課程設(shè)計(jì)報(bào)告---車體傾斜姿態(tài)測(cè)量儀

1、<p>　　《智能儀表課程設(shè)計(jì)》設(shè)計(jì)報(bào)告</p><p>　　課題名稱 車體傾斜姿態(tài)測(cè)量儀 </p><p>　　學(xué)生學(xué)號(hào)、姓名 </p><p>　　班級(jí)名稱 測(cè)控0802 </p><p>　　指導(dǎo)教師

2、 </p><p>　　揚(yáng)州大學(xué)能源與動(dòng)力工程學(xué)院</p><p><b>　　二〇一一年九月</b></p><p><b>　　總 目 錄</b></p><p>　　第一部分：任務(wù)書 </p><p>　　第二部分：課程設(shè)計(jì)報(bào)告</p><p&

3、gt;　　第三部分：附錄 </p><p><b>　　第 一 部 分</b></p><p><b>　　任</b></p><p><b>　　務(wù)</b></p><p><b>　　書</b></p><p

4、>　　《智能儀表課程設(shè)計(jì)》課程設(shè)計(jì)任務(wù)書</p><p><b>　　一、課題名稱</b></p><p><b>　　車體傾斜姿態(tài)測(cè)量儀</b></p><p>　　二、設(shè)計(jì)內(nèi)容及設(shè)計(jì)要求</p><p>　　利用SCA100t-D01傾斜角傳感器作為測(cè)量元件，設(shè)計(jì)一個(gè)傾斜姿態(tài)測(cè)量儀，具有下

5、面的功能：</p><p>　　1.測(cè)量范圍為-30°～30°。</p><p>　　2.精度為0.001°。</p><p><b>　　3.誤差為°。</b></p><p>　　4. 雙行LCD液晶顯示。</p><p>　　5. 可以設(shè)置上下報(bào)警溫度

6、，當(dāng)溫度不在設(shè)置范圍內(nèi)時(shí)，可以報(bào)警。</p><p>　　6. 具有RS232通信接口。</p><p><b>　　三、時(shí)間安排</b></p><p><b>　　第一周：</b></p><p>　　星期一～星期二：布置任務(wù)，熟悉資料，確定儀表的功能要求、性能指標(biāo)。熟悉實(shí)驗(yàn)板原理圖和印刷板圖。

7、</p><p>　　星期三～星期五：進(jìn)行儀表的方案選擇，確定主要芯片、工作方式、輸入輸出信號(hào)的接口方式、鍵盤和顯示方式、以及通信方式。進(jìn)行硬件設(shè)計(jì)和元器件選擇，畫出硬件原理圖。</p><p><b>　　第二周：</b></p><p>　　星期一～星期五：根據(jù)硬件原理圖，焊接硬件電路；測(cè)試硬件電路的功能；軟件設(shè)計(jì)，包括軟件需求說明、軟件結(jié)

8、構(gòu)框圖、主要軟件功能模塊的流程圖；編寫程序。</p><p><b>　　第三周：</b></p><p>　　星期一～星期三：調(diào)試程序，聯(lián)調(diào)軟件和硬件。</p><p>　　星期四～星期五：寫課程設(shè)計(jì)報(bào)告。</p><p><b>　　四、應(yīng)交成果</b></p><p>

9、<b>　　應(yīng)交成果包括：</b></p><p>　　紙質(zhì)課程設(shè)計(jì)報(bào)告和電子文檔；</p><p>　　硬件原理圖的Protel文件，程序；</p><p>　　可以演示的硬件和軟件成果。</p><p><b>　　五、課程報(bào)告內(nèi)容</b></p><p>　　課程設(shè)計(jì)報(bào)

10、告應(yīng)包括下列部分：</p><p><b>　　課程設(shè)計(jì)任務(wù)書</b></p><p>　　儀表的功能要求、性能指標(biāo)要求。</p><p>　　方案選擇：提出多種方案，進(jìn)行方案比較，說明選定方案的理由，描述硬件和軟件的功能分工。</p><p>　　硬件設(shè)計(jì)：包括硬件結(jié)構(gòu)框圖、原理圖及其各個(gè)主要環(huán)節(jié)的工作原理說明，元器件

11、選擇的計(jì)算方法或者理由，利用提供的實(shí)驗(yàn)板焊接元器件。</p><p>　　軟件設(shè)計(jì)：首先提出軟件的功能需求，然后進(jìn)行軟件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，再畫出主要功能模塊的軟件框圖。</p><p><b>　　程序編寫和調(diào)試。</b></p><p><b>　　設(shè)計(jì)小結(jié)。</b></p><p>　　報(bào)告中硬件原理

12、于用Protel畫出，軟件框圖和程序流程圖用Visio畫出。</p><p><b>　　第 二 部 分</b></p><p><b>　　課</b></p><p><b>　　程</b></p><p><b>　　設(shè)</b></p>

13、<p><b>　　計(jì)</b></p><p><b>　　報(bào)</b></p><p><b>　　告</b></p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　第一章 簡介…………………………………………………………………（

14、8-11）</p><p>　　1．1 引言……………………………………………………………………… (8)</p><p>　　1．2 雙軸傾角傳感器SCA100t簡介…………………………………………（8）</p><p>　　1．3 SCA100t工作原理…………………………………………………… （8-9）</p><p>　　1．4 ST

15、C89C51單片機(jī)簡介……………………………………………… （9-11）</p><p>　　第二章 設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求………………………………………………………（12）</p><p>　　2．1 設(shè)計(jì)內(nèi)容……………………………………………………………… （12）</p><p>　　2．2 設(shè)計(jì)要求……………………………………………………………… （12）</

16、p><p>　　第三章 總體設(shè)計(jì)方案及原理框圖……………………………………… （13-15）</p><p>　　3．1 原理框圖……………………………………………………………… （13）</p><p>　　3．2 總體設(shè)計(jì)方案……………………………………………………… （13-15）</p><p>　　第四章 硬件設(shè)計(jì)……………………………

17、…………………………… （16-18）</p><p>　　4．1 傳感器硬件電路……………………………………………………… （16）</p><p>　　4．2 液晶顯示器硬件電路……………………………………………… （16-17）</p><p>　　4．3 通信接口硬件電路…………………………………………………… （17）</p><p&

18、gt;　　4．4 報(bào)警電路…………………………………………………………… （17-18）</p><p>　　4．5 總硬件原理圖………………………………………………………… （18）</p><p>　　第五章 軟件設(shè)計(jì)………………………………………………………… （19-24）</p><p>　　5．1 軟件的功能需求……………………………………………………

19、… （19）</p><p>　　5．2 各部分程序框圖…………………………………………………… （19-24）</p><p>　　第六章 程序編寫……………………………………………………………… （25）</p><p>　　6．1 程序編寫中遇到的問題及解決辦法…………………………………… （25）</p><p>　　第七章 結(jié)果

20、調(diào)試…………………………………………………………………（26）</p><p>　　第八章 設(shè)計(jì)小結(jié)…………………………………………………………………（27）</p><p>　　第九章 參考文獻(xiàn)…………………………………………………………………（28）</p><p>　　附　錄 器件清單全部程序和實(shí)物圖片…………………………………… （30-41）</p&

21、gt;<p><b>　　第一章 簡 介</b></p><p><b>　　1.1 引言</b></p><p>　　隨著市場(chǎng)需求和科技的發(fā)展，人們對(duì)工程、機(jī)械、航空、航海設(shè)備的可靠性和穩(wěn)定性提出了更高的要求，其中姿態(tài)測(cè)量是一項(xiàng)重要的指標(biāo)。傾角傳感器是測(cè)量關(guān)于某一基準(zhǔn)面的傾斜角或者是姿態(tài)的裝置。目前，市場(chǎng)上已有單軸、雙軸、三軸的傾

22、角傳感器，但大多都價(jià)格昂貴或者體積較大。本文提出以雙軸傳感器SCA100t和STC89C51單片機(jī)實(shí)現(xiàn)的設(shè)計(jì)，可大大降低系統(tǒng)成本，不但可以構(gòu)成一個(gè)單獨(dú)的數(shù)字輸出傳感器，也可以作為一個(gè)測(cè)量模塊，嵌入到測(cè)量控制系統(tǒng)中，廣泛應(yīng)用于機(jī)器人控制、平臺(tái)姿態(tài)(俯仰和滾轉(zhuǎn))測(cè)量、雙軸加速度測(cè)量等系統(tǒng)中。</p><p>　　1.2 雙軸傾角傳感器SCA100t簡介</p><p>　　SCA100T傾角傳

23、感器是芬蘭 VTI公司 2005年最新推出的, 利用MEMS技術(shù)開發(fā)生產(chǎn)的高精度的雙軸傾角傳感器 , 體積小重量輕僅1.2克。</p><p>　　MEMS（Micro electro mechanical system）是二十一世紀(jì)的前沿技術(shù)，采用MEMS技術(shù)可以在硅芯片上加工出完整的徽型電子機(jī)械系統(tǒng),包含了微型傳感器、微型機(jī)械結(jié)構(gòu)、以及信號(hào)處理和控制電路、通訊接口等于一體的微型器件, 把信息系統(tǒng)的微型化、多功

24、能化、 智能化和可靠性水平提高到新的高度 。</p><p>　　該芯片的引腳圖及（圖1-1）說明如下：</p><p>　　圖1-1 芯片引腳圖</p><p>　　1.3 SCA100t工作原理</p><p>　　該器件內(nèi)部包含了一個(gè)硅敏感微電容傳感器，測(cè)量芯片在X和Y方向的加速度以及一個(gè)專用ASIC集成電路, ASIC電路集成了EEP

25、ROM存儲(chǔ)器、信號(hào)放大器、AD轉(zhuǎn)換器、溫度傳感器和SPI串行通信接口,組成了一個(gè)完整的數(shù)字化傳感器。有±30o和±90o兩種量程 ,其主要原理如下：</p><p>　　圖1-2 工作原理圖</p><p>　　圖中g(shù)代表重力加速度，x和y分別代表雙軸的重力加速度，a和b分別代表雙軸上的重力加速度與水平的夾角；芯片內(nèi)部通過對(duì)x，y，g以及合成量的測(cè)量，再將信號(hào)通過一定

26、得集成電路，將輸出量與角度線性化、數(shù)字化，這樣得出的輸出量就為隨傾角變化的分量。</p><p>　　其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖1-3所示：</p><p>　　圖 1-4 芯片內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　分析內(nèi)部結(jié)構(gòu)可知SCA100t輸出有兩種形式，即模擬量與數(shù)字量，且：</p><p>　　模擬輸出到角度的轉(zhuǎn)化公式為：α= arcsin [(Vo

27、ut-offset)/Sensitivity]</p><p>　　其中Vout為芯片輸出的電壓（OUT_1、OUT_2輸出X、Y軸角度對(duì)應(yīng)電壓），offset是0°是輸出電壓（2.5V），Sensitivity是芯片靈敏度（SCA100t-D01為4V/g，SCA100t-D02為2V/g）；</p><p>　　數(shù)字輸出到角度轉(zhuǎn)化公式為：α= arcsin[（Dout -Do

28、ut@0°）/ Sensitivity]</p><p>　　其中Dout為X或Y通道的數(shù)字輸出量，Dout@0°為0°時(shí)X或Y通道的數(shù)字輸出量，Sensitivity為芯片靈敏度（SCA100t-D01為1638LSB/g，SCA100t-D02為819LSB/g）。</p><p>　　1.4 STC89C51單片機(jī)簡介</p><p&

29、gt;　　1.4.1 STC89C51系列單片機(jī)的主要性能特點(diǎn)</p><p>　　STC89C51系列單片機(jī)是宏晶科技推出的新一代超強(qiáng)抗干擾、高速、低功耗的單片機(jī)，指令代碼與傳統(tǒng)8051單片機(jī)完全兼容。</p><p>　　MCS－51的主要特點(diǎn)為：</p><p><b>　　◆CPU為8位；</b></p><p>

30、;　　◆片內(nèi)帶振蕩器，頻率范圍為1.2~12MHz；</p><p>　　◆片內(nèi)帶128字節(jié)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器；（RAM）</p><p>　　◆片內(nèi)帶4KB的Flash程序存儲(chǔ)器；（ROM）</p><p>　　◆程序存儲(chǔ)器的尋址空間為64KB；（需要擴(kuò)展ROM）</p><p>　　◆片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的尋址空間為64KB；（需要擴(kuò)展RAM）<

31、;/p><p>　　◆128位（16字節(jié)）用戶位尋址空間；（在128個(gè)字節(jié)中）</p><p>　　◆18個(gè)字節(jié)特殊功能寄存器SFR（MCS—52子系列為21個(gè)）；</p><p>　　◆4個(gè)8位的并行I/O接口：P0、P1、P2、P3；</p><p>　　◆2個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T0、T1；（MCS-52子系列為3個(gè)，T2）</p&g

32、t;<p>　　◆2個(gè)優(yōu)先級(jí)別的5個(gè)中斷源；（高、低2個(gè)）</p><p>　　◆1個(gè)全雙工的串行I/O接口，可多機(jī)通信；</p><p>　　◆片內(nèi)采用單總線結(jié)構(gòu)；</p><p>　　◆有較強(qiáng)的位處理能力；</p><p>　　1.4.2 MCS-51系列單片機(jī)的基本組成</p><p><b&

33、gt;　　圖1-5 管腳圖</b></p><p>　　AT89C51與51系列中各種型號(hào)芯片的引腳互相兼容。目前多采用40只引腳雙列直插，如圖2-2所示。</p><p>　　引腳按其功能可分為如下3類： </p><p>　　電源及時(shí)鐘引腳——VCC、VSS；XTAL1、XTAL2；</p><p>　　控制引腳——、、、和；

34、</p><p>　　I/O口引腳——P0、P1、P2、P3，為4個(gè)8位I/O口。</p><p>　　第二章 設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求</p><p><b>　　2.1 設(shè)計(jì)內(nèi)容</b></p><p>　　利用SCA100t-D01傾斜角傳感器作為測(cè)量元件，設(shè)計(jì)一個(gè)傾斜姿態(tài)測(cè)量儀</p><p>&l

35、t;b>　　2.2 設(shè)計(jì)要求</b></p><p>　　該傾斜姿態(tài)測(cè)量儀需具有以下功能：</p><p>　　1．測(cè)量范圍為-30°～30°。</p><p>　　2．精度為0.001°。</p><p><b>　　3．誤差為°。</b></p>

36、<p>　　4．雙行LCD液晶顯示。</p><p>　　5．可以設(shè)置上下報(bào)警溫度，當(dāng)溫度不在設(shè)置范圍內(nèi)時(shí)，可以報(bào)警。</p><p>　　6．具有RS232通信接口。</p><p>　　第三章 設(shè)計(jì)總體方案及原理框圖</p><p><b>　　3.1 原理框圖</b></p><p&

37、gt;　　本課題設(shè)計(jì)原理框圖如下圖（圖3-1）：</p><p><b>　　圖3-1原理框圖</b></p><p>　　該車體傾斜姿態(tài)測(cè)量儀原理框圖主要由傳感器、信號(hào)調(diào)理電路、AD轉(zhuǎn)換器、單片機(jī)、液晶顯示器、報(bào)警電路等組成；通過傳感器感應(yīng)被測(cè)物體角度的變化，然后經(jīng)過處理后，由AD轉(zhuǎn)換器將模擬量轉(zhuǎn)換為單片機(jī)能處理的數(shù)字量，然后由單片機(jī)輸出信號(hào)控制顯示、報(bào)警等。<

38、;/p><p><b>　　3.2 設(shè)計(jì)方案</b></p><p><b>　　3.2.1方案一</b></p><p><b>　?。?）傳感器選用</b></p><p>　　本方案中選用的傳感器是SCA100t-D02,引腳圖見圖3-2, 此芯片能測(cè)量的角度范圍為-90&#

39、176;~+90°,數(shù)字靈敏度為819LSB/g，模擬輸出靈敏度為2V/g,可采用模擬輸出或數(shù)字輸出均可，為簡化電路、減少外加AD轉(zhuǎn)換器帶來的花費(fèi)，最優(yōu)采用數(shù)字輸出的方式。</p><p>　　圖3-2 SCA100t-D02引腳圖</p><p>　?。?）液晶顯示器選用</p><p>　　本方案中選用的液晶顯示器的型號(hào)是1602，引腳圖見圖3-3，L

40、CD1602顯示器有20個(gè)引腳，能夠雙行顯示20為字符，本方案的思想是顯示器的兩行分別顯示傳感器的X和Y軸對(duì)應(yīng)角度；當(dāng)角度超過20°時(shí)，在對(duì)應(yīng)角度后面顯示‘DANGER?。?！’字符，警示傾斜角度過大。</p><p>　　圖3-3 LCD1602引腳圖</p><p><b>　?。?）單片機(jī)選用</b></p><p>　　單片機(jī)選

41、用的是STC89C51系列，具體資料參見1.4節(jié)STC89C51簡介。</p><p><b>　?。?）通信協(xié)議</b></p><p>　　本方案中的通信接口采用的是MAX232，引腳圖見圖3-4，通過此通信接口可實(shí)現(xiàn)單片機(jī)與上位機(jī)PC的通信；程序的燒錄也是通過通信接口實(shí)現(xiàn)的。</p><p>　　圖3-4 MAX232引腳圖</p&

42、gt;<p><b>　?。?）報(bào)警電路</b></p><p>　　根據(jù)設(shè)計(jì)要求，即，當(dāng)傾斜角度超過20°時(shí)，要報(bào)警；本方案中的報(bào)警思想是：傾斜角超過20°時(shí)，通過I/O口發(fā)出控制信號(hào)，控制LED發(fā)光和蜂鳴器發(fā)生模擬報(bào)警。如圖3-5，</p><p><b>　　圖3-5 報(bào)警電路</b></p>

43、<p><b>　　3.2.3 方案二</b></p><p>　　方案二與方案一的不同之處在于傳感器的選用和報(bào)警電路的改進(jìn)：</p><p><b>　?。?）傳感器的選用</b></p><p>　　本方案中選用的傳感器是SCA100t-D01,引腳圖見圖3-6, 此芯片能測(cè)量的角度范圍為-30°

44、~+30°,數(shù)字靈敏度為1638LSB/g，模擬輸出靈敏度為4V/g,可采用模擬輸出或數(shù)字輸出均可，為簡化電路、減少外加AD轉(zhuǎn)換器帶來的花費(fèi)，最優(yōu)采用數(shù)字輸出的方式。</p><p>　　圖3-6 SCA100t-D01引腳圖</p><p><b>　　（2）報(bào)警電路</b></p><p>　　在方案一報(bào)警電路中，外部會(huì)通過接口向

45、單片機(jī)內(nèi)部輸入一定量的電流，長時(shí)間工作會(huì)給單片機(jī)帶來危害，因此改為圖3-7的形式，此時(shí)外部電路就沒有電流輸入單片機(jī)。</p><p><b>　　圖3-7 報(bào)警電路</b></p><p>　　3.2.4 最終方案選擇</p><p>　　通過比較兩個(gè)方案的優(yōu)缺點(diǎn)，最終選用的是方案二。</p><p><b>

46、　　第四章 硬件設(shè)計(jì)</b></p><p>　　4.1 傳感器硬件電路</p><p>　　傳感器與單片機(jī)的連接如圖4-1</p><p>　　圖4-1 傳感器與單片機(jī)連接圖</p><p>　　傳感器選用傾斜角傳感器SCA100T-D02，按照?qǐng)D3-2連接，此時(shí)傳感器輸出量為數(shù)字量，數(shù)字輸出到角度轉(zhuǎn)化公式為：α= arcsin

47、[（Dout -Dout@0°）/ Sensitivity]</p><p>　　其中Dout為X或Y通道的數(shù)字輸出量，Dout@0°為0°時(shí)X或Y通道的數(shù)字輸出量，Sensitivity芯片靈敏度為1638LSB/g。</p><p>　　4.2 液晶顯示器硬件電路</p><p>　　LCD1602顯示器與單片機(jī)的連接如圖4-2&l

48、t;/p><p>　　圖4-2 顯示器與單片機(jī)連接圖</p><p>　　LCD1602液晶模塊內(nèi)部的字符發(fā)生器（CGROM）已經(jīng)存儲(chǔ)了160個(gè)不同的點(diǎn)陣字符圖形，這些字符有：阿拉伯?dāng)?shù)字、英文字母的大小寫、常用的符號(hào)和日文假名等，每一個(gè)字符都有一定的代碼，比如大寫字母‘A’的代碼是01000001（41H），顯示時(shí)模塊把地址41H中的點(diǎn)陣字符圖形顯示出來，我們就可以看到‘A’。因此，傳感器測(cè)得

49、的傾斜角經(jīng)過單片機(jī)軟件處理程序處理后，通過P0口輸出即可顯示。</p><p>　　4.3 通信接口硬件電路</p><p>　　通信接口與單片機(jī)的連接如圖4-3</p><p>　　圖4-3 MAX232與單片機(jī)連接圖</p><p>　　如圖4-3，MAX232的R1OUT、T1IN分別與單片機(jī)的RXD、TXD相連，然后MAX232的T1

50、OUT、R1IN分別與PC機(jī)的TXD、RXD相連，這樣單片機(jī)就可以通過MAX232實(shí)現(xiàn)與PC機(jī)的數(shù)據(jù)傳輸。</p><p><b>　　4.4 報(bào)警電路</b></p><p><b>　　報(bào)警電路如圖4-4</b></p><p><b>　　圖4-4 報(bào)警電路</b></p><

51、;p><b>　　R1、R2的選擇</b></p><p>　　當(dāng)通過LED的電流為3~5mA時(shí)，LED就可以發(fā)光；忽略LED的內(nèi)阻，分析計(jì)算得：R1（R2）=5V/5mA=1000=1K</p><p><b>　　蜂鳴器外圍電路設(shè)計(jì)</b></p><p>　　如圖所示，當(dāng)三極管8550基極電壓為0時(shí)，三極管工作

52、，蜂鳴器就可以發(fā) </p><p>　　聲，R3、R4均為限流作用，同時(shí)也與電容一起起到保護(hù)電路的作用。</p><p>　　4.5 總硬件原理圖</p><p>　　綜合前幾節(jié)的分析可得設(shè)計(jì)的總體硬件原理圖，如圖4-5</p><p>　　圖4-5 總體硬件原理圖</p><p><b>　　第五章 軟件設(shè)

53、計(jì)</b></p><p>　　5.1 軟件的功能需求</p><p>　　因?yàn)樗捎玫膫鞲衅魇侵苯虞敵鰯?shù)字量的，所以程序的編寫就變的簡單了。不需要進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換了。而且因?yàn)閭鞲衅鬏敵龅臅r(shí)間和單片機(jī)處理的速度很匹配所以我們也沒有進(jìn)行中斷處理。采用的是查詢的方式。</p><p>　　軟件的功能主要包括：（1）能在LCD上面顯示傳感器傳出的角度。</

54、p><p>　?。?）判斷值是否在報(bào)警范圍內(nèi)從而做出不同的判斷。</p><p>　　（3）能進(jìn)行串口通信。</p><p>　　5.2 各部分程序框圖</p><p>　　圖5-1 總體軟件原理框圖</p><p>　　圖5-2 LCD顯示子程序</p><p>　　圖5-3 傾斜角采集框圖<

55、;/p><p>　　圖5-4 報(bào)警程序框圖</p><p>　　圖5-5 通信程序框圖</p><p><b>　　第六章 程序編寫</b></p><p>　　6.1 程序編寫中遇到的問題及解決辦法</p><p>　　程序的編寫中遇到了很多問題，很多問題都能解決。因?yàn)槲覀兌加幸欢ǖ模谜Z言的編程能力

56、，所以語法上面的問題沒有。有的都是邏輯上面的錯(cuò)誤。第一個(gè)遇到的問題就是標(biāo)準(zhǔn)問題，在處理數(shù)據(jù)的時(shí)候我們需要用到三角函數(shù)，我們剛開始用習(xí)慣上面的表達(dá)方式，后來老是出錯(cuò)。在同學(xué)的幫助下面我們到Ｃ５１的安裝文件夾下面找到了函數(shù)表達(dá)式的標(biāo)準(zhǔn)表達(dá)方式，解決了問題。</p><p>　　我們遇到的最大的問題就是在編寫通信的時(shí)候遇到的問題，在那邊卡了三天。后來在黃老師和唐老師的幫助下我們從邏輯順序入手，本來我們是用一直在發(fā)送，根

57、據(jù)標(biāo)志位的狀態(tài)決定程序的執(zhí)行順序，但是實(shí)際使用的時(shí)候發(fā)現(xiàn)這樣的話會(huì)出現(xiàn)顯示器無法顯示角度的情況，后來從結(jié)構(gòu)上面和邏輯上面考慮發(fā)現(xiàn)我們少了判斷，就是判斷通信的標(biāo)志位的狀態(tài)，所以出現(xiàn)了數(shù)據(jù)只在保持通信的情況下面才會(huì)讀取，但是在不需要通信的時(shí)候就不能正常讀取數(shù)據(jù)。發(fā)現(xiàn)問題以后解決就好辦了，只需要在通信程序前面加一個(gè)判斷就可以了，在正常通信的情況下面應(yīng)該怎么辦，在不需要通信的情況下應(yīng)該怎么辦。</p><p>　　還有一

58、個(gè)問題就是顯示的時(shí)候遇到的問題，在顯示數(shù)據(jù)的時(shí)候是好的，但是我們有報(bào)警功能，在報(bào)警的時(shí)候屏幕上面會(huì)出現(xiàn)“ＤＡＮＧＥＲ！”字樣，剛開始的時(shí)候字母能出現(xiàn)，但是當(dāng)不需要報(bào)警的時(shí)候字母就不消失了，后來發(fā)現(xiàn)也是判斷上面出了問題，就是我們少了判斷在不需要報(bào)警的情況下面應(yīng)該怎么辦的語句，把語句加上以后問題就解決了。</p><p><b>　　第七章 結(jié)果調(diào)試</b></p><p&g

59、t;　　因?yàn)槲覀冇布厦孀龅墓ぷ鞅容^足，所以硬件上面沒什么大問題，主要的硬件的問題是報(bào)警電路那邊的，當(dāng)時(shí)從安全角度考慮用了反相器，但是實(shí)際使用的時(shí)候發(fā)現(xiàn)反相器的輸出電壓很小，不足以帶動(dòng)ＬＥＤ燈和蜂鳴器。后來直接把反相器去掉了，這樣既簡化了電路還實(shí)現(xiàn)了需要的功能。</p><p>　　剩下的問題就是軟件上面的問題了，而且軟件上面的問題都是邏輯上面的錯(cuò)誤。解決這些錯(cuò)誤的時(shí)候我們采用了“排除法”，先是把每個(gè)小程序編好，

60、然后進(jìn)行整合，這樣錯(cuò)誤容易檢查出來。當(dāng)子程序都整合好以后再出現(xiàn)問題以后我們可以根據(jù)相對(duì)應(yīng)的問題很快定位到軟件中那部分的問題，然后采用隔離部分語句的辦法查問題，發(fā)現(xiàn)這樣查問題又快又準(zhǔn)。</p><p><b>　　第八章 設(shè)計(jì)小結(jié)</b></p><p>　　為期三周的課程設(shè)計(jì)結(jié)束了，在這次課程設(shè)計(jì)中我學(xué)到了很多。</p><p>　　設(shè)計(jì)一個(gè)產(chǎn)

61、品必須按部就班的來，從硬件的設(shè)計(jì)、選擇到組合，然后到軟件的編寫和最后的調(diào)試，一部都不可以馬虎。在課程設(shè)計(jì)的過程中我們遇到了很多問題就像前面軟件部分所說的那樣，每個(gè)人都想一步成功，可惜這個(gè)概率很小。在做的過程中我們同樣遇到了很多的問題，有的問題，比如通信的問題，我們還費(fèi)了大力氣去解決。解決的過程是痛苦的，但是結(jié)果是喜悅的。每次看到問題解決以后我們的心中都很高興，同時(shí)在解決問題的過程中我們還學(xué)到了很多。比如對(duì)于軟件的編寫采用先部分再整體的辦

62、法會(huì)使效率更高些，排除問題的時(shí)候用隔離法會(huì)跟快些。</p><p>　　我們組的課程設(shè)計(jì)在我們四個(gè)人的努力下面提前兩天完成了，這個(gè)與我們每個(gè)人都出力是分不開的。</p><p>　　在做課程設(shè)計(jì)的時(shí)候還要感謝兩位老師的幫助，有了他們的幫助我們找問題的時(shí)候能更快更準(zhǔn)。</p><p>　　當(dāng)然收獲也是很大的，比如在這次課程設(shè)計(jì)之前我根本不知道蜂鳴器有有源和無源之分，在

63、這次設(shè)計(jì)中我們遇到蜂鳴器的問題，在解決的過程中知道了蜂鳴器還有有源和無源之分。</p><p>　　在選擇電阻的問題上面也擺脫了以前靠瞎說，靠老師給數(shù)據(jù)的境況，比如在選擇LED燈的配套電阻上面，我們根據(jù)電源大小和二極管的通過電流算出來電阻應(yīng)該用四百歐姆左右的，我相信以后再遇到這種問題我都能解決了。</p><p><b>　　第九章 參考文獻(xiàn)</b></p>

64、;<p>　　程德福、林君、智能儀器、２００９、機(jī)械工業(yè)出版社</p><p>　　張毅剛、單片機(jī)原理及應(yīng)用、２０１０、高等教育出版社</p><p><b>　　第 三 部 分</b></p><p><b>　　附</b></p><p><b>　　錄</b>

65、;</p><p><b>　　附　　錄</b></p><p><b>　　附錄一：元器件清單</b></p><p>　　STC11F16XE單片機(jī)　　?。眰€(gè)</p><p>　　MAX232串行接口　?。眰€(gè)</p><p>　　SCA100t-D01傾斜角

66、傳感器?。眰€(gè)</p><p>　　LCD1602液晶顯示器?。眰€(gè)</p><p>　　蜂鳴器　　　　　　　　　　　　1個(gè)</p><p>　　LED發(fā)光二極管　　　　　　　　2個(gè)</p><p>　　三極管8550　　　　　　　　　 1個(gè)</p><p>　　1K電阻　　　　　　　　　　　　3個(gè)</p&

67、gt;<p>　　10K電阻　　　　　　　　　　　2個(gè)</p><p>　　470電阻　　　　　　　　　　　1個(gè)</p><p>　　10K滑動(dòng)變阻器　　　　　　　　1個(gè)</p><p>　　0.1uF電容　　　　　　　　　　6個(gè)</p><p>　　30pF電容　　2個(gè)</p><p>　　1

68、0uF電解電容　2個(gè)</p><p>　　12MHz晶振　1個(gè)</p><p><b>　　附錄二：完整程序</b></p><p>　　#include<reg52.h> //包含頭文件，一般情況不需要改動(dòng)，頭文件包含特殊功能寄存器的定義</p><p>　　#include<i

69、ntrins.h></p><p>　　#include<math.h></p><p>　　#include<stdio.h></p><p>　　#include<absacc.h></p><p>　　#include<ctype.h></p><p>　　#

70、include<stdlib.h></p><p>　　#define RS_CLR RS=0 </p><p>　　#define RS_SET RS=1</p><p>　　#define RW_CLR RW=0 </p><p>　　#define RW_SET RW=1 </p><p>　　#de

71、fine EN_CLR EN=0</p><p>　　#define EN_SET EN=1</p><p>　　#define DataPort P0</p><p>　　#define MEAS 0x00 //測(cè)量模式</p><p>　　#define RWTR 0x08 //讀寫溫度數(shù)據(jù)寄存器</p><p>

72、　　#define STX 0x0E //x通道自檢</p><p>　　#define STY 0x0F //Y通道自檢</p><p>　　#define RDAX 0x10 //讀Ｘ通道加速度值</p><p>　　#define RDAY 0x11 //讀Ｙ通道加速度值</p><p>　　sbit RS = P2^4; //

73、定義端口 </p><p>　　sbit RW = P2^5;</p><p>　　sbit EN = P2^6;</p><p>　　sbit SPK=P2^0;</p><p>　　sbit SCK=P1^7; </p><p>　　sbit MISO=P1^6;</p><p>　　sb

74、it MOSI=P1^5;</p><p>　　sbit CSB=P1^4;</p><p>　　unsigned char frq; </p><p>　　sbit P0_0 = P0^0;</p><p>　　sbit P0_1 = P0^1;</p><p>　　sbit P0_2 = P0^2;</p&g

75、t;<p>　　sbit P0_3 = P0^3;</p><p>　　sbit P0_4 = P0^4;</p><p>　　sbit P0_5 = P0^5;</p><p>　　sbit P0_6 = P0^6;</p><p>　　sbit P0_7 = P0^7;</p><p>　　sbit

76、P1_0 = P1^0;</p><p>　　sbit P1_1 = P1^1;</p><p>　　sbit P1_2 = P1^2;</p><p>　　sbit P1_3 = P1^3;</p><p>　　sbit P1_4 = P1^4;</p><p>　　sbit P1_5 = P1^5;</p&g

77、t;<p>　　sbit P1_6 = P1^6;</p><p>　　sbit P1_7 = P1^7;</p><p>　　sbit P2_0 = P2^0;</p><p>　　sbit P2_1 = P2^1;</p><p>　　sbit P2_2 = P2^2;</p><p>　　sbit

78、P2_3 = P2^3;</p><p>　　sbit P2_4 = P2^4;</p><p>　　sbit P2_5 = P2^5;</p><p>　　sbit P2_6 = P2^6;</p><p>　　sbit P2_7 = P2^7;</p><p>　　sbit P3_0 = P3^0;</p&g

79、t;<p>　　sbit P3_1 = P3^1;</p><p>　　sbit P3_2 = P3^2;</p><p>　　sbit P3_3 = P3^3;</p><p>　　sbit P3_4 = P3^4;</p><p>　　sbit P3_5 = P3^5;</p><p>　　sbit

80、P3_6 = P3^6;</p><p>　　sbit P3_7 = P3^7; </p><p>　　unsigned int SPI_ReadBits(unsigned char n );</p><p>　　void SPI_WriteByte( unsigned char wdata );</p><p>　　void SPI_Sta

81、rt(void);</p><p>　　void SPI_Stop(void);</p><p>　　void SPI_Reset(void);</p><p>　　void SPI_Delay(unsigned char);</p><p>　　unsigned int SPI_GetX( void );</p><p&

82、gt;　　unsigned int SPI_GetY( void );</p><p>　　void SPI_Init( void );</p><p>　　void SPI_Stop( void )</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　SCK = 0;</b><

83、;/p><p>　　CSB = 1; </p><p>　　SPI_Delay(10);</p><p><b>　　}</b></p><p>　　void SPI_Reset(void)</p><p><b>　　{</b></p><p>　

84、　SPI_Stop();</p><p><b>　　}</b></p><p>　　void SPI_Delay(unsigned char n)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　while(n--);</p><p><b>　　}&

85、lt;/b></p><p>　　void SPI_Start(void)</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　SCK = 0;</b></p><p><b>　　CSB = 0;</b></p><p>　　SP

86、I_Delay(10);</p><p><b>　　}</b></p><p>　　//主機(jī)寫一個(gè)BYTE到器件</p><p>　　//最終狀態(tài):CLK　=　LOW</p><p>　　void SPI_WriteByte( unsigned char wdata )</p><p><

87、b>　　{</b></p><p>　　unsigned char i;</p><p>　　for( i = 0 ; i < 8 ; ++i )</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　SCK = 0;</b></p><p&

88、gt;　　SPI_Delay(10);</p><p>　　MOSI = wdata & 0x80;</p><p>　　wdata = wdata << 1;</p><p>　　SPI_Delay(10);</p><p><b>　　SCK = 1;</b></p><p&g

89、t;　　SPI_Delay(10);</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　SCK = 0;</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　//主機(jī)讀入N個(gè)比特</p><p>　　//n 限制為16及

90、其以下</p><p>　　//結(jié)束狀態(tài)　CLK　=　0</p><p>　　unsigned int SPI_ReadBits( unsigned char n )</p><p><b>　　{</b></p><p>　　unsigned int rtemp,i;</p><p><b

91、>　　MISO = 1;</b></p><p>　　for( i = 0 ; i < n ; ++i )</p><p><b>　　{</b></p><p>　　rtemp <<= 1 ;</p><p>　　SPI_Delay(10);</p><p&

92、gt;　　if( MISO == 1 ){</p><p>　　rtemp |= 0x0001;</p><p><b>　　}else{</b></p><p>　　rtemp &= 0xFFFE;</p><p><b>　　}</b></p><p><b

93、>　　SCK = 1;</b></p><p>　　SPI_Delay(10);</p><p><b>　　SCK = 0;</b></p><p>　　SPI_Delay(10);</p><p><b>　　}</b></p><p>　　return

94、 rtemp;</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　//讀X方向角度</b></p><p>　　unsigned int SPI_GetX( void )</p><p><b>　　{</b></p><p>　　un

95、signed int result;</p><p>　　SPI_Start();</p><p>　　SPI_WriteByte( RDAX );</p><p>　　result = SPI_ReadBits(11);</p><p>　　SPI_Stop();</p><p>　　return result;&l

96、t;/p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　//讀Y方向角度</b></p><p>　　unsigned int SPI_GetY( void )</p><p><b>　　{</b></p><p>　　unsigned in

97、t result;</p><p>　　SPI_Start();</p><p>　　SPI_WriteByte( RDAY );</p><p>　　result = SPI_ReadBits(11);</p><p>　　SPI_Stop();</p><p>　　return result;</p>

98、<p><b>　　}</b></p><p><b>　　//SPI測(cè)量模式</b></p><p>　　void SPI_Init( void )</p><p><b>　　{</b></p><p>　　SPI_Start();</p><

99、;p>　　SPI_WriteByte( MEAS );</p><p>　　SPI_Stop();</p><p><b>　　}</b></p><p>　　unsigned char code C[]={'0','1','2','3','4','5

100、','6','7','8','9'};</p><p>　　/*------------------------------------------------</p><p>　　uS延時(shí)函數(shù)，含有輸入?yún)?shù) unsigned char t，無返回值</p><p>　　unsigned cha

101、r 是定義無符號(hào)字符變量，其值的范圍是</p><p>　　0~255 這里使用晶振12M，精確延時(shí)請(qǐng)使用匯編,大致延時(shí)</p><p>　　長度如下 T=tx2+5 uS </p><p>　　------------------------------------------------*/</p><p>　　void DelayUs2

102、x(unsigned char t)</p><p><b>　　{ </b></p><p>　　while(--t);</p><p><b>　　}</b></p><p>　　/*------------------------------------------------</p

103、><p>　　mS延時(shí)函數(shù)，含有輸入?yún)?shù) unsigned char t，無返回值</p><p>　　unsigned char 是定義無符號(hào)字符變量，其值的范圍是</p><p>　　0~255 這里使用晶振12M，精確延時(shí)請(qǐng)使用匯編</p><p>　　--------------------------------------------

104、----*/</p><p>　　void DelayMs(unsigned char t)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　while(t--)</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　//大致延時(shí)1mS&l

105、t;/b></p><p>　　DelayUs2x(245);</p><p>　　DelayUs2x(245);</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　/*-------------------------

106、-----------------------</p><p><b>　　判忙函數(shù)</b></p><p>　　------------------------------------------------*/</p><p>　　bit LCD_Check_Busy(void) </p><p><b>

107、　　{ </b></p><p>　　DataPort= 0xFF; </p><p><b>　　RS_CLR; </b></p><p><b>　　RW_SET; </b></p><p><b>　　EN_CLR; </b></p><p

108、><b>　　_nop_(); </b></p><p><b>　　EN_SET;</b></p><p>　　return (bit)(DataPort & 0x80);</p><p><b>　　}</b></p><p>　　/*------------

109、------------------------------------</p><p><b>　　寫入命令函數(shù)</b></p><p>　　------------------------------------------------*/</p><p>　　void LCD_Write_Com(unsigned char com) &l

110、t;/p><p><b>　　{ </b></p><p>　　while(LCD_Check_Busy()); //忙則等待</p><p><b>　　RS_CLR; </b></p><p><b>　　RW_CLR; </b></p><p>&l

111、t;b>　　EN_SET; </b></p><p>　　DataPort= com; </p><p><b>　　_nop_(); </b></p><p><b>　　EN_CLR;</b></p><p><b>　　}</b></p>

112、<p>　　/*------------------------------------------------</p><p><b>　　寫入數(shù)據(jù)函數(shù)</b></p><p>　　------------------------------------------------*/</p><p>　　void LCD_Write_

113、Data(unsigned char Data) </p><p><b>　　{ </b></p><p>　　while(LCD_Check_Busy()); //忙則等待</p><p><b>　　RS_SET; </b></p><p><b>　　RW_CLR; </b&

114、gt;</p><p><b>　　EN_SET; </b></p><p>　　DataPort= Data; </p><p><b>　　_nop_();</b></p><p><b>　　EN_CLR;</b></p><p><b>

115、;　　}</b></p><p>　　/*------------------------------------------------</p><p><b>　　清屏函數(shù)</b></p><p>　　------------------------------------------------*/</p>&l

116、t;p>　　void LCD_Clear(void) </p><p><b>　　{ </b></p><p>　　LCD_Write_Com(0x01); </p><p>　　DelayMs(5);</p><p><b>　　}</b></p><p>　　/*

117、------------------------------------------------</p><p><b>　　寫入字符串函數(shù)</b></p><p>　　------------------------------------------------*/</p><p>　　void LCD_Write_String(unsig

118、ned char x,unsigned char y,unsigned char *s) </p><p><b>　　{ </b></p><p>　　if (y == 0) </p><p><b>　　{ </b></p><p>　　LCD_Write_Com(0x80 +

119、x); //表示第一行</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　else </b></p><p><b>　　{ </b></p><p>　　LCD_Write_Com(0xC0 + x); //表示第二行</p

120、><p><b>　　} </b></p><p>　　while (*s) </p><p><b>　　{ </b></p><p>　　LCD_Write_Data( *s); </p><p>　　s ++; </p>

121、<p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　/*------------------------------------------------</p><p><b>　　寫入字符函數(shù)</b></p><p>　　--

122、----------------------------------------------*/</p><p>　　void LCD_Write_Char(unsigned char x,unsigned char y,unsigned char Data) </p><p><b>　　{ </b></p><p>　　if (y

123、== 0) </p><p><b>　　{ </b></p><p>　　LCD_Write_Com(0x80 + x); </p><p><b>　　} </b></p><p><b>　　else </b></p><p>

124、;<b>　　{ </b></p><p>　　LCD_Write_Com(0xC0 + x); </p><p><b>　　} </b></p><p>　　LCD_Write_Data( Data); </p><p><b>　　}</b>

125、</p><p>　　/*------------------------------------------------</p><p><b>　　角度轉(zhuǎn)化函數(shù)</b></p><p>　　------------------------------------------------*/</p><p>　　flo

126、at angle_transfer( double result)</p><p>　　{ double angle,f;</p><p>　　f=asin((result-1024)/1638);</p><p>　　angle=f*180/3.14;</p><p>　　return(angle);</p><p>

127、;<b>　　}</b></p><p>　　/*------------------------------------------------</p><p><b>　　初始化函數(shù)</b></p><p>　　------------------------------------------------*/<

128、/p><p>　　void LCD_Init(void) </p><p><b>　　{</b></p><p>　　LCD_Write_Com(0x38); /*顯示模式設(shè)置*/ </p><p>　　DelayMs(5); </p><p>　　LCD_Write_Com(0x38); &

129、lt;/p><p>　　DelayMs(5); </p><p>　　LCD_Write_Com(0x38); </p><p>　　DelayMs(5); </p><p>　　LCD_Write_Com(0x38); </p><p>　　LCD_Write_Com(0x08); /*顯示關(guān)閉*/ </p

130、><p>　　LCD_Write_Com(0x01); /*顯示清屏*/ </p><p>　　LCD_Write_Com(0x06); /*顯示光標(biāo)移動(dòng)設(shè)置*/ </p><p>　　DelayMs(5); </p><p>　　LCD_Write_Com(0x0C); /*顯示開及光標(biāo)設(shè)置*/</p><

131、p><b>　　}</b></p><p>　　/*------------------------------------------------</p><p><b>　　LCD顯示函數(shù)</b></p><p>　　------------------------------------------------

132、*/ </p><p>　　void LCD_Display(unsigned int i,double angle)</p><p>　　{ int m,n,c,d,e,an;</p><p>　　an=(int)(angle*1000);</p><p><b>　　m=an%10;</b></p>&

133、lt;p>　　LCD_Write_Char(8,i,C[m]);</p><p>　　DelayMs(245); </p><p>　　DelayMs(245);</p><p><b>　　an=an/10;</b></p><p><b>　　n=an%10;</b></p>