基于单片机的航标灯控制报告
单片机设计航标灯控制
单片机设计航标灯控制航标灯是用来指示水域中航行安全的导航灯。
在船舶和飞机中被广泛使用。
航标灯的控制系统需要能够实现独立控制每个灯的亮灭，同时还要能够根据不同时间段和天气条件进行灯光的调节。
在本文中，我们将设计一个基于单片机的航标灯控制系统。
首先，我们需要确定系统的硬件组成。
航标灯控制系统主要包括单片机、灯光模块、光敏电阻、电源等组件。
单片机是系统的核心控制器，用于接收输入信号并控制灯光模块的亮灭。
在设计航标灯控制系统时，我们需要考虑以下几个方面：1.输入信号处理：航标灯控制系统可以通过光敏电阻接收外界光照强度信号作为输入，根据不同的光照强度控制灯光的亮度。
通过模数转换技术将光敏电阻的电压信号转换为数字信号，并传输给单片机进行处理。
2.灯光控制：我们需要通过单片机控制灯光模块实现灯光的亮灭。
灯光模块可以使用LED灯或者其他类型的灯具。
通过控制灯光模块的通电和断电，我们可以实现灯光的闪烁和变化。
3.时间段和天气条件控制：航标灯的亮灭需要根据不同的时间段和天气条件进行调节。
例如，在白天和晚上，航标灯的亮度要求不同；在雾天或者风雨天气条件下，航标灯的亮度和闪烁频率也需要进行相应的调整。
这些需求可以通过设置系统的时间和天气条件参数，在程序中进行控制。
4.电源管理：为了保证航标灯的正常运行，我们还需要设计一个电源管理模块。
电源管理模块可以根据输入电压来控制电源的开关，并通过电压检测电路来保持电源的稳定输出。
在程序设计方面，我们需要实现以下功能：1.光敏电阻读取：通过单片机的模拟输入引脚，读取光敏电阻的电压信号，并进行模数转换。
2.时间和天气条件判断：通过单片机的定时器和外部输入引脚，判断当前的时间和天气条件，并进行相应的控制逻辑。
3.灯光控制：通过单片机的数字输出引脚，控制灯光模块的通电和断电，实现灯光的亮灭。
4.输入信号处理：根据光敏电阻的电压信号，控制灯光的亮度。
可以使用PWM技术实现灯光的调光。
5.电源管理：通过单片机的数字输出引脚，控制电源的开关，并通过电压检测电路实现电源的稳定输出。
M68HC08单片机实时多任务操作系统及其在航标灯控制中的应用
新型遥控遥测航标灯1．项目背景：水路航运系统是运输系统中很重要的一部分，而航道的正确标识是船舶航运安全的重要保障。
在我们长达数千公里的河道和海岸沿线，每隔一定距离就必须有一个航标灯，用来指示航道的安全水位区域。
以前的航标灯是独立分布的，从被放置后，就独自运行。
为了检查航标灯是否运转正常，必须定期的派人去现场巡查。
由于距离遥远，需要检查的地点很多，所以经常要派一些船只和人员不断的巡视。
因为事先不知道航标灯的情况，对航标灯的巡视维护缺乏目的性，有时一个航标灯的维护和更换器件需要一个来回。
这样不但准确性不好，而且船只和人员的开销费用都很大。
为了能及时地了解各航标灯的工作状态和工作正常与否，以便有针对性地对出现故障的航标灯进行维护，我们需要一个新的航标灯，这个航标灯能用无线通信方式（GSM或VHF）远程向中心站报告自己的状态，根据这些状态信息，中心站可以做出是否需要派人进行维护及如何维护的决定。
航标灯应该有一定的自检功能，在出现故障的情况下能及时向中心站发出报警信息，并且能重新启动以便从故障环节中跳出来，能最大限度的保证航标灯的正常工作。
为了在某些情况下能改变灯的灯质（灯的闪亮规律)和其他运行参数，以及对中心站的其他控制做出响应，航标灯应能够执行中心站发来的控制命令。
由于海外的环境恶劣，有时航标灯会脱离固定的位置，航标灯应该有定位装置（GPS），能够检测到漂移的出现，并及时向中心站报警。
中心站知道了航标灯的位置，就不必大范围的搜索而是能根据位置信息直接找到漂移的航标灯。
另外，由于航标灯的能量供给是独立的和有限的，为了延长其持续的工作时间，采用了白天太阳能电池充电和蓄电池蓄电相结合，晚上用蓄电池供电的方式。
所以尽量降低功耗对增加航标灯的使用期限十分重要。
2．项目所实现的功能：基于以上的考虑，本项目就是实现以上设想，设计一个能够进行远程遥控遥测的新型航标灯。
航标灯可采集的参数：1)电流模拟输入量：●太阳能电池充电电流●电池供电电流●航标灯工作电流2)电压模拟输入量：●太阳能电池充电电压●蓄电池电压●航标灯工作电压3)光传感器输入：●日光值，并以此判别白天和晚上航标灯可以执行的遥控命令：1.航标灯参数召测。
单片机LED灯控制器报告
单片机LED灯控制器报告一、引言LED（Light Emitting Diode）是一种使用半导体材料发光的固态光源。
相较于传统的白炽灯和荧光灯，LED灯具具有功耗低、寿命长、发光效率高等优点，在室内和室外照明中得到了广泛应用。
为了更好地控制LED灯具，提高其照明效果和节能效益，研究和设计了单片机LED灯控制器。
二、设计原理1.软件设计通过单片机的编程控制，可以实现对LED灯的各种控制。
首先，需要确定控制的方式，包括亮灭控制、调光控制和颜色控制等。
根据不同的控制方式，编写相应的程序来实现。
2.硬件设计LED灯控制器的硬件设计主要包括电源电路、单片机电路和LED驱动电路。
（1）电源电路电源电路是提供工作电压和电流的重要组成部分。
一般采用稳压电源，以确保正常工作时的稳定电压和电流。
（2）单片机电路单片机电路主要由单片机、晶振、运放、电容和电阻等组成。
其中，晶振用于提供单片机的时钟信号，运放用于对输入信号进行放大和滤波。
（3）LED驱动电路LED驱动电路是将单片机输出的信号转化为适合LED灯工作的电压和电流的关键部分。
常用的驱动电路有恒流驱动电路和恒压驱动电路。
三、实验步骤1.搭建硬件电路按照设计原理中的硬件电路图，搭建LED灯控制器的电路，包括电源电路、单片机电路和LED驱动电路。
2.编写程序根据实际需要，编写单片机的程序。
根据控制方式的不同，可以编写相应的亮灭控制、调光控制和颜色控制程序。
3.烧录程序将编写好的程序通过编程器烧录到单片机中。
4.进行实验将LED灯连接到LED驱动电路中，然后接通电源，通过操作控制单片机来控制LED灯的亮度、颜色和闪烁频率等。
四、实验结果和分析经过实验，成功地搭建了单片机LED灯控制器，并通过编程实现了对LED灯的亮灭控制、调光控制和颜色控制。
通过改变单片机程序中的参数，可以调节LED灯的亮度和闪烁频率，实现不同的照明效果。
同时，还能通过控制RGB三基色来实现各种颜色的控制。
航标灯实验20091050146院睿智
实验报告课程名称：PIC单片机实验任课教师：周燕实验名称：航标灯年级、专业：09级电子信息科学与技术学号：20091050146姓名：院睿智日期：2012 年 5 月11 日云南大学信息学院一、实验目的1.熟悉TMR1模块的内部结构和工作过程，了解其中每一位相关设置项的功能含义。
2.了解电路原理图，掌握航标灯控制线的连接方法；3.练习先编写流程图，再编写程序代码的能力，练习程序代码片段的功能测试；4.进一步熟练掌握集成开发环境的使用方法；二、实验内容利用外接的低频晶体振荡器T1作为TMR1时钟源,完成高精度的定时任务，实现航标灯每间隔半秒，定时闪烁。
三、实验步骤和过程记录步骤：1.在PIC板子上将跳线器用跳线器将JP_RD的第0位与LED0短接2.在MPLAB上新建工程和文件，编写程序，并调试3.运行观察结果，并将程序烧到板子里脱机运行4.运行程序，查看LED 的的情况。
问题：此次程序中出现的主要是问题是体的转换，因为用到的几个特殊寄存器要在体1和体0之间转换好几次，刚开始还只是转了一次体，所以导致错误，更改后程序正常运行四、主要算法与程序#include p16f877a.incw_temp EQU 20Hstatus_temp EQU 21Hpch_temp EQU 22HCOUNT EQU 23HCOUNT1 EQU 24HCOUNT2 EQU 25HPORTD_TEMP EQU 26HCOUNT3 EQU 27HORG 00HNOPGOTO MAINORG 0004H ;中断入口地址MOVWF w_tempMOVF STATUS,wCLRF STATUSMOVWF status_tempMOVF PCLATH,WMOVWF pch_tempGOTO INTTMR1MAINORG 20HBCF STATUS,RP1BSF STATUS,RP0 ;转到体1CLRF TRISD ;设置PORTD口为输出BCF STATUS,RP0 ;转到体0MOVLW 0EHMOVWF T1CON ;TMR1配置为对外计数模式，使用T1自带振荡器，不使用预分频和同步电路BSF STATUS,RP0 ;转到体1BSF PIE1,TMR1IE ;允许TMR1中断BSF INTCON,GIE ;开启全局中断BSF INTCON,PEIE ;开启外设中断BCF STATUS,RP0 ;转到体0BCF PIR1,TMR1IFMOVLW 00HADDWF TMR1L,fMOVLW 0C0HADDWF TMR1H,f ;设定TMR1定时半秒初值为0xC0h，低位可用默认值00，只需送入高位TMR1HCLRF PORTDBSF T1CON,TMR1ONGOTO $INTTMR1BTFSS PIR1,TMR1IFGOTO RECOVERBCF PIR1,TMR1IFMOVLW 0C0HADDWF TMR1H,fBTFSC PORTD,0GOTO CRL_PORTD0GOTO SET_PORTD0CRL_PORTD0BCF PORTD,0GOTO RECOVERSET_PORTD0BSF PORTD,0GOTO RECOVERRECOVERCLRF STATUSMOVF pch_temp,wMOVWF PCLATHMOVF status_temp,wMOVWF STATUSSWAPF w_temp,fSWAPF w_temp,wRETFIE;******************************************************************** *************************************END五、实验结果与分析本次实验用TMR1的计数空能，可以对LED0进行0。
基于单片机控制“航标灯”的控制系统设计与调试毕业论文
常州机电职业技术学院毕业设计（论文）题目：单片机控制“航标灯”的控制系统的设计与调试摘要单片微型计算机简称单片机。
它是把组成微型计算机的各功能部件：中央处理器、CPU、随机存取存储器RAM、只读存储器ROM、I/O接口电路、定时器/计数器以及串行通信接口等制作在一块集成芯片中，构成一个完整的微型计算机。
单片机主要应用于控制领域，由于其具有可靠性高、体积小、价格低、易于产品化等特点，因而在智能仪器仪表、实时工业控制、智能终端、通信设备、导航系统、家用电器等自控领域获得广泛应用[1]。
步进电机是一种能将电脉冲信号转换成角位移或线位移的机电元件,实质上是一种数字/角度转换器步进电机控制系统主要由步进控制器,功率放大器及步进电机等组成.步进控制器由缓冲寄存器,环形分配器,控制逻辑及正,反转控制门等组成,能把输入的脉冲转换成环形脉冲,以便控制步进电机,并能进行正反向控制.但由于步进控制器线路复杂.成本高.采用单片机控制,用软件代替上述步进控制器,使得线路简单,成本低,可靠性大大增加,灵活改变步进电机的控制方案,无需逻辑电路组成时序发生器.软件编程可灵活产生不同类型步进电机励磁序列来控制各种步进电机的运行方式并可实现一台单片机控制多台电机.提供灵活多样的控制手段和提高控制精度对复杂繁琐的控制易于实现,尤其在本系统中更显示出微机控制的优越性。
本设计采用凌阳16 位单片机SPCE061A对步进电机进行控制，通过IO口输出的具有时序的方波作为步进电机的控制信号，信号经过芯片L298N驱动步进电机；同时，用4X4的键盘来对电机的状态进行控制，并用数码管显示电机的转速，采用74LS164作为4位单个数码管的显示驱动，从单片机输入信号；利用凌阳单片机的语音功能播报电机的转速。
关键词：单片机步进电机ABSTRACT[2]The single slice of microcomputers is abbreviated as the one-chip computer. It is every function part which makes up the microcomputer: Central processing unit, CPU, arbitrary access memory RAM , read-only memory ROM,, I/O interface circuit , timer / counter and serial communicationinterface ,etc. make in the integrated chip together, form an intact microcomputer. One-chip computer apply controlled field to mainly, because it have dependability high , small , price low , easy commercialization ,etc. characteristic, therefore won extensive application in fields of automatic control such as intellectual instrument and apparatus , real-time industrial control , intelligent terminal , communication equipment , navigation system , household appliances ,etc.It is that one kind can change the electric pulse signal into a electromechanical component of angle displacement or line displacement to walk into the electrical machinery, it is a kind of figure / angle converter that is walked into the control system of the electrical machinery to mainly walk into the controller in fact, power amplifier and walking into the electrical machinery ,etc. make up . Walked into the controller to buffer the register , the annular distributor, control logic and, overturn , control door ,etc. make up , can change the pulse input into into an annular pulse , in order to control , walk into electrical machinery , can carry on positive and negative to control. But because walk into the controller circuit complicatedly. With high costs. Adopt one-chip computer control , replace with software described above to walk into the controller , make the circuit simple, with low costs, dependability increases greatly, change the control scheme of walking into the electrical machinery flexibly , do not need logical circuit to make up the time sequence generator . Software programming very flexible to produce , walk into electrical machinery excitation array come , control various operation way to walk into electrical machinery and can realize one machine control many sets of electrical machinery while being different kinds of. It is easy to realize to offer the flexible control means and improving the precision of controlling to complicated and tedious control, demonstrate the superiority that the computer controls especially in this system even more.Design , adopt , insult male genital 16 one-chip computer SPCE061A to walk into electrical machinery control originally, square wave with time sequence as the control signal of walking into the electrical machinery through what IO mouth is outputted, the signal drives and walks into the electrical machinery through the chip L298N; Meanwhile , come state in electrical machinery go on , control with keyboard of 4X4 , in charge of rotational speed to reveal electrical machinery with number, adopt 74LS164 urge as 4 single number display that in charge of , from the input signal of the one-chip computer; Utilize the pronunciation function of insulting the open one-chip computer to report the rotational speed of the electrical machinery. Keyword: One-chip computer Walk into the electrical machinery绪论近十几年来，单片机在生产过程控制、自动检测、数据采集与处理、科技计算、商业管理和办公室自动化等方面获得了广泛的应用。
单片机指示灯循环控制实验报告
嘉应学院物理与光信息科技学院单片机原理及应用实验学生实验报告实验项目：指示灯循环控制实验地点：工A310班级：姓名：座号：指导老师：实验时间：年月日一、实验目的掌握uVision3编译软件，掌握C51编程与调试方法。
二、实验原理实验原理图如图所示：图中中8只LED指示灯接于P0口，且都接有上拉电阻。
时钟电路、复位电路、片选电路与前面的实验电路相同。
在编程软件的配合下，要求实现如下功能：8只发光二极管做循环点亮控制，且亮灯顺序为D1,D2,D3,---D8,D7,---D1 ,编程原理为：首先使P0.0 1，其余端口0，这样可使D1灯亮，其余灯灭；软件延迟0.5s后，使P0口整体左移1位，得到P0.1 1，其余端口0，这样可使D2灯亮其余灯灭：照此思路P0整体左移7次，再右移7次，如此无限往复即可实现上述功能。
三、实验内容：（1）熟悉μVision3编程软件，了解软件结构与功能；（2）完成实验3的C51语言编程；（3）掌握在μVision3中进行C51程序开发方法。
四、实验步骤1、提前阅读与实验3相关的阅读材料；2、参考书本实验3，在ISIS中完成电路原理图的绘制：（1）.启动ISIS模块从Windows的“开始”菜单中启动Proteus ISIS模块，可进入仿真件的主界面，如图所示可以看出，ISIS的编辑界面是标准的Windows软件风格，由标准工具栏、主菜单栏、绘图工具栏、仿真控制工具栏、对象选择窗口、原理图编辑窗口和预览窗口等组成。
（2）.元件和电源的选取、摆放及属性编辑，总线与标签的画法等内容元件的选取：单击左侧绘图工具栏中的“元件模式”按観和对象选择按観“P”，弹出“PickD evices”元件选择窗口，如图：单击对象选择列表中的元件名称，预览窗口中出现的图形单击编辑窗口，元件以红色轮廓图形出现(选中状态)，拖动鼠标使元件轮廓移动到所需位置，再次单击可固定摆放位置，同时也撤销选中状态(变为黑色线条图形)。
（完整版）基于51单片机航标灯控制器的设计与实现毕业设计
（完整版）基于51单⽚机航标灯控制器的设计与实现毕业设计本科毕业设计论⽂题⽬基于51单⽚机航标灯控制器的设计与实现毕业设计（论⽂）原创性声明和使⽤授权说明原创性声明本⼈郑重承诺：所呈交的毕业设计（论⽂），是我个⼈在指导教师的指导下进⾏的研究⼯作及取得的成果。
尽我所知，除⽂中特别加以标注和致谢的地⽅外，不包含其他⼈或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历⽽使⽤过的材料。
对本研究提供过帮助和做出过贡献的个⼈或集体，均已在⽂中作了明确的说明并表⽰了谢意。
作者签名：⽇期：指导教师签名：⽇期：使⽤授权说明本⼈完全了解⼤学关于收集、保存、使⽤毕业设计（论⽂）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论⽂）的印刷本和电⼦版本；学校有权保存毕业设计（论⽂）的印刷本和电⼦版，并提供⽬录检索与阅览服务；学校可以采⽤影印、缩印、数字化或其它复制⼿段保存论⽂；在不以赢利为⽬的前提下，学校可以公布论⽂的部分或全部内容。
作者签名：⽇期：学位论⽂原创性声明本⼈郑重声明：所呈交的论⽂是本⼈在导师的指导下独⽴进⾏研究所取得的研究成果。
除了⽂中特别加以标注引⽤的内容外，本论⽂不包含任何其他个⼈或集体已经发表或撰写的成果作品。
对本⽂的研究做出重要贡献的个⼈和集体，均已在⽂中以明确⽅式标明。
本⼈完全意识到本声明的法律后果由本⼈承担。
作者签名：⽇期：年⽉⽇学位论⽂版权使⽤授权书本学位论⽂作者完全了解学校有关保留、使⽤学位论⽂的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论⽂的复印件和电⼦版，允许论⽂被查阅和借阅。
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涉密论⽂按学校规定处理。
作者签名：⽇期：年⽉⽇导师签名：⽇期：年⽉⽇西安电⼦科技⼤学长安学院毕业设计（论⽂）诚信声明书本⼈声明：本⼈所提交的毕业论⽂《基于51单⽚机航标灯控制器的设计与实现》是本⼈在指导教师指导下独⽴研究、写作的成果，论⽂中所引⽤他⼈的⽆论以何种⽅式发布的⽂字、研究成果，均在论⽂中加以说明；有关教师、同学和其他⼈员对本⽂的写作、修订提出过并为我在论⽂中加以采纳的意见、建议，均在我的致谢中加以说明并深致谢意。
最新单片机课程设计报告：广告灯控制实验
最新单片机课程设计报告：广告灯控制实验姓氏:裴长青专业:电子信息工程技术。
:070301116班级级别:电信071讲师:吴海红设计完成日期:xx年6月18日目录第一章前言……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….8051引脚及功能介绍4.2 每个端口的输入/输出命令控制格式4.3 硬件接线图第五章软件设计65 .1 程序流程图5.2 源程序和注释第六章实用proteus软件调试模拟说明9第7章总结和经验.确认1+ …9第八章参考. ……10第一章介绍了单片机的应用，单片机具有体积小.可靠性高.功能强.灵活方便等优点，广泛应用于国民经济的各个领域。
单片机的应用从根本上改变了传统控制系统的设计思想和设计方法。
大多数以前由模拟电路和数字电路实现的电路现在可以由单片机通过软件方法实现。
从以下几个方面简要介绍了单片机的应用。
微控制器广泛应用于导弹导航装置.飞机上各种仪器的控制.计算机的通信和数据传输.机器人.工业自动化过程的实时控制和数据处理。
在这些实时控制系统中，单片机可以用作控制器。
单片机的实时数据处理能力和控制功能可以使系统保持最佳工作状态，提高系统的工作效率和产品质量。
在复杂系统中，通常使用分布式多机系统。
多机系统通常由几台功能不同的单片机组成，每台单片机完成一项特定的任务。
它们通过串行通信相互连接.以协调工作。
该系统通常采用单片机作为终端，安装在系统的某些节点上，实时测量和控制现场信息。
单片机的高可靠性和强抗干扰能力使其工作在恶劣环境的前端。
单片机在工业控制中的应用，特别是在实时检测和自动控制的单片机应用系统中，单片机往往被作为核心部件使用，仅有单片机的知识是不够的，还应根据具体的硬件结构和软件组合针对具体应用对象的特点进行改进。
《2024年基于单片机的智能交通灯控制系统的研究》范文
《基于单片机的智能交通灯控制系统的研究》篇一一、引言随着城市化进程的加快，交通问题日益突出，交通灯作为城市交通管理的重要设施，其性能和智能化程度直接影响到交通的顺畅和安全。
因此，基于单片机的智能交通灯控制系统的研究具有重要的现实意义。
本文将从系统设计、硬件实现、软件编程、性能优化等方面对基于单片机的智能交通灯控制系统进行研究。
二、系统设计1. 系统架构本系统采用单片机作为核心控制器，通过传感器、执行器等设备实现交通灯的智能控制。
系统架构包括单片机、输入设备、输出设备以及通信模块等部分。
其中，输入设备包括车辆检测器、行人检测器等，用于检测交通状况；输出设备为交通灯，用于指示交通；通信模块用于实现系统与上位机的通信。
2. 工作原理系统通过传感器实时检测交通状况，根据检测结果控制交通灯的亮灭。
当检测到有车辆或行人通过时，系统会相应地调整交通灯的亮灯时间，以保证交通的顺畅和安全。
同时，系统还具有自动调节功能，根据实际交通情况自动调整亮灯时间，以适应不同的交通状况。
三、硬件实现1. 单片机选择本系统选用STC12C5A60S2系列单片机作为核心控制器，该单片机具有高速度、低功耗、低成本等优点，适合应用于本系统中。
2. 传感器选择系统采用红外线车辆检测器和CCD行人检测器等传感器实现交通状况的实时检测。
这些传感器具有高灵敏度、低误报率等优点，能够有效地提高系统的性能。
3. 执行器选择执行器采用LED交通灯，具有高亮度、长寿命等优点，能够有效地指示交通。
四、软件编程1. 编程语言选择本系统采用C语言进行编程，C语言具有代码效率高、可移植性强等优点，适合应用于本系统中。
2. 程序设计思路程序设计包括主程序和中断服务程序两部分。
主程序负责初始化系统参数和控制程序的循环执行；中断服务程序负责处理传感器输入的信号和执行相应的控制命令。
在程序设计过程中，应充分考虑系统的实时性和稳定性要求。
五、性能优化1. 算法优化通过对算法进行优化，可以提高系统的响应速度和准确性。
简易航标灯报告
单片机实验报告课程名称单片机技术与应用实验名称简易航标灯设计实验专业光电信息工程班级光电121班学号 050312113 姓名蒯玄实验地点躬行楼528 实验日期 2015.5.28一、实验目的1、掌握定时器/计数器原理及其应用；2、了解航标灯控制要求；二、实验仪器三、实验内容1、2位拨码开关：灯质设定(频率与占空比)2、光敏电阻：实现光照采集(光照强，电阻小；光照弱，电阻大)3、灯驱动：发光二极管采用12V 供电，要实验单片机驱动电路设计，三极管驱动要求：通过光敏电阻采集光照度，白天灯熄灭，黑夜灯按照上表闪烁。
课时数：2课时 四、预习要求1、完成简易航标灯系统的标准DXP 原理图；2、编程实现简易航标灯的各项功能；3、Proteus78仿真说明：光敏电阻：TORCH_LDR ，2位拨码开关：DIPSW_2接时不能接上拉电阻，否则仿真不通过； 五、实验步骤Proteus 仿真电路设计、修改Keil uVision 工程软件设计、修改仿真功能实现?实际电路接线、功能验证实际功能实现?NoNo实验结束YesYes1、硬件：Proteus仿真电路设计，实物输入、输出信号模拟；2、软件：在Keil 环境下编写程序，生成.hex文件，通过ProteusProteusV78_Timer0_HBD)进行功能仿真；3、调试：反复修改程序，完善功能。
4、仿真完成后有条件的同学可通过端口模拟进行功能验证。
六、实验过程1、实验原理图原理图2、程序部分#include "reg51.h"#define COUNT 50000 //50ms gcd:50ms的倍数#define D_OPEN 1 //开灯#define D_CLOSE 0 //关灯sbit led=P0^0; //灯输出控制，高电平有效sbit OPCON=P1^2; //光照检测，高电平(亮)struct IALA{unsigned char num; //拨码开关状态unsigned char gcd; //各时间间隔最大公约数unsigned char state[6];//无符号字符型时间常数};unsigned int State[6];unsigned char GetKey(void){unsigned char key;key=0;if((P1&0x01)==0) //低电平有效key|=0x01;if((P1&0x02)==0)key|=0x02;return(key);key|=P1;return key&0x03;}//获取键值,两个开关有四种状态,分别是00,01,10,11即可获得四个键值0,1,2,3const struct IALA IALA4[4]={{0,10,1,0,0,0,0,0},{1,10,1,3,0,0,0,0},{2,10,1,1,1,7,0,0},{3,10,1,2,1,2,1,5}};将计数判断点存入数组中//设定灯质状态,以及各个状态的时间unsigned int it=0;void T0_ISR(void) interrupt 1{unsigned char j;TH0=(65536-COUNT)/256;TL0=(65536-COUNT)%256;if(OPCON==0) //黑夜、暗照度{it++;for(j=0;j<6;j++){ if(it==State[j])led=(j%2)?D_OPEN:D_CLOSE; //判断是开灯还是关灯状态 }if(it>=State[5]){it=0;}}else //白天、亮照度{led=D_CLOSE;}} //中断服务程序void main(void){unsigned int sum=0;unsigned char key,pre_key=0,i;TMOD=(TMOD&0xf0)|0x01;TH0=(65536-COUNT)/256;TL0=(65536-COUNT)%256;ET0=1; //中断使能EA=1;TR0=1; //T0启动led=1;sum=0;while(1){key=GetKey();//获取键值if(key!=pre_key){for(i=0;i<6;i++){ sum=sum+(IALA4[key].gcd)*(IALA4[key].state[i]);State[i]=sum;}if(sum==1)led=1;}pre_key=key;}}3、仿真波形:第一种状态仿真波形第二种状态仿真波形第三种状态仿真波形第四种状态仿真波形4、调试过程记录：调试先在Keil uVision4软件环境下进行程序编写，利用C语言来编写本次实验所需程序。
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第1章绪论1.1航标灯的现状与发展航标是保证船舶安全的必要装置,很早以前人们就已经在近海岸设立航标，以便航船识别目标和为船只导航。
目前使用的航标种类包括陆上航标、水上航标和无线电航标3种，其中水上航标包括灯标和浮标。
一般航标灯都有发光装置、音响装置有些航标灯还具有无线电装置。
装有灯器的航标即为灯塔、灯船，统称为灯标。
灯标在夜间所显示的特定光色、灯光节奏和周期作为标志的识别特征，以便航海人员区别。
目前我国灯标使用的光色有白、红、绿、黄及橙色五种，灯光节奏有十余种。
航标的音响装置是为了船只和航海人员在五中能判别航标所在的方向，这些音响装置通过发出的声响来引导船舶航行。
在我国长达数千公里的河道和海岸沿线，分布着数量众多的航标灯。
为了能及时地了解各航标灯的工作状态和工作正常与否，以便有针对性地对出现故障的航标灯进行维护，我们需要一种新的航标灯能够对其进行遥控遥测的航标灯。
新型遥控遥测航标灯具有先进的设计技术，采用新型遥控遥测航标灯能够极大的提高航道维护的精确性，给船只提供了更安全更可靠的指引，同时节省了大量的维护费用。
1.2设计要求及方案的确定设计要求：（1）白天应停止航标灯工作。
（2）航标灯在黑夜能定时闪闪发光，亮2s,熄灭2s周期循环。
（3）枯水季节应检测水位高度，低于通航水位时要发出警告信号。
（4) 向控制台发送实际水位数据。
【设计方案】采用51单片机为主要控制芯片，在枯水季节自动监测水位高低，通过一定的扩展来实现自动控制对水位高低的自动检测与显示。
完成本次课程设计任务可分为两个单元电路来分别实施，即航标灯是昼夜灯光提示和通航水位高低的灯光。
然后将两个电路按要求连接成一个系统总电路即可。
第2章基于单片机的航标灯控制电路设计2.1 总体设计框图图2.1 航标灯结构框图2.2 单片机结构及系统工作原理2.2.1 单片机结构及其特点单片机又称单片微控制器,它不是完成某一个逻辑功能的芯片,而是把一个计算机系统集成到一个芯片上。
概括的讲：一块芯片就成了一台计算机。
它的体积小、质量轻、价格便宜、为学习、应用和开发提供了便利条件。
单尽管他的大部分功能集成在一块小芯片上，但是它具有一个完整计算机所需要的大部分部件：CPU、内存、内部和外部总线系统，大部分还会具有外存。
同时集成诸如通讯接口、定时器，实时时钟等外围设备。
我们所设计的程序是总结了目前各个智能化设计程序的水位监测系统，采用51控制单片机，集水位采集、存储、显示及远程联网于一体的设计，使得仪器仪表数字化、智能化、微型化。
同时采用AT89系列单片机，AT89系列单片机是ATEML公司的8位Flash单片机。
AT89系列单片的核心是8031，在软件和硬件方面与MCS-51系列完全兼容，AT89系列的指令与有关定义和MCS一51完全相同，MCS—51系列单片机应用系统编写的程序可以直接使用。
AT89系列的引脚排列、定义与MCS-51完全一致，可以直接替换。
由于内部有FlashROM，所以编写的程序烧录很方便，易于电擦除，可以反复使用，非常方便用户对程序进行修改，缩短研制周期，降低了研制成本。
在单片机部有Flash存贮器，功耗特别低，FlashROM的容量从TA89C1051的1K到AT89S55的20K，有许多品种，选择余地大。
2.2.2 系统工作原理及流程图本次的课程设计，主要是要实现航标灯的日夜交替控制和水位监测功能，所以依照这个方向，我们觉得要用分电路来实现系统功能，即日夜交替工作模式电路和水位监测电路。
也就是要运用到做过的分支循环结构程序和单片机I/O口输入输出的实验。
系统开始后，，实现这样的工作模式可以有多种方法，如可通过控制87C51的外部中断源INTO或INT1引脚的电位，启动或停止定时器／计数器实现晚上工作而白天停止的工作模式。
除此以外，也可以使用门控位GATE为1的条件，允许外部输入电平控制启动或停止定时器／计数器来实现。
但这两种情况下微处理器不管是白天还是晚上都处于工作状态，不能有效的降低能耗。
本设计采用光敏二极管控制的方式，白天利用光敏二极管的控制电路切断微处理器的供电源，迫使微处理器停工作，达到降低能耗的目的。
到夜晚来临时又通过光敏二极管控制作用接通蓄电池向微处理器的提供电能同时分支程序进行的是水位的监测，水位电路根据不同的模拟量的输入，转换为不同的数字量，经过和设定的值进行比较。
水位控制电路完成其预定功能后，便自动转到A/D转换电路，继续进行水位的检测和控制。
如此往复循环，从而达到对航道航标灯的自动控制和对水位的监测和显示。
水位电路根据不同的模拟量的输入，转换为不同的数字量，经过和设定的值进行比较。
水位控制电路完成其预定功能后，便自动转到A/D转换电路，继续进行水位的检测和控制。
如此往复循环，从而达到对航道航标灯的自动控制和对水位的监测和显示。
图2.2 系统总的流程图第3章各硬件单元电路的设计3.1 控制单元AT89C51AT89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器（FPEROM—Falsh Programmable and Erasable Read Only Memory）的低电压，高性能CMOS8位微处理器，俗称单片机。
AT89C2051是一种带2K字节闪烁可编程可擦除只读存储器的单片机。
单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除100次。
该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。
由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器，AT89C2051是它的一种精简版本。
AT89C单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。
AT89C51设有稳态逻辑，可以在低到零频率的条件下静态逻辑，支持两种软件可选的掉电模式。
在闲置模式下，CPU停止工作。
但RAM，定时器，计数器，串口和中断系统仍在工作。
在掉电模式下，保存RAM的内容并且冻结振荡器，禁止所用其他芯片功能，直到下一个硬件复位为止。
图3.1 AT89C51引脚图管脚说明：VCC：供电电压。
GND：接地。
P0口：P0口为一个8位漏级开路双向I/O口，每脚可吸收8TTL 门电流。
当P1口的管脚第一次写1时，被定义为高阻输入。
P0能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的第八位。
在FIASH编程时，P0 口作为原码输入口，当FIASH进行校验时，P0输出原码，此时P0外部必须被拉高。
P1口：P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。
P1口管脚写入1后，被内部上拉为高，可用作输入，P1口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。
在FLASH编程和校验时，P1口作为第八位地址接收。
P2口：P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口缓冲器可接收，输出4个TTL门电流，当P2口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。
并因此作为输入时，P2口的管脚被外部拉低，将输出电流。
这是由于内部上拉的缘故。
P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时，P2口输出地址的高八位。
在给出地址“1”时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时，P2口输出其特殊功能寄存器的内容。
P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。
P3口：P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口，可接收输出4个TTL门电流。
当P3口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。
作为输入，由于外部下拉为低电平，P3口将输出电流（ILL）这是由于上拉的缘故。
RST：复位输入。
当振荡器复位器件时，要保持RST脚两个机器周期的高电平时间。
ALE/PROG：当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节。
在FLASH编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。
在平时，ALE端以不变的频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的1/6。
因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。
然而要注意的是：每当用作外部数据存储器时，将跳过一个ALE脉冲。
如想禁止ALE的输出可在SFR8EH地址上置0。
此时，ALE只有在执行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。
另外，该引脚被略微拉高。
如果微处理器在外部执行状态ALE禁止，置位无效。
/PSEN：外部程序存储器的选通信号。
在由外部程序存储器取指期间，每个机器周期两次/PSEN有效。
但在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：当/EA保持低电平时，则在此期间外部程序存储器（0000H-FFFFH），不管是否有内部程序存储器。
注意加密方式1时，/EA将内部锁定为RESET；当/EA端保持高电平时，此间内部程序存储器。
在FLASH编程期间，此引脚也用于施加12V 编程电源（VPP）。
/XTAL1：反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。
XTAL2：来自反向振荡器的输出。
3.2模数转换器ADC0808ADC0808有8路模拟量的输入端口。
ADC0808的8路模拟输入8路数字输出的逐次逼近法A/D器件。
其主要技术指标和特性为：(1)分辨率为8位。
(2)转换时间取决于芯片的时钟频率。
本单元电路仿真采用640KHZ的时钟方波信号。
(3) 启动转换控制方式为脉冲式（正脉冲），上升沿使内部所有寄存器清“0”，下降沿使A/D转换开始。
(4)单一电源+5V。
模拟输入电压范围单极性0-5V,双极性±5V 或±10V。
本次课程设计由于只有一个模拟输入量，且电压变化都为正值，故采用单极性电源接法。
ADC0808的内部结构和外部引脚分别如图3.2 所示。
内部各部分的作用和工作原理在内部结构图中已一目了然，在此就不再赘述，下面仅对各引脚定义分述如下：图3.2 ADC0808的内部结构和外部引脚（1）IN0～IN7——8路模拟输入，通过3根地址译码线ADD A、ADD B、ADD C来选通一路。
（2）D7～D0——A/D转换后的数据输出端，为三态可控输出，故可直接和微处理器数据线连接。
8位排列顺序是D7为最高位，D0为最低位。
（3）ADD A、ADD B、ADD C——模拟通道选择地址信号，ADD A为低位，ADD C为高位。
地址信号与选中通道对应关系如表11.3所示。
（4）V R(+)、V R(-)——正、负参考电压输入端，用于提供片内DAC电阻网络的基准电压。
在单极性输入时，V R(+)=5V，V R(-)=0V；双极性输入时，V R(+)、V R(-)分别接正、负极性的参考电压。
3.3 水位传感器随着各种传感器的研制与开发，有大量新型的传感器不断问世并被应用于水文自动测报系统中。