【正文】 Standard是英文“推薦標(biāo)準(zhǔn)”的縮寫， 232為標(biāo)準(zhǔn)編號(hào)， C表示修改次數(shù)。 RS485是一種多發(fā)送器標(biāo)準(zhǔn)，在通信線路上可以使用32對(duì)差分驅(qū)動(dòng)器 /接受器。 現(xiàn)在出現(xiàn)了許多的自升壓電平轉(zhuǎn)換電路。因此， VCC須對(duì)地加去耦電容， C C7其值為 。程序的編制過程需要不斷地修改、調(diào)試、完善，因此結(jié)構(gòu)化好，可讀性強(qiáng)的編程風(fēng)格，有助于縮短開發(fā)周期，同時(shí)便于日 后的維護(hù)和改進(jìn)。 單片機(jī)的應(yīng)用一般都是在工業(yè)現(xiàn)場，其環(huán)境多惡劣。出現(xiàn)錯(cuò)誤，不僅要考慮軟件，同時(shí)還要檢查硬件，充分考慮現(xiàn)場的具體環(huán)境和干擾情況，以期最終解決問題； ⑩根據(jù)現(xiàn)場運(yùn)行狀況，修改硬件 和軟件，使系統(tǒng)更完善，更可靠。算法正確與否，直接決定了程序的正確性和能否達(dá)到預(yù)期的目標(biāo)； ⑤確定數(shù)據(jù)類型、規(guī)劃數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)； ⑥分配內(nèi)配資源。原則上，只要軟件能做到的，就不用硬件。單片機(jī)與 PC機(jī)的簡易通訊框圖如 。 MAX232芯片內(nèi)部有一個(gè)電源電壓變換器，可以把輸入的 +5V電源變換成為 RS232輸出電平所需的177。對(duì)于單片機(jī)可以通過芯片 MAX485來完成 TTL/RS485的電平轉(zhuǎn)換。 (3)電氣特性 RS232C采用負(fù)邏輯電平，規(guī)定 DC(3V～ 15V)為邏輯“ 1”， DC(+3V～ +15V)為邏輯“ 0”， 3V～ +3V為過渡區(qū)，不做定義。 清華 大學(xué) 20xx 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第 25 頁 共 51 頁 串行通 訊接口標(biāo)準(zhǔn)選用 RS232C 不同的獨(dú)立系統(tǒng)經(jīng)由線路互相交換數(shù)據(jù)，便是通訊，而構(gòu)成整個(gè)通訊的線路稱之為網(wǎng)絡(luò)。 89C51及其數(shù)字電路芯片的工作電壓一般最低為 ，低于 ，有可能使程序運(yùn)行跑飛。對(duì)于上述三種干擾必須采用行之有效的措施和具體電路加以消除，確保單片機(jī)系統(tǒng)正常運(yùn)行和工作。 LM567作為鎖相環(huán)路解碼器，即當(dāng)從腳 3輸入的信號(hào)的頻率在 f0附近的帶寬 BW范圍內(nèi)時(shí)信號(hào)被捕捉到，從輸出腳 8輸出低電平 (未捕捉到時(shí)為高電平 )。 根據(jù)以上對(duì) CD4051特性，設(shè)計(jì)出紅外線接收電路，如圖 [22]。由于發(fā)射二極管與接收二極管是一一對(duì)應(yīng)的，所 以在控制發(fā)光二極管發(fā)光的過程，同時(shí)也要讀出與發(fā)光二極管相對(duì)應(yīng)的接收二極管的數(shù)據(jù)。 通訊接口。 清華 大學(xué) 20xx 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第 14 頁 共 51 頁 3 系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計(jì) 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)原則 作為一個(gè)實(shí)現(xiàn)功能豐富、元器件復(fù)雜、工作獨(dú)立的單片機(jī)系統(tǒng)，首先要考慮的就是系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計(jì)。其既具有 EPROM一樣的可編程能力，有帶有象 EEPROM的電可擦除性能，具有不發(fā)揮性、訪問速度快 (60ns)和密度高的特點(diǎn)。 圖 測距布局圖 AT89C51 單片機(jī)簡介 單片微型計(jì)算機(jī)簡稱單片機(jī)。時(shí)基集成塊NE555輸出振蕩頻率由外接電阻 R1， R2及電容 C1決定： 2ln1)221( 1f CRR ?? () 3端為輸出端， R3是限流電阻，避免由于電流過大而燒壞紅外發(fā)光管 D，其輸出信號(hào)為方波，占空比 q為 : 221 21Rq RR R??? () 電路原理： T1在沒有光照射的時(shí)候截止，此時(shí) T2基極電位為 0， Uout輸出為高電平。 方案二：利用紅外線發(fā)光二極管的測距方案 (1)利用紅外線發(fā)光二極管的測距原理 紅外線發(fā)光管具有發(fā)光效率高，體積小，截止頻率高，使用方便的的特點(diǎn)。 圖 HHTC/LT100型立定跳遠(yuǎn)測試儀 清華 大學(xué) 20xx 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第 6 頁 共 51 頁 該產(chǎn)品的性能特點(diǎn)： ● 具備鍵盤與非接觸卡身份證號(hào)碼、學(xué)號(hào)倆種輸入模式； ● 海量存儲(chǔ) 15000條測試數(shù)據(jù)，測試成績快捷搜索、查詢； ● 測試結(jié)果自動(dòng)顯示，同步語言提示； ● 測試數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)同步，通過遠(yuǎn)距離無線網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)送入計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)； 首先可以看到，這些產(chǎn)品每次測試之前都需要輸入被測者的姓名、學(xué)號(hào)等身份信息，大大增加了測試的工作量。 經(jīng)常練習(xí)跳躍，可以增強(qiáng)腿部力量，提高彈跳能力，發(fā)展速度、力量、靈敏、協(xié)調(diào)等素質(zhì)，而立定跳遠(yuǎn)作為跳躍類的一個(gè)項(xiàng)目，由于它的技術(shù)動(dòng)作簡單，所需場地不大，器材簡易，因此把它作為身體素質(zhì)測驗(yàn)必不可少的項(xiàng)目之一。對(duì)體質(zhì)的定義在體育、教育和衛(wèi)生系統(tǒng)，也已基本形成共識(shí)，即“體質(zhì)是指人體的質(zhì)量，它是在遺傳性和獲得性的基礎(chǔ)上表現(xiàn)出來的、相對(duì)穩(wěn)定的特征”。 （三）小學(xué)五、六年級(jí)測試項(xiàng)目為六項(xiàng)，其中身高、體重、肺活量為必測項(xiàng)目。與此同時(shí)，學(xué)生的體質(zhì)健康方面也存在著不容忽視的問題，學(xué)生體質(zhì)健康的狀況不容樂觀，必須下大力氣，采取積極措施，扭轉(zhuǎn)學(xué)生體質(zhì)健康 狀況下滑的趨勢。 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 基于 AT89C51 的立定跳遠(yuǎn) 測距系統(tǒng)設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名： 學(xué)號(hào)： 學(xué) 院： 專 業(yè)： 指導(dǎo)教師： 20xx 年 06 月 清華 大學(xué) 20xx 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 基于 AT89C51 的立定跳遠(yuǎn)測距系統(tǒng)設(shè)計(jì) 摘 要 廣大青少年身心健康、體魄強(qiáng)健、意志堅(jiān)強(qiáng)、充 滿活力，是一個(gè)民族旺盛生命力的體現(xiàn)，是社會(huì)文明進(jìn)步的標(biāo)志，是國家綜合實(shí)力的重要方面 。 20xx年我國學(xué)生體質(zhì)健康調(diào)研結(jié)果表明，隨著我國社會(huì)穩(wěn)定和經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展，人民生活水平的不斷改善，我國學(xué)生身體健康水平有了較大的提高。 （二）小學(xué)三、四年級(jí)測試身高、體重、 50米跑、立定跳遠(yuǎn)四項(xiàng)。 世界衛(wèi)生組織對(duì)健康的定義為“健康不僅僅是指沒有疾病或不虛弱，而是生理、心理的健康和社會(huì)適應(yīng)的完好狀態(tài)”。我們研究的立定跳遠(yuǎn)測距系統(tǒng)正是符合了這一形勢要求。 HHTC/LT100型立定跳遠(yuǎn)測試儀如圖 。 (2)利用導(dǎo)電橡膠測距方案的優(yōu)缺點(diǎn) 優(yōu)點(diǎn)：靈敏度高，制作方便； 缺點(diǎn)：成本較高，易損壞不易維護(hù)，使用壽命短。 圖 接收放大電路 為了抑制干擾和噪聲，便于進(jìn)行信號(hào)處理，一般將紅外線發(fā)光二極管內(nèi)調(diào)制成脈沖光源，方波脈沖發(fā)生器采用時(shí)基集成塊 NE555時(shí)基集成電路 [4]。接著對(duì)下一個(gè)運(yùn)動(dòng)員進(jìn)行測試，循環(huán)往復(fù)進(jìn)行。 Flash Memory又稱閃爍存儲(chǔ)器，它是 EPROM和 EEPROM技術(shù)有機(jī)結(jié)合的產(chǎn)物。對(duì)測距方案的 原理進(jìn)行了分析，最后對(duì)本系統(tǒng)采用的 AT89C51 單片機(jī)進(jìn)行了介紹。 P2接口主要用于鍵盤接口。接收端的控制電路也是通過 74HCl38譯碼器進(jìn)行控制的。 在本論文硬件電路中選用 4051芯片完成從多到一的轉(zhuǎn)換。第 6腳外接的電阻和電容決定了 IC內(nèi)部壓控振蕩器的中心頻率，鎖相環(huán)路輸出信號(hào)由電壓控制振蕩器 VCO產(chǎn)生，電壓控制振蕩器的自由振蕩頻率與腳 6外接定時(shí)元件 RTCT的關(guān)系式為： 1f0 ? () 選用適當(dāng)?shù)亩〞r(shí)元件，可使 LM567的振蕩頻率在 ～ 500kHz內(nèi)連續(xù)變化 [24]。 各種形式的干擾一般都是以脈沖的形式進(jìn)入單片機(jī)的，干擾竄入單片機(jī)系統(tǒng)的渠道主要有三條：空間干擾 (場干擾 )，通過電磁波輻射竄入系統(tǒng)；過程通道干擾，通過與主機(jī)相連的前向通道，后向通道及其它與主機(jī)相互連接的通道進(jìn)入；供電系統(tǒng)干擾，通過供電線路竄入。 圖 看門狗電路 清華 大學(xué) 20xx 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第 24 頁 共 51 頁 該復(fù)位電路具有上電復(fù)位、手動(dòng)復(fù)位和掉電檢測復(fù)位功能。所以，這里專門討論一下在寫論文過程中所研究的下位機(jī)單片機(jī)與控制中心上位 PC機(jī)之間通訊的問題。 (2)功能特性 RS232C接口的主要信號(hào)線的功能定義如表 。普通的 PC機(jī)一般不帶RS485接口，因此要使用 RS232C/RS485轉(zhuǎn)換器。 MAX232芯片是 MAXIM公司生產(chǎn)的、片內(nèi)有兩個(gè)發(fā)送器和兩個(gè)接收器，適于各種232通信接口。立定跳遠(yuǎn)測距系統(tǒng)測得的數(shù)值數(shù)字量從單片機(jī)串行口，通過RS232總線標(biāo)準(zhǔn)接口和標(biāo)準(zhǔn)串行通訊線傳輸?shù)?PC機(jī)，通過 PC機(jī)來顯示；同時(shí)， PC機(jī)也可以通過這個(gè)傳輸過程把控制信號(hào)送到立定跳遠(yuǎn)測距系統(tǒng)的單片機(jī)中，由更加智能化、可視化的 PC機(jī)來控制立定跳遠(yuǎn)測距系統(tǒng)的工作。同時(shí)，很多時(shí)候軟件可以替代硬件的功能，當(dāng)然，需要付出額外占用 CPU時(shí)間的代價(jià)。同時(shí)規(guī)劃監(jiān)控程序，確定監(jiān)控程序與各功能模塊之間的關(guān)系； ④確定算法，根據(jù)不同的功能，選擇或設(shè)計(jì)不同的算法。 編程語言的選用 隨著單片機(jī)的普及應(yīng)用，單片機(jī)控制系統(tǒng)軟件開發(fā)語言也在不斷地發(fā)展更新。因此，除了在硬件上提高清華 大學(xué) 20xx 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第 31 頁 共 51 頁 抗干擾能力外，軟件的抗干擾能力，容錯(cuò)能力也必須強(qiáng)。作為程序設(shè)計(jì)人員，要對(duì)軟件的編制特點(diǎn)有深刻的理解。清華 大學(xué) 20xx 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第 29 頁 共 51 頁 電容 C C C C8都選用電解電容， C C8電容值為 ， 可以提高抗干擾能力。其芯片體積更 小，連接簡便，而且抗靜電能力強(qiáng)。 RS485的信號(hào)傳輸采用兩線間的電壓來表示邏輯 1和邏輯 0。 RS232C定義了數(shù)據(jù)終端設(shè)備 DTE與數(shù)據(jù)通信設(shè)備 DCE之間的物理接口標(biāo)準(zhǔn)。具有較好的抗干擾能力。同時(shí)，還存在著單片機(jī)不能正常工作，出現(xiàn)死機(jī)現(xiàn)象，要消除這種現(xiàn)象，必須在單片機(jī)在一定的時(shí)間內(nèi)如果不響應(yīng)則對(duì)其進(jìn)行復(fù)位。因此，單片機(jī)系統(tǒng)的電源必須有足夠的耐沖擊性，這就要求電源設(shè)計(jì)時(shí)留有充分的余量，一般大系統(tǒng)按實(shí)際功率消耗的 ～ 2倍設(shè)計(jì)，小系統(tǒng)按實(shí)際功率消耗的 2倍～ 3倍設(shè)計(jì)。腳 2分別對(duì)地接電容 Cl、 C2。 圖 CD4051原理電路圖 圖 ，邏輯轉(zhuǎn)換單元完成 TTL到 CMOS的電平轉(zhuǎn)換。 圖 脈沖發(fā)生器電路 清華 大學(xué) 20xx 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第 17 頁 共 51 頁 對(duì)發(fā)光二極管除了有控制電路外，還有驅(qū)動(dòng)電路，其驅(qū)動(dòng)電路如圖 ，用譯碼器通過控制一個(gè)或門控制脈沖電路，從而控制發(fā)光二極管是否發(fā)光。驅(qū)動(dòng)能力不足時(shí)，系統(tǒng)工作不可靠。綜上， AT89C51是一種性價(jià)比很高的單片機(jī)?？梢猿惺?1萬次寫 /擦循環(huán)。 清華 大學(xué) 20xx 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第 11 頁 共 51 頁 其測量過程為： 首先通過計(jì)算機(jī)軟件面板，設(shè)置測量的基準(zhǔn)。 接收電路由光敏二極管，放大驅(qū)動(dòng)電路和負(fù)載組成。在不受力時(shí)一般為絕緣體。杭州實(shí)惠體育用品有限公司研制開發(fā)的立定跳遠(yuǎn)電腦測距儀已獲得國家實(shí)用新型利。在教育部國家體育總局頒布的教體藝 [20xx]12號(hào)《學(xué)生體質(zhì)健康標(biāo)準(zhǔn)試行方案及實(shí)施辦法》中明確指出“為使《學(xué)生體質(zhì)健康標(biāo)準(zhǔn)》的實(shí)施更加科學(xué)、準(zhǔn)確、簡便易行，各學(xué)校選用的測試器材必須是經(jīng)國家質(zhì)量監(jiān)督部門檢測達(dá)到測試要求的合格產(chǎn)品，同時(shí)應(yīng)積極創(chuàng)造條件使用計(jì)算機(jī)，努力做到管理的科學(xué)化、現(xiàn)代化。在美國比較普遍使用的健康體質(zhì)測試方法，可以歸納為 4個(gè)方面： (1)心肺功能； (2)肌肉力量與耐力； (3)身體柔韌性； (4)身體組成。從身體形態(tài)、身體機(jī)能、身體素質(zhì)等方面綜合評(píng)定學(xué)生的體質(zhì)健康狀況，按百分制記分。我們國家自新中國成立以來黨和政府十分重視青少年的體質(zhì)，制定了一系列政策，先后推出了《勞衛(wèi)制》、《國家體育鍛煉標(biāo)準(zhǔn)》、《大學(xué)生體育合格標(biāo)準(zhǔn)》、《中學(xué)生體育合格標(biāo)準(zhǔn)》、《小學(xué)生體育合格標(biāo)準(zhǔn)》以及《學(xué)生體質(zhì)健康調(diào)研》等政策和措施。 本文所論述的立定跳遠(yuǎn)測距系統(tǒng)采用計(jì)算機(jī)顯示， 可根據(jù)不同被測對(duì)象選擇不同的起跳點(diǎn)，性能穩(wěn)定，精度較高?！秾W(xué)生體質(zhì)健康標(biāo)準(zhǔn)》能夠促進(jìn)學(xué)生身體的正常生長和發(fā)育、形態(tài)機(jī)能的全面協(xié)調(diào)發(fā)展、身體健康素質(zhì)的全 面提高和激勵(lì)學(xué)生主動(dòng)、自覺地參加經(jīng)常性的體育鍛煉，有利于把學(xué)生培養(yǎng)為德、智、體、美全面發(fā)展的高素質(zhì)人才。新標(biāo)準(zhǔn)實(shí)行的是目標(biāo)管理，即不管學(xué)校怎樣開展體育運(yùn)動(dòng)，只要達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)就合格。因此形態(tài)將作為評(píng)價(jià)的一個(gè)方面。本設(shè)備具有安全、環(huán)保、簡便、實(shí)用、對(duì)環(huán)境條件要求寬松、便于普及推廣的特點(diǎn)。 論文主要工作概述 總體設(shè)計(jì) 在用戶需求分析的基礎(chǔ)上，研究國內(nèi)外當(dāng)前同類產(chǎn)品的設(shè)計(jì)方案，認(rèn)真分析了市場上同類型產(chǎn)品的優(yōu)點(diǎn)和不足，經(jīng)過嚴(yán)格的分析和比較，選取合理的設(shè)計(jì)方案，確定了此立定跳遠(yuǎn)測距系統(tǒng)應(yīng)具有的基本功能、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及其精度要求等。目前大量使用的紅外發(fā)光二極管發(fā)出的紅外線波長為940rim左右，外形與普通發(fā)光二極管相同 (見下圖 )，只是顏色不同。 設(shè)計(jì)方案的確定 根據(jù) ，從系統(tǒng)實(shí)用性及經(jīng)濟(jì)性能出發(fā)，本立定跳遠(yuǎn)測距系統(tǒng)采用紅