【正文】 鄭州航空工業(yè)管理學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 48 致謝 本論文在選題、研究和撰寫工作是在王義琴導(dǎo)師的精心指導(dǎo)下完成的，論文撰寫的每一個環(huán)節(jié)都凝結(jié)著導(dǎo)師的大量心血。 鄭州航空工業(yè)管理學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 46 本章小結(jié) 本章詳細(xì)的介紹了硬件安裝部分所選用的電子元件；硬件電路包括無線收發(fā)模塊、音樂集成 電路報警模塊、復(fù)位電路和晶振電路的調(diào)試過程； AT89C51單片機(jī)軟件編程環(huán)境和本設(shè)計相關(guān)的 C 語言編程以及軟件調(diào)試采用的方法。這種策略通常是緩慢而低效的。然后仔細(xì)研究推斷代碼以確定問題的原因，并設(shè)法改正。如何能在浩如煙海的程序元素中找到有錯誤的那個（或幾個）元素，這也是軟件調(diào)試過程中最關(guān)鍵的技術(shù)問題。 / *CPU 中斷 * / ETO=1。 } } main() { TMOD=0x01。 time 0() interrupt using 1{ / *T/C0 中斷服務(wù)程序 * / TH0=50000/256。 中斷服務(wù)程序流程圖見圖 511。所以延時依賴于晶振的振蕩頻率。 。對于數(shù)位函數(shù)可以自行進(jìn)行類型轉(zhuǎn)換，即函數(shù)的類型決定返回值的類型。 在編程時，為了書寫方便，經(jīng)常使用簡化的縮寫形式來定義變量的數(shù)據(jù)類型，其方法是在源程序開頭使用 define語句。 } } } item1 預(yù)處理命令 item2 因 AT89C51 單片機(jī)與 8051 單片機(jī)的指令系統(tǒng)完全兼容，此處為插入 8051 單片機(jī)的預(yù)定義文件。} If(flag=2) {flag==0} Msec(6000) / * item6 * / } 鄭州航空工業(yè)管理學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 41 } void msec(unint x){ / * item10 * / unchar j。 / * item6 * / void main() / * item7 * / { uchar i。 圖510 C 語言程序流程圖 鄭州航空工業(yè)管理學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 40 C 語言程序如下： include / * item1 * / include / * item2 * / define uchar unsigned char / * item3 * / define uint unsigned int sbit P00=P0^0。 晶振電路的設(shè)計見圖 58 圖 58 晶振電路 C 語言編程 本節(jié)將介紹 AT89C51單片機(jī)在編程時注意事項(xiàng)及本設(shè)計的 C語言鄭州航空工業(yè)管理學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 37 編程。 有源晶振不需要 DSP的內(nèi)部振蕩器，信號質(zhì)量好，比較穩(wěn)定，而鄭州航空工業(yè)管理學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 36 且連接方式相對簡單（主要是做好電源濾波，通常使用一個電容和電感構(gòu)成的 PI 型濾波網(wǎng)絡(luò)，輸出端用一個小阻值的電阻過濾信號即可），不需要復(fù)雜的配置電路。 圖 56 復(fù)位電路輸入 輸出特性 鄭州航空工業(yè)管理學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 35 圖 57 上電自動復(fù)位電路 上電自動復(fù)位電路 在本設(shè)計中不需要考慮電源開關(guān)或電源插頭分 /合過程中引起 的抖動現(xiàn)象、電源毛刺（ A 點(diǎn)）和電源緩慢下降（電池電壓不足）等問題，而只要在單片機(jī)供電時給其復(fù)位信號就可以了，所以完全可以用上電自動復(fù)位電路，見圖 57。但它解決不了電源毛刺（ A 點(diǎn)）和電源緩慢下降（電池電壓不足）等問題，而且調(diào)整 RC 常數(shù)改變延時會令驅(qū)動能力變差。當(dāng)電路接通時若揚(yáng)聲器發(fā)出音樂聲，并在響完一遍音樂后停止，當(dāng)彈簧開關(guān)受到振動信號，而使音樂集成電路再次接通，揚(yáng)聲器繼續(xù)播放音樂，就表示該模塊以達(dá)到了本設(shè)計要求。 鄭州航空工業(yè)管理學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 32 圖 53 Protel 電路圖 無線收發(fā)模塊調(diào)試 無線收發(fā)模塊的調(diào)應(yīng)將 LRT15CTM4S 紅外接收遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)模塊的 Vcc 腳接示波器的 5V直流電源， GND腳接地， Vout 腳接示波器的信號輸入端。 XTAL2：振蕩器反向放大器的輸出端。需要注意的是：如果加密位 LB1被編程，復(fù)位時內(nèi)部會鎖存 EA端狀態(tài)。 RST：復(fù)位輸入。 在 Flash 編程和程序檢驗(yàn)時， P2 口也接收高位地址和其他控制信號。對端口寫“ 1”，通過內(nèi)部上拉電阻把端口拉到高電平，此時可作輸入口使用，并當(dāng)某個引腳被外部信號拉低時回輸出一個電流。當(dāng)端口寫 1可作為高阻抗輸入端用。 引腳功能說明 VCC：供電電壓。 鄭州航空工業(yè)管理學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 27 圖 51 AT89C51 單片機(jī)引腳圖 5 電路與編程 硬件安裝 本設(shè)計采用 AT89C51 單片機(jī)作為本設(shè)計的核心，下面將介紹AT89C51 單片機(jī)的相關(guān)特性及參數(shù)。 在本設(shè)計中為了安全保護(hù)須在音樂集成電路中接入電磁繼電器，而繼電器的選用為了達(dá)到供電電壓的一致從而選用 5V直流繼電器。只要在線圈兩端加上一定的電壓，線圈中就會流過一定的電流，從而產(chǎn)生電磁效應(yīng)，銜鐵就會在電磁力吸引的作用下克服返回彈簧的拉力吸向鐵芯，從而帶動銜鐵的動觸點(diǎn)與靜觸點(diǎn)（常開觸點(diǎn)）吸合。 三極管的工作狀態(tài)的判斷方法 三極管的工作狀態(tài)可以分為三個區(qū)域：截止區(qū)、放大區(qū)和飽和區(qū)，根據(jù)三極管發(fā)射極和集電極偏置情況，可以判別其工作狀態(tài)： （ 1）對于 NPN三極管來說，當(dāng) Ube≤ 0 時，三極管發(fā)射極處于反向偏置， Ib≈ 0，三極管工作在截止區(qū)； （ 2）當(dāng)晶體三極管發(fā)射極處于正向偏置而集電極處于反向偏置時，三極管工作在放大區(qū)， Ic隨 Ib近似作線性變化； （ 3）當(dāng)發(fā)射極和集電極均處于正向偏置狀態(tài)時，三極管工作在飽和區(qū)， Ic基本上不隨 Ib而變化，失去了放大功能。另一個原因就是輸出信號范圍的要求，如果沒有加偏置，那么只有對那些增加的信號放大，而對減小的信號無效（因?yàn)闆]有偏置時集電極電流為 0， 不能再減小了）。首先是由于三極管 BE結(jié)的非線性（相當(dāng)于一個二極管），基極電流必須在輸入電壓大到一定程度后才能產(chǎn)生（對于硅管，常取 ）。如果我們將一個變化的小信號加到基極跟發(fā) 射極之間，這就會引起基極電流 Ib 的變化， Ib 的變化被放大后，導(dǎo)致了 Ic 很大的變化。我們僅以 NPN型硅三極管的共發(fā)射極放大電路為例來說明一下三極管放大電路的基本原理。所以本設(shè)計將采用 IN4007 型鍺二極管。 （ 2）反向特性 在電子電 路中，二極管的正極接在低電位端，負(fù)極接在高電位端，此時二極管中幾乎沒有電流流過，此時二極管處于截止?fàn)顟B(tài)，這種連接方式，稱為反向偏置。 鄭州航空工業(yè)管理學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 21 （ 1）正向特性 在電子電路中，將整流二極管的正極接在高電位端，負(fù)極接在低電位端，二極管就會導(dǎo)通，這種連接方式稱為正向偏置。 當(dāng)外加的反向電壓高到一定程度時， pn 結(jié)空間電荷層中的電場強(qiáng)度達(dá)到臨界值產(chǎn)生載流子的倍增過程，產(chǎn)生大量電子空穴對，產(chǎn)生了數(shù)值很大的反向擊穿電流，稱為整流二極管的擊穿現(xiàn)象。 整流二極管的選用 整流二極管的工作原理 晶體二極管為一個由 p 型半導(dǎo)體和 n 型半導(dǎo)體形成的 pn結(jié)，在其界面處兩側(cè)形成空間電荷層，并建有自建電場。使用時應(yīng)注意正確選擇工作電壓，才能保證集成電路的正確工作。 （ 6）節(jié)奏發(fā)生器 節(jié)奏發(fā)生器按存儲器（ ROM）的數(shù)據(jù)分配，可提供八種節(jié)拍去控制 ROM 地址時鐘，如 1/ 1/ 3/ 3/ 4拍。 （ 3）包絡(luò)發(fā)生器 包絡(luò)發(fā)生器的功能是產(chǎn)生 包絡(luò)信號，包絡(luò)信號的形狀決定著樂曲的音色。 鄭州航空工業(yè)管理學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 18 圖 41 音樂集成電路的內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖 下面將圖中各電路的功能作以簡要介紹。下面將對該部分的設(shè)計做詳細(xì)的介紹。 鄭州航空工業(yè)管理學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 15 表 35靈敏度供電電壓 表 36電源電流電壓 表 37 輸出脈沖寬度與距離 表38 方向性（水平 /垂直） 表 39 測試條件 參數(shù) 試驗(yàn)條件 備注 高溫 Ta=+75,Vcc= t=500h ①，② 低溫 Ta=25, Vcc= t=500h ①，②高氣溫 /高濕度 Ta=+80 ℃ 90%RH, Vcc= t=500h ①，②鄭州航空工業(yè)管理學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 16 熱循環(huán) Ta=30℃ ()+85℃ () 20圈 ②，③ 屬性測試 高度 =75cm 3次 ④ ①負(fù)載測試的供電電壓是 5V ②光電學(xué)特性正常條件下應(yīng)在停止 2小時后恢復(fù)正常 ③加熱周期測試應(yīng)在無負(fù)載條件下重復(fù) 20次 無線收發(fā)模塊設(shè)計 本設(shè)計無線接收模塊 的設(shè)計如圖 310所示， LRT15CTM4S紅外接收遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)模塊的 Vcc 腳接 +5V電壓， GND 腳接地， Vout 腳接AT89C51 單片機(jī)的 P00 口。 22 m 圖 177。 表 34 光電特性 參數(shù) 符號 條件 最小 典型 最大 單位 供電電壓 Vcc 5 V 供電電流 Icc 無信號輸入 1 mA 包過濾器中心頻率 fo 3 fo 3 % 峰值波長 λ p 940 nm 高層次的輸出電 Voh 圖 V 鄭州航空工業(yè)管理學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 14 壓 低層次的輸出電壓 Vol 圖 V 高層次輸出脈沖寬度 Twh 圖 450 600 750 μ s 低層次輸出脈沖寬度 Twl 圖 450 600 750 μ s 到達(dá)物距離 L 圖 177。所有 LRT15CTM4S系列的紅外接收機(jī)模塊都可以制止這種干擾信號如圖 36和圖 37所示。不過靈敏度降低到不能產(chǎn)生理想脈沖 的水平。時傳輸距離最遠(yuǎn)為 28 m ；當(dāng)夾角θ =45176。 通過積分器將前后信號疊加。當(dāng)無線發(fā)射裝置有信號輸入后，通過自動增益控制器保證通道內(nèi)的信號同步放大穩(wěn)定動態(tài)工作點(diǎn) ,以達(dá)到更高的傳輸效率。 LR系列紅外遙控接收模塊的引腳配置和載波頻率如表 31所示。該模塊的最大優(yōu)點(diǎn)就是即使在很弱的光源下也能可靠運(yùn)行、并保護(hù)、防止不受控制的輸出脈沖的干擾。 鄭州航空工業(yè)管理學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 7 音樂集成電路 通過比較揚(yáng)聲器和音樂集成電路的外接元件數(shù)量、價格、功能全面性及使用方便等特點(diǎn)決定采用音樂集成電路作為本設(shè)計的報警電路模塊，該模塊將在第 4 章音樂集成電路報警模塊設(shè)計中做詳細(xì)介紹。 （ 2）號筒式揚(yáng)聲器 號筒式揚(yáng)聲器其結(jié)構(gòu)如圖 27 所示，它由振動系統(tǒng)（高音頭）和號筒兩部分構(gòu)成。而前兩種應(yīng)用比較廣泛，因此這里只介紹前兩種。因此將在第 4章音樂集成電路報警模塊設(shè)計中對信號觸發(fā)模塊的設(shè)計做詳細(xì)介紹。振動傳感器并不是直接將原始要測的機(jī)械量轉(zhuǎn)變?yōu)殡娏浚菍⒃家獪y的機(jī)械量作為振動傳感器的輸入量 Mi，然后由機(jī)械接收部分加以接收，形成另一個適合于變換的機(jī)械量 Mt，最后由機(jī)電變換部分再將 Mt變換為電量 E，如圖 24 所示。 LRT15CTM4S系列所需的供電電壓在 ～ 之間，與本設(shè)計所構(gòu)想的 5V 供電電壓很吻合；而其低電流消耗是 HF15/HJ15 紅外收發(fā)組件不可比擬的；其輸出信號為 高電壓正好能被本設(shè)計中采用的 AT89C51 單片機(jī)所識別。當(dāng)單片機(jī)收到無線收發(fā)模塊發(fā)出的預(yù)警信號后，進(jìn)入預(yù)警狀態(tài)，并讓彈簧開關(guān)在收到外界振動影響后，接通電路使報警器報警，以此來威懾犯罪分子，達(dá)到保護(hù)電動自行車的目的。開發(fā)一種高性能、低價位防盜報警器是適合市場的，也是用戶這個消費(fèi)群體給我們提出的一項(xiàng)任務(wù)。 （