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
: r: m8 I6 A9 j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。
0 J! x# _5 k. Z( W: A/ Y/ F【关键词】单片机；航标灯；87C51
7 P9 d, z9 _+ U（一）硬件电路及工作原理
* K) a; Y' X: C8 w) _, C1.硬件电路
为整体电路简单，低功耗、低成本高可靠性目标的实现，
, t. M8 g8 r! u2 ~& f' D2 h7 T9 p本电路选用了 MCS87C51 单片微处理器作为航标控制电路的核
4 Z2 v* T. m/ q* x# V心，时钟频率选为 12MHZ。 87C51 是 INTEL 公司 MCS-51 系列
% y) _( \' {$ G1 s单片机中基本型产品，它采用 INTEL 公司可靠的 CHMOS 工艺
技术制造的高性能 8 位单片机，属于标准的 MCS-51 的体系结
, a  m7 u. o5 ?4 H! E1 \构和指令系统。它结合了 HMOS 的高速和高密度技术及 CHMOS
+ v6 T. j' s$ z+ B( x" F的低功耗特征，是 80C51BH 的 EPROM 版本，电改写光擦除的
片内 4kB EPROM。87C51 内置 8 位中央处理单元、128 字节内
+ Y' d6 Y/ Q5 ?+ A, u) o部数据存储器 RAM、32 个双向输入/输出(I/O)口、2 个 16 位
( D# j% E- I6 u# b3 V9 F, v8 s定时/计数器和 5 个两级中断结构，一个全双工串行通信口，
/ S: x! {" t) O& [1 }) t片内时钟振荡电路。快速脉冲编程，如编写 4kB 片内 ROM 仅
- _! P- ]6 _$ Z/ e& U& j8 f需 12 秒。 此外，87C51 还可工作于低功耗模式，可通过两种
  O4 ?% `1 G! T- y. F软件选择空闲和掉电模式。在空闲模式下冻结 CPU 而 RAM 定
# z7 C  F9 z; @# W' N时器、串行口和中断系统维持其功能。掉电模式下，保存 RAM
+ E5 ]- t. c8 a( o$ [+ a数据，时钟振荡停止，同时停止芯片内其它功能。
航标灯的工作特点是夜晚工作而白天停止工作，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 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
8 i  H& c* v, i' c. }/ F+ r6 p6 \: L用门控位 GATE 为 1 的条件，允许外部输入电平控制启动或停
2 H- ^( ?) K+ A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
9 o/ M0 N9 {$ D4 A* y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
8 C& S% y4 v) S7 c0 b5 _2 k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
6 c& ]$ g5 j# s( \& ?供电能，微处理启动工作。整个航标灯控制电路如图 1 所示。
在图 1 中 Q1、Q2 及继电器 K 组成光检测电路，LM7805 及电容
% T( o* l3 ^" rC1、C2 构成微处理器 80C51 的供电电路路，C3、R2 为微处理
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
- Z  h: y9 p! w% n" G) {等构成微处理器与 LED 航标灯的接口电路。
' U: k* W. o) G* A$ t
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