【正文】 2． 當(dāng)讀寫環(huán)境光線照度不足時 ,電路將發(fā)出聲 音 提示； 3． 當(dāng)使用時間達到 45 分鐘時 ,電路自動發(fā)出聲 音 提示 ,提醒使用者注意休息； 4．單片機的主頻 為 6KHZ；電路測光報警的靈敏度可調(diào)； 5． 電路可靠 ,要求 通過計算機仿真 并且能夠?qū)崿F(xiàn)相應(yīng)的功能。 4 2 系統(tǒng)硬件設(shè)計 硬件主要 以 89c52 型單片機為核心，功能電路主要包括 超聲波測距 報警電路、光線報警電路、定時報警電路以及報警發(fā)聲電路等核心電路。圖 2 是本系統(tǒng)設(shè)計的基本框圖。 圖 21 為 89c52 單片機的芯片原 理圖。因為這種只讀存儲器中的程序要由單片機生產(chǎn)廠制作芯片時為用戶固化于片內(nèi)，所以只適用于批量極大、程序要永久性保留且不會修改的場合。它是單片機的核心，包括運算器和控制器兩個主要組成部分，用于實現(xiàn)運算和控制功能。其主要功能是實現(xiàn)數(shù)據(jù)的算術(shù)運算、邏輯運 算、位操作及數(shù)據(jù)傳送等。其主要功能是協(xié)調(diào)整個單片機的工作，產(chǎn)生時序脈沖和提供控制信號等。 MCS52 系列單片機芯片數(shù)據(jù)存儲器共有 128 個存儲單元，用于存放可讀寫的數(shù)據(jù)。 C． 程序存儲器。通常稱之為內(nèi)部程序存儲器或內(nèi)部 ROM。 MCS52 共有兩個 16 位的定時器 /計數(shù)器， 以實現(xiàn)定時和計數(shù)功能。 MCS52 共有四個 8 位的 I/O 口 (即 P0、 P P2 和 P3)，用以完成數(shù)據(jù)的并行輸入 /輸出。 MCS52 有一個全雙工串行口，以實現(xiàn)單片機和其他計算機或設(shè)備之間的串行數(shù)據(jù)傳送。 MCS52 共有 5 個中斷源，分高和低兩個優(yōu)先級別。 圖 22 的運用原理是：（ 1）采用 I0口 TRIG 觸發(fā)測距，給至少 10us 的高電平信號；（ 2）模塊自動發(fā)送 8 個 40khz 的方波，自動 檢測是否有信號返回；（ 3）有信號返回，通過IO 口 ECHO 輸出一個高電平，高電平吃醋的時間就是超聲波從發(fā)射到返回的時間。 6 圖 超聲波 時序圖 以上時序圖表明你只需要提供一個 10us 以上的脈沖觸發(fā)信號，該模塊內(nèi)部將發(fā)出 8 個40KHZ 周期電平并檢測回波?；仨懶盘柕拿}沖寬度與所測距離成正比。 當(dāng)距離小于設(shè)定的距離時，觸發(fā)報警發(fā)聲電路工作，發(fā)出聲音提醒該學(xué)生坐直 ，從而達到保護該學(xué)生視力的目的。 C5416 DSP 既支持軟件中斷也支持硬件中斷： 由程序指令 (INTR、 TRAP 或 RESET)請求的軟件中斷。 當(dāng)同時有多個硬件中斷被觸發(fā)時， C5416 DSP 按照中斷優(yōu)先級別的高低對它們進行服務(wù)。② 非屏蔽中斷。② 應(yīng)答中斷。 (3)中斷標(biāo)志寄存器 (IFR) 中斷標(biāo)志寄存器是一個存儲映射的 CPU 寄存器，可以識別和清除有效的中斷。 該設(shè)計在軟件編程中需用到單片機的中斷系統(tǒng)和中斷指令，具體指令和程序見下章。其功能是完成由光敏電阻控制的電路在條件滿足時發(fā)出脈沖，該脈沖作用于 89c52 單片機的 口，通過檢測 口是否為高電平，由中斷控制利用 口給出滿足發(fā)聲電路需要的脈沖，再由發(fā)聲電路發(fā)出聲音提醒學(xué)生光線太暗了，需要調(diào)節(jié)光的亮度，進而達到保護學(xué)生視力的目的 。當(dāng)光敏電阻受到較強的光照照射時，光敏電阻阻值低于百歐姆級時，三極管 B極電壓較低，三極管截止，輸出端輸出高電平，為模擬信號，經(jīng) 1/4LM339（四電壓比較器，用其中的一個即可）轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號然后經(jīng) 反相器傳給單片機，此時，傳過去的信號為低電平，即光線正常時輸出信號為低電平；當(dāng)光敏電阻受到較弱的光照照射時，光敏電阻阻值為無窮大，三極管 B 極電壓很大，三極管導(dǎo)通，輸出電壓為 Vce=，為低電平，經(jīng)比較器輸出為零，再經(jīng)反相器作用后輸出為 1，即光線較暗淡時，總的輸出電壓為高電平即 1。其中 LM339 集成塊內(nèi)部裝有四個獨立的電壓比較器，該電壓比較器的特點是： (1)失調(diào)電壓小，典型值為 2mV； (2)電源電壓范圍寬 ，單電源為 236V，雙電源電壓為 177。18V ； (3)對比較信號源的內(nèi)阻限制較寬； (4)共模范圍很大，為0~()Vo； (5)差動輸入電壓范圍較大，大到可以等于電源電壓； (6)輸出端電位可靈活方便地選用。由于 LM339使用靈活，應(yīng)用廣泛，所以世界上各大 IC 生產(chǎn)廠、公司竟相推出自己的四 相 比較器，如IR233 ANI33 SF339 等，它們的參數(shù)基本一致，可互換使用。當(dāng)有高電平信號加至其TG 端時，它隨即播出內(nèi)存的語音信號，經(jīng) VT1， VT2 放大后，驅(qū)動揚聲器 B 發(fā)出該提醒語句，同時， LED1 閃爍發(fā)光。調(diào)節(jié) R4 時，若嫌 Q12 的輸出定時15min 過長 ，也可從 CD4060 的 Q9 端引出分頻脈沖，使脈沖周期為 。 供電電源采用 6F22 型 6V 疊層電池。 R 采用 RTX1/8W 型碳膜電阻器； R4 選用 WH7 型微調(diào)電位器； VT1， VT2 分別選用 9013（ NPN）和 9012（ PNP 型）晶體三極管；要求 h=100； B 采用 YD572 型電動式揚聲器 。它主要通過單片機的定時計圖 26 光線報警發(fā)聲電路原理圖 V D 1D I O D EV T 1N P NSBL E D 1L E DV T 2P N PBS P E A K E RV S SO S CR4K D 5 6 0 2 8V D 3V D 23 0 0 KGB6V 11 數(shù)功能完成定時 45 分鐘并使報警電路發(fā)出報警聲，用以提醒學(xué)生休息！ 89c52 單片機內(nèi)有兩個可編程的定時器 /計數(shù)器，滿足諸如對外部脈沖進行記數(shù)，產(chǎn)生精確的定時時間，作串行口的波特發(fā)生器等功能的需要。其控制字均在相應(yīng)的特殊功能寄存器中，通過對它的特殊功能寄存器的編制，可以方便的選擇適當(dāng)?shù)墓ぷ髂Ｊ胶凸ぷ鞣绞?。顯然，定時器的定時時間與系統(tǒng)的振蕩頻率有關(guān)。如果晶振為 12MHz，則計數(shù)周期為： T=1/（ 12106 ） Hz1/12=1μs 這是最短的定時周期。 當(dāng)定時器 /計數(shù)器為計數(shù)工作方式時，通過引腳 T0 和 T1 對外部信號計數(shù)，外部脈 沖的下降沿將觸發(fā)計數(shù)。若一個機器周期采樣值為 1， 下一個機器周期采樣值為 0，則計數(shù)器加 1。所以檢測一個由 1至 0 的跳變需要兩個機器周期，故外部事年的最高計數(shù)頻率為振蕩頻率的 1/24。雖然對外部輸入信號的占空比無特殊要求，但為了確保某給定電平在變化前至少被采樣一次 ，外部計數(shù)脈沖的高電平與低電平保持時間均需在一個機器周期以上。定時器 /計數(shù)器的兩個作用是用來精確的模擬一段時間間隔 (作定時器用 )或累計外部輸入的脈沖個數(shù) (作計數(shù)器用 )。當(dāng) 89c52 內(nèi)部的定時器 /計數(shù)器被選定為定時器工作模式時，記數(shù)輸入信號是內(nèi)部時鐘脈沖，每個機器周期產(chǎn)生一個脈沖使計數(shù)器增 1，因此，定時器 /計數(shù)器的輸入脈沖和機器周期一樣，為時鐘頻率的 1/12。 [10] 單片機控制電路 單片機控制電路由 89c52 單片機的 和 T0和 T1 定時 /計數(shù)器通過單片機的匯編語言來實現(xiàn)！定時時間為 50 分鐘，其計時初值可計算如下： 12 50*60=3000s=30000*100ms 100ms 用 T0 定時設(shè)置 T0 工作方式 1， 30000 次用 T2 計數(shù)，設(shè) T2 工作方式為 11。此時，學(xué)生應(yīng)關(guān)閉視力保護器電源，休息后在開啟電源以進行節(jié)能。 定時用的 c 語言程序見附錄。如圖 27 所示，利用單片機的定時功能通過 產(chǎn)生一個振蕩脈沖方波，該脈沖加至 VT6 的的基極，在脈沖為高電平期間導(dǎo)通，為 IC2 提供了工作電壓源。 電路采用 電池供電。 M 可采用 3（ mm） *40（ mm）的銅或鐵板 (片 )，焊上帶有隔離皮的導(dǎo)線后連至電路板上的 C1 的一端，導(dǎo)線的外皮與電源地相連，如圖 27 所示。 [10] 3 開發(fā)系統(tǒng)軟件設(shè)計 由于簡單的程序可以用匯編明顯提高執(zhí)行 速度，但在大型程序開發(fā)時，需要考慮多方面因素，工程開發(fā)周期等需要合理選擇編程語言，所以本文主要采用單片機 c 語言來完成軟件設(shè)計和程序代碼的編寫，程序簡單易懂，可執(zhí)行性強。 (1)Windows 應(yīng)用程序 uVision2 是一個集成開發(fā)環(huán)境，它把項目管理，源代碼編輯，程序調(diào)試等集成到一個功能強大的環(huán)境 中。 (3)A52 宏匯編器從你的 8052 匯編源代碼產(chǎn)生可重定位的目標(biāo)文件。 (5)LIB52 庫管理器組合你的目標(biāo)文件，生成可以被連接器使用的庫文件。 (7)RTX52 實時操作系統(tǒng)簡化了復(fù)雜和對時間要求敏感的軟件項目。利用 uVision2 創(chuàng)建你的源代碼并把它們組織到一個能確定你的目標(biāo)應(yīng)用的項目中去。 源代碼由 uVision2 IDE 創(chuàng)建，并被 C52 編譯或 A52 匯編。 Keil C52 編譯器完全遵照 ANSI C 語言標(biāo)準(zhǔn)，支持 C 語言的所有標(biāo)準(zhǔn)特性。 14 Keil A52 宏匯編器支持 89c52 及其派生系列的全部指令集。庫是一種被特別地組織過并在以后可以被連接重用的對象模塊。 它們是為專業(yè)開發(fā)人員而設(shè)計的，但所有層次的編程人員都可以用它們來獲得 8052 微控制器的絕大部分應(yīng)用。 2．確定你所用的是最新的版本，到 核對升級內(nèi)容以確定你使用的是最新版本。 4．進一步通過減少你的代碼到幾行使問題更明確。以下是 Keil Software 使用時的步驟： 1．創(chuàng)建一個項目，從器件庫中選擇目標(biāo)器件，配置工具設(shè)置。 3．用項目管 理器生成你的應(yīng)用。 5．測試，連接應(yīng)用。每一個組件在下面詳細描述。因為匯編可以完成有些 C 語言完成不了的操作。但是，開發(fā)和測試匯編代碼是一件辛苦的工作，它將花費更長的時間，因而要慎重選擇要用匯編的部分。 主程序的流程采用模塊的方法設(shè)計，先規(guī)劃出各功能子模塊，然后各個擊破，這也是軟 15 件開發(fā)的方式，可以由簡入難，比較符合人的思維習(xí)慣。 T0 的定時初值為： 2^16100ms/2us=15536=C3B0H； T1 的計數(shù)初值為 6553630000=35536=