單片機(jī)紅外汽車測(cè)速1

1、編編 號(hào)號(hào) xx 大學(xué) xx 學(xué)院 畢畢業(yè)業(yè)設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)（論論文文） 相相關(guān)關(guān)資資料料 題目：題目： 單片機(jī)紅外汽車測(cè)速單片機(jī)紅外汽車測(cè)速 機(jī)電 系系 電子信息工程 專專業(yè)業(yè) 學(xué) 號(hào)： 學(xué)生姓名： 指導(dǎo)教師： （職稱：講師 ） （職稱： ） xxxx 年 x 月 xx 日 xx 大學(xué)大學(xué) xx 學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 誠誠 信信 承承 諾諾 書書 本人鄭重聲明：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 單片機(jī)紅外測(cè) 速設(shè)計(jì) 是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的成果，其 內(nèi)容除了在畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）中特別加以標(biāo)注引用，表示致謝 的內(nèi)容外，本畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）不包含任何其他個(gè)人、集體已 發(fā)表

2、或撰寫的成果作品。 班 級(jí)： 學(xué) 號(hào)： 作者姓名： 年 月 日 xx 大大學(xué)學(xué) xx 學(xué)學(xué)院院 機(jī)機(jī)電電系系 電電子子信信息息工工程程 專專業(yè)業(yè) 畢畢 業(yè)業(yè) 設(shè)設(shè) 計(jì)計(jì)論論 文文 任任 務(wù)務(wù) 書書 一、題目及專題：一、題目及專題： 、題目 單片機(jī)紅外汽車測(cè)速設(shè)計(jì) 、專題 單片機(jī)紅外汽車測(cè)速的軟硬件設(shè)計(jì) 二、課題來源及選題依據(jù)二、課題來源及選題依據(jù) 紅外線傳感器應(yīng)用相當(dāng)廣，在許多地方你都可以看到它的身影， 如紅外門禁系統(tǒng)，紅外報(bào)警系統(tǒng)、紅外測(cè)距系統(tǒng)，紅外遙控系統(tǒng)等 等。自從單片機(jī)問世以來，在國外，他已廣泛應(yīng)用于自動(dòng)控制、數(shù) 據(jù)采集和處理、家用電器等各方面，同時(shí)也參透到其他各個(gè)科技領(lǐng) 域。在國內(nèi)，

3、雖然起步比較晚，但由于單片機(jī)物美價(jià)廉、功能強(qiáng)、 體積小、使用靈活方便，越來越得到發(fā)展，尤其在工業(yè)過程控制、 自動(dòng)化儀器等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。所以本次畢業(yè)設(shè)計(jì)我選擇了單片 機(jī)紅外汽車測(cè)速這個(gè)課題。單片機(jī)紅外汽車測(cè)速精度高，應(yīng)用廣。 三、本設(shè)計(jì)（論文或其他）應(yīng)達(dá)到的要求：三、本設(shè)計(jì)（論文或其他）應(yīng)達(dá)到的要求： 1. 硬件電路的設(shè)計(jì) 2. 用 protel 畫出硬件原理圖 3. 軟件編程程序框圖設(shè)計(jì) 4. 軟件編程實(shí)現(xiàn)汽車速度測(cè)量 四、接受任務(wù)學(xué)生：四、接受任務(wù)學(xué)生： 班班 姓名姓名 五、開始及完成日期：五、開始及完成日期： 自自 年年 月月 日至日至 年年 月月 日日 六、設(shè)計(jì)（論文）指導(dǎo)（或顧問）

4、：六、設(shè)計(jì)（論文）指導(dǎo)（或顧問）： 指導(dǎo)教師指導(dǎo)教師簽名簽名 簽名簽名 簽名簽名 教教研研室室主主任任 學(xué)科組組長研究所所學(xué)科組組長研究所所 長長簽名簽名 系主任系主任 簽名簽名 xxxx 年年 xx 月月 xx 日日 摘摘 要要 隨著居民生活水平的不斷提高，汽車已經(jīng)成為現(xiàn)代社會(huì)中不可缺少的一部分。本次 設(shè)計(jì)制作的單片機(jī)紅外汽車測(cè)速儀能夠顯示汽車的行駛速度。單片機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是體積小， 重量輕，抗干擾能力強(qiáng)，對(duì)環(huán)境要求不高，價(jià)格低廉，可靠性高，靈活性好，開發(fā)較為 容易。而且單片機(jī)與數(shù)字電路完美的搭配組合能夠完成前沿先進(jìn)的設(shè)計(jì)。紅外線發(fā)射 與接收的方式有兩種，其一是直射式，其二是反射式。直射式指發(fā)光管

5、和接收管相對(duì) 安放在發(fā)射與受控物的兩端，中間相距一定距離；反射式指發(fā)光管與接收管并列一起， 平時(shí)接收管始終無光照，只在發(fā)光管發(fā)出的紅外光線遇到反射物時(shí)，接收管收到反射 回來的紅外光線才工作。 本產(chǎn)品具有密度大、體積小、易安裝、易操作等優(yōu)點(diǎn)。這是 一般汽車電子產(chǎn)品所沒有的。 關(guān)關(guān)鍵鍵詞詞：單片機(jī)；測(cè)速；紅外線發(fā)射 abstract with the continuous improvement of living standards, cars have become the indispensable part of society. the design of microcontroller

6、 infrared speed detector capable of displaying the car speed. scm has the advantage of small size, light weight, anti-interference ability, less demanding on the environment, low cost, high reliability, good flexibility, develop more easily. . microcontroller and digital circuits and with the perfec

7、t combination of cutting-edge advanced design to completion. infrared transmitter and receiver in two ways, one is the direct type, the other is reflective. led direct-type refers to the relative placement and receiving tube launched and controlled at both ends of the middle distance apart; reflecti

8、ve means led tubes tied together with the receiver, usually receiving tube has no light, only the issue of infrared led encountered light reflector, the receiver tube receive the infrared light reflected back before work. this product has high density, small size, easy to install, easy to operate. t

9、his is a general automotive electronic products do not have. keywords: microcontroller; speed; infrared emission 目目 錄錄 1 緒論.1 2 課題研究內(nèi)容和分析論證.3 2.1 課題研究內(nèi)容.3 2.2 整體方案設(shè)計(jì)與選擇.3 2.2.1 顯示部分電路選擇.3 2.2.2 計(jì)數(shù)電路選擇.3 2.3 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖.4 3 硬件設(shè)計(jì).5 3.1 at89c51 單片機(jī).5 3.1.1 單片機(jī)發(fā)展過程.5 3.1.2 at89c51 單片機(jī)簡介.6 3.1.3 主要功能.6 3.1.3 管

10、腳說明.7 3.1.4 振蕩器特性.8 3.2 74ls14.9 3.2.1 施密特觸發(fā)器介紹.9 3.2.2 施密特觸發(fā)器的應(yīng)用.9 3.2.3 74ls14 介紹.10 3.3 七段 led 數(shù)碼顯示器 .11 3.3.1 七段 led 數(shù)碼管.11 3.3.2 led 數(shù)碼顯示器的顯示段碼.13 3.3.3 74ls164 顯示接口芯片.13 3.4 紅外發(fā)射接收電路.15 3.4.1 紅外線特點(diǎn).15 3.4.2 紅外線發(fā)射與接收器件.15 3.4.3 發(fā)射接收電路組成.19 4 軟件設(shè)計(jì).21 4.1 中斷程序設(shè)計(jì).21 4.2 顯示輸出程序.23 4.3 總程序設(shè)計(jì).24 5 總結(jié)

11、與展望.25 致 謝.26 參考文獻(xiàn).27 附 錄.28 1 緒論緒論 單片機(jī)自 20 世紀(jì) 70 年代問世以來，以極高的性能價(jià)格比受到人們的重視和關(guān)注， 所以應(yīng)用很廣泛，發(fā)展很迅速。單片機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是體積小，重量輕，抗干擾能力強(qiáng)，對(duì)環(huán) 境要求不高，價(jià)格低廉，可靠性高，靈活性好，開發(fā)較為容易。廣大工程技術(shù)人員通過 學(xué)習(xí)有關(guān)單片機(jī)的知識(shí)后，也能依靠自己的力量來開發(fā)所希望的單片機(jī)系統(tǒng)，并可獲得 較高的經(jīng)濟(jì)效益。而且單片機(jī)與數(shù)字電路完美的搭配組合能夠完成前沿先進(jìn)的設(shè)計(jì)。 目前單片機(jī)技術(shù)和數(shù)字電子技術(shù)已經(jīng)廣泛地應(yīng)用于計(jì)算機(jī)，自動(dòng)控制，電子測(cè)量儀 表，電視，雷達(dá)，通信等各個(gè)領(lǐng)域。例如在現(xiàn)代測(cè)量技術(shù)中，數(shù)字測(cè)

12、量儀表不僅比模擬 測(cè)量儀表精度高，功能高，而且容易實(shí)現(xiàn)測(cè)量的自動(dòng)化和智能化。隨著集成技術(shù)的發(fā)展， 尤其是中，大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路的發(fā)展，單片機(jī)和數(shù)字電子技術(shù)的應(yīng)用范圍將會(huì) 更廣泛地滲透到國民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)部門，并將產(chǎn)生越來越深刻的影響。隨著現(xiàn)代社會(huì)的電 子科技的迅速發(fā)展，要求我們要理論聯(lián)系實(shí)際。 2 課題研究內(nèi)容和分析論證課題研究內(nèi)容和分析論證 2.1 課題研究內(nèi)容課題研究內(nèi)容 本次設(shè)計(jì)的任務(wù)是制作一個(gè)單片機(jī)紅外汽車測(cè)速儀，使其能夠顯示汽車的行駛速度。 主要完成以下內(nèi)容： （1）系統(tǒng)硬件電路的詳細(xì)設(shè)計(jì) 根據(jù)系統(tǒng)要求對(duì)各部分電路進(jìn)行細(xì)化。設(shè)計(jì)出具體電路，并根據(jù)各單元電路的功能 需求選定具體的器件

13、。主要包括各種芯片的選擇，元器件的類型，與單片機(jī)的各引腳如 何連接，各個(gè)芯片之間怎么連接等。本部分具體內(nèi)容在第二章中加以介紹。 （2）系統(tǒng)軟件的詳細(xì)設(shè)計(jì) 根據(jù)系統(tǒng)軟件的結(jié)構(gòu)劃分，對(duì)各個(gè)功能模塊進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計(jì)，同時(shí)畫出每個(gè)部分的程 序框圖，最后把單獨(dú)的程序結(jié)合在一起。本部分具體內(nèi)容在第三章中加以介紹。 2.2 整體方案設(shè)計(jì)與選擇整體方案設(shè)計(jì)與選擇 2.2.1 顯示部分電路選擇顯示部分電路選擇 這部分硬件和軟件部分設(shè)計(jì)我考慮的兩種方案： 方案一：串行接法 設(shè)計(jì)中要顯示 3 位數(shù)字，用 74ls164 作為顯示驅(qū)動(dòng)，其中帶鎖存，使用串行接法可 以節(jié)約 i/o 口資源，發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)容易控制。 方案二：并行

14、接法 使用并行接法時(shí)要對(duì)每個(gè)數(shù)碼管用 i/o 口獨(dú)立輸入數(shù)據(jù)，占用資源較大。 由于設(shè)計(jì)中用一塊單片機(jī)進(jìn)行控制，資源有限，選擇了方案一。另外，使用鎖存也 起到節(jié)約資源的作用。 2.2.2 計(jì)數(shù)電路選擇計(jì)數(shù)電路選擇 本次設(shè)計(jì)中主要要記錄汽車輪子所轉(zhuǎn)的圈數(shù)并同時(shí)記錄轉(zhuǎn)這些圈數(shù)所用的時(shí)間，然 后通過圈數(shù)計(jì)算出路程最后得出速度。在本設(shè)計(jì)中我想了兩個(gè)方案： 方案一：使用紅外中斷 將紅外發(fā)光二極管和紅外光敏三極管分別置于車輪倆邊，使他們能夠通過車輪上小 孔進(jìn)行對(duì)射。當(dāng)車輪轉(zhuǎn)一圈時(shí)，紅外光敏三極管接收到紅外發(fā)光二極管的光，從而紅外 光敏三極管電路接通，產(chǎn)生高電平，經(jīng)施密特觸發(fā)器 74ls14 整形并傳送到單片

15、機(jī)的外部 中斷 0 執(zhí)行中斷程序記錄圈數(shù)。 方案二：使用電感式接近開關(guān) 在汽車輪子側(cè)面裝一個(gè)金屬物體，然后在附近安置一個(gè)振蕩感應(yīng)頭，當(dāng)金屬物體在 接近這個(gè)能產(chǎn)生電磁場(chǎng)的振蕩感應(yīng)頭時(shí)，使物體內(nèi)部產(chǎn)生渦流。這個(gè)渦流反作用于接近 開關(guān)，使接近開關(guān)振蕩能力衰弱，內(nèi)部電路的參數(shù)發(fā)生變化，由此識(shí)別出有無金屬物體 接近，進(jìn)而控制開關(guān)的通或斷，接通一次就表示輪子轉(zhuǎn)了一圈。 考慮到取材問題，我采用方案一設(shè)計(jì)。綜上所述，我所要做出來的系統(tǒng)整體方案為： 紅外傳感器中斷進(jìn)行汽車輪子所轉(zhuǎn)圈數(shù)的計(jì)數(shù)和所用時(shí)間的計(jì)數(shù)，用 74ls164 作為顯示 驅(qū)動(dòng)，串行連接 3 個(gè)數(shù)碼管。 2.3 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 本次設(shè)計(jì)中用到

16、的硬件有紅外發(fā)光二極管、紅外光敏三極管、施密特觸發(fā)器 （74ls14） 、單片機(jī)（at89c51） 、顯示芯片（74ls164） 、數(shù)碼管。 下圖 2.1 為系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。 信信 號(hào)號(hào) 采采 集集 整整 形形 單單 片片 機(jī)機(jī) 輸輸 出出 顯顯 示示 圖 2.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 3 硬件設(shè)計(jì)硬件設(shè)計(jì) 3.1 單片機(jī)的最小應(yīng)用系統(tǒng)單片機(jī)的最小應(yīng)用系統(tǒng)1 3.1.1 單片機(jī)發(fā)展過程單片機(jī)發(fā)展過程 單片機(jī)一詞是來自英文 single chip microcomputer,它是 80 年代初從英文直譯而來。 單片機(jī)物理含義是把 cpu、存儲(chǔ)器和各種各樣外圍設(shè)備的接口都集成在一塊半導(dǎo)體芯片 上，形成單片機(jī)

17、的計(jì)算機(jī)。但是，目前國內(nèi)外的多數(shù)廠商和學(xué)者普遍改稱“微控制器” （microcomputer unit）來代替以前的單片機(jī)（single chip microcomputer） 。究其原因，是 這類微型計(jì)算機(jī)，從功能到形態(tài)皆由控制計(jì)算機(jī)演變而來。因此，單片機(jī)改稱微控制器 后，其含義就更加準(zhǔn)確。 單片機(jī)在一塊芯片上集成了中央處理單元 cpu、隨機(jī)存儲(chǔ)器 ram、只讀存儲(chǔ)器 rom、 定時(shí)/計(jì)數(shù)器和多種功能輸入/輸出 i/o 及 a/d 轉(zhuǎn)換等。就其組成而言，一片單片機(jī)就是一 臺(tái)計(jì)算機(jī)。 單片機(jī)的發(fā)展劃分為四個(gè)階段： 第一階段（1974 年開始）：單片機(jī)初級(jí)階段。因工藝限制，單片機(jī)采用雙片的形式，

18、 而且功能比較簡單，如仙童公司的 f8 實(shí)際上只包括了 8 位 cpu、64 字節(jié) ram 和 2 個(gè)并 行 i/o 口，因此，還需加一塊 3851（由 1k rom、定時(shí)/計(jì)數(shù)器和 2 個(gè)并行 i/o 口構(gòu)成） 才能組成一臺(tái)完整微型計(jì)算機(jī)。 第二階段（1976 年開始）：低性能單片機(jī)階段。以 intel 公司的 mcs-48 為列，采 用了單片結(jié)構(gòu)。即在一塊芯片內(nèi)就含有 8 位 cpu、并行 i/o 口、8 位定時(shí)/計(jì)數(shù)器、ram 和 rom 等，但無串行 i/o 口，中斷處理也比較簡單，片內(nèi) ram 和 rom 容量較小，且 尋址范圍有限，一般都不大于 4k 字節(jié)。 第三階段（1978 年

19、開始）：高性能單片機(jī)階段。這一類單片機(jī)帶有串行 i/o，有多 極中斷處理，定時(shí)/計(jì)數(shù)器為 16 位，片內(nèi)的 ram 和 rom 相對(duì)增大，且尋址范圍可達(dá) 64k 字節(jié)，有的片內(nèi)還帶有 a/d 轉(zhuǎn)換接口。這類單片機(jī)有 intel 公司的 mcs- 51，motorola 公司的 6801 和 zilog 公司 z8 等。由于這類單片機(jī)應(yīng)用的領(lǐng)域較廣，目前還 在不斷改進(jìn)和發(fā)展著。 第四階段（1982 年開始）：16 位單片機(jī)階段。16 位單片機(jī)除了 cpu 位 16 位外， ram 和 rom 容量進(jìn)一步增大，實(shí)時(shí)處理的能力更強(qiáng)。如 intel 公司的 mcs-96，其集成 度已為 120000

20、管子/片，主振幅 12mhz，片內(nèi) ram 為 232 字節(jié)，rom 為 8k 字節(jié)，中 斷處理為 8 級(jí)，而且片內(nèi)帶有多通道 10 位 a/d 轉(zhuǎn)換和高速輸入/輸出部件（hsio） ，實(shí)時(shí) 處理的能力很強(qiáng) 根據(jù) 1989 年 5 月的統(tǒng)計(jì)，包括單片信號(hào)處理機(jī)在內(nèi)，單片機(jī)有 70 幾個(gè)系列 463 個(gè) 機(jī)種。 3.1.2 at89c51 單片機(jī)簡介單片機(jī)簡介 at89c51 單片機(jī)的指令長度較短：單字節(jié)指令有 49 條；雙字節(jié)指令有 46 條；最長 的是三字節(jié)指令，只有 16 條。指令周期也短；單機(jī)器周期指令 64 條；雙機(jī)器周期指令 45 條；只有乘、除兩條指令需要 4 個(gè)周期。這些指令在

21、12mhz 晶振的情形下，執(zhí)行時(shí)間 分別為 1us、2us 和 4us?？梢?，mcs-51 指令系統(tǒng)在存儲(chǔ)空間和執(zhí)行時(shí)間方面具有較高的 效率，編程的程序占用內(nèi)存單元少，執(zhí)行也很快捷，與其應(yīng)用范圍的要求很想適應(yīng)。 在 8051 單片機(jī)指令系統(tǒng)中，有豐富的位操作（或稱位處理）指令，形成一個(gè)相當(dāng)完 整的位操作指令子集，成為該指令系統(tǒng)的重大特色。這對(duì)于需要進(jìn)行大量位處理的程序 將帶來明顯的簡捷和方便。 3.1.3 復(fù)位電路復(fù)位電路 mcs-51 系列單片機(jī)的復(fù)位是由外部的復(fù)位電路實(shí)現(xiàn)的。復(fù)位電路的目的是產(chǎn)生持續(xù) 時(shí)間不小于 2 個(gè)機(jī)器周期的高電平。單片機(jī)通常采用 2 種形式的復(fù)位電路：上電自動(dòng)復(fù) 位電

22、路和按鈕開關(guān)復(fù)位電路。圖為上電自動(dòng)復(fù)位電路。 上電自動(dòng)復(fù)位電路是通過電容充電來實(shí)現(xiàn)的。在接通電源（上電）的瞬間，rc 電路 充電，由于電容 c 兩端的電壓不能突變，在 reset 引腳上電壓接近電源電壓+5v；隨著 充電時(shí)間的延長，充電電流減小，reset 引腳的電位也逐漸下降；當(dāng)電容 c 兩端的電壓 接近+5v，reset 引腳也被拉成低電平。在電容 c 充電過程中，只要 reset 引腳能夠保 持 10ms 的高電平，就能使單片機(jī)有效地復(fù)位。如圖 3.1 所示 圖 3.1 復(fù)位電路 3.1.3 振蕩電路振蕩電路 at89c51 單片機(jī)有一個(gè)用于構(gòu)成內(nèi)部振蕩器的反相放大器，xtal1 和 x

23、tal2 分 別是放大器的輸入、輸出端。石英晶體和陶瓷諧振器都可以用來一起構(gòu)成自激振蕩器， 自激振蕩器與單片機(jī)內(nèi)部的時(shí)鐘發(fā)生器構(gòu)成單片機(jī)的時(shí)鐘電路。在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中， 常選用晶體振動(dòng)器作為外接振蕩源，簡稱晶振。晶振的頻率越高，則單片機(jī)系統(tǒng)的時(shí)鐘 頻率越高，單片機(jī)的運(yùn)行速度越快。如圖 3.2 所示 圖 3.2 振蕩電路 3.1.4 管腳說明管腳說明 圖 3.3 at89c51 引腳圖 1主電源引腳 vcc 和 vss （1）vcc(40)。正常操作時(shí)接+5v 電源。 （2）vss(20)。接地。 2外接晶體引腳 xtal1 和 xtal2 （1）xtal1(19)。接外部晶體和微調(diào)電容的一個(gè)引

24、腳。在單片機(jī)內(nèi)部，它是一個(gè)反 向放大器的輸入端，這個(gè)放大器構(gòu)成了片內(nèi)振蕩器。當(dāng)采用外部振蕩器時(shí)，對(duì) hmos 單 片機(jī)（如 8051） ，此引腳接地。對(duì) cmos 單片機(jī)（如 80c51） ，此引腳作為振蕩信號(hào)的輸 入端。 （2）xtal2（18） 。接外部晶體和微調(diào)電容的另一個(gè)腳。在單片機(jī)內(nèi)部，它是反向 放大器的輸出端。當(dāng)采用外部振蕩器時(shí)，對(duì) hmos 單片機(jī)，此引腳接收振蕩器信號(hào)，即 把振蕩器信號(hào)直接送人內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生器的輸入端。對(duì) cmos 單片機(jī)，此引腳應(yīng)浮空。 3控制或其他電源復(fù)用引腳 rst/vpd，ale/prog，rsen 和 ea/vpp （1）rst/vpd（9） 。當(dāng)振蕩器

25、工作時(shí)，在此引腳上出現(xiàn)兩個(gè)機(jī)器周期以上的高電平 將使單片機(jī)復(fù)位。 （2）ale/prog（30） 。當(dāng)訪問外部存儲(chǔ)器時(shí)，地址鎖存 ale 信號(hào)的輸出用于鎖存 低 8 位地址信息。即使不訪問外部存儲(chǔ)器，ale 端仍以不變的頻率周期性地發(fā)生正脈沖 信號(hào)。此信號(hào)的頻率為振蕩器的 1/6。但是要注意的是，每當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，將 少發(fā)出一個(gè) ale 信號(hào)。因此假若要將 ale 信號(hào)直接作為時(shí)鐘信號(hào)，那么程序中必須不出 現(xiàn)訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的指令，否則將不能將 ale 作為時(shí)鐘信號(hào)。ale 端可以驅(qū)動(dòng)（吸 收或輸出電流）8 個(gè) lsttl 電路。 （3）psen（29） 。該端輸出外部程序存儲(chǔ)器讀選

26、通信號(hào)。當(dāng) cpu 從外部程序存儲(chǔ)器 取指令（或數(shù)據(jù)）期間，在 12 個(gè)振蕩周期內(nèi)將會(huì)出現(xiàn) 2 次 pesn 信息（低電平） 。 （4）ea/vpp（31）訪問外部程序存儲(chǔ)器控制端。當(dāng) ea 端保持高電平時(shí)，單片機(jī)復(fù) 位后訪問內(nèi)部程序存儲(chǔ)器，當(dāng) pc 值超過 4kb（對(duì) 8051/8751）或 8kb（對(duì) 8052/8752） 時(shí)，將自動(dòng)轉(zhuǎn)向執(zhí)行外部程序存儲(chǔ)器程序。當(dāng) ea 端保持低電平時(shí)，則只訪問外部程序存 儲(chǔ)器，而不管內(nèi)部是否有程序存儲(chǔ)器。對(duì)于 eprom 型單片機(jī)，在 eprom 編程期間，該 引腳用于施加 eprom 編程電壓。 4輸入/輸出引腳 （1）p0.0p0.7(3932)。p

27、0 口是一個(gè) 8 位漏極開路型雙向 i/o 口。在訪問外部存儲(chǔ) 器時(shí)可作為地址（低 8 位）/數(shù)據(jù)分時(shí)復(fù)用總線使用。當(dāng) p0 作為地址/數(shù)據(jù)分時(shí)復(fù)用總線 使用時(shí)，在訪問存儲(chǔ)器期間它能激活內(nèi)部的上拉電阻。在 eprom 型單片機(jī)編程時(shí)，p0 接受指令，而在驗(yàn)證程序時(shí)，則輸出指令。驗(yàn)證時(shí)，要求外接上拉電阻。p0 能以吸收點(diǎn) 流的方式驅(qū)動(dòng) 8 個(gè) lsttl 電路。 （2）p1.0p1.7(18)。p1 是一個(gè)內(nèi)部帶上拉電阻的 8 位準(zhǔn)雙向 i/o 口。在對(duì) eprom 型單片機(jī)編程和驗(yàn)證程序時(shí)，它接收低 8 位地址。p1 能驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流）4 個(gè) lsttl 電路。 （3）p2.0p2.7(

28、2128)。p2 是一個(gè)內(nèi)部帶上拉電阻的 8 位準(zhǔn)雙向 i/o 口。在訪問外 部存儲(chǔ)器時(shí)，它送出高 8 位地址。在對(duì) eprom 型單片機(jī)編程和驗(yàn)證程序期間，它接收高 8 位地址。p2 可以驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流）4 個(gè) lsttll 電路 （3）p3.0p3.7(1017)。p3 是一個(gè)內(nèi)部帶上拉電阻的 8 位準(zhǔn)雙向 i/o 口。p3 能驅(qū)動(dòng) （吸收或輸出電流）4 個(gè) lsttl 電路。p3 口每個(gè)引腳分別具有第二功能，如表 3-1 所示 表 3-1 p3 各口線的第二功能 口線第二功能 p3.0rxd(串行口輸入) p3.1txd（串行口輸出） p3.2tnt0(外部中斷 0 外部輸入) p

29、3.3tnt1（外部中斷 1 外部輸入） p3.4t0（定時(shí)器/計(jì)數(shù)器 0 外部輸入） p3.5t1（定時(shí)器/計(jì)數(shù)器 1 外部輸入） p3.6wr（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通） p3.7wd（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通） 3.2 整形濾波電路整形濾波電路2 3.2.1 施密特觸發(fā)器介紹施密特觸發(fā)器介紹 施密特觸發(fā)器也有兩個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)，但與一般觸發(fā)器不同的是，施密特觸發(fā)器采用 電位觸發(fā)方式，其狀態(tài)由輸入信號(hào)電位維持；對(duì)于負(fù)向遞減和正向遞增兩種不同變化 方向的輸入信號(hào)，施密特觸發(fā)器有不同的閥值電壓。 門電路有一個(gè)閾值電壓，當(dāng)輸入電壓從低電平上升到閾值電壓或從高電平下降到 閾值電壓時(shí)電路的狀態(tài)將發(fā)生變化。施密特觸

30、發(fā)器是一種特殊的門電路，與普通的門 電路不同，施密特觸發(fā)器有兩個(gè)閾值電壓，分別稱為正向閾值電壓和負(fù)向閾值電壓。 在輸入信號(hào)從低電平上升到高電平的過程中使電路狀態(tài)發(fā)生變化的輸入電壓稱為正向 閾值電壓，在輸入信號(hào)從高電平下降到低電平的過程中使電路狀態(tài)發(fā)生變化的輸入電 壓稱為負(fù)向閾值電壓。正向閾值電壓與負(fù)向閾值電壓之差稱為回差電壓。 它是一種閾值開關(guān)電路，具有突變輸入 輸出特性的門電路。這種電路被設(shè)計(jì)成阻 止輸入電壓出現(xiàn)微小變化（低于某一閾值）而引起的輸出電壓的改變。 利用施密特觸發(fā)器狀態(tài)轉(zhuǎn)換過程中的正反饋?zhàn)饔?，可以把邊沿變化緩慢的周期性信?hào) 變換為邊沿很陡的矩形脈沖信號(hào)。輸入的信號(hào)只要幅度大于vt

31、+，即可在施密特觸發(fā) 器的輸出端得到同等頻率的矩形脈沖信號(hào)。 當(dāng)輸入電壓由低向高增加，到達(dá) v+時(shí)，輸出電壓發(fā)生突變，而輸入電壓vi 由高變 低，到達(dá) v-，輸出電壓發(fā)生突變，因而出現(xiàn)輸出電壓變化滯后的現(xiàn)象，可以看出對(duì)于 要求一定延遲啟動(dòng)的電路，它是特別適用的 . 從傳感器得到的矩形脈沖經(jīng)傳輸后往往發(fā)生波形畸變。當(dāng)傳輸線上的電容較大時(shí)， 波形的上升沿將明顯變壞；當(dāng)傳輸線較長，而且接受端的阻抗與傳輸線的阻抗不匹配 時(shí)，在波形的上升沿和下降沿將產(chǎn)生振蕩現(xiàn)象；當(dāng)其他脈沖信號(hào)通過導(dǎo)線間的分布電 容或公共電源線疊加到矩形脈沖信號(hào)時(shí)，信號(hào)上將出現(xiàn)附加的噪聲。無論出現(xiàn)上述的 那一種情況，都可以通過用施密特反

32、相觸發(fā)器整形而得到比較理想的矩形脈沖波形。 只要施密特觸發(fā)器的 vt+和 vt-設(shè)置得合適，均能受到滿意的整形效果。 。 3.2.2 施密特觸發(fā)器的應(yīng)用施密特觸發(fā)器的應(yīng)用 施密特觸發(fā)器的應(yīng)用 ： 1. 波形變換 可將三角波、正弦波等變成矩形波。 2. 脈沖波的整形 數(shù)字系統(tǒng)中，矩形脈沖在傳輸中經(jīng)常發(fā)生波形畸變，出現(xiàn)上升沿和下降沿不理想的情 況，可用施密特觸發(fā)器整形后，獲得較理想的矩形脈沖。 3. 脈沖鑒幅 幅度不同、不規(guī)則的脈沖信號(hào)時(shí)加到施密特觸發(fā)器的輸入端時(shí)，能選擇幅度大于 欲設(shè)值的脈沖信號(hào)進(jìn)行輸出。 下面重點(diǎn)說一下施密特觸發(fā)器的對(duì)脈沖波的整形作用。 在數(shù)字系統(tǒng)中，矩形脈沖經(jīng)傳輸后往往發(fā)生波

33、形畸變： （1）輸入信號(hào)是由直流分量和正弦分量疊加而成的，只要輸入信號(hào)的幅度大于 vt+，即可在施密特觸發(fā)器的輸出端得到同頻率的矩形脈沖信號(hào)。 （2）當(dāng)傳輸線上電容較大時(shí)，波形的上升沿和下降沿將明顯變化。 （3）當(dāng)傳輸線較長，而且接收端的阻抗與傳輸線的阻抗不匹配時(shí)，在波形的上 升沿和下降沿將產(chǎn)生振蕩現(xiàn)象。 無論出現(xiàn)上述的哪一種情況，都可以通過施密特觸發(fā)器整形而獲得比較理想的矩形 脈沖波形。 3.2.3 74ls14 介紹介紹 在本系統(tǒng)中選用了由 ttl 電路集成的施密特觸發(fā)器 74ls14。74ls14 是一個(gè) 6 反向 器， 引腳定義如圖 3.5：a 端為輸入端，y 端為輸出端，一片芯片一共

34、 6 路，即 1，3，5，9，11，13 為輸入端， 2，4，6，8，10，12 為輸出端，輸出結(jié)果與輸入結(jié)果 反向。即如果輸入端為高電平， 那么輸出為低電平。 如果輸入低電平，輸出為高電平 74ls14 具有以下特點(diǎn)： （1）輸入信號(hào)邊沿的變化即使非常緩慢，電路也能正常工作。 （2）對(duì)于閾值電壓和滯回電壓均有溫度補(bǔ)償。 （3）帶負(fù)載能力和抗干擾能力都很強(qiáng)。 74ls14 主要參數(shù)如表 3-2 所示： 表 3-2 74ls14d 主要參數(shù)的典型值 器件型號(hào)延遲時(shí)間 （ns） 每門功耗 （mw） vt+（v）vt（v） vt（v） 74ls14158.61.60.80.8 3.3 數(shù)碼管顯示電路

35、數(shù)碼管顯示電路3 3.3.1 七段七段 led 數(shù)碼管數(shù)碼管 數(shù)碼管是一種半導(dǎo)體發(fā)光器件，其基本單元是發(fā)光二極管。 數(shù)碼管的分類 ： （1）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） 。 （2）按能顯示多少個(gè) “8”可分為 1 位、2 位、4 位等等數(shù)碼管 。 （3）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。共陽數(shù)碼管 是指將所有發(fā)光二極管的陽極接到一起形成公共陽極(com)的數(shù)碼管。共陽數(shù)碼管 在應(yīng)用時(shí)應(yīng)將公共極 com 接到+5v，當(dāng)某一字段發(fā)光二極管的陰極為低電平時(shí)，相 應(yīng)字段就點(diǎn)亮。當(dāng)某一字段的陰極為高電平時(shí)，

36、相應(yīng)字段就不亮，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。 通常七段 led 數(shù)碼顯示器有 8 個(gè)發(fā)光二級(jí)管，其中 7 個(gè)發(fā)光二級(jí)管構(gòu)成一個(gè)“8”字， 1 個(gè)發(fā)光二級(jí)管用于顯示小數(shù)點(diǎn)，這 8 個(gè)筆段分別用 ah 表示。七段 led 數(shù)碼顯示器與 單片機(jī)的并行接口很簡單，只要將 1 個(gè) 8 位并行輸出(口必須帶輸出鎖存）與顯示器 8 個(gè) 引腳相連即可。但要注意輸出口的實(shí)際驅(qū)動(dòng)能力，必要時(shí)應(yīng)加驅(qū)動(dòng)電路

37、。每個(gè)發(fā)光二級(jí) 管均有其額定工作電流（510ma),所以實(shí)際使用時(shí)在每個(gè)發(fā)光二級(jí)管回路中應(yīng)該接限流 電阻，使其工作在額定電流范圍內(nèi)。 數(shù)碼管要正常顯示，就要用驅(qū)動(dòng)電路來驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管的各個(gè)段碼，從而顯示出我們要的 數(shù)字，因此根據(jù)數(shù)碼管的驅(qū)動(dòng)方式的不同，可以分為靜態(tài)式和動(dòng)態(tài)式兩類。 靜態(tài)顯示驅(qū)動(dòng)：靜態(tài)驅(qū)動(dòng)也稱直流驅(qū)動(dòng)。靜態(tài)驅(qū)動(dòng)是指每個(gè)數(shù)碼管的每一個(gè)段碼都 由一個(gè)單片機(jī)的 i/o 端口進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，或者使用如 bcd 碼二-十進(jìn)制譯碼器譯碼進(jìn)行驅(qū) 動(dòng)。靜態(tài)驅(qū)動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)是編程簡單，顯示亮度高，缺點(diǎn)是占用i/o 端口多，如驅(qū)動(dòng) 5 個(gè)數(shù)碼管靜態(tài)顯示則需要 5840 根 i/o 端口來驅(qū)動(dòng)，要知道一個(gè) 89s51

38、 單片機(jī)可 用的 i/o 端口才 32 個(gè)呢：），實(shí)際應(yīng)用時(shí)必須增加譯碼驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，增加了硬件 電路的復(fù)雜性。 動(dòng)態(tài)顯示驅(qū)動(dòng)：數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示接口是單片機(jī)中應(yīng)用最為廣泛的一種顯示方式 之一，動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)是將所有數(shù)碼管的 8 個(gè)顯示筆劃 a,b,c,d,e,f,g,dp的同名端連在一起， 另外為每個(gè)數(shù)碼管的公共極 com 增加位選通控制電路，位選通由各自獨(dú)立的i/o 線控制，當(dāng)單片機(jī)輸出字形碼時(shí)，所有數(shù)碼管都接收到相同的字形碼，但究竟是那個(gè) 數(shù)碼管會(huì)顯示出字形，取決于單片機(jī)對(duì)位選通com 端電路的控制，所以我們只要將 需要顯示的數(shù)碼管的選通控制打開，該位就顯示出字形，沒有選通的數(shù)碼管就不會(huì)亮。 通

39、過分時(shí)輪流控制各個(gè)數(shù)碼管的的 com 端，就使各個(gè)數(shù)碼管輪流受控顯示，這就是 動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)。在輪流顯示過程中，每位數(shù)碼管的點(diǎn)亮?xí)r間為12ms，由于人的視覺暫 留現(xiàn)象及發(fā)光二極管的余輝效應(yīng)，盡管實(shí)際上各位數(shù)碼管并非同時(shí)點(diǎn)亮，但只要掃描 的速度足夠快，給人的印象就是一組穩(wěn)定的顯示數(shù)據(jù)，不會(huì)有閃爍感，動(dòng)態(tài)顯示的效 果和靜態(tài)顯示是一樣的，能夠節(jié)省大量的i/o 端口，而且功耗更低。 本此設(shè)計(jì)采用串并轉(zhuǎn)換電路 74ls164 為靜態(tài)顯示電路。 3.3.2 led 數(shù)碼顯示器的顯示段碼數(shù)碼顯示器的顯示段碼 8 位并行輸出口輸出不同的數(shù)據(jù)即可顯示不同的字符，通常將控制發(fā)光二極管的一個(gè) 字節(jié)數(shù)據(jù)稱為段碼。共陽極結(jié)構(gòu)

40、與共陰極的顯示器其段碼互補(bǔ)。如一個(gè)字節(jié)中的最高位 對(duì)應(yīng) h 筆段、最低位對(duì)應(yīng) a 筆段，則顯示字符與對(duì)應(yīng)的段碼如表 3-3 所示 表 3-3 七段 led 數(shù)碼管顯示器的段碼 顯示字符共陽極段碼共陰極段碼字型共陽極段碼共陰極段碼 0coh3fha88h77h 1f9h06hb83h7ch 2a4h5bmcc6h39h 3boh4fhda1h5eh 499h66he86h79h 592h6dhf8eh71h 682h7dhp8ch73h 7f8h07huc1h3eh 880h7fhy91h6e 990h6fh黑ffh00h 3.3.3 74ls164 顯示接口芯片顯示接口芯片4 在本次設(shè)計(jì)中就選

41、擇了 74ls164 作為顯示接口芯片。在單片機(jī)系統(tǒng)中，如果并行口 的 io 資源不夠，而串行口又沒有其他的作用， 那么我們可以用 74ls164 來擴(kuò)展并行 io 口，節(jié)約單片機(jī)資源。74ls164 是一個(gè)串行輸入并行輸出的移位寄存器。并帶有清除端。 其中：q0q7 并行輸出端。a,b 串行輸入端。mr 清除端，為 0 時(shí)，輸出清零。cp 時(shí) 鐘輸入端。如圖 3.4 所示。 圖 3.4 74ls164 引腳圖 當(dāng)清除端（clear）為低電平時(shí)，輸出端（qaqh）均為低電平。 串行數(shù)據(jù)輸入端（a，b）可控制數(shù)據(jù)。當(dāng) a、b 任意一個(gè)為低電平，則禁止新數(shù)據(jù) 輸入，在時(shí)鐘端（clock）脈沖上升沿

42、作用下 q0 為低電平。當(dāng) a、b 有一個(gè)為高電平， 則另一個(gè)就允許輸入數(shù)據(jù)，并在 clock 上升沿作用下決定 q0 的狀態(tài)。 硬件接口電路如圖 3.5 所示 圖 3.5 led 顯示接口電路 3.4 紅外發(fā)射接收電路紅外發(fā)射接收電路5 3.4.1 紅外線特點(diǎn)紅外線特點(diǎn) 紅外線是國外著名科學(xué)家赫歇爾在一次科學(xué)實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)的，他發(fā)現(xiàn)在太陽的可見光 線以外存在著一種神奇的光線，人的肉眼無法看見這種光線，但它的物理特性與可見光 線極為相似，有著明顯的熱輻射。由于它位于可見光中紅光的外側(cè)，故而稱之為紅外線， 紅外線的波長范圍很寬，介于 0.751000 微米之間，在紅外線中，波長較短的為近紅 外線，波

43、長最長的一段紅外線為遠(yuǎn)紅外線。 紅外光線的主要物理特征是有熱效應(yīng)和穿透云霧能力強(qiáng)。 紅外線的運(yùn)用范圍非常廣泛，他能運(yùn)用到軍事、醫(yī)療、工程檢測(cè)、人民生活等各個(gè)方 面。比如：紅外殺菌，導(dǎo)彈的紅外制導(dǎo)、 紅外線夜視儀，監(jiān)控 檢測(cè)設(shè)備，手機(jī)的紅外 口，賓館的房門卡，汽車、電視機(jī)的遙控器、洗手池的紅外感應(yīng)等 3.4.2 紅外線發(fā)射與接收器件紅外線發(fā)射與接收器件 1紅外發(fā)射元件 (1) 紅外發(fā)光二極管 由半導(dǎo)體 pn 結(jié)構(gòu)成，其工作電壓低、響應(yīng)速度快、壽命長、體積小、重量輕，因此 獲得了廣泛的應(yīng)用。 在半導(dǎo)體 pn 結(jié)中，p 區(qū)的空穴由于擴(kuò)散而移動(dòng)到 n 區(qū)，n 區(qū)的電子則擴(kuò)散到 p 區(qū)，在 pn 結(jié)處形

44、成勢(shì)壘，從而抑制了空穴和電子的繼續(xù)擴(kuò)散。當(dāng) pn 結(jié)上加有正向電壓時(shí)，勢(shì) 壘降低，電子由 n 區(qū)注入到 p 區(qū)，空穴則由 p 區(qū)注入到 n 區(qū)，稱為少數(shù)載流子注入。所 注入到 p 區(qū)里的電子和 p 區(qū)里的空穴復(fù)合，注入到 n 區(qū)里的空穴和 n 區(qū)里的電子復(fù)合， 這種復(fù)合同時(shí)伴隨著以光子形式放出能量，因而有發(fā)光現(xiàn)象。 (2) 發(fā)光二極管特性 a 伏安特性 當(dāng)超過門限電壓后，隨著正向電壓的增加，發(fā)光管的電流先是緩慢增加而后便急劇 增加。也就是說，電壓稍有波動(dòng)，電流便會(huì)大幅變化。 此外，就一般而言，發(fā)光二極管的反向擊穿電壓大于 5v，為了安全起見，反向擊穿 電壓應(yīng)在 5v 以下。 b 光譜特性 (3

45、) 紅外發(fā)光二極管的基本驅(qū)動(dòng)方式 早期是采用電阻限流的方式 ，但是這種方式不能保證恒流，會(huì)隨著輸入電壓的變 化使電流也跟隨變化，這主要是基于成本因素而采用的方式 ；其次是傳統(tǒng)的采用單片機(jī) 控制晶體管的開關(guān)來控制電流的方式；ldo 模式， 這種方式可以實(shí)現(xiàn)恒流，但是在大多 數(shù)電壓差較大的場(chǎng)合中，這種驅(qū)動(dòng)方法的效率非常低下；目前市場(chǎng)主流控制方法是采用 pwm 控制驅(qū)動(dòng)，根據(jù)輸入電壓和輸出 led 的數(shù)量，可以分為 buck 降壓驅(qū)動(dòng) 、boost 升 壓驅(qū)動(dòng)、buck-boost 升降壓驅(qū)動(dòng)。pwm 控制方式的好處是效率高，恒流能力好。 2. 紅外接收器件 (1)紅外光敏三極管 光敏三極管有 pn

46、p 型和 npn 型兩種，其結(jié)構(gòu)與一般三極管很相似，具有電流增益, 只是它的發(fā)射極一邊做的很大,以擴(kuò)大光的照射面積,且其基極不接引線。當(dāng)集電極加上正 電壓,基極開路時(shí),集電極處于反向偏置狀態(tài)。當(dāng)光線照射在集電結(jié)的基區(qū)時(shí),會(huì)產(chǎn)生電子- 空穴對(duì),在內(nèi)電場(chǎng)的作用下,光生電子被拉到集電極,基區(qū)留下空穴,使基極與發(fā)射極間的電 壓升高,這樣便有大量的電子流向集電極,形成輸出電流,且集電極電流為光電流的 倍。 a 伏安特性 光敏三極管在不同的照度下的伏安特性，就像一般晶體管在不同的基極電流時(shí)的輸 出特性一樣。因此，只要將入射光照在發(fā)射極 e 與基極 b 之間的 pn 結(jié)附近，所產(chǎn)生的光 電流看作基極電流，就

47、可將光敏三極管看作一般的晶體管。光敏三極管能把光信號(hào)變成 電信號(hào)，而且輸出的電信號(hào)較大。 b 光譜特性 光敏三極管存在一個(gè)最佳靈敏度的峰值波長。當(dāng)入射光的波長增加時(shí)，相對(duì)靈敏度 要下降。因?yàn)楣庾幽芰刻?，不足以激發(fā)電子空穴對(duì)。當(dāng)入射光的波長縮短時(shí)，相對(duì)靈 敏度也下降，這是由于光子在半導(dǎo)體表面附近就被吸收，并且在表面激發(fā)的電子空穴對(duì) 不能到達(dá) pn 結(jié)，因而使相對(duì)靈敏度下降。 3.4.3 發(fā)射接收電路組成發(fā)射接收電路組成 本次設(shè)計(jì)中的紅外發(fā)射接收電路如圖 3.5 所示 圖 3.5 紅外發(fā)射接收電路 常用的紅外發(fā)光二極管（如 se303.ph303)，其外形和發(fā)光二極管 led 相似，發(fā) 出紅外光

48、。管壓降約 1.4v，工作電流一般小于 20ma。為了適應(yīng)不 同的工作電壓，回路中常常串有限流電阻。 在本設(shè)計(jì)中紅外發(fā)光二極管采用 se303，其管壓降約 1.4v，工作電流一般小于 20ma。現(xiàn)在實(shí)用比較普，遍價(jià)格便宜。 本次設(shè)計(jì)中實(shí)用的紅外光敏三極管是pt3201。 pt3201 由黑色陶瓷基座、金屬外殼、玻璃透鏡封裝而成的高靈敏度 npn 紅外光敏 三極管，感應(yīng)峰值波長 880 nm。具有長壽命、高可靠性、高絕緣性、高密封性、抗?jié)瘛?耐磨等特點(diǎn)，可在惡劣氣候條件下使用。 特點(diǎn)是：黑色陶瓷基座、金屬封裝、直徑 4.8mm。高功率、絕緣性好、抗?jié)?、?磨。長壽命、高可靠性。鍍金引腳可焊性好。

49、 紅外線發(fā)射與接收的方式有兩種，其一是直射式，其二是反射式。直射式指發(fā)光 管和接收管相對(duì)安放在發(fā)射與受控物的兩端，中間相距一定距離；反射式指發(fā)光管與 接收管并列一起，平時(shí)接收管始終無光照，只在發(fā)光管發(fā)出的紅外光線遇到反射物時(shí)， 接收管收到反射回來的紅外光線才工作。 在本次設(shè)計(jì)中采用了直射式。 參數(shù)計(jì)算： 由于采用的是 ph303 紅外發(fā)光二極管，所以 u1=1.4v,i180 根據(jù)常用電阻阻值表得出 r1 選擇 200 電 i uu r 1 阻。 紅外光敏三極管采用的是 pt3201，u1=0.4v，i=2ma，vcc 也采用 5v 電源。 同樣根據(jù)公式得出 r2=2.3k i uu r 1

50、4 軟件設(shè)計(jì)軟件設(shè)計(jì) 4.1 主程序框圖主程序框圖9 開始 31h 單元中是否是#14h 乘法子程序 除法子程序 顯示子程序源代碼 顯示輸出 結(jié)束 n y 圖 4.1 總程序框圖 總程序源代碼：見附錄 c 4.2 乘法子程序框圖乘法子程序框圖 4.3 除法子程序框圖除法子程序框圖 4.4 顯示子程序源框圖顯示子程序源框圖8 開始 取段碼首地址 百位偏移量送 a 查百位段碼 顯示百位 十位偏移量送 a 查十位段碼 顯示十位 十位偏移量送 a 查十位段碼 顯示十位 圖 4.2 顯示輸出程序框圖 顯示子程序源代碼： dsply: mov dptr,#table;顯示子程序 mov r2,#40 re

51、do: mov a,r2 movc a,a+dptr mov sbuf,a jnb ti,$ ;查詢送完一個(gè)字節(jié)的第 8 位？ clr ti inc r2 cjne r2,#43,redo ret table: db 0c0h,0f9h,0a4h,0b0h,99h db 92h, 82h, 0f8h,80h, 90h 開始 設(shè)置初始狀態(tài)位 中斷允許 輸出狀態(tài)位 等待中斷 圖 4.3 中斷程序初始化框圖 外部中斷 0 入口 保護(hù)現(xiàn)場(chǎng) 20h 單元加 1 恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng) 中斷返回 定時(shí)計(jì)數(shù)器中斷 0 入口 保護(hù)現(xiàn)場(chǎng) 20h 單元加 1 恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng) 中斷返回 圖 4.4 外部中斷 0 服務(wù)程序框圖 圖 4.

52、5 定時(shí)計(jì)數(shù)器中斷 0 程序框圖 中斷源程序代碼： boot: t_const equ 3cb0h;一次 50ms mov 30h,#00h;外部中斷次數(shù) mov 31h,#00h;定時(shí)器/計(jì)數(shù)器中斷次數(shù) lcall ini_ie0 lcall ini_tf0 setb ea ljmp main ini_ie0: setb it0 ;外部中斷 0 初始化 setb ex0 ret ini_tf0: mov a, tmod ;定時(shí)/計(jì)數(shù)器 0 初始化 anl a, #f0h add a,#00000001b mov tmod,a mov th0,#high(t_const) mov tl0,#l

53、ow(t_const) setb et0 setb tr0 ret ie0_0: mov a,20h ;外部中斷 0 服務(wù)程序 adda,#01h mov 30h,a reti tf0_0: mov th0,#high(t_const);定時(shí)/計(jì)數(shù) mov tl0,#low(t_const);器 0 中斷服 mov a,21h ;務(wù)程序 add a,#01h mov 31h,a reti 5 總結(jié)總結(jié)與展望與展望 通過本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我對(duì)51系列單片機(jī)和protel方面有了相當(dāng)?shù)恼J(rèn)識(shí)：基本上掌握 了單片機(jī)的原理和一些芯片的引腳的作用；在protel方面也能獨(dú)立畫出電路原理圖。畢 業(yè)設(shè)計(jì)是對(duì)4年大

54、學(xué)所學(xué)知識(shí)的綜合性考察，同時(shí)也是對(duì)自學(xué)能力的考察。在畢業(yè)設(shè)計(jì)中 經(jīng)常會(huì)遇到各種各樣的困難，設(shè)計(jì)到的知識(shí)可能自己還沒學(xué)過或者學(xué)的并不扎實(shí)，這就 需要我們自學(xué)并虛心向老師請(qǐng)教。通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我學(xué)到了許多知識(shí)也得到了很多 經(jīng)驗(yàn)。希望能夠在以后的不斷深入學(xué)習(xí)中能夠彌補(bǔ)自己的不足之處。同時(shí)更是朝著單片 機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域邁進(jìn)。 致致 謝謝 在本論文撰寫完成之際，衷心感謝所有給予我指導(dǎo)和幫助的老師、同學(xué)。 本課題從開始至最后終檢，畢業(yè)設(shè)計(jì)已接近尾聲。感謝機(jī)電系的領(lǐng)導(dǎo)及各位老師給予我 熱情的指導(dǎo)和幫助。 特別感謝我的導(dǎo)師張春平老師的細(xì)心指導(dǎo)和支持，感謝他在百忙中為我們指導(dǎo)，并 對(duì)論文的進(jìn)展和寫作提出了許多寶貴的

55、意見，讓我受益匪淺。無論是他嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度， 細(xì)致扎實(shí)的工作作風(fēng)，淵博的知識(shí)，還是他的卓爾不群的思維以及對(duì)問題敏銳的洞察力， 都是我今后學(xué)習(xí)的榜樣。在他的幫助下我順利完成了這次畢業(yè)設(shè)計(jì)。在此對(duì)系里各位老 師和同學(xué)表示衷心的感謝是你們讓我懂得了人生并不是每一天都精彩，但是只要你努力 你就會(huì)有一個(gè)充實(shí)的一天。 參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn) 1 鄒麗新,翁桂榮.單片微型計(jì)算機(jī)原理m.蘇州大學(xué)出版社,2006：23-28，56-80. 2 鄒麗新,翁桂榮.單片微型計(jì)算機(jī)接口技術(shù)m.蘇州大學(xué)出版社,2006，43-57. 3 童詩白,華成英.模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)(第三版)m.高等教育出版社,2005，35-89. 4

56、馬忠梅.單片機(jī)的 c 語言應(yīng)用程序設(shè)計(jì)m.北京航空航天大學(xué)出版社,1999，43-50. 5 陳汝全.單片機(jī)實(shí)用技術(shù):整機(jī)設(shè)計(jì)、多機(jī)通信、實(shí)用技術(shù)m.電子工業(yè)出版社, 1992,78-80. 6 夏繼強(qiáng).單片機(jī)實(shí)驗(yàn)與實(shí)踐教程m.北京航空航天大學(xué)出版社,2001,21-32. 7 邊遠(yuǎn)春,王志強(qiáng).mcs-51 單片機(jī)應(yīng)用開發(fā)實(shí)用子程序m.人民郵電出版社,32-56. 8 jan.m.rasaey, didital intigrated circuits a design perspectivem. 清華大學(xué)出版社,21-44. 9 atmel, 8- bit microcontroller wi

57、th4k bytes flash mcs51m. 高等教育出版社,11-13. 10 malvino a.p . digital computer electronics. mcgraw-hill publishing co. 1997 附附 錄錄 附錄附錄 a protel99 se 是 protel 公司近十年來致力于 windows 平臺(tái)開發(fā)的最新結(jié)晶，能實(shí)現(xiàn)從 電學(xué)概念設(shè)計(jì)到輸出物理生產(chǎn)數(shù)據(jù)，以及這之間的所有分析、驗(yàn)證和設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)管理。因 而今天的 protel 最新產(chǎn)品已不是單純的 pcb（印制電路板）設(shè)計(jì)工具，而是一個(gè)系統(tǒng)工 具，覆蓋了以 pcb 為核心的整個(gè)物理設(shè)計(jì)。 最新版本的

58、protel 軟件可以毫無障礙地去讀 orcad、pads、accel（pcad）等知名 eda 公司設(shè)計(jì)文件，以便用戶順利過渡到新的 eda 平臺(tái)。 protel99 se 共分 5 個(gè)模塊，分別是：原理圖設(shè)計(jì)、pcb 設(shè)計(jì)（包含信號(hào)完整性分析） 、 自動(dòng)布線器、原理圖混合信號(hào)仿真、pld 設(shè)計(jì)。 以下介紹一些 protel99se 的部分功能: * 可生成 30 多種格式的電氣連接網(wǎng)絡(luò)表； * 強(qiáng)大的全局編輯功能； * 在原理圖中選擇一組器件，pcb 中同樣的器件也將被選中； * 同時(shí)運(yùn)行原理圖和 pcb，在打開的原理圖和 pcb 圖之間允許雙向交叉查找元器件、 引腳、網(wǎng)絡(luò)； * 既可以進(jìn)

59、行正向注釋元器件標(biāo)號(hào)(由原理圖到 pcb)，也可以進(jìn)行反向注釋(由 pcb 到原理圖)，以保持電氣原理圖和 pcb 在設(shè)計(jì)上的一致性； * 滿足國標(biāo)化設(shè)計(jì)要求（包括國標(biāo)標(biāo)題欄輸出，gb4728 國標(biāo)庫） ； * 方便易用的數(shù)模混合仿真（兼容 spice 3f5） ； * 支持用 cupl 語言和原理圖設(shè)計(jì) pld，生成標(biāo)準(zhǔn)的 jed 下載文件； * pcb 可設(shè)計(jì) 32 個(gè)信號(hào)層，16 個(gè)電源-地層和 16 個(gè)機(jī)加工層； * 強(qiáng)大的“規(guī)則驅(qū)動(dòng)”設(shè)計(jì)環(huán)境，符合在線的和批處理的設(shè)計(jì)規(guī)則檢查; * 智能覆銅功能，覆銅可以自動(dòng)重鋪； * 提供大量的工業(yè)化標(biāo)準(zhǔn)電路板作為設(shè)計(jì)模版; * 放置漢字功能；*

60、可以輸入和輸出 dxf、dwg 格式文件，實(shí)現(xiàn)和 autocad 等軟 件的數(shù)據(jù)交換；* 智能封裝導(dǎo)航（對(duì)于建立復(fù)雜的 pga、bga 封裝很有用） ； * 方便的打印預(yù)覽功能，不用修改 pcb 文件就可以直接控制打印結(jié)果； * 獨(dú)特的 3d 顯示可以在制板之前看到裝配事物的效果； * 強(qiáng)大的 cam 處理使您輕松實(shí)現(xiàn)輸出光繪文件、材料清單、鉆孔文件、貼片機(jī)文件、 測(cè)試點(diǎn)報(bào)告等； * 經(jīng)過充分驗(yàn)證的傳輸線特性和仿真精確計(jì)算的算法，信號(hào)完整性分析直接從 pcb 啟動(dòng)； * 反射和串?dāng)_仿真的波形顯示結(jié)果與便利的測(cè)量工具相結(jié)合； * 專家導(dǎo)航幫您解決信號(hào)完整性問題。 附錄附錄 b 電路原理圖 附錄附