基于单片机的红外线计时器的设计与实现毕业设计论文(编辑修改稿)

基于单片机的红外线计时器的设计与实现毕业设计论文(编辑修改稿)内容摘要：

，它具有低功耗但是却有较高的性能并且价格 5 低廉，内有 8K 可编程存储器。 使用现在较先进的存储器制作技术制造，让其能与工业上的 80C51 产品指令和引脚实现完全兼容，不会有使用不便得得现象发生。 STC89C52 具有以下标准功能： （ 1）兼容 MCS51 指令系统； （ 2） 8k可反复擦写 (大于 1000 次） Flash ROM； （ 3） 32个双向 I/O 口； （ 4） 256x8bit 内部 RAM； （ 5） 3个 16 位可编程定时 /计数器中断； （ 6）时钟频率 024MHz； （ 7） 2个串行中断，可编程 UART 串行通道； （ 8） 2个外部中断源，共 8个中断源； （ 9） 2个读写中断口线， 3级加密位； （ 10）片内晶振及时钟电路； （ 11）空闲模式下， CPU 停止工作，允许 RAM、定时器 /计数器串口、中断继续工作。 （ 12）掉电保护方式下 RAM 内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。 （ 13）一个看门狗 (WDT)定时 /计数器。 如果程序没有正常工作，就会强制整个系统复 位，还可以在程序陷入死循环时，让单片机复位而不用整个系统断电，从而保护硬件电路。 6 其引脚结构如图 所示。 图 STC89C52 引脚图 STC89C52 各引脚功能的介绍如下： （ 1）电源引脚 Vcc 和 Vss Vcc(40 脚 )：电源端为 +5V Vss(20 脚 )：接地端。 （ 2）时钟电路引脚 XTAL1 和 XTAL2 XTAL2(18 脚 )：接外部晶体和微调电容的一端。 在单片机内部它是振荡电路反 7 向放大器的输出端，振荡电路的频率就 是晶体固有频率。 若需采用外部时针电路时，该引脚输入外时钟脉冲。 要检查 STC89C52 的振荡电路是否正常工作，可用示波器查看 XTAL2 端是否有脉冲信号输出。 XTAL1(19 脚 )：接外部晶体和微调电容的另一端。 在片内，它是振荡电路反向放大器的输入端。 在采用外部时钟时，该引脚必须接地。 （ 3）控制信号引脚为 RST、 ALE PSEN 和 EA。 RST(9 脚 )： RST 是复位信号输入端，高电平有效。 在此输入端保持两个机器周期 (24 个时钟振荡周期 )的高电平时，就可以完成复位操作。 ALE/PROG（ 30 引脚）：地址锁存允许信号端。 当 STC89C52 上电正常工作后， ALE引脚不断向外输出正脉冲信号。 此频率为振荡器频率 fosc 的 1/6，当 CPU 访问片外存储器时， ALE 输出信号作为锁存低 8位地址的控制信号。 在 CPU 访问片外数据存储时，每取值一次（一个机器周期）会丢失一个脉冲。 平时不访问片外存储时， ALE端也以 1/6 的振荡频率固定输出正脉冲，因而 ALE 信号可以用作对外输出时钟或定时信号。 如果你想看一下 STC89C52 芯片的好坏，可用示波器查看 ALE 端是否有脉冲信号输出，如有脉冲信号输出，则 STC89C52 基本上是好的。 ALE 的负载驱动能力为 8个 LS 型 TTL（低功耗高速 TTL）。 PSEN（ 29 脚）；程序存储允许输出信号引脚，在访问片外程序存储器时，此端定时输出负脉冲作为读片外存储器的选通信号。 此引脚接 ERROM 的 OE端。 PSEN 端有效，即允许读出 ERROM/ROM 中的指令码。 CPU 在从外部 ERROM/ROM 取指令期间，每个周期 PSEN 两次有效。 不过，在访问片外 RAM 时，要少产生两次 PSEN 负脉冲信号。 要检查一个 AT89C52 小系统上电后 CPU 能否正常到 ERROM/ROM 中读取指令码，也 可用于示波器看 PSEN 端有无脉冲输出。 如有，说明基本上工作正常。 EA/VPP（ 31 脚）：外部程序存储器地址允许输入端 /固化编程电压输入端。 当EA 引脚接高电平时， CPU 只访问片内 ERROM/ROM 并执行内部程序存储器中的指令。 但在 PC（程序计数器）的值超过 OFFFH（对 8751/8051 为 4k）时，将自动转向执行片外存储器的程序。 当出入信号 EA 引脚接低电平（接地）时， CPU 只访问外部ERROM/ROM 并执行外部程序存储器中的指令，而不管是否有片内程序存储器。 对于无芯片内的 ROM 的 8031 或 8032，须外扩 ERROM，此时必须将 EA 引脚接地。 如果使用有片内 ROM 的 STC89C52，外扩 ERROM 也是可以的，但也要使 EA 接地。 8 （ 4） I/O（输入 /输出端口， P0， P1， P2， P3） P0 口： P0 口是一个漏极开路的 8 位准双向 I/O 端口。 P1 口： 8位准双向 I/O 端口。 P2 口：即可以做地址总线输出地址高 8位，也可以做普通 I/O 用（此时为准双向口）。 P3 口：双功能口，即可以做普通 I/O 口用（此时为准向口，也可以按每位定义实现第二功能操作）。 如表 所示。 表 P3 口第 二功能 引脚 第二功能 RXD （串行输入口） TXD （串行输出口） INT0（外部中断 0） INT1（外部中断 1） T0（定时器 0 外部中断） T1（定时器 1 外部中断） WR（外部存储器写与选通） RD（外部存储器读与写通） 9 3 硬件电路设计 单片机基本电路构成如图 所示。 图 单片机最小系统图 单片机最小系统由单片机、时钟电路、复位电路不可或缺的几部分构成。 STC89C52 单片机会在 的电压内正常工作，斌企鹅规定单片机中的 40脚 VCC 接 +5 伏电压，而 20 脚 VSS 接地。 单片机的时钟电路与复位电路设计 本系统采用内部方式的时钟电路和加电自复位的复位电路，如图 和图 所示。 12XTAL30pFC130pFC2GND10uFCRST10KR1VCC GNDResX1X2 图 时钟电路 图 10 由于单片机 P0 口内部不含上拉电阻，为高阻态，不能正常地输出高 /低电平，因而该组 I/O 口在使用时必须外接上拉电阻。 显示采用四位七段共阳极数码管显示，显示电路如图 所示。 图 数码管显示 红外传感器为市面上常见廉价易于买到的成品博光 E18D80NK反射式红外传感器，其接口为红线（正极线）、绿线（地线）和黄线（接单片机 INT0，输出TTL 低电平给单片机）。 11 如图 所示 图 博光 E18D80NK 反射式红外传感器 电路通过三极管基极串连一个电阻与单片机 端口连接从而控制蜂鸣器是否报警。 电路原理图如下图 所示。 12 图 声光提示电路图 由于系统需要正 5V 的电压，所以根据实际情况考虑了如下几种方案为系统供电。 方案 1： 将家用 220V 交流电通过 5V变压器转换为 5V/1A 直流电路供电。 但考虑到在运动场地的交流电源较为不便。 故此方案舍弃。 方案 2： 采用 3节 V 干电池供电，经过实验验证，单片机、传感器、红外探头的工作稳定，可以基本满足系统基本的要求，并且干电池更换方便，但是会产生电池耗尽后废弃处理易产生环境保护问题等情况。 故此方案不可取。 方案 3： 日常使用的为手机充电的移动电源也 可提供 5V/1A的稳定电压，故采用此方案。 13 4 系统的调试以及数据和误差的分析 单片机应用 模型 组装好后，便可 与 仿真器 相连进行 调试。 在产品制作之初，因为没有严格按照设计原理图布局，轻易更换了元器件导致完成时电路不通，我在充分查明原因之后便果断重新制作模型，这也促成了第二块电路板的整体质量有了更好的提升。 硬件调试 单片机应用系统的硬件和软件调试是交叉进行的，但 一般操作是首先 排除样机中明显的故障， 特别 是电源故障， 因为通不上电后面的操作也无法进行下去，只有排除电源故障，这样 才能 与 仿真器相连， 再 进行综合 调试。 硬件电路故障及解决方法： （ 1）故障： 错线、 断路 、短路。 原因：电路设计的 错误 或 加工过程中的工艺性错误造成的错线、 短路 、短路等电路 故障 ； 解决方法：在画原理图时仔细检查、 细心 校正即可 有效避免故障的产生。 （ 2）故障： 上电 前 后元器件 以各种原因 损坏 ，（情况大概为买回来就是坏的、。