發(fā)布時(shí)間：2023-03-24 15:14:25
序言：寫作是分享個(gè)人見解和探索未知領(lǐng)域的橋梁，我們?yōu)槟x了8篇的單片機(jī)應(yīng)用論文樣本，期待這些樣本能夠?yàn)槟峁┴S富的參考和啟發(fā)，請(qǐng)盡情閱讀。
原來使用的“單片機(jī)技術(shù)與應(yīng)用”課程的教學(xué)大綱對(duì)知識(shí)點(diǎn)分解層層深入，便于學(xué)生由淺入深地學(xué)習(xí)相關(guān)知識(shí)。但是由于原有的教學(xué)大綱只對(duì)知識(shí)點(diǎn)作出了要求，沒有對(duì)教學(xué)方法和教學(xué)過程作出要求；只強(qiáng)調(diào)了理論知識(shí)的學(xué)習(xí)，沒有對(duì)學(xué)生職業(yè)行為能力培養(yǎng)作出要求，所以學(xué)生感覺學(xué)習(xí)過程枯燥乏味，內(nèi)容深度大，學(xué)習(xí)難度大。
新制定的課程標(biāo)準(zhǔn)繼承了原有教學(xué)大綱中知識(shí)點(diǎn)由淺入深的分解特點(diǎn)，對(duì)各個(gè)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行重新整合，以項(xiàng)目為驅(qū)動(dòng)帶動(dòng)全部知識(shí)的學(xué)習(xí)。把原來先學(xué)后練的教學(xué)方法改為了邊做邊學(xué)的學(xué)習(xí)方法，從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，讓學(xué)生參與到教學(xué)中。同時(shí)，在新課標(biāo)中還強(qiáng)調(diào)了對(duì)學(xué)生職業(yè)行為能力培養(yǎng)的要求，將知識(shí)點(diǎn)的學(xué)習(xí)與實(shí)際工作流程相結(jié)合，學(xué)生掌握了該知識(shí)在實(shí)際工作中的應(yīng)用方法。
原教學(xué)大綱和新課標(biāo)中知識(shí)點(diǎn)分解圖如圖1：
2“單片機(jī)技術(shù)與應(yīng)用”課程標(biāo)準(zhǔn)制定
2.1課程設(shè)計(jì)的基本理念
高等職業(yè)教育的根本任務(wù)是培養(yǎng)高級(jí)技術(shù)應(yīng)用型人才。課程教學(xué)是實(shí)現(xiàn)高等職業(yè)教育人才培養(yǎng)目標(biāo)的基本途徑，課程教學(xué)的質(zhì)量是直接影響人才培養(yǎng)質(zhì)量的核心要素。新的課程體系要與經(jīng)濟(jì)建設(shè)、科技進(jìn)步和社會(huì)發(fā)展要求相適應(yīng)，與人的全面發(fā)展需求相適應(yīng)，與高等教育大眾化條件下多樣化的學(xué)習(xí)需求相適應(yīng)，與高等職業(yè)教育課程改革與建設(shè)相適應(yīng)。本體系的構(gòu)建，應(yīng)根據(jù)先進(jìn)的職業(yè)教育思想，改變學(xué)科本位的觀念，加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)，著眼課程群，培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用相關(guān)現(xiàn)代化先進(jìn)工具和知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力。
(1)面向全體學(xué)生，注重素質(zhì)教育、能力與技能培養(yǎng)
本課程面向計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)專業(yè)的全體學(xué)生，注重專業(yè)基礎(chǔ)素質(zhì)教育，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高他們的抽象思維能力，增強(qiáng)他們理論聯(lián)系實(shí)際的能力，培養(yǎng)他們的創(chuàng)新精神。重視知識(shí)與技能；過程與方法；情感態(tài)度與價(jià)值觀課程目標(biāo)的培養(yǎng)。
(2)突出學(xué)生主體，尊重個(gè)體差異
本實(shí)訓(xùn)在目標(biāo)設(shè)定、教學(xué)過程、課程評(píng)價(jià)和教學(xué)資源的開發(fā)等方面都突出以學(xué)生為主體的思想，課程實(shí)施應(yīng)成為學(xué)生在教師的指導(dǎo)下構(gòu)建知識(shí)、活躍思維、展現(xiàn)個(gè)性和拓展視野的過程。
(3)注重過程評(píng)價(jià)，促進(jìn)學(xué)生發(fā)展
建立能激勵(lì)學(xué)生動(dòng)手能力發(fā)展的評(píng)價(jià)方法。在課程學(xué)習(xí)過程中應(yīng)注重培養(yǎng)和激發(fā)學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐的積極性和自信心。
(4)開發(fā)課程資源，拓展學(xué)用渠道
本課程要力求合理利用和積極開發(fā)課程資源，給學(xué)生提供貼近現(xiàn)場實(shí)際，能反映新技術(shù)、新工藝、新設(shè)備的課程資源。
2.2課程總體目標(biāo)
課程總目標(biāo)是使學(xué)生具有單片機(jī)系統(tǒng)編程和設(shè)計(jì)的知識(shí)與技能、具備較高的職業(yè)素質(zhì)，具有調(diào)試單片機(jī)系統(tǒng)程序和設(shè)計(jì)最小單片機(jī)系統(tǒng)的能力，能解決程序調(diào)試和系統(tǒng)設(shè)計(jì)中遇到的問題，能勝任單片機(jī)產(chǎn)品調(diào)試員、單片機(jī)產(chǎn)品技術(shù)支持、單片機(jī)軟件開發(fā)師、單片機(jī)硬件開發(fā)師和單片機(jī)設(shè)計(jì)師等崗位工作。
(1)知識(shí)要求
會(huì)對(duì)所學(xué)知識(shí)進(jìn)行整合，能夠根據(jù)設(shè)計(jì)要求獨(dú)立編寫程序，并能在實(shí)踐工作中熟練進(jìn)行單片機(jī)程序和系統(tǒng)電路的調(diào)試；掌握各種接口電路的分析方法和理論知識(shí)。
(2)技能
能熟練進(jìn)行單片機(jī)程序和系統(tǒng)電路的調(diào)試，并能獨(dú)立設(shè)計(jì)單片機(jī)系統(tǒng)電路并能編寫相應(yīng)程序，同時(shí)還可以對(duì)以單片機(jī)為核心的設(shè)備進(jìn)行維護(hù)。
(3)素質(zhì)
通過項(xiàng)目實(shí)踐，培養(yǎng)愛崗敬業(yè)、熱情主動(dòng)的工作態(tài)度；養(yǎng)成遵守操作規(guī)程，分析工作整潔、有序、愛護(hù)儀器設(shè)備的良好實(shí)驗(yàn)習(xí)慣；能認(rèn)真負(fù)責(zé)、實(shí)事求是、堅(jiān)持原則、一絲不茍地依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行編程和設(shè)計(jì)，并在工作實(shí)踐中能遵守勞動(dòng)紀(jì)律，注意安全，具備良好的敬業(yè)精神和協(xié)作精神，堅(jiān)持努力學(xué)習(xí)，不斷提高自身可持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)理論水平和操作技能，形成良好的職業(yè)素養(yǎng)和勤奮工作的基本素質(zhì)。
2.3內(nèi)容目標(biāo)
本課程標(biāo)準(zhǔn)通過對(duì)知識(shí)點(diǎn)的重新分解，將內(nèi)容分成了六個(gè)主題。其中主題一是對(duì)單片機(jī)系統(tǒng)原理知識(shí)的學(xué)習(xí)，主題六是對(duì)知識(shí)的總結(jié)訓(xùn)練，而其他的四個(gè)主題分為學(xué)習(xí)情境和訓(xùn)練情景兩部分。在主題二到主題四中每個(gè)學(xué)習(xí)情境都分為了若干個(gè)小項(xiàng)目，幾個(gè)小項(xiàng)目又可以合為一個(gè)項(xiàng)目。內(nèi)容目標(biāo)詳見附錄，其中學(xué)習(xí)情境設(shè)計(jì)方案如圖2所示：
2.4教學(xué)評(píng)價(jià)建議
(1)改革傳統(tǒng)的學(xué)生評(píng)價(jià)手段和方法，采用階段評(píng)價(jià)、目標(biāo)評(píng)價(jià)、項(xiàng)目評(píng)價(jià)、理論與實(shí)踐一體化的評(píng)價(jià)模式。
(2)關(guān)注評(píng)價(jià)的多元性，結(jié)合課堂講解表現(xiàn)、課堂項(xiàng)目操作、項(xiàng)目訓(xùn)練、綜合訓(xùn)練及考試情況，綜合評(píng)價(jià)學(xué)生成績。筆答考試可采用開卷考試形式。
(3)評(píng)價(jià)比例分配
課堂表現(xiàn)：8%；課堂項(xiàng)目操作：12%；項(xiàng)目訓(xùn)練20%；綜合訓(xùn)練：20%；考試：40%。
以上為“單片機(jī)技術(shù)與應(yīng)用”課程標(biāo)準(zhǔn)的主要設(shè)計(jì)內(nèi)容。由于課程標(biāo)準(zhǔn)的提出時(shí)間不長，沒有嚴(yán)格的設(shè)計(jì)要求，因此在新課標(biāo)的設(shè)計(jì)過程中遇到一些問題。如內(nèi)容目標(biāo)中的格式如何進(jìn)行設(shè)計(jì)，是否將教師的教學(xué)方法融入其中，學(xué)生目前所具有的學(xué)習(xí)能力是否能夠與新課標(biāo)中的要求相結(jié)合等等，這些都需要進(jìn)一步的研究。
附錄：內(nèi)容目標(biāo)
主題一理論學(xué)習(xí)
要對(duì)一個(gè)單片機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行分析設(shè)計(jì)和編寫程序，就必須非常熟悉單片機(jī)芯片的組成原理，特別是要熟悉其各個(gè)外部引腳、內(nèi)部寄存器和數(shù)據(jù)區(qū)的使用方法。
1學(xué)習(xí)目標(biāo)
(1)了解MCS-51單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、主要功能部件和CPU微處理器的組成、任務(wù)分配。
注意：單片機(jī)上電后程序指針被賦予的初值。
(2)了解MCS-51單片機(jī)的程序存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)，掌握內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的空間分配和SFR。
注意：程序存儲(chǔ)器的編址規(guī)律；只訪問外程序存儲(chǔ)器時(shí)，外部引腳的連接要求；上電后堆棧指針被賦予的初值。
(3)掌握89C51芯片的外部引腳功能常見的幾種復(fù)位電路和計(jì)算機(jī)器周期的方法。
注意：準(zhǔn)雙向并口和真正雙向并口的區(qū)別和相應(yīng)并口讀數(shù)時(shí)的編程要求；89C51的復(fù)位時(shí)間是多少。
(4)開發(fā)工具的使用
介紹Keil(或MedWin)、ISP兩個(gè)軟件的使用方法，并各種指令的學(xué)習(xí)編寫簡單的子程序，將源程序文件編譯并上載至實(shí)驗(yàn)儀中顯示結(jié)果。
知識(shí)點(diǎn)：
掌握常用編程軟件的使用。在程序運(yùn)行期間觀察相應(yīng)存儲(chǔ)區(qū)和寄存器中數(shù)據(jù)的變化。
掌握MCS-51單片機(jī)的尋址方式。
2教學(xué)建議
(1)教學(xué)時(shí)數(shù)10學(xué)時(shí)。
(2)實(shí)物教學(xué)，增強(qiáng)感性認(rèn)識(shí)。
主題二學(xué)習(xí)情境1
1學(xué)習(xí)情境：信號(hào)燈控制
2學(xué)習(xí)目標(biāo)
(1)熟練掌握MCS-51單片機(jī)的尋址方式和指令系統(tǒng)。
技能點(diǎn)：要會(huì)畫出模塊的流程圖，建立學(xué)生的編程思維；分清各個(gè)尋址方式的功能。(DATAPDATAXDATACODE的訪問方式，地址空間，針對(duì)89C52芯片多128BytesDATA區(qū)的應(yīng)用，實(shí)際應(yīng)用中256bytesData區(qū)的單片機(jī)更多)
(2)能編寫完整的程序。
技能點(diǎn)：會(huì)進(jìn)行地址分配，整個(gè)程序的起始地址要正確；掌握各種程序結(jié)構(gòu)，能夠畫出系統(tǒng)的流程圖。
(3)會(huì)應(yīng)用常見的調(diào)試軟件進(jìn)行程序調(diào)試。
(4)理解機(jī)器周期和指令周期。
3學(xué)習(xí)情境內(nèi)容
功能一：信號(hào)燈的控制1
利用P1口控制8個(gè)發(fā)光二極管，通過編寫并上載不同的程序，觀察發(fā)光二極管的狀態(tài)。
點(diǎn)亮8個(gè)發(fā)光二極管后單片機(jī)空運(yùn)行。
給片內(nèi)RAM中40H-4FH單元賦值后，將其數(shù)據(jù)傳送給片外50H-5FH單元，最后將56H中的數(shù)據(jù)由P1口輸出給發(fā)光二極管顯示。
在數(shù)據(jù)區(qū)建立一個(gè)數(shù)據(jù)表，編寫程序?qū)⒈碇械牡?個(gè)數(shù)由P1口輸出給發(fā)光二極管顯示。
知識(shí)點(diǎn)：
掌握數(shù)據(jù)傳送指令。
掌握MCS-51單片機(jī)并口傳送和讀取數(shù)據(jù)時(shí)得技術(shù)要求。
MOVX與MOVC的區(qū)別
功能二：信號(hào)燈的控制2
利用并口控制發(fā)光二極管，通過編寫并上載不同的程序，觀察發(fā)光二極管的狀態(tài)。
將累加器中的數(shù)據(jù)(十六進(jìn)制)轉(zhuǎn)換為BCD碼，個(gè)位存入30H，十位存入31H，百位存入32H，最后由P0口輸出個(gè)位數(shù)據(jù)，P1口輸出十位數(shù)據(jù)，P2口輸出百位數(shù)據(jù)。
將DPH和DPL中放入兩個(gè)小于10的數(shù)據(jù)a和b，編寫程序?qū)崿F(xiàn)c=a2+b2-a，并把c通過P0口輸出。
將累加器A中數(shù)據(jù)得高4位和寄存器B中數(shù)據(jù)的低4位相乘后取反，并將其結(jié)果通過P0口輸出。
采用移位指令，實(shí)現(xiàn)累加器A中數(shù)據(jù)乘4，寄存器B中數(shù)據(jù)除以2。
知識(shí)點(diǎn)：
掌握算術(shù)操作指令和邏輯運(yùn)算指令。
會(huì)畫簡單的流程圖。
會(huì)使用軟件正確調(diào)試程序。
功能三：信號(hào)燈的控制3
設(shè)計(jì)一個(gè)延時(shí)程序，使與P2.0相連的發(fā)光二極管每隔1秒亮一次。
采用循環(huán)控制，使8個(gè)發(fā)光二極管呈跑馬燈方式閃爍，其中發(fā)光二極管點(diǎn)亮?xí)r長為1秒，熄滅時(shí)長為2秒。
知識(shí)點(diǎn)：
掌握程序轉(zhuǎn)移類指令和位操作指令。
會(huì)畫簡單的流程圖。
會(huì)使用軟件正確調(diào)試程序。
理解指令延時(shí)的用法，NOP指令的使用。
4教學(xué)建議
(1)教學(xué)時(shí)數(shù)12學(xué)時(shí)。
(2)學(xué)習(xí)過程中，教師通過講解和演示，指導(dǎo)學(xué)生完成項(xiàng)目學(xué)習(xí)。
(3)采用多做多練加強(qiáng)學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)的掌握程度。
(4)安排項(xiàng)目訓(xùn)練，鞏固所學(xué)內(nèi)容。
5實(shí)踐活動(dòng)建議
(1)訓(xùn)練情境1：交通燈控制
(2)教學(xué)建議：6學(xué)時(shí)
(3)采用每組兩人的分組方式，鍛煉學(xué)生獨(dú)立設(shè)計(jì)和調(diào)試程序的能力
(4)集中安排實(shí)驗(yàn)
主題三學(xué)習(xí)情境2
1學(xué)習(xí)情境
跑馬燈設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
2學(xué)習(xí)目標(biāo)
(1)掌握TMOD和TCON專用寄存器各位的定義與設(shè)置。會(huì)計(jì)算和設(shè)置定時(shí)/計(jì)數(shù)器的初值。
(2)掌握IE和IP專用寄存器各位的定義與設(shè)置。理解中斷的工作過程，熟記中斷入口地址。
技能點(diǎn)：能夠正確使用中斷方式對(duì)定時(shí)/計(jì)數(shù)器進(jìn)行編程；能夠使用中斷方式對(duì)外部事件中斷進(jìn)行處理；會(huì)畫流程圖，并編寫完整的具有中斷程序；理解電平觸發(fā)中斷、邊沿觸發(fā)中斷的區(qū)別及應(yīng)用；中斷的優(yōu)先級(jí)和中斷嵌套的應(yīng)用，中斷現(xiàn)場的保護(hù)和恢復(fù)。
3學(xué)習(xí)情境內(nèi)容
設(shè)計(jì)一個(gè)個(gè)性跑馬燈，能夠完成以下功能：
功能一：利用P2口，用單片機(jī)內(nèi)部的定時(shí)器采用查詢方式，使8個(gè)發(fā)光二極管呈跑馬燈方式閃爍(亮1秒、滅2秒)。
功能二：用計(jì)數(shù)器中斷對(duì)按鍵按下的次數(shù)計(jì)數(shù)，作為跑馬燈閃爍次數(shù)。
功能三：用外部中斷對(duì)正常顯示和閃爍次數(shù)設(shè)定功能進(jìn)行轉(zhuǎn)換。
知識(shí)點(diǎn)：
掌握定時(shí)/計(jì)數(shù)器的初始化方法；定時(shí)器初值與計(jì)數(shù)器初值的計(jì)算與設(shè)定。
掌握中斷源與中斷服務(wù)程序的入口地址；中斷相關(guān)寄存器的使用方法；中斷工作過程。
4教學(xué)建議
(1)教學(xué)時(shí)數(shù)8學(xué)時(shí)。
(2)學(xué)習(xí)過程中，教師通過講解和演示，指導(dǎo)學(xué)生完成項(xiàng)目學(xué)習(xí)。
(3)采用項(xiàng)目教學(xué)，多做多練加強(qiáng)學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)的掌握程度。
(4)安排項(xiàng)目訓(xùn)練，鞏固所學(xué)內(nèi)容。
5實(shí)踐活動(dòng)建議
(1)訓(xùn)練情境2：秒表設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
(2)教學(xué)建議：6學(xué)時(shí)
(3)采用每組兩人的分組方式，鍛煉學(xué)生獨(dú)立設(shè)計(jì)和調(diào)試程序的能力
(4)集中安排實(shí)驗(yàn)
主題四學(xué)習(xí)情境3
1學(xué)習(xí)情境
單片機(jī)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)串口通信
2學(xué)習(xí)目標(biāo)
(1)了解SCON專用寄存器各位的定義與設(shè)置，掌握串口初始化的內(nèi)容與步驟。
(2)會(huì)用查詢和中斷方式編寫數(shù)據(jù)通信程序。
技能點(diǎn)：能夠正確地編寫數(shù)據(jù)通信程序。
3學(xué)習(xí)情境內(nèi)容
設(shè)計(jì)一個(gè)單片機(jī)之間的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的通信系統(tǒng)。要求甲機(jī)發(fā)送，乙機(jī)接收。甲機(jī)中按加號(hào)鍵，乙機(jī)中顯示數(shù)據(jù)加1；甲機(jī)中按減號(hào)鍵，乙機(jī)中顯示數(shù)據(jù)減1
知識(shí)點(diǎn)：
掌握與串行口初始化方法。
掌握串行口通信波特率的計(jì)算方法。
掌握串行口通信編程的兩種方法。
4教學(xué)建議
(1)教學(xué)時(shí)數(shù)6學(xué)時(shí)。
(2)學(xué)習(xí)過程中，教師通過講解和演示，指導(dǎo)學(xué)生完成項(xiàng)目學(xué)習(xí)。
(3)采用項(xiàng)目教學(xué)，多做多練加強(qiáng)學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)的掌握程度。
(4)安排項(xiàng)目訓(xùn)練，鞏固所學(xué)內(nèi)容。
5實(shí)踐活動(dòng)建議
(1)訓(xùn)練情境3：單片機(jī)雙機(jī)通信
(2)教學(xué)建議：6學(xué)時(shí)
(3)采用每組兩人的分組方式，鍛煉學(xué)生獨(dú)立設(shè)計(jì)和調(diào)試程序的能力
(4)集中安排實(shí)驗(yàn)
主題五學(xué)習(xí)情境4
1學(xué)習(xí)情境
溫度控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
2學(xué)習(xí)目標(biāo)
(1)使用P0、P2口的第二功能，擴(kuò)展片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器RAM和片外程序存儲(chǔ)器。
技能點(diǎn)：能夠正確對(duì)89C51進(jìn)行片外RAM和ROM擴(kuò)展；理解并記住MOVX指令的時(shí)序圖。
(2)對(duì)89C51的并口進(jìn)行擴(kuò)展
技能點(diǎn)：能夠正確對(duì)89C51的并口進(jìn)行擴(kuò)展。
(3)人機(jī)接口擴(kuò)展
技能點(diǎn)：能夠正確地在89C51外連接鍵盤和顯示設(shè)備。
(4)8位A/D轉(zhuǎn)換芯片與單片機(jī)的接口
技能點(diǎn)：能夠正確選擇A/D轉(zhuǎn)換芯片，并實(shí)現(xiàn)其與單片機(jī)的正確連接。
(5)8位D/A轉(zhuǎn)換芯片與單片機(jī)的接口
(6)掌握C51程序設(shè)計(jì)方法
技能點(diǎn)：能夠正確運(yùn)用單片機(jī)C51語言對(duì)單片機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行編程。
3學(xué)習(xí)情境內(nèi)容
設(shè)計(jì)一個(gè)溫度控制系統(tǒng)，要求用C51編寫系統(tǒng)程序，并且該系統(tǒng)滿足以下要求：
功能一：使用89C51擴(kuò)展一個(gè)片外RAM。
知識(shí)點(diǎn)：
掌握P0、P2口的第二功能使用方法。
會(huì)擴(kuò)展片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器和片外程序存儲(chǔ)器。
功能二：用兩位七段數(shù)碼管顯示其溫度值。
知識(shí)點(diǎn)：
掌握LED的動(dòng)態(tài)顯示方法。
功能三：用4*4的矩陣鍵盤，設(shè)置其溫度初值。
知識(shí)點(diǎn)：
掌握鍵盤設(shè)計(jì)方法。
掌握LED動(dòng)態(tài)顯示方法。
功能四：具有對(duì)環(huán)境溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)測量，當(dāng)外界溫度于設(shè)定溫度時(shí)，啟動(dòng)風(fēng)扇降溫；當(dāng)外界溫度低于設(shè)定最低溫度時(shí)，發(fā)出報(bào)警聲。
知識(shí)點(diǎn)：
掌握A/D轉(zhuǎn)換的方法。
掌握D/A轉(zhuǎn)換的方法。
掌握正確選擇A/D和D/A芯片的方法。
4教學(xué)建議
(1)教學(xué)時(shí)數(shù)20學(xué)時(shí)。
(2)提高課堂質(zhì)量，上課時(shí)要多啟發(fā)學(xué)生，提高他們提出問題、分析問題、解決問題的能力，讓學(xué)生學(xué)會(huì)理解記憶的技巧。
(3)采用項(xiàng)目教學(xué)，多做多練加強(qiáng)學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)的掌握程度。
(4)安排項(xiàng)目訓(xùn)練，鞏固所學(xué)內(nèi)容。
5實(shí)踐活動(dòng)建議
(1)訓(xùn)練情境：人機(jī)接口設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
(2)教學(xué)建議：6學(xué)時(shí)
(3)采用每組兩人的分組方式，鍛煉學(xué)生獨(dú)立設(shè)計(jì)和調(diào)試程序的能力
(4)集中安排實(shí)驗(yàn)
主題六綜合訓(xùn)練
使用套件設(shè)計(jì)一個(gè)最小單片機(jī)系統(tǒng)，完成其設(shè)計(jì)、繪圖、焊接、編程、調(diào)試工作并撰寫實(shí)訓(xùn)報(bào)告。
1教學(xué)建議
(1)教學(xué)時(shí)數(shù)20學(xué)時(shí)。
(2)教師命題，學(xué)生獨(dú)立完成。
關(guān)鍵詞：單片機(jī)，遙控系統(tǒng)抗干擾分析，實(shí)現(xiàn)
前言
單片機(jī)控制系統(tǒng)在實(shí)驗(yàn)室反復(fù)實(shí)驗(yàn)都可以得到很好的預(yù)期效果,然而把系統(tǒng)放到實(shí)際現(xiàn)場運(yùn)行時(shí)卻不能工作。論文大全，遙控系統(tǒng)抗干擾分析。原因是工作現(xiàn)場比實(shí)驗(yàn)室環(huán)境惡劣,系統(tǒng)受到了各種各樣的干擾,加之構(gòu)成系統(tǒng)的元器件本身方面存在的可靠性，以及系統(tǒng)本身各部分之間的相互耦合因素等原因，系統(tǒng)必須增加一些有效的抗干擾措施才能正常運(yùn)行。論文大全，遙控系統(tǒng)抗干擾分析。據(jù)工作經(jīng)驗(yàn)之談，有時(shí)存在后期的抗干擾工作往往會(huì)比前期的設(shè)計(jì)工作還要艱巨,花費(fèi)的時(shí)間也需要得更多,所以說抗干擾技術(shù)是非常重要,關(guān)于在抗干擾措施是否能夠運(yùn)用得恰當(dāng)方面，其直接關(guān)系到系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。
一、單片機(jī)遙控系統(tǒng)系統(tǒng)工作原理
單片機(jī)以其體積小、價(jià)格廉、面向控制等方面的獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)，使得單片機(jī)在各種工業(yè)控制、儀器儀表、產(chǎn)品的自動(dòng)化、智能化方面獲得了廣泛的應(yīng)用。單片機(jī)的遙控系統(tǒng)以單片機(jī)系統(tǒng)為基本控制單元,能夠構(gòu)成無線傳輸系統(tǒng)、速度調(diào)節(jié)系統(tǒng)等等,而且其優(yōu)點(diǎn)是，能夠在三公里外控制運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的啟動(dòng)、速度快慢、停止、往返。而且最特別的是在運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的運(yùn)行過程中，可根據(jù)需要隨機(jī)調(diào)節(jié)速度快慢,調(diào)速一般是在7~25km/h范圍。單片機(jī)實(shí)現(xiàn)控制了所有這些狀態(tài),開始通過鍵盤輸入控制參數(shù),然后經(jīng)過單片機(jī)運(yùn)算和處理行為,并且通過無線數(shù)傳模塊完成對(duì)參數(shù)的無線傳輸、運(yùn)行狀態(tài)以及調(diào)速設(shè)備的控制方式,達(dá)到遙控運(yùn)行的目的要求。
二、單片機(jī)遙控系統(tǒng)系統(tǒng)受干擾原因及危害
在電磁干擾較弱時(shí)，其可靠性和穩(wěn)定性往往是容易達(dá)到應(yīng)用要求，這方面尤其是在室內(nèi)體現(xiàn)出來，然而對(duì)在室外，會(huì)遇到各種各樣的環(huán)境條件，尤其是那種在工作環(huán)境較惡劣的情況下，就會(huì)導(dǎo)致儀器儀表工作不正?；蚴ъ`。而單片機(jī)的遙控系統(tǒng)一般都安裝在工業(yè)現(xiàn)場，而在工業(yè)現(xiàn)成環(huán)境中的干擾大多是以窄脈沖的形式出現(xiàn)，而這樣的形式其最終造成微機(jī)系統(tǒng)故障的多數(shù)現(xiàn)象都是“死機(jī)”現(xiàn)象。究其原因是計(jì)算機(jī)中的CPU在執(zhí)行某條指令時(shí)，受周圍環(huán)境干擾的沖擊，影響到它的操作碼或地址碼發(fā)生改變，最終致使該條指令出現(xiàn)錯(cuò)誤。這時(shí)，CPU就會(huì)執(zhí)行隨機(jī)拼寫的指令，并將其操作數(shù)作為操作碼執(zhí)行，從而導(dǎo)致有關(guān)程序“跑飛”或進(jìn)入“死循環(huán)”。對(duì)于在工業(yè)現(xiàn)場中由于諸多大型用電設(shè)備的投入或者是撤出電網(wǎng)運(yùn)行，經(jīng)常都會(huì)造成系統(tǒng)的電源電壓不穩(wěn)，如果當(dāng)電源電壓降低或掉電時(shí)，這樣就會(huì)造成重要的數(shù)據(jù)丟失的可能性，以至于系統(tǒng)不能正常運(yùn)行，而且干擾也會(huì)導(dǎo)致單片機(jī)內(nèi)部程序指針錯(cuò)亂現(xiàn)象，從而使得中斷程序運(yùn)行超出定時(shí)時(shí)間。關(guān)于RAM中計(jì)時(shí)數(shù)據(jù)被沖亂，導(dǎo)致程序計(jì)算出錯(cuò)誤的結(jié)果。論文大全，遙控系統(tǒng)抗干擾分析。假設(shè)設(shè)法在電源電壓降到一定的限量值之前，單片機(jī)進(jìn)行快速地保存重要數(shù)據(jù)，將會(huì)最大限度地減少損失，對(duì)于干擾源的影響會(huì)使系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性大大降低，嚴(yán)重的情況還會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)的運(yùn)行紊亂，造成生產(chǎn)事故。
三 如何實(shí)現(xiàn)單片機(jī)的遙控系統(tǒng)的抗干擾
關(guān)于高頻干擾噪聲和有用信號(hào)的頻帶是不同的,其解決方法是在導(dǎo)線上增加濾波器的方法來切斷高頻干擾噪聲的傳播,或者也可加隔離光耦來解決這個(gè)問題。關(guān)于電源噪聲的危害最大。需要把電源做得好,其整個(gè)電路的抗干擾能力就解決了一大半問題。對(duì)于在單片機(jī)系統(tǒng)中還可借助于一定的外部附加電路來監(jiān)測電源電壓，當(dāng)在電源發(fā)生故障時(shí)能夠及時(shí)通知單片機(jī)快速保存重要數(shù)據(jù)，同時(shí)斷開單片機(jī)外圍設(shè)備用電電源，從而使整個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)的功耗降到最低點(diǎn)。目前市場上許多單片機(jī)對(duì)電源噪聲都是十分敏感的,那么就要給單片機(jī)電源加濾波電路或穩(wěn)壓器,達(dá)到減小電源噪聲對(duì)單片機(jī)的干擾。比如,可以利用磁珠和電容組成π形濾波電路,當(dāng)然條件要求不高時(shí)也可用100Ω電阻代替磁珠。當(dāng)電源恢復(fù)正常時(shí)，取消掉電工作方式，通過復(fù)位單片機(jī)，使系統(tǒng)重新正常工作。
單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)備的抗干擾與系統(tǒng)的接地方式也存在很大的影響，接地技術(shù)有能夠抑制噪音的效果。所以說一個(gè)良好的接地能在很大程度上抑制系統(tǒng)內(nèi)部噪音耦合的現(xiàn)象，而且還能夠防止外部干擾的侵入，能夠真正提高系統(tǒng)的抗干擾能力。在這里需要注意的是，如果要求設(shè)備的金屬外殼等需要安全接地，其屏蔽用的導(dǎo)體的必須能夠很好的接地，這樣才能為單片機(jī)系統(tǒng)提供良好的地線，并且對(duì)提高系統(tǒng)的抗干擾能力極為有效果。論文大全，遙控系統(tǒng)抗干擾分析。尤其是對(duì)于有防雷擊要求的系統(tǒng)，其良好的接地是至關(guān)重要的。假設(shè)系統(tǒng)不能接地，或者是雖有地線現(xiàn)象，但是接地電阻過大，就會(huì)抗干擾元件就不能正常發(fā)揮其應(yīng)有的作用了。
關(guān)于單片機(jī)供電的電源的地俗稱邏輯地，并且和大地的地的關(guān)系具有相通性、浮空性、或接電阻性。但是不能把地線隨便接在暖氣管子上。堅(jiān)決不能把接地線與動(dòng)力線的火線、零線中的零線相混淆。因?yàn)閱纹瑱C(jī)系統(tǒng)通常存在模擬電路和數(shù)字電路兩種，并且關(guān)于數(shù)字地與模擬地是要分開，只是在一點(diǎn)相連，假設(shè)兩者不分，就會(huì)存在互相干擾現(xiàn)象，那么可以把控制條件中的關(guān)于一次采樣和處理控制輸出更改為循環(huán)采樣和處理控制輸出，這樣能夠?qū)T性較大的控制系統(tǒng)具有良好的抗偶然因素干擾作用效果。
設(shè)置輸出狀態(tài)寄存單元來抗干擾。其程序是根據(jù)單片機(jī)系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)處理后的輸出結(jié)果為依據(jù)，設(shè)置出相應(yīng)的輸出狀態(tài)寄存單元形式，假設(shè)其中干擾侵入輸出通道將輸出狀態(tài)破壞時(shí)，系統(tǒng)就會(huì)在定時(shí)查詢寄存單元的輸出狀態(tài)信息時(shí)，并發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤，及時(shí)糾正輸出狀態(tài)。論文大全，遙控系統(tǒng)抗干擾分析。
設(shè)置自檢程序來抗干擾。論文大全，遙控系統(tǒng)抗干擾分析。通常是在計(jì)算機(jī)內(nèi)的特定位置或某些內(nèi)存單元中來設(shè)置狀態(tài)標(biāo)志，并且在開機(jī)后或有自檢中斷請(qǐng)求要求時(shí)，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)首先將運(yùn)行自檢測試程序，如對(duì)整個(gè)系統(tǒng)或關(guān)鍵環(huán)節(jié)進(jìn)行模擬方面的測試，對(duì)測試結(jié)果再通過某種方式顯示出來，目的是保證系統(tǒng)中信息存儲(chǔ)、傳輸、運(yùn)算的高可靠性。設(shè)計(jì)單片機(jī)的遙控系統(tǒng)過程中，要求電路的元器件或線路布局合理以消除元器件之間的電磁耦合相互干擾，如去耦電路或者是平衡電路等。還有種方法是采用冗余結(jié)構(gòu)，也稱容錯(cuò)技術(shù)或故障掩蓋技術(shù)，該方法是通過增加完成同一功能的并聯(lián)或備用單元數(shù)目來提高系統(tǒng)可靠性的一種設(shè)計(jì)方法。當(dāng)某些元器件發(fā)生故障時(shí)也不影響整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行。對(duì)于消減外部電磁干擾，可采用電磁兼容設(shè)計(jì)，目的是提高單片機(jī)系統(tǒng)在電磁環(huán)境中的適應(yīng)性，即能保持完成規(guī)定功能的能力。
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關(guān)鍵詞：單片機(jī)，I2C總線，紅外遙控
引 言
紅外遙控器的特點(diǎn)是使用方便、功耗低、抗干擾能力強(qiáng)，因此它的應(yīng)用前景是不可估量。論文參考，I2C總線。市場上的各種家電的紅外遙控系統(tǒng)技術(shù)成熟、成本低廉，但是，為了避免不同品牌、不同型號(hào)的設(shè)備之間產(chǎn)生誤操作，人們在不同的設(shè)備中使用不同的傳輸規(guī)則或者識(shí)別碼，這就使得各個(gè)型號(hào)的遙控器都只適用于各自的遙控對(duì)象，容易造成實(shí)際使用中遙控器多而雜，經(jīng)常搞混的結(jié)果。論文參考，I2C總線。本設(shè)計(jì)本著解決這一矛盾的目的，提出了一種學(xué)習(xí)型紅外遙控器的實(shí)現(xiàn)方案。
1 研究內(nèi)容及目標(biāo)
本設(shè)計(jì)首先分析了紅外線遙控編解碼原理，結(jié)合市場上出售的通用型遙控器進(jìn)行比較，使用單片機(jī)對(duì)接收到的紅外信號(hào)進(jìn)行處理，把經(jīng)過解碼后產(chǎn)生的高低電平以二進(jìn)制信號(hào)1和0的形式進(jìn)行存儲(chǔ)，隨后經(jīng)過調(diào)制產(chǎn)生38KHz載波，還原并發(fā)射紅外線信號(hào)，從而達(dá)到控制多種家用電器的功能。文中給出了紅外線接收發(fā)射，以及存儲(chǔ)的基本原理及設(shè)計(jì)思路。
2 學(xué)習(xí)型紅外遙控器硬件電路的設(shè)計(jì)
2.1系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)
學(xué)習(xí)型紅外遙控器是由單片機(jī)（AT89S52）、一體化紅外接收頭、振蕩器（74F132）、紅外發(fā)射二極管、存儲(chǔ)器及行列式鍵盤組成的。論文參考，I2C總線。論文參考，I2C總線。學(xué)習(xí)型遙控器分為學(xué)習(xí)和控制兩種狀態(tài)。在學(xué)習(xí)狀態(tài)下，主要完成紅外信號(hào)的接收及存儲(chǔ)功能。首先一體化紅外接收頭可以完成對(duì)其它遙控器發(fā)出的紅外信號(hào)的接收并對(duì)其進(jìn)行解調(diào)、整形、放大，然后把信號(hào)送入單片機(jī)AT89S52中，單片機(jī)定時(shí)采集一體化紅外接收頭發(fā)出的紅外線信號(hào)，根據(jù)高低電平形成一系列0，1二進(jìn)制碼，并以8位為單位存放到存儲(chǔ)器AT24C16以及指定鍵盤的數(shù)據(jù)區(qū)，從而完成對(duì)一個(gè)鍵的學(xué)習(xí)。如果再學(xué)習(xí)其它鍵的功能，方法相同。在控制狀態(tài)下，單片機(jī)對(duì)存儲(chǔ)器AT24C16和鍵盤進(jìn)行尋址，依次讀出這些數(shù)據(jù)，然后單片機(jī)以位為定時(shí)單位輸出給振蕩器74F132，調(diào)制頻率為38KHz，送入放大器，驅(qū)動(dòng)紅外發(fā)射二極管進(jìn)行發(fā)射，以實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備某一功能的控制。系統(tǒng)組成方框圖2.1所示。
圖2.1系統(tǒng)組成框圖
2.2各單元電路設(shè)計(jì)
2.2.1 紅外接收單元
紅外接收單元是由紅外線接收器件、前置放大電路、解調(diào)電路、指令信號(hào)檢出電路、記憶及驅(qū)動(dòng)電路、執(zhí)行電路組成。當(dāng)紅外接收器件收到遙控器發(fā)射二極管的紅外光信號(hào)時(shí)，它將紅外光信號(hào)變?yōu)殡娦盘?hào)并送入前置放大器進(jìn)行放大，再經(jīng)解調(diào)器后，由指令信號(hào)檢出電路將指令信號(hào)檢出，最后由記憶和驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)執(zhí)行電路，實(shí)現(xiàn)各種操作。
紅外接收電路一般要做成一個(gè)獨(dú)立的整體，稱為紅外接收頭，這主要是因?yàn)樗鼘?duì)外界干擾十分敏感，為了保證可靠的接收，必須對(duì)其嚴(yán)格屏蔽，只留出一個(gè)接收紅外光的小孔，以防止干擾信號(hào)進(jìn)入。
2.2.2紅外發(fā)射單元
本設(shè)計(jì)在發(fā)射電路中使用了一片高速CMOS型四重二輸入帶施密特觸發(fā)器的與非門74F132芯片。其中“與非”門U7A和U7B組成載波振蕩器，振蕩頻率在38kHz左右。
調(diào)制電路是由74F123的兩個(gè)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器U7A和U7B級(jí)聯(lián)構(gòu)成的可控振蕩器。論文參考，I2C總線。當(dāng)P1.4為高電平時(shí)，U7A、U7B 處于穩(wěn)態(tài)，74F132的1腳、4腳為低電平，不驅(qū)動(dòng)紅外發(fā)射管發(fā)射紅外載波信號(hào)。當(dāng)P1.4跳變?yōu)榈碗娖綍r(shí)，觸發(fā)U7A并使之進(jìn)入暫穩(wěn)態(tài)，1腳變?yōu)楦唠娖?；U7A暫穩(wěn)態(tài)結(jié)束時(shí)，1腳跳變?yōu)榈碗娖剑|發(fā)U7B進(jìn)入暫穩(wěn)態(tài)，4腳變?yōu)楦唠娖?；U7B 暫穩(wěn)態(tài)結(jié)束時(shí)，4腳跳變?yōu)榈碗娖剑?變?yōu)楦唠娖讲⒂|發(fā)U7A的上升沿觸發(fā)端1B，使U7A再次進(jìn)入暫穩(wěn)態(tài)，從而形成自激振蕩，在6腳輸出一系列的脈沖信號(hào)，經(jīng)Q1三極管大后送紅外發(fā)射管，發(fā)送紅外光信號(hào)。
紅外發(fā)送電路中采用的紅外發(fā)射器件是塑封的TSAL6200 紅外發(fā)射二極管，它將周期的電信號(hào)轉(zhuǎn)變成一定頻率的紅外光信號(hào)。它是一種高頻紅外脈沖信號(hào)，但脈沖串時(shí)間長度是恒定的，根據(jù)脈沖串之間的間隔大小，表示傳輸?shù)氖菙?shù)據(jù)“0”還是“1”。紅外發(fā)射二極管TSAL6200 向空間發(fā)射載頻為38kHz 的指令碼。
2.2.3鍵盤單元
本設(shè)計(jì)因?yàn)檫b控按鍵較多的原因，采用行列式鍵盤。
鍵盤識(shí)別采用行掃描法（逐行掃描查詢法），這是一種最常用的按鍵識(shí)別方法，其按鍵識(shí)別過程如下：
將全部行線P0.2～P0.4置低電平，然后檢測列線的狀態(tài)。只要有一列的電平為低，則表示鍵盤中有鍵按下，而且閉合的鍵位于低電平線與3根行線相交叉的3個(gè)按鍵之中。若所有列線均為高電平，則無按鍵按下。在確認(rèn)有鍵按下后，即可進(jìn)入確定具體閉合鍵的過程。其方法是：依次將行線置為低電平后，然后逐行檢測各列線的電平狀態(tài)。若某列為低，則該列線與置為低電平的行線交叉處的按鍵就是閉合的按鍵。
2.2.4存儲(chǔ)單元
為了保證系統(tǒng)意外斷電時(shí)數(shù)據(jù)不丟失，本系統(tǒng)采用EEPROM將各種編碼數(shù)據(jù)存放起來?；驹硎抢昧藛纹瑱C(jī)與存儲(chǔ)器AT24C16的I2C通信過程。存儲(chǔ)單元主要采用了AT24C16芯片，該芯片是帶有2K字節(jié)的加電可擦除，可編程的只讀存儲(chǔ)器，通過單片機(jī)的P0.0和P0.1與AT24C16的SDA和SCL相連，進(jìn)行讀寫操作。主要用來存放8位的二進(jìn)制紅外線碼。
3 結(jié)束語
由于系統(tǒng)中所使用的存儲(chǔ)器（AT24C16）的存儲(chǔ)空間有限，因而系統(tǒng)目前只能對(duì)8個(gè)遙控按鍵進(jìn)行學(xué)習(xí)與轉(zhuǎn)發(fā)。論文參考，I2C總線。但只要更換一片存儲(chǔ)容量更大的存儲(chǔ)芯片，并且修改相關(guān)讀寫程序就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)更多遙控按鍵的學(xué)習(xí)與轉(zhuǎn)發(fā)，除此之外，系統(tǒng)的軟、硬件都無須做太大的改動(dòng)。
在遙控器中，遙控信號(hào)之所以要經(jīng)過調(diào)制后再發(fā)射出去，主要是為了減小發(fā)射功耗并增大發(fā)射距離。因而改用更加準(zhǔn)確的載波和增大發(fā)射驅(qū)動(dòng)電路可以增大該系統(tǒng)的遙控距離。將單片機(jī)與計(jì)算機(jī)通過RS-485進(jìn)行總線通信，則可通過互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)紅外遙控對(duì)設(shè)備的遠(yuǎn)程控制。
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關(guān)鍵詞： “項(xiàng)目化團(tuán)隊(duì)式” 五年制高職 開題報(bào)告 交通燈 智能控制系統(tǒng)
“項(xiàng)目化團(tuán)隊(duì)式”畢業(yè)設(shè)計(jì)模式的實(shí)質(zhì)是師生共同圍繞某一項(xiàng)目，所有任務(wù)分解到團(tuán)隊(duì)的每一成員，依靠項(xiàng)目組的團(tuán)隊(duì)力量，通過設(shè)計(jì)、元器件選購、工藝分析、零件制作、作品安裝調(diào)試等機(jī)電一體化產(chǎn)品開發(fā)的主要流程，讓學(xué)生自己體驗(yàn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)制作的全過程，最終完成1件達(dá)到項(xiàng)目功能要求的機(jī)電一體作品及1份作品制作說明書（畢業(yè)設(shè)計(jì)論文）。五年制高職學(xué)生通過畢業(yè)設(shè)計(jì)是自己能夠更加地貼近企業(yè)，適應(yīng)企業(yè)，符合企業(yè)的用人要求。
開題報(bào)告是指開題者對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)課題的一種文字說明，通過它開題者可以把自己對(duì)課題的認(rèn)識(shí)理解程度和準(zhǔn)備工作情況加以整理、概括，以便使具體的研究目標(biāo)、步驟、方法、措施、進(jìn)度、條件等得到更明確的表達(dá)，也為評(píng)審者提供一種較為確切的開題依據(jù)。由于學(xué)生起點(diǎn)低、基礎(chǔ)差，針對(duì)這一特殊情況，我們要求選題的范圍是已經(jīng)在生產(chǎn)中使用，比較先進(jìn)的產(chǎn)品或者是產(chǎn)品中的一部分。交通燈智能控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)成功，加深了學(xué)生對(duì)單片機(jī)和C語言的認(rèn)識(shí),充分掌握和理解設(shè)計(jì)各部分的工作原理、設(shè)計(jì)過程、選擇芯片器件、模塊化編程等多項(xiàng)知識(shí)。由于交通燈控制系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于城市各個(gè)路口，交通燈控制電路有著很大的實(shí)用價(jià)值。交通燈智能控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的開題報(bào)告具體內(nèi)容如下。
一、本課題的研究目的及意義
1.本課題的研究目的
①加強(qiáng)對(duì)單片機(jī)和C語言的認(rèn)識(shí),充分掌握和理解設(shè)計(jì)各部分的工作原理、設(shè)計(jì)過程、選擇芯片器件、模塊化編程等多項(xiàng)知識(shí)。
②用單片機(jī)模擬實(shí)現(xiàn)具體應(yīng)用，使個(gè)人設(shè)計(jì)能夠真正使用。
③把理論知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合，充分發(fā)揮個(gè)人能力，并在實(shí)踐中鍛煉。
④提高利用已學(xué)知識(shí)分析和解決問題的能力。
⑤提高實(shí)踐動(dòng)手能力。
2.本課題的研究意義
交通燈控制系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于城市各個(gè)路口，交通燈控制電路有著很大的實(shí)用價(jià)值。課題中采用STC89C52RC為主控芯片，雙色發(fā)光二極管制成紅綠燈標(biāo)志，數(shù)碼管倒計(jì)時(shí)顯示時(shí)間。此畢業(yè)設(shè)計(jì)涉及單片機(jī)技術(shù)、數(shù)字電路知識(shí)、軟件設(shè)計(jì)知識(shí)、Protel軟件應(yīng)用能力、手工制作PCB板技能，對(duì)于學(xué)生的動(dòng)手能力和實(shí)踐能力的培養(yǎng)具有重要意義。
二、本課題的國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀
目前，設(shè)計(jì)交通燈的方案有很多，有應(yīng)用CPLD設(shè)計(jì)交通信號(hào)燈控制器方法；有應(yīng)用PLC對(duì)交通燈控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)；有應(yīng)用單片機(jī)對(duì)交通信號(hào)燈設(shè)計(jì)的方法等。
在大中城市，十字道口的紅綠燈是交通法規(guī)的無聲命令，是司機(jī)和行人的行為準(zhǔn)則。十字道口的交通紅綠燈控制是保證交通安全和道路暢通的關(guān)鍵。當(dāng)前，國內(nèi)大多數(shù)城市正在采用“自動(dòng)”紅綠交通燈，它具有固定的“紅燈―綠燈”轉(zhuǎn)換間隔，并自動(dòng)切換。它們一般由“通行與禁止時(shí)間控制顯示、紅黃綠三色信號(hào)燈和方向指示燈”三部分組成。在交通燈的通行與禁止時(shí)間控制顯示中，通常要么東西、南北兩方向各50秒；要么根據(jù)交通規(guī)律，東西方向60秒，南北方向40秒，時(shí)間控制都是固定的。交通燈的時(shí)間控制顯示，以固定時(shí)間值預(yù)先“固化”在單片機(jī)中，每次只是以一定周期交替變化。但是，實(shí)際上不同時(shí)刻的車輛流通狀況是十分復(fù)雜的，是高度非線性的、隨機(jī)的，還經(jīng)常受人為因素的影響。采用定時(shí)控制經(jīng)常造成道路有效應(yīng)用時(shí)間的浪費(fèi)，出現(xiàn)綠燈方向車輛較少，紅燈方向車輛積壓。其最大的缺陷就在于當(dāng)路況發(fā)生變化時(shí)，不能滿足司機(jī)與路人的實(shí)際需要，輕者造成時(shí)間上的浪費(fèi)，重者直接導(dǎo)致交通堵塞。
三、本課題的研究內(nèi)容、擬解決的主要問題
1.本課題的研究內(nèi)容
制作四岔路口道路的模型，演示交通燈及其智能控制系統(tǒng)。
2.本課題需要解決的主要問題
①如何選擇性價(jià)比優(yōu)良的發(fā)光二極管；
②如何控制高峰時(shí)段和普通時(shí)段的交通燈。
四、本課題的研究思路和方法
1.本課題的研究思路
設(shè)計(jì)并繪制交通燈控制系統(tǒng)原理圖，動(dòng)手制作電路板，編寫控制程序，用仿真器對(duì)程序調(diào)試，最后用編程器把控制程序燒錄到單片機(jī)中。單片機(jī)I/O口接雙色光發(fā)光二極管和數(shù)碼管，編寫程序控制發(fā)光二極管的狀態(tài)，數(shù)碼管倒計(jì)時(shí)顯示時(shí)間。
2.本課題的研究方法
主要采用單片機(jī)來完成正常的交通信號(hào)燈控制，實(shí)現(xiàn)交通的時(shí)序控制，同時(shí)采用將傳感器與單片機(jī)相結(jié)合的方法來實(shí)現(xiàn)智能控制，從而有效地緩解了交通的擁擠，實(shí)現(xiàn)交通控制系統(tǒng)的最優(yōu)控制。
五、本課題的預(yù)期效果
1.高峰時(shí)段：上午07：00―09：00、中午11：00―13：00、下午17：00―19：00，此時(shí)段的交通情況最為緊張，大多數(shù)的上下班人員都會(huì)在這個(gè)時(shí)段通過，為了緩解這種情況，對(duì)所有的指示燈進(jìn)行全控制。
2.普通時(shí)段：非高峰時(shí)段時(shí)，交通情況不太繁忙，故對(duì)自行車和右轉(zhuǎn)燈不進(jìn)行控制。
3.夜間時(shí)段：夜間時(shí)段由于車輛行人較少，為了適應(yīng)此時(shí)段的交通情況，黃燈將長時(shí)間閃爍。
4.節(jié)假日模式：充分考慮到節(jié)假日時(shí)段，行人比較多，容易發(fā)生事故，所以在節(jié)假日期間改為行人與車輛分時(shí)通過，即在車輛通過時(shí)所有行人燈全為紅燈，在行人通過時(shí)所有車輛燈全為紅燈。
5.緊急情況：當(dāng)發(fā)生事故時(shí)，可由路口目擊者或交通中心控制路口進(jìn)入緊急狀態(tài)，所以紅燈閃爍，直到情況解除。
6.快速車道情況：如救護(hù)車、消防車等情況，即快速車道，快速車道控制要求快速車道信號(hào)受交通管理控制中心（上位機(jī)）控制，無急車時(shí)，信號(hào)燈正常時(shí)序控制，有急車來時(shí)，交通管理控制中心（上位機(jī)）將不管原來信號(hào)燈狀態(tài)如何，一律強(qiáng)制讓急車來車方向的綠燈亮，其他方向紅燈閃爍，使急車放行，直至急車通過為止。急車一過，交通管理控制中心（上位機(jī)）將信號(hào)燈的狀態(tài)恢復(fù)成正常時(shí)序。
六、本課題研究的進(jìn)度安排
11月2日―11月8日：查資料,完成論文開題報(bào)告；
11月9日―11月15日：完成該課題的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)、繪制控制系統(tǒng)電路圖、元器件采購；
11月16日―11月22日：完成印制電路板設(shè)計(jì)與制作；
11月23日―11月29日：完成上位機(jī)軟件的設(shè)計(jì)仿真與調(diào)試；
11月30日―12月13日：完成硬件與軟件的綜合測試、能實(shí)現(xiàn)預(yù)定功能和主要技術(shù)指標(biāo)；
12月14日―12月27日：整理論文；
12月28日―1月30日：實(shí)物制作、整理說明、答辯。
七、最后是畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)老師的評(píng)價(jià)及簽字、專家組的簽字和系領(lǐng)導(dǎo)的簽字
八、結(jié)語
五年制高職學(xué)生通過開題報(bào)告的書寫，知道自己在以后如何進(jìn)行目標(biāo)研究，知道設(shè)計(jì)的步驟、方法、措施、進(jìn)度、條件等。五年制高職學(xué)生通過畢業(yè)設(shè)計(jì)的鍛煉，能夠更加貼近企業(yè)，適應(yīng)企業(yè)，符合企業(yè)的用人要求。
參考文獻(xiàn)：
［1］胡漢才.單片機(jī)原理及其接口技術(shù).清華大學(xué)出版社.
［2］丁元杰.單片機(jī)原理與應(yīng)用.機(jī)械工業(yè)出版社.
論文摘要：目前單片機(jī)滲透到我們生活的各個(gè)領(lǐng)域，本文介紹了單片機(jī)的應(yīng)用并且根據(jù)自己的一些經(jīng)驗(yàn)談了單片機(jī)應(yīng)用過程中應(yīng)該掌握的幾個(gè)技巧。
目前單片機(jī)滲透到我們生活的各個(gè)領(lǐng)域，幾乎很難找到哪個(gè)領(lǐng)域沒有單片機(jī)的蹤跡。導(dǎo)彈的導(dǎo)航裝置，飛機(jī)上各種儀表的控制，計(jì)算機(jī)的網(wǎng)絡(luò)通訊與數(shù)據(jù)傳輸，廣泛使用的各種智能IC卡等等，這些都離不開單片機(jī)。更不用說自動(dòng)控制領(lǐng)域的機(jī)器人、智能儀表、醫(yī)療器械了。因此，單片機(jī)的學(xué)習(xí)、開發(fā)與應(yīng)用將造就一批計(jì)算機(jī)應(yīng)用與智能化控制的科學(xué)家、工程師。
一、單片機(jī)的特點(diǎn)應(yīng)用
單片機(jī)的特點(diǎn)主要有：高集成度，體積小，高可靠性；控制功能強(qiáng)；低電壓，低功耗，便于生產(chǎn)便攜式產(chǎn)品；易擴(kuò)展；優(yōu)異的性能價(jià)格比。目前，單片機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域主要包括：辦公自動(dòng)化設(shè)備；單片機(jī)在機(jī)電一體化中的應(yīng)用；在實(shí)時(shí)過程控制中的應(yīng)用；單片機(jī)在日常生活及家用電器領(lǐng)域的應(yīng)用；在各類儀器儀表中引入單片機(jī)，使儀器儀表智能化，提高測試的自動(dòng)化程度和精度，簡化儀器儀表的硬件結(jié)構(gòu)，提高其性能價(jià)格比；在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和通信領(lǐng)域中的應(yīng)用；商業(yè)營銷設(shè)備；單片機(jī)在醫(yī)用設(shè)備領(lǐng)域中的應(yīng)用；汽車電子產(chǎn)品；航空航天系統(tǒng)和國防軍事、尖端武器等領(lǐng)域，單片機(jī)的應(yīng)用更是不言而喻。
二、單片機(jī)開發(fā)中的幾個(gè)基本技巧
在單片機(jī)應(yīng)用開發(fā)中，代碼的使用效率問題、單片機(jī)抗干擾性和可靠性等問題仍困擾著?，F(xiàn)歸納出單片機(jī)開發(fā)中應(yīng)掌握的幾個(gè)基本技巧。
1、如何減少程序中的bug。對(duì)于如何減少程序的bug，應(yīng)該先考慮系統(tǒng)運(yùn)行中應(yīng)考慮的超范圍管理參數(shù)如下。物理參數(shù)：這些參數(shù)主要是系統(tǒng)的輸入?yún)?shù)，它包括激勵(lì)參數(shù)、采集處理中的運(yùn)行參數(shù)和處理結(jié)束的結(jié)果參數(shù)。資源參數(shù)：這些參數(shù)主要是系統(tǒng)中的電路、器件、功能單元的資源，如記憶體容量、存儲(chǔ)單元長度、堆疊深度。應(yīng)用參數(shù)：這些應(yīng)用參數(shù)常表現(xiàn)為一些單片機(jī)、功能單元的應(yīng)用條件。過程參數(shù)：指系統(tǒng)運(yùn)行中的有序變化的參數(shù)。
2、如何提高C語言編程代碼的效率。用C語言進(jìn)行單片機(jī)程序設(shè)計(jì)是單片機(jī)開發(fā)與應(yīng)用的必然趨勢。如果使用C編程時(shí)，要達(dá)到最高的效率，最好熟悉所使用的C編譯器。先試驗(yàn)一下每條C語言編譯以后對(duì)應(yīng)的匯編語言的語句行數(shù)，這樣就可以很明確的知道效率。在今后編程的時(shí)候，使用編譯效率最高的語句。各家的C編譯器都會(huì)有一定的差異，故編譯效率也會(huì)有所不同，優(yōu)秀的嵌入式系統(tǒng)C編譯器代碼長度和執(zhí)行時(shí)間僅比以匯編語言編寫的同樣功能程度長5-20％。對(duì)于復(fù)雜而開發(fā)時(shí)間緊的項(xiàng)目時(shí)，可以采用C語言，但前提是要求你對(duì)該MCU系統(tǒng)的C語言和C編譯器非常熟悉，特別要注意該C編譯系統(tǒng)所能支持的數(shù)據(jù)類型和算法。雖然C語言是最普遍的一種高級(jí)語言，但由于不同的MCU廠家其C語言編譯系統(tǒng)是有所差別的，特別是在一些特殊功能模塊的操作上。所以如果對(duì)這些特性不了解，那么調(diào)試起來問題就會(huì)很多，反而導(dǎo)致執(zhí)行效率低于匯編語言。
3、如何解決單片機(jī)的抗干擾性問題。防止干擾最有效的方法是去除干擾源、隔斷干擾路徑，但往往很難做到，所以只能看單片機(jī)抗干擾能力夠不夠強(qiáng)了。在提高硬件系統(tǒng)抗干擾能力的同時(shí)，軟件抗干擾以其設(shè)計(jì)靈活、節(jié)省硬件資源、可靠性好越來越受到重視。單片機(jī)干擾最常見的現(xiàn)象就是復(fù)位；至于程序跑飛，其實(shí)也可以用軟件陷阱和看門狗將程序拉回到復(fù)位狀態(tài)；所以單片機(jī)軟件抗干擾最重要的是處理好復(fù)位狀態(tài)。一般單片機(jī)都會(huì)有一些標(biāo)志寄存器，可以用來判斷復(fù)位原因；另外你也可以自己在RAM中埋一些標(biāo)志。在每次程序復(fù)位時(shí)，通過判斷這些標(biāo)志，可以判斷出不同的復(fù)位原因；還可以根據(jù)不同的標(biāo)志直接跳到相應(yīng)的程序。這樣可以使程序運(yùn)行有連續(xù)性，用戶在使用時(shí)也不會(huì)察覺到程序被重新復(fù)位過。4、如何測試單片機(jī)系統(tǒng)的可靠性。當(dāng)一個(gè)單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)完成，對(duì)于不同的單片機(jī)系統(tǒng)產(chǎn)品會(huì)有不同的測試項(xiàng)目和方法，但是有一些是必須測試的：測試單片機(jī)軟件功能的完善性；上電、掉電測試；老化測試；ESD和EFT等測試。有時(shí)候，我們還可以模擬人為使用中，可能發(fā)生的破壞情況。例如用人體或者衣服織物故意摩擦單片機(jī)系統(tǒng)的接觸端口，由此測試抗靜電的能力。用大功率電鉆靠近單片機(jī)系統(tǒng)工作，由此測試抗電磁干擾能力等。
綜上所述，單片機(jī)已成為計(jì)算機(jī)發(fā)展和應(yīng)用的一個(gè)重要方面，單片機(jī)應(yīng)用的重要意義還在于，它從根本上改變了傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)思想和設(shè)計(jì)方法。從前必須由模擬電路或數(shù)字電路實(shí)現(xiàn)的大部分功能，現(xiàn)在已能用單片機(jī)通過軟件方法來實(shí)現(xiàn)了。這種軟件代替硬件的控制技術(shù)也稱為微控制技術(shù)，是傳統(tǒng)控制技術(shù)的一次革命。此外在開發(fā)和應(yīng)用過程中我們更要掌握技巧，提高效率，以便于發(fā)揮它更加廣闊的用途。
參考文獻(xiàn)：
[1]何立民.MCS-51系列單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)系統(tǒng)配置與接口技術(shù).北京：北京航空航天大學(xué)出版社，1990
論文關(guān)鍵詞：智能家電，洗衣機(jī)，仿真，AT89S51，PDIP
1引言
隨著Internet的日益普及，人們通過Internet不僅可以獲得現(xiàn)實(shí)世界各種狀態(tài)的實(shí)時(shí)變化情況，還可以通過Internet實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制和處理工作，可以從全球的任何一個(gè)角落實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的監(jiān)控，可以使用通用的網(wǎng)絡(luò)瀏覽軟件訪問設(shè)備，將消費(fèi)電子、計(jì)算機(jī)和通信融為一體，而家用電器的網(wǎng)絡(luò)化、智能化管理越來越突顯需求。
智能家居遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)的核心部分是一個(gè)嵌入式Web服務(wù)器，系統(tǒng)集有線和無線Web服務(wù)器于一體計(jì)算機(jī)論文，用戶可以利用辦公室的PC或者手機(jī)登錄家中的Web服務(wù)器，在通過用戶名和密碼驗(yàn)證后，便可以查看并控制家用電器；系統(tǒng)帶有LCD和鍵盤，具有良好的人機(jī)界面；用戶還可以通過鍵盤來設(shè)定系統(tǒng)的任務(wù)；系統(tǒng)留有豐富的功能擴(kuò)展接口，通過這些擴(kuò)展接口將來還可以實(shí)現(xiàn)防火防盜和智能抄表等應(yīng)用。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。
圖1 智能家居系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)
本文旨在研究智能家電管理系統(tǒng)中基于AT 89S51芯片的洗衣機(jī)控制系統(tǒng)的模擬實(shí)現(xiàn)。
2 AT89S51芯片概述
AT89S51是美國ATMEL公司生產(chǎn)的低功耗，高性能CMOS 8位單片機(jī)， AT89S51具有4k在線系統(tǒng)編程（ISP）Flash閃速存儲(chǔ)器,采用全靜態(tài)工作模式,具有三級(jí)程序加密瑣,32個(gè)可編程I/O口線,2個(gè)16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器,能夠采用全雙工串行UART通道,具有靈活的在系統(tǒng)編程功能,可靈活應(yīng)用于各種控制領(lǐng)域。
AT89S51根據(jù)封裝方式不同，大致分為3種型狀,本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中AT89S51采用PDIP封裝模式,如圖1所示。
圖2 AT89S51封裝模式
3 洗衣機(jī)控制系統(tǒng)模擬實(shí)現(xiàn)
3.1洗衣機(jī)控制系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)
在本系統(tǒng)中，硬件主芯片采用意法半導(dǎo)體的STR710，是整個(gè)系統(tǒng)的核心。它作為一個(gè)嵌入式網(wǎng)關(guān)，將外部網(wǎng)絡(luò)與內(nèi)部洗衣機(jī)控制器連接在一起，是整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行的平臺(tái)論文格式。在遠(yuǎn)程操縱洗衣機(jī)方面，STR710負(fù)責(zé)從GPRS接收到短消息和網(wǎng)絡(luò)芯片上接收到的以太網(wǎng)數(shù)據(jù)中提取出用戶指令，然后根據(jù)該指令操縱相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)家電或者查詢其運(yùn)行情況，最后將執(zhí)行結(jié)果反饋到用戶終端。系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)采用分層設(shè)計(jì)，包括硬件設(shè)備驅(qū)動(dòng)層、操作系統(tǒng)層、應(yīng)用程序接口層和應(yīng)用軟件層。
3.2洗衣機(jī)控制器系統(tǒng)設(shè)計(jì)
根據(jù)需求設(shè)計(jì)的洗衣機(jī)控制器的系統(tǒng)邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖如圖3所示：
圖3 系統(tǒng)總體框圖
3.3洗衣機(jī)控制器電路設(shè)計(jì)
采用AT89S51作為控制核心。其中計(jì)算機(jī)論文，P1.0和P1.1分別用于控制洗衣機(jī)的進(jìn)水閥和排水閥；P1.2和P1.3用于控制洗滌電機(jī)的正反轉(zhuǎn)；P1.4～P1.7、P3. 0、P3.1用于驅(qū)動(dòng)7個(gè)LED，分別作為工作程序、浸泡和強(qiáng)弱洗指示燈。P3.2接暫停/ 啟動(dòng)鍵；P3.3分別用于開蓋/不平衡中斷輸入；P3.4被用作輸入線，用于監(jiān)測水位開關(guān)狀態(tài)，為CPU提供洗衣機(jī)的水位信息；P3 .5 接程序選擇鍵；P3.7采用分時(shí)復(fù)用技術(shù)，具有兩個(gè)功能，一方面接強(qiáng)弱選擇/浸泡選擇鍵，在洗衣機(jī)未進(jìn)入工作狀態(tài)時(shí)，按觸該鍵可選擇強(qiáng)弱洗或開啟關(guān)閉浸泡功能，另一方面在進(jìn)水和脫水時(shí)，又作為告警聲的輸出口。
3.4洗衣機(jī)控制器軟件設(shè)計(jì)
系統(tǒng)上電復(fù)位后，首先進(jìn)行初始化，洗衣機(jī)進(jìn)入工作程序后，系統(tǒng)首先根據(jù)RAM中27H單元的特征字判斷洗衣機(jī)的洗衣工作程序，洗衣機(jī)進(jìn)入洗滌子程序wash。洗滌是通過驅(qū)動(dòng)電機(jī)的正反轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)的。洗滌結(jié)束后，退出wash子程序，調(diào)用water_out子程序進(jìn)入排水進(jìn)程。排水閥排水時(shí)間采用動(dòng)態(tài)時(shí)間法確定計(jì)算機(jī)論文，其原理是：根據(jù)常用的空氣壓力水位開關(guān)的特性排水結(jié)束后，系統(tǒng)調(diào)用y子程序進(jìn)行脫水操作，維持置位狀態(tài)，保持排水閥開啟，離合器在排水閥的帶動(dòng)下使電機(jī)主軸與脫水桶聯(lián)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)衣物脫水。然后判斷整個(gè)洗衣工作是否結(jié)束。其原理是：洗衣機(jī)在每次洗滌或漂洗工作環(huán)節(jié)結(jié)束后，將存放洗衣工作程序標(biāo)志的寄存器減1，在脫水工作環(huán)節(jié)結(jié)束后，系統(tǒng)即對(duì)該單元進(jìn)行檢測，當(dāng)檢測到為0時(shí)，說明整個(gè)洗衣工作結(jié)束。軟件設(shè)計(jì)主流程圖如圖4 。
圖4 軟件主流程圖
4 洗衣機(jī)控制器仿真工作原理
首先，在通電時(shí)蜂鳴器長鳴一聲，VD1 被點(diǎn)亮，這表示系統(tǒng)已經(jīng)準(zhǔn)備好接收指令可以開始準(zhǔn)備工作了。單片機(jī)一直在讀取由嵌入式WEB模塊通過IIC通道發(fā)送過來的狀態(tài)，當(dāng)收到嵌入式WEB模塊發(fā)送的指令后，將得到的數(shù)據(jù)作為第一項(xiàng)的設(shè)置內(nèi)容計(jì)算機(jī)論文，即洗滌強(qiáng)度。蜂鳴器短鳴一聲進(jìn)入等待洗滌時(shí)間的設(shè)置，這個(gè)數(shù)據(jù)同樣來自嵌入式WEB模塊發(fā)送的指令。蜂鳴器短鳴兩聲進(jìn)入等待洗滌方式的設(shè)置，過程都是相同的長鳴一聲后洗衣機(jī)按事先的設(shè)置開始洗衣， VD1 快速閃爍表示洗衣狀態(tài)，洗衣機(jī)控制器會(huì)完成初洗、浸泡、洗滌的工作，之后長鳴表示洗衣結(jié)束。洗滌期間單片機(jī)的 P2．1 和 P2．3 兩個(gè)引腳會(huì)不斷輸出高、低電平來操作兩個(gè)繼電器讓電機(jī)正、反轉(zhuǎn)，同時(shí)還要接收嵌入式WEB模塊發(fā)送的中斷信號(hào)，以暫?；蚪Y(jié)束洗滌論文格式。當(dāng)洗滌過程結(jié)束，蜂鳴器長鳴，系統(tǒng)又回到了開機(jī)時(shí)等待嵌入式WEB模塊發(fā)送指令的狀態(tài)。
其次，控制洗衣機(jī)可模擬的具體功能有：1、多種程序選擇，用戶可根據(jù)洗滌衣物的材質(zhì)選擇不同的程序，如浸洗、標(biāo)準(zhǔn)、羊毛和快速等。每種洗滌方式有不同的洗滌模式、時(shí)間和順序。2、過程選擇，用戶可以選擇單獨(dú)洗滌以保留帶有洗滌劑的水進(jìn)行重復(fù)使用，可選擇單獨(dú)脫水，猶如脫水機(jī)一樣計(jì)算機(jī)論文，等等。3、預(yù)約洗滌，用戶可根據(jù)需要選擇幾小時(shí)后進(jìn)行洗滌，時(shí)間選擇范圍為1-24小時(shí)。4、剩余時(shí)間顯示，用戶可以直接掌握洗滌時(shí)間。5、溫度控制，可以顯示模擬的水溫控制。
5 結(jié)論
本文設(shè)計(jì)的洗衣機(jī)仿真控制系統(tǒng)連入嵌入式web服務(wù)的支持，就能夠通過普通PC或GPRS手機(jī)訪問Internet實(shí)現(xiàn)，通過遠(yuǎn)程控制命令完成對(duì)洗衣機(jī)參數(shù)的設(shè)定，對(duì)洗衣機(jī)進(jìn)行操作，大大地簡化了操作程序。利用單片機(jī)AT89S51作為洗衣機(jī)的控制器，能充分發(fā)揮AT89S51的數(shù)據(jù)處理和實(shí)時(shí)控制功能，使系統(tǒng)工作于最佳狀態(tài)，提高系統(tǒng)的靈敏度。
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【關(guān)鍵詞】旅行箱單片機(jī)GSM RFID
隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，以智能化控制技術(shù)為基礎(chǔ)的智能家居系統(tǒng)已經(jīng)成為近年來各國在智能領(lǐng)域研究的重點(diǎn)，但是在智能化如此普及的今天，旅行箱的智能化設(shè)計(jì)卻很少，傳統(tǒng)的旅行箱已不能滿足我們更高層次的需求，因此一款智能的旅行箱應(yīng)運(yùn)而生。本旅行箱是基于RFID和GSM無線通信模塊，并由手機(jī)端軟件控制，可實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互。該系統(tǒng)具有以下兩種功能：一、及時(shí)提醒用戶遺漏的物品，例如行李整理完畢后，該系統(tǒng)進(jìn)行清單核實(shí)發(fā)現(xiàn)有物品遺漏后，它會(huì)通過手機(jī)短信對(duì)用戶進(jìn)行提醒;二、可進(jìn)行遠(yuǎn)端查詢，如在用戶不能或不方便打開行李箱的情況下，可通過手機(jī)終端對(duì)該系統(tǒng)發(fā)送一條查詢指令，箱內(nèi)物品的清單便會(huì)立刻顯示在手機(jī)上。該系統(tǒng)具有低功耗、實(shí)用性好、適用范圍性廣等特點(diǎn)。此外，該系統(tǒng)可移植性強(qiáng)，可應(yīng)用于智能家居產(chǎn)品中，具有極大的擴(kuò)展性和發(fā)展前景。
一、系統(tǒng)功能原理
該系統(tǒng)由射頻讀卡器、GSM通信模塊、單片機(jī)和電源組成。射頻讀卡器的作用是讀取電子標(biāo)簽的序列碼，GSM通信模塊的作用是收發(fā)信息，單片機(jī)則控制其它各模塊協(xié)調(diào)工作，處理信息。其工作流程是：先在手機(jī)終端的應(yīng)用軟件中設(shè)定所帶物品信息，每件物品都對(duì)應(yīng)一個(gè)電子標(biāo)簽的序列號(hào)，待衣物都放入箱內(nèi)后，射頻讀卡器讀取放入箱內(nèi)的電子標(biāo)簽序列號(hào)并傳送給單片機(jī)，然后通過GSM模塊，以短信形式發(fā)送到手機(jī)終端，應(yīng)用程序自動(dòng)調(diào)取短信內(nèi)的電子標(biāo)簽信息，并與預(yù)設(shè)物品對(duì)應(yīng)的序列號(hào)進(jìn)行核對(duì)，如能完全匹配則無衣物遺漏，否則有物品遺漏，并提示。當(dāng)用手機(jī)發(fā)出查詢指令時(shí)，箱內(nèi)的GSM通信模塊接收到指令后會(huì)將指令傳給單片機(jī)，然后單片機(jī)再調(diào)用相關(guān)程序和射頻讀卡器，然后將讀卡器讀出的電子標(biāo)簽序列碼再通過GSM模塊發(fā)送給手機(jī)，然后手機(jī)端應(yīng)用軟件會(huì)將電子標(biāo)簽序列碼對(duì)應(yīng)的物品以清單的形式顯示出來。
二、硬件電路設(shè)計(jì)
硬件部分主要包括射頻讀卡器、單片機(jī)和GSM通信模塊GTM900B，其中射頻讀卡器將讀出的電子標(biāo)簽的序列碼通過相關(guān)接口傳至單片機(jī)，再經(jīng)由GSM模塊發(fā)送至手機(jī)終端。
射頻讀卡器經(jīng)過USB轉(zhuǎn)TTL串口引出4個(gè)引腳，分別為RXD/TXD/VCC/GND，其中RXD/TXD引腳分別與單片機(jī)的對(duì)應(yīng)引腳相連，以串行通信方式進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸。
單片機(jī)的p3.0/p3.1腳分別與GTM900的18/19腳（RXDO/TXDO）相連進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸，高電平有效。GTM900B的數(shù)據(jù)接口采用串行異步收發(fā)，其接口提供標(biāo)準(zhǔn)的UART接口，UART接口的信號(hào)除了RXDO/TXDO為高電平有效外，其余均為低電平有效，而且UART接口提供512byte的發(fā)送和接收FIFO，支持可編程的數(shù)據(jù)寬度，數(shù)據(jù)停止位，奇/偶校驗(yàn)或無校驗(yàn)，UART接口的最大支持速率為115.2kbps，GTM900的1-5腳與電源VCC相連，支持3.3-4.8 V，6-10腳與GND相連，24-29腳與SIM卡相連，此外GTM900可使用AT指令集，并且短消息模式支持TEXT和PDU模式，通過UART接口與外部CPU通信，實(shí)現(xiàn)無線傳輸，并且支持800/900/1800MHZ三頻自動(dòng)選擇。具有體積小，質(zhì)量輕，耗電少等優(yōu)點(diǎn)。
三、控制電路的軟件設(shè)計(jì)
3.1硬件控制程序工作流程
系統(tǒng)開機(jī)，等待短信指令，當(dāng)接收到來自手機(jī)的查詢或提醒指令時(shí)，單片機(jī)會(huì)給射頻讀卡器發(fā)送讀取指令，讀取電子標(biāo)簽的序列碼，然后再調(diào)取短信發(fā)送程序，將返回的序列碼通過GSM發(fā)送到手機(jī)終端
3.2射頻數(shù)據(jù)讀取指令
讀寫器與STC89C52串行通訊，通訊過程由單片機(jī)發(fā)送命令及參數(shù)給讀寫器，讀寫器將命令執(zhí)行結(jié)果狀態(tài)和電子標(biāo)簽UII數(shù)據(jù)返回給單片機(jī)。
3.2.1詢問狀態(tài)
發(fā)送十六進(jìn)制aa020055若成功連接返回aa03000055
若連接失敗無返回可能是端口設(shè)置不一樣或者波特率不一樣，模塊默認(rèn)的波特率為57600
3.2.2停止操作
發(fā)送十六進(jìn)制：aa021255確認(rèn)停止返回aa03120055失敗無返回
3.2.3單標(biāo)簽循環(huán)識(shí)別：
發(fā)送十六進(jìn)制：aa021055返回?cái)?shù)據(jù)1模塊確認(rèn)收到指令：aa03100155
3.2.4多標(biāo)簽循環(huán)識(shí)別
發(fā)送十六進(jìn)制：aa03110355返回確認(rèn)指令aa03110155
3.3 GSM短信發(fā)送子程序
在該部分程序中，由主函數(shù)調(diào)用發(fā)送子函數(shù)send（），單片機(jī)通過串口依次發(fā)送相關(guān)的AT指令及要發(fā)送的信息內(nèi)容到GSM通信模塊，然后由GSM模塊發(fā)送到指定的手機(jī)終端，從而實(shí)現(xiàn)信息的傳輸，部分指令如下
Serial_Init（）;pwon=O;Delay_ms （1000）; pwon=l; Send_command（”AT”）;Send_command（”AT+CMGF=1”）;Send_command（”AT+CMGS=手機(jī)號(hào)碼”）;Send_command（”123”）;Send_Hex（Oxla）;
四、手機(jī)應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)
4.1開發(fā)及運(yùn)行環(huán)境
JDK7.0.250.17， Eclipse， Android Development Toolkit，Android 2.4及以上
4.2數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)
在本地建立Goods.db的數(shù)據(jù)庫，用于存儲(chǔ)物品信息，包括物品名稱，物品編號(hào)及對(duì)應(yīng)的序列碼，提示信息等。
4.3軟件功能及工作原理
原理：先在手機(jī)軟件上預(yù)先選定箱內(nèi)需帶物品，然后放人物品，物品放入過程結(jié)束后，在軟件上點(diǎn)擊“檢查”，軟件自動(dòng)給旅行箱的GSM模塊發(fā)送檢查指令，進(jìn)入物品核查過程，并對(duì)旅行箱的GSM模塊返回短信進(jìn)行提取與解析，讀出其中的電子標(biāo)簽序列碼，與事先選定的物品所對(duì)應(yīng)的序列碼進(jìn)行核對(duì)，檢查有無遺漏。若有預(yù)選物品沒有放入箱內(nèi)，則會(huì)在手機(jī)上給出提醒。若需查詢箱內(nèi)物品，則點(diǎn)擊“查詢”，便自動(dòng)給旅行箱發(fā)送查詢指令，并將GSM返回的序列碼所對(duì)應(yīng)的物品以清單形式顯示出來。
軟件主要功能：物品預(yù)設(shè)、短信指令發(fā)送、短信內(nèi)容提取與解析、數(shù)據(jù)對(duì)比。
五、結(jié)束語
【關(guān)鍵詞】單片機(jī)；紅外傳感器；數(shù)據(jù)采集；報(bào)警電路
1. AT89S51單片機(jī)的結(jié)構(gòu)
AT89S51是一個(gè)低功耗，高性能CMOS8位單片機(jī)，片內(nèi)含4k Bytes ISP（In-system programmable）的可反復(fù)擦寫1000次的Flash只讀程序存儲(chǔ)器，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)制造，兼容標(biāo)準(zhǔn)MCS-51指令系統(tǒng)及80C51引腳結(jié)構(gòu)，芯片內(nèi)集成了通用8位中央處理器和ISP Flash存儲(chǔ)單元，功能強(qiáng)大的微型計(jì)算機(jī)的AT89S51可為許多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高性價(jià)比的解決方案。在AT89S51單片機(jī)的基本組成芯片上，集成了一臺(tái)微型計(jì)算機(jī)的主要組成部分，其中包括CPU、存儲(chǔ)器、可編程I/O口、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、串行口等，各部分通過內(nèi)部總線相連。
2. 主要特性
與MCS-51 兼容。4K字節(jié)可編程閃爍存儲(chǔ)器。壽命：1000寫/擦循環(huán)。數(shù)據(jù)保留時(shí)間：10年。全靜態(tài)工作：0Hz～24Hz。三級(jí)程序存儲(chǔ)器鎖定。128*8位內(nèi)部RAM。32可編程I/O線。兩個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器。5個(gè)中斷源?？删幊檀型ǖ?。低功耗的閑置和掉電模式。片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘電路。
3. 系統(tǒng)概述
該設(shè)計(jì)包括硬件和軟件設(shè)計(jì)兩個(gè)部分。模塊劃分為數(shù)據(jù)采集、鍵盤控制、報(bào)警和顯示等模塊子函數(shù)。用戶終端完成信息采集、處理、數(shù)據(jù)傳送、功能設(shè)定、本地顯示、本地報(bào)警等功能。
單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)也是有硬件和軟件組成。硬件包括單片機(jī)、輸入/輸出設(shè)備、以及應(yīng)用電路等組成的系統(tǒng)，軟件是各種工作程序的總稱。單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的研制過程包括總體設(shè)計(jì)、硬件設(shè)計(jì)、軟件設(shè)計(jì)、在線調(diào)試等幾個(gè)階段。
4. 硬件總體設(shè)計(jì)
處理器采用51系列單片機(jī)AT89S51。整個(gè)系統(tǒng)是在系統(tǒng)軟件控制下工作的。設(shè)置在監(jiān)測點(diǎn)上的紅外探頭將人體輻射的紅外光譜轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，經(jīng)過放大電路、比較電路送至門限開關(guān)，打開門限閥門送出TTL電平至AT89C51單片機(jī)。在單片機(jī)內(nèi)，經(jīng)過軟件查詢、識(shí)別判決等環(huán)節(jié)實(shí)時(shí)發(fā)出入侵報(bào)警狀態(tài)控制信號(hào)。驅(qū)動(dòng)電路將控制信號(hào)放大并推動(dòng)聲光報(bào)警設(shè)備完成相應(yīng)動(dòng)作。當(dāng)報(bào)警延遲10s一段時(shí)間后自動(dòng)解除，也可人工手動(dòng)解除報(bào)警信號(hào)，然后通過LED顯示報(bào)警次數(shù)，當(dāng)警情消除后復(fù)位電路使系統(tǒng)復(fù)位，或者是在聲光報(bào)警10s鐘后有定時(shí)器實(shí)現(xiàn)自動(dòng)消除報(bào)警。
5. 軟件設(shè)計(jì)
本主程序?qū)崿F(xiàn)的功能是：當(dāng)單片機(jī)檢測到外部熱釋電傳感器送來的脈沖信號(hào)后，表示有人闖入監(jiān)控區(qū)，從而經(jīng)過單片機(jī)內(nèi)部程序處理后，驅(qū)動(dòng)聲光報(bào)警點(diǎn)路開始報(bào)警，報(bào)警持續(xù)10秒鐘后自動(dòng)停止報(bào)警，同時(shí)顯示出報(bào)警次數(shù)以便人們查詢，工作原理和硬件結(jié)構(gòu)分析可知系統(tǒng)主程序工作流程圖如圖2所示：然后程序開始循環(huán)工作，檢測是否還有下次觸發(fā)信號(hào)，等待報(bào)警從而使報(bào)警器進(jìn)入連續(xù)工作狀態(tài)。同時(shí)，利用中斷方式可以實(shí)現(xiàn)報(bào)警持續(xù)時(shí)間未到10秒時(shí)，用手工按鍵停止的聲光報(bào)警的作用。
6. 結(jié)論
本論文研究設(shè)計(jì)了一種基于單片機(jī)技術(shù)的無線智能防盜報(bào)警器。該防盜報(bào)警器通過以AT89S51單片機(jī)為工作處理器核心，外接熱釋電紅外傳感器，它是一種新穎的被動(dòng)式紅外探測器件，能夠以非接觸方式探測出人體發(fā)出的紅外輻射，并將其轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的電信號(hào)輸出，同時(shí)能有效的抑制人體輻射波長以外的紅外光線與可見光的干擾。
平時(shí)傳感器輸出低電平，當(dāng)有人在探測區(qū)范圍內(nèi)移動(dòng)時(shí)輸出低電平變?yōu)楦唠娖?，此高電平輸入單片機(jī)，作為單片機(jī)的外部觸發(fā)信號(hào)處理，經(jīng)單片機(jī)內(nèi)部軟件編程處理后，單片機(jī)輸出控制信號(hào)，驅(qū)動(dòng)聲光報(bào)警電路開始報(bào)警，同時(shí)通過顯示電路顯示出報(bào)警次數(shù)，以便人們識(shí)別了解報(bào)警情況。
該報(bào)警器的最大特點(diǎn)就是使用戶能夠操作簡單、易懂、靈活、且安裝方便、智能性高、誤報(bào)率低，同時(shí)它的信號(hào)經(jīng)過單片機(jī)系統(tǒng)處理后方便和PC機(jī)通信，便于多用戶統(tǒng)一管理。隨著現(xiàn)代人們安全意識(shí)的增強(qiáng)以及科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，相信報(bào)警器必將在更廣闊的領(lǐng)域得到更深層次的應(yīng)用。
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