【正文】 同時(shí)這次設(shè)計(jì)是一個(gè)小型的社會(huì)團(tuán)體，在這個(gè)小社會(huì)中如何相處等都是一個(gè)鍛煉。要求知識(shí)的綜合性較高，各方面都要用到一點(diǎn)，但是我們的知識(shí)是不能達(dá)到這樣的要求的，我們?cè)诶щy面前沒(méi)有低頭，通過(guò)各方面的渠道來(lái)彌補(bǔ) 自己的不足 。畢業(yè)設(shè)計(jì)是本科四年學(xué)習(xí)的大綜合；是一場(chǎng)綜合的考試；是一次社會(huì)實(shí)踐。在我設(shè)計(jì)中遇到困難時(shí)，感謝周玄文同學(xué)的無(wú)私的幫助，使得我的設(shè)計(jì)能夠順利地進(jìn)行。在這里我要感謝他。一遍一遍的在仿真軟件上模擬仿真，通過(guò)不懈的努力 最后終于編寫出了整個(gè)的軟件程序。在此，獻(xiàn)上我最誠(chéng)摯的感謝！設(shè)計(jì)的另一重要環(huán)節(jié)是程序的編寫。 淮陰工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 （論文） 第 25 頁(yè) 共 28 頁(yè) 致 謝 本次設(shè)計(jì)是在楊銀賢老師的悉心指導(dǎo)和幫助下完成的，他對(duì)本次設(shè)計(jì)的構(gòu)思、框架和理論運(yùn)用給予了許多深入精心的指導(dǎo)，使得設(shè)計(jì)及論文得以順利完成。 采用 光頻傳感器 TSL230 對(duì)信號(hào)進(jìn)行快速、穩(wěn)定、精確地采集 ，同時(shí)快速直接將結(jié)果輸出，達(dá)到課題所 預(yù)期 的要求 。實(shí)時(shí)圖形文字顯示采用了含有 T6963C 控制器的液晶顯示模塊， 使 檢測(cè)結(jié)果清晰地顯示出來(lái)。課題所涉及的知識(shí)比較廣泛，用到的元器件比較多且復(fù)雜。實(shí)驗(yàn)室調(diào)試工作完成以后，即可組裝成機(jī)器，移至現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行運(yùn)行和進(jìn)一步調(diào)試，并根據(jù)運(yùn)行及調(diào)試中的問(wèn)題反復(fù)進(jìn)行修改。必須準(zhǔn)確無(wú)誤地計(jì)算出操作碼、轉(zhuǎn)移地址和相對(duì)偏移量，以免出錯(cuò) [1， 2]。這種方法的實(shí)質(zhì)就是對(duì)照 MCS— 51 指令編碼表，將源程序指令逐條地譯成機(jī)器碼，然后輸入到 RAM 重新進(jìn)行調(diào)試。 2） 用匯編語(yǔ)言：現(xiàn)在有些單片 STD 工業(yè)控制機(jī)或者開發(fā)系統(tǒng)，可直接使用匯編語(yǔ)言，借助 CRT 進(jìn)行匯編語(yǔ)言調(diào)試。通常的方法是，先編調(diào)試軟件，逐一檢查調(diào)試硬件電路系統(tǒng)設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性。 ：暫時(shí)排除目標(biāo)板的 CPU 和 EPROM，將樣機(jī)接上仿真機(jī)的 40 芯仿真插頭進(jìn)行調(diào)試，調(diào)試各部分接口電路是否滿足設(shè)計(jì)要求。 ：用萬(wàn)能表或邏輯測(cè)試筆逐步按照邏輯圖檢查機(jī)中各器件的電源及各 引腳的連接是否正確，檢查數(shù)據(jù)總線、地址總 線和控制總線是否有短路等故障。 圖 8 系統(tǒng) 調(diào)試 8． 1 硬件調(diào)試 系統(tǒng)初始化 程序調(diào)用 放大 100倍 放大 10倍 放大 顯示 預(yù)留 開始，顯示 初始界面 打印 預(yù)留 放大 1倍 檢測(cè) 預(yù)留 預(yù)留 放大 對(duì)照 預(yù)留 返回 鍵盤掃描，按鍵？ 開始 N Y 淮陰工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 （論文） 第 23 頁(yè) 共 28 頁(yè) 根據(jù)設(shè)計(jì)的原理電路做好實(shí)驗(yàn)樣機(jī)，便進(jìn)入硬件調(diào)試階段。該系統(tǒng)包括界面初始化，檢測(cè)，對(duì)照，顯示和打 印的過(guò)程都是通過(guò)鍵盤操作來(lái)控制的。 流程圖說(shuō)明：當(dāng)單片機(jī)上電復(fù)位后，首先對(duì)其電路中所需要的資源進(jìn)行初始化。具體工作過(guò)程 是：光頻傳感器接受到外部的光強(qiáng)信號(hào)后，通過(guò)內(nèi)部電路將光信號(hào)轉(zhuǎn)化為頻率信號(hào)送往單片機(jī)處理，單片機(jī)接受到外面的信號(hào)后，對(duì)接受到的信號(hào)進(jìn)行處理 ，控制液晶顯示模塊和串行通訊接打印機(jī)模塊開始工作，將處理后的信號(hào)結(jié)果通過(guò)液晶顯示模塊顯示出來(lái)，同時(shí)，淮陰工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 （論文） 第 22 頁(yè) 共 28 頁(yè) 將結(jié)果打印出來(lái)。該系統(tǒng)的軟件部分包括傳感器信號(hào)檢測(cè)模塊，鍵盤模塊，串行通訊模塊，液晶顯示模塊等。 7 軟件部分概述 本系統(tǒng)軟件由單片機(jī) C 語(yǔ)言編寫而成，采用 模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) [1， 2]。 在檢查無(wú)誤和用 Protel 仿真器進(jìn)行仿真 得到正確的結(jié)果后，對(duì)原理圖中的每個(gè)元器件進(jìn)行相應(yīng)的封裝 （ 在此要注意封裝一定要準(zhǔn)確無(wú)誤，否則在導(dǎo)出 PCB版時(shí)就會(huì)出錯(cuò)，得不到正確的 PCB 版 ），對(duì)元器件進(jìn)行正確的封裝在原理圖設(shè)計(jì)界面創(chuàng)建網(wǎng)絡(luò)表，然后在 PCB 版設(shè)計(jì)界面導(dǎo)出創(chuàng)建好的網(wǎng)絡(luò)表，于是在 PCBPCB版設(shè)計(jì)界就會(huì)出現(xiàn)帶有飛線的各個(gè)元器件的外觀，根據(jù) PCB 版的設(shè)計(jì)規(guī)則放置好各個(gè)元器件的位置，然后在禁止布線層規(guī)定 PCB 的大小，然后通過(guò)手工布線對(duì)PCB版開始布線，布線的過(guò)程中要特別注意線的粗細(xì)的區(qū)別 ；一 般電源線要比普通的元器件的連接線要粗，布線要盡量在水平方向和垂直方向，轉(zhuǎn)角一般采用45176。在確定好整個(gè) 電路要實(shí)現(xiàn)的功能以及每個(gè)功能模塊的元器件的后 ，設(shè)計(jì)出原理圖，并用相關(guān)的電路設(shè)計(jì)軟件 Protel99SE 畫出設(shè)計(jì)好的原理圖，將完成的電路圖進(jìn)行電氣規(guī)則檢查，發(fā)現(xiàn)了有錯(cuò)誤時(shí)，回到原圖中進(jìn)行修改，修改后在進(jìn)行電氣規(guī)則檢查，如果還有錯(cuò)誤，繼續(xù)回到原圖中進(jìn)行修改，再檢查，如此反復(fù)，直到?jīng)]有錯(cuò)誤。整個(gè)電路圖見附錄。分頻系數(shù)為 10或 100時(shí)輸出提供一個(gè)較低的頻率范圍 ,可用于高分辨率周期測(cè)量 淮陰工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 （論文） 第 20 頁(yè) 共 28 頁(yè) 圖 輸出 頻率與光照強(qiáng)度的關(guān)系 SL230 的光譜響應(yīng)特性如圖 所示 ,25℃環(huán)境下 ,在 300～ 1100nm 的波長(zhǎng)范圍內(nèi) ,傳感器均可以取得較好的響應(yīng)效果。 % %Fs 恢復(fù)到電源 100 us 響應(yīng)到輸出 新一個(gè)脈沖周期 us 響應(yīng)到程控變化 新二個(gè)周期主頻脈沖 us 響應(yīng)到輸出受控 50 150 ns 傳感器對(duì)輸出頻率的分頻功能使輸出范圍在多種，電源對(duì)輸出頻率的影響測(cè)量方法時(shí)都可達(dá)到最優(yōu)化。 % %Fs fO=0kHz～ 100kHz 177。另外 ,對(duì)于 700nm波長(zhǎng)以上的檢測(cè) ,軟件計(jì)算時(shí)可進(jìn)行溫度補(bǔ)償。將計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)值設(shè)得比較小時(shí) ,檢測(cè)需要的時(shí)間較短 ,但檢測(cè)精度相對(duì)較低。如果檢測(cè)光較弱 ,傳感器的輸出頻率較低 ,則應(yīng)將計(jì)數(shù)器 T0 的計(jì)數(shù)值設(shè)為一個(gè)較小值 (即 X0 設(shè)為較大值 )。 t1 是計(jì)數(shù)器 T1 的計(jì)時(shí)時(shí)間 。為了檢測(cè)頻率 ,可將定時(shí)器 T0 設(shè)置成 16 位計(jì)數(shù)器 ,淮陰工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 （論文） 第 18 頁(yè) 共 28 頁(yè) 用于對(duì)傳感器輸出的脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù) ,在定時(shí)器 T0計(jì)數(shù)的同時(shí) ,用另外一個(gè)定時(shí)器 T1 來(lái)記錄從 T0 開始計(jì)數(shù)到計(jì)數(shù)器溢出的時(shí)間 ,傳 感器的輸出頻率可用如下公式計(jì)算 : 式中 :N0 是計(jì)數(shù)器 T0 的計(jì)數(shù)值 。光電二極管的作用是將采集到的光信號(hào)快速準(zhǔn)確地轉(zhuǎn)換成電流信號(hào)， 做為模擬信號(hào)的電流信號(hào)通過(guò)電流 /頻率轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字頻率信號(hào) ， 這樣就避免了一般信號(hào)采集電路中的 A/D 轉(zhuǎn)換，提高了對(duì)信號(hào)的采集準(zhǔn)度和精度， S S3 控制端 對(duì)頻率進(jìn)行分頻后輸出到單片機(jī)，單片機(jī)對(duì)接受到的信號(hào)進(jìn)行處理，不分頻時(shí)輸出信號(hào)是寬度固定的脈沖串，分頻 時(shí)輸出時(shí)是方波，對(duì)于同樣的光照強(qiáng)度，分頻系數(shù)為100 時(shí)的最終輸出頻率是分頻系 數(shù)為 1 時(shí)的 1%， TSL230 可檢測(cè)到的最強(qiáng)的光強(qiáng)度和最弱的光強(qiáng)度之比為 108,即其輸入信號(hào)動(dòng)態(tài)范圍可達(dá) 108～ 傳感器檢測(cè)到光強(qiáng)的范圍，輸出頻率是正于光照強(qiáng)度的脈沖串 /方波 [16]。傳感器由一個(gè)光電二極管和一個(gè)電流 /頻率轉(zhuǎn)換器所組成， TSL230 使用硅光電二極管來(lái)測(cè)量光強(qiáng) ,因此具有響應(yīng)快、重復(fù)性和穩(wěn)定性好的特點(diǎn)。 其感光波長(zhǎng)為 300nm～ 700nm, 使用溫度 范圍 5～ 70℃。 10%)： 720Ω 線圈功耗： 額定電壓： DC 12V 吸合電壓： DC 9V 釋放電壓： DC 工作溫度： 25℃～ +70℃ 絕緣電阻：≥ 100MΩ 線圈與觸點(diǎn)間耐壓： 4000VAC/1 分鐘 觸點(diǎn)與觸點(diǎn)間耐壓： 750VAC/1 分鐘 5． 6 信號(hào)采集與處理 電路 傳感器采用 TSL230 BRPLF 器件的轉(zhuǎn)換頻率誤差分別為 : 177。同時(shí)，也降低了功耗。當(dāng)外部沒(méi)有光照時(shí)，使得單片機(jī)停止對(duì)光信號(hào)的檢測(cè)。故在電路中起著自動(dòng)調(diào)節(jié)、安全保護(hù)、轉(zhuǎn)換電路等作用 圖 繼電器控制電路 如圖 ： 為單片機(jī)的 I/O 口， R31 為與單片機(jī)的 I/O 口相連的上拉電阻， LAMP 為接地端，和 +12V 組成電源電路為繼電器的兩個(gè)觸點(diǎn)供電 ，三極管、二極管以及電阻構(gòu)成了繼電器線 圈 兩端的控制電路，當(dāng) 端為低電平時(shí)，通過(guò)三極管的發(fā)射極接地，使得二極管截止，繼電器的電磁鐵的線圈不會(huì)通電，淮陰工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 （論文） 第 16 頁(yè) 共 28 頁(yè) 其觸點(diǎn)不會(huì)接觸在一起； 端為高電平時(shí)，二極管被導(dǎo)通，繼電器的電線圈會(huì)通電，其觸點(diǎn)會(huì)接觸在一起，于是就會(huì) 形成通路 。當(dāng)線圈通電后，會(huì)使中心的軟鐵核心產(chǎn)生磁性，將橫向的擺臂吸下，而臂的右側(cè)則迫使電門接點(diǎn)相接，使兩接點(diǎn)形成通路。 表 . EDM128128 的時(shí)序表 項(xiàng)目 符號(hào) 條件 最小值 最大值 單位 C/D上升時(shí)間 tcds Vdd=5V177。該電路內(nèi)含兩個(gè) 40位輸出的雙向移位寄存器，它們將根據(jù)數(shù)據(jù)流向控制器及驅(qū)動(dòng)時(shí)序控制器把接收到的串行數(shù)據(jù)變換成符合要求的并行數(shù)據(jù)，并傳遞給兩組 LCD驅(qū)動(dòng)電路。一般列驅(qū)動(dòng)芯片都是 80個(gè)輸出端子，模塊為 240列輸出， EDM模塊采用三片 T6A39芯片相聯(lián)，正好能構(gòu)成 240 列輸出。兩個(gè) 34 位雙向移位寄存器產(chǎn)生的兩個(gè)34位并行數(shù)據(jù)將輸出到兩個(gè) LCD驅(qū)動(dòng)電路中，并在 CLD 電源偏置電壓作用下產(chǎn)生 68 位并行 LCD 行輸出信號(hào)，最后加到 LCD 屏的行輸入端。由移位寄存器產(chǎn)生的并行輸出數(shù)據(jù)澈同可分三種：第一種為 01～068；第二種是 068～ 01；第三種流向是 01～ 034 和 068～ 035，具體輸出哪一種取決于來(lái)自數(shù)據(jù)流向控制和移位時(shí)鐘極性控制電路的信號(hào)，數(shù)據(jù)流向控制電路根據(jù)單 /雙屏選擇端子 DUAL 和流向選擇端子 DIR 的邏輯電平產(chǎn)生流向控制信號(hào)。 將控制器的 FR 接 T6A40 的 FR 端，并將 VLC VLC VLC5 接到電源偏置電路的對(duì)應(yīng)端子，即可保證驅(qū)動(dòng)器輸出的是 LCD 屏的行驅(qū)動(dòng)電平。當(dāng)選定后，即可對(duì)選定數(shù)據(jù)區(qū)進(jìn)行掃描，對(duì)應(yīng)的顯示數(shù)據(jù)經(jīng)串行變換后轉(zhuǎn)化成 LCD 串 行數(shù)據(jù)并串行輸出到列驅(qū)動(dòng)器。內(nèi)置的 RAM 數(shù)據(jù)鎖存器及 RAM 緩沖器可為與外接 RAM 之間數(shù)據(jù)的傳遞提供保障 。片內(nèi)設(shè)置有文本指針、圖形指針、 用戶字符發(fā)生器指針及地址指針等寄存器。 T6963C 中 通過(guò) ad0～ ad15 共 16 根