【正文】 大學生活結束，似水流年的日子里，我開始期待明天。大學生活使我懂得了許多，在這期間我在學校過的很充實，這篇畢業(yè)論文的完成，與我的周圍的人是分不開的，在此表示感謝。以單片機技術運用于為核心的智能溫控風扇，結合簡單電路電機控制，在結構小巧美觀，設計簡單靈活，使用方便安全，具有易于安裝、易于操作、易于維護等特點。本系統(tǒng)在當今提倡人性化設計和健康產品的環(huán)境下具有非常好的市場前景。系統(tǒng)以單片機AT89C51為核心部件，單片機系統(tǒng)完成對環(huán)境溫度信號的采集、處理、顯示等功能。作為數組元素的構體變量包括任務名、任務優(yōu)先級、任務標志位等，其中任務名、任務標志位定義為字符串數組，　　采用雙重循環(huán)語句來讀寫任務模塊調度表，調用相應任務模塊，從而實現系統(tǒng)工作模式的管理，完成姿態(tài)軌道控制任務。通過姿軌控系統(tǒng)工作模式管理模塊對各應用軟件任務模塊的調用來完成姿軌控應用軟件系統(tǒng)的功能。在任務調度上，所有任務都工作在可剝奪的調度方式下，即在任何時刻，只要有一個任務進入就緒狀態(tài)而且優(yōu)先級高于正在運行的任務，則立即掛起當前的任務，轉而執(zhí)行新的任務，直到這個任務執(zhí)行完成后，再喚醒原來被掛起的低優(yōu)先級任務。 在整個姿軌控系統(tǒng)中多任務管理任務工作于系統(tǒng)級，其他的任務均工作于應用級?！　∽塑壙貞贸绦蛟趯崿F上由多個任務協同工作完成，在結構上分為多任務調度管理任務(或稱為Schedule任務)、遙測遙控任務、故障診斷及系統(tǒng)重構任務、程序和數據注入任務、系統(tǒng)工作模式管理任務、姿態(tài)確定與控制、軌道控制等應用任務模塊。可將星載控制計算機軟件分為三部分：系統(tǒng)引導程序、系統(tǒng)軟件、應用軟件。針對衛(wèi)星姿軌控系統(tǒng)的需求，軟件系統(tǒng)采用縱橫結合型體系結構?！　】v向體系結構中包含層次和線索兩個概念。這種結構支持基于抽象層次的設計、演化和重用。垂直型包含一系列類，并將它們組織成層次和線索。面向對象的組織方式　　數據和它的原始操作是封裝在對象內部，對象通過事件驅動來協同工作?！　鹘y(tǒng)星載軟件的設計方法、開發(fā)手段已不能適應日益復雜的需求，采用微內核的實時操作系統(tǒng)作為軟件的系統(tǒng)結構是一種縮短開發(fā)周期、調試方便有效的快速解決方案。使用時要與去耦電容成對使用。作為儲能元件，它吸收或提供該集成電路內部三極管導通、截止引起的電流變化(di/dt)，從而降低系統(tǒng)噪聲。 在應用軟件設計方面，設計者都有各自的經驗。單片機應用系統(tǒng)程序是事先寫好的，不可能有非法指令或尋址。交替使用施密特電路和rc濾波可以使這類毛刺不起作用，這就是eft技術。在是否使用低電壓復位功能時應根據具體應用情況權衡一下。 看門狗技術是監(jiān)測應用程序中的一段定時中斷服務程序的運行狀況，當這段程序不工作時判斷為系統(tǒng)故障，從而產生系統(tǒng)復位。以降低di/dt。另一個在集成電路設計上降低噪聲的例子是驅動電路的設計。 傳統(tǒng)的集成電路設計中，在電源、地的引出上通常將其安排在對稱的兩邊。以8051單片機為例，最短指令周期1μs時，外時鐘是12mhz。 （5）布線時避免90度折線,減少高頻噪聲發(fā)射。 （2）在繼電器接點兩端并接火花抑制電路（一般是RC串聯電路,電阻一般選幾K到幾十K,）,減小電火花影響。 減小干擾源的du/dt主要是通過在干擾源兩端并聯電容來實現。 （5）漏電耦合： 這種耦合是純電阻性的,在絕緣不好時就會發(fā)生。 （3）電容耦合： 又稱電場耦合或靜電耦合。對于這種形式,最有效的方法就是加入去耦電路。 干擾的耦合方式 干擾源產生的干擾信號是通過一定的耦合通道才對測控系統(tǒng)產生作用的。 干擾的分類干擾的分類有好多種,通?？梢园凑赵肼暜a生的原因、傳導方式、波形特性等等進行不同的分類。典型的干擾傳播路徑是通過導線的傳導和空間的輻射。指產生干擾的元件、設備或信號, 用數學語言描述如下：du/dt, di/dt大的地方就是干擾源。在C51指令中，延時子程序是相當簡單的，并且延時時間也很容易更改，可參見程序清單中的DELAY延時子程序。此電路中，74LS273用于驅動LED的8位段碼，8位LED相應的a—g段連在一起，它們的公共端分別連至由74LS138（點擊芯片型號可瀏覽其詳細的技術手冊）譯碼選通后經74LS04反相驅動的輸出端。 ④ 集成塊與插座接觸可靠,用雙簧插座,最好集成塊直接焊在印制板上,防止器件接觸不良故障。防止復位不充分, CPU就工作,尤其有EEPROM的器件,復位不充份會改變EEPROM的內容。 （6）防雷電用光纖隔離最為有效。次級加低通濾波器:吸收變壓器產生的浪涌電壓。 （5）在速度能滿足要求的前提下,盡量降低單片機的晶振和選用低速數字電路。除減小壓降外,更重要的是降低耦合噪聲。DCDC方式是工作在較高的頻率上,需要注意的是PCB布板時避免交叉設計,各自濾波、旁路電容要緊靠IC附近,負載電流最后會和即可。使能PWM控制信號需要適當的隔離,避免相互干擾和驅動能力問題。線性大功率LED恒流輸出可以并聯使用,在產品設計中我們往往找不到較大電流的驅動IC,一般2A以上就很少見,標稱2A的IC也不一定可以極限使用。如圖81：圖81 LED動態(tài)掃描顯示電路采用集成三極管可以保持每路LED電流一致,這些三極管在相同溫度環(huán)境下、相同工藝條件生產出來的β值一樣,可以保證每路電流基本一樣。P2口在FLASH編程和校驗時接收高八位地址信號和控制信號。并因此作為輸入時，P2口的管腳被外部拉低，將輸出電流。P1口管腳寫入1后，被內部上拉為高，可用作輸入，P1口被外部下拉為低電平時，將輸出電流，這是由于內部上拉的緣故。P0能夠用于外部程序數據存儲器，它可以被定義為數據/地址的第八位。128*8位內部RAM4K字節(jié)可編程閃爍存儲器如圖71：圖711． 主要特性：單片機的可擦除只讀存儲器可以反復擦除100次。 接收信號放大電路輸出的信號相對于發(fā)射信號產生了頻移，此頻移在0～3 kHz范圍，反映流體的流速大小，由于此頻移相對于發(fā)射信號頻率較小，直接進行頻率測量精度難以保證，所以采取混頻措施得到差頻信號。 該模塊主要是將探頭接收到的信號進行調理，得到含有流體流速信息的多普勒頻偏信號，供后續(xù)數字系統(tǒng)部分做進一步分析處理。由于超聲波的頻率較高(640 M)，進行功率放大時一般的功率放大集成電路帶寬不夠，因此只好用功率晶體管搭放大電路。RESET有效時，清除調節(jié)字寄存器。+ V或+5 V供電，極低功耗，28腳SSOP封裝。一般的正弦振蕩電路會有很多諧波分量，而且頻率漂移較大，一旦調節(jié)好了頻率又不易修改，使系統(tǒng)適應不同頻率傳感器的靈活性減低，但是DDS芯片可以解決這些問題。 圖68 圖67 發(fā)射電路發(fā)射電路如圖68（a）所示。在工作環(huán)境中，對聲速影響的因素很多。接收模塊主要接收回波信號和關閉計數器，當接收模塊接收到信號以后，便啟動計數，達到計數值，就輸出高電平，用來關閉計時計數器停止計數。FPGA主要由發(fā)射模塊、順序執(zhí)行計數器、數據選擇器、計時計數器與接收模塊五部分組成。其內部結構如圖64所示。第一路到第五路超聲波換能器用于測量距離，測量距離的五路超聲波換能器按等間距分別安裝在測距儀的固定板上，系統(tǒng)采用收發(fā)同體的探頭，其波束角很小，有效的保證了各探頭到被測物體的垂直測量距離。單片機系統(tǒng)與FPGA系統(tǒng)是測距儀的核心部件，用來協調各部分元件工作。圖63系統(tǒng)組成框圖為了避免溫度對聲波傳播速度的影響，都采用溫度補償以適應在不同環(huán)境下正常工作的需求。圖62超聲波測距系統(tǒng)的基本結構超聲波測距系統(tǒng)的一般結構接收到的超聲波分別被前置放大電路、帶通濾波器放大器、混頻器及低通濾波器處理獲得含有流體流速信息的低頻模擬多普勒信號，再送到數字系統(tǒng)部分的DSP(TMS320F2812)的模／數(A／D)轉換器進行模數轉換。如圖61： 圖61根據超聲波聲道結構類型可分為單聲道和多聲道超聲波流量計；根據超聲波流量計適用的流道不同可分為管道流量計、管渠流量計和河流流量計；根據對信號的檢測原理，超聲波流量計非接觸測量方法分為：傳播時差法、多普勒法、波束偏移法及流動超聲法等不同類型，其中傳播時差法又分為直接時差法、相位差法和頻差法。上世紀70年代以后，由于集成電路技術的迅猛發(fā)展，高性能、高穩(wěn)定性的鎖相技術的出現與應用，才使實用的超聲波流量計得以迅速發(fā)展。 ＊輸出電壓擺幅大（) 。 ＊低輸入偏流。 ＊電源電壓范圍寬：單電源(3—30V)；雙電源(177。 LM358的封裝形式有塑封8引線雙列直插式和貼片式。由于PSW存放程序執(zhí)行中的狀態(tài)，故又叫程序狀態(tài)字。MCS－51反映帶符號數的運算結果是否有溢出，有溢出時，此位為1，否則為0。如果操作結果在最高位有進位（加法）或者借位（減法），則該位為1，否則為0。其每位的具體含意如下所示。累加器ACC是一個八位寄存器，它是CPU中工作最頻繁的寄存器。從而，一切指令、數據都可經內部總線傳送，有如大城市內各種物品的傳送都經過干道進行。實際上單片機里面還有一個時鐘電路，使單片機在進行運算和控制時，都能有節(jié)奏地進行。單片機除了進行運算外，還要完成控制功能。考慮到紅外遙控常用的載波頻率38kHZ與測距的超聲波頻率40kHZ較為接近，可以利用它制作超聲波檢測接收電路。 超聲波檢測接收電路超聲波檢測接收電路是利用壓電晶體的諧振來工作的。輸出端采用兩個反向器并聯，用以提高驅動能力。所以，只要對這種材料加以交變電場，它就會產生交變的應變，從而產生超聲振動。探頭由壓電晶片、楔塊、接頭等組成，是超聲檢測中最常用的實現電能和聲能相互轉換的一種傳感器件，是超聲波檢測裝置的重要組成部分。電聲型主要有：1 壓電傳感器；2 磁致伸縮傳感器；3 靜電傳感器。圖31液晶顯示電路 系統(tǒng)軟件設計系統(tǒng)軟件包括主程序、溫度采集子程序、定時器計時子程序、計算子程序、液晶顯示子程序等。它提供了豐富的指令設置：清顯示，光標回原點，顯示開/關，光標開/關，顯示字符閃爍，光標移位，顯示移位等。 液晶顯示電路字符點陣系列模塊是一類專門用于顯示字母、數字、符號等的點陣型顯示模塊。數字式溫度傳感器和模擬溫度傳感器最大的區(qū)別是：將溫度信號直接轉化成數字信號，然后通過串行通信的方式輸出。整形后的信號由C1耦合給帶有鎖定環(huán)的音頻譯碼集成塊LM567的輸入端3腳，當輸入信號的幅度落在其中心頻率上時，LM567的邏輯輸出端8腳由高電平躍變?yōu)榈碗娖?。為增大超聲波的發(fā)射頻率，本設計利用了單運放LM386，發(fā)射距離可達4m。其集成度高，片內資源豐富，接口模塊包括SPI、SCI、I2C、A/D、PWM等，在FLASH存儲控制及加密方面有較強的功能。圖12本超聲波測距儀的具體工作過程如下，在單片機產生復位信號后，MC9S12DG128B產生一個控制信號，控制外圍電路產生40kHz的超聲波，經整形放大后加到超聲波換能器發(fā)射出頻率為40kHz的超聲波。壓電式超聲波發(fā)生器的內部有兩個壓電晶片和一個共振板。電氣方式包括壓電型、磁致伸縮型和電動型等；機械方式有加爾統(tǒng)笛、液哨和氣流旋笛等。超聲波發(fā)生器在某一時刻發(fā)出超聲波信號，遇到被測物體后反射回來，被超聲波接收器接收到。圖11超聲波測距電路表1 溫度與波速的關系表溫度/℃20100102030100波速/m/s319325323338344349386由于超聲波屬于