【導(dǎo)讀】導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的成果。盡我所知，除文中特別加以標(biāo)注和致。含我為獲得及其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或?qū)W歷而使用過的材料。明并表示了謝意。以贏利為目的前提下，學(xué)?？梢怨颊撐牡牟糠只蛉績?nèi)容。入無線通信功能，有利于實(shí)現(xiàn)停車場的智能化管理。射模塊，接收模塊，控制模塊三部分構(gòu)成。發(fā)射模塊由按鍵、信號產(chǎn)。輛身份信息；接收模塊由紅外接收器、放大電路、解調(diào)整形電路組成，隨著私家車的大量增多，停車問題日益嚴(yán)重。目前小區(qū)的租賃車位多采用機(jī)械式車。位鎖，需要手動開鎖和上鎖，給司機(jī)帶來不便，停車難已經(jīng)成為一個(gè)社會普遍問題。遙控車位鎖其實(shí)是一臺完整。本車位鎖采用了紅外遙控技術(shù)和單片機(jī)相結(jié)合，車位鎖主要由發(fā)射模塊，接收模塊，接觸器、報(bào)警電路組成；單片機(jī)負(fù)責(zé)對接收的鍵碼進(jìn)行識別，并控制車位鎖的開閉。作量飽滿，能得到較全面訓(xùn)練。題目與生產(chǎn)、科研等實(shí)際問題結(jié)合緊密。外文應(yīng)用能正確引用外文文獻(xiàn)，翻譯準(zhǔn)確，文字流暢。

　　

【正文】 22 15℃20℃25℃30℃35℃0120 1 2 3壓強(qiáng) P/ 105Pa輸出電壓 U/V 圖 44 不同溫度下的 壓力輸出電壓曲線 通過圖 44 可以觀察到隨著溫度的不同壓力輸出電壓曲線是不重合的，提取出曲線的斜率和截距，擬合出斜率、截距對應(yīng)于溫度的關(guān)系曲線，得到斜率和截距關(guān)于溫度的函數(shù)，利用這個(gè)函數(shù)就可以對壓力曲線進(jìn)行溫度的算法補(bǔ)償。 壓力關(guān)系曲線的斜率與外界環(huán)境溫度的關(guān)系如圖 45 所示： 12 17 22 27 32 37溫度 T/℃斜率 k 圖 45 斜率與溫度環(huán)境的關(guān)系曲線 斜率與溫度的關(guān)系表達(dá)式為： 0 .0 0 0 9 0 .0 3 9 4kT? ? ? （ 44） 壓力關(guān)系曲線的截距與外界環(huán)境溫度的關(guān)系如圖 46 所示： 天津大學(xué)本科畢業(yè)論文 第四章 軟件設(shè)計(jì) 23 01212 17 22 27 32 37溫度 T/℃截矩 b 圖 46 截距 與溫度環(huán)境的關(guān)系曲線 截距與溫度的關(guān)系表達(dá)式為： 0 .0 8 2 7 1 .1 8 3 4bT? ? ? （ 45） 通過上面的兩個(gè)關(guān)系式，根據(jù)由溫度傳感器測得的環(huán)境溫度就可以準(zhǔn)確的得出在此溫度下的壓力關(guān)系曲線 。 算法實(shí)現(xiàn) 補(bǔ)償算法函數(shù)名為 TempComp（ int Pres， int Temp），無返回 值 ，包括兩個(gè)形參輸入，分別為 int Pres， int Temp，函數(shù)中用到 4 個(gè)宏定義常量， KA， KB， BA和 BB，這 4 個(gè)數(shù)都為實(shí)型，用到全局變量為顯示緩沖區(qū) Disp[4]。 流程圖如圖 47 所示， 在定義變量完成后，首先根據(jù) KA， KB， BA， BB 四個(gè)常量，計(jì)算出當(dāng)前溫度下的斜率和截矩，確定壓力 采樣電壓計(jì)算關(guān)系式， 然后根據(jù)測得的電壓計(jì)算出準(zhǔn)確的壓力值， 并且將壓力值轉(zhuǎn)換為適合顯示的數(shù)據(jù)格式，進(jìn)行顯示。 天津大學(xué)本科畢業(yè)論文 第四章 軟件設(shè)計(jì) 24 開 始結(jié) 束定 義 變 量 k ，b ， x ， P r e s C根 據(jù) 溫 度 值 求 出 斜 率 與 截 距根 據(jù) 輸 出 電 壓 求 出 壓 力將 壓 力 值 轉(zhuǎn) 換 為 整 型將 壓 力 值 存 入 顯 示 緩 存啟 動 L E D 顯 示 圖 47 溫度補(bǔ)償算法流程圖 發(fā)送 模塊程序 串口 信息傳輸及其程序?qū)崿F(xiàn) 該程序用于對壓力傳感器的輸出模擬電壓進(jìn)行 A/D 轉(zhuǎn)換， SAR 時(shí)鐘設(shè)定為，無內(nèi)部放大器增益，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換連續(xù)跟蹤。電壓基準(zhǔn)使用內(nèi)部基準(zhǔn)電壓，為 。數(shù)據(jù)輸入選擇 AIN2 通道。 電源 監(jiān)視及其程序?qū)崿F(xiàn) 該模塊用到兩個(gè)子函數(shù) ,名稱為 void init_adc（ void） , int read_analog_inputs（ void），整型變量 temp_long 和 Pres， Pres 為函數(shù)返回值。初始化包括 ADC0控制寄存器（ ADC0CN），基準(zhǔn)電壓控制寄存器（ REF0CN）， ADC0 通道選擇寄存器（ AMX0SL）， ADC0 配置寄存器（ ADC0CF）。流程圖如圖 48 所示： 天津大學(xué)本科畢業(yè)論文 第四章 軟件設(shè)計(jì) 25 開 始結(jié) 束A /D 模 塊 初 始 化定 義 變 量 te m p _ lo n g ， P r e s啟 動 A /D 轉(zhuǎn) 換等 待 轉(zhuǎn) 換 完 成轉(zhuǎn) 換 數(shù) 據(jù) 格 式返 回 壓 力 值 圖 48 A/D 轉(zhuǎn)換流程圖 . 如圖 48 所示，首先將 A/D 模塊初始化，包括相應(yīng)的 A/D 配置和時(shí)鐘配置，然后啟動 A/D 轉(zhuǎn)換，等待轉(zhuǎn)換完成，轉(zhuǎn)換完成后將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為適合顯示的格式進(jìn)行顯示。 紅外發(fā)送及其程序?qū)崿F(xiàn) 在單片機(jī)系統(tǒng)中，發(fā)射 可用一般的 I/O 口實(shí)現(xiàn)， 38kHz 載波信號可用軟件產(chǎn)生，圖 4 給出發(fā)射一個(gè)字節(jié)的軟件流程（以 430 單片機(jī)為例） ，圖 3 為 38kHz 載波信號軟件流程 。發(fā)射規(guī)約： 1 個(gè)起始位， 1 個(gè)停止位， 8 個(gè)數(shù)據(jù)位， 波特1200 位 /秒，低位在先 。 程序中延時(shí)可用 ,timer1 定時(shí)器實(shí)現(xiàn)， timer1 使用時(shí)不要打開中斷使能位 （ 具體是什么） ,而采用軟件測 （ 具體是什么 ） 標(biāo)志的辦法達(dá)到時(shí)間的延時(shí) 。 接收 模塊程序 串口 信息傳輸及其程序?qū)崿F(xiàn) 天津大學(xué)本科畢業(yè)論文 第四章 軟件設(shè)計(jì) 26 電源轉(zhuǎn)換及其程序?qū)崿F(xiàn) 紅外接收及其程序?qū)崿F(xiàn) 因紅外接收模塊已將 38kHz 調(diào)制信號解調(diào)為基帶信號， 完全可用通用串口接收，同行比較熟悉，這里不再贅述。 點(diǎn)陣顯示及其程序?qū)崿F(xiàn) 驅(qū)動電機(jī)功能（車位鎖的起落）及其程序?qū)崿F(xiàn) 接收 模塊程序 模塊功能 下位機(jī)采集到的數(shù)據(jù)有時(shí)需要進(jìn)行處理，本模塊函數(shù)用于接受上位機(jī)通過串口發(fā)送的命令，在單片機(jī)中對命令解析后，回送給上位機(jī)所要求的數(shù)據(jù)。串口工作于半雙工方式，波特率選擇 115200MHz。上位機(jī)軟件這里不做介紹，調(diào)試時(shí)應(yīng)用串口調(diào) 試助手。 上位機(jī)數(shù)據(jù)需求 命令格式為： 命令 開始位 _數(shù)據(jù)需求方式 位 _數(shù)據(jù) 需求數(shù)量 位_命令 結(jié)束位。 單片機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)格式為：傳送開始位 _數(shù)據(jù)需求方式位 _數(shù)據(jù)位??數(shù)據(jù)位 _傳送結(jié)束位。 程序?qū)崿F(xiàn) 數(shù)據(jù)傳輸功能包括三個(gè)子函數(shù)， UART0 初始化函數(shù) Uart0_Init（），這里的初始化包括包括串口工作方式的選擇，波特率的選擇以及波特率觸發(fā)源定時(shí)器的數(shù)據(jù)裝載及初始化；字符串發(fā)送函數(shù) Send_Str（），無返回值；字符串接收函數(shù)Receive_Str（），無返回值。模塊中包括兩個(gè)全局變量 str_send[]和 str_receive[]。數(shù)據(jù)收發(fā)流程圖如圖 410 所示： 其中單片機(jī)管腳初始化是對交叉開關(guān)寄存器操作，開啟串口所需管腳，串口初始化是配置波特率及工作方式，定時(shí)器初始化是對波特率所需的初始值進(jìn)行裝天津大學(xué)本科畢業(yè)論文 第四章 軟件設(shè)計(jì) 27 載。收發(fā)中斷標(biāo)志 TI， RI 需用軟件清零。 開 始結(jié) 束單 片 機(jī) 端 口 初 始 化串 口 配 置 初 始 化定 時(shí) 器 1 初 始 化發(fā) 送 一 個(gè) 字 符等 待 發(fā) 送 完 成清 除 中 斷 標(biāo) 志判 斷 是 否 發(fā) 送 完 成開 始結(jié) 束單 片 機(jī) 端 口 初 始 化串 口 配 置 初 始 化定 時(shí) 器 1 初 始 化將 緩 存 中 數(shù) 據(jù) 存 入接 收 數(shù) 組清 除 中 斷 標(biāo) 志判 斷 是 否 接 收 完 成等 待 接 收 完 成NYYN 圖 410 數(shù)據(jù)發(fā)送（左）接收（右）流程圖 LED 顯示模塊程序 注意：不要刪掉每章最后一行，保留回車符，因?yàn)榛剀嚪笥蟹止?jié)符 天 津大學(xué)本科畢業(yè)論文 第五章 系統(tǒng)調(diào)試與實(shí)驗(yàn) 28 第五章 系統(tǒng)調(diào)試與實(shí)驗(yàn) 本設(shè)計(jì)采用 C8051F020 單片機(jī)作為控制模塊， Cygnal 的開 發(fā)工具實(shí)質(zhì)上就是計(jì)算機(jī) IDE 調(diào)試環(huán)境及計(jì)算機(jī) RS232 到 C8051F 單片機(jī) JIAG 的協(xié)議轉(zhuǎn)換（ EC2）的組合。 實(shí)驗(yàn)平臺 硬件平臺 實(shí)驗(yàn)硬件平臺為 NCDCIP51F020 系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)設(shè)備和一臺帶有串口的 PC 機(jī)，連接如圖 51 所示，將 JTAG 扁平電纜與串行示配器（ EC2）連接，將 JTAG 扁平電纜的另一端與目標(biāo)系統(tǒng)連接，將 RS232 串行電纜的一端與 EC2 連接，另一端連接到 PC，然后給系統(tǒng) 供 電即可。 圖 51 硬件平臺 壓力傳感器電路的輸出，存儲芯片的各個(gè)引腳以及顯示控制芯片 HD7279 的各控制引腳在系 統(tǒng)板中已連接到單片機(jī)相應(yīng)引腳。四個(gè)共陰極 LED 燈也已連接到 HD7279 相應(yīng)引腳。溫度傳感器 18B20 連接在系統(tǒng)板上，但要將其數(shù)據(jù)單總線與單片機(jī)相應(yīng)管腳用導(dǎo)線相連。單片機(jī)的 TX0 和 RX0 兩管腳還要與 PC 機(jī)的另一九針串口對應(yīng)管腳相連，用于數(shù)據(jù)傳輸。其 實(shí)驗(yàn) 電路實(shí)物圖如圖 52 所示： 天 津大學(xué)本科畢業(yè)論文 第五章 系統(tǒng)調(diào)試與實(shí)驗(yàn) 29 圖 52 實(shí)驗(yàn) 電路實(shí)物圖 軟件平臺 Cygnal C8051F 系列所有的單片機(jī)內(nèi)均設(shè)計(jì)有調(diào)試電路，該調(diào)試電路通過邊界掃描方式獲取單片機(jī)片內(nèi)信息，通過 4 線的 JATG 接口與開發(fā)工具連接以便于進(jìn)行對單片機(jī)在線編程調(diào)試。 本設(shè)計(jì)應(yīng) 用 Cygnal提供的 IDE 調(diào)試環(huán)境進(jìn)行非侵入式、全速在線編程調(diào)試。操作環(huán)境如圖 53 所示。 Cygnal 開發(fā)工具支持觀察和修改存儲器和寄存器支持?jǐn)帱c(diǎn)、單步、運(yùn)行和停止命令。調(diào)試時(shí)不需要額外的目標(biāo) RAM、程序存儲器、定時(shí)器或通信通道，并且所有的模擬和數(shù)字外設(shè)都正常工作。 天 津大學(xué)本科畢業(yè)論文 第五章 系統(tǒng)調(diào)試與實(shí)驗(yàn) 30 圖 53 IDE 操作環(huán)境 實(shí)驗(yàn)方案 本實(shí)驗(yàn)過程共分為三個(gè)部分 ：溫度補(bǔ)償部分，數(shù)據(jù)存儲傳輸部分，整機(jī)調(diào)試部分。調(diào)試過程采用單步執(zhí)行，讀出每步的寄存器值，以驗(yàn)證其正確和可行性。 系統(tǒng)調(diào)試時(shí)首先應(yīng)當(dāng)測試單片機(jī)的上電是否正常，晶振是否起振。然 后對于全局變量進(jìn)行定義，對時(shí)鐘和管腳進(jìn)行初始化。之后，才能開始對各個(gè)模塊功能的調(diào)試。 溫度補(bǔ)償調(diào)試方案 本部分需要實(shí)現(xiàn)壓力傳感器的溫度補(bǔ)償 及其壓力值的顯示及報(bào)警 ， 所以需要分模塊進(jìn)行調(diào)試，依次分別為 LED 顯示及閃爍的調(diào)試，壓力傳感器調(diào)試，溫度傳感器調(diào)試，補(bǔ)償算法的調(diào)試，然后進(jìn)行綜合的調(diào)試。壓力的采集需要以某一精確的采樣頻率進(jìn)行，所以本設(shè)計(jì)還應(yīng)用到定時(shí)器，以此來限定其采樣間隔。因此，在上述綜合調(diào)試完成后，要進(jìn)行定時(shí)器的調(diào)試，并將壓力值的采樣放在中斷程序中，驗(yàn)證其可行性。 首先驗(yàn)證 LED 顯示及閃爍功能， 編寫 C 程序使 4 個(gè) LED 燈都能夠正確的現(xiàn)實(shí) 09 十個(gè)數(shù)，并且發(fā)送命令使每個(gè)燈都能以規(guī)定的頻率閃爍。 接著調(diào)試壓力傳感器，編寫程序讀取相應(yīng)管腳的 A/D 值即未經(jīng)過補(bǔ)償?shù)膲禾?津大學(xué)本科畢業(yè)論文 第五章 系統(tǒng)調(diào)試與實(shí)驗(yàn) 31 力值，將其在 LED 顯示。驗(yàn)證在 15℃沒有壓力輸入時(shí)顯示是否為零，如果不為零則調(diào)整調(diào)零電阻，使其為零。然后用手按應(yīng)變片觀察顯示數(shù)據(jù)是否隨著用力的不斷增大而增大。 然后調(diào)試溫度傳感器，編寫程序讀取當(dāng)前的溫度值并在 LED 上顯示，將顯示值與實(shí)驗(yàn)室中水銀溫度計(jì)值相比較，驗(yàn)證其準(zhǔn)確性，然后用手給傳感器加溫，驗(yàn)證 LED 顯示值是否增加。 上述過程完成后，按照標(biāo)定 數(shù)據(jù)，編寫程序?qū)崿F(xiàn)溫度補(bǔ)償算法，并將補(bǔ)償后的壓力值顯示。在應(yīng)變片上放一重物，將應(yīng)變片置于陽光下 1020 分鐘，然后移開至陰涼處并用風(fēng)扇吹，此過程中觀察顯示輸出值是否變化，如有較大的差異，則重新測量標(biāo)定數(shù)據(jù)，再次試驗(yàn)此過程。 采樣間隔即定時(shí)器的調(diào)試可以用示波器來測量，首先編寫定時(shí)器程序，在定時(shí)器中斷服務(wù)程序中加入某一 I/O 口高低電平跳變的指令，觀察示波器中波形如果周期相同則說明定時(shí)器工作正常。調(diào)試完成后還要將溫度補(bǔ)償程序加入到中斷服務(wù)程序當(dāng)中，用同樣的方法驗(yàn)證其采樣周期的正確性。 根據(jù)公式（ 33）（ 36） （ 38）可得到壓強(qiáng)與輸出電壓之間的一個(gè)正比關(guān)系，基準(zhǔn)電壓采用 ， A/D 采樣為 12 位，計(jì)算可得壓強(qiáng)最大值為 105 Pa，其分辨率理論上可達(dá) 105 Pa。 數(shù)據(jù)存儲傳輸調(diào)試方案 該模塊 分為兩個(gè)部分，讀寫存儲器調(diào)試和串口調(diào)試。 進(jìn)行存儲器調(diào)試時(shí)，首先編寫程序向 SRAM 中寫入一定量數(shù)據(jù)，然后將其讀出，驗(yàn)證其讀寫的一致性。 串口調(diào)試時(shí)上位機(jī)采用串口調(diào)試助手，首先編寫程序使單片機(jī)發(fā)送一定量的數(shù)據(jù)，觀察上位機(jī)接收是否一致，然后上位機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)，觀察單片機(jī)接收到的數(shù)據(jù)是否一致。 調(diào)試完成后將兩部分 整體調(diào)試，首先單片機(jī)將 10 個(gè)數(shù)存入存儲器 SRAM 中，然后等待上位機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)，當(dāng)有數(shù)據(jù)接收時(shí)，將剛存入的 10 個(gè)數(shù)讀出并發(fā)送給上位機(jī)，觀察接收到的數(shù)據(jù)是否正確。 整機(jī)調(diào)試方案 整機(jī)調(diào)試即為整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行過程的 調(diào)試 ，這里應(yīng)建立一個(gè)系統(tǒng)主函數(shù)并設(shè)定為 死 循環(huán)，其主流程在這里實(shí)現(xiàn)。應(yīng)用到的各個(gè)函數(shù)應(yīng)提前聲明。 首先將以上兩部分程序相結(jié)合，首先將一重物（小于上限值）置于應(yīng)變片上，將應(yīng)變片置于陽光下 1020 分鐘，然后移開至陰涼處并用風(fēng)扇吹，此過程中觀察顯示輸出值是否變化。然后將另一重物置于應(yīng)變片上（大于上限值），觀察 LED天 津大學(xué)本科畢業(yè)論文 第五章 系統(tǒng)調(diào)試與實(shí)驗(yàn) 32 燈是否閃爍。 將一砝碼放在應(yīng)變片上，在系統(tǒng)開啟 1 分鐘以上后，上位機(jī)發(fā)送需求 100 個(gè)數(shù)據(jù)的命令，然后等待，驗(yàn)證接收到的數(shù)據(jù)是否符合傳送命令，數(shù)據(jù)彼此是否一樣以及數(shù)據(jù)是否和顯示值一致。數(shù)據(jù)傳輸過程中還需驗(yàn)證采樣間隔是否保持不變，方法與 中