基于单片机的视力保护器设计(6)

2019-04-15 16:39

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续运行。

内部中断:单片机的内部集成许多功能模块,如定时器,串口通信,A/D转换器在发生中断时才需要CPU参与,发出请求信号通知CPU。

外部中断:系统的外部设备产生的中断源,产生一个中断信号,送到单片机的外部中断请求引脚供CPU检测。

中断过程包括:

(1)中断源发出中断请求;

(2)判断当前处理机是否允许中断和该中断源是否被屏蔽; (3)优先权排队;

(4)处理机执行完当前指令或当前指令无法执行完,则立即停止当前程序,保护断点地址和处理机当前状态,转入相应的中断服务程序;

(5)执行中断服务程序;

(6)恢复被保护的状态,执行“中断返回”指令回到被中断的程序或转入其他程序。

超声波中断子程序采用外部中断0,定时器T1,在超声波发出的同时启动定时进行计时,当有超声波返回时,触发外部中断0,进入中断程序后立即停止定时器计时,进行距离计算,若计时器计时溢出时仍未检测到超声波返回信号,则定时器的溢出中断将外部中断关闭,表示此次测距不成功,重新检测。中断主程序如图4.5所示,内部中断如图4.6所示,外部中断如图4.7所示。

开始单片机初始化定时中断子程序N有无回波信号Y外部中断子程序结束图4.5 中断子程序主流程图

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定时中断入口定时初始化发射超声波N是否发射完Y停止发射返回

图4.6 定时中断流程图

外部中断入口关外部中断读时间计算距离输出距离开中断

图4.7 外部中断流程图

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5 系统仿真与调试

5.1 系统仿真

仿真采用Proteus软件进行仿真,根据系统原理图在Proteus软件中画好仿真电路图,将预先编写好的程序添加到STC89C52中,点击运行按钮对整个系统进行仿真。由于Proteus软件中没有超声波模块,故用按键来代替超声波传感器来给单片机信号,达到相同的仿真效果。Proteus仿真只能确保程序和原理图没有错误,能达到预期的效果,设计是否能真正的符合要求进行工作还是要看设计实物。如图5.1所示,是仿真的是光线过强时,系统报警,仿真电路图。

LCD1LM016LVSSVDDVEERSRWEP104P115P126123C122PF7891011121314D0D1D2D3D4D5D6D7RP1U1X119XTAL112M18XTAL2P0.0/AD0P0.1/AD1P0.2/AD2P0.3/AD3P0.4/AD4P0.5/AD5P0.6/AD6P0.7/AD7P2.0/A8P2.1/A9P2.2/A10P2.3/A11P2.4/A12P2.5/A13P2.6/A14P2.7/A15P3.0/RXDP3.1/TXDP3.2/INT0P3.3/INT1P3.4/T0P3.5/T1P3.6/WRP3.7/RD393837363534333221222324252627281011121314151617123456789RESPACK-8P22P23P24P25P26P2784?22PFR110k9RSTRV1P141234U3CSCH0CH1GNDADC0832+4.20VoltsC310uFP10P11P12P13P14P15P16293031PSENALEEAVCCCLKDIDO8756P15P161k减键加键设置12345678P1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7AT89C51R41kQ18550LS1D2LED-REDSPEAKERR5100 图5.1 视力保护器仿真电路图

5.2 PCB设计

(1)PCB介绍

PCB是印制电路板(Printed Circuit Board)的简称,通过打印和蚀刻等工艺将原理图中元件的位置和孔位印制到覆铜板的过程。覆铜板多为压制而成的,所以层数多为偶数,根据其结构分为单层板、双层板和多层板。单层板适用于简单元器件不多且布线不复杂的电路图(如本设计可以用单层板),在日常生活中并不常用。多层板由

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于工艺的原因大多数层数为偶数层,包括信号层、电源层、接地层、丝印层等,但由于多层板的成本过高,在平时中也不常用。最常用的是双层板,由顶层和底层组成,两面都可以走线。 (2)PCB绘制

在绘制好电路原理图之后,对原理图进行编译确保电路图没有错误,若没有错误生成网络报表,可以通过“工具”菜单下的“封装管理器”查看元器件的封装是否符合要求且均有封装。建立一个新的PCB工程,对PCB图的大小、布线宽度、线距、焊盘大小、孔径、层定义等进行设置,PCB图设置完成之后,在Design菜单下点击Update PCB Document,生成PCB图,通过手动调整进行元器件进行布局,布局时应注意以下几点:

(1)应该以主控元件为中心,进行布局; (2)高频元器件要考虑元器件的分布参数; (3)保持信号流向同一方向,便于后期电路的检查;

(4)可以把不常用的元器件放在体积较大元器件的下边以压缩板子的大小。 手动调整完成后,进行手动布线,在布线时不能出现小于90度的角,以防尖端放电和腐蚀过度。布线完成后,再进一步对PCB图检查,确保所有的飞线都连接完成且没有错误,检查无误后进行PCB的转印、腐蚀、钻孔等操作。本设计的PCB设计图如图5.2所示。

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2121211232131212140452391618112233872743783653691145635107342221183312932111031131113014115232221229161113281427456222152616251117241823212211922122202131214321 图5.2 视力保护器PCB设计图 5.3 系统电路实现

(1)元器件检查:根据原理图来购买符合要求的元器件,将买回来的元器件按照各自的方式认真仔细的检查有无损坏,数量是否正确,防止焊接过程中有损坏或缺少,影响焊接。

(2)元器件安装与焊接:本设计采用万用板,确认元器件没有损坏且符合要求后,根据PCB电路图元器件位置放置。在万用板上放置时注意先放置焊接要求低和不易损坏的元器件后放置焊接要求较高和易损坏的元器件,同时要注意有极性元件的正负极和STC89C52的方向。电路板焊接时要注意送锡量和焊接时间,过多影响两个元器件的连接方式造成短路,过少则有可能造成虚焊等问题。

待所有的元器件焊接完成后,用万用表的蜂鸣档来检查电路板焊接是否有短路、断路、虚焊等问题将所有问题找出并解决。

5.4 系统调试

将单片机放置到程序下载器上,通过USB口与电脑连接用STC_ISP_V480软件将仿真调试过的程序下载到单片机中。下载完成后,对系统上电。

首先按下电源开关,LED灯闪烁一次,蜂鸣器响一声,LCD1602液晶显示屏显

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