• 大家好，我是三个！这是我51单片机专栏的第三篇文章。本文将基于一个小项目完全分享——Proteus光控夜灯。

该系统的硬件设计包括AT89C51控制器核心电路和外部电路设计、照明电路、报警电路和显示模块电路设计Proteus仿真软件上设计系统的仿真电路。

本系统的软件代码设计采用Keil uVision4编写。利用基于Proteus模拟软件的单片机设计过程对系统进行模拟测试，通过将编写的程序烧录到单片机中，实现系统所需的所有功能。程序首先完成初始化过程，调整光，改变光敏电阻值，然后根据光强度实现LED灯的亮与否以及蜂鸣器报警。基于Proteus如图所示。

1. 光检测模块

采用照明检测模块LDR光敏电阻和ADC0832芯片，系统启动运行后，首先初始化单片机，然后通过光检测读取单片机ADC,将模拟信号转换为数字信号，以获得当前的光强并显示在共阴极数字管上。ADC()函数程序代码如下:

unsigned char ADC()  //通道ch0 { 
          unsigned char temp0,temp1,i;  CS=1;   ///开始转换周期  CLK=0;   //准备第一个脉冲  _nop_();    _nop_();  ///空操作两个机械周期  CS=0;   //片选能，低电平芯片使能，芯片开始工作  temp0=0;  temp1=0;  _nop_();
	_nop_();
	DI=1;     //开始位,开始转换
	_nop_();
	_nop_();
	CLK=1;	  //第一个脉冲
	_nop_();
	_nop_();
	CLK=0;	  //第一个脉冲的下降沿，之前DI为高电平
	_nop_();
	_nop_();
	DI=0;
	_nop_();
	_nop_();
//选择通道CH0，在第2、3个脉冲的下降沿之前。DI端口输入两位数据，用于选择数据采集通道 //
	DI=1;	   //DI置1，通道选择信号
	_nop_();
	CLK=1;     //第二个脉冲
	_nop_();
	CLK=0;     //第二个脉冲下降沿
	_nop_();
	DI=0;	   //DI置零，选择通道CH0
	_nop_();
	CLK=1;	   //第三个脉冲
	_nop_();
	CLK=0;     
	_nop_();
   DI=1;	   //第三个脉冲下沉之后，输入端DI失去作用，应置1，释放总线
//********通道选择结束开始读取转换后的二进制数****
//下降沿读数，一下进行判断和处理,共8次
for(i=0;i<8;i++)	//每个下降沿处都可以从DO读出一位数据，一共读8位，最高位在最前
   { 
        
	temp0=temp0<<1;	//将一个数的各二进制位左移1位，高位舍弃，低位补0，依次输出
	CLK=1;
    if(DO)
   	temp0++;
   	_nop_();
   	CLK=0;
   }
for(i=0;i<8;i++)	//再读8位，最低位在最前，用于做校验
   { 
        
	temp1=temp1>>1;	//将一个数的各二进制位右移1位，最高位为0，右移后，空缺位补0；最高位为1，空缺位补10。//
	CLK=1;
    if(DO)
   	temp1=temp1 +0x80;
   	_nop_();
   	CLK=0;
   }
	CS=1;
	if(temp1=temp0) //校验两次读数
    return temp0;	
	return temp0;	//返回数模转换的数值
}

2. 指示灯、报警、照明模块

通过定时器0中断，实现指示灯、报警、照明功能。定时器0初始化具体程序代码如下：

void tminer0_Init()
{ 
        
	led1=0;led2=0;led3=0;
	TMOD|=0X01;	  //TMOD定时器模式寄存器，选择工作方式为16位定时器
	TH0=0X3C;	     //设置初始值，计数起点50ms
	TL0=0XB0;	
	ET0=1;         //打开定时器0中断
	EA=1;          //打开总中断
	TR0=1;         //定时器0 开始计时
}

//主程序可以实现数码管的显示。
void main()
{ 
        
 	tminer0_Init();
	while(1)
	{ 
        	       //显示光照数据
		P0=smgduan[light/10];  //第一个数码管
		smg1=0;
		delay(100);	           //延时100ms
		smg1=1;
		P0=smgduan[light%10];  //第二个数码管
		smg2=0;
		delay(100);
		smg2=1;
		
		//停止报警
		if(!k1)
		{ 
        
			flag=1;
			beep=1;
		}
	}
}

//中断子程序如下：
void Timer0() interrupt 1
{ 
        
	unsigned int D;
	TH0=0X3C;		//重新赋初始值，保证每次进入中断函数都是50ms
	TL0=0XB0;
	if(time<10)     //0.5s
		time++;
	else
	{ 
        
		time=0;
		D=ADC();
		light=D*100/256;
//判断
		if((light>30)&&(flag==0))   //强
		{ 
        
			beep=0;				    
			led1=1;led2=0;led3=0;
		}			
		if((light<31)&&(light>20))  //中
		{ 
        
			led1=0;led2=1;led3=0;
			beep=1;
			lamp=1;
			flag=0;
		}
		if(light<21)      //弱
		{ 
        
			led1=0;led2=0;led3=1;
			beep=1;
			lamp=0;
			flag=0;
		}	
	}
}

打开Protues软件，可以对系统进行Proteus仿真，将程序生成的.hex文件导入仿真系统的单片机内，运行仿真系统。

• 进行仿真时，可以调试光照强度，改变光敏电阻阻值，模拟实际光照情况。当数码管显示光照大于阈值30时，强指示灯会亮起，并且蜂鸣器开始报警，提醒人们光照较强。通过控制按钮S2可以停止报警，控制按钮S1，复位后仍可重新报警。

• 当数码管显示光照小于等于20时，弱指示灯会亮起，同时，小夜灯（LED-4)开始照明工作，且蜂鸣器不会报警，此时模拟实际光照较弱的情况。

通过测试，本系统设计可以实现课题预期所有功能。光照检测模块能够比较完美地模拟出实际光照情况。 当光照小夜灯位于强档时，数码管可以显示当前光照强度数值，关闭照明功能，同时开启报警功能，提醒用户此时光照过强，而且可以通过按键开启停止报警功能；当位于中档时，数码管同样显示当前光照强度数值，关闭照明功能和报警功能。当光照小夜灯位于弱档时，数码管可以显示此时光照强度数值，关闭报警功能，开启照明功能。

附录A 元件清单图