基于51单片机智能路灯控制器设计与实现
基于单片机控制的智能路灯控制系统设计
基于单片机控制的智能路灯控制系统设计一、本文概述随着科技的不断进步和城市化进程的加速，城市照明系统作为城市基础设施的重要组成部分，其智能化改造已成为提升城市管理水平和节能减排的重要措施。
智能路灯控制系统作为城市照明系统的核心，其设计和实现对于提高路灯的运行效率、降低能耗、增强城市照明的智能化水平具有重要意义。
本文旨在探讨基于单片机控制的智能路灯控制系统的设计方法和实现策略。
本文将介绍智能路灯控制系统的基本概念和功能需求，阐述其在城市照明中的作用和意义。
将详细分析单片机控制系统的工作原理及其在智能路灯控制中的应用，包括单片机的选型、外围设备的选择、控制算法的设计等关键技术问题。
接着，本文将重点介绍智能路灯控制系统的设计流程，包括硬件设计、软件编程、系统测试等环节，并结合实际案例，展示该系统在实际应用中的效果和优势。
本文将对智能路灯控制系统的发展趋势进行展望，探讨未来可能的技术革新和应用拓展。
通过本文的研究和分析，期望能够为相关领域的工程技术人员和研究人员提供有益的参考和启示，推动智能路灯控制系统的发展，为建设更加智能、节能、环保的城市照明系统贡献力量。
二、智能路灯控制系统总体设计本节将详细介绍基于单片机控制的智能路灯控制系统的总体设计。
该系统设计旨在实现路灯的智能化管理，提高能源利用效率，同时确保道路照明质量。
能效优化：通过精确控制路灯的开关和亮度，减少能源浪费，实现节能减排。
单片机控制单元：作为系统的核心，负责处理传感器数据，控制路灯的开关和亮度。
传感器单元：包括光强传感器和运动传感器，用于检测环境光线强度和行人车辆流动情况。
单片机根据传感器数据，通过预设的控制算法，决定路灯的开关和亮度。
通信协议：采用稳定可靠的通信协议，确保数据传输的实时性和安全性。
三、单片机控制模块设计单片机控制模块是整个智能路灯控制系统的核心部分，负责接收传感器信号、执行控制逻辑、以及驱动路灯的开关。
在本设计中，我们采用了广泛应用的STC89C52单片机作为核心控制器。
基于51单片机的智能灯设计论文
基于51单片机的智能灯设计论文基于51单片机的智能灯设计智能家居系统作为当今科技发展的重要领域之一，已经在人们的生活中起着越来越重要的作用。
其中，智能照明系统是智能家居的基础之一，其设计和应用旨在提高居民居住环境的舒适度和便利性。
本文将介绍基于51单片机的智能灯设计，以实现远程控制、光照感应和定时开关等功能。
通过该设计，用户可以随时随地控制灯光，提高生活品质。
一、设计方案的理论基础基于51单片机的智能灯设计理论基础主要包括单片机技术、电路基础和通信协议等方面。
在本设计中，我们选择了51单片机作为系统的控制核心，其具有良好的稳定性和可编程性。
同时，我们利用电路设计实现了灯光的控制和反馈，以及与外部通信的功能。
通过蓝牙技术和手机终端的配合，用户可以远程控制智能灯的开关和亮度。
二、设计方案的硬件实现基于51单片机的智能灯主要包括硬件电路和软件程序两个部分。
硬件电路部分包括电源管理模块、51单片机控制模块、驱动模块和传感器模块等。
电源管理模块主要负责对整个系统的电源进行管理和稳定输出；51单片机控制模块是系统的核心，负责接收用户指令并控制灯光的开关和亮度；驱动模块用于实现灯光的亮度调节；传感器模块则用于检测周围环境的光照强度。
三、设计方案的软件实现基于51单片机的智能灯的软件实现主要通过C语言进行编程。
编程部分需实现用户手机与智能灯之间的通信交互，以及相应指令的解析和执行。
为了提高用户体验，我们可以利用手机APP实现对灯光的远程控制和定时开关功能。
此外，还可以通过光照传感器实时检测光照强度，并根据设定的阈值自动调整灯光亮度。
四、设计方案的应用场景基于51单片机的智能灯设计方案可以广泛应用于家庭、办公场所和公共空间等多个场景。
在家庭中，用户可以通过手机APP随时随地对灯光进行控制，实现夜间自动开关、按需调光等功能，提高居住舒适度。
在办公场所中，智能灯可以根据员工的作息时间和环境需求进行智能调光，提高工作效率和员工的舒适度。
基于51单片机的模拟路灯控制系统
中文摘要中文摘要本作品是具有自动化程度高、运行可靠、使用维护方便的照明控制系统，为城市路灯现代化提供了一些参考方案。
系统采用STC单片机为核心的最小系统板，设计了模拟路灯控制系统。
控制系统采用定时器设定时钟功能，设定、显示开关灯时间；用了基于555为核心的红外传感器检测物体的定位。
路灯单元控制系统采用恒流源供电，具有输出功率调整功能，并能定时调整功率。
阐述了基于单片机模拟路灯控制系统实现的设计思想、方法及过程。
该模拟控制系统，能有效的节约能源，减少照灯具的损耗。
城市亮化随之被政府所重视，既而大量的资金投入进行建设和改造中去，使得我们的城市夜晚变得灯火辉煌，绚丽多彩，但同时，诸多问题也随之而来：能耗的逐年攀升，产生的某些问题亦逐渐显露出来，如城市路灯的维护量增大，带来人员不足的问题，使得路灯故障时不能得到及时的修复以致造成人民生活的不便；维护费用也随之增加，社会成本过高，电费支出过多，财政承担相对困难，给政府带来了相对大的压力；光污染现象严重……这些问题的产生无疑给当地的路灯管理部门的各方面工作带来很大的压力，因此他们迫切的想解决此问题，故针对这种情况我们设计并制作了这一节能智能型的模拟路灯控制系统，其主要价值在于能更好的节能与监测，在很多方面给人们带来了方便，给维护人员降低了难度。
在白天模式的时候，还能根据环境明暗的变化控制路灯的开启和关闭路灯，在夜晚模式的情况下，根据交通路面情况自动开关灯。
当灯出现故障不亮时，能够检测并且通过声光系统报警，显示器上显示故障灯的编号。
自制的单元控制器中的LED灯恒流驱动电源，在多数情况下，具有系统稳定，功耗低等特点。
以STC89C51RC为核心，利用时钟控制LED灯的开关时间段，通过红外感应模块将物体运动的信号通过555的TTL高低电平输入单片机，并通过三红外线输入的情况判断物体运行方向，再控制LED灯的开关情况。
并完成四方面的功能：时间设定功能，环境明暗判断，独立控制功能，交通条件控制功能。
基于51单片机的智能LED照明控制系统设计毕业设计
基于51单片机的智能LED照明控制系统设计毕业设计智能LED照明控制系统是基于51单片机的一种照明系统，通过智能化的控制方式，能够实现对LED照明的精确控制和管理。
本文将从系统设计的需求、硬件设计和软件设计三个方面对基于51单片机的智能LED照明控制系统进行详细的介绍。
首先，通过需求分析，我们确定了智能LED照明控制系统的功能。
该系统需要能够根据光照条件自动调整LED的亮度，在不同的时间段实现定时开关机，同时具备手动控制功能。
此外，还要提供远程控制功能，通过手机或者电脑进行远程监控和控制。
接下来是硬件设计部分。
我们首先确定了基于51单片机的核心控制模块，并根据系统需求设计了相应的电路板。
核心控制模块主要负责控制LED的亮度，采用PWM控制方式，能够实现精确的亮度调节。
同时，该模块还需要实现定时开关机功能，通过计时器定时开启或关闭LED。
另外，为了实现远程控制功能，我们还设计了无线通信模块，利用无线网络实现用户对照明系统的远程监控和控制。
软件设计是整个系统中非常关键的一部分。
首先，我们需要编写程序来控制核心控制模块，实现LED灯的亮度调节和定时开关机功能。
其次，需要开发相应的用户界面和远程控制程序，为用户提供友好的控制界面，同时实现用户对照明系统的远程监控和控制。
在软件设计过程中，我们需要充分利用51单片机的功能和特性，通过编写高效的程序实现系统的各项功能。
最后，为了保证系统的安全性和可靠性，我们还需要对系统进行测试和调试。
通过模拟不同的使用场景和异常情况，进行全面的测试，确保系统能够正常工作。
同时，还需要进行性能优化和故障排除，保证系统在长时间运行中不会出现问题。
综上所述，基于51单片机的智能LED照明控制系统设计是一个复杂的工程，需要从系统需求、硬件设计和软件设计等多个方面进行全面考虑。
通过合理的设计和严谨的测试，能够设计出高性能、高可靠性的智能LED照明控制系统，为用户提供更好的照明体验。
基于51单片机的声控和光控路灯的设计讲解
毕业论文声控和光控路灯的设计系别专业年级学号姓名指导教师摘要随着科技的飞速发展，自动化已经运用在了生活中的方方面面，而路灯就是一个很好的例子。
如何能够利用51单片机作为中央处理器实现路灯的节能是本设计的主要内容。
通过书本知识学习、指导老师的辅导以及资料文献的查阅，确定51单片机为主要芯片，然后因为要实现声光控功能，那就必须使用到光敏电阻和驻极体话筒电阻来实现光和声音转换为电信号，利用单片机最小系统模块、声控模块、光控模块等几大模块为主的硬件来实现本次设计。
本设计分别通过利用声控和光控模块的驻极体话筒和光敏电阻将声音信号和光信号通过转换为51单片机能够识别的电信号来实现声光控功能。
通过运用所学知识和必要绘图仿真编程软件绘制出系统原理图、整体电路图、程序流程图，完成系统电路设计、光敏传感器模电变换设计、声控整流滤波放大并进行程序编写、仿真、硬件调试等，终于设计实现了利用51单片机使白天由光控电路起作用控制灯不亮，晚上由声控电路起作用控制开关闭合灯亮，并且延时一段时间熄灭。
从而达到节能环保的目的，最终达到本次论文的要求。
关键词：51单片机光控电路声控电路光敏电阻驻极体话筒Design Of Acoustic And Electric LampABSTRACTWith the rapid development of science and technology, automation has been used in every aspect of life, but the street is a good example of. How to realize the energy saving lamp as the central processor is the main content of this design using 51 single-chip microcomputer. Through the book knowledge learning, teacher's guidance and literature data access, to determine the 51 microcontroller as the main chip, then because of the need to achieve sound and light control function, it must use the photosensitive resistance and the electret microphone resistance to realize the conversion of light and sound into electrical signals, use the MCU minimum system module, voice module, optical module several modules of hardware to implement the design. The design of sound and light control module respectively through the electret microphone and photosensitive resistance will sound signals and optical signals are converted to electrical signals by 51 single chip computer can recognize to achieve sound and light control function. Through the use of drawing the system principle diagram, the whole circuit diagram, program flow chart of the knowledge and the necessary graphics simulation software, complete the system circuit design, mold design, the photosensitive sensor electric transform voice rectifier filter amplifier and programming, simulation,hardware debugging, finally designed and implemented by using 51 single chip computer that day by the light control circuit function control light does not shine, the night by the sound control circuit function control switch lights, and a delay time out. So as to achieve the purpose of energy saving and environmental protection, ultimately achieve the requirements.Keywords: 51 Singlechip Light-operated circuit Sound-control circuit photoresistor Electret microphone目录第一章绪论1.1论文选题的目的和意义 (1)1.2国内外关于该论题的研究现状和发展趋势 (1)第二章论文设计概述2.1 论文主要要求 (3)2.2论文设计思路及说明 (3)2.3论文设计方案 (3)2.4方案选择 (4)第三章系统硬件设计3.1 AT89C52 (5)3.2单片机的原理 (5)3.3驻极体话筒 (7)3.4光敏电阻 (8)3.5 双电压比较集成器LM393 (9)3.6系统主要模块介绍： (11)3.6.1 光控电路模块 (11)3.6.2 声控电路模块 (12)3.6.3 串口通信模块 (12)3.6.4 电源电路模块 (12)3.6.5 复位电路模块 (12)3.6.6 时钟电路模块 (12)第四章系统电路设计4.1系统工作原理方框图 (16)4.2 51单片机系统及功能实现 (17)4.3整个系统的电路原理图 (17)4.4主要部分功能介绍 (17)4.4.1 光控电路 (18)4.4.2 声控部分 (19)第五章系统程序设计5.1程序设计流程图 (20)5.2单片机控制程序 (21)5.3 系统电路设计 (19)第六章调试仿真6.1系统两大模块说明 (22)6.1.1声控部分 (22)6.1.2 光控部分 (22)6.2系统仿真 (22)6.3结论 (22)参考文献 (28)附录 (29)后记 (31)第一章绪论1.1论文选题的目的和意义在学校,机关,厂矿企业等单位的公共场所以及居民区的公共楼道,长明灯现象十分普遍,这造成了能源的极大浪费。
基于单片机的智能路灯控制系统的设计
基于单片机的智能路灯控制系统的设计摘要：随着社会进步，需求和单片机应用领域的不断扩展，各类智能产品、控制系统都是以单片机技术为核心来进行开发设计。
本系统采用MSC-51系列单片机AT89C51和相关的光电检测设备设计路灯控制器，关键词：路灯；单片机技术；控制如今，路灯已经是城市道路景观的一个重要部分，已经成为城市照明系统中不可缺少和不可分割的一部分，成为了市民出行和城市美化、亮化的一个基本要求。
随着社会文明的不断发展，城市照明已不仅局限于街道的照明，而且发展成了了城市景观等装饰性照明的综合市政工程。
社会对亮灯率、开关灯的准确率、故障检测的实时性和维修的及时性要求不断提高。
随着社会经济的不断发展，能源短缺已经日益制约着经济发展的严重障碍，其中电力短缺已成为制约国民经济的突出矛盾。
我国目前的市场上有多种路灯节能控制产品，能达到一定的节能效果，但就功能和效果上还不能尽如人意，主要有以下几种情况：第一种，采用自耦变压器及磁饱和电抗器的降压技术。
其不足是由于反应速度较慢，用电高峰时电压降到非稳定区容易造成灯光闪灭，不能自动调节，同时如果电压突然升高，则会对灯具造成损坏，相对来说稳压效果较差；第二种是采用电子器件构成的可控硅式设备。
该设备主要采取简单的相控技术，不足之处是元器件较容易发热损坏。
而为了更好的达到控制的目的，现在国内外都开始采用智能控制方式，如光控、声控、时控等，国外甚至开始采用太阳能供能光控方式来控制路灯，基本可以达到完全自给自足的效果。
而本文中研究的就是光控路灯的控制器设计。
1.设计题目智能路灯亮灭控制系统设计2.设计内容设计一套路灯亮灭控制系统,以MCS-51系列单片机为核心完成测控任务,当日照亮度超过阈值,控制灯灭;反之,则控制灯亮。
并且要求阈值可调。
3.方案总体设计和论证本次课程设计课题是《智能路灯亮灭控制系统设计》。
此课题要求以路灯控制器为对象，完成硬件系统和软件程序的设计，实现以光线强弱方式来控制路灯的亮灭功能，属于软硬件相结合的题目。
基于51单片机的声控和光控路灯的设计
基于51单片机的声控和光控路灯的设计声控和光控是现代智能化路灯系统中的两种常见控制方式。
基于51单片机的声控和光控路灯设计，可以实现根据环境音量和光照强度的变化对路灯的开关进行智能控制。
设计要点：1.声音控制模块的设计：使用麦克风传感器以及电平转换电路将声音信号转换为合适的模拟电压信号，并通过模数转换电路将模拟信号转换为数字信号，输入到51单片机的AD口。
2.光强控制模块的设计：使用光敏电阻作为光感传感器，通过调整电阻的阻值来改变模拟电压信号的大小，再通过模数转换电路将模拟信号转换为数字信号，输入到51单片机的AD口。
3.路灯控制模块的设计：通过51单片机的IO口控制继电器的开关，实现对路灯的开关控制。
4.算法设计：根据声音和光照信号的变化，设计相应的算法来判断是否需要开启或关闭路灯。
设计步骤：1.搭建硬件平台：选取合适的传感器、模块和外围电路，连接到51单片机的相应引脚。
2.开发软件程序：使用汇编或C语言开发相应的程序，包括输入输出控制、AD转换、定时和中断处理等。
3.声音控制算法设计：根据声音信号的变化，设计合适的算法来判断是否需要开启或关闭路灯。
4.光强控制算法设计：根据光照信号的变化，设计合适的算法来判断是否需要开启或关闭路灯。
5.路灯控制算法设计：根据声音和光照信号的变化，结合设定的阈值，设计相应的控制算法来判断是否需要开启或关闭路灯。
6.调试和测试：将程序烧录到51单片机中，进行硬件和软件的调试和测试，确保系统能够正常运行。
设计注意事项：1.选择合适的传感器和电路，保证信号的准确性和稳定性。
2.设计合适的判断算法，避免误操作或过于灵敏。
3.根据实际需求，设定合适的阈值，确保路灯的控制精确度。
4.考虑到系统的可靠性和稳定性，需要对硬件和软件进行充分的测试和调试。
总结：基于51单片机的声控和光控路灯设计，可以实现根据环境音量和光照强度的变化对路灯的开关进行智能控制。
设计的关键点包括声音控制模块和光强控制模块的设计、路灯控制模块的设计以及相应的算法设计。
基于51单片机太阳能路灯的控制系统
本设计基于C8051F330的PWM 限流控制器结合蓄电池充放电特性和电池伏安特性，专为LED路灯设计的充放电路。
白天太阳能电池板给蓄电池充电作为供电能源，灯不亮；在晚上，蓄电池对LED路灯放电，达到照明目的。
1 太阳能路灯控制系统硬件设计1.1 硬件组成路灯控制电路系统如图1- 1 所示。
图1-1 路灯控制电路系统1.2 控制器1.2.1 充放电电路选用C8051F330 单片机作主控制芯片，检测太阳电池电压、蓄电池电压及充放电流等参数，并按一定算法控制MOS管的导通和关断，达到控制路灯系统充放电的功能。
图1- 2 为控制器充放电电路图，电池板电压经R1 和R2 分压送至A/D转换口检测，以判别光线强弱。
光照充足时，电池板给蓄电池充电。
控制器实时检测蓄电池端电压，同时按设定转换点的蓄电池端电压值，控制充电各阶段的电压转换和停充。
图1-2 充放电电路1.2.2 MOSFET开关电路设计中用MOSFET 实现电路通断。
MOSFET 开关频率高适合作为PWM 控制充电开关。
采用N 沟道MOSFET ，导通电压Vth>0，由图1- 3 实现MOSFET 驱动。
R1 为基极限流电阻，C 为加速电容。
当输入信号上升、下降时，R1 电阻瞬间被旁路并提供基极电流，在晶体管由导通状态变化到截止状态时能够迅速从基区取出电子（因为R1 被旁路），消除开关的时间滞后，提高开关速度。
图1-3 MOSFET 驱动电路图1.3 电流采样电路通过康铜丝电阻采样的电压经LM358 放大输入单片机，进行数据的处理。
如下图1- 4 所示。
图1-4 电流的采样电路回路电流在康铜丝电阻上产生的压降输入到放大器的反向输入端。
其中 10-R R -U U R U R U -0V0U -U 1203231021====1.4 电源电路如图1- 5 所示，蓄电池电压经过R1 限流后输入到稳压器7812再通过IN4733 进行分压后，经稳压器AS117，将输出电压调至3.3V以供单片机工作。
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摘要摘要现在，随着微电子技术和集成电路技术的快速发展，单片机技术无处不在。
单片机作为计算机科学与技术的重要组成部分，作为嵌入式系统的先头兵，片上系统的先行者，已经被广泛应用到了各行各业，尤其是与控制相关的领域，极大的提高了产品的智能化程度和技术水平，已经成为了当今社会十分重要的技术领域。
随着社会需求和单片机应用领域的不断扩展，各类智能产品、控制系统都是以单片机技术为核心来进行开发设计的。
本系统采用MSC—51系列单片机89C51和相关的光电检测设备及设计智能路灯控制器，实现了能根据实际光线条件通过8051芯片的P1口控制路灯开关功能。
随着社会文明的不断发展，城市照明已不仅局限于街道照明，而且发展成了城市景观等装饰性照明的综合市政工程。
关键词：路灯单片机技术设计ABSTRACTABSTRACTNowadays, with the rapid development of micro-electronic technology and integrated circuit technology, Single Chip Micro-computer (MCU) technology is being used everywhere. MCU has been used in all kinds of industries, especially in the areas concerning the controlling as the important ingredient in the computer science and technology, the front-runner in the embedded system. It has improved products’Intellectualized and technical standards and been a quite important technical area in our recent social needs and the applied areas of MCU expanding, types of mental produce and control systems are designed with MCU as the central technology.The system uses MSC MSU-51 and Relevant photo electric equipment to design intelligentized controller of streets lights and realize the function of controlling the switches according to the actual conditions of light through P1 port of 8051 chip. As the ever-accelerated development of social civilization, City light is not only confined to the street lighting but also developed into the urban landscape and decorativeKeywords: lamp MCU-technology design目录i目录第一章绪论 (1)1.1 引言 (1)1.2 单片机概述 (1)第二章芯片介绍 (3)2.1 89C51芯片简介 (3)2.1.1 89C51单片机内部结构 (3)2.1.2 中断系统 (5)2.1.3 时钟电路 (5)2.1.4 89C51的引脚说明 (6)2.1.5 单片机的系统资源 (8)2.1.6 运算器 (9)2.1.7 控制器 (9)2.1.8 89C51单片机的存储器系统 (10)2.2 232串口芯片介绍 (11)2.3 光敏电阻 (14)2.3.1 光敏电阻介绍 (14)2.3.2 基本特性及其主要参数 (16)2.4 继电器 (20)2.4.1 继电器的作用 (20)2.4.2 继电器的电符号和触点形式 (20)2.4.3 继电器（relay）的工作原理和特性 (21)2.4.4 继电器主要产品技术参数 (22)2.4.5 继电器测试 (22)第三章系统设计方案论证 (25)3.1 传感电路部分 (25)3.2 执行电路部分 (25)ii目录第四章系统硬件设计及原理图的绘制 (27)4.1 Altium Designer电路设计软件简介 (27)4.2 光电检测电路 (29)4.3 单片机控制电路 (29)4. 4 继电器执行电路 (29)4. 5 串口通信电路 (29)4.5.1 串口通信电路原理图 (30)4.5.2 串口通信电路在系统中的优势 (30)第五章系统总电路原理图 (31)第六章调试及最后完成 (33)6.1 硬件电路的安装调试 (33)6.2 软件调试 (33)6.3 程序流程图 (34)6.4 程序部分 (34)第七章心得体会 (37)致谢 (39)参考文献 (41)第一章绪论 1第一章绪论1.1 引言随着我国加入世界贸易组织（WTO），为了创造一个良好的投资环境，塑造一个美丽的国际化城市，更好的与国际接轨，全国各大城市的市政建设步伐都逐步加快，公路系统蓬勃发展，因此装扮美丽城市夜景的路灯照明工程得以迅猛发展。
由于单片机具有集成度高，处理能力强，可靠性高，系统结构简单，价格低廉等优点，因此在路灯照明工程中被广泛应用。
近年来随着计算机在社会领域的渗透，单片机的应用正在不断走向深入。
单片机技术中的计时系统是单片机的一个典型的应用。
夜晚城市里花灯初上，人们消除了白天的繁忙，漫步穿行于城市的街道上，路灯已经成为一个城市的照明系统不可分割更是无可替代的一部分，在城市照明中发挥着举足轻重的作用，靠的就是路灯自动控制系统，路灯控制方式很多。
本系统采用MSC-51系列单片机89C51和相关的光电检测设备及继电设备来设计智能光控路灯控制器，实现了能根据实际光线条件通过8051芯片的P1口控制路灯开关的功能。
随着社会文明的不断发展，城市照明已不仅局限于街道的照明，而且发展成了城市景观等装饰性照明综合市政工程。
社会对亮灯率,开关灯的准确率，故障检测的实时性和维护的及时性要求不断提高，利用51系列单片机可编程控制八位逻辑I/O端口实现路灯的智能化，达到节能，自动控制的目的。
避免了传统电路对能源的浪费，路灯的自动控制更方便了工作人员的管理。
本系统实用性强，操作简单，扩展功能强。
1.2 单片机概述单片机微型计算机是微型计算机的一个重要分支，也是颇具生命力的机种，单片机微型计算机简称单片机，特别适用于控制领域，故又称为微控制器。
通常，单片机由单块集成电路芯片构成，内部包含有计算机的基本功能部件：中央处理器、存储器和I/O接口电路等。
因此，单片机只需要和适当的软件及外2基于51单片机智能路灯控制器设计与实现部设备相结合，便可成为一个单片机控制系统。
单片机经过1、2、3代的发展，目前单片机正朝着高性能和多品种方向发展，他们的CPU功能在增强，内部资源在增多，引脚的多功能化，以及低电压低功耗。
第二章芯片介绍 3第二章芯片介绍2.1 89C51芯片简介2.1.1 89C51单片机内部结构所谓单片机(Single Chip Microcomputer或 MCU)是指在一块芯片中，集成有中央处理器(CPU)、存储器(RAM和ROM)、基本I/O端口以及定时器/计数器等部件并具有独立指令系统的智能器件，即在一块芯片上实现一台微型计算机的基本功能。
不同的单片机有着不同的硬件结构和指令系统，即它们的技术特征不尽相同，硬件特征取决于单片机芯片的内部结构，设计人员必须了解其性能是否满足需要的功能和应用系统所要求的特性指标。
这里的技术特征包括功能特性、控制特性和电气特性等，这些信息可以从生产厂商的技术手册中得到。
指令特性即我们熟悉的单片机的寻址方式，数据处理和逻辑处理方法，输入输出特性等。
开发环境包括指令的兼容性及可移植性，软、硬件资源等。
单片机及应用系统有以下特点：（1）单片机具有独立的指令系统，可以将我们的设计思想充分体现出来，使产品智能化；（2）系统配置以满足控制对象的要求为出发点，使得系统具有较高的性能价格比；（3）应用系统通常将程序驻留在片内（外）ROM中，抗干扰能力强，可靠性高，使用方便；（4）单片机本身不具有自我开发能力，一般需借助专用的开发工具进行系统开发和调试，但最终形成的产品简单实用，成本低，效益高；（5）应用系统所用存储器芯片可选用EPROM、E2PROM、OTP芯片或利用掩膜形式生产，便于批量开发和应用。
大多单片机如51系列，开发芯片和扩展应用芯片相互配套，降低了系统成本；4基于51单片机智能路灯控制器设计与实现（6）系统小巧玲珑，控制功能强、体积小，便于嵌入被控设备之内，大大推动了产品的智能化。
89C51单片机包含中央处理器、数据存储器（RAM）、程序存储器（ROM）、定时/计数器、并行接口、串行接口和中断系统的几大单元及数据总线、地址总线和控制总线等三大总线，现在加以说明：·中央处理器（CPU）：中央处理器(CPU)是整个单片机的核心部分，是八位数据的处理器，能处理八位二进制数据或者代码，CPU负责控制，指挥和调度整个单元系统协调的工作，完成运算和控制输入输出功能等操作。
·数据存储器（RAM）：89C51内部有128个8位用户数据存储单元和128个专用寄存器单元，他们是统一编址的，专用寄存器只能用于存放控制指令数据，用户只能访问，而不能用于存放用户数据。
所以，用户使用的RAM只有128个，可存放读写的数据，运算的中间结果或用户的定义的字形表。
·程序存储器（ROM）：程序存储器是用来存放已调试完成的程序和常数表格的。
为了提高系统的可靠性，应用程序通常固化在片内ROM中。
CPU设置了一个专用寄存器——程序计数器PC，用以存放将要执行的指令地址。
PC的长度为16位，故程序存储器的寻址范围为64KB（0000H～FFFFH），也就是说，51系列单片机具有64KB的程序存储器空间。
·定时/计数器（ROM）：89C51单片机有两个16位定时器/计数器，通过对机器周期计数达到定时的目的，通过对外部事件计数达到计数之目的。
·并行输入输出（I/O）口：89C51共有四组8位I/O口（P0、P1、P2或P3），用于对外部数据的传输。
数据在整个传输过程中，并排前进，有多少个数据线就能同时传送多少位数据。