【正文】 件，外形與三極管相似，只要接上電源、地，即可工作，輸出通常是集電極開路門輸出，工作電壓范圍寬，使用非常方便。如圖24所示是CS3020的外形圖。圖24 CS3020的外形圖 CS3020是由電壓調(diào)整器，霍爾電壓發(fā)生器，差分放大器，史密特觸發(fā)器和集電極開路的輸出級(jí)組成的磁敏傳感電路，它是一種單磁極工作的磁敏電路，適合于矩形或者柱形磁體下工作。感受到磁場(chǎng)的時(shí)候輸出一個(gè)低電平，沒感受到磁場(chǎng)的時(shí)候輸出高電平。方案一：采用1602LCD顯示屏作為顯示器，1602是一個(gè)能顯示32個(gè)字符的液晶顯示屏，其顯示美觀大方、功耗很小，適用于顯示較多字符的場(chǎng)合，而且控制復(fù)雜、價(jià)格較貴、而且環(huán)境溫度不能太冷和太熱。方案二：采用七段數(shù)碼管作為本系統(tǒng)的顯示器。由于系統(tǒng)要求顯示四位數(shù)碼，因此采用四位數(shù)碼管作為顯示器。方案二：采用雙三極管構(gòu)成的H橋電路驅(qū)動(dòng)。由于這種電路工作在管子的飽和截止模式下，效率非常高，電子開關(guān)的速度很快，穩(wěn)定性也極佳。3系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)單片機(jī)加上適當(dāng)?shù)耐鈬骷蛻?yīng)用程序，構(gòu)成的應(yīng)用系統(tǒng)稱為最小系統(tǒng)。通常在引腳XTALl和XTAL2跨接石英晶體和兩個(gè)補(bǔ)償電容構(gòu)成自激振蕩器。圖31 時(shí)鐘電路（2）復(fù)位電路單片機(jī)小系統(tǒng)常采用上電自動(dòng)復(fù)位和手動(dòng)按鍵復(fù)位兩種方式實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的復(fù)位操作。手動(dòng)復(fù)位要求在電源接通的條件下，在單片機(jī)運(yùn)行期間，用按鈕開關(guān)操作使單片機(jī)復(fù)位。上電自動(dòng)復(fù)位通過電容C1充電來實(shí)現(xiàn)。圖32 復(fù)位電路常用的按鍵有三種：機(jī)械觸點(diǎn)式按鍵、導(dǎo)電橡膠式和柔性按鍵（又稱觸摸式鍵盤）。機(jī)械觸點(diǎn)式按鍵是利用機(jī)械彈性使鍵復(fù)位，手感明顯，連線清晰，工藝簡單，適合單件制造。導(dǎo)電橡膠按鍵是利用橡膠的彈性來復(fù)位，通過壓制的方法把面板上所有的按鍵制成一塊，體積小，裝配方便，適合批量生產(chǎn)。柔性按鍵是近年來迅速發(fā)展的一種新型按鍵，可以分為凸球型和平面型兩種。而且外形和面板的布局、色彩、鍵距可按照整機(jī)的要求來設(shè)計(jì)。（1）獨(dú)立連接式鍵盤獨(dú)立式按鍵是直接用I/O口線構(gòu)成的單個(gè)按鍵電路，其特點(diǎn)是每個(gè)按鍵單獨(dú)占用一根I/O口線，每個(gè)按鍵的工作不會(huì)影響其它I/O口線的狀態(tài)。獨(dú)立式按鍵軟件常采用查詢式結(jié)構(gòu)。由于本程序較為簡單，為了使用方便及節(jié)省資源，選擇獨(dú)立式鍵盤。下圖為獨(dú)立式鍵盤電路圖：圖33 獨(dú)立式鍵盤電路圖（2）去抖動(dòng)鍵盤編程中主要考慮去抖動(dòng)的問題。因?yàn)殒I是機(jī)械開關(guān)結(jié)構(gòu)，由于機(jī)械觸點(diǎn)的彈性及電壓突跳等原因，在觸點(diǎn)閉合或斷開的瞬間會(huì)出現(xiàn)電壓抖動(dòng)。為此需進(jìn)行去抖動(dòng)處理。硬件方法就是加去抖動(dòng)電路，從根本上避免抖動(dòng)的產(chǎn)生。（1）加一個(gè)電容可以很好的防止電源干擾（如下圖），電容應(yīng)該盡量與芯片的VDD引腳靠近，電容的接線盡量短，并且優(yōu)先和電容表面相連。（3）必須采取措施保證MEMSIC芯片所在的PCB板周圍熱平衡且附近較大熱源。（4）芯片下面要置放一塊與芯片大小相當(dāng)?shù)慕饘俚讓樱讓右M量厚。圖35 加速度傳感器電路超聲波模塊M0總共有5個(gè)管腳，除了VCC電和GND地以外還有三個(gè)腳，NC是空腳（不接任何IO口），還剩下TRIG使能腳和ECHO檢測(cè)腳兩個(gè)腳。根據(jù)時(shí)序圖，當(dāng)單片機(jī)IO口給TRIG高于10uS的高電平，給完后單片機(jī)拉低。ECHO腳高電平的時(shí)間就是聲波在空氣中傳播的時(shí)間T，時(shí)間T乘以聲速V除以2就是需要檢測(cè)的距離S。磁場(chǎng)由磁鋼提供，所以霍爾傳感器和磁鋼需要配對(duì)使用。通過單片機(jī)測(cè)量產(chǎn)生脈沖的頻率就可以得出圓盤的轉(zhuǎn)速。檢測(cè)脈沖產(chǎn)生模塊如圖39所示，將電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)軸上裝上小磁鋼，每當(dāng)小磁鋼經(jīng)過霍爾傳感器時(shí)，就會(huì)引起傳感器輸出電壓發(fā)生變化。這是霍爾傳感器的原理部分，而整個(gè)測(cè)速器就是用到單片機(jī)與一個(gè)電磁感應(yīng)器用來計(jì)算行進(jìn)中車輪所轉(zhuǎn)動(dòng)的圈數(shù)。圖310 霍爾傳感器電路圖采用雙三極管構(gòu)成的H橋電路驅(qū)動(dòng)。由于這種電路工作在管子的飽和截止模式下，效率非常高，電子開關(guān)的速度很快，穩(wěn)定性也極佳。圖311中所示為一個(gè)典型的直流電機(jī)控制電路。4個(gè)三極管組成H的4條垂直腿，而電機(jī)就是H中的橫杠（注意：圖311及隨后的兩個(gè)圖都只是示意圖，而不是完整的電路圖，其中三極管的驅(qū)動(dòng)電路沒有畫出來）。要使電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，必須導(dǎo)通對(duì)角線上的一對(duì)三極管。圖311 H橋驅(qū)動(dòng)電路要使電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，必須使對(duì)角線上的一對(duì)三極管導(dǎo)通。按圖中電流箭頭所示，該流向的電流將驅(qū)動(dòng)電機(jī)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。圖312 H橋電路驅(qū)動(dòng)電機(jī)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)圖313 所示為另一對(duì)三極管Q2和Q3導(dǎo)通的情況，電流將從右至左流過電機(jī)。圖313 H橋驅(qū)動(dòng)電機(jī)逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)下面為系統(tǒng)所用的具體驅(qū)動(dòng)電路：圖314 H橋直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路采用七段數(shù)碼管作為本系統(tǒng)的顯示器。圖315 數(shù)碼管顯示電路倒車提醒采用蜂鳴器鳴叫達(dá)到提醒目的。圖317 防盜報(bào)警電路220V交流電通過變壓器轉(zhuǎn)換成12V交流電，再進(jìn)過整流橋整流，C7起濾波作用，CC9防止自激，7805為穩(wěn)壓芯片。本設(shè)計(jì)軟件可分為超聲波測(cè)距子程序、加速度傳感器測(cè)加速度信息子程序、LED數(shù)碼管顯示子程序、電機(jī)正反?？刂坪蜏y(cè)速子程序、雙機(jī)通信工序五個(gè)部分。 圖41 主機(jī)程序流程圖圖42 從機(jī)程序流程圖本系統(tǒng)使用T0、T2來測(cè)量電機(jī)轉(zhuǎn)速：T0工作在定時(shí)模式，T2工作在計(jì)數(shù)模式，在一定時(shí)間內(nèi)測(cè)量出脈沖數(shù)就可以計(jì)算出電機(jī)的轉(zhuǎn)速。下面是子程序流程圖：圖43 電機(jī)控制和測(cè)速度單元程序流程圖超聲波測(cè)距采用定時(shí)器2和外部中斷0來共同完成。下面是子程序流程圖：圖44 倒車提醒單元程序流程圖加速度傳感器利用I2C總線來測(cè)量加速度信息。 圖45 I2C總線起始、終止和工作時(shí)序圖起始和終止信號(hào) ：SCL線為高電平期間，SDA線由高電平向低電平的變化表示起始信號(hào)；SCL線為高電平期間，SDA線由低電平向高電平的變化表示終止信號(hào)。數(shù)據(jù)傳送時(shí)，先傳送最高位（MSB），每一個(gè)被傳送的字節(jié)后面都必須跟隨一位應(yīng)答位（即一幀共有9位）。 圖46 I2C總線傳送數(shù)據(jù)時(shí)序圖某加速度數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)有主、從機(jī)進(jìn)行串行通訊，假定雙機(jī)的系統(tǒng)時(shí)鐘頻率fosc=，通訊速率9600bps，主機(jī)每次將加速度數(shù)據(jù)jiasudu的值發(fā)送給從機(jī)，從機(jī)則將收到的數(shù)據(jù)送到顯示器上顯示，試完成雙機(jī)通信程序設(shè)計(jì)。void InitSystem(void)。void InitSystem(void){ TMOD=0x20。 /* 通信速率2400bps*/ TL1=0xfd。 /* SMOD=0*/ SCON=0x50。 /* 開串口中斷*/ ET1=0。 /* 啟動(dòng)定時(shí)器1*/ RI=0。 }void Delay() /*延時(shí)子程序*/ { int i。i10000。 }void main(void) { InitSystem()。 SBUF=jiasudu。 TI=0。 //測(cè)量數(shù)據(jù) } }從機(jī)程序如下：includedefine uchar unsigned charuchar jiasudu。void Display(void)。 /* T1工作于方式2*/ TH1=0xfd。 PCON=0x00。 /* 允許接收*/ EA=1。 /* 開串口中斷*/ ET1=0。 /* 啟動(dòng)定時(shí)器1*/ RI=0。 }void Comm(void) interrupt 4 using 0 /*串行中斷服務(wù)程序*/ { jiasudu=SBUF。 /*清中斷標(biāo)志*/ }void main(void) { InitSystem()。//顯示 } }5實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析在設(shè)計(jì)系統(tǒng)時(shí)，首先應(yīng)該設(shè)計(jì)系統(tǒng)的硬件電路然后再調(diào)試系統(tǒng)所需要的軟件。最后把系統(tǒng)所需要的硬件電路做一個(gè)PCB板。調(diào)試過程經(jīng)過以下三個(gè)過程：不通電檢查電路安裝：認(rèn)真檢查接線是否正確，如多線，少線或錯(cuò)線，尤其是電源線不能接錯(cuò)或接反。直觀檢查電源：地線，信號(hào)線，元器件接線端之間有無短路，聯(lián)線處有無接觸不良，有極性元器件引線短有無接錯(cuò)，反接等，集成塊是否插對(duì)。電源接通后，首先觀察有無異?，F(xiàn)象，包括有無冒煙，異常氣味。在此過程中出現(xiàn)一些問題：報(bào)警模塊一直工作不穩(wěn)定，經(jīng)過我的仔細(xì)檢查發(fā)現(xiàn)加速度傳感器忘記加上拉電阻，因?yàn)榇藗鞲衅魉玫氖荌2C總線，在時(shí)鐘線和數(shù)據(jù)線上必須要加上拉電阻，否則會(huì)對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)有干擾；H橋直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路在腐蝕板上的驅(qū)動(dòng)能力變?nèi)?，后來?jīng)過不斷嘗試基極電阻調(diào)大以后驅(qū)動(dòng)能力有所提高，但是H橋驅(qū)動(dòng)電路工作還是不盡如人意。以前不以為然，這次在用單片機(jī)控制三極管驅(qū)動(dòng)繼電器時(shí)遇到了麻煩，剛開始用NPN型三極管驅(qū)動(dòng)繼電器，這樣單片機(jī)剛上電三極管基極就為高電平，三極管導(dǎo)通喇叭就開始響。所以我們不能光憑理論知識(shí)去解決問題，有些時(shí)候經(jīng)驗(yàn)很重要。經(jīng)過幾天的耐心布線，最終還是比較滿意，用了13跟跳線，系統(tǒng)整體看上去簡潔美觀。下面為系統(tǒng)的硬件實(shí)物圖：圖51 系統(tǒng)實(shí)物圖在單片機(jī)軟件編程時(shí)，應(yīng)運(yùn)用模塊化編程思想，按照先粗后細(xì)的方法把整個(gè)系統(tǒng)的軟件劃分成多個(gè)功能獨(dú)立、大小適當(dāng)?shù)哪K。軟件功能是在Keil uVision4中編寫C語言來實(shí)現(xiàn)的。編程的時(shí)候我主要是對(duì)加速度傳感器I2C的時(shí)序不是很了解，所以我查閱了大量的資料，了解了相關(guān)內(nèi)容。雙擊串行通信時(shí)，從機(jī)一直接收不到主機(jī)發(fā)送的數(shù)據(jù)，經(jīng)過仔細(xì)檢查發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)類型定義有問題，經(jīng)接受數(shù)據(jù)類型改為字符型后可以正常工作。因?yàn)閿?shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示的原因，每改動(dòng)一次亮度都會(huì)有所改變，最后經(jīng)過多次更改比對(duì)選擇了比較合適的數(shù)據(jù)。在大學(xué)的學(xué)習(xí)過程中，畢業(yè)設(shè)計(jì)是一個(gè)重要的環(huán)節(jié)，是我們步入社會(huì)參與實(shí)際工作的一次極好的演示，也是對(duì)我們自學(xué)能力和解決問題能力的一次考驗(yàn)，是學(xué)校生活與社會(huì)生活間的過渡。這樣更有利于自己能力的提高。同時(shí)也提高了我查閱文獻(xiàn)資料、設(shè)計(jì)規(guī)范、電腦制圖以及PCB制作等其他專業(yè)能力水平，而且通過對(duì)整體的掌控，對(duì)局部的取舍，以及對(duì)細(xì)節(jié)的斟酌處理，都使我的能力得到了鍛煉，經(jīng)驗(yàn)得到了豐富，抗壓能力及耐力也都得到了不同程度的提升。在設(shè)計(jì)過程中，總是遇到這樣或那樣的問題。為以后的工作積累了經(jīng)驗(yàn)，增強(qiáng)了信心。這是我們都希望看到的也正是我們進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)的目的所在。例如對(duì)知識(shí)綜合運(yùn)用的技巧的缺乏，對(duì)材料了解的不夠透徹等等。盡管本次設(shè)計(jì)中還有很多需要完善的地方，比如實(shí)際硬件電路的不穩(wěn)定，排線布局的不合理等，但我想隨著自己專業(yè)知識(shí)的不斷加強(qiáng)、綜合能力的不斷提高，這些問題