【文章內(nèi)容簡介】 記數(shù)，產(chǎn)生精確的定時(shí)時(shí)間，作串行口的波特性發(fā)生器等功能的需要。它們具有兩種工作模式 (計(jì)數(shù)器模式和定時(shí)器模式 )及 4 種工作方式 (方式 0，方式 1，方式 2，方式 3)。 當(dāng)定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器為定時(shí)工作方式時(shí)，計(jì)數(shù)器的加 1 信號(hào)由振蕩器的 12 分頻信號(hào)產(chǎn)生，即每過一個(gè)機(jī)器周期，計(jì)數(shù)器加 1，直至計(jì)數(shù)滿溢出為止。顯然，定時(shí)器的定時(shí)時(shí)間與系統(tǒng)的振蕩頻率有關(guān)。因一個(gè)機(jī)器周期等于 12 個(gè)振蕩周期，所以計(jì)數(shù)頻率 fount=1/12osc。如果晶振為 12MHz，則計(jì)數(shù)周期為： T=1/（ 12106） Hz1/12=1μs 這是最短的定時(shí)周期。若要延長定時(shí)時(shí)間，則需要改變定時(shí)器的初值，并要適當(dāng)選擇定時(shí)器的長度 (如 8 位、 13 位、 16 位等 )。當(dāng)定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器為計(jì)數(shù)工作方式時(shí)，通過引腳 T0和 T1對(duì)外部信號(hào)計(jì)數(shù)，外部脈沖的下降沿將觸發(fā)計(jì)數(shù)。計(jì)數(shù)器在每個(gè)機(jī) 器周期的 S5P2 期間采樣引腳輸入電平。若一個(gè)機(jī)器周期采樣值為 1，下一個(gè)機(jī)器周期采樣值為 0，則計(jì)數(shù)器加 1。此后的機(jī)器周期 S3P1 期間，新的計(jì)數(shù)值裝入計(jì)數(shù)器。所以檢測一個(gè)由1 至 0 的跳變需要兩個(gè)機(jī)器周期，故外部事年的最高計(jì)數(shù)頻率為振蕩頻率的 1/24。例如，如果選用 12MHz 晶振，則最高計(jì)數(shù)頻率為 。雖然對(duì)外部輸入信號(hào)的占空比無特殊要求，但為了確保某給定電平在變化前至少被采樣一次，外部計(jì)數(shù)脈沖的高電平與低電平保持時(shí)間均需在一個(gè)機(jī)器周期以上。工作方式控制寄存器 TMOD 用于控制定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器的工作模式及工作方 式，它的字節(jié)地址為 89H。定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器的兩個(gè)作用是用來精確的模擬一段時(shí)間間隔 (作定時(shí)器用 )或累計(jì)外部輸入的脈沖個(gè)數(shù) (作計(jì)數(shù)器用 )。當(dāng)作定時(shí)器用時(shí)，在其輸入端輸入周期固定的脈沖個(gè)數(shù)，即可計(jì)算出所定時(shí)間的長度。當(dāng) 89c52 內(nèi)部的定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器被選定為定時(shí)器工作模式時(shí)，記數(shù)輸入信號(hào)是內(nèi)部時(shí)鐘脈沖，每個(gè)機(jī)器周期產(chǎn)生一個(gè)脈沖使計(jì)數(shù)器增 1，因此，定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器的輸入脈沖和機(jī)器周期一樣，為時(shí)鐘頻率的 1/12。本設(shè)計(jì)采用的時(shí)鐘周期為 6MHz，記數(shù)速度為 500KHz，輸入脈沖的時(shí)間間隔為 秒 ]11[ 。 4 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)方案 該方案的編程思路是先確定主程序，之后根據(jù)各硬件電路功能來設(shè)計(jì)子程序模塊，最后再將各模塊嵌入主程序中。這樣編程結(jié)構(gòu)簡單，由于子程序模塊與硬件電路一一對(duì)應(yīng)，所以調(diào)試起來十分方便。 12 系統(tǒng)主程序流程圖 系統(tǒng)的軟件總流程圖如圖 所示。 圖 系統(tǒng)的軟件總流程圖 當(dāng)系統(tǒng)開始工作后，首先進(jìn)行初始化。然后進(jìn)行對(duì)光照、距離、定時(shí)的判定，若光照、距離、定時(shí)超出設(shè)定值，進(jìn)入報(bào)警系統(tǒng)，報(bào)警結(jié)束后返回繼續(xù)判斷。若未達(dá) 到，直接返回去再判定。 系統(tǒng)子程序流程圖 如圖 所示為超聲波模塊測距功能流程圖。 是否 小于設(shè)定 光照 是否小于設(shè)定距離 是否到設(shè)定時(shí) 間 系統(tǒng)初始化 報(bào)警 Y 開始 N 13 開始計(jì)時(shí) 1 s 是否到?YN發(fā)射超聲波啟動(dòng)檢測回波是否檢測到回波 ？計(jì)算距離是否小于設(shè)定距離 ？返回主程序報(bào)警YNN 圖 超聲波模塊測距功能流程圖 測距功能開始后，首先判斷定時(shí)是否到 1s，如果已到 1s，則超聲波發(fā)射標(biāo)志位置 1，啟動(dòng)超聲波發(fā)射，并開啟定時(shí)器 T1和外部中斷 0。若不到 1s，則返回繼續(xù)計(jì)時(shí)。如果外部中斷被觸發(fā)，則表示接收到了回波，停止定時(shí)器 T1，計(jì)算距離。若外部中斷未被觸發(fā)，則返回繼續(xù)發(fā)射超聲波。計(jì)算距離時(shí) ，如果算得距離小于設(shè)定距離，則報(bào)警。若算得距離大于設(shè)定距離，則返回主程序進(jìn)行下一功能。 5 系統(tǒng)分析 測試結(jié)果及誤差分析 對(duì)所要求測量范圍 2cm300cm 內(nèi)的平面物體做了 50 次測量測試結(jié)果如下表 實(shí)距 (cm) 5 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 14 100 105 110 測距 (cm) 5 15 20 25 30 36 40 45 50 55 60 65 70 74 80 86 90 96 101 106 110 實(shí)距 (cm) 115 120 125 130 135 140 145 150 155 160 165 170 175 180 185 190 195 測距 (cm) 116 121 124 130 136 141 146 151 155 159 166 171 175 181 186 191 197 實(shí)距 (cm) 200 205 210 215 220 225 230 235 240 245 250 255 測距 (cm) 202 207 212 217 223 227 233 236 242 246 253 257 誤差分析 通過對(duì)上表的綜合分析得出如下結(jié)果：最大誤差為 3cm,最小誤差為 0cm，進(jìn)一步分析得知平均誤差為 ,在 0100cm 內(nèi)，平均誤差為 ，在 101200cm 內(nèi)誤差為 ，在 201260cm內(nèi)平均誤差為 ，可見測量范圍的增大平均誤差也隨之增大。 鑒于使用者對(duì)智 能視力保護(hù)器的測量距離要求為 30cm 左右，而在實(shí)際對(duì)智能視力保護(hù)器測試當(dāng)中，發(fā)現(xiàn)在 2040cm 距離范圍內(nèi)誤差為 ，較好地體現(xiàn)出來視力保護(hù)器的實(shí)用性。 7 優(yōu)點(diǎn)和不足 本設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn) : （ 1）該設(shè)計(jì)能清晰、及時(shí)的顯示使用者的使用指數(shù)； （ 2）該設(shè)計(jì)根據(jù)個(gè)人需求可對(duì)光照和距設(shè)置； （ 3）該設(shè)計(jì)電路結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉，不易發(fā)生故障，且損壞時(shí)易修復(fù)； （ 4）該設(shè)計(jì)電路模塊化，采用 C 語言編程，易修改和挪用，可以運(yùn)用到其他控制器的設(shè)計(jì)，具有實(shí)用性。 本設(shè)計(jì)的不足： （ 1）該設(shè)計(jì)測定的光強(qiáng)、和距離與實(shí)際光強(qiáng)、和距離 有一定的誤差，有待進(jìn)一步改進(jìn)； （ 2）該設(shè)計(jì)的對(duì) 長 時(shí)間看電視、電腦，玩手機(jī)也是造成近視重要因素，本設(shè)計(jì)對(duì)這一因素考慮較少。 15 結(jié) 論 本次設(shè)計(jì)在硬件上完成了一個(gè) STC89C52 單片機(jī)的視力保護(hù)器的設(shè)計(jì)，并在此平臺(tái)上用單片機(jī) C 語言進(jìn)行軟件設(shè)計(jì)，經(jīng)過測試，基本滿足設(shè)計(jì)目標(biāo)，可以完成各項(xiàng)基本功能。本系統(tǒng)開發(fā)空間大，使用靈活，便于用戶擴(kuò)展功能。本文創(chuàng)新點(diǎn)主要為利用單片機(jī)設(shè)計(jì)視力保護(hù)器的思想，增加了單片機(jī)在現(xiàn)實(shí)生活中的應(yīng)用。利用光敏電阻電路檢測光照，通過超聲波傳感器模塊幫助學(xué)生保持正確坐姿進(jìn)而校正其視力，簡單方 便且不會(huì)產(chǎn)生系統(tǒng)穩(wěn)定性方面的問題； 盡可能發(fā)揮系統(tǒng)優(yōu)勢，可以方便向其他功能擴(kuò)展，也就是利用平臺(tái)優(yōu)勢可以衍生更多功能。 當(dāng)然，由于時(shí)間關(guān)系，本次設(shè)計(jì)不足之處。 比如說隨著科技的飛速發(fā)展，眾多電子產(chǎn)品進(jìn)入我們的生活，如長時(shí)間看電視、電腦，玩手機(jī)也是造成近視重要因素，本設(shè)計(jì)對(duì)這一因素考慮較少。該設(shè)計(jì)通過該電子硬件的制作和理論的研究，能為后期進(jìn)一步設(shè)計(jì)智能視力保護(hù)器并采取合理措施提高視力保護(hù)的有效性提供可靠和有效的數(shù)據(jù)源和信息依據(jù)。 參考文獻(xiàn) [1] 家庭電子 1998 年合訂本 .[J]， 1999. 212214 [2] 康華光 .電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬部分 .[M]北京：高等教育出版社， [3] 康華光 .電子技術(shù)基礎(chǔ)數(shù)字部分 .[M]北京：高等教育出版社， [4] 電子工藝實(shí)習(xí) .[J]成都， [5] 電子技術(shù)實(shí)驗(yàn) .[J] 成都， [6] 電子線路設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)測試第二版 .[M]武漢：華中科大出版社， [7] 趙健 .實(shí)用聲光電及無線電遙控電路 300 例 .[J]北京：中國電力出版社， [8] 鄭浩，高靜 .怎樣用 萬用電表檢測電子元器件修訂本 .[J] 北京：人民郵電出版社， [9] 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2425P 2526P 2627P 2728P S E N29A L E /P30T X D11R X D10GND20V C C40U189 C 5 1/ 5 2R2R510kC130 p FC230 p FC310 u FY112 M H zQ190 1 2F1S P E A K E RGND1DQ2VCC3U3ds 18 b2 012345678910111213141516J116 0 2 R610kV C CP 26P 27V C CV C CV C CP14V C CP 00P 01P 02P 03P 04P 05P 06P 07P 00P 01P 02P 03P 04P 05P 06P 07P 14V C CR710kR832 1P1P O W E RV C C1122