【正文】 器的新時(shí)代，使得測(cè)量?jī)x器與計(jì)算機(jī)之間的界限消失。根據(jù)生產(chǎn)要求，測(cè)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(shí)，燈光提示；具有電流，照度，電壓顯示。 本課題選擇單片機(jī)控制方案。 品種多樣，型號(hào)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(jì)說(shuō)明書 6 增加控制功能，向外部接口延伸。工作電流從 mA 級(jí)降到μ A級(jí)。此外，還特別配置有傳感器，人機(jī)對(duì)話 、網(wǎng)絡(luò)多通道等 接口，以便構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)和多機(jī)系統(tǒng)。 本系統(tǒng)選用 STC89C52RC 單片機(jī)。 （在系統(tǒng)可編程） /IAP（在應(yīng)用可編程），無(wú)需專用編程器，無(wú)需專用仿真器，可通過(guò)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(shuō)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(gè)漏極開路的 8 位雙向 I/O 口。在 Flash ROM 編程時(shí)， 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(jì)說(shuō)明書 9 校驗(yàn)程序時(shí)，則輸出指令字節(jié)。對(duì)端口寫入 1 時(shí)，通過(guò)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(duì)端口寫入 1 時(shí)，通過(guò)內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，這時(shí)可用作輸入口。 在對(duì) Flash ROM 編程和程序校驗(yàn)期間， P2也接收高位地址和一些控制信號(hào)。 P3 做輸入口使用時(shí)，因?yàn)橛袃?nèi)部的上拉電阻，那些被外部信號(hào)拉低的引腳會(huì)輸入一個(gè)電流（）。這 6 個(gè)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(duì) 400nm 至 700nm 光譜的范圍有感應(yīng)。 集成的信號(hào)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(gè)外部放大器或無(wú)源元件來(lái)獲取所需的輸出信號(hào)?，F(xiàn)在可提供的較小封裝尺寸約為 。而登場(chǎng)不久的集成器件把一個(gè)光電晶體管或光電二極管與電流放大器集成起來(lái)，以實(shí)現(xiàn)片上校準(zhǔn)、過(guò)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(jì)說(shuō)明書 11 在同樣之電壓下，照度愈強(qiáng)，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(shí)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(jì)方案 12 表 26 幾種 CdS 光敏電阻的參數(shù) 型號(hào) 參數(shù) 光譜響 應(yīng)范圍 μm 峰值 波長(zhǎng) μm 允許 功耗 mW 最高工 作電壓 V 響應(yīng)時(shí)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(jì)選用 UR74A 完全能符合設(shè)計(jì)要求，所以選用 UR74A。同樣，共陽(yáng)極 LED 顯示器的工作原理也一樣。這樣的話，如果顯示器的個(gè)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(duì)各位來(lái)說(shuō)都是相同的，因此，同一時(shí)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(dòng)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(jì)說(shuō)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(duì)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(jià)格上液晶屏要比數(shù)碼管貴點(diǎn)。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(dòng)、易于實(shí)現(xiàn)全彩色顯示的特點(diǎn)，目前已經(jīng)被廣泛應(yīng)用在便攜式電腦、數(shù)字?jǐn)z像機(jī)、PDA 移動(dòng)通信工具等眾多領(lǐng)域。要顯示字符時(shí)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(guò) 程 延時(shí) 15mS 寫指令 38H（不檢測(cè)忙信號(hào)） 延時(shí) 5mS 寫指令 38H（不檢測(cè)忙信號(hào)） 延時(shí) 5mS 寫指令 38H（不檢測(cè)忙信號(hào)） 以后每次寫指令、讀 /寫數(shù)據(jù)操作均需要檢測(cè)忙信號(hào) 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(dòng)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(jì)，首先用一個(gè)系統(tǒng)的總體框圖來(lái)說(shuō)明本系統(tǒng)的總體方案。測(cè)車燈電流， 單片機(jī)只能認(rèn)識(shí)用二進(jìn)制數(shù)表示的電壓信號(hào) ， 采樣電流也要轉(zhuǎn)換成電壓。 還有一個(gè)是電壓信號(hào)，電壓信號(hào)通過(guò) A/D 轉(zhuǎn)換送入單片機(jī)讀取， 不過(guò)一般只有 5V 的量程，要想擴(kuò)大量程，就要用電阻分 壓，然后根據(jù)倍數(shù)來(lái)計(jì)算，不過(guò)，倍數(shù)越大，精度就越小，畢竟 A/D 的位數(shù)有限！ 還有一個(gè)照度信號(hào)，經(jīng)光傳感器將檢測(cè)到的照度送入 A/D 轉(zhuǎn)換送入單片機(jī)讀取。 （ 1）主控制器選擇，主控制器可采用以單片機(jī)為控制核心控制板，這里選用 STC 系列單片機(jī) 控制?；谌绱怂悸罚谛枰獪y(cè)量的回路中串接一分流器將采樣到的信號(hào)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(jī)。 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(jī)內(nèi)部各電路的狀態(tài)恢復(fù)到一個(gè)確定的初始值，并從這個(gè)狀態(tài)開始工作。由于晶體自身的特性致使這兩個(gè)頻率的距離相當(dāng)?shù)慕咏?，在這個(gè)極窄的頻率范圍內(nèi)，晶振等效為一個(gè)電感，所以只要晶振的兩端并聯(lián)上合適的電容它就會(huì)組成并聯(lián)諧振電路。所以我 在電路中串接了一個(gè) 歐姆的采樣電阻，由于是對(duì)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(shí)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(shí)可以讀忙信號(hào)，當(dāng) RS 為高電平 R/W 為低電平時(shí)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(jì) 圖 39A/D 轉(zhuǎn) 換電路圖第 3 章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 24 A/D 轉(zhuǎn)換電路由 ADC0808 支持。一般在硬件仿真時(shí)采用 ADC0808 進(jìn)行 A/D 轉(zhuǎn)換，實(shí)際使用時(shí)采用ADC0809 進(jìn)行 A/D 轉(zhuǎn)換。當(dāng)所測(cè)電流，電壓，照度值超過(guò)或低于所預(yù)設(shè)的參數(shù)時(shí)，數(shù)據(jù)口相應(yīng)拉高電平，報(bào)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(jì)說(shuō)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(shí)燙壞其他元器件。 ③ 清理焊接面 :若所焊部位焊錫過(guò)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(lái)。先是介紹了是系統(tǒng)的原理圖的設(shè)計(jì)，首先給出了原理圖，然后是分別說(shuō)明原理圖的布局中各個(gè)子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)問(wèn)題。對(duì)于超過(guò)測(cè)量范圍的給予 報(bào)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(jì)說(shuō)明書 27 按鍵子程序設(shè)計(jì) 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(jì)是本設(shè)計(jì)的難點(diǎn)，也是完成本設(shè)計(jì)的重點(diǎn)。設(shè)定電壓參數(shù)時(shí)，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(shí)，直接返回。最后是液晶屏的驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)部分，這個(gè)驅(qū)動(dòng)程序比較長(zhǎng)，分為各個(gè)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(cuò)：該階段工作通常在目標(biāo)程序編輯時(shí)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(jī)，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(jì)圖，仔細(xì)檢查樣機(jī)線路是否連接正確，并核對(duì)元器件的型號(hào)、規(guī)格和安裝是否符合要求，必要時(shí)可用萬(wàn)用表檢測(cè)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(cuò)誤引起的電流異常。單 片機(jī)是很容易受干擾的控制器，當(dāng)采用外部晶振時(shí)，應(yīng)盡量讓其靠近單片機(jī)減少對(duì)其干擾，防止程序亂飛現(xiàn)象。 在這次設(shè) 計(jì)中我學(xué)到了很多，也發(fā)現(xiàn)了自己的不足，也難免有錯(cuò)誤之處，敬請(qǐng)?zhí)岢觯〗Y(jié)束語(yǔ) 35 結(jié)束語(yǔ) 基于 STC 單片機(jī)的智能車燈參數(shù)檢測(cè)儀的開發(fā)與設(shè)計(jì)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(shí)現(xiàn)，當(dāng)然還有待進(jìn)一步完善。 （ 3）初步確定系統(tǒng)所需的器材，并認(rèn)識(shí)和學(xué)會(huì)所選器材的性能和使用方法。 2 設(shè)計(jì)體會(huì) 經(jīng)過(guò)半學(xué)期的努力，畢業(yè)設(shè)計(jì)終于完成了。通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我才明白學(xué)習(xí)是一種長(zhǎng)期積累的過(guò)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(shí)和綜合素質(zhì)?？煽啃詫?duì)于一個(gè)成熟穩(wěn)定的系統(tǒng)來(lái)說(shuō)非常重要，在設(shè)計(jì)過(guò)程中考慮的問(wèn)題越多，那么調(diào)試的時(shí)候出現(xiàn)問(wèn)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(gè)結(jié)論，知識(shí)必須通過(guò)應(yīng)用才能實(shí)現(xiàn)其價(jià)值。 在畢業(yè)設(shè)計(jì)完成的過(guò)程中，我還深深體會(huì)到交談和相互討論的重要性。雖然這個(gè)設(shè)計(jì)做的還有缺陷，但是在設(shè)計(jì)過(guò)程中所學(xué)到的 東西是這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的最大收獲和財(cái)富，使我終身受益。畢業(yè)設(shè)計(jì)不僅是對(duì)前面所學(xué)知識(shí)的一種檢驗(yàn)，而且也是對(duì)自己能力的一種提 高。 （ 5）完成系統(tǒng)硬件的設(shè)計(jì)，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(jì)是我做過(guò)的真正意義上的一次完整的設(shè)計(jì)，從這次畢業(yè)設(shè)計(jì)題目的選定到設(shè)計(jì)的完成，其中完成的主要工作如下： （ 1）根據(jù)畢業(yè)設(shè)計(jì)課題制定系統(tǒng)的總體方案。 軟件設(shè)計(jì)是核心部分，具有多樣化，靈活性高，易移植等優(yōu)點(diǎn)，要深深理會(huì)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(diǎn)，本設(shè)計(jì)用到定時(shí)器中斷以減少對(duì) CPU 的占用，更好的處理其他功能。 本設(shè)計(jì)特點(diǎn)突出，性價(jià)比高，適合于車燈，有很高應(yīng)用價(jià)參數(shù)檢測(cè)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(jī)穩(wěn)壓電源的輸出端，檢查空載時(shí)電源工作情況；另一種是拔下樣機(jī)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(shí)的狀態(tài)。 整體程序調(diào)試：即把各子程序整體連起來(lái)進(jìn)入到綜合電路調(diào)試，看是否能實(shí)現(xiàn)預(yù)計(jì)的功能顯示。 軟件調(diào)試 本設(shè)計(jì)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(duì)目標(biāo)電路原理圖和程序進(jìn)行檢測(cè)和調(diào)試。通過(guò)軟件和硬件相結(jié)合系統(tǒng)即可運(yùn)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(jì)說(shuō)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(jì)部分，開始是系統(tǒng)軟件的總體流程圖，看到這個(gè)圖之后我們就會(huì)很容易的弄明白單片機(jī)作為一個(gè)核心控制部分是怎樣控制系統(tǒng)工作的。模式不為 1 時(shí)，轉(zhuǎn)到判別是否選擇模式 2，模式為 2 時(shí)，設(shè)置電壓。第 4 章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 30 轉(zhuǎn)換子程序設(shè)計(jì) 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