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建设银行网站首页打,网站后台如何登录,企业 做网站,网站广东海外建设集团有限公司#xff08;一#xff09;系统功能设计 51单片机汽车驾驶防疲劳防瞌睡报警器自动熄火15 本系统由STC89C52单片机、蜂鸣器、ADXL345重力加速度传感器、继电器控制、按键、指示灯及电源组成。 1、通过按键点亮led灯#xff0c;代表车辆启动和熄火。 2、车辆启动后#xff0c;…一系统功能设计51单片机汽车驾驶防疲劳防瞌睡报警器自动熄火15本系统由STC89C52单片机、蜂鸣器、ADXL345重力加速度传感器、继电器控制、按键、指示灯及电源组成。1、通过按键点亮led灯代表车辆启动和熄火。2、车辆启动后ADXL345采集方向变化如果3s左右方向无任何变化表示司机疲惫没有动方向盘此时报警并继电器动作。3、报警后除非系统复位取消报警否则持续报警强制司机需要休息。4、如果车辆没有启动则不进行检测不会报警。二系统硬件系统分析设计1、STC89C52单片机核心系统电路设计STC89C52RC是STC公司生产的一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器具有8K字节系统可编程Flash存储器。STC89C52使用经典的MCS-51内核但是做了很多的改进使得芯片具有传统51单片机不具备的功能。在单芯片上拥有灵巧的8 位CPU 和在系统可编程Flash使得STC89C52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。具有以下标准功能8k字节Flash512字节RAM 32 位I/O 口线看门狗定时器内置4KB EEPROMMAX810复位电路3个16 位定时器/计数器4个外部中断一个7向量4级中断结构兼容传统51的5向量2级中断结构全双工串行口。另外 STC89C52 可降至0Hz 静态逻辑操作支持2种软件可选择节电模式。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。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。最高运作频率35MHz6T/12T可选。一、STC89C52主要特性如下18K字节程序存储空间2512字节数据存储空间3内带4K字节EEPROM存储空间;4可直接使用串口下载。二、STC89C52主要参数如下1增强型8051单片机6时钟/机器周期和12 时钟/机器周期可以任意选择指令代码完全兼容传统80512工作电压5.5V3.3V5V单片机/3.8V2.0V3V 单片机3工作频率范围040MHz相当于普通8051的080MHz实际工作 频率可达48MHz4用户应用程序空间为8K字节5片上集成512 字节RAM6通用I/O 口32个复位后为P1/P2/P3 是准双向口/弱上拉P0口是漏极开路输出作为总线扩展用时不用加上拉电阻作为 I/O口用时需加上拉电阻7ISP在系统可编程/IAP在应用可编程无需专用编程器无需专用仿真器可通过串口RxD/P3.0,TxD/P3.1直接下载用户程序数秒即可完成一片8具有EEPROM功能9共3个16 位定时器/计数器。即定时器T0、T1、T210外部中断4路下降沿中断或低电平触发电路Power Down 模式可 由外部中断低电平触发中断方式唤醒11通用异步串行口UART还可用定时器软件实现多个UART12工作温度范围-4085℃工业级/075℃商业级13PDIP封装。三、STC89C52单片机相关引脚说明1VCC供电电压。2GND接地。3P3.0 RXD串行输入口4P3.1 TXD串行输出口5P3.2 /INT0外部中断06P3.3 /INT1外部中断17P3.4 T0记时器0外部输入8P3.5 T1记时器1外部输入9P3.6 /WR外部数据存储器写选通10P3.7 /RD外部数据存储器读选通11RST复位输入。当振荡器复位器件时要保持RST脚两个机器周期的高电平时间。12ALE/PROG当访问外部存储器时地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节。在FLASH编程期间此引脚用于输入编程脉冲。在平时ALE端以不变的频率周期输出正脉冲信号此频率为振荡器频率的1/6。因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。然而要注意的是每当用作外部数据存储器时将跳过一个ALE脉冲。如想禁止ALE的输出可在SFR8EH地址上置0。此时 ALE只有在执行MOVXMOVC指令是ALE才起作用。另外该引脚被略微拉高。如果微处理器在外部执行状态ALE禁止置位无效。13/PSEN外部程序存储器的选通信号。在由外部程序存储器取指期间每个机器周期两次/PSEN有效。但在访问外部数据存储器时这两次有效的/PSEN信号将不出现。14/EA/VPP当/EA保持低电平时则在此期间外部程序存储器0000H-FFFFH不管是否有内部程序存储器。注意加密方式1时/EA将内部锁定为RESET当/EA端保持高电平时此间内部程序存储器。在FLASH编程期间此引脚也用于施加12V编程电源VPP。15XTAL1反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。16XTAL2来自反向振荡器的输出。单片机引脚图如下图所示STC89C52单片机引脚图四、STC89C52单片机最小系统说明STC89C52单片机最小系统电路由复位电路、时钟电路和电源电路。拥有这三部分电路后单片机即可正常工作。单片机最小系统原理图如下图所示。单片机最小系统原理图1VCC和GND为单片机的电源引脚为单片机提供电源2复位电路由按键S1、电解电容EC1和电阻R1组成。具有手动按键复位和上电自动复位功能。系统上电复位按键接口采集到两个高端信号后进行手动复位就是非自动的按键复位系统检测到的电压由低电平上升到高电平的一段时间后在这段时间过后系统通过电阻与接地之间形成一条通路然后自动把高电平进行拉低使得单片机从高电位变为低电位从而就是给单片机自动进行复位即上电复位。3时钟电路由晶振Y1、瓷片电容C1和C2组成。有控制芯片的数字电路正常工作是少不了TIME(时钟)电路的我们需要时钟电路自动发出系统时间让控制芯片正常工作。给控制芯片正常工作的时钟信号一般把这种工作方式称为“拍”以至于让整个控制系统能正常工作由于要保证控制系统能正常工作提高他的工作能力我们经常用11.0592MHZ晶振和30PF的电容进行组合电容为了帮助晶振起振的满足了数字控制器上电以后可以正常工作。4JD1为单片机的下载接口。2、5V电源电路设计本系统选择5V直流电源作为系统总电源为整个系统供电电路简单、稳定。DC为电源的DC插座可以直接接USB电源线一端插在DC插座上另外一端可以插在5V电源上如电脑USB、充电宝、手机充电器等等。LED为红色LED灯作为系统是否有点的指示灯电阻为1K电阻起到限流作用保护LED灯以防电流过大烧坏LED灯。SW为自锁开关开关按下后红灯亮此时系统电源5V直流输出。开关再次按下后红灯灭此时系统电源无5V电源输出。5V电源电路原理图3、ADXL345倾角传感器模块电路设计本设计选择倾角传感器ADXL345模块实时检测相关的状态信息。ADXL345是一款小而薄的超低功耗3轴加速度计分辨率高(13位)测量范围达± 16g。数字输出数据为16位二进制补码格式可通过SPI(3线或4线)或I2C数字接口访问。ADXL345非常适合移动设备应用。它可以在倾斜检测应用中测量静态重力加速度还可以测量运动或冲击导致的动态加速度。其高分辨率(3.9mg/LSB)能够测量不到1.0°的倾斜角度变化。该器件提供多种特殊检测功能。活动和非活动检测功能通过比较任意轴上的加速度与用户设置的阈值来检测有无运动发生。敲击检测功能可以检测任意方向的单振和双振动作。自由落体检测功能可以检测器件是否正在掉落。这些功能可以独立映射到两个中断输出引脚中的一个。正在申请专利的集成式存储器管理系统采用一个32级先进先出(FIFO)缓冲器可用于存储数据从而将主机处理器负荷降至最低并降低整体系统功耗。低功耗模式支持基于运动的智能电源管理从而以极低的功耗进行阈值感测和运动加速度测量。ADXL345模块接口图如下图所示。ADXL345模块接口图ADXL345模块实物图如下图所示。ADXL345模块实物图4、按键电路设计轻触按键是按键产品下属的一款分类产品它其实相当于是一种电子开关只要轻轻的按下按键就可以是开关接通松开时是开关就断开连接实现原理主要是通过轻触按键内部的金属弹片受力弹动来实现接通和断开的。在本系统中按键作为系统的输入起到了人机交互的枢纽作用。按键的单片机控制引脚默认为高电平当按键按下后单片机的相关引脚则变成低电平。进而实现对系统的手动输入。注意按键个数可变。其电路原理图如下图所示。按键电路原理图5、蜂鸣器报警电路低电平有效设计有源蜂鸣器是一种一体化结构的电子讯响器采用直流电压供电广泛应用于计算机、打印机、复印机、报警器、电子玩具、汽车电子设备、电话机、定时器等电子产品中作发声器件。本系统所采用的报警模块为5V有源蜂鸣器模块电路中采用三极管9012来驱动只要单片机控制引脚为低电平蜂鸣器就会鸣叫报警反之则不鸣叫可以通过控制单片机引脚方波输出形式控制蜂鸣器的鸣叫方式。电阻为限流电阻保护作用。蜂鸣器报警电路原理图6、LED信号指示灯电路设计LED灯即发光二极管它是半导体二极管的一种可以把电能转化成光能。发光二极管与普通二极管一样是由一个PN结组成也具有单向导电性。在电路中电阻的作用是限流保护LED灯。只要单片机的控制引脚拉低则LED灯亮否则LED灯不亮。其具体电路原理图如下图所示。注意灯的颜色或者数量可变。LED灯指示电路原理图7、5V继电器控制电路低电平有效设计继电器是一种电控制器件是当输入量激励量的变化达到规定要求时在电气输出电路中使被控量发生预定的阶跃变化的一种电器。它具有控制系统又称输入回路和被控制系统又称输出回路之间的互动关系。通常应用于自动化的控制电路中它实际上是用小电流去控制大电流运作的一种“自动开关”。继电器是具有隔离功能的自动开关元件广泛应用于遥控、遥测、通讯、自动控制、机电一体化及电力电子设备中是最重要的控制元件之一故在电路中起着自动调节、安全保护、转换电路等作用。继电器一般由铁芯、线圈、衔铁、触点簧片等组成的。只要在线圈两端加上一定的电压线圈中就会流过一定的电流从而产生电磁效应衔铁就会在电磁力吸引的作用下克服返回弹簧的拉力吸向铁芯从而带动衔铁的动触点与静触点常开触点吸合。当线圈断电后电磁的吸力也随之消失衔铁就会在弹簧的反作用力返回原来的位置使动触点与原来的静触点常闭触点释放。这样吸合、释放从而达到了在电路中的导通、切断的目的。在本系统中通过三极管驱动继电器当单片机的控制引脚为低电平时三极管导通此时继电器供电闭合同时指示灯LED亮与LED灯串联的电阻为限流作用保护LED灯与三极管基集相连的电阻也是限流作用保护三极管。继电器控制电路的原理图如下图所示。5V继电器控制原理图三51单片机系统软件设计完整的控制系统由硬件系统和软件系统组成若要充分发挥系统的设计功能则需要支持硬件平台的软件程序即烧写到单片机内部的程序。1、编程语言选择由于整个程序比较复杂且计算量较大用到了较多的浮点数计算所以程序的编写采用了C语言。对于大多数51系列的单片机使用C语言这样的高级语言与使用汇编语言相比具有如下优点:1不需要了解处理器的指令集也不必了解存储器结构。2寄存器分配和寻址方式由编译器进行管理编程时不需要考虑存储器的地址和数据类型等细节。3指定操作的变量选择组合提高了程序的可读性。4可使用与人的思维更相近的关键字和操作函数。5与使用汇编语言相比程序的开发和调试时间大大缩短。6C语言的库文件提供了许多标准的例程。7通过C语言可实现模块化编程技术从而可将已编制好的程序加到 新程序中。8C语言可移植性好且非常普及C语言编译器几乎适用于所有的目标系统己完成的项目可以很容易的转换到其它的处理器或环境中与汇编语言相比C语言在功能上、结构性、可读性、可移植性、可维护性上有明显的优势易学易用。2、Keil程序开发环境本设计中单片机开发环境是KeilKeil是美国Keil Software公司出品的51系列兼容单片机C语言软件开发系统与汇编相比C语言在功能上、结构性、可读性、可维护性上有明显的优势因而易学易用。Keil提供了包括C编译器、宏汇编、链接器、库管理和一个功能强大的仿真调试器等在内的完整开发方案通过一个集成开发环境μVision将这些部分组合在一起。运行Keil软件需要WIN98、NT、WIN2000、WINXP等操作系统。如果你使用C语言编程那么Keil几乎就是你的不二之选即使不使用C语言而仅用汇编语言编程其方便易用的集成环境、强大的软件仿真调试工具也会令你事半功倍。其中Keil有以下特点1Keil软件同时支持WINXP和WIN7等多种操作系统提供了丰富的库函数和功能强大的开发工具。2Keil可以完成从编辑、编译、到连接、调试的一套开发流程。Keil软件界面如下图所示。Keil开发界面图3、STC-ISP程序烧录软件介绍STC-ISP 是一款单片机下载编程烧录软件是针对STC系列单片机而设计的它是一款集成了代码下载在线仿真和串口查看于一起软件备在51系列智能产品研发过程中得到了广泛使用性能高是目前51系列单片机控制系统研发中不可缺少的一部分。可以通过下载器即CH340等串口烧写模块下载单片机程序。单片机开发板和下载器以及PC连接好后首先需要在软件中选择单片机型号和串口号以及设置波特率。然后选在项目程序“hex”文件所在的地址最后就可以点击程序下载按钮了。具体下载界面如下图所示。烧录软件对话框4、CH340串口程序烧写模块介绍本设计通过CH340串口烧写模块实现对单片机程序的烧写。CH340串口烧写模块使用USB接口十分方便的解决了笔记本电脑用户对STC系列单片机的程序烧写问题本下载器低价格、高性能是开发 STC 系列单片机的首选优秀工具。一、CH340串口烧写模块特点1支持 USB1.1 或 USB2.0 通信2全面支持 WIN98、 WINME、 WIN2000、 WINXP、 VISTA、 WIN7 等操作系统3采用 USB 口供电4在对芯片编程时可以使用目标系统本身电源也可以使用编程器从 USB 口取电供给目标板但应保证目标板电流不大于500mA以免不能正常编程5编程完成不影响目标板的程序运行6支持 STC 全系列芯片烧录7编程器提供 3.3V 与 5V 的电压输出接口8速度比并口编程更快更稳定更方便笔记本电脑用户使用9采用进口原装芯片 能进行高速稳定编程模块如下图所示。CH340串口烧写模块二、CH340串口烧写模块引脚说明15V 5V输出因有USB电源线故本开发板不接不需要2VCC 本开发板不接不需要33V3 3.3V输出本开发板不接不需要4TXD 接单片机的RXD引脚5RXD 接单片机的RXD引脚6GND 接GND。三、CH340串口烧写模块与单片机的具体接线图如下表所示。CH340模块 单片机开发板TXD RXDRXD TXDGND GNDCH340串口烧写模块与单片机接线文章底部可以获取博主的联系方式获取源码、查看详细的视频演示或者了解其他版本的信息。所有项目都经过了严格的测试和完善。对于本系统我们提供全方位的支持包括修改时间和标题以及完整的安装、部署、运行和调试服务确保系统能在你的电脑上顺利运行。