航标灯控制器设计
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。
航标灯控制-(2)
第二章航标灯控制电路设计
2.1系统总体方案选择
本系统要求区分白天和黑夜、检测水位信息、控制航标灯闪烁和蜂鸣器的鸣叫，同时需要显示并发送水位信息；综合要求，选择51单片机作为控制器，用光敏电阻检测白天和黑夜，因为只有一路水位信息，所以选择ADC0804作为模数转换器，并用LED作为航标灯指示器，LCD1602作为水位显示器件。
SCON=0X40;//串口方式1
PCON=0;//SMOD位为0
TL1=0XFD;//9600Hz
TH1=0XFD;
TH0=0X3c;
TL0=0Xb0;//设定定时器0初值为15536
TR1=1;//启动定时器1；
IE=0X82;//打开总中断和定时器0溢出中断
}
/*********串口发送程序*************/
说明书格式
1.课程设计任务书
2.目录
3.系统总体方案选择和说明
4.系统结构框图和工作原理
5.各单元硬件设计说明及计算方法
6.软件设计和说明（包括流程图）
7.调试结果和必要的调试说明
8.使用说明
9.总结
10、参考文献
附录
附录A 系统原理图
附录B 程序清单
进度安排
设计时间为两周
第一周
星期一、上午：布置课题任务，讲课及课题介绍
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。
简易航标灯设计实验
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050312122姓名汪洋实验地点躬行楼528实验日期2015. 5 .28简易航标灯设计实验实验目的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；器件清单实验流程操作图图1 实验操作流程图实验内容图2简易航标灯控制结构图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。
1.软件部分C语言程序//No3_HBD.c#include "reg51.h"#include "No3_HBD.h"sbit D=P0^0; //灯输出控制，高电平有效sbit OPCON=P1^2; //光照检测，高电平(亮)//结构体全局变量定义，code：常数struct IALA code IALA4[4]={//Num gcd ON1 OFF1 ON2 OFF2 ON3 OFF3{0, 0,0,0,0,0,0,0}, //全亮{1,10,1,3,0,0,0,0},{2,10,1,1,1,7,0,0},{3,10,1,2,1,2,1,5}};//结构体全局变量定义struct Turn Counter50ms;////////////////////////////////////////////////////////T0_ISR程序///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////void T0_ISR(void) interrupt 1{static unsigned int i=0;unsigned char k; //定义静态变量i,用于统计进入T0中断的次数TH0=(65536-COUNT_50MS)/256; //计数初值重载TL0=(65536-COUNT_50MS)%256;if(OPCON==0) //{for(k=0;k<2;k++){if(i==Counter50ms.state[2*k]){D=D_CLOSE; //熄灭LED灯}if(i==Counter50ms.state[2*k+1]){D=D_OPEN; //点亮LED灯}}if(i==Counter50ms.state[4]){D=D_CLOSE; //熄灭LED灯}if(i>=Counter50ms.state[5]){D=D_OPEN; //点亮LED灯i=0;}i++;//若是黑夜，根据灯质设定控制灯LED灯闪烁}else{//若是白天，熄灭LED灯D=D_CLOSE;i=0;}}////////////////////////////////////////////////////////按键判断/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////unsigned char GetKey(void){unsigned char key;key=0;//此处添加按键Key1、Key0代码if(P1&0x01) //低电平有效key|=0x01;if(P1&0x02)key|=0x02;return(key);}////////////////////////////////////////////////////////定时器0初始化////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////void T0_Init(void){TMOD=(TMOD&0xf0)|0x01; //定义T0为16位定时方式TH0=(65536-COUNT_50MS)/256; //赋计数初值的高8位TL0=(65536-COUNT_50MS)%256; //赋计数初值的低8位ET0=1; //T0中断使能EA=1; //总中断使能TR0=1; //T0启动}////////////////////////////////////////////////////////主程序///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////void main(void){unsigned char key,pre_key=0,i;unsigned int sum;T0_Init();D=0;while(1){key=GetKey(); //获取key1、Key0特征码if(key!=pre_key) //若有新的按键，载入控灯时间{sum=0;for(i=0;i<6;i++){sum=sum+IALA4[key].gcd*IALA4[key].state[i];Counter50ms.state[i]=sum;}}pre_key=key;}2. 硬件部分实验原理图图3中断原理图图4实验原理图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3.调试部分调试先在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。
（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。
本⼈授权⼤学可以将本学位论⽂的全部或部分内容编⼊有关数据库进⾏检索，可以采⽤影印、缩印或扫描等复制⼿段保存和汇编本学位论⽂。
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。
基于单片机的航标灯控制报告
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。
基于单片机的航标灯控系统设计答辩稿
光敏电阻的阻值随光照强度的变化而改 变，将阻值变化的模拟量经A/D转换器变成 数字量，再传给单片机进行处理。 本设计中用滑动变阻器代替光敏电阻。
A/D转换器读 取转换结果
结束
2. 各主要模块
• 2.3 航标灯模块
否
是 是否光照 大于102 小于153 否 LED闪烁 100Hz 开始 是 是否光 照 <102 LED闪烁 150Hz
当K1键被按下，红色指示灯亮，航标灯闪烁频率150Hz。
4.系统仿真截图
• 4.3 按下K2时
图4.4 黄色频率指示灯亮
当K2键被按下，黄色指示灯亮，航标灯闪烁频率100Hz。
4.系统仿真截图
• 4.4 按下K3时
图4.5 绿色频率指示灯亮
当K3键被按下，绿色指示灯亮，航标灯闪烁频率50Hz。
5. 致谢
是否光照 大于153 小于204 否
是
LED闪烁 50Hz
图2.3 航标灯模块截图
是否光照 大于204
是
LED闪烁灭
高电位信号由单片机P1.0引脚传 给场效应管，场效应管导通，右边继电 器电路经过场效应管导通后，磁铁将开 关闭合，航标灯亮。
结束
2. 各主要模块
• 2.4 闪烁控制按键模块 和 闪烁频率指示灯模块
•
•
2. 各主要模块
• 2.1 总体设计方案方框图
光线监测 模块8051闪烁频率指 示灯模块航标灯模 块
单 片
复位电路 模块
闪烁控制 按键模块
机
晶振电路 模块
图2.1 总体设计方案框图
2. 各主要模块
• 2.2 光线检测模块
开始
A/D转换器准 备
A/D转换器启 动
课程设计资料(航标灯)
无人职守航标灯航标灯广泛地应用于江河大海的航行中，为来往船只在黑夜中航行提供安全保障。
我们可以利用MCS—51单片机的定时器和中断功能对航标灯进行自动控制。
1．硬件电路航标灯的硬件控制电路原理如图6-8所示。
2．工作原理控制的具体功能如下。
图6-8 航标灯控制电路航标灯在黑夜能够定时闪烁发光，设定时间间隔为2s，即点亮2s熄灭2s周期循环进行；当白天到来时，航标灯熄灭，停止工作。
对于此航标灯的设计，可以选择多种方案。
方案一：(1)控制电路。
见图6-8，8051定时的启停控制信号由INT0来控制(夜晚使得INT0=0，白天INT0=1)。
(2)实现较长时间的定时，，采用Y0定时加软件计数的方法实现定时2s。
(3)识别白天与黑夜。
采用如图6-8所示的光敏三极管来区分白天与黑夜。
其：工作原理为：当黑夜降临时，无光照，VTl、VT2均截止，VT2输出高电平反相后使INT0=0，向单片机发出中断请求，CPU接受外部中断请求后，进入1Nl0 中断处理程序，启动定时器工作；利用定时器中断控制航标灯定时闪烁发光。
在黑夜结束之前，—直处在外部中断过程中。
另外，从硬件上看，加在1NT0引脚的低电平并未撤销，因此可以川软竹：查询INTO引脚，只要INTO=0，定时器继续工作，当白天到来时，日光照到光敏三极管VTl的基极，使VTl导通，VT2输出低电平反相使INT0为高电平，软件查询到INT0=1时，立即关闭定时器，结束外部中断处理，返回到主程序，等待下一次黑夜的到来再产生中断。
在INTO请求的外中断处理过程中，又用软件查询INTO引脚，这种用法很特殊。
此外，本例中选用了两种中断，外部中断和定时器中断，定时器中断发生在外部中断正在进行的时候，因此要将定时器中断设为高优先级的中断。
根据以上分析，可编写出如下控制程序1。
设T0定时50ms，方式1，计数初值X：X=216—12 X50 X 1000／12=3CB0HR7软件计数2X1000／50=40T0的定时和R7软件计数达到延时2s。
航标灯设计方案
航标灯设计方案1 航标灯控制器设计方案的确定图1 设计方案本课程作业要求用STC89C52单片机作为主控芯片，并结合其他元件来实现航标灯控制器的设计。
航标灯的基本功能是能在夜晚提供导航信号，即是要能在夜晚时闪烁发光，一亮一灭周期性地发光提供导航，而在白天则不发光。
经分析可知，该设计要使用控制芯片直接或间接为航标灯的灯提供控制信号，以便控制航标灯是否发光以及如何发光以满足导航要求。
根据以上分析，该设计所采用方案是以STC89C52单片机为控制核心，以光敏电阻作为航标灯的光纤传感器，传感器信号传给STC89C52单片机处理，由单片机控制发光二极管闪烁或者熄灭，直流电源为以上所用芯片及电路供电，最终完成本次设计任务。
2 航标灯控制器的硬件设计根据本次课程作业要求，为实现设计目标，需要用到STC89C52、光敏电阻LED发光二极管、直流电压源。
在选择确定芯片及电器元件之前，还是先来简要介绍一下所有可能用到的芯片以及必须的元器件，并有选择的分析他们的结构和相关功能。
这些分析不仅是必要的也是很有助于我们对设计方案的探索和优化选择。
2.1 STC89C52介绍在本系统中，STC89C52工作在最小模式下。
负责对LED发光二极管控制和对光敏电阻传入信号的处理。
图2单片机最小系统2.2 LED发光二极管介绍LED（Light Emitting Diode），发光二极管，主要由支架、银胶、晶片、金线、环氧树脂五种物料所组成。
LED(Light-Emitting-Diode 中文意思为发光二极管)是一种能够将电能转化为光能的半导体，它改变了白炽灯钨丝发光与节能灯三基色粉发光的原理，而采用电场发光。
据分析，LED的特点非常明LED灯泡以及灯具图片(19张)显，寿命长、光效高、无辐射与低功耗。
白光LED的光谱几乎全部集中于可见光频段，其发光效率可超过150lm/W（2010年）。
将LED与普通白炽灯、螺旋节能灯及T5三基色荧光灯进行对比，结果显示：普通白炽灯的光效为12lm/W，寿命小于2000小时，螺旋节能灯的光效为60lm/W，寿命小于8000小时，T5荧光灯则为96lm/W，寿命大约为10000小时，而直径为5毫米的白光LED光效理论上可以超过150lm/W，寿命可大于100000小时。
单片机-航标灯控制课程设计
目录一.系统总体方案选择与说明 (1)1.1 设计方案选择 (1)1.2 设计方案说明 (1)二.系统结构框图与工作原理 (2)2.1 系统结构框图 (2)2.2 系统的工作原理 (3)三.各单元硬件设计说明及计算方法 (4)3.1 单片机简介 (4)3.2 80C51管脚图及功能介绍 (7)3.3 光敏二极管 (9)四.软件设计及说明（含流程图） (11)五.调试结果与必要的调试说明 (12)5．1水位安全时间——黑夜 (12)5.2水位安全时间——白昼 (13)5.3 枯水季节 (14)六.使用说明 (15)七.总结与体会 (16)八.参考文献 (17)九．附录 (18)一.系统总体方案选择与说明1.1 设计方案选择以89C51单片机为核心，逻辑电路为辅助的制作开发自动控制航标灯，以实现设计要求。
1.2 设计方案说明以89C51单片机为核心制作开发的自动控制航标灯系统，实现1）航标灯在黑夜能定时闪闪发光，亮3s,熄灭3s周期循环。
2）白天应停止航标灯工作。
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,定时闪闪发光，亮1s,熄灭1s周期循环。
二.系统结构框图与工作原理2.1 系统结构框图图2.12.2 系统的工作原理本电路选用了MCS87C51 单片微处理器作为航标控制电路的核心，时钟选频为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 字节内部数据存储器RAM、32 个双向输入/输出(I/O)口、2 个16 位定时/计数器和5 个两级中断结构，一个全双工串行通信口，片内时钟振荡电路。
课题设计(航标灯设计)
航标灯设计
专业
班级：
姓名：
学号：
完成时间：
目录
1、课题设计的任务与要求： (3)
1.1课题设计的任务： (3)
1.2设计要求： (3)
2、设计思路与步骤： (3)
2.1 设计思路： (3)
2.2 设计步骤： (4)
3、参考资料 (5)
4、总结 (5)
1、课题设计的任务与要求：
1.1课题设计的任务：
航标灯在白天熄灭，在夜晚断续点亮，时间间隔2秒，即亮2秒，息2秒，周期循环进行。
1.2设计要求：
1）外接晶振12M；用定时器TIME0，模式1;P3.5=0代表白天，P3.5=1代表黑夜；航标灯用P1.3控制，低电位有效。
2）用汇编语言编程；请在过程中加入必要的解释。
3）思路清晰、结构合理、层次清晰，设计简洁但又要能体现设计过程。
2、设计思路与步骤：
2.1 设计思路：
1）定时中断的设定；
2）定时时间: 9E58H = 40538, 2^16 – 40538 = 25000, 振荡频率为12M，定时器控制器开关接通振荡器十二分频输出端：1/12 X 12 = 1usec; 故T1一次溢出所需时间为 25msec, 循环R7 80次为2sec。
2.2 设计步骤：
3、参考资料
3.1 <<MCS-51学习>>
4、总结
（整个课程设计过程中，你觉得学习到了什么，课设过程中自己做的不足的地方有哪些？对自己的学习有何启示？）。
单片机-航标灯控制课程设计
目录一.系统总体方案选择与说明 (1)1.1 设计方案选择 (1)1.2 设计方案说明 (1)二.系统结构框图与工作原理 (2)2.1 系统结构框图 (2)2.2 系统的工作原理 (3)三.各单元硬件设计说明及计算方法 (4)3.1 单片机简介 (4)3.2 80C51管脚图及功能介绍 (7)3.3 光敏二极管 (9)四.软件设计及说明（含流程图） (11)五.调试结果与必要的调试说明 (12)5．1水位安全时间——黑夜 (12)5.2水位安全时间——白昼 (13)5.3 枯水季节 (14)六.使用说明 (15)七.总结与体会 (16)八.参考文献 (17)九．附录 (18)一.系统总体方案选择与说明1.1 设计方案选择以89C51单片机为核心，逻辑电路为辅助的制作开发自动控制航标灯，以实现设计要求。
1.2 设计方案说明以89C51单片机为核心制作开发的自动控制航标灯系统，实现1）航标灯在黑夜能定时闪闪发光，亮3s,熄灭3s周期循环。
2）白天应停止航标灯工作。
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,定时闪闪发光，亮1s,熄灭1s周期循环。
二.系统结构框图与工作原理2.1 系统结构框图图2.12.2 系统的工作原理本电路选用了MCS87C51 单片微处理器作为航标控制电路的核心，时钟选频为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 字节内部数据存储器RAM、32 个双向输入/输出(I/O)口、2 个16 位定时/计数器和5 个两级中断结构，一个全双工串行通信口，片内时钟振荡电路。
大型智能化航标旋转灯器的设计与实现
大 型 智 能 化 航 标 旋 转 灯 器 的 设 计 与 实 现
王 如 政
（ 津海事 局 烟台航标 处 ，山东 烟 台 ２ ４ ０ ） 天 ６ ０ ０
摘 要 ： 要 介 绍 我 国 沿海 灯 塔 所 使 用 灯 器 的 历 史 沿革 和现 状 ， 简 论述 研 究 设 计 大 型 智 能 化 航 标 旋 转 灯 器 的 必 要 性 ；
要求 ， 据此 ， 国陆续从 国外 引进 了多批大 型航标旋 我
转 灯 器 ， 中 主 要 是 英 国产 Ｐ Ｂ ２ （ ０ 型 大 功 率 矩 其 Ｒ １２） 阵密封 光束灯 器 ， 装在沿 海重 要干线 灯塔 。 安
１ 技 术 要 求
设 计 大型 航 标 旋 转 灯 器 主 要 的专 业 技术 标 准
有：
这 些灯器 功率 大都 在 ３ Ｗ ， ～５ｋ 控制 系统 是模 拟 电路 ， 旋转 采用 电 磁式 驱 动 方 式 ， 耗 大 、 速误 功 转 差大 、 灯泡 寿命 短 、 自动 化程 度 低 ， 经过 二 十 几 年 且 的长 时间运行 ， 渐 老化 ， 障 率 增 高 ， 响和 制 约 逐 故 影
航标 是船舶航 行重要 的安全 保 障 系统 ，０世 纪 ２ ８ Ｏ年代 ， 为适应 我 国改革 开放 和海 上运 输 快 速发 展
的， 为灯塔 实现无 人值 守创造 了技术 条件 ， 为进一 步 实现 航标 的信息化 管理 奠定 了基础 。
的新 形势 ， 交通部 提 出 了“ 海 航 标亮 起 来 ” 沿 的总 体
系统 阐述 了大 型 智 能 化 航 标 旋 转 灯 器设 计 的技 术 依 据 ； 面 介 绍 了灯 体 机 械 结 构 、 学 、 转 驱 动 、 全 防 护 以及 全 光 旋 安
基于单片机的航标灯控系统设计
本科毕业设计论文题目基于单片机的航标灯控系统设计专业名称学生姓名指导教师毕业时间西北工业大学明德学院本科毕业设计论文毕业设计论文任务书一、题目：基于单片机的航标灯控系统设计二、指导思想和目的要求：通过毕业设计，使学生对所学电子工艺、电路基础知识、模电、数电、等电子基础课程的基本知识加深理解，掌握单片机的基本指令及基本结构，并将其与实际工程应用紧密结合起来，培养创新意识，增强分析问题解决问题能力，为尽快进入社会角色，熟悉相关开发工作流程、项目小组组成、分工、合作方式方法等。
增强团队合作意识，提高基本工作技能，为即将踏入社会奠定理论和实践基础。
内容：航标灯在夜间具有引导船舶航行的作用，是船舶在夜间安全航行有力保障。
它通过灯塔在海上夜间发出规定的灯光颜色和闪光频率的可识信号，达到规定的照射角度和能见距离，以供船舶测定位置和向船舶提供危险警告。
要求：以单片机为主控单元，通过传感器自动识别白天和黑夜，设计一种简单、可靠、节能的航标灯控制器，以达到控制航标灯夜间导航船舶的目的。
三、主要技术指标：用闪烁频率可调LED发光管作为信号指示灯，可根据感光亮度调节信号灯的闪烁频率按键可调。
(1)设计思路：运用所学单片机知识，运用其I/O口设计基本控制电路，并以发光管、按键等外部设备做为相应的模拟部件。
西北工业大学明德学院本科毕业设计论文(2)步骤：l、了解航标灯控系统的工作原理及要求。
西北工业大学明德学院本科毕业设计论文2、设计单片机工作的基本电路，如：晶振电路、复位电路。
3、根据系统设计要求选择发光二极管、按键等模拟部件。
4、设计系统基本电路。
5、绘制PRTUSE电原理图并编写系统控制程序。
6、联机进行系统仿真调试。
四、进度与要求：1．第一周～第一周收集航标灯控系统相关资料。
2．第二周～第三周用PROTUSE设计硬件原理图并进行器件选型。
3．第四周～第六周编写系统各功能模块控制程序。
4．第七周～第十周联机进行系统调试。
智能航标控制终端设计
智能航标控制终端设计1.远程监控：智能航标控制终端应能够实现对航标设备的远程监控，可以通过无线网络将航标设备的状态信息传输到终端上，并实时显示给操作人员。
操作人员可以通过终端设备对航标设备进行远程监控，及时发现并处理设备故障。
2.智能控制：智能航标控制终端应能够对航标设备进行智能控制。
通过终端设备，操作人员可以设置航标设备的开关时间、光强和信号模式等参数，实现对航标设备的智能化控制。
此外，智能航标控制终端还应具备自适应控制的能力，根据气象条件和航行需求动态调整航标的工作模式。
3.故障预测与诊断：智能航标控制终端应具备故障预测和诊断功能。
终端设备可以通过学习航标设备的工作状态和故障模式，提前预测设备的故障，并在终端上显示故障预警信息。
同时，智能航标控制终端还应提供对故障设备进行在线诊断的功能，帮助操作人员找出设备故障的原因，并提供相应的解决方案。
4.数据分析与管理：智能航标控制终端应能够将航标设备的运行数据进行收集、分析和管理。
终端设备可以对航标设备的运行数据进行实时采集，并通过数据分析算法对数据进行处理，提取出有价值的信息。
此外，智能航标控制终端还应具备数据存储和备份的功能，确保数据的安全性和可靠性。
5.人机界面友好：智能航标控制终端的人机界面应设计得简洁易用，操作人员能够快速上手。
终端设备应提供直观的操作界面和明确的功能按钮，操作人员可以通过触摸屏或物理按键实现对航标设备的控制和管理。
此外，智能航标控制终端还应支持多种语言的显示和操作，以满足不同地区操作人员的需求。
综上所述，智能航标控制终端是一种集成了智能化技术和航标控制功能的终端设备，通过使用该设备可以实现对海上航标的智能化管理和控制。
该设备具备远程监控、智能控制、故障预测与诊断、数据分析与管理以及友好的人机界面等功能。
未来，随着智能化技术的不断发展，智能航标控制终端将会在航标管理领域发挥更大的作用，提升海上航标运行的效率和可靠性。
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河南理工大学2013—2014学年第二学期计算机科学与技术学院课程设计报告课程名称微型计算机原理与接口技术设计题目航标灯的设计学生姓名学号专业班级指导教师概述水路航运系统是运输系统中极为重要的一部分，为确保水上船只安全运输和行驶，航道的正确标识已成为非常重要的常用有效手段。
在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。
如今水上航标灯的功能已日趋完善，它能实现的不只是判别白天或者黑夜的情况，而且还能判别大雾天和晴天的区别，从而控制航标灯上的发光二极管进行亮暗的操作。
不但如此，航标灯的设计也更具实用性；在海上，绵延数千里的海岸线，航标灯的电力更换始终是一件比较麻烦的事情，所以为了节省电量，一般都采用间歇性的亮暗来实现对水上航标灯的节能控制，让水上航标灯在有限的电量下，能够工作更持久的时间。
除此之外，如今的水上航标灯还设置了遥控报警装置，因为在广袤的大海中，航标灯的出错无疑会导致灾难性的事件发生，对水上航运而言，经济上会蒙受巨大的损失，确保水上航标灯的正常工作，出现错误的情况下能够及时快速的发现以及修改也成为了水上航标灯的重要要求。
第一章水上航标灯控制器的总体设计设计方案说明本次课程设计要求使用8086/8088CPU微处理器作为主控芯片，并结合其他典型接口芯片来实现航标灯控制器的设计。
水上航标灯的基本功能是判别白天和黑夜，并且在晴天和雾天进行区分，即能在夜间或者能见度较低的雾天实现闪烁发光，一亮一闪周期性得闪烁，从而实现夜间或者雾天对船只的导航功能，而在白天或者晴天这种能见度高的天气则不发光。
经分析可知，该设计要使用控制芯片直接或间接为航标灯的灯提供控制信号，以便控制航标灯是否发光以及如何发光以满足导航要求。
根据设计要求，需用微处理器CPU8086/8088作为主控制器，但是仅有微处理器CPU8086/8088是不能很好的实现设计要求的。
能实现定时计数的芯片有不少，我们可以采用专用定时/计数器8253芯片，其功能较为强大，可以实现设计要求。
其次，8253芯片的正常工作正常工作要有时钟信号作为其定时信息和用于芯片内部和芯片之间的同步时钟信号。
定时脉冲实质上就是具有一定频率方波脉冲，可以用各种振荡源来实现。
而所有这些芯片以及外围电路要正常工作还需要直流电源提供能量。
根据以上分析，该设计所采用方案是以8086微处理器为控制核心，以定时/计数器8253作为航标灯的直接控制器且为其提供工作所需直流电源，直流电源的由再有振荡电路为微处理器和定时计数器提供定时计数信息，直流电源为以上所用芯片及电路供电，最终完成本次设计任务。
硬件设计根据本次设计题目的要求，以8086/8088CPU微处理器作为主控芯片，并且使用8253定时/计数器，8255A并行输入/输出接口芯片，以及时钟发生器，直流电压源。
在选择确定芯片及电器元件之前，还是先来简要介绍一下所有可能用到的芯片以及必须的元器件，并有选择的分析他们的结构和相关功能。
这些分析不仅是必要的也是很有助于我们对设计方案的探索和优化选择。
相关硬件介绍8086 CPU介绍在本系统中，8086工作在最小模式下。
负责对8255芯片等进行工作方式控制和数据处理（1）AD7~AD0（双向。
三态）为低8位地址／数据的复用引脚线。
采用分时的多路转换方法来实现对地址线和数据线的复用。
在总线坐骑的T1状态。
这些银线表示为这些银线用作株距总线。
可见对复用信号使用时间来加以划分的。
它要求在T1状态线出现低8位地址时，用地址锁存器加图2.1 8086以锁存。
这样在随后的T状态，即使这些线用作数据线，而第8位地址线的地址在个体却被记录保存下来，并送到地址总线上。
在DMA方式时，这些银线被浮状。
（2）A15~A8（输出，三态）为8位地址线。
在读写存储器或外设端口色中个总线周期内，都作为地址线输出高8位地址。
在DMA方式时，这些引线被浮置为。
(3)A19/S6~A16/S3（输出。
三态）为地址／状态服用引脚线，在总线周期的T1状态，这些线表示为最高4位的地址线，在总线周期的其他T状态，这些线用作提供状态信息，同样需要地址锁存器对T1状态出现的最高4位地址加以锁存。
状态信息S6总是为低电平，S5反映当前允许中断标志的状态。
S4与S3一起指示当前那一个段寄存器被使用。
在DMA方式时，这些引线被浮置为高阻。
(4)RD（输出，三态）读信号，当其有效时表示正在对存储器或I／O端口进行读操作。
若IO／M为低电平，表示读取存储器的数据，若IO／M为高电平，表示读取I／O端口的数据。
在DMA方式时，这些引线被浮置为高阻。
(5)READY（输入）为准备就绪信号。
低电平有效。
本信号由等待指令WAIT 来检查。
我们知道当CPU执行WAIT指令时，CPU处于等待状态，一旦检测到TEST 号为低，则结束等待状态，继续执行WAIT指令下面的指令。
(6)TEST（输入）为检测信号，低电平有效。
本信号由低呢古代指令WAIT 来检查。
我们知道当CPU执行WAIT指令时，CPU处于等待状态，一旦检测到TEST 号为低，则结束等待状态，继续执行WAIT指令下面的指令。
(7)INTR（输入）可屏蔽中断请求信号，高电平有效。
CPU在执行每条指令的最后一个T状态时，去采样INTR信号，若发现有效，而中断允许标志IF有为1，则CPU在结束当前指令周期后相应中断请求，赚取执行中断处理程序。
(8)NMI（输入）非屏幕中断请求信号，为一个边缘触发信号，不能有软件加以屏蔽。
只要在NMI线上出现由低到高的变化信号，则CPU就会在当前指令中，赚取之行给屏蔽中断处理程序。
(9)RESET（输入）复位信号，高电平有效，复位时该信号要求维持高电平值到4个时钟周期，若使初次加电，则高电平信号至少要保持50us，复位信号的到来，将立即结束CPU的当前操作，内部寄存器恢复到初始状态。
当RESET信号从高电平回到低电平时，及复位后进入重新启动时，变质型从内存FFFF0H处带式的指令，通常在FFFF0H存放一条无条件转移指令，转移到系统程序的实际入口处。
这样只要系统被复位启动，就自动进入系统程序。
(10)CLK (输入) 时钟信号，它为CPU和总线控制电路提供基准时钟，对时钟信号要求：1／3周期为高电平，2／3周期为低电平。
8088的标准时钟频率为5MZ。
(11) 电源和地, VCC为电源引线，单一的为+5V电源。
引脚为1和20为两条GND线，要求均要接地。
(12)IO／M, 访问存储器或I／O端口的控制信号。
若IO／M为高电平，则访问的是I／O端口；若IO／M为低电平，则访问的是存储器（13)WR,写信号。
当其有效时表示CPU正在对存储器或I／O端口进行写操作，具体对水进行写操作，有IO／M信号决定。
本信号在总线周期的T2，T3。
TW状态有效。
在DMA方式时，此线被浮置为高阻。
2.1.2 8253芯片介绍8253是一种NMOS工艺制成的可编程计数器/定时器，其计数频率范围为0~2MHZ，用+5V单电源供电。
内部共有三个16位计数器，分别为计数器0、计数器1和计数器2，它们的机构完全相同。
每个计数器的输入和输出都决定于设置在控制寄存器中的控制字，互相之间工作完全独立。
每个计数器通过三个引脚和外部联系，一个为时钟输入端CLK，一个为门控信号输入图2.2 8253端GATE，另一个为输出端OUT。
每个计数器内部有一个8位的控制寄存器，还有一个16位的计数初值寄存器CR、一个计数执行部件CE和一个输出锁存器OL。
8253的功能强大，共有6种不同的工作方式:方式0：计数结束中断；方式1：可编程单拍脉冲发生；方式2：脉冲发生器；方式3：方波发生器；方式4：软件触发选通；方式5：硬件触发选通2.1.3 8255芯片介绍Intel 8255A是专为Intel公司的微处理器配套的接口芯片，8255A为可编程芯片，可用程序设定或改变其工作状态，CPU通过它可直接与外设相连接。
它有3个8位并行I/O口，具有3个通道3种工作方式，其各口功能可由软件选择，使用灵活，通用性强。
引脚信号如图图2.3 8255A2.1.6 发光二极管介绍光电二极管(PD)把光信号转换为电信号的功能，是由半导体PN结的光电效应实现的。
在耗尽层两侧是没有电场的中性区，由于热运动，部分光生电子和空穴通过扩散运动可能进入耗尽层，然后在电场作用下，形成和漂移电流相同方向的扩散电流。
漂移电流分量和扩散电流分量的总和即为光生电流。
当与P层和N层连接的电路开路时，便在两端产生电动势，这种效应称为光电效应。
当连接的电路闭合时，N区过剩的电子通过外部电路流向P区。
同样，P区的空穴流向N区，便形成了光生电流。
当入射光变化时，光生电流随之作线性变化，从而把光信号转换成电信号。
这种由PN结构成，在入射光作用下，由于受激吸收过程产生的电子 - 空穴对的运动，在闭合电路中形成光生电流的器件，就是简单的光电二极管(PD)。
如图3.19(b)所示，光电二极管通常要施加适当的反向偏压，目的是增加耗尽层的宽度，缩小耗尽层两侧中性区的宽度，从而减小光生电流中的扩散分量。
由于载流子扩散运动比漂移运动慢得多，所以减小扩散分量的比例便可显著提高响应速度。
但是提高反向偏压，加宽耗尽层，又会增加载流子漂移的渡越时间，使响应速度减慢。
为了解决这一矛盾，就需要改进PN结光电二极管的结构。
2.2 硬件设计原理图图2.7 原理图在本设计中，8086工作在最小模式下。
负责对8253芯片进行工作方式控制和数据处理；8253定时/计数器用来输出一定频率的脉冲信号来控制航标灯闪烁；以硫化镉光敏电阻为核心的光敏传感器构成的光控开关，识别白天和黑夜，使继电器处于不同的状态，从而通过8255A对开关实现逻辑或来控制5V直流稳压电流是否流过8235芯片的GATE来控制8253工作，即可实现白天不工作，晚上工作；同时8253芯片的正常工作要有时钟信号作为其定时信息和用于芯片内部和芯片之间的同步时钟信号，由时钟发生器提供。
而所有这些芯片以及外围电路要正常工作还需要直流电源提供能量。
2.3 硬件设计电路图根据以上分析，该设计所采用方案是以8086微处理器为控制核心，以定时/计数器8253作为航标灯的直接控制器且为其提供工作所需直流电源，直流电源的由再有振荡电路为微处理器和定时计数器提供定时计数信息，直流电源为以上所用芯片及电路供电，最终完成本次设计任务。
2.3.1 光敏传感器的设计光敏传感器如图所示的是简单的光敏传感器。
Cods的电阻Rids随光线明暗而变化，在电路中a点处检测出电阻变化引起相应的电压变化。
如果超过设定电平，其输出信号经运放A和T1放大，供给晶体管T2从而控制继电器J的开关。
电路中运放加有正反馈，具有一定滞后特性。