【正文】 28 頁 用于對傳感器輸出的脈沖進(jìn)行計數(shù) ,在定時器 T0計數(shù)的同時 ,用另外一個定時器 T1 來記錄從 T0 開始計數(shù)到計數(shù)器溢出的時間 ,傳 感器的輸出頻率可用如下公式計算 : 式中 :N0 是計數(shù)器 T0 的計數(shù)值 。如果檢測光較弱 ,傳感器的輸出頻率較低 ,則應(yīng)將計數(shù)器 T0 的計數(shù)值設(shè)為一個較小值 (即 X0 設(shè)為較大值 )。另外 ,對于 700nm波長以上的檢測 ,軟件計算時可進(jìn)行溫度補(bǔ)償。 % %Fs 恢復(fù)到電源 100 us 響應(yīng)到輸出 新一個脈沖周期 us 響應(yīng)到程控變化 新二個周期主頻脈沖 us 響應(yīng)到輸出受控 50 150 ns 傳感器對輸出頻率的分頻功能使輸出范圍在多種，電源對輸出頻率的影響測量方法時都可達(dá)到最優(yōu)化。整個電路圖見附錄。 在檢查無誤和用 Protel 仿真器進(jìn)行仿真 得到正確的結(jié)果后，對原理圖中的每個元器件進(jìn)行相應(yīng)的封裝 （ 在此要注意封裝一定要準(zhǔn)確無誤，否則在導(dǎo)出 PCB版時就會出錯，得不到正確的 PCB 版 ），對元器件進(jìn)行正確的封裝在原理圖設(shè)計界面創(chuàng)建網(wǎng)絡(luò)表，然后在 PCB 版設(shè)計界面導(dǎo)出創(chuàng)建好的網(wǎng)絡(luò)表，于是在 PCBPCB版設(shè)計界就會出現(xiàn)帶有飛線的各個元器件的外觀，根據(jù) PCB 版的設(shè)計規(guī)則放置好各個元器件的位置，然后在禁止布線層規(guī)定 PCB 的大小，然后通過手工布線對PCB版開始布線，布線的過程中要特別注意線的粗細(xì)的區(qū)別 ；一 般電源線要比普通的元器件的連接線要粗，布線要盡量在水平方向和垂直方向，轉(zhuǎn)角一般采用45176。該系統(tǒng)的軟件部分包括傳感器信號檢測模塊，鍵盤模塊，串行通訊模塊，液晶顯示模塊等。 流程圖說明：當(dāng)單片機(jī)上電復(fù)位后，首先對其電路中所需要的資源進(jìn)行初始化。 圖 8 系統(tǒng) 調(diào)試 8． 1 硬件調(diào)試 系統(tǒng)初始化 程序調(diào)用 放大 100倍 放大 10倍 放大 顯示 預(yù)留 開始，顯示 初始界面 打印 預(yù)留 放大 1倍 檢測 預(yù)留 預(yù)留 放大 對照 預(yù)留 返回 鍵盤掃描，按鍵？ 開始 N Y 淮陰工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 （論文） 第 23 頁 共 28 頁 根據(jù)設(shè)計的原理電路做好實驗樣機(jī)，便進(jìn)入硬件調(diào)試階段。 ：暫時排除目標(biāo)板的 CPU 和 EPROM，將樣機(jī)接上仿真機(jī)的 40 芯仿真插頭進(jìn)行調(diào)試，調(diào)試各部分接口電路是否滿足設(shè)計要求。 2） 用匯編語言：現(xiàn)在有些單片 STD 工業(yè)控制機(jī)或者開發(fā)系統(tǒng)，可直接使用匯編語言，借助 CRT 進(jìn)行匯編語言調(diào)試。必須準(zhǔn)確無誤地計算出操作碼、轉(zhuǎn)移地址和相對偏移量，以免出錯 [1， 2]。課題所涉及的知識比較廣泛，用到的元器件比較多且復(fù)雜。 采用 光頻傳感器 TSL230 對信號進(jìn)行快速、穩(wěn)定、精確地采集 ，同時快速直接將結(jié)果輸出，達(dá)到課題所 預(yù)期 的要求 。在此，獻(xiàn)上我最誠摯的感謝！設(shè)計的另一重要環(huán)節(jié)是程序的編寫。在這里我要感謝他。畢業(yè)設(shè)計是本科四年學(xué)習(xí)的大綜合；是一場綜合的考試；是一次社會實踐。同時這次設(shè)計是一個小型的社會團(tuán)體，在這個小社會中如何相處等都是一個鍛煉。要求知識的綜合性較高，各方面都要用到一點，但是我們的知識是不能達(dá)到這樣的要求的，我們在困難面前沒有低頭，通過各方面的渠道來彌補(bǔ) 自己的不足 。在我設(shè)計中遇到困難時，感謝周玄文同學(xué)的無私的幫助，使得我的設(shè)計能夠順利地進(jìn)行。一遍一遍的在仿真軟件上模擬仿真，通過不懈的努力 最后終于編寫出了整個的軟件程序。 淮陰工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 （論文） 第 25 頁 共 28 頁 致 謝 本次設(shè)計是在楊銀賢老師的悉心指導(dǎo)和幫助下完成的，他對本次設(shè)計的構(gòu)思、框架和理論運(yùn)用給予了許多深入精心的指導(dǎo)，使得設(shè)計及論文得以順利完成。實時圖形文字顯示采用了含有 T6963C 控制器的液晶顯示模塊， 使 檢測結(jié)果清晰地顯示出來。實驗室調(diào)試工作完成以后，即可組裝成機(jī)器，移至現(xiàn)場進(jìn)行運(yùn)行和進(jìn)一步調(diào)試，并根據(jù)運(yùn)行及調(diào)試中的問題反復(fù)進(jìn)行修改。這種方法的實質(zhì)就是對照 MCS— 51 指令編碼表，將源程序指令逐條地譯成機(jī)器碼，然后輸入到 RAM 重新進(jìn)行調(diào)試。通常的方法是，先編調(diào)試軟件，逐一檢查調(diào)試硬件電路系統(tǒng)設(shè)計的準(zhǔn)確性。 ：用萬能表或邏輯測試筆逐步按照邏輯圖檢查機(jī)中各器件的電源及各 引腳的連接是否正確，檢查數(shù)據(jù)總線、地址總 線和控制總線是否有短路等故障。該系統(tǒng)包括界面初始化，檢測，對照，顯示和打 印的過程都是通過鍵盤操作來控制的。具體工作過程 是：光頻傳感器接受到外部的光強(qiáng)信號后，通過內(nèi)部電路將光信號轉(zhuǎn)化為頻率信號送往單片機(jī)處理，單片機(jī)接受到外面的信號后，對接受到的信號進(jìn)行處理 ，控制液晶顯示模塊和串行通訊接打印機(jī)模塊開始工作，將處理后的信號結(jié)果通過液晶顯示模塊顯示出來，同時，淮陰工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 （論文） 第 22 頁 共 28 頁 將結(jié)果打印出來。 7 軟件部分概述 本系統(tǒng)軟件由單片機(jī) C 語言編寫而成，采用 模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計 [1， 2]。在確定好整個 電路要實現(xiàn)的功能以及每個功能模塊的元器件的后 ，設(shè)計出原理圖，并用相關(guān)的電路設(shè)計軟件 Protel99SE 畫出設(shè)計好的原理圖，將完成的電路圖進(jìn)行電氣規(guī)則檢查，發(fā)現(xiàn)了有錯誤時，回到原圖中進(jìn)行修改，修改后在進(jìn)行電氣規(guī)則檢查，如果還有錯誤，繼續(xù)回到原圖中進(jìn)行修改，再檢查，如此反復(fù)，直到?jīng)]有錯誤。分頻系數(shù)為 10或 100時輸出提供一個較低的頻率范圍 ,可用于高分辨率周期測量 淮陰工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 （論文） 第 20 頁 共 28 頁 圖 輸出 頻率與光照強(qiáng)度的關(guān)系 SL230 的光譜響應(yīng)特性如圖 所示 ,25℃環(huán)境下 ,在 300～ 1100nm 的波長范圍內(nèi) ,傳感器均可以取得較好的響應(yīng)效果。 % %Fs fO=0kHz～ 100kHz 177。將計數(shù)器計數(shù)值設(shè)得比較小時 ,檢測需要的時間較短 ,但檢測精度相對較低。 t1 是計數(shù)器 T1 的計時時間 。光電二極管的作用是將采集到的光信號快速準(zhǔn)確地轉(zhuǎn)換成電流信號， 做為模擬信號的電流信號通過電流 /頻率轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字頻率信號 ， 這樣就避免了一般信號采集電路中的 A/D 轉(zhuǎn)換，提高了對信號的采集準(zhǔn)度和精度， S S3 控制端 對頻率進(jìn)行分頻后輸出到單片機(jī)，單片機(jī)對接受到的信號進(jìn)行處理，不分頻時輸出信號是寬度固定的脈沖串，分頻 時輸出時是方波，對于同樣的光照強(qiáng)度，分頻系數(shù)為100 時的最終輸出頻率是分頻系 數(shù)為 1 時的 1%， TSL230 可檢測到的最強(qiáng)的光強(qiáng)度和最弱的光強(qiáng)度之比為 108,即其輸入信號動態(tài)范圍可達(dá) 108～ 傳感器檢測到光強(qiáng)的范圍，輸出頻率是正于光照強(qiáng)度的脈沖串 /方波 [16]。 其感光波長為 300nm～ 700nm, 使用溫度 范圍 5～ 70℃。同時，也降低了功耗。故在電路中起著自動調(diào)節(jié)、安全保護(hù)、轉(zhuǎn)換電路等作用 圖 繼電器控制電路 如圖 ： 為單片機(jī)的 I/O 口， R31 為與單片機(jī)的 I/O 口相連的上拉電阻， LAMP 為接地端，和 +12V 組成電源電路為繼電器的兩個觸點供電 ，三極管、二極管以及電阻構(gòu)成了繼電器線 圈 兩端的控制電路，當(dāng) 端為低電平時，通過三極管的發(fā)射極接地，使得二極管截止，繼電器的電磁鐵的線圈不會通電，淮陰工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 （論文） 第 16 頁 共 28 頁 其觸點不會接觸在一起； 端為高電平時，二極管被導(dǎo)通，繼電器的電線圈會通電，其觸點會接觸在一起，于是就會 形成通路 。 表 . EDM128128 的時序表 項目 符號 條件 最小值 最大值 單位 C/D上升時間 tcds Vdd=5V177。一般列驅(qū)動芯片都是 80個輸出端子，模塊為 240列輸出， EDM模塊采用三片 T6A39芯片相聯(lián)，正好能構(gòu)成 240 列輸出。由移位寄存器產(chǎn)生的并行輸出數(shù)據(jù)澈同可分三種：第一種為 01～068；第二種是 068～ 01；第三種流向是 01～ 034 和 068～ 035，具體輸出哪一種取決于來自數(shù)據(jù)流向控制和移位時鐘極性控制電路的信號，數(shù)據(jù)流向控制電路根據(jù)單 /雙屏選擇端子 DUAL 和流向選擇端子 DIR 的邏輯電平產(chǎn)生流向控制信號。當(dāng)選定后，即可對選定數(shù)據(jù)區(qū)進(jìn)行掃描，對應(yīng)的顯示數(shù)據(jù)經(jīng)串行變換后轉(zhuǎn)化成 LCD 串 行數(shù)據(jù)并串行輸出到列驅(qū)動器。片內(nèi)設(shè)置有文本指針、圖形指針、 用戶字符發(fā)生器指針及地址指針等寄存器。 T6963C 有十條基本指令，主要有：數(shù)據(jù)的讀 /寫、顯示存貯器的寄存器指針設(shè)置、控制字設(shè)置、工作模式設(shè)置、顯示模式、光標(biāo)形狀選擇、位設(shè)置、屏幕拷貝以及屏幕搜索等功能。首先由芯片內(nèi)置振蕩器與外加晶振構(gòu)成的振蕩電路產(chǎn)生主頻信號，此信號經(jīng)時序控制器多次分頻后再產(chǎn)生各種時序信號。該液晶顯示模塊由液晶顯示控制器 T6963C 及其周邊電路、行驅(qū)動器 T6A40 組、列驅(qū)動器 T6A39 組、液晶驅(qū)動偏壓電路、顯示存儲器以及液晶屏組成。輸出可以被驅(qū)動到177。未使用的驅(qū)動器輸入端不連淮陰工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 （論文） 第 12 頁 共 28 頁 接，有內(nèi)置的、與 VCC 相連的 400k 輸入上拉電阻 ?？梢詮?+10V(V+)和 10V(V)輸出端獲取少量的電源功率，同時為外部電路供電。接收器傳輸延時 典型值為 600ns，與輸入擺幅方向無關(guān)。 25V 的過壓輸入，并提供標(biāo)稱值為 5千歐的輸入端接電阻。因此，單片機(jī)系統(tǒng)要和打印機(jī) 的 RS232 接口進(jìn)行通信，就必須把單片機(jī)的淮陰工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 （論文） 第 11 頁 共 28 頁 信號電平（ TTL 電平）轉(zhuǎn)換成打印機(jī)的 RS232C 電平，或者把打印機(jī)的 RS232C電平轉(zhuǎn)換成單片機(jī)的 TTL 電平，通信時候必須對 兩種電平進(jìn)行轉(zhuǎn)換 [15]。因此，實際工作時，應(yīng)保證傳輸?shù)碾娖皆?77。在 TXD 和 RXD 引腳上電平定義：邏輯 1(MARK) ＝ 3V～ 15V，邏輯 0(SPACE) ＝ ＋ 3～＋ 15V。其方法是：先令列線 為低電平，其余的三根列線都為高電平，讀 行線的狀態(tài)。矩陣式鍵盤適用于按鍵數(shù)量較多的場 合。 復(fù)位電路的基本功能是：系統(tǒng)上電時提供復(fù)位信 號，直至系