不会改变。在对 Flash 编程和程序校难期间，P2 也接收高位地址和一些控制信号。 P3 端口（P3.0P3.7）：P3 是一个带内部上拉电阻的 8 位双向 I/O 端口。P3 的输出缓冲器可驱动（吸收或输出电流方式）4 个 TTL 输入。对端口写 1 时，通过内部的上拉电阻把端口拉到高电位，这时可用作输入口。P3 作输入口使用时，因为有内部的上拉电阻，那些被外部信号

22、拉低的引脚会输出一个电流（IIL） 。在 STC89C52RC 中，P3端口还用于一些复用功能。复用功能如表 2-1 所列。在对 Flash 编程或程序校验地，P3 还接收一些控制信号。表 2-1 P3 各端口引脚与复用功能表 - 总结端口引脚复用功能P3.0RXD（串行输入口）P3.1TXD（串行输出口）P 3.2INTO（外部中断 0）P 3.31INT（外部中断 1）P3.4T0（定时器 0 的外部输入）P 3.5T1（定时器 1 的外部输入）P 3.6WR（外部数据存储器写选通）P 3.7RD（外部数据存储器读选通）MCS-51 的引脚结构2.22.2 ADC0832ADC0832 的

23、功能及设置说明的功能及设置说明ADC0832 是美国国家半导体公司生产的一种 8 位分辨率、双通道 A/D 转换芯片。由于它体积小，兼容性，性价比高而深受单片机爱好者及企业欢迎，其目前已经有很高的普及率。学习并使用 ADC0832 可是使我们了解 A/D 转换器的原理，有助于我们单片机技术水平的提高。ADC0808 管脚图 8 位分辨率； 双通道 A/D 转换； 输入输出电平与 TTL/CMOS 相兼容； 5V 电源供电时输入电压在 05V 之间； 工作频率为 250KHZ，转换时间为 32S； 一般功耗仅为 15mW； . v 8P、14PDIP（双列直插）、PICC 多种封装； 商用级芯片

24、温宽为 0C to +70C，工业级芯片温宽为40C to +85C； 芯片接口说明： CS_ 片选使能，低电平芯片使能。 CH0 模拟输入通道 0，或作为 IN+/-使用。 CH1 模拟输入通道 1，或作为 IN+/-使用。 GND 芯片参考 0 电位（地）。 DI 数据信号输入，选择通道控制。 DO 数据信号输出，转换数据输出。 CLK 芯片时钟输入。 Vcc/REF 电源输入及参考电压输入（复用）。 ADC0832 为 8 位分辨率 A/D 转换芯片，其最高分辨可达 256 级，可以适应一般的模拟量转换要求。其内部电源输入与参考电压的复用，使得芯片的模拟电压输入在05V 之间。芯片转换时

25、间仅为 32S，据有双数据输出可作为数据校验，以减少数据误差，转换速度快且稳定性能强。独立的芯片使能输入，使多器件挂接和处理器控制变的更加方便。通过 DI 数据输入端，可以轻易的实现通道功能的选择。2.3.32.3.3 ADC0832ADC0832 的内部结构和时序图：的内部结构和时序图：工作时序图：由时序图知 ADC0832 的工作过程如下： 正常情况下 ADC0832 与单片机的接口应为 4 条数据线，分别是CS、CLK、DO、DI。但由于 DO 端与 DI 端在通信时并未同时有效并与单片机的接口是双向的，所以电路设计时可以将 DO 和 DI 并联在一根数据线上使用。当 ADC0832未工

26、作时其 CS 输入端应为高电平，此时芯片禁用，CLK 和 DO/DI 的电平可任意。 - 总结当要进行 A/D 转换时，须先将 CS 使能端置于低电平并且保持低电平直到转换完全结束。此时芯片开始转换工作，同时由处理器向芯片时钟输入端 CLK 输入时钟脉冲，DO/DI 端则使用 DI 端输入通道功能选择的数据信号。在第 1 个时钟脉冲的下沉之前DI 端必须是高电平，表示启始信号。在第 2、3 个脉冲下沉之前 DI 端应输入 2 位数据用于选择通道功能，其功能项见官方资料。程序如下：;ADC0832 简单测试(改) A_0832_CS EQU P1.0 ;CS A_0832_CLK EQU P1.

27、1 ;CLK A_0832_DI EQU P1.2 ;DI A_0832_D EQU P1.3 ;DO A_0832_T EQU 40H ;读取时的脉冲计数 A_0832_DA EQU 41H ;数据所存位置 ORG 0 LJMP MAIN ORG 30H MAIN: LCALL ADC_RD MOV A,A_0832_DA AJMP $ ADC_RD: MOV A_0832_T,*8 CLR A_0832_CLK CLR A_0832_CS SETB A_0832_DI ;START . vSETB A_0832_CLK ;第一个上升沿 NOP NOP NOP CLR A_0832_CLK

28、NOP NOP SETB A_0832_DI ;选择 CH1,通过组合选取通道 (SGL/DIF) NOP SETB A_0832_CLK ;第二个上升沿 NOP NOP NOP CLR A_0832_CLK NOP NOP SETB A_0832_DI ;选择 CH1,通过组合选取通道 (ODD/SIGN) NOP SETB A_0832_CLK ;第三个上升沿 NOP NOP NOP CLR A_0832_CLK ;首个下降沿 - 总结NOP NOP NOP SETB A_0832_CLK NOP NOP A_0832_RD: ;读取前,8 位 CLR A_0832_CLK NOP NOP

29、 NOP SETB A_0832_CLK MOV C,A_0832_D RLC A DJNZ A_0832_T,A_0832_RD MOV A_0832_DA,A RR A MOV A_0832_T,*7 A_0832_RD1: ;读后 7 位,+前 1 位 CLR A_0832_CLK NOP NOP . vNOP SETB A_0832_CLK MOV C,A_0832_D RRC A DJNZ A_0832_T,A_0832_RD1 CJNE A,A_0832_DA,ADC_RD SETB A_0832_CS RET END2.42.4 LEDLED 数码管数码管LED 数码管是由发光二

30、极管作为显示字段的数码型显示器件。图 4-3a 为 0.5inLED数码管的外形和引脚图，其中七只发光二极管分别对应 ag 笔段构成“ ”字形另一只发光二极管 Dp 作为小数点。因此这种 LED 显示器称为七段数码管或八段数码管。图 4-3 LED 数码管LED 数码管按电路中的连接方式可以分为共阴型和共阳型两大类，如图 4-3 示 b、c 所示。共阳型是将各段发光二极管的正极连在一起，作为公共端 COM，公共端 COM 接高电平，ag、Dp 各笔段通过限流电阻接控制端。某笔段控制端低电平时，该笔段发光，高电平时不发光。控制这几段笔段发光，就能显示出某个数码或字符。共阴型是将各数码发光二极管的

31、负极连在一起，作为公共端 COM 接地，某笔段通过限流电阻接高电平时发光。LED 数码管按其外形尺寸有多种形式，使用较多的是 0.5in 和 0.8in；按显示颜色也有多种形式，主要有红色和绿色；按亮度强弱可分为高亮和普亮，指通过同样的电流显示亮度不一样，这是因发光二极管的材料不一样而引起的。 - 总结LED 数码管的使用与发光二极管相同，根据其材料不同正向压降一般为 1.52V 额定电流为 10mA，最大电流为 40mA。静态显示时取 10mA 为宜，动态扫描显示可加大，加大脉冲电流，但一般不超过 40mA。2.4.22.4.2 LEDLED 数码管编码方式数码管编码方式当 LED 数码管与

32、单片机相连时，一般将 LED 数码管的各笔段引脚 a、b、g、Dp按某一顺序接到 MCS51 型单片机某一个并行 I/O 口 D0、D1、D7，当该 I/O 口输出某一特定数据时，就能使 LED 数码管显示出某个字符。例如要使共阳极 LED 数码管显示“0” ，则 a、b、c、d、e、f 各笔段引脚为低电平，g 和 Dp 为高电平， 。表 4-2 共阳极 LED 数码管显示数字“0”时各管段编码D7D6D5D4D3D2D1D0字段码显示数Dpgfedcba11000000C0H0C0H 称为共阳极 LED 数码管显示“0”的字段码，不计小数点的字段码称为七段码，包括小数点的字段称为八段码。LE

33、D 数码管编码方式有多种，按小数点计否可分为七段码和八段码；按共阴共阳可分为共阴字段码和共阳字段码，不计小数点的共阴字段码与共阳字段码互为反码；按a、b、g、Dp 编码顺序是高位在前，还是低位在前，又可分为顺序字段码和逆序字段码。甚至在某些特殊情况下将 a、b、g、Dp 顺序打乱编码。表 4-2 为共阴和共阳 LED 数码管几种八段编码表。15表 4-3 共阴和共阳 LED 数码管几种八段编码共阴顺序小数点暗共阴逆序小数点暗共阳顺序共阳顺序. vDp g f e d c b a16 进制a b c d e f g dp16 进制小数点亮小数点暗00 0 1 1 1 1 1 13FH1 1 1

34、1 1 1 0 0FCH40HC0 H10 0 0 0 0 1 1 006H0 1 1 0 0 0 0 0 60H79HF9 H20 1 0 1 1 0 1 15BH1 1 0 1 1 0 1 0DAH24HA4 H30 1 0 0 1 1 1 14FH1 1 1 1 0 0 1 0F2H30HB0 H40 1 1 0 0 1 1 066H0 1 1 0 0 1 1 066H19 H99 H50 1 1 0 1 1 0 16DH1 0 1 1 0 1 1 0B6H12 H92 H60 1 1 1 1 1 0 17DH1 0 1 1 1 1 1 0BEH02 H82 H70 0 0 0 0 1

35、1 107H1 1 1 0 0 0 0 0E0H78 HF8 H80 1 1 1 1 1 1 17FH1 1 1 1 1 1 1 0FEH00 H80 H90 1 1 0 1 1 1 16FH1 1 1 1 0 1 1 0F6H10 H90 H2.4.32.4.3 LEDLED 数码管显示方式和典型应用电路数码管显示方式和典型应用电路LED 数码管显示电路在单片机应用系统中可分为静态显示方式和动态显示方式。静态显示方式在静态显示方式下，每一位显示器的字段需要一个 8 位 I/O 口控制，而且该 I/O 口须有锁存功能，N 位显示器就需要 N 个 8 位 I/O 口，公共端可直接接+5V（共阳）

36、或接地（共阴） 。显示时，每一位字段码分别从 I/O 控制口输出，保持不变直至 CPU 刷新显示为止。也就是各字段的亮灭状态不变。静态显示方式编程较简单，但占用 I/O 口线多，即软件简单、硬件成本高，一般适用显示位数较少的场合。动态扫描显示方式当要求显示位数较多时，为简化电路、降低硬件成本，常采用动态扫描显示电路。所 - 总结谓动态扫描显示电路是将显示各位的所有相同字段线连在一起，每一位的 a 段连在一起，b 段连在一起g 段连在一起，共 8 段，由一个 8 位 I/O 口控制，而每一位的公共端（共阳或共阴 COM）由另一个 I/O 口控制，如图 4-4 所示。这种连接方式由于将多位字段线连

37、在一起，当输出字段码时，由于多门同时选通，每一位将显示相同的内容。因此要显示不同的内容，必须采取轮流显示的方式。即在某一瞬间时，只让某一位的字位线处于选通状态（共阴极 LED 数码管为低电平，共阳极为高电平） ，其他各位的字位线处于开断状态，同时字段线上输出这一位相应要显示字符的字段码。在这一瞬时，只有这一位在显示，其他几位暗。同样在下一瞬时，单独显示下一位，这样依次轮流显示，循环扫描。由于人的视觉滞留效应，人们看到的是多位同时稳定显示。、图 4-4 动态显示 LED 数码管连接方式2.52.5 DS1302DS1302 数字时钟芯片数字时钟芯片DS1302 是美国 DALLAS 公司推出的一

38、种高性能、低功耗、带 RAM 的实时时钟电路，它可以对年、月、日、周日、时、分、秒进行计时，具有闰年补偿功能，工作电压为 2.5V5.5V。采用三线接口与 CPU 进行同步通信，并可采用突发方式一次传送多个字节的时钟信号或 RAM 数据。DS1302 内部有一个 318 的用于临时性存放数据的RAM 寄存器。DS1302 是 DS1202 的升级产品，与 DS1202 兼容，但增加了主电源/后背电源双电源引脚，同时提供了对后背电源进行涓细电流充电的能力。DS1302 的引脚排列,其中 Vcc1 为后备电源，VCC2 为主电源。在主电源关闭的情况下，也能保持时钟的连续运行。DS1302 由 Vc

39、c1 或 Vcc2 两者中的较大者供电。当 Vcc2大于 Vcc10.2V 时，Vcc2 给 DS1302 供电。当 Vcc2 小于 Vcc1 时，DS1302 由 Vcc1 供电。X1 和 X2 是振荡源，外接 32.768kHz 晶振。RST 是复位/片选线，通过把 RST 输入驱动置高电平来启动所有的数据传送。RST 输入有两种功能：首先，RST 接通控制逻辑，允许地址/命令序列送入移位寄存器；其次，RST 提供终止单字节或多字节数据的传送手段。当 RST 为高电平时，所有的数据传送被初始化，允许对 DS1302 进行操作。如果在传送过程中 RST 置为低电平，则会终止此次数据传送，I/

40、O 引脚变为高阻态。上电运行时，在 Vcc2.0V 之前，RST 必须保持低电平。只有在 SCLK 为低电平时，才能将 RST 置为高电平。I/O 为串行数据输入输出端(双向)，后面有详细说明。SCLK 为. v时钟输入端。 下图为 DS1302 的引脚功能图： 2.5.12.5.1 DS1302DS1302 的控制字节的控制字节DS1302 的控制字最高有效位(位 7)必须是逻辑 1，如果它为 0，则不能把数据写入DS1302 中，位 6 如果为 0，则表示存取日历时钟数据，为 1 表示存取 RAM 数据;位 5至位 1 指示操作单元的地址;最低有效位(位 0)如为 0 表示要进行写操作，为

41、 1 表示进行读操作，控制字节总是从最低位开始输出。 2.5.22.5.2 数据输入输出数据输入输出(I/O)(I/O)在控制指令字输入后的下一个 SCLK 时钟的上升沿时，数据被写入 DS1302，数据输入从低位即位 0 开始。同样，在紧跟 8 位的控制指令字后的下一个 SCLK 脉冲的下降沿读出 DS1302 的数据，读出数据时从低位 0 位到高位 7。DS1302 有 12 个寄存器，其中有 7 个寄存器与日历、时钟相关，存放的数据位为BCD 码形式,其日历、时间寄存器及其控制字见表 1。 此外，DS1302 还有年份寄存器、控制寄存器、充电寄存器、时钟突发寄存器及与 RAM 相关的寄存

42、器等。时钟突发寄存器可一次性顺序读写除充电寄存器外的所有寄存器内容。 DS1302 与 RAM 相关的寄存器分为两类：一类是单个 RAM 单元，共 31 个，每个单元组态为一个 8 位的字节，其命令控制字为 C0HFDH，其中奇数为读操作，偶数为写操作；另一类为突发方式下的 RAM 寄存器，此方式下可一次性读写所有的 RAM 的 31 个字节，命令控制字为 FEH(写)、FFH(读)。 DS1302 与 CPU 的连接需要三条线，即 SCLK(7)、I/O(6)、RST(5)。图 3 示出DS1302 与 89C2051 的连接图，其中，时钟的显示用 LCD。2.5.32.5.3 DS1302

43、DS1302 与与 CPUCPU 的连接的连接实际上，在调试程序时可以不加电容器，只加一个 32.768kHz 的晶振即可。只是选择晶振时，不同的晶振，误差也较大。2.62.6 光敏电阻光敏电阻光敏电阻器（ photovaristor）又叫光感电阻，是利用半导体的光电效应制成的一 种电阻值随入射光的强弱而改 - 总结变的电阻器；入射光强，电 阻减小，入射光弱，电阻 增大。光敏电阻器一般用于光的测量、光的控制和光电转 换（将光的变化转换为电 的变化）。通常，光敏电阻器都制成薄片结构，以便吸收更多的光能。当它受到光的照射时，半导体片（光敏层）内就激发出电子 空穴对，参与导电，使电路中电流增 强。一

44、般光敏电阻器结构如图所示。本电路采用3K5M 的光敏电阻。2.72.7 74HC13874HC13874HC138 是一款高速 CMOS 器件，74HC138 引脚兼容低功耗肖特基TTL（LSTTL）系列。 74HC138 译码器可接受 3 位二进制加权地址输入（ A0, A1 和A2） ，并当使能时，提供 8 个互斥的低有效输出（ Y0 至 Y7） 。74HC138特有 3 个使能输入端：两个低有效（ E1 和 E2）和一个高有效（ E3） 。除非 E1 和 E2 置低且 E3 置高，否则 74HC138 将保持所有输出为高。利用这种复合使能特性，仅需 4 片 74HC138 芯片和 1 个

45、反相器，即可轻松实现并行扩展，组合成为一个 1-32（5 线到 32 线）译码器。任选一个低有效使能输入端作为数据输入，而把其余的使能输入端作为选通端，则 74HC138 亦可充当一个 8 输出多路分配器，未使用的使能输入端必须保持绑定在各自合适的高有效或低有效状态。功功能能CD74HC138 ，CD74HC238 和 CD74HCT138 ， CD74HCT238是高速硅栅 CMOS 解码器，适合内存地址解码或数据路由应用。. v74HC138 作用原理于高性能的存贮译码或要求传输延迟时间短的数据传输系统,在 高性能存贮器系统中 ,用这种译码器可以提高译码系统的效率。将快速赋能电路用于高速存

46、贮器时 ,译码器的延迟时间和存贮器的赋能时间通常小于存贮器的典型存取时间 ,这就是说由肖特基钳位的系统译码器所引起的有效系统延迟可以忽略不计。 HC138 按照三位二进制输入码和赋能输入条件 ,从 8 个输出端中译出一个 低电平输出。两个低电平有效的赋能输入端和一个高电平有效的赋能输入端减少了扩展所需要的外接门或倒相器 ,扩展成 24 线译码器不需外接门 ;扩展成 32 线译码器,只需要接一个外接倒相器。在解调器应用中 ,赋能输入端可用作数据输入端。译译码码/ /真真值值表表第三章第三章方案论证及部分电路分析方案论证及部分电路分析3.1.13.1.1 方案论证和比较方案论证和比较 采用 STC

47、89C52RC 微处理芯片,来控制智能照明系统,具体方框图如图 5 所示:本设计采用光敏电阻测试环境亮度经放大后通过 ADC0808 转换成数字信息传送到STC89C52RC 单片机，经处理后送给 DAC0808 通过功放和电压比较控制 LED 灯的亮度。同时电路从实时时钟获得精确时间，配合红外电路的是否有人来控制下半夜的灯亮灭，达到节电的目的。图 5由于本系统处理任务不复杂，所以在标准时钟电路采用模拟口线方式。电源采用 7805 稳压集成芯片来提供稳定单片机夜用照明系统的电源，从而能够稳定的工作。综合以上三种设计方案，第一种精度较低，而且各部分全部采用模拟器件来组成部分，制作复杂；第二种采用 CPLD 元件来组成，要求对硬件描述语言(VHDL)要求较数码管显示AT89c51微处理器按键设置部分光敏电阻接