基于单片机的航标灯控制电路的设计

ByGrith4

【摘 要】阐述了利用单片微处理器 87C51 的定时功能，设计了一种简单、可靠、节能、低成本的航标灯控制电路，提高
  D8 z7 B: m! D4 k了航标灯控制电路的质量和可靠性，拓展了微处器的应用范围。
2 C9 [: I0 G0 a【关键词】单片机；航标灯；87C51
（一）硬件电路及工作原理
  ~% f! x, R( H- g8 P1 M, L3 @1.硬件电路
; t/ z  |/ c, Q& C0 s( e5 c为整体电路简单，低功耗、低成本高可靠性目标的实现，
7 Y0 F/ R# U$ r- c本电路选用了 MCS87C51 单片微处理器作为航标控制电路的核
$ W6 l7 ]$ Q( R& s/ [& v9 ?, s心，时钟频率选为 12MHZ。 87C51 是 INTEL 公司 MCS-51 系列
单片机中基本型产品，它采用 INTEL 公司可靠的 CHMOS 工艺
: x, n6 Z( X* u) j. p4 t6 q9 f+ e技术制造的高性能 8 位单片机，属于标准的 MCS-51 的体系结
构和指令系统。它结合了 HMOS 的高速和高密度技术及 CHMOS
" Y/ {- R# A6 _' a4 e' p" _的低功耗特征，是 80C51BH 的 EPROM 版本，电改写光擦除的
. Z. l) p8 g3 Y: E0 K8 ]) `片内 4kB EPROM。87C51 内置 8 位中央处理单元、128 字节内
部数据存储器 RAM、32 个双向输入/输出(I/O)口、2 个 16 位
: _  m. ?& d, q0 t! U定时/计数器和 5 个两级中断结构，一个全双工串行通信口，
* T( V! l& x- P片内时钟振荡电路。快速脉冲编程，如编写 4kB 片内 ROM 仅
- t6 m8 B) ^( D7 o需 12 秒。 此外，87C51 还可工作于低功耗模式，可通过两种
. f. a8 f) x- h$ Y  j; M软件选择空闲和掉电模式。在空闲模式下冻结 CPU 而 RAM 定
时器、串行口和中断系统维持其功能。掉电模式下，保存 RAM
数据，时钟振荡停止，同时停止芯片内其它功能。
3 {7 w" y' j  t1 \  a7 x3 v7 z航标灯的工作特点是夜晚工作而白天停止工作，实现这
4 X0 A7 Q" C0 j5 u7 }; L) b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 INT0 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
  Y( d+ s4 |) W, Y& s, J用门控位 GATE 为 1 的条件，允许外部输入电平控制启动或停
6 T1 {7 U6 x: Y; G& x1 N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
采用光敏三极管结合继电器控制的方式，白天利用光敏三极
管和继电器组成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
/ Z" d8 Y4 f4 K* T" M( o; H光敏三极管和继电器的控制作用接通蓄电池向微处理器的提
供电能，微处理启动工作。整个航标灯控制电路如图 1 所示。
) s" W( R0 g- N3 w: @: @在图 1 中 Q1、Q2 及继电器 K 组成光检测电路，LM7805 及电容
C1、C2 构成微处理器 80C51 的供电电路路，C3、R2 为微处理
5 |/ }$ S4 }( {. F% z0 U! A器的上电复位电路，12MHz 晶振及两个 30PF 的电容与 80C51
内部电路共同构成振荡电路为 80C51 提供时钟信号，Q3、Q4
等构成微处理器与 LED 航标灯的接口电路。
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