【正文】 年來(lái)，隨著人們對(duì)半導(dǎo)體發(fā)光材料研究的不斷深入， LED 制造工藝的不斷進(jìn)步和新材料（氮化物晶體和熒光粉）的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用，各種顏色的超高亮度 LED 取得了突破性進(jìn)展，其發(fā)光效率提高了近 1000 倍，色度方面已實(shí)現(xiàn)了可見(jiàn)光波段的所有顏色，其中最重要的是超高亮度白光 LED 的出現(xiàn)，使 LED 應(yīng)用領(lǐng)域跨越至高效率照明光源市場(chǎng)成為可能。數(shù)碼管按段數(shù)分為七段數(shù)碼管和八段數(shù)碼管，八段數(shù)碼管比七段數(shù)碼管多一個(gè) 發(fā)光二極管 單元（多一個(gè)小數(shù)點(diǎn)顯示）；按能顯示多少個(gè)“ 8”可分為 1 位、 2 位、 4 位等等數(shù)碼管：按發(fā)光二極管單元連接方式分為共陽(yáng)極數(shù)碼管和共陰極數(shù)碼管。 本設(shè)計(jì)采用共陰極數(shù)碼管來(lái)顯示時(shí)間。 1．壓電式蜂鳴器 壓電式蜂鳴器主要由 多諧振蕩器 、壓電蜂鳴片、 阻抗匹配器及共鳴箱、外殼等組成。 壓電蜂鳴片由 鋯鈦酸鉛或鈮鎂酸鉛壓電陶瓷材料制成。振動(dòng)膜片在電磁線(xiàn)圈和磁鐵的相互纏繞 蜂鳴器驅(qū)動(dòng)電路一般都包含以下幾個(gè)部分：一個(gè)三極管、一個(gè)蜂鳴器、一個(gè)限流電阻。 三極管 Q1 起開(kāi)關(guān)作用，其基極的 低 電平使三極管飽和導(dǎo)通，使蜂鳴器發(fā)聲；而基極 高電平則使三極管關(guān)閉，蜂鳴器停止發(fā)聲。將常開(kāi)按鍵的一端接地，另一端接一個(gè) I/O 口，程序開(kāi)始時(shí)將此 I/O 口置于高電平，平時(shí)無(wú)鍵按下時(shí) I/O 口保護(hù)高電平。 在用單片機(jī)對(duì)鍵盤(pán)處理的時(shí)候涉及到了一個(gè)重要的過(guò)程，那就是鍵盤(pán)的去抖動(dòng)。所以這里選擇了軟件去抖動(dòng)，實(shí)現(xiàn)法是先 查尋按鍵當(dāng)有低電平出現(xiàn)時(shí)立即延時(shí) 10~200 毫秒以避開(kāi)抖動(dòng)（經(jīng)典值為 20 毫秒），延時(shí)結(jié)束后再讀一次 I/O 口的值，這一次的值如果為 1 表示低電平的時(shí)間不到 10~200 毫秒，視為干擾信號(hào)。這是由于光照產(chǎn)生的載流子都參與導(dǎo)電，在外加電場(chǎng)的作用下作漂移運(yùn)動(dòng)，電子奔向 電源 的正極，空穴奔向電源的負(fù)極，從而使 光敏電阻器 的阻值迅速下降。常用的 光敏電阻器 硫化鎘光敏電阻器，它是由 半導(dǎo)體 材料 制成的。兩個(gè)光敏一個(gè)感應(yīng)光線(xiàn)過(guò)強(qiáng)，一個(gè)感應(yīng)光線(xiàn)過(guò)弱，將信號(hào)給單片機(jī)處理。 光電傳感器是采用光電元件作為檢測(cè)元件的傳感器。 光電 傳感器 是各種光電檢測(cè)系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵元件，它是把光 信號(hào) （紅外、可見(jiàn)及紫外光輻射）轉(zhuǎn)變成為電信號(hào)的器件。新的光電器件不斷涌現(xiàn)，特別是 CCD圖像傳感器 的誕生，為光電傳感器的進(jìn)一步應(yīng)用開(kāi)創(chuàng)了新的一頁(yè)。光束不間斷地發(fā)射，或者改變脈沖寬度。 本設(shè)計(jì)所用傳感器平時(shí)輸出高電平，當(dāng)檢測(cè)到被測(cè)物體時(shí)會(huì)輸出低電平，將低電平信號(hào)給單片機(jī)處理，實(shí)現(xiàn)測(cè)距報(bào)警。另外重要的一點(diǎn)，只要看一下編譯后生成的匯編代碼，就能體會(huì)到 Keil C51 生成的目標(biāo)代碼效率非常之高，多數(shù)語(yǔ)句生成的匯編代碼很緊湊，容易理解。然后分別由 C51 及 C51 編譯器編譯生成目標(biāo)文件 (.OBJ)。與其他軟件相比，具有以下特點(diǎn)： (1)Windows 應(yīng)用程序 uVision2 是一個(gè)集成開(kāi)發(fā)環(huán)境，它把項(xiàng)目管理，源代碼編輯，程序調(diào)試等集成到一個(gè)功能強(qiáng)大的環(huán)境中。 (5)LIB51 庫(kù)管理器組合你的目標(biāo)文件，生成可以被連接器使用的庫(kù)文件。利用 uVision2 創(chuàng)建的源代碼并把它們組織到一個(gè)能確定你的目標(biāo)應(yīng)用的項(xiàng)目中去。 Keil C51 編譯器完全遵照 ANSI C 語(yǔ)言標(biāo)準(zhǔn)，支持 C 語(yǔ)言的所有標(biāo)準(zhǔn)特性。庫(kù)是一種被特別地組織過(guò)并在以后可以被連接重用的對(duì)象模塊。利用 畢業(yè)設(shè)計(jì)用紙 共 頁(yè) 第 頁(yè) 程序的模塊化設(shè)計(jì)方法，有利于程序代碼優(yōu)化，提高程序的可讀性，便于功能擴(kuò)充和版本升級(jí)；單個(gè)模塊結(jié)構(gòu)的程序功能單一，易于編寫(xiě)、調(diào)試、維護(hù)和系統(tǒng)功能擴(kuò)展；對(duì)于使用頻繁的子程序可以建立子程序庫(kù)，便于多個(gè)模塊的調(diào)用。然后進(jìn)行光照強(qiáng)度的判定，如果光照強(qiáng)度過(guò)弱，則報(bào)警，若未達(dá)到給定的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)值，則對(duì)定時(shí)部分進(jìn)行判定。系統(tǒng)的軟件總流程圖如圖 41 所示。 當(dāng)然，由于時(shí)間關(guān)系，本次設(shè)計(jì)的系統(tǒng)也有某些不太完善的地方： (1)不能對(duì)坐姿進(jìn)行監(jiān)控校正 ； (2)定時(shí)功能有些單一，目前只能實(shí)現(xiàn)一通電就自動(dòng)開(kāi)始計(jì)時(shí)。 //紅外感應(yīng) sbit BJS=P2^1。 //光線(xiàn)強(qiáng)感應(yīng) sbit GR=P2^6。 //gcpdebfa //11010111 void delay(ui x) { ui i,j。j110。 } } else 畢業(yè)設(shè)計(jì)用紙 共 頁(yè) 第 頁(yè) flag=0。 } while(key==0)。 BJG=1。 } } else if(flag1==1) { TR0=0。 if(key==0) { TR0=1。 } void work()//工作函數(shù) { if(flag1==0) { if(HW==0||GQ==1||GR==1)//紅外、強(qiáng)、弱 { delay(20)。ix。 uc sec,min。 //報(bào)警光 /指示燈 /秒燈 sbit key=P2^0。相信通過(guò)我的進(jìn)一步學(xué)習(xí)，最終會(huì)找到完美的解決方案。 在系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)過(guò)程中遇到不少困難，整個(gè)過(guò)程 當(dāng)中嚴(yán)格按照“發(fā)現(xiàn)問(wèn)題 —— 分析問(wèn)題 —— 解決問(wèn)題”的思想解決問(wèn)題，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間認(rèn)真刻苦調(diào)試和老師、同學(xué)的幫助，一一得到解決。如果測(cè)得距離小于 25cm，則報(bào)警，若測(cè)得距離大于 25cm，則返回 重新進(jìn)行光照強(qiáng)度的判定。軟件設(shè)計(jì)的目的就是讓單片機(jī)加載程序并運(yùn)行，對(duì)距離、時(shí)間、光照強(qiáng)度進(jìn)行測(cè)量，根據(jù)測(cè)量結(jié)果發(fā)出相應(yīng)的報(bào)警信號(hào)。 它們是為專(zhuān)業(yè)開(kāi)發(fā)人員而設(shè)計(jì)的，但所有層次的編程人員都可以用它們來(lái)獲得 8051 微控制器的絕大部分應(yīng)用。 Keil A51 宏匯編器支持 8051及其派生系列的全部指令集。 源代碼由 uVision2 IDE 創(chuàng)建，并被 C51 編譯或 A51 匯編。 (7)RTX51 實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)簡(jiǎn)化了復(fù)雜和對(duì)時(shí)間要求敏感的軟件項(xiàng)目。 (3)A51 宏匯編器從你的 8051 匯編源代碼產(chǎn)生可重定位的目標(biāo)文件。 ABS 文件由 OH51 轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的 Hex 文件，以供調(diào)試器 dScope51 或 tScope51 使用進(jìn)行源代碼級(jí)調(diào)試，也可由仿真器使用直接對(duì)目標(biāo)板進(jìn)行調(diào)試，也可以 直接寫(xiě)入程序存貯器如 EPROM 中。 Keil C51 工具包的整體結(jié)構(gòu)主要包括 uVision 與 Ishell，它們分別是 C51 for Windows 和 畢業(yè)設(shè)計(jì)用紙 共 頁(yè) 第 頁(yè) for Dos 的集成開(kāi)發(fā)環(huán)境 (IDE)，可以完成編輯、編譯、連接、調(diào)試、仿真等整個(gè)開(kāi)發(fā)流程。軟件設(shè)計(jì)通常對(duì)系統(tǒng)的可靠和高效率運(yùn)行有著相當(dāng)大的影響，也是系統(tǒng)設(shè)計(jì)工作量中較大的任務(wù) 。在接收器的前面，裝有光學(xué)元件如透鏡和光圈等。光電傳感器在一般情況下，有三部分構(gòu)成，它們分為：發(fā)送器、接收器和檢測(cè)電路。它可用于檢測(cè)直接引起光量變化的非電量，如光強(qiáng)、光照度、輻射測(cè)溫、氣體成分分析等；也可用來(lái)檢測(cè)能轉(zhuǎn)換成光量變化的其他非電量，如零件直徑、表面粗糙度、應(yīng)變、位移、振動(dòng)、速度、加速度，以及物 畢業(yè)設(shè)計(jì)用紙 共 頁(yè) 第 頁(yè) 體的形狀、工作狀態(tài)的識(shí)別 等。光電傳感器一般由光源、光學(xué)通路和光電元件三部分組成。檢測(cè)距離可以根據(jù)要求進(jìn)行調(diào)節(jié)。設(shè)計(jì)光控電路時(shí)，都用 白熾燈 泡（小電珠）光線(xiàn)或 自然光 線(xiàn)作控制光源，使設(shè)計(jì)大為簡(jiǎn)化。還有另一種入射光弱，電阻減小，入射光強(qiáng)，電阻增大。硬件電路如圖 37 所示： ke y 1 23 4K3 圖 36 按鍵 控制電路圖 光敏 模塊 電路 光敏電阻又稱(chēng) 光 導(dǎo)管 ，常用的制作材料為 硫化鎘 ，另外還有硒、硫化鋁、硫化鉛和硫化鉍等材料。這種抖動(dòng)一般 10~200 毫秒之間，這種不穩(wěn)定電平的抖動(dòng)時(shí)間對(duì)于人來(lái)說(shuō)太快了，而對(duì)于時(shí)鐘是微秒的單片機(jī)而言則是慢長(zhǎng)的。按鍵釋放后，單片機(jī)內(nèi)部的上拉電阻使 I/O 口仍然保持高電平。根據(jù)本設(shè)計(jì)的需要這里選用了獨(dú)立式鍵盤(pán)接法。這些都可以根據(jù)需要來(lái)選擇。 電磁式蜂鳴器 電磁式蜂鳴器由振蕩器、電磁線(xiàn)圈、磁鐵、振動(dòng)膜片及外殼等組成。 多諧振蕩器由 晶體管 或集成電路構(gòu)成。 ；蜂鳴器主要分為壓電式蜂鳴器和電磁式蜂鳴器兩種類(lèi)型。共陰數(shù)碼管是指將所有發(fā)光二極管的陰極接到一起形成公共陰極 (COM)的數(shù)碼管，共陰數(shù)碼管在應(yīng)用時(shí)應(yīng)將公共極 COM 接到地線(xiàn) GND 上，當(dāng)某一字段發(fā)光二極管的陽(yáng)極為高電平時(shí)，相應(yīng)字段就點(diǎn)亮，當(dāng)某一字段的陽(yáng)極為低電平時(shí)，相應(yīng)字段就不亮。 智能紅外視力保護(hù)儀利用 led 的閃爍實(shí)現(xiàn)秒的指示和閃爍報(bào)警。 作為目前全球最受矚目的新一代光源， LED 因其高亮度、低熱量 、長(zhǎng)壽命、無(wú)毒、可回收再利用等優(yōu)點(diǎn)，被稱(chēng)為是 21 世紀(jì)最有發(fā)展前景的綠色照明光源。按鍵手動(dòng)復(fù)位有電平方式和脈沖方式兩種。只要 Vcc 的上升時(shí)間不超過(guò) 1ms,就可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)上電復(fù)位。晶振 CYS 的振蕩頻率范圍在 間選擇，典型值為 12MHz 和 。 單片機(jī)的 4 個(gè) I/O 口都是 8 位雙向口，這些口在結(jié)構(gòu)和特性上是基本相同的，但又各具特點(diǎn)。每個(gè)口都包含一個(gè)鎖存器、一個(gè)輸出驅(qū)動(dòng)器和輸入緩沖器。 /EA/VPP：當(dāng) /EA 保持低電平時(shí)，則在此期間外部程序存儲(chǔ)器（ 0000HFFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài) ALE 禁止，置位無(wú)效。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，將跳過(guò)一個(gè) ALE 脈沖。 ALE/PROG：當(dāng)訪(fǎng)問(wèn)外部存儲(chǔ)器時(shí)，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址 的地位字節(jié)。 ： WR：外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的寫(xiě)入信號(hào)。 ： INT0，外部中斷 0 輸入。如果是使用 8052 或是 8032 的話(huà)， 又當(dāng)做定時(shí)器 2 的外部脈沖輸入腳，而 可以有T2EX 功能，可以做外部中斷輸入的觸發(fā)腳位。其他三個(gè) I/O 端口（ P P P3）則不具有此電路組態(tài)，而是內(nèi)部有一提升電路， P0 在當(dāng)做 I/O 用時(shí)可以推動(dòng) 8 個(gè) LS 的 TTL負(fù)載。此外在燒錄 8751 程序代碼時(shí)，此引腳 會(huì)被當(dāng)成程序規(guī)劃的特殊功能來(lái)使用。此外 ，在將程序代碼燒錄至 8751 內(nèi)部 EPROM 時(shí)，可以利用此引腳來(lái)輸入 21V 的燒錄高壓（ Vpp）。 RESET： STC89C52 的重置引腳，高電平動(dòng)作，當(dāng)要對(duì)晶片重置時(shí)，只要對(duì)此引腳電平提升至 高電平并保持兩個(gè)機(jī)器周期以上的時(shí)間， AT89S51 便能完成系統(tǒng)重置的各項(xiàng)動(dòng)作，使得內(nèi)部特殊功能寄存器之內(nèi)容均被設(shè)成已知狀態(tài)，并且至地址 0000H 處開(kāi)始讀入程序代碼而執(zhí)行程序。 VCC： STC89C52 電源正端輸入，接 +5V。 2） 控制功能強(qiáng)。 1）集成度高、體積小、有很高的可靠性。 （ 4） 低功耗、低電壓，便于生產(chǎn)便攜式產(chǎn)品。另 外，其體積小，對(duì)于強(qiáng)磁場(chǎng)環(huán)境易于采取屏蔽措施，適合在惡劣環(huán)境下工作。在各類(lèi)儀器、儀表中引入單片機(jī)，使儀器儀表智能化，提高測(cè)試的自動(dòng)化程度和精度，提高計(jì)算機(jī)的運(yùn)算速度，簡(jiǎn)化儀器儀表的硬件結(jié)構(gòu)，提高其性能價(jià)格比。隨著單片機(jī)在各個(gè)領(lǐng)域全面、深入地發(fā)展和應(yīng)用，出現(xiàn)了高速、大尋址范圍、強(qiáng)運(yùn)算能力的 8 位 /16 位 /32 位通用型單片機(jī)，以及小型廉價(jià)的專(zhuān)用型單片機(jī) 。 （ 4） 指令系統(tǒng)趨于豐富和完善，并且增加了許多突出控制功能的指令。 （ 1） 完善的外部總線(xiàn)。這就是 SCM 的誕生年代， ―單片機(jī) ‖一詞即由此而來(lái)。 如果將 8 位單片機(jī)的推出作為起點(diǎn)，那么單片機(jī)的發(fā)展歷史大致可以分為以下幾個(gè)階段： 第一階段（ 1976—1978）：?jiǎn)纹瑱C(jī)的探索階段。 其中單片機(jī)芯片選用較為普遍的 stc89c51 型， 紅外測(cè)距選用利用光電反射的， 紅外測(cè)距尾部有個(gè)電位器可以調(diào)節(jié)感應(yīng)距離（ 0~80cm），當(dāng)距離小于調(diào)節(jié) 設(shè)定的 距離 時(shí)小燈快速閃爍同時(shí)蜂鳴器響提示，當(dāng)光線(xiàn)過(guò)強(qiáng)或過(guò)弱時(shí)，也會(huì)提示；數(shù)碼管顯示時(shí)間，當(dāng)時(shí)間到 45 分鐘時(shí)，數(shù)碼管和小燈閃爍，蜂鳴器滴滴提示，此 時(shí)按下按鍵即可休息，防止過(guò)度傷身；當(dāng)休息回來(lái)時(shí)，再按下按鍵此 時(shí)系統(tǒng)又重新開(kāi)始工作 。 畢業(yè)設(shè)計(jì)用紙 共 頁(yè) 第 頁(yè) 匯編語(yǔ)言同樣在單片機(jī)編程中得到了廣泛的應(yīng)用，其具有簡(jiǎn)單實(shí)用，控制靈活，實(shí)時(shí)性強(qiáng)，程序效率高等特點(diǎn)。 C 語(yǔ)言程序本身并不依賴(lài)于機(jī)器硬件系統(tǒng)，基本上不做修改就可以在不同種類(lèi)的單片機(jī)之間相互移植。 通過(guò)對(duì)電壓的采集，來(lái)實(shí)現(xiàn)智能化。實(shí)用的測(cè)距方法有兩種，一種是在被測(cè)距的兩端，一端發(fā)射，另一端接受的直接波方式，適用于身高計(jì)；一種是發(fā)射波被物體發(fā)射回來(lái)后接收的反射波方式，適用與測(cè)距儀 。在功耗和抗干擾方面，本控制系統(tǒng)的要求都不高，一般的單片機(jī)芯片都能滿(mǎn)足要求。 單 片 機(jī) 電源供電 按鍵模塊 晶振電路 顯示模塊 蜂鳴器報(bào)警 模塊 復(fù)位電路 測(cè)距模塊 LED 提示模塊 光敏模塊