【正文】 2829參考文獻(xiàn)[1] 單片機(jī) C 語言教程[M]. 北京：電子工業(yè)出版社，2022.[2] 51 單片機(jī) C 語言[M]. 北京：航空航天大學(xué)出版社，2022.[3] 張緒光，[M]. 北京：北京大學(xué)出版社，2022.[4] [M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2022.[5] [M]. 北京：電子工業(yè)出版社，2022.[6] [M]. 北京：北京航天航空大學(xué)出版社，2022.[7] C51 程序設(shè)計(jì)[M]. 北京：清華大學(xué)出版社，2022.[8] 趙健,[M].電子技術(shù) [9] 張艷麗,[J].工礦自動(dòng)化, 第 3。 在此我要向我的導(dǎo)師致以最衷心的感謝和深深的敬意！ 在三年的大學(xué)學(xué)習(xí)期間，每位老師對我的學(xué)習(xí)、生活和工作都給予了熱情的關(guān)心和幫助，使我的水平得到了很大的提高，取得了長足的進(jìn)步。導(dǎo)師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、淵博的各科知識、無私的奉獻(xiàn)精神使我深受啟迪，從尊敬的導(dǎo)師身上，我不僅學(xué)到了扎實(shí)、寬廣的專業(yè)知識，也學(xué)到了做人的道理。鳴 謝本設(shè)計(jì)的研究工作是在我的導(dǎo)師的精心指導(dǎo)和悉心關(guān)懷下完成的。這三個(gè)月的設(shè)計(jì)是對過去所學(xué)知識的系統(tǒng)提高和擴(kuò)充的過程，今后我將不斷加深理論基礎(chǔ)和實(shí)踐能力，在以后的工作學(xué)習(xí)中取得更大的進(jìn)步。雖然在這次設(shè)計(jì)中對知識的運(yùn)用和銜接還不夠熟練。因此雖然本次設(shè)計(jì)任務(wù)的功能較為簡單，但是能夠較全面的涉及單片機(jī)各項(xiàng)基本知識，提高了自己的單片機(jī)設(shè)計(jì)能力，是一次將理論能力向?qū)嵺`能力轉(zhuǎn)化的好機(jī)會。此外掌握了從系統(tǒng)的需求、方案論證、功能模塊的劃分、原理圖的設(shè)計(jì)和繪制、PCB 板制作、程序設(shè)計(jì)到軟硬件調(diào)試的設(shè)計(jì)流程，積累了硬件設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)。設(shè)計(jì)論證和完成本次設(shè)計(jì)的過程，將單片機(jī)原理、C 語言程序、模擬電路基礎(chǔ)與數(shù)字電路基礎(chǔ)等多門課程的內(nèi)容有機(jī)地結(jié)合應(yīng)用在了一起。并且由原先的被動(dòng)接受知識轉(zhuǎn)換為主動(dòng)尋求知識，這可以說是學(xué)習(xí)方法上的一個(gè)很大突破。理論聯(lián)系實(shí)踐，體現(xiàn)出大學(xué)生的動(dòng)手能力。能夠從設(shè)計(jì)、論證、制板、編程到最終的調(diào)試成功。26第 6 章 總結(jié)經(jīng)過三個(gè)多月的努力，本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的任務(wù)已經(jīng)完成。 （4）整機(jī)聯(lián)調(diào) 各單元電路調(diào)試好以后，并不見得由它們組成的整體電路性能一定會好，因此還要進(jìn)行整體電路調(diào)試。把靜態(tài)和動(dòng)態(tài)測試的結(jié)果與設(shè)計(jì)的指標(biāo)加以比較，經(jīng)深入分析后對電路與參數(shù)提出合理的修正。動(dòng)態(tài)調(diào)試是用前級的輸出信號或自身的信號測試單元的各種指標(biāo)是否符合設(shè)計(jì)要求，包括信號幅值、波形形狀、相位關(guān)系、放大倍數(shù)和頻率等。靜態(tài)調(diào)試一般是指在沒有外加信號的條件下測試電路各點(diǎn)的電位，特別是有源器件的靜態(tài)工作點(diǎn)。從而保證電路的調(diào)試更加順利方便。 （3）單元電路調(diào)試 在調(diào)試單元電路時(shí)應(yīng)明確本部分的調(diào)試要求。如果電路在測試過程中出現(xiàn)異常，首先應(yīng)該立即關(guān)閉電源，檢查后排除故障再重新通電測試。 （2）通電觀察 在電路安裝沒有錯(cuò)誤的情況下接通電源（先關(guān)斷電源開關(guān)，待接通電源連線之后再打開電路的電源開關(guān)）。25 調(diào)試步驟（1）通電前檢查 電路焊接完畢后, 不要急于通電，首先要根據(jù)原理電路認(rèn)真對照檢查電路中的接接線是否正確，包括錯(cuò)線（連線一端正確、另一端錯(cuò)誤），少線（安裝時(shí)漏掉的線），多線（連線的兩端在電路圖上都是不存在的）和短路（特別是間距很小的引腳及焊點(diǎn)間），并且還要檢查每個(gè)元件引腳的使用端數(shù)是否與圖紙相符。第二種方法是在整個(gè)電路系統(tǒng)全部焊接完畢后，實(shí)行一次性調(diào)試。它是把復(fù)雜的電路按原理框圖上的功能分成單元進(jìn)行安裝和調(diào)試，在單元調(diào)試的基礎(chǔ)上逐步擴(kuò)大安裝和調(diào)試的范圍，最后完成整機(jī)調(diào)試。 調(diào)試方法調(diào)試方法原則有兩種。測試是在電路組裝后對電路的參數(shù)與工作狀態(tài)進(jìn)行測量，調(diào)整則是在測試的基礎(chǔ)上對電路的某些參數(shù)進(jìn)行修正，使?jié)M足設(shè)計(jì)要求。如果能在組裝前先擬訂出組裝草圖，則可獲得事半功倍之效果，使組裝既快又好。 (6)為使電路能夠正常工作與調(diào)測，所有地線必須連接在一起，形成一個(gè)公共參考點(diǎn)。連線不跨接集成電路芯片上，必須從其周圍通過。當(dāng)然使用一種顏色也是可以的。 (4)為了便于焊接查線以及后期的檢查電路，可根據(jù)電路中接線的不同作用選擇不同顏色的導(dǎo)線。 (3)分立元件時(shí)應(yīng)仔細(xì)辨明器件的正反向，標(biāo)志應(yīng)處于比較容易觀察的位置方便檢查和調(diào)試。 (1)所有元器件在組裝前應(yīng)盡可能全部測試一遍，以保證所用元器件均合格。一般電阻的大小可以通過色環(huán)讀取，或直接用萬用表進(jìn)行測量；電容和晶振等的大小會標(biāo)準(zhǔn)在元件本身；元件的正負(fù)可以遵循長正短負(fù)的原則，一些特殊元件可以通過查找資料獲知正負(fù)極。這些元器件直接根據(jù)型號到電子元器件市場就很容易買到。22 程序流程圖設(shè)計(jì) 超聲波模塊程序流程圖設(shè)計(jì)圖 41 超聲波模塊程序流程圖23 主程序流程圖設(shè)計(jì)系統(tǒng)初始化報(bào)警結(jié)束測得距離與設(shè)定值比較，小于距離比較，報(bào)警是否持續(xù)開始啟動(dòng)報(bào)警電路開始報(bào)警再次檢測等待下次報(bào)警結(jié)束YNNYYN第 5 章 硬件組裝與調(diào)試 元器件的選擇與測量本次設(shè)計(jì)的元器件主要有：STC89C52 單片機(jī)、晶振、電阻、電容、按鍵、開關(guān)、電源座、數(shù)碼管等。運(yùn)行Keil 軟件需要 WIN9NT 、WIN2022 、WINXP 等操作系統(tǒng)。Keil C51 是美國 Keil Software 公司出品的 51 系列兼容單片機(jī) C 語言軟件開發(fā)系統(tǒng)，與匯編相比，C 語言在功能上、結(jié)構(gòu)性、可讀性、可維護(hù)性上有明顯的優(yōu)勢，因而易學(xué)易用。它由美國貝爾實(shí)驗(yàn)室的 Dennis M. Ritchie 于 1972 年推出，1978 年后，C 語言已先后被移植到大、中、小及微型機(jī)上，它可以作為工作系統(tǒng)設(shè)計(jì)語言，編寫系統(tǒng)應(yīng)用程序，也可以作為應(yīng)用程序設(shè)計(jì)語言，編寫不依賴計(jì)算機(jī)硬件的應(yīng)用程序。 報(bào)警模塊電路 VCBE報(bào) 警 模 塊Q9 采用 9012PNP 三極管來驅(qū)動(dòng)報(bào)警電路，當(dāng)三極管的基極為低電平時(shí)，三極管導(dǎo)通，電流流過蜂鳴器，這樣來實(shí)現(xiàn)報(bào)警。 數(shù)碼管顯示模塊電路本模塊的電路的連接圖如圖 3 所示，R8 為 1k 上拉電阻，為共陰數(shù)碼提供電流，AG,DP 連接的是單片機(jī)的 P0 口，S1S4 為位選,連接單片機(jī)的 P2 口。4 位一體數(shù)碼管，其內(nèi)部段已連接好，引腳如圖所示（數(shù)碼管的正面朝自己，小數(shù)點(diǎn)在下方）。共陰數(shù)碼管是指將所有發(fā)光二極管的陰極接到一起形成公共陰極(COM)的數(shù)碼管，共陰數(shù)碼管在應(yīng)用時(shí)應(yīng)將公共極COM 接到地線 GND 上，當(dāng)某一字段發(fā)光二極管的陽極為高電平時(shí)，相應(yīng)字段就點(diǎn)亮，當(dāng)某一字段的陽極為低電平時(shí)，相應(yīng)字段就不亮。數(shù)碼管按段數(shù)分為七段數(shù)碼管和八段數(shù)碼管，八段數(shù)碼管比七段數(shù)碼管多一個(gè)發(fā)光二極管單元（多一個(gè)小數(shù)點(diǎn)顯示）；按能顯示多少個(gè)“8”可分為 1 位、2 位、4 位等等數(shù)碼管； 　　按發(fā)光二極管單元連接方式分為共陽極數(shù)碼管和共陰極數(shù)碼管。 t—超聲波從發(fā)射到接收所需要的時(shí)間.將（3—2）、（3—3）代入（31）中得： ]cos[21HLartgvt? ( 34)其中,超聲波的傳播速度 v 在一定的溫度下是一個(gè)常數(shù)(例如在溫度 T=30 度時(shí),V=349m/s)。這就是超聲波測距儀的基本原理。如果對測距精度要求很高，則應(yīng)通過溫度補(bǔ)償?shù)姆椒▽y量結(jié)果加以數(shù)值校正。 由于超聲波也是一種聲波，其聲速 V 與溫度有關(guān)。 超 聲 波 在 空 氣 中 的 傳 播 速 度 為 340m/s， 根 據(jù) 計(jì) 時(shí) 器 記 錄 的 時(shí) 間 t， 就 可 以計(jì) 算 出 發(fā) 射 點(diǎn) 距 障 礙 物 的 距 離 (s)， 即 ： s=340t/2最常用的超聲測距的方法是回聲探測法，超聲波發(fā)射器向某一方向發(fā)射超聲波，在發(fā)射時(shí)刻的同時(shí)計(jì)數(shù)器開始計(jì)時(shí)，超聲波在空氣中傳播，途中碰到障礙物面阻擋就立即反射回來，超聲波接收器收到反射回的超聲波就立即停止計(jì)時(shí)。16圖 11 超聲波傳感器輻射特性示意圖分析以上研究結(jié)果不難看出超聲波傳感器工作在 40KHz 范圍內(nèi)具有最大的聲壓級和最高的靈敏度。超聲波設(shè)備的外表面尺寸較小易于獲得精確的輻射角度。然后，測量角度與聲壓 (靈敏度) 之間的關(guān)系。超聲波傳感器的靈敏度直接影響著系統(tǒng)測距范圍，如圖7所示為幾種中常見超聲波傳感器的靈敏度圖，從圖中可以發(fā)現(xiàn)40KHz時(shí)傳感器的聲壓級最高，也就是說40KHz時(shí)所對應(yīng)的靈敏度最高。15圖9 超聲波傳感器的聲壓圖6．靈敏度特性靈敏度是表示聲音接收級的單位，使用下列公式予以表示。圖 8 聲壓在不同距離下的衰減特性5．聲壓特性聲壓級 (.) 是表示音量的單位，利用下列公式予以表示。4. 衰減傳播到空氣中的超聲波強(qiáng)度隨距離的變化成比例地減弱，這是因?yàn)檠苌洮F(xiàn)象所導(dǎo)致的在球形表面上的擴(kuò)散損失，也是因?yàn)榻橘|(zhì)吸收能量產(chǎn)生的吸收損失。c=+ (m/s)　式中，t=溫度 (℃)也就是說，聲音傳播速度隨周圍溫度的變化而有所不同。同時(shí)，由于不規(guī)則反射，通?？赡芎茈y探測到凹凸表面以及斜坡表面的物體，這些因素決定了超聲波的理想測試環(huán)境是在空曠的場所，并且測試物體必須反射超聲波。由于金屬、木材、混凝土、玻璃、橡膠和紙等可以反射近乎100％的超聲波，因此我們可以很容易地發(fā)現(xiàn)這些物體。正是由于這種較高的分辨率特性，才使我們有可能在進(jìn)行測量時(shí)獲得很高的精確度。電磁波的傳播速度是310 8m/s，而聲波在空氣中的傳播速度很慢，約為344m/s (20℃時(shí))。它有折射和反射現(xiàn)象，且在傳播過程中有衰減?；谝陨献饔?，便可以將壓電陶瓷用作超聲波傳感器。利用這一原理，當(dāng)給由兩片壓電陶瓷或一片壓電陶瓷和一個(gè)金屬片構(gòu)成的振動(dòng)器，所謂叫雙壓電晶片元件，施加一個(gè)電信號時(shí)，就會因彎曲振動(dòng)發(fā)射出超聲波。13當(dāng)電壓作用于壓電陶瓷時(shí)，就會隨電壓和頻率的變化產(chǎn)生機(jī)械變形。該復(fù)合式振動(dòng)器是由諧振器以及一個(gè)金屬片和一個(gè)壓電陶瓷片組成的雙壓電晶片元件振動(dòng)器。如圖6所示。當(dāng)它的兩極外加脈沖信號，其頻率等于壓電晶片的固有振蕩頻率時(shí)，壓電晶片將會發(fā)生共振，并帶動(dòng)共振板振動(dòng)，便產(chǎn)生超聲波。 圖 6 超聲波傳感器結(jié)構(gòu) 壓電式超聲波發(fā)生器實(shí)際上是利用壓電晶體的諧振來工作的。 它 們 所 產(chǎn) 生 的 超 聲 波 的 頻 率 、 功 率 和 聲 波 特 性 各 不 相 同 ， 因 而 用途 也 各 不 相 同 。 總 體 上 講 ，超 聲 波 發(fā) 生 器 大 體 可 以 分 為 兩 大 類 ： 一 類 是 用 電 氣 方 式 產(chǎn) 生 超 聲 波 ， 一 類 是 用 機(jī) 械 方式 產(chǎn) 生 超 聲 波 。逆壓