【正文】 年來，隨著人們對半導體發(fā)光材料研究的不斷深入， LED 制造工藝的不斷進步和新材料（氮化物晶體和熒光粉）的開發(fā)和應用，各種顏色的超高亮度 LED 取得了突破性進展，其發(fā)光效率提高了近 1000 倍，色度方面已實現(xiàn)了可見光波段的所有顏色，其中最重要的是超高亮度白光 LED 的出現(xiàn)，使 LED 應用領域跨越至高效率照明光源市場成為可能。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 發(fā)光二極管 單元（多一個小數(shù)點顯示）；按能顯示多少個“ 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極數(shù)碼管和共陰極數(shù)碼管。 本設計采用共陰極數(shù)碼管來顯示時間。 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。振動膜片在電磁線圈和磁鐵的相互纏繞 蜂鳴器驅動電路一般都包含以下幾個部分：一個三極管、一個蜂鳴器、一個限流電阻。 三極管 Q1 起開關作用，其基極的 低 電平使三極管飽和導通，使蜂鳴器發(fā)聲；而基極 高電平則使三極管關閉，蜂鳴器停止發(fā)聲。將常開按鍵的一端接地，另一端接一個 I/O 口，程序開始時將此 I/O 口置于高電平，平時無鍵按下時 I/O 口保護高電平。 在用單片機對鍵盤處理的時候涉及到了一個重要的過程，那就是鍵盤的去抖動。所以這里選擇了軟件去抖動，實現(xiàn)法是先 查尋按鍵當有低電平出現(xiàn)時立即延時 10~200 毫秒以避開抖動（經典值為 20 毫秒），延時結束后再讀一次 I/O 口的值，這一次的值如果為 1 表示低電平的時間不到 10~200 毫秒，視為干擾信號。這是由于光照產生的載流子都參與導電，在外加電場的作用下作漂移運動，電子奔向 電源 的正極，空穴奔向電源的負極，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 半導體 材料 制成的。兩個光敏一個感應光線過強，一個感應光線過弱，將信號給單片機處理。 光電傳感器是采用光電元件作為檢測元件的傳感器。 光電 傳感器 是各種光電檢測系統(tǒng)中實現(xiàn)光電轉換的關鍵元件，它是把光 信號 （紅外、可見及紫外光輻射）轉變成為電信號的器件。新的光電器件不斷涌現(xiàn)，特別是 CCD圖像傳感器 的誕生，為光電傳感器的進一步應用開創(chuàng)了新的一頁。光束不間斷地發(fā)射，或者改變脈沖寬度。 本設計所用傳感器平時輸出高電平，當檢測到被測物體時會輸出低電平，將低電平信號給單片機處理，實現(xiàn)測距報警。另外重要的一點，只要看一下編譯后生成的匯編代碼，就能體會到 Keil C51 生成的目標代碼效率非常之高，多數(shù)語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文件 (.OBJ)。與其他軟件相比，具有以下特點： (1)Windows 應用程序 uVision2 是一個集成開發(fā)環(huán)境，它把項目管理，源代碼編輯，程序調試等集成到一個功能強大的環(huán)境中。 (5)LIB51 庫管理器組合你的目標文件，生成可以被連接器使用的庫文件。利用 uVision2 創(chuàng)建的源代碼并把它們組織到一個能確定你的目標應用的項目中去。 Keil C51 編譯器完全遵照 ANSI C 語言標準，支持 C 語言的所有標準特性。庫是一種被特別地組織過并在以后可以被連接重用的對象模塊。利用 畢業(yè)設計用紙 共 頁 第 頁 程序的模塊化設計方法，有利于程序代碼優(yōu)化，提高程序的可讀性，便于功能擴充和版本升級；單個模塊結構的程序功能單一，易于編寫、調試、維護和系統(tǒng)功能擴展；對于使用頻繁的子程序可以建立子程序庫，便于多個模塊的調用。然后進行光照強度的判定，如果光照強度過弱，則報警，若未達到給定的國家標準值，則對定時部分進行判定。系統(tǒng)的軟件總流程圖如圖 41 所示。 當然，由于時間關系，本次設計的系統(tǒng)也有某些不太完善的地方： (1)不能對坐姿進行監(jiān)控校正 ； (2)定時功能有些單一，目前只能實現(xiàn)一通電就自動開始計時。 //紅外感應 sbit BJS=P2^1。 //光線強感應 sbit GR=P2^6。 //gcpdebfa //11010111 void delay(ui x) { ui i,j。j110。 } } else 畢業(yè)設計用紙 共 頁 第 頁 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、弱 { delay(20)。ix。 uc sec,min。 //報警光 /指示燈 /秒燈 sbit key=P2^0。相信通過我的進一步學習，最終會找到完美的解決方案。 在系統(tǒng)的開發(fā)過程中遇到不少困難，整個過程 當中嚴格按照“發(fā)現(xiàn)問題 —— 分析問題 —— 解決問題”的思想解決問題，經過長時間認真刻苦調試和老師、同學的幫助，一一得到解決。如果測得距離小于 25cm，則報警，若測得距離大于 25cm，則返回 重新進行光照強度的判定。軟件設計的目的就是讓單片機加載程序并運行，對距離、時間、光照強度進行測量，根據測量結果發(fā)出相應的報警信號。 它們是為專業(yè)開發(fā)人員而設計的，但所有層次的編程人員都可以用它們來獲得 8051 微控制器的絕大部分應用。 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 實時操作系統(tǒng)簡化了復雜和對時間要求敏感的軟件項目。 (3)A51 宏匯編器從你的 8051 匯編源代碼產生可重定位的目標文件。 ABS 文件由 OH51 轉換成標準的 Hex 文件，以供調試器 dScope51 或 tScope51 使用進行源代碼級調試，也可由仿真器使用直接對目標板進行調試，也可以 直接寫入程序存貯器如 EPROM 中。 Keil C51 工具包的整體結構主要包括 uVision 與 Ishell，它們分別是 C51 for Windows 和 畢業(yè)設計用紙 共 頁 第 頁 for Dos 的集成開發(fā)環(huán)境 (IDE)，可以完成編輯、編譯、連接、調試、仿真等整個開發(fā)流程。軟件設計通常對系統(tǒng)的可靠和高效率運行有著相當大的影響，也是系統(tǒng)設計工作量中較大的任務 。在接收器的前面，裝有光學元件如透鏡和光圈等。光電傳感器在一般情況下，有三部分構成，它們分為：發(fā)送器、接收器和檢測電路。它可用于檢測直接引起光量變化的非電量，如光強、光照度、輻射測溫、氣體成分分析等；也可用來檢測能轉換成光量變化的其他非電量，如零件直徑、表面粗糙度、應變、位移、振動、速度、加速度，以及物 畢業(yè)設計用紙 共 頁 第 頁 體的形狀、工作狀態(tài)的識別 等。光電傳感器一般由光源、光學通路和光電元件三部分組成。檢測距離可以根據要求進行調節(jié)。設計光控電路時，都用 白熾燈 泡（小電珠）光線或 自然光 線作控制光源，使設計大為簡化。還有另一種入射光弱，電阻減小，入射光強，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 光 導管 ，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。這種抖動一般 10~200 毫秒之間，這種不穩(wěn)定電平的抖動時間對于人來說太快了，而對于時鐘是微秒的單片機而言則是慢長的。按鍵釋放后，單片機內部的上拉電阻使 I/O 口仍然保持高電平。根據本設計的需要這里選用了獨立式鍵盤接法。這些都可以根據需要來選擇。 電磁式蜂鳴器 電磁式蜂鳴器由振蕩器、電磁線圈、磁鐵、振動膜片及外殼等組成。 多諧振蕩器由 晶體管 或集成電路構成。 ；蜂鳴器主要分為壓電式蜂鳴器和電磁式蜂鳴器兩種類型。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)碼管在應用時應將公共極 COM 接到地線 GND 上，當某一字段發(fā)光二極管的陽極為高電平時，相應字段就點亮，當某一字段的陽極為低電平時，相應字段就不亮。 智能紅外視力保護儀利用 led 的閃爍實現(xiàn)秒的指示和閃爍報警。 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 、長壽命、無毒、可回收再利用等優(yōu)點，被稱為是 21 世紀最有發(fā)展前景的綠色照明光源。按鍵手動復位有電平方式和脈沖方式兩種。只要 Vcc 的上升時間不超過 1ms,就可以實現(xiàn)自動上電復位。晶振 CYS 的振蕩頻率范圍在 間選擇，典型值為 12MHz 和 。 單片機的 4 個 I/O 口都是 8 位雙向口，這些口在結構和特性上是基本相同的，但又各具特點。每個口都包含一個鎖存器、一個輸出驅動器和輸入緩沖器。 /EA/VPP：當 /EA 保持低電平時，則在此期間外部程序存儲器（ 0000HFFFFH），不管是否有內部程序存儲器。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài) ALE 禁止，置位無效。然而要注意的是：每當用作外部數(shù)據存儲器時，將跳過一個 ALE 脈沖。 ALE/PROG：當訪問外部存儲器時，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)據存儲器的寫入信號。 ： INT0，外部中斷 0 輸入。如果是使用 8052 或是 8032 的話， 又當做定時器 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 I/O 端口（ P P P3）則不具有此電路組態(tài)，而是內部有一提升電路， P0 在當做 I/O 用時可以推動 8 個 LS 的 TTL負載。此外在燒錄 8751 程序代碼時，此引腳 會被當成程序規(guī)劃的特殊功能來使用。此外 ，在將程序代碼燒錄至 8751 內部 EPROM 時，可以利用此引腳來輸入 21V 的燒錄高壓（ Vpp）。 RESET： STC89C52 的重置引腳，高電平動作，當要對晶片重置時，只要對此引腳電平提升至 高電平并保持兩個機器周期以上的時間， AT89S51 便能完成系統(tǒng)重置的各項動作，使得內部特殊功能寄存器之內容均被設成已知狀態(tài)，并且至地址 0000H 處開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。 1）集成度高、體積小、有很高的可靠性。 （ 4） 低功耗、低電壓，便于生產便攜式產品。另 外，其體積小，對于強磁場環(huán)境易于采取屏蔽措施，適合在惡劣環(huán)境下工作。在各類儀器、儀表中引入單片機，使儀器儀表智能化，提高測試的自動化程度和精度，提高計算機的運算速度，簡化儀器儀表的硬件結構，提高其性能價格比。隨著單片機在各個領域全面、深入地發(fā)展和應用，出現(xiàn)了高速、大尋址范圍、強運算能力的 8 位 /16 位 /32 位通用型單片機，以及小型廉價的專用型單片機 。 （ 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。這就是 SCM 的誕生年代， ―單片機 ‖一詞即由此而來。 如果將 8 位單片機的推出作為起點，那么單片機的發(fā)展歷史大致可以分為以下幾個階段： 第一階段（ 1976—1978）：單片機的探索階段。 其中單片機芯片選用較為普遍的 stc89c51 型， 紅外測距選用利用光電反射的， 紅外測距尾部有個電位器可以調節(jié)感應距離（ 0~80cm），當距離小于調節(jié) 設定的 距離 時小燈快速閃爍同時蜂鳴器響提示，當光線過強或過弱時，也會提示；數(shù)碼管顯示時間，當時間到 45 分鐘時，數(shù)碼管和小燈閃爍，蜂鳴器滴滴提示，此 時按下按鍵即可休息，防止過度傷身；當休息回來時，再按下按鍵此 時系統(tǒng)又重新開始工作 。 畢業(yè)設計用紙 共 頁 第 頁 匯編語言同樣在單片機編程中得到了廣泛的應用，其具有簡單實用，控制靈活，實時性強，程序效率高等特點。 C 語言程序本身并不依賴于機器硬件系統(tǒng)，基本上不做修改就可以在不同種類的單片機之間相互移植。 通過對電壓的采集，來實現(xiàn)智能化。實用的測距方法有兩種，一種是在被測距的兩端，一端發(fā)射，另一端接受的直接波方式，適用于身高計；一種是發(fā)射波被物體發(fā)射回來后接收的反射波方式，適用與測距儀 。在功耗和抗干擾方面，本控制系統(tǒng)的要求都不高，一般的單片機芯片都能滿足要求。 單 片 機 電源供電 按鍵模塊 晶振電路 顯示模塊 蜂鳴器報警 模塊 復位電路 測距模塊 LED 提示模塊 光敏模塊