最近重温经典喜剧电影时，发现下面这么一幕：

达文西发明了一个“古怪手电筒”，“在有光的时候就会亮，在没有光的情况下绝对不会亮！”

这种手电筒是怎么制作的呢，我们能否自己制作一个类似的手电筒呢？当然可以，情继续往下看。

设计“古怪手电筒”

这里计划仍然使用C语言编程 51 单片机完成这种设计，那么，51 单片机就是“古怪手电筒”的大脑，它决定“古怪手电筒”是否发光。而为了实现“有光才亮，无光不亮”的机制，51 单片机还需要一只“眼睛”，用于观察“古怪手电筒”所处环境是否有光。

光敏电阻恰好可以作为 51 单片机的“眼睛”，它能够感知环境光照的变化。当照射在光敏电阻上的光亮度改变时，光敏电阻的阻值也会变化：

加上适当的电路（例如简单将光敏电阻与定电阻和电源串联），很容易将这样的电阻值变化，转变为电压值变化，而 51 单片机的 ADC 模块恰恰可以采集电压值。

如此一来，“古怪手电筒”的设计思路就有了：先将光敏电阻和定电阻与电源串联起来，如下图，然后使用 51 单片机的 P1.0 口（ADC的通道 0）连接检测点：

再使用51 单片机的 ADC 模块检测电压，记录有光时的电压 Vb 和无光时的电压 Vd。之后，当 51 单片机检测到 Vb 附近的电压时，就控制“手电筒”发光，检测到 Vd 附近的电压时则关闭“手电筒”。

C语言编程单片机，实现“古怪手电筒”的设计

因为要使用到 51 单片机的 ADC 模块，所以首先要实现 ADC 的C语言代码，请看：

void adc_init(){ P1ASF = 0xff; // 8 个通道都开 ADC_RES = 0; ADC_CONTR = ADC_POWER|ADC_SPEEDLL; delay_about_100ms(2);}

这里将 P1ASF 赋值为 0xff，表示 P1 的 8 个 IO 口都可以作为 ADC 采样口。然后延时一段时间，等待 ADC 模块初始化。获取一次 ADC 采样值的 C语言代码可以如下写：

// 获取高 8 位的 adc 值BYTE get_adc_h8bit(BYTE ch){ ADC_CONTR = ADC_POWER|ADC_SPEEDLL|ADC_START|ch; _nop_();_nop_();_nop_();_nop_(); // 等待转换完成 while(!(ADC_CONTR & ADC_FLAG)); ADC_CONTR &= ~ADC_FLAG; return ADC_RES;}// 获取 10 位 adcWORD get_adc_res(BYTE ch){ WORD res = 0; res = get_adc_h8bit(ch); res <<= 2; res |= ADC_LOW2; return res;}

这里的 ADC 代码比较简要，详细的说明可参考第 9 节文章。现在将 51 单片机测量的电压值发送到串口，C语言代码可以如下写：

void main(){ float vol; adc_init(); init_uart(9600); while(1){ vol = 5.0*((float)get_adc_res(0))/1024.0; delay_about_100ms(2); printf("voltage: %0.2fV\r\n", vol); }}

编译C语言程序，烧写到单片机，在电脑端打开串口调试工具：

这是我开着灯时， 51单片机采集到的电压值，可以看出是大于 4.4V 的。现在关灯，观察 51 单片机传来的电压值：

此时电压值基本在 2 V 附近，低于 3V。现在用 LED 小灯模拟“手电筒”，控制代码可以如下写：

void main(){ float vol; adc_init(); while(1){ vol = 5.0*((float)get_adc_res(0))/1024.0; if(vol < 3.00) P20 = 1; else P20 = 0; }}

上面的C语言代码很简单，就是认为电压小于 3V 时是关灯，此时单片机关闭“古怪手电筒”。否则认为开着灯，此时单片机控制“古怪手电筒”发光。编译C语言程序，烧写到单片机，测试发现我们成功的仿制出了达文西的“古怪手电筒”，“在有光的时候就会亮，在没有光的情况下绝对不会亮！”：

其实稍微修改一下C语言控制代码，就可以把“古怪手电筒”改成真正的“智能手电筒”：

 if(vol < 3.00) P20 = 0; else P20 = 1;

编译C语言程序，烧写到单片机，再测试之，发现“手电筒”在没光的时候自动亮起来，有光的时候则自动关闭：

思考

可以说，目前所谓的“信息化”社会，其实就是“电信号”的社会，从手机到计算机，再到集群服务器，本质上都是基于数字电路的计算机器。看了这两节内容的朋友，应该发现单片机的 ADC 模块的强大之处了，ADC 能够将模拟信号“数字化”，而没有数字化的信号，“信息化”也无从谈起。

“智能”机器则可以认为是能够对外界环境做出反应的机器。例如上一节介绍的温度警报器在某种程度上就属于一种智能机器，它能够检测环境温度，并在温度超过设定值后发出警报。本节最后介绍的“智能手电筒”也属于智能机器。

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