【正文】 P: MOV DPTR,TABLE :字形碼送數(shù)據(jù)指針 MOV A,R3 MOVC A,A+DPTR MOV P1,A :送顯示 MOV R4,0E8H :循環(huán)顯示某個字符 1s DELAY: ACALL DISPLAY :顯示 DJNZ R4,DELAY :延時時間未到繼續(xù) INC R3 :顯示下個字符 CJNE R3,0AH,LOOP :未顯示到“ 9”繼續(xù) ALMP MAIN :返回主程序 DISPLAY: MOV R1,08H :共顯示 8位 LED MOV R5,00H :從第一位開始顯示 DISP: MOV A,R5 MOV P3,A ： 送地址數(shù)據(jù) ACALL DELAY1 :每位顯示 15ms INC R5 ：指向下一位 LED DJNZ R1,DISP :8 位為顯示完繼續(xù) RET DELAY1: MOV R6,10H :延時子程序 LOOP1: MOV R7,38H LOOP2: DJNZ R7,LOOP2 DJNZ R6,LOOP1 RET TABLE: DB 0C0H,0F9H,0A4H,0B0H,99H DB 92H,82H,0F8H,80H,90H END :程序結(jié)束 超聲 波測距系統(tǒng) 33 影響單片機系統(tǒng)可靠安全運行的主要因素主要來自系統(tǒng)內(nèi)部和外部的各種電氣干擾 ,并受系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計、元器件選擇、安裝、制造工藝影響。 形成干擾的基本要素有三個： （ 1）干擾源。如：雷電、繼電器、可控硅、電機、高頻時鐘等都可能成為干擾源。指干擾從 干擾源傳播到敏感器件的通路或媒介。 （ 3）敏感器件。如： A/D、 D/A 變換器 ,單片機 ,數(shù)字 IC,弱信號放大器等。按產(chǎn)生的原因分： 可分為放電噪聲音、高頻振蕩噪聲、浪涌噪聲。 按波形分：可分為持續(xù)正弦波、脈沖電壓、脈沖序列等等。因此 ,我們有必要看看干擾源和被干擾對象之間的傳遞方式。比如干擾信號通過電源線侵入系統(tǒng)。 （ 2）公共阻抗耦合： 這也是常見的耦合方式 ,這種形式常常發(fā)生在兩個電路電流有共同通路的情超聲 波測距系統(tǒng) 34 況。使干擾源和被干擾對象間沒有公共阻抗。是由于分布電容的存在而產(chǎn)生的耦合。是由于分布電磁感應(yīng)而產(chǎn)生的耦合。 常用抗干擾技術(shù) 針對形成干擾的三要素 ,采取的抗干擾主要有以下手段。這是抗干擾設(shè)計中最優(yōu)先考慮和最重要的原則 ,常常會起到事半功倍的效果。減小干擾源的 di/dt 則是在干擾源回路串聯(lián)電感或電阻以及增加續(xù)流二極管來實現(xiàn)。僅加續(xù)流二極管會使繼電器的斷開時間滯后 ,增加穩(wěn)壓二極管后繼電器在單位時間內(nèi)可動作更多的次數(shù)。 （ 3）給電機加濾波電路 ,注意電容、電感引線要盡量短。注意高頻電容的布線 ,連線應(yīng)靠近電源端并盡量粗短 ,否則 ,等于增大了電容的等效串聯(lián)電阻 ,會影響濾波效果。 （ 6）可控硅兩端并接 RC 抑制電路 ,減小可控硅產(chǎn)生的噪聲（這個噪聲嚴重時可能會把可控硅擊穿的）。在對系統(tǒng)可靠性要求很高的應(yīng)用系統(tǒng)中，選用頻率低的單片機是降低系統(tǒng)噪聲的原則之一。而同樣速度的 motorola 單片機系統(tǒng)時鐘只需 4mhz，更適合用于工控系統(tǒng)。而 motorola 單片機在新推出的 68hc08 系列以及其 16/32 位單片機中普遍采用了內(nèi)部瑣相環(huán)技術(shù)，將外部時鐘頻率降至 32khz，而內(nèi)部總線速度卻提高到 8mhz 乃至更高。如左下角是地，右下角是電 源。改進的技術(shù)將電源、地安排在兩個相鄰的引腳上，這樣一方面降低了穿過整個硅片的電流，一方面使外部去耦電容在 pcb 設(shè)計上更容易安排，以降低系統(tǒng)噪聲。一些單片機提供若干個大電流的輸出引腳，從幾十毫安到數(shù)百毫安。而跳變沿的軟化技術(shù)可消除這方面的影響，辦法是將一個大功率管做成若干個小管子的并聯(lián)，再為每個管子輸出端串上不同等效阻值的電阻。 時鐘監(jiān)測電路、看門狗技術(shù)與低 電壓復(fù)位 監(jiān)測系統(tǒng)時鐘，當發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)時鐘停振時產(chǎn)生系統(tǒng)復(fù)位信號以恢復(fù)系統(tǒng)時鐘，是單片機提高系統(tǒng)可靠性的措施之一。只能使用其中之一。低電壓復(fù)位技術(shù)是監(jiān)測單片機電源電壓，當電壓低于某一值時產(chǎn)生復(fù)位信號。電源電壓從當初的 5v 降至 并繼續(xù)下降到 、 、 。 超聲 波測距系統(tǒng) 36 eft 技術(shù)新近推出的 motorola m68hc08 系列單片機采用 eft(electrical fasttransient)技術(shù)進一步提高了單片機的抗干擾能力。以施密特電路對其整形時，這種毛刺會成為觸發(fā)信號干擾正常的時鐘信號。隨著 vlsi 技術(shù)的不斷發(fā)展，電路內(nèi)部的抗干擾技術(shù)也在不斷發(fā)展之中。非法指令復(fù)位或非法指令中斷是當運行程序時遇到非法指令或非法尋址空間能產(chǎn)生復(fù)位或中斷。一定是系統(tǒng)受到干擾， cpu 讀指令時出錯了。在選用單片機時，要檢查一下這些性能是否都有，以求設(shè)計出可靠性高的系統(tǒng)。這里要提醒的是最后對不用的 rom 要做處理。用于單片機系統(tǒng)的干擾抑制元件 ： 去耦電容每個集成電路的電源、地 之間應(yīng)配置一個去耦電容，它可以濾掉來自電源的高頻噪聲。要選高頻特性好的獨石電容或瓷片電容作去耦電容。由于電解電容的纏繞式結(jié)構(gòu)，其分布電感較大，對濾 除高頻干擾信號幾乎不起作用。鉭電容則比電解電容效果更好 。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的問題包括：用一系列組件來組織一個系統(tǒng)，全局控制結(jié)構(gòu)，通信、同步和數(shù)據(jù)存取協(xié)議，設(shè)計元件之間功能的劃分，物理的分布方式，系統(tǒng)運行狀況的估計和測量，演化方向，設(shè)計模式的選擇等，這些都是設(shè)計階段的軟件體系結(jié)構(gòu)。經(jīng)過比較，在采用 32 位微處理器的前提下選用 Vxworks 嵌入式實時操作系統(tǒng)。組件就是過濾器，在組件之間傳送數(shù)據(jù)的接口即管道。對象要保證內(nèi)部數(shù)據(jù)的正確性和對外實現(xiàn)方法的隱藏性。 超聲 波測距系統(tǒng) 38 解釋機型 用軟件產(chǎn)生的一個虛擬機，模仿其他機器，解釋并執(zhí)行特定的指令序列。層次是在相同抽象層次的一系列類。 層次型 一個分層系統(tǒng)中，每一層向它的上一層提供服務(wù)，同時使用它的下一層提供的服務(wù) 。層次型又分為橫向型、縱向型與縱橫結(jié)合型。在采用體系結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，按信息流來劃分邊界，信息流內(nèi)部再劃分子系統(tǒng)。層次是指在相同的抽象層次上的一系列組件，而線索是子系統(tǒng)的特例，指所包含的一系列組件用于完成一個功能。 縱橫結(jié)合型體系結(jié)構(gòu)中，一個組件不僅在垂直方向與其他組件發(fā)生關(guān)系，同時在水平方向也與其他組件發(fā)生作用。 在姿軌控軟件結(jié)構(gòu)設(shè)計上要力求簡單，模塊化結(jié)構(gòu)的軟件易于單獨開發(fā)而后集成，在按照共同的數(shù)據(jù)接口開發(fā)后，便于測試，若在軌運行過程中出現(xiàn)問題，易于查找錯誤和排除錯誤，從而到達提高可靠性的目的。 從軟件角度，姿軌控軟件主要完成以下功能：設(shè)置系統(tǒng)工作模式、部件工作狀態(tài)；接收星務(wù)總線傳來的軌道參數(shù)、在軌編程信息等；實時采集數(shù)據(jù)并進行處理；根據(jù)控制律，計算控制指令，對太陽或地球跟蹤定向；在軌檢測、系統(tǒng)重構(gòu)等。 超聲 波測距系統(tǒng) 39 設(shè)計流程與任務(wù)調(diào)度方式 如圖 92所示 ： 圖 92 設(shè)計流程圖 超聲 波測距系統(tǒng) 40 操作系統(tǒng)為應(yīng)用軟件和其它模塊提供運行環(huán)境和多任務(wù)管理。程序和數(shù)據(jù)注入模塊通過數(shù)據(jù)總線獲得地面的程序或者數(shù)據(jù)注入到應(yīng)用軟件；遙測遙控數(shù)據(jù)管理模塊通過數(shù)據(jù)總線與地面測控系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)和指令的傳輸。 作為多任務(wù)操作系統(tǒng)，為了突出實時性，降低系統(tǒng)調(diào)度的開銷，它的任 務(wù)并不是真正的任務(wù)而是線程。因此在姿軌控軟件的設(shè)計中，要充分考慮到嵌入式軟件的設(shè)計特點，合理利用它的特性。工作于系統(tǒng)級的任務(wù)有更高的權(quán)限且受到操作系統(tǒng)的保護，這樣可以防止應(yīng)用程序?qū)ο到y(tǒng)程序的誤操作， Schedule 任務(wù)負責對其他任務(wù)的管理，工作于系統(tǒng)級。 在姿軌控軟件系統(tǒng)中，所有的任務(wù)都被設(shè)置成可以被中斷的工作方式，以充分發(fā)揮硬件中斷的作用，在一定程度上提高了程序運行的并行度。 多任務(wù)調(diào)度管理的仿真實現(xiàn) 用開發(fā)工具 Tornado，運用系統(tǒng)集成仿真器 VXSIM 來進行任務(wù)模塊調(diào)度的仿真。 針對衛(wèi)星姿軌控系統(tǒng)的需求，應(yīng)用軟件系統(tǒng)采用縱橫結(jié)超聲 波測距系統(tǒng) 41 合型層次體系結(jié)構(gòu)。在每執(zhí)行完一個任務(wù)后，自動讀取任務(wù)模塊調(diào)度表中的下一個任務(wù)，通過計算，確定下次任務(wù)開始執(zhí)行的時間，并開始計時，時間到達后，據(jù)飛行任務(wù)模式字等內(nèi)容創(chuàng)建并運行相應(yīng)的姿軌控應(yīng)用任務(wù)模塊。 根據(jù)衛(wèi)星的工作模式，采用二維結(jié)構(gòu)體數(shù)組 Table[][]來定義任務(wù)模塊調(diào)度表。模塊調(diào)度表定義為維數(shù)組，為系統(tǒng)工作模式數(shù)，為當前工作模式下需調(diào)用的最大任務(wù)模塊數(shù)。 我所寫的系統(tǒng)主要根據(jù)目前節(jié)智能化電風扇技術(shù)的發(fā)展趨勢和國內(nèi)實際的應(yīng)用特點和要求，采用了自動化的結(jié)構(gòu)形式，實現(xiàn)對電風扇轉(zhuǎn)速的自動控制。用 Protel 軟件繪制電路原理圖和 PCB 電路印刷板圖，由Protues 軟件進行訪 真測試，利用 MCS51 匯編語言編制 ,運行程序該系統(tǒng)的主要特點是 : 1)適用性強，用戶只需對界面參數(shù)進行設(shè)置并啟動系統(tǒng)正常運行便可滿足不同用戶對最適合溫度的要求，實現(xiàn)對最適溫度的實時監(jiān)控。操作界面可擴展性強，只要稍加改變，即可增加其它按鍵的使用功能。 本設(shè)計在模擬檢測中運行較好，但采樣據(jù)不太穩(wěn)定。還有待改進。 超聲波測距離因其人性化設(shè)計、成本價格低廉，且應(yīng)用技術(shù)成熟，性能穩(wěn)定可靠，具有良好的可移植性和擴展性，不僅能夠滿足于普通家庭需要，也十分適用于辦公室工作環(huán)境、特別是針對于學生宿舍、工廠員工住宿將會是不錯的選擇，一旦投放市場，相信將會得到廣大消費者的青睞。 雖然中間有著不完美 ，但卻是我自己不斷地查閱資料、思考和動手的結(jié) 果。 首先要特別感謝我的畢業(yè)設(shè)計指導老師 李明 老師。在技術(shù)或是論文設(shè)計的說明論文中他都以非常嚴謹?shù)膽B(tài)度給了我許多寶貴的意見。 超聲 波測距系統(tǒng) 44 參考文獻 [1] 竇敬仁，張弟寧 . 電工與電子技術(shù)基礎(chǔ) . 人民交通出版社， 2020. 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