【正文】 器的新時代，使得測量儀器與計算機之間的界限消失。根據(jù)生產(chǎn)要求，測試儀應(yīng)具有以下功能： 能夠設(shè)定電流，電壓，照度參數(shù)；并在超出范圍時，燈光提示；具有電流，照度，電壓顯示。 本課題選擇單片機控制方案。 品種多樣，型號繁多。常州工學(xué)院電子信息與電氣工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 6 增加控制功能，向外部接口延伸。工作電流從 mA 級降到μ A級。此外，還特別配置有傳感器，人機對話 、網(wǎng)絡(luò)多通道等 接口，以便構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)和多機系統(tǒng)。 本系統(tǒng)選用 STC89C52RC 單片機。 （在系統(tǒng)可編程） /IAP（在應(yīng)用可編程），無需專用編程器，無需專用仿真器，可通過串口（ RxD/,TxD/）直接下載用戶程序，數(shù)秒即可完成一片。 圖 22 STC89C52RC 引腳圖 STC89C52RC 引腳功能說明 VCC（ 40 引腳）：電源電壓 VSS（ 20 引腳）：接地 P0 端口（ ～ ， 39～ 32 引腳）： P0 口是一個漏極開路的 8 位雙向 I/O 口。在 Flash ROM 編程時， P0端口接收指令字節(jié)；而在常州工學(xué)院電子信息與電氣工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 9 校驗程序時，則輸出指令字節(jié)。對端口寫入 1 時，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電位，這是可用作輸入口。對端口寫入 1 時，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，這時可用作輸入口。 在對 Flash ROM 編程和程序校驗期間， P2也接收高位地址和一些控制信號。 P3 做輸入口使用時，因為有內(nèi)部的上拉電阻，那些被外部信號拉低的引腳會輸入一個電流（）。這 6 個規(guī)格的具體描述如下： 光譜響應(yīng) /IR 抑制：環(huán)境光傳感器應(yīng)該僅對 400nm 至 700nm 光譜的范圍有感應(yīng)。 集成的信號調(diào)節(jié)功能 (即放大器和 ADC)：一些傳感器可能提供非常小的封裝，但是卻需要一個外部放大器或無源元件來獲取所需的輸出信號?，F(xiàn)在可提供的較小封裝尺寸約為 。而登場不久的集成器件把一個光電晶體管或光電二極管與電流放大器集成起來，以實現(xiàn)片上校準(zhǔn)、過濾和更高的分辨率。 GaAs 的能帶隙較小，使其能夠吸收紅外光中的低能光子，使電子躍遷到傳導(dǎo)帶。 ：常州工學(xué)院電子信息與電氣工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 11 在同樣之電壓下，照度愈強，光電流愈大，亦即是電阻愈小，適當(dāng)?shù)奶砑与s質(zhì)，便能使照度在小 1~1000 lux 范圍內(nèi)保持與光電時間的直線關(guān)系。 幾種不同材料光敏電阻的光譜圖，如圖 24 所示 圖 24 光敏電阻光譜圖 照度與光敏電阻阻值 的特性曲線如圖 25 所示 圖 25 光敏電阻特性曲線 第 2 章 設(shè)計方案 12 表 26 幾種 CdS 光敏電阻的參數(shù) 型號 參數(shù) 光譜響 應(yīng)范圍 μm 峰值 波長 μm 允許 功耗 mW 最高工 作電壓 V 響應(yīng)時間 光電特性 電阻溫度系數(shù) /%/℃ （ 20~60℃ ） Tτ/mS tf/mS 暗電阻值 MΩ 亮電阻值 KΩ（ 100IX） UR74A ~ 50 100 40 30 1 ~ UR74B ~ 30 50 20 15 10 ~ 4 UR74C ~ 50 100 6 4 100 ~ 2 本次設(shè)計選用 UR74A 完全能符合設(shè)計要求，所以選用 UR74A。同樣，共陽極 LED 顯示器的工作原理也一樣。這樣的話，如果顯示器的個數(shù)較多，那么用的 I/O 接口就更多，因此顯示位數(shù)較多的情況下，一般都不用靜態(tài)顯示。由于各位的段選線并聯(lián)，段碼的輸出對各位來說都是相同的，因此，同一時刻，如果各位選線都處于選通狀態(tài)的話，那 LED 顯示器將顯示相同的字符。 方案二 :采用 1602 模塊液晶，模塊內(nèi)部集成顯示屏（ LCD panel ）、控制器（ controller）、列驅(qū)動器（ segment driver）和偏壓產(chǎn)生電路。常州工學(xué)院電子 信息與電氣工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 13 綜合考慮數(shù)碼管和液晶顯示器，從它們的分辨率、視角、可視面積、亮度與對比度、反應(yīng)速度和色彩等多方面看，液晶屏都比數(shù)碼管要好很多，只是在價格上液晶屏要比數(shù)碼管貴點。液晶顯示器具有厚度薄、適用于大規(guī)模集成電路直接驅(qū)動、易于實現(xiàn)全彩色顯示的特點，目前已經(jīng)被廣泛應(yīng)用在便攜式電腦、數(shù)字?jǐn)z像機、PDA 移動通信工具等眾多領(lǐng)域。要顯示字符時要先輸入顯示字符地址，也就是告訴模塊在哪里顯示字符，圖 212 是 1602 的內(nèi)部顯示地址。 六、 1602LCD 的一般初始化（復(fù)位）過 程 延時 15mS 寫指令 38H（不檢測忙信號） 延時 5mS 寫指令 38H（不檢測忙信號） 延時 5mS 寫指令 38H（不檢測忙信號） 以后每次寫指令、讀 /寫數(shù)據(jù)操作均需要檢測忙信號 寫指令 38H：顯示模式設(shè)置 寫指令 08H：顯示關(guān)閉 寫指令 01H：顯示清屏 寫指令 06H：顯示光標(biāo)移動設(shè)置 寫指令 0CH：顯示開及光標(biāo)設(shè)置 本章小結(jié) 本章講述的是系統(tǒng)總體的方案設(shè)計，首先用一個系統(tǒng)的總體框圖來說明本系統(tǒng)的總體方案。測車燈電流， 單片機只能認(rèn)識用二進制數(shù)表示的電壓信號 ， 采樣電流也要轉(zhuǎn)換成電壓。 還有一個是電壓信號，電壓信號通過 A/D 轉(zhuǎn)換送入單片機讀取， 不過一般只有 5V 的量程，要想擴大量程，就要用電阻分 壓，然后根據(jù)倍數(shù)來計算，不過，倍數(shù)越大，精度就越小，畢竟 A/D 的位數(shù)有限！ 還有一個照度信號，經(jīng)光傳感器將檢測到的照度送入 A/D 轉(zhuǎn)換送入單片機讀取。 （ 1）主控制器選擇，主控制器可采用以單片機為控制核心控制板，這里選用 STC 系列單片機 控制?；谌绱怂悸?，在需要測量的回路中串接一分流器將采樣到的信號調(diào)理放大適當(dāng)幅度。 電氣控制系統(tǒng)的核心原件主要是 STC 系列單片機。 用 protues 軟件畫系統(tǒng)的硬件電路原理圖如下圖 31 所示。復(fù)位電路用于將單片機內(nèi)部各電路的狀態(tài)恢復(fù)到一個確定的初始值，并從這個狀態(tài)開始工作。由于晶體自身的特性致使這兩個頻率的距離相當(dāng)?shù)慕咏?，在這個極窄的頻率范圍內(nèi)，晶振等效為一個電感，所以只要晶振的兩端并聯(lián)上合適的電容它就會組成并聯(lián)諧振電路。所以我 在電路中串接了一個 歐姆的采樣電阻，由于是對電流采樣，所以電阻的阻值較小。第 2 腳 VDD 接 5V 正電源。當(dāng) RS 和 R/W 共同為低電平時可以寫入指令或者顯示地址，當(dāng) RS 為低電平R/W 為高電平時可以讀忙信號，當(dāng) RS 為高電平 R/W 為低電平時可以寫入數(shù)據(jù)。第 16 腳背光源負(fù)極。 A/D 轉(zhuǎn)換電路的設(shè)計 圖 39A/D 轉(zhuǎn) 換電路圖第 3 章 系統(tǒng)硬件設(shè)計 24 A/D 轉(zhuǎn)換電路由 ADC0808 支持。一般在硬件仿真時采用 ADC0808 進行 A/D 轉(zhuǎn)換，實際使用時采用ADC0809 進行 A/D 轉(zhuǎn)換。當(dāng)所測電流，電壓，照度值超過或低于所預(yù)設(shè)的參數(shù)時，數(shù)據(jù)口相應(yīng)拉高電平，報警輸出。常州工學(xué)院電子信息與電氣工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 25 （ 3）加減鍵：增加減少設(shè)定車燈電流電壓照度的值。 ① 準(zhǔn)備焊接 :清潔被焊元件處的積塵及油污 ,再將被焊元器件周圍的元器件左右掰一掰 ,讓電烙鐵頭可以觸到被焊元器件的焊錫處 ,以免烙鐵頭伸向焊接處時燙壞其他元器件。 ③ 清理焊接面 :若所焊部位焊錫過多 ,可將烙鐵頭上的焊錫甩掉 (注意不要燙傷皮膚 ,也不要甩到印刷電路板上 !),用光烙錫頭 沾 些焊錫出來。先是介紹了是系統(tǒng)的原理圖的設(shè)計，首先給出了原理圖，然后是分別說明原理圖的布局中各個子系統(tǒng)的設(shè)計問題。對于超過測量范圍的給予 報警。常州工學(xué)院電子信息與電氣工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 27 按鍵子程序設(shè)計 N Y N Y ， N N Y N N N N N Y Y Y Y Y Y 圖 42 按鍵子程序流程圖 多功能鍵盤程序的設(shè)計是本設(shè)計的難點，也是完成本設(shè)計的重點。設(shè)定電壓參數(shù)時，按下 K2 鍵，電壓加 ，按下 K3 鍵，電壓減 。通道不為 0，轉(zhuǎn)到判別通道是否為 1，為 1，返回 1 通道，數(shù)據(jù)處理。將電流，電壓送到 LCD 第一行顯示，照度送到第二行顯示。模式不為 3 時，直接返回。最后是液晶屏的驅(qū)動程序設(shè)計部分，這個驅(qū)動程序比較長，分為各個子程序模塊分別編寫各部分的功能。調(diào)試可分為硬件調(diào)試和軟件調(diào)試。 目標(biāo)程序糾錯：該階段工作通常在目標(biāo)程序編輯時就完成。 用軟件模擬器調(diào)試不需任何在線仿真器，也不需要用戶樣機，直接就可以在電腦上開發(fā)和調(diào)試。調(diào)試工作可以分為四步： 線路檢查：根據(jù)硬件邏輯設(shè)計圖，仔細(xì)檢查樣機線路是否連接正確，并核對元器件的型號、規(guī)格和安裝是否符合要求，必要時可用萬用表檢測線路通斷情況。 通電檢查：在確保電源良好前提下，接通電源。通電檢查的主要目的是看系統(tǒng)是否存在短路或由元器件損壞、裝配錯誤引起的電流異常。單 片機是很容易受干擾的控制器，當(dāng)采用外部晶振時，應(yīng)盡量讓其靠近單片機減少對其干擾，防止程序亂飛現(xiàn)象。 在這次設(shè) 計中我學(xué)到了很多，也發(fā)現(xiàn)了自己的不足，也難免有錯誤之處，敬請?zhí)岢?！結(jié)束語 35 結(jié)束語 基于 STC 單片機的智能車燈參數(shù)檢測儀的開發(fā)與設(shè)計是從 20xx 年 4 月 1 日到 20xx年 5 月 20 日完成的，基本功能已經(jīng)實現(xiàn)，當(dāng)然還有待進一步完善。 （ 3）初步確定系統(tǒng)所需的器材，并認(rèn)識和學(xué)會所選器材的性能和使用方法。 2 設(shè)計體會 經(jīng)過半學(xué)期的努力，畢業(yè)設(shè)計終于完成了。通過這次畢業(yè)設(shè)計，我才明白學(xué)習(xí)是一種長期積累的過程，在以后的工作、生活中都應(yīng)該不斷的學(xué)習(xí)，努力提高自己的知識和綜合素質(zhì)?？煽啃詫τ谝粋€成熟穩(wěn)定的系統(tǒng)來說非常重要，在設(shè)計過程中考慮的問題越多，那么調(diào)試的時候出現(xiàn)問題的概率越小。與同學(xué)討論，可以獲得新的方法。 參考文獻(xiàn) 37 參考文獻(xiàn) 。此外，我還得出一個結(jié)論，知識必須通過應(yīng)用才能實現(xiàn)其價值。 在畢業(yè)設(shè)計完成的過程中，我還深深體會到交談和相互討論的重要性。雖然這個設(shè)計做的還有缺陷，但是在設(shè)計過程中所學(xué)到的 東西是這次畢業(yè)設(shè)計的最大收獲和財富，使我終身受益。畢業(yè)設(shè)計不僅是對前面所學(xué)知識的一種檢驗，而且也是對自己能力的一種提 高。 （ 5）完成系統(tǒng)硬件的設(shè)計，電路的原理圖和電路板的焊接工作。 1 主要工作 這次設(shè)計是我做過的真正意義上的一次完整的設(shè)計，從這次畢業(yè)設(shè)計題目的選定到設(shè)計的完成，其中完成的主要工作如下： （ 1）根據(jù)畢業(yè)設(shè)計課題制定系統(tǒng)的總體方案。 軟件設(shè)計是核心部分，具有多樣化，靈活性高，易移植等優(yōu)點，要深深理會各指令的含義才能更加熟練應(yīng)用，中斷的合理利用可以減少 CPU 利用資源，具有執(zhí)行效率高等優(yōu)點，本設(shè)計用到定時器中斷以減少對 CPU 的占用，更好的處理其他功能。 本設(shè)計特點突出，性價比高，適合于車燈，有很高應(yīng)用價參數(shù)檢測值。若接通后電流很大，必須立即切斷電源。調(diào)試的方法有兩種：一種是斷開樣機穩(wěn)壓電源的輸出端，檢查空載時電源工作情況；另一種是拔下樣機上的主要集成芯片，檢查電源的負(fù)載能力（用假負(fù)載）。圖 51 為電流超出范圍時的狀態(tài)。 整體程序調(diào)試：即把各子程序整體連起來進入到綜合電路調(diào)試，看是否能實現(xiàn)預(yù)計的功能顯示。 軟件調(diào)試 本設(shè)計是在 Proteus 軟件和 Keil 軟件相結(jié)合調(diào)試的，完全用仿真軟件在電腦上對目標(biāo)電路原理圖和程序進行檢測和調(diào)試。通過軟件和硬件相結(jié)合系統(tǒng)即可運行。常州工學(xué)院電子信息與電氣工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 31 46LCD 初始化流程圖 47 顯示流程圖 本章小結(jié) 本章是系統(tǒng)的軟件設(shè)計部分，開始是系統(tǒng)軟件的總體流程圖，看到這個圖之后我們就會很容易的弄明白單片機作為一個核心控制部分是怎樣控制系統(tǒng)工作的。模式不為 1 時，轉(zhuǎn)到判別是否選擇模式 2，模式為 2 時，設(shè)置電壓。第 4 章 系統(tǒng)軟件設(shè)計 30 轉(zhuǎn)換子程序設(shè)計 45 轉(zhuǎn)換子程序流程圖 轉(zhuǎn)換子程序涉及到，電壓，電流，照度 設(shè)置模式