基于51單片機(jī)的光照強(qiáng)度檢測(cè)報(bào)告

1、 課程設(shè)計(jì)報(bào)告 課程名稱： 智能儀器課程設(shè)計(jì) 題 目： 基于51單片機(jī)的光照強(qiáng)度 摘 要光敏電阻測(cè)光強(qiáng)度系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以自動(dòng)檢測(cè)光照強(qiáng)度的強(qiáng)弱并顯示讓人們知道此時(shí)光照強(qiáng)度的強(qiáng)弱。人們可以通過(guò)看此裝置的顯示了解現(xiàn)在的光照狀態(tài)，做合理的光照調(diào)節(jié)。該設(shè)計(jì)可分為三部分：即光照檢測(cè)部分、信號(hào)處理部分、光強(qiáng)顯示部分。還可加上照明部分。對(duì)于光照檢測(cè)部分可利用光敏電阻傳感器作為檢測(cè)元件，它可以完成從光強(qiáng)到電阻值的信號(hào)轉(zhuǎn)換，再把電阻值轉(zhuǎn)換為電信號(hào)就可以作為系統(tǒng)的輸入信號(hào)。對(duì)輸入信號(hào)處理后，就可以用來(lái)顯示了。對(duì)于顯示部分可利用數(shù)碼管來(lái)顯示，不同的光強(qiáng)對(duì)應(yīng)于不同的數(shù)值，就能簡(jiǎn)單的顯示出不同的光強(qiáng)了。本設(shè)計(jì)就是由單片

2、機(jī)stc89c52rc芯片，ad采集模塊，運(yùn)算放大，和1602液晶為核心，輔以必要的電路，構(gòu)成了一個(gè)單片機(jī)光照強(qiáng)度檢測(cè)系統(tǒng)。該光照強(qiáng)度檢測(cè)系統(tǒng)可以通過(guò)檢測(cè)光照強(qiáng)度，使得光照在低于一定強(qiáng)度的時(shí)候讓照明燈亮，是一種常用的測(cè)試儀器，它可以用在需要照明的各個(gè)地方，根據(jù)燈光的強(qiáng)弱，自動(dòng)控制照明燈的開(kāi)關(guān)，有力地節(jié)約了電力資源。關(guān)鍵詞：51單片機(jī)，lm358，adc0809,1602液晶，光敏電阻目錄一、設(shè)計(jì)任務(wù)、要求31.1 設(shè)計(jì)任務(wù)：31.2 設(shè)計(jì)要求：3二、方案總體設(shè)計(jì)42.1 方案一：42.2 方案二：42.3系統(tǒng)采用方案4三、硬件設(shè)計(jì)63.1 單片機(jī)最小系統(tǒng)63.2 液晶顯示模塊63.3 系統(tǒng)電源

3、73.4 整體電路8四、軟件設(shè)計(jì)104.1 keil軟件介紹104.2程序流程圖10五、仿真與實(shí)現(xiàn)125.1 proteus軟件介紹125.2 仿真過(guò)程125.3 實(shí)物制作與調(diào)試145.4 使用說(shuō)明16六、總結(jié)176.1設(shè)計(jì)總結(jié)：176.2經(jīng)驗(yàn)總結(jié)：18七、參考文獻(xiàn)19一、設(shè)計(jì)任務(wù)、要求1.1 設(shè)計(jì)任務(wù)：1).對(duì)更多小器件的了解2).鞏固51單片機(jī)和c語(yǔ)言的知識(shí)，熟悉單片機(jī)和c語(yǔ)言的實(shí)際操作運(yùn)用3).掌握仿真軟件的運(yùn)用和原理圖的繪制4).掌握小信號(hào)的放大，濾波與采集5).熟悉調(diào)試方法和技巧，提高解決實(shí)際問(wèn)題的能力6).熟悉設(shè)計(jì)報(bào)告的編寫(xiě)過(guò)程1.2 設(shè)計(jì)要求：1).三個(gè)按鍵控制照明燈的控制2).

4、對(duì)小信號(hào)進(jìn)行放大，濾波和采集3).1602液晶顯示所測(cè)光照強(qiáng)度二、方案總體設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)一個(gè)基于51單片機(jī)的光照強(qiáng)度檢測(cè)系統(tǒng)。液晶屏幕第一行顯示接通照明燈的最低允許光照強(qiáng)度，第二行顯示當(dāng)前光照強(qiáng)度；利用光敏電阻隨光照強(qiáng)度的改變而相對(duì)應(yīng)地變化的特性來(lái)分壓產(chǎn)生一個(gè)小信號(hào)，再通過(guò)運(yùn)放進(jìn)行放大，最后通過(guò)ad轉(zhuǎn)換進(jìn)行采集，并且顯示出來(lái)。利用按鍵對(duì)照明燈控制狀態(tài)進(jìn)行調(diào)節(jié)。藍(lán)滑動(dòng)變阻器來(lái)調(diào)節(jié)液晶亮度。2.1 方案一：由于光敏電阻的阻值范圍比較大，并且要輸出一個(gè)小信號(hào)，所以提供給光敏電阻和用于分壓的電阻的電壓。利用一條由兩個(gè)電阻組成的分壓電路來(lái)提供一個(gè)小電壓。利用兩極運(yùn)放對(duì)小信號(hào)進(jìn)行放大，第一級(jí)放大10倍，第二級(jí)放

5、大5倍，總體放大50倍。利用adc574進(jìn)行8位數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換，單片機(jī)通過(guò)p1引腳將數(shù)據(jù)采集存儲(chǔ)，再軟件濾波，利用算數(shù)平均濾波的方法濾波。再用四位數(shù)碼管顯示出來(lái)。用三個(gè)按鍵調(diào)節(jié)照明燈的控制狀態(tài)照明燈，一個(gè)控制照明燈的總開(kāi)關(guān)，按一下照明燈是否允許亮的狀態(tài)就改變，一個(gè)控制設(shè)置的允許照明燈亮的最高亮度值進(jìn)行單位加，另一個(gè)控制設(shè)置的允許照明燈亮的最高亮度值進(jìn)行單位減。利用一個(gè)引腳接控制一個(gè)照明燈。2.2 方案二：由于光敏電阻的阻值范圍比較大，并且要輸出一個(gè)小信號(hào)，所以提供給光敏電阻和用于分壓的電阻的電壓。利用一條由一個(gè)穩(wěn)壓二極管和一個(gè)電阻組成的分壓電路來(lái)提供一個(gè)小電壓。利用一極運(yùn)放對(duì)小信號(hào)進(jìn)行放大，放大5

6、0倍。利用adc0809進(jìn)行8位數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換，單片機(jī)通過(guò)p2引腳將數(shù)據(jù)采集存儲(chǔ)，再軟件濾波，利用中位值濾波的方法濾波。再用液晶1602顯示出來(lái)。用三個(gè)按鍵調(diào)節(jié)照明燈的控制狀態(tài)照明燈，一個(gè)控制照明燈的總開(kāi)關(guān)，按一下照明燈是否允許亮的狀態(tài)就改變，一個(gè)控制設(shè)置的允許照明燈亮的最高亮度值進(jìn)行單位加，另一個(gè)控制設(shè)置的允許照明燈亮的最高亮度值進(jìn)行單位減。利用一個(gè)引腳接控制一個(gè)照明燈。2.3系統(tǒng)采用方案1） 總體設(shè)計(jì)：系統(tǒng)總體框架圖如圖所示 ：圖1 系統(tǒng)總體框架2）總體方案工作原理在給光敏電阻提供一個(gè)用于分壓的電源時(shí)，如果利用兩個(gè)電阻分出電壓的話，當(dāng)光敏電阻的阻值變化時(shí)，分出來(lái)的電源電壓就會(huì)變化。所以采用穩(wěn)壓

7、二極管分一個(gè)電壓，這樣更穩(wěn)定。采用運(yùn)放的時(shí)候，如果用二級(jí)運(yùn)放，由于運(yùn)放存在零漂，這樣會(huì)會(huì)使得零漂的現(xiàn)象更加嚴(yán)重，但如果只用一級(jí)放大并且放大的倍數(shù)達(dá)到幾十倍的話，失真的現(xiàn)象又會(huì)變嚴(yán)重。至于到底失真多大，就不得而知，并且零漂的問(wèn)題無(wú)從解決，就選擇一級(jí)放大。如果選用adc574的話，還要接正負(fù)15v電源供電，選擇adc0809直接用5v供電。所以選擇adc0809。因?yàn)榧纫@示允許照明燈亮的最高光照值，又要顯示當(dāng)前的光照強(qiáng)度值，為了更直觀的顯示，選擇1602液晶。根據(jù)這些對(duì)比，最終選擇選擇方案二。三、硬件設(shè)計(jì)3.1 單片機(jī)最小系統(tǒng)單片機(jī)要正常工作，首先要產(chǎn)生片內(nèi)時(shí)鐘信號(hào)。在單片機(jī)內(nèi)部的振蕩器的輸入端

8、xtal1和輸出端xtal2之間接一個(gè)石英晶振就可以夠成一個(gè)自激振蕩器。再在兩端之間串聯(lián)接個(gè)電容并且在兩個(gè)電容之間接地以便于穩(wěn)定頻率還對(duì)振蕩頻率有微調(diào)作用。電容通常選30uf左右，振蕩脈沖頻率范圍為024mhz。該電路中選用12mhz晶振。時(shí)鐘電路圖如下：、圖2 時(shí)鐘電路圖單片機(jī)在啟動(dòng)時(shí)與其他微處理器一樣，要讓cpu及系統(tǒng)各部件處于確定的初始狀態(tài)，并從初始開(kāi)始工作。這就需要復(fù)位操作。復(fù)位電路有兩種方式：上電自動(dòng)復(fù)位和按鍵自動(dòng)復(fù)位。上電自動(dòng)復(fù)位只是在開(kāi)始接通電源瞬間復(fù)位，接下來(lái)想要再次復(fù)位就需要斷電重啟，不方便。按鍵自動(dòng)復(fù)位不僅可以在開(kāi)始接通電源瞬間復(fù)位還可以通過(guò)按下按鍵復(fù)位隨時(shí)復(fù)位。所以選擇按

9、鍵復(fù)位方式。復(fù)位電路如下：圖3 復(fù)位電路圖3.2 液晶顯示模塊該系統(tǒng)需要顯示兩行。控制1602液晶亮度的是藍(lán)白滑動(dòng)變阻器。1602液晶有16個(gè)管腳。編號(hào)為1,2管腳為電源正負(fù)極管腳，15,16為背光源正負(fù)極管腳；714為datai/o管腳與單片機(jī)的p0口相連，負(fù)責(zé)液晶與芯片之間的信息傳送；4,5,6分別為數(shù)據(jù)/命令選擇端、讀/寫(xiě)選擇端、使能端，與單片機(jī)的, p3.3，p3.5,p3.6相連，負(fù)責(zé)控制液晶與芯片之間數(shù)據(jù)命令的讀寫(xiě)操作；3為液晶顯示偏壓信號(hào)端，用于調(diào)整液晶顯示對(duì)比度。1602液晶顯示原理圖如下：圖4 液晶顯示系統(tǒng)圖3.3 系統(tǒng)電源為了方便控制系統(tǒng)的上電與斷電，系統(tǒng)電源中連接了一個(gè)8

10、*8的藍(lán)白自鎖開(kāi)關(guān)。此開(kāi)關(guān)兩邊各有三個(gè)引腳，不同的連接方式，開(kāi)關(guān)的控制方法就不同。帶有字母的那面為正面，從正面觀看，該秒表的電源的正極接在藍(lán)白自鎖開(kāi)關(guān)的左邊，負(fù)極則接在藍(lán)白自鎖開(kāi)關(guān)的右邊。為了方便觀察電源是否接上，在電路中的vcc與gnd之間接一個(gè)發(fā)光二極管并且加一個(gè)1k的限流電阻防止發(fā)光二極管燒壞，電源通電時(shí)發(fā)光二極管亮，斷電時(shí)，則暗。再接四個(gè)排針，靠?jī)蛇叺膬蓚€(gè)排針用于外部電源給系統(tǒng)上電，中間的兩個(gè)排針是用于單片機(jī)燒錄程序。如圖所示：圖5 系統(tǒng)電源圖3.4 整體電路這是采用網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)的畫(huà)出的以一張整體電路圖。它將整張秒表的電路原理圖分為七個(gè)部分：電源模塊，p0口上拉電阻，1602液晶顯示模塊，

11、51單片機(jī)，復(fù)位晶振電路，控制按鍵，清零按鍵。整張?jiān)砜雌饋?lái)美觀，并且根據(jù)標(biāo)號(hào)很容易找到與之對(duì)應(yīng)的引腳。在看原理圖的時(shí)候，看到提供了兩種液晶顯示系統(tǒng)的模板，我就分析了一下電路原圖，認(rèn)為兩種版本的原理圖連接方式都是正確的，并且第一種版本的還和上次做數(shù)碼管顯示的秒表更相似，焊接的時(shí)候可能更容易上手。我就選擇做第一版本的原理圖去做液晶顯示的秒表。在焊接的時(shí)候，我突然想到為什么要提供兩個(gè)版本的原理圖給我們。我就去問(wèn)了一下同學(xué)，結(jié)果得知，老師要求按照第二版本的原理圖來(lái)做。但是已經(jīng)有幾個(gè)元器件焊到板子上去了，無(wú)法更改只能照著第一版本的原理圖繼續(xù)做下去。而事實(shí)是第一版本的設(shè)計(jì)不合理，是要反方向安插液晶的。這

12、次錯(cuò)誤給了我一個(gè)深刻地教訓(xùn)，在我剛看到有兩個(gè)版本的原理圖時(shí)，我就應(yīng)該問(wèn)自己一下，為什么要提供兩個(gè)版本的原理圖，這兩個(gè)版本的原理圖對(duì)比起來(lái)有什么不同，我應(yīng)該選擇哪個(gè)版本的。最后為了確定我的選擇是否正確，我還應(yīng)該問(wèn)一下知道的同學(xué)，這樣才能避免犯錯(cuò)。圖6 整體電路圖圖7 pcb整體電路圖圖8 洞洞板整體電路四、軟件設(shè)計(jì)4.1 keil軟件介紹keil c51是美國(guó)keil software公司出品的51系列兼容單片機(jī)c語(yǔ)言軟件開(kāi)發(fā)系統(tǒng)。keil c51軟件提供豐富的庫(kù)函數(shù)和功能強(qiáng)大的集成開(kāi)發(fā)調(diào)試工具，全windows界面。另外重要的一點(diǎn)，只要看一下編譯后生成的匯編代碼，就能體會(huì)到keil c51生成

13、的目標(biāo)代碼效率非常之高，多數(shù)語(yǔ)句生成的匯編代碼很緊湊，容易理解。在開(kāi)發(fā)大型軟件時(shí)更能體現(xiàn)高級(jí)語(yǔ)言的優(yōu)勢(shì)。單片機(jī)開(kāi)發(fā)中除必要的硬件外，同樣離不開(kāi)軟件，我們寫(xiě)的匯編語(yǔ)言源程序要變?yōu)閏pu可以執(zhí)行的機(jī)器碼有兩種方法，一種keil軟件圖標(biāo)是手工匯編，另一種是機(jī)器匯編，目前已極少使用手工匯編的方法了。機(jī)器匯編是通過(guò)匯編軟件將源程序變?yōu)闄C(jī)器碼，用于mcs-51單片機(jī)的匯編軟件有早期的a51，隨著單片機(jī)開(kāi)發(fā)技術(shù)的不斷發(fā)展，從普遍使用匯編語(yǔ)言到逐漸使用高級(jí)語(yǔ)言開(kāi)發(fā)，單片機(jī)的開(kāi)發(fā)軟件也在不斷發(fā)展，keil軟件是目前最流行開(kāi)發(fā)mcs-51系列單片機(jī)的軟件，這從近年來(lái)各仿真機(jī)廠商紛紛宣布全面支持keil即可看出。k

14、eil提供了包括c編譯器、宏匯編、連接器、庫(kù)管理和一個(gè)功能強(qiáng)大的仿真調(diào)試器等在內(nèi)的完整開(kāi)發(fā)方案，通過(guò)一個(gè)集成開(kāi)發(fā)環(huán)境（uvision）將這些部份組合在一起。運(yùn)行keil軟件需要pentium或以上的cpu，16mb或更多ram、20m以上空閑的硬盤(pán)空間、win98、nt、win2000、winxp等操作系統(tǒng)。掌握這一軟件的使用對(duì)于使用51系列單片機(jī)的愛(ài)好者來(lái)說(shuō)是十分必要的，如果你使用c語(yǔ)言編程，那么keil幾乎就是你的不二之選（目前在國(guó)內(nèi)你只能買到該軟件、而你買的仿真機(jī)也很可能只支持該軟件），即使不使用c語(yǔ)言而僅用匯編語(yǔ)言編程，其方便易用的集成環(huán)境、強(qiáng)大的軟件仿真調(diào)試工具也會(huì)令你事半功倍。ke

15、il c51生成的目標(biāo)代碼效率非常之高，多數(shù)語(yǔ)句生成的匯編代碼很緊湊，容易理解。在開(kāi)發(fā)大型軟件時(shí)更能體現(xiàn)高級(jí)語(yǔ)言的優(yōu)勢(shì)。與匯編相比，c語(yǔ)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(shì)，因而易學(xué)易用。用過(guò)匯編語(yǔ)言后再使用c來(lái)開(kāi)發(fā)，體會(huì)更加深刻。4.2程序流程圖圖9 主程序流程圖圖10 定時(shí)器中斷程序流程圖五、仿真與實(shí)現(xiàn)5.1 proteus軟件介紹proteus是世界上著名的eda工具(仿真軟件)，從原理圖布圖、代碼調(diào)試到單片機(jī)與外圍電路協(xié)同仿真，一鍵切換到pcb設(shè)計(jì)，真正實(shí)現(xiàn)了從概念到產(chǎn)品的完整設(shè)計(jì)。是目前世界上唯一將電路仿真軟件、pcb設(shè)計(jì)軟件和虛擬模型仿真軟件三合一的設(shè)計(jì)平臺(tái)，其處理器

16、模型支持8051、hc11、pic10/12/16/18/24/30/dspic33、avr、arm、8086和msp430等，2010年又增加了cortex和dsp系列處理器，并持續(xù)增加其他系列處理器模型。在編譯方面，它也支持keil,iar和mplab等多種編譯器。proteus不僅可將許多單片機(jī)實(shí)例功能形象化，也可將許多單片機(jī)實(shí)例運(yùn)行過(guò)程形象化。前者可在相當(dāng)程度上得到實(shí)物演示實(shí)驗(yàn)的效果，后者則是實(shí)物演示實(shí)驗(yàn)難以達(dá)到的效果。它的元器件、連接線路等卻和傳統(tǒng)的單片機(jī)實(shí)驗(yàn)硬件高度對(duì)應(yīng)。這在相當(dāng)程度上替代了傳統(tǒng)的單片機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的功能，例：元器件選擇、電路連接、電路檢測(cè)、電路修改、軟件調(diào)試、運(yùn)行結(jié)果

17、等。使用proteus軟件進(jìn)行單片機(jī)系統(tǒng)仿真設(shè)計(jì)，是虛擬仿真技術(shù)和計(jì)算機(jī)多媒體技術(shù)相結(jié)合的綜合運(yùn)用，有利于培養(yǎng)學(xué)生的電路設(shè)計(jì)能力及仿真軟件的操作能力；在單片機(jī)課程設(shè)計(jì)和全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽中，我們使用 proteus 開(kāi)發(fā)環(huán)境對(duì)學(xué)生進(jìn)行培訓(xùn)，在不需要硬件投入的條件下，學(xué)生普遍反映，對(duì)單片機(jī)的學(xué)習(xí)比單純學(xué)習(xí)書(shū)本知識(shí)更容易接受，更容易提高。實(shí)踐證明，在使用proteus進(jìn)行系統(tǒng)仿真開(kāi)發(fā)成功之后再進(jìn)行實(shí)際制作，能極大提高單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)效率。因此，proteus有較高的推廣利用價(jià)值。5.2 仿真過(guò)程圖2為使用keil軟件編寫(xiě)程序時(shí)的調(diào)試過(guò)程圖。我用的是c語(yǔ)言來(lái)編寫(xiě)。第一次編寫(xiě)完程序后，然后編譯一下，

18、出現(xiàn)的對(duì)話框中顯示有幾個(gè)錯(cuò)誤，點(diǎn)擊錯(cuò)誤提示，主程序會(huì)出現(xiàn)光標(biāo)只向錯(cuò)誤的地方，根據(jù)這個(gè)錯(cuò)誤提示，然后進(jìn)行更改，再編譯一下，程序還是顯示有錯(cuò)誤，再重復(fù)上次的操作，進(jìn)過(guò)了幾次修改后，就如圖所示沒(méi)有錯(cuò)誤提示了。編寫(xiě)程序就是這樣，需要不斷修改，程序才能準(zhǔn)確。程序編寫(xiě)好，還要編譯成hex文件。只有hex文件才能燒錄到到單片機(jī)上。圖11 keil軟件仿真圖圖10為proteus仿真原理圖。在proteus界面連接好電路圖后，箭頭放在單片機(jī)上單擊右鍵，會(huì)出現(xiàn)一個(gè)對(duì)話框，可以通過(guò)這個(gè)對(duì)話框中的選項(xiàng)，加載程序到仿真圖的單片機(jī)中，也進(jìn)行元器件的放置方向進(jìn)行調(diào)整，也可以刪除元器件，還用很多功能選擇項(xiàng)，不過(guò)在畫(huà)這張?jiān)?/p>

19、圖時(shí)暫時(shí)還沒(méi)用到。在出現(xiàn)的對(duì)話框中點(diǎn)擊edit propotes再在出現(xiàn)的對(duì)話框中點(diǎn)擊program file那行的那個(gè)文件圖標(biāo)，從里面找出先前已經(jīng)在keil軟件中編譯的hex文件，。點(diǎn)擊文件后，然后在單擊edit component對(duì)話框的右上角的ok選項(xiàng)。然后點(diǎn)擊proteus的首界面的左下角形狀是黑色三角型的play鍵，仿真圖上的顯示系統(tǒng)就出現(xiàn)了初始狀態(tài)，單擊控制開(kāi)關(guān)，秒表開(kāi)始計(jì)數(shù)，再單擊一下控制開(kāi)關(guān)后，計(jì)時(shí)停止。也可以點(diǎn)擊play鍵右邊那個(gè)step鍵，讓程序一步一步執(zhí)行step鍵右邊是pause鍵，按一下這個(gè)鍵程序就暫停運(yùn)行，再按一下程序就又開(kāi)始運(yùn)行。仿真完后按一下stop鍵結(jié)束仿真。

20、當(dāng)看到仿真電路上出現(xiàn)現(xiàn)象和操作時(shí)所達(dá)到的效果和我在編程時(shí)所預(yù)想的情況一樣后，再保存所畫(huà)的電路圖，單擊左上角的file中，再在出現(xiàn)的選項(xiàng)中單擊save，可以選擇自己想要保存的地方。下次打開(kāi)proteus時(shí)可以單擊file，再在出現(xiàn)的選項(xiàng)中單擊open design的選項(xiàng)，可以從保存的地方直接選擇所畫(huà)的電路圖打開(kāi)，并且可以直接仿真。在要用proteus仿真軟件的時(shí)候，剛開(kāi)始不會(huì)使用，因?yàn)槲译娔X里有學(xué)習(xí)這款軟件的視頻，然后我就看視頻學(xué)習(xí)。老師看到我在看視頻學(xué)習(xí)時(shí)，就要我不要通過(guò)看視頻學(xué)習(xí)，直接看文檔，先簡(jiǎn)單的學(xué)一些，夠現(xiàn)在用就行，以后邊用邊學(xué)。確實(shí)通過(guò)看文檔，邊看邊操作，再問(wèn)一下同學(xué)，沒(méi)花多少時(shí)間我

21、就可以使用了。要不是老師指導(dǎo)一下，我可能要花上好多時(shí)間在學(xué)習(xí)proteus軟件上面。在以后學(xué)習(xí)中，我盡量多看書(shū)，看視頻雖說(shuō)細(xì)致但太費(fèi)時(shí)間，看書(shū)實(shí)在看不懂再去看看詳細(xì)講解的視頻，特別是學(xué)習(xí)軟件，看視頻不單費(fèi)時(shí)間，看了還容易忘，看文檔邊看邊操作，花的時(shí)間少還記得牢。圖12 proteus仿真圖5.3 實(shí)物制作與調(diào)試圖13為實(shí)物圖的背面，圖14為實(shí)物圖的正面。在焊接的時(shí)候，出現(xiàn)了許多問(wèn)題，錫上的有點(diǎn)多，有一個(gè)地方焊得太久把銅片焊得脫落了。剛焊好板子之后，我就通上電去試一下，按下藍(lán)白自鎖按鍵，結(jié)果什么現(xiàn)象都沒(méi)有。我想也是上次做的數(shù)碼管顯示秒表也是一樣有那個(gè)地方出現(xiàn)虛焊，或者沒(méi)有焊接上。接下來(lái)我就用萬(wàn)用

22、電表仔細(xì)檢查，首先我檢測(cè)的地方就是vcc接到1k電阻再接到發(fā)光二極管又接到gnd的這條線路。當(dāng)我用萬(wàn)用電表的紅表筆接到發(fā)光二極管的正極，黑表筆接到發(fā)光二極管的負(fù)極時(shí)，萬(wàn)用電表發(fā)出了表示短路的響聲，那就說(shuō)明發(fā)光二極管兩端短路了，我初步一看，沒(méi)什么問(wèn)題，但肯定是有問(wèn)題的，只是我沒(méi)注意到。我再自已一看，原來(lái)發(fā)光二極管的兩個(gè)管腳直腳有一條很細(xì)的焊錫絲連接著，需要仔細(xì)看才能發(fā)現(xiàn)，這也是我在焊的時(shí)候沒(méi)有注意到的原因。我再用電烙鐵把這條線斷開(kāi)，在通上電試一下，發(fā)光二極管就亮了，程序也可以燒錄進(jìn)去。程序是下進(jìn)了，但是1602液晶的顯示狀態(tài)卻不理想，什么都沒(méi)有顯示出來(lái)，由于我還沒(méi)有調(diào)試過(guò)藍(lán)白滑動(dòng)變阻器，所以我想

23、可能是，藍(lán)白滑動(dòng)變阻器沒(méi)有調(diào)到一個(gè)正確的數(shù)值造成的，我一邊旋轉(zhuǎn)滑動(dòng)變阻器一邊觀察1602液晶的顯示情況，不久就出現(xiàn)數(shù)字了，但是顯示出現(xiàn)亂碼，我想可能是變化的太快的原因，于是我就改變了延時(shí)的時(shí)間，使之符合延時(shí)時(shí)間的標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度，結(jié)果還是一樣。我就覺(jué)得很奇怪，軟件應(yīng)該沒(méi)有問(wèn)題，因?yàn)槲乙荒昃途庍^(guò)相似的程序，我以為是液晶的問(wèn)題，我就換了一塊在其他同學(xué)那里顯示正常的液晶，可結(jié)果還是一樣。當(dāng)我換一塊焊接樣式相同的板子燒錄我的程序試一下時(shí)，一切正常，這說(shuō)明我的軟件沒(méi)問(wèn)題，硬件出現(xiàn)錯(cuò)誤。于是我仔細(xì)檢查了一下，電路的布線以及元器件的選取，都正常。我想肯定是出現(xiàn)了虛焊，我就拿著萬(wàn)用電表仔細(xì)檢測(cè)，在用表筆戳的時(shí)候，斷斷

24、續(xù)續(xù)有兩三根金屬線從焊錫上掉下來(lái)，我有意義重新焊上去，再一一檢測(cè)液晶顯示是否正常，經(jīng)過(guò)了幾次檢測(cè)，液晶最終顯示出來(lái)我所設(shè)計(jì)的字樣。在整個(gè)的制作當(dāng)中出現(xiàn)過(guò)許多問(wèn)題，其實(shí)很多老師也講過(guò)，但有時(shí)候在忙著自己的，沒(méi)有仔細(xì)聽(tīng)，以至于后來(lái)又要根據(jù)老師的要求改動(dòng)，耽誤更多的時(shí)間。所以我覺(jué)得，老師在講的時(shí)候就應(yīng)該立馬停止手頭的一切，好好挺清楚，尤其是剛做課題設(shè)計(jì)，好多東西不清楚，更需要注意很多細(xì)節(jié)。圖13 實(shí)物圖背面圖14 實(shí)物圖正面5.4 使用說(shuō)明如圖12所示：此光照檢測(cè)系統(tǒng)包含的元器件有：stc89c52單片機(jī)一塊，一塊1602液晶，lm358一個(gè)，adc0809一塊，三個(gè)按鍵，一個(gè)照明燈，103排阻一個(gè)

25、，一個(gè)插液晶的排母，四個(gè)排針，若干個(gè)電阻，一個(gè)電解電容，兩個(gè)瓷片電容，一個(gè)紅色的放光二極管，一個(gè)藍(lán)白自鎖開(kāi)關(guān)，一個(gè)晶振，一個(gè)104的藍(lán)白滑動(dòng)變阻器。整個(gè)系統(tǒng)布置在一塊15×10大小的洞洞板上。1602液晶第一行用于顯示允許照明燈涼亮的最高光照強(qiáng)度值，第二行用于顯示當(dāng)前光照強(qiáng)度值。單片機(jī)下方的按鍵為控制照明燈是否允許照明的按鍵，每按一次控制鍵，是否允許照明的狀態(tài)就改變一次。第二個(gè)按鍵是增加允許照明燈亮的最高光照強(qiáng)度值。在允許照明燈照明的情況下才工作。第三個(gè)按鍵是減少允許照明燈亮的最高光照強(qiáng)度值。在允許照明燈照明的情況下才工作。液晶右邊的那個(gè)按鍵為復(fù)位按鍵，每按一次系統(tǒng)就復(fù)位一次，回到初

26、始狀態(tài)。復(fù)位按鍵上方的四個(gè)排針從左至右依次接5v的vcc,rxd,txd,gnd。復(fù)位按鍵下方的藍(lán)白自鎖開(kāi)關(guān)為電源開(kāi)關(guān)，當(dāng)排針接好電源后，按下藍(lán)白自鎖開(kāi)關(guān)則系統(tǒng)上電，按起藍(lán)白自鎖開(kāi)關(guān)則系統(tǒng)斷電。藍(lán)白自鎖開(kāi)關(guān)上方的紅色發(fā)光二極管為電源指示燈，當(dāng)系統(tǒng)接通電源時(shí)，指示燈亮，當(dāng)系統(tǒng)斷開(kāi)電源時(shí)，指示燈暗。通過(guò)調(diào)節(jié)藍(lán)白滑動(dòng)變阻器可以調(diào)節(jié)液晶的對(duì)比度。使用前應(yīng)先上電。再調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器使1602液晶有一個(gè)合適的對(duì)比度。液晶開(kāi)始顯示時(shí)，第一行顯示“l(fā)ow：020”，第二行顯示present以及當(dāng)前的光照強(qiáng)度值。從左往右書(shū)，按下第一個(gè)按鍵后，就可以對(duì)第一行的允許燈亮的最高光照強(qiáng)度值進(jìn)行設(shè)置。按下第二個(gè)鍵就可以看到

27、第一行的數(shù)值加1，且每按一次就加1,。按下第三個(gè)鍵，就會(huì)看到，第一行數(shù)值減1，且每按一次就減1。調(diào)節(jié)光敏電阻的受光強(qiáng)度，就會(huì)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)?shù)谝恍械臄?shù)值大于第二行的數(shù)值時(shí)，照明燈就亮。當(dāng)再按一下第一個(gè)按鍵后，再去按第二個(gè)或第三個(gè)就無(wú)法調(diào)節(jié)第一行數(shù)值了。并且即使當(dāng)?shù)谝恍械臄?shù)值大于第二行的數(shù)值時(shí)，照明燈也不亮。六、總結(jié)6.1設(shè)計(jì)總結(jié)：我的課題是基于51單片機(jī)秒表的設(shè)計(jì)。當(dāng)我選擇了這個(gè)課題的時(shí)候，我就先開(kāi)始想在平常生活中光照強(qiáng)度的功能是怎樣的，需要一些什么器件來(lái)實(shí)現(xiàn)這些功能。在確定了自己要設(shè)計(jì)一個(gè)怎樣的光照檢測(cè)系統(tǒng)之后就開(kāi)始列出做這個(gè)系統(tǒng)所需要的元器件。這個(gè)系統(tǒng)是基于給定的顯示系統(tǒng)上設(shè)計(jì)的，所以在設(shè)計(jì)電路原

28、理圖之前，我先要掌握給定的顯示系統(tǒng)原理圖的連接方式和連接原理。這一些都弄明白之后，我再考慮如何在現(xiàn)有的基礎(chǔ)上進(jìn)行外圍設(shè)計(jì)使之達(dá)到預(yù)想的功能。經(jīng)過(guò)一番斟酌，確定我的外圍硬件只需添加一個(gè)獨(dú)立按鍵就可以實(shí)現(xiàn)秒表的功能。由于我的秒表元器件是焊接在一個(gè)10*15大小的洞洞板上，所以為了以后方便焊接，減少焊接錯(cuò)誤，需要在洞洞板軟件中的一個(gè)15×10大小的洞洞板底圖上畫(huà)出洞洞板圖，設(shè)計(jì)線路的時(shí)候要盡量減少飛線的使用，畫(huà)完之后和給出的圖進(jìn)行對(duì)照，確定我沒(méi)有連接錯(cuò)誤之后，修正洞洞板圖，使線路沒(méi)有斷路并且更加筆直，接點(diǎn)處沒(méi)有連線出頭，修正完后保存洞洞板圖。硬件設(shè)想好了，接下來(lái)，我就要給我所要設(shè)計(jì)的秒表進(jìn)

29、行軟件設(shè)計(jì)，使之實(shí)現(xiàn)智能化。進(jìn)過(guò)了幾次調(diào)試之后，在keil軟件中我的程序顯示0 error。沒(méi)有錯(cuò)誤的程序，不代表它就能實(shí)現(xiàn)我預(yù)期的功能。為了初步驗(yàn)證我的編寫(xiě)的程序所達(dá)到的效果，就需要用仿真軟件在電腦進(jìn)行仿真。而在前面已經(jīng)介紹過(guò)了，在仿真軟件當(dāng)中，proteus軟件是一款非常適合我們的軟件，所以我們一般選擇使用proteus軟件進(jìn)行仿真。在proteus軟件界面畫(huà)好電路圖之后，檢查一下，確定連接符合洞洞板原理圖后，再加載之前在keil軟件中編譯好的hex文件，單擊play鍵開(kāi)始程序運(yùn)行，觀察液晶顯示的初始狀態(tài)，操作秒表的原理圖上的控制按鍵，觀察運(yùn)行過(guò)程中數(shù)碼管顯示出的狀態(tài)，以及藍(lán)色和紅色小方點(diǎn)

30、所顯示的電平變化。根據(jù)現(xiàn)象進(jìn)行調(diào)試，直到仿真軟件上的秒表和預(yù)想的一致。仿真的步驟完成后，就開(kāi)始畫(huà)dxp原理圖，采用網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)的形式更加方便，只需要把系統(tǒng)分成各個(gè)小模塊，在元器件的接口上標(biāo)明該接口所連接單片機(jī)的對(duì)應(yīng)的引腳，再分區(qū)放置標(biāo)明模塊。圖的大體結(jié)構(gòu)畫(huà)完之后再和給出的圖進(jìn)行對(duì)照，確定我沒(méi)有連接錯(cuò)誤之后，修正dxp原理圖，使線路沒(méi)有斷路并且更加筆直。dxp原理圖畫(huà)完后，整個(gè)電路設(shè)計(jì)就算完成了。我的設(shè)計(jì)過(guò)程與思路大體就是這樣子。6.2經(jīng)驗(yàn)總結(jié)：我覺(jué)得一個(gè)課題設(shè)計(jì)中的心得體會(huì)是非常重要的一部分，這是一個(gè)經(jīng)驗(yàn)的積累與總結(jié)。在剛開(kāi)始設(shè)計(jì)這個(gè)秒表時(shí)，我只是自己根據(jù)生活經(jīng)驗(yàn)來(lái)設(shè)想這個(gè)秒表的功能，而自己所想到的卻只是比較接觸多的，所想到的會(huì)比較單一，有些功能根本沒(méi)有想到，以至于所做的系統(tǒng)功能太少，太簡(jiǎn)單。我設(shè)計(jì)秒表的時(shí)候就只想到控制它的運(yùn)行與停止，清零以及