本科論文-多功能視力保護器

1、<p><b>　　安徽三聯(lián)學院</b></p><p><b>　　本科學年論文</b></p><p><b>　　多功能視力保護器</b></p><p>　　Multi-function vision protector</p><p>　　系 別

2、 **************</p><p>　　專 業(yè) **************術 </p><p>　　班 級 10級（2）班 </p><p>　　學 號 ************ </p><p>　　姓 名 ******** &l

3、t;/p><p>　　指導教師 ************ </p><p>　　2012年1月11日</p><p><b>　　信息與通信技術系</b></p><p>　　[摘要]目前青少年視力降低視整個社會共同關注的問題，無論在國內還是國外，過度用眼是造成這一問題的根本原因，預防是保護視力的有效

4、方法，因此本論文提出了多功能視力保護電路的設計，多功能保護器主要包括測距，感光以及定時的功能其中測距和感光模塊由相應模塊的傳感器構成來實現(xiàn)對使用者距離與周圍光線強弱的監(jiān)測和報警功能，定時模塊由單片機運行程序構成實現(xiàn)對學習時間進行定時并通過報警來提示已到時間總體來說這三個功能同時生效即提醒使用者注意用眼。</p><p>　　關鍵詞：傳感器；測距；定時。</p><p>　　[ABSTRAC

5、T]</p><p>　　At present teenagers vision of the whole society to reduce both at home and abroad, with the eye excessive is to blame for the causes of the problems, prevention is the effective method to protec

6、t vision, so this paper puts forward the multi -function vision protection circuit design, multi – function protector mainly includes ranging, sensitive and timing functions including rang and photosensitive module by co

7、rresponding module sensor constitute to realize user distance and ambient light of th</p><p>　　Keywords：sensor;ranging;timing </p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　第一章 緒論……………

8、………………………………………………………………….1</p><p>　　1.1課程研究的背景…………………………………………………………………..1</p><p>　　1.2視力保護器的現(xiàn)狀及其背景……………………………………………………..2</p><p>　　1.3本文主要研究得內容……………………………………………………………..2</p>

9、<p>　　第二章 視力保護器系統(tǒng)硬件的分布設計……………………………………………….3</p><p>　　2.1單片機的選擇，簡介以及其構圖………………………………………………..3</p><p>　　2.2AT89S51單片機的中斷…………………………………………………………..6</p><p>　　2.3報警電路模塊……………………………

10、………………………………………..6</p><p>　　2.3.1光敏電阻控制電路………………………………………………………..7</p><p>　　2.3.2光線發(fā)聲報警電路………………………………………………………...8</p><p>　　2.4定時報警電路……………………………………………………………………..9</p><p>

11、;　　2.4.1單片機控制電路………………………………………………………….10</p><p>　　2.4.2定時報警發(fā)聲電路……………………………………………………….11</p><p>　　第三章 系統(tǒng)的軟件開發(fā)…………………………………………………………...........12</p><p>　　3.1關于本系統(tǒng)的開發(fā)軟件的簡介………………………………

12、………………....12</p><p>　　3.2系統(tǒng)軟件設計和主要程序功能介紹……………………………………………12</p><p>　　結束語………………………………………………………………………………..15</p><p>　　參考文獻……………………………………………………………………………..16</p><p>　　附錄………

13、…………………………………………………………………………..17</p><p><b>　　第一章 緒論</b></p><p>　　目前青少年視力低下已成為國內外共同關心的問題。資料顯示我國小學生視力低下率為26.96%初中生53.43%高中生72.8%大學生77.95%。特別是調查顯示50%以上的學生及家長缺乏視力保健最基本的科普知識不懂得不提前預防和及時治療

14、近視的危害性因而有41.6%視力低下的學生并未采取任何矯正措施又缺乏專業(yè)機構的治療。 基于以上原因本論文提出了多功能視力保護器的設計思路。多功能視力保護器主要包含測距、感光和定時三大功能。其中測距和感光模塊由相應功能的傳感器構成能實現(xiàn)對使用者距離與周圍光線強弱的檢測和報警功能。定時模塊由AT89S52單片機運行程序構成能實現(xiàn)對學習時間進行定時并通過報警來提示時間已到的功能?？傮w上講本設計的這三個功能同時生效并通過報警燈閃爍和蜂鳴器報警的

15、方式提醒使用者注意用眼衛(wèi)生。 </p><p>　　1.1課程研究的背景</p><p>　　隨著社會競爭力的增大以及人們對教育的愈加重視，父母對子女的期望值也隨之加大，對此我們進行了多功能視力保護器的研究設計。通過創(chuàng)造健康的讀寫環(huán)境和科學方式，避免因長期讀寫(現(xiàn)代意義的讀寫包括：看書、寫字、用電腦、看電視等)而導致的近視、駝背、脊柱側彎、斜視、頸椎病等疾病的發(fā)生和發(fā)展，用非醫(yī)藥的手段，防

16、范和解除因不良讀寫習慣，避免給人們身體帶來傷害。</p><p>　　這個時代在給了我們太多好處的同時，也給了我們太多的附屬和悲哀，比如：如果順其自然90％[2]的孩子將來注定要和眼鏡做一輩子“伴侶”。 近視，作為一種現(xiàn)代通病，幾乎沒有辦法根治它。目前的激光切除手術其實是傷害了人體的自然完整，傷害了身心的健全。于是，百年來人們一直使用著“玻璃凹凸”的笨辦法維系著人們對外界求索的目光。 </p>&l

17、t;p>　　既然治療近視這么困難，人們?yōu)槭裁床宦犅?000年前中國中醫(yī)經典的勸諫呢？“是故圣人不治已病治未病”，防患于未然正和現(xiàn)在的“預防醫(yī)學”不謀而合。研究表明，造成近視99％的原因，源自于孩子們平時讀書、寫字時坐姿不標準，導致眼睛距離書本太近所致。大部分孩子喜歡趴在課桌上讀寫，并且老師、家長屢教不改，很難扭轉習慣，是家長一直頭疼的事。</p><p>　　1.2視力保護器的現(xiàn)狀及其背景</p>

18、;<p>　　現(xiàn)狀：針對視力這一問題已成為普遍，目前醫(yī)學上只有激光可以治愈，但其有一定的風險，對眼睛的上海也是很大的，所以現(xiàn)在采用以預防為主?，F(xiàn)在國內已有很多的電子公司都在加速競爭研制并生產視力保護器?？梢约m正看書，寫字的不良坐姿。由于其目的的單一性，不能很好的滿足大宗的需求，同時與現(xiàn)在緊張的生活和過度用眼形成矛盾。國外也對這一問題展開研究，與國內研究方向不一樣，其主要從近視原因入手，通過飲食搭配來降低近視發(fā)聲的概率，同時

19、正確的學習習慣對視力的保護也有事半功倍的效果。</p><p>　　前景：市場上的多功能保護器起步比較遲，人們對其改進的需求很大，現(xiàn)在產品功能比較單一，將超聲波，單片機[3]以及光線運用到視力保護器上，通過超聲波接收頭對接收的超聲波信號進行調制輸出，光線報警功能等等，為進一步設計多功能視力保護器提供了有效的信息依據(jù)和發(fā)展的方向。</p><p>　　1.3本文主要研究得內容</p&g

20、t;<p>　　由于單片機芯片的智能處理功能，首先單片機的選擇是本文的重點，該電路的設計是以單片機芯片為核心的主體電路，選擇元器件時對其性價比要進行很好的分析，選用AT89S52型，另外熟知傳感器的原理，光線報警的原理以及定時測距系統(tǒng)。利用AT89S52型單片機匯編語言進行匯編，利用各引腳功能行定時，該多功能視力保護器具有以下功能：</p><p>　?。?）當使用者臉部與桌面之間的距離小于35CM

21、時，電路發(fā)出聲光提醒</p><p>　?。?）當周圍環(huán)境光照強度不足時，發(fā)出聲光提醒</p><p>　?。?）當使用時間達到45分鐘時，電路發(fā)出聲光提醒，防止過度用眼</p><p>　?。?）電路測光報警的靈敏度可根據(jù)主頻進行調整</p><p>　　真正幫助我們做到國家教委規(guī)定：學生在讀寫時，應在一定亮度眼睛離讀物一尺，身離書桌一拳。

22、</p><p>　　第二章 視力保護器系統(tǒng)硬件的分布設計</p><p>　　硬件主要以AT89S52型單片機為核心，功能電路主要包括傳感器輔助坐直報警電路、光線報警電路、定時報警電路以及報警發(fā)聲電路等核心電路，利用單片機的匯編語言實現(xiàn)系統(tǒng)設計的基本框圖。圖如下所示:</p><p>　　2.1單片機的選擇，簡介以及其構圖</p><p>

23、;　　AT89S52 具有以下標準功能：8k 字節(jié) Flash，256 字節(jié) RAM，32 位 I/O 口線，看門狗定時器，2個數(shù)據(jù)指針，三個 16 位定時器/計數(shù)器，一個 6 向量 2 級中斷結構，全雙工串行口，片內晶振及時鐘電路。另外，AT89S52 可降至 0Hz 靜態(tài)邏輯操作，支持 2 種軟件可選擇節(jié)電模式?？臻e模式下，CPU停止工作，允許 RAM、定時器/計數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。掉電保護方式下，RAM 內容被保存，振蕩器被

24、凍結，單片機一切工作停止，直到下一個中斷或硬件復位為止。</p><p>　　VCC : 電源 GND:接地</p><p>　　P0 口：P0 口是一個 8 位漏極開路的雙向 I/O 口。作為輸出口，每位能驅動 8 個 TTL 邏輯電平。對 P0 端口寫“1”時，引腳用作高阻抗輸入。當訪問外部程序和數(shù)據(jù)存儲器時，P0 口也被作為低 8 位地址/數(shù)據(jù)復用。在這種模式下，P0

25、具有內部上拉電阻。在 flash 編程時，P0 口也用來接收指令字節(jié)；在程序校驗時，輸出指令字節(jié)。程序校時，需要外部上拉電阻。</p><p>　　P1 口：P1 口是一個具有內部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口，p1 輸出緩沖器能驅動 4 個TTL 邏輯電平。對 P1 端口寫“1”時，內部上拉電阻把端口拉高，此時可以作為輸入口使用。作為輸入使用時，被外部拉低的引腳由于內部電阻的原因，將輸出電流（IIL）。此外

26、，P1.0 和 P1.2 分別作定時器/計數(shù)器 2 的外部計數(shù)輸入（P1.0/T2）和時器/計數(shù)器 2的觸發(fā)輸入（P1.1/T2EX），具體如下表所示。</p><p>　　表2.1 AT89S52 P1口第二功能表</p><p>　　P2 口：P2 口是一個具有內部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口，P2 輸出緩沖器能驅動 4 個TTL 邏輯電平。對 P2 端口寫“1”時，內部上拉電阻

27、把端口拉高，此時可以作為輸入口使用。作為輸入使用時，被外部拉低的引腳由于內部電阻的原因，將輸出電流（IIL）在訪問外部程序存儲器或用 16 位地址讀取外部數(shù)據(jù)存儲器（例如執(zhí)行 MOVX @DPTR）時，P2 口送出高八位地址</p><p>　　P3 口：P3 口是一個具有內部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口，p2 輸出緩沖器能驅動 4 個TTL 邏輯電平。對 P3 端口寫“1”時，內部上拉電阻把端口拉高，此時

28、可以作為輸入口使用。作為輸入使用時，被外部拉低的引腳由于內部電阻的原因，將輸出電流（IIL）。P3 口亦作為 AT89S52 特殊功能（第二功能）使用，如下表所示。</p><p>　　RST: 復位輸入。晶振工作時，RST 腳持續(xù) 2 個機器周期高電平將使單片機復位?？撮T狗計時完成后，RST 腳輸出 96 個晶振周期的高電平。特殊寄存器 AUXR(地址 8EH)上的 DISRTO 位可以使此功能無效。DISRT

29、O 默認狀態(tài)下，復位高電平有效。</p><p>　　表2.2 AT89S52 P3口第二功能表</p><p>　　ALE/PROG：地址鎖存控制信號（ALE）是訪問外部程序存儲器時，鎖存低 8 位地址的輸出脈沖。在 flash 編程時，此引腳（PROG）也用作編程輸入脈沖。在一般情況下，ALE 以晶振六分之一的固定頻率輸出脈沖，可用來作為外部定時器或時鐘使用。然而，特別強調，在每次訪問

30、外部數(shù)據(jù)存儲器時，ALE 脈沖將會跳過。</p><p>　　PSEN:外部程序存儲器選通信號（PSEN）是外部程序存儲器選通信號。當 AT89S52 從外部程序存儲器執(zhí)行外部代碼時，PSEN 在每個機器周期被激活兩次，而在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，PSEN 將不被激活。</p><p>　　EA/VPP:訪問外部程序存儲器控制信號。為使能從 0000H 到 FFFFH 的外部程序存儲器讀取指

31、令，EA 必須接 GND。為了執(zhí)行內部程序指令，EA 應該接 VCC。在 flash 編程期間，EA 也接收 12 伏 VPP 電壓。</p><p>　　XTAL1:振蕩器反相放大器和內部時鐘發(fā)生電路的輸入端。</p><p>　　XTAL2:振蕩器反相放大器的輸出端。</p><p>　　2.2AT89S51單片機的中斷</p><p>

32、　　程序里面，中斷系統(tǒng)里面有五個中斷[9]，外部中斷0和1，定時器/計數(shù)器中斷0/1,串行口中斷。指計算機在執(zhí)行程序的過程中，當出現(xiàn)異常情況或特殊請求時，計算機停止現(xiàn)行程序的運行，轉向對這些異常情況或特殊請求的處理，處理結束后再返回現(xiàn)行程序的間斷處，繼續(xù)執(zhí)行原程序。 中斷是單片機實時地處理內部或外部事件的一種內部機制。當某種內部或外部事件發(fā)生時，單片機的中斷系統(tǒng)將迫使CPU暫停正在執(zhí)行的程序，轉而去進行中斷事件的處理，中斷處理完畢后，又

33、返回被中斷的程序處，繼續(xù)執(zhí)行下去。</p><p><b>　　2.3報警電路模塊</b></p><p>　　該電路分為光敏電阻控制電路和光線發(fā)聲報警電路。其功能是完成由光敏電阻控制的電路在條件滿足時發(fā)出脈，該脈沖作用于AT89S52單片機的P0口，通過檢測p0口是否為高電平，由中斷控制利用P1口給出滿足發(fā)聲電路需要的脈沖，再由發(fā)聲電路發(fā)出聲音提醒學生光線的暗亮，需

34、要調節(jié)光的亮度。此時，定時器T2進行中斷服務程序ZDT0進行定時器T2循環(huán)定時進入下一個定時周期，當滿足又一次定時滿時，再由計數(shù)器T1計數(shù)一次，如此循環(huán)下去，直到滿足計數(shù)器T1計數(shù)次數(shù)，計數(shù)器T1進入中斷服務程序ZDT1，其功能是使單片機的P1.1引腳發(fā)送一個脈沖觸發(fā)定時報警發(fā)聲電路，由定時報警發(fā)聲電路發(fā)出報警信號，使學生意識到已經學習了45分鐘了而需要休息，關閉視力保護器電源，休息后，在開啟電源以進行節(jié)能。開啟電源后，定時器T2和計數(shù)

35、器T2EX進行到下一循環(huán)，對定時器進行賦值，T2定時，T2EX計數(shù)，再進行報警。</p><p>　　2.3.1光敏電阻控制電路</p><p>　　光敏控制電路的原理[7]：當光敏電阻受到較強的光照時，其電阻阻值在一百歐姆以下時，三極管B電極電壓較低，三極管截止，輸出端輸出高電平，為模擬信號，經芯片LM339轉換成數(shù)字信號然后經反相器傳給單片機，傳過去的信號為低電平，即光線正常時輸出信號

36、為低電平；當光敏電阻受到較弱的光照照射時，光敏電阻阻值為無窮大，三極管B電極電壓很大，三極管導通，輸出電壓為Vce=0.7v[1]，為低電平，經比較器輸出為零，再經反相器作用后輸出為1，即光線較暗淡時，總的輸出電壓為高電平即1。如圖所示光敏控制電阻電路：</p><p>　　2.3.2光線發(fā)聲報警電路</p><p>　　光線報警發(fā)聲電路原理：IC2采用COMS[4]大規(guī)模語音集成電路KD

37、-56028，它內儲有“請注意近視，快把燈光調亮”的語音信號。當有高電平信號加至其TG端時，它隨即播出內存的語音信號，經VT1，VT2放大后，驅動揚聲器B發(fā)出提醒語句。</p><p>　　供電電源采用6F22型6V疊層電池。KD-56028的工作電壓為2.4~5V，為保證其使用安全，在供電通路上串接了兩只1N4001二極管，用以降低使用電壓。</p><p>　　R采用RTX-1/8W型

38、碳膜電阻器；R4選用WH7型微調電位器； VT1，VT2分別選用9013（NPN）和9012（PNP型）晶體三極管；要求h>=100；B采用YD57-2型電動式揚聲器。</p><p><b>　　2.4定時報警電路</b></p><p>　　報警電路分為單片機控制電路和定時器報警發(fā)聲電路，主要通過單片機的定時計數(shù)功能完成定時45分鐘并使報警電路發(fā)出報警聲，用

39、來因長時間學習忘記休息的提醒。</p><p>　　8052單片機內有兩個可編程的定時器/計數(shù)器，滿足諸如對外部脈沖進行記數(shù)，產生精確的定時時間，作串行口的波特發(fā)生器等功能的需要。它們具有兩種工作模式(計數(shù)器模式和定時器模式)及4種工作方式(方式0，方式1，方式2，方式3)。其控制字均在相應的特殊功能寄存器中，通過對它的特殊功能寄存器的編制，可以方便的選擇適當?shù)墓ぷ髂Ｊ胶凸ぷ鞣绞健?lt;/p><

40、p>　　當定時器/計數(shù)器為定時工作方式時，計數(shù)器的加1信號由振蕩器的12分頻信號產生，即每過一個機器周期，計數(shù)器加1，直至計數(shù)滿溢出為止。顯然，定時器的定時時間與系統(tǒng)的振蕩頻率有關。因一個機器周期等于12個振蕩周期，所以計數(shù)頻率f=1/12fosc。如果晶振為12MHz，則計數(shù)周期為：</p><p>　　T=1/(12×106)Hz×1/12=1us</p><p&

41、gt;　　這是最短的定時周期。若要延長定時時間，則需要改變定時器的初值，并要適當選擇定時器的長度(如8位、13位、16位等)。</p><p>　　當定時器/計數(shù)器為計數(shù)工作方式時，通過引腳T0和T1對外部信號計數(shù)，外部脈沖的下降沿將觸發(fā)計數(shù)。計數(shù)器在每個機器周期的S5P2期間采樣引腳輸入電平。若一個機器周期采樣值為1，下一個機器周期采樣值為0，則計數(shù)器加1。此后的機器周期S3P1期間，新的計數(shù)值裝入計數(shù)器。所以

42、檢測一個由1至0的跳變需要兩個機器周期，故外部事年的最高計數(shù)頻率為振蕩頻率的1/24。例如，如果選用12MHz晶振，則最高計數(shù)頻率為0.5MHz。雖然對外部輸入信號的占空比無特殊要求，但為了確保某給定電平在變化前至少被采樣一次，外部計數(shù)脈沖的高電平與低電平保持時間均需在一個機器周期以上。</p><p>　　工作方式控制寄存器TMOD用于控制定時器/計數(shù)器的工作模式及工作方式，它的字節(jié)地址為89H。定時器/計數(shù)器

43、的兩個作用是用來精確的模擬一段時間間隔(作定時器用)或累計外部輸入的脈沖個數(shù)(作計數(shù)器用)。當作定時器用時，在其輸入端輸入周期固定的脈沖個數(shù)，即可計算出所定時間的長度。當8051內部的定時器/計數(shù)器被選定為定時器工作模式時，記數(shù)輸入信號是內部時鐘脈沖，每個機器周期產生一個脈沖使計數(shù)器增1，因此，定時器/計數(shù)器的輸入脈沖和機器周期一樣，為時鐘頻率的1/12[5]。</p><p>　　本設計使用定時器T0、工作方式

44、1實現(xiàn)。單片機定時時間為45分鐘，利用T0定時器定時3ms，然后通過變量遞加，20次中斷為1s，變量seconds再遞增，遞增60次，變量minutes遞增，直至為45，此時置標志位。在主循環(huán)中檢測，報警，使學生意識到已經學習了45分鐘了，需要休息一下，進而達到保護學生視力的目的。此時，學生應關閉視力保護器電源，休息后在開啟電源以進行節(jié)能</p><p>　　2.4.1單片機控制電路</p><

45、;p>　　單片機控制電路由AT89S52單片機的P1.0和P1.1即T2和T2EX定時/計數(shù)器通過單片機的匯編語言來實現(xiàn)。</p><p>　　其中T2為定時器，T2EX為計數(shù)器，定時器T2定時后，計數(shù)器T2EX計數(shù)一次，此時，定時器T2進行中斷服務程序ZDT0進行定時器T2循環(huán)定時進入下一個定時周期，當滿足又一次定時滿時，再由計數(shù)器T1計數(shù)一次，如此循環(huán)下去，直到滿足計數(shù)器T1計數(shù)次數(shù)，計數(shù)器T1進入中斷

46、服務程序ZDT1，其功能是使單片機的P1.1引腳發(fā)送一個脈沖觸發(fā)定時報警發(fā)聲電路，由定時報警發(fā)聲電路發(fā)出報警信號，使學生意識到已經學習了45分鐘了而需要休息，關閉視力保護器電源，休息后，在開啟電源以進行節(jié)能。開啟電源后，定時器T2和計數(shù)器T2EX進行到下一循環(huán)，對定時器進行賦值，T2定時，T2EX計數(shù)，再進行報警。</p><p>　　2.4.2定時報警發(fā)聲電路</p><p>　　定時報

47、警發(fā)聲裝置的原理[7]：利用單片機的定時功能通過引腳PROG產生一個振蕩脈沖方波，該脈沖加至基極，在脈沖為高電平期間導通，為IC2提供了工作電壓源。IC2采用語音集成電路HFC5219，它內存有“時間到了請休息”的語音信號，采用電平、不保持觸發(fā)方式，一旦得電平觸發(fā)，便迅速播出內存的語聲信號，并經由VT5，VT3組成的復合級放大器放大[8]，驅動揚聲器B發(fā)出告誡聲，同時，LED點亮發(fā)光。</p><p>　　第三章

48、 系統(tǒng)的軟件開發(fā)</p><p>　　在運用AT89S52芯片時，需要對編程語言的選擇，本文利用單片機匯編語言來完成軟件設計和程序代碼的編寫，程序簡單易懂，可執(zhí)行性可靠。</p><p>　　3.1關于本系統(tǒng)的開發(fā)軟件的簡介</p><p>　　Keil Software可以用來編譯C源碼，Keil C51編譯器完全遵照ANSI C語言標準，支持C語言的所有標準

49、特性。另外，直接支持8051結構的幾個特性被添加到里面。</p><p>　　KeilA51宏匯編輯器支持AT89S52及其派生系列的全部指令集。</p><p>　　LIB51庫管理器允許你從由編譯器或匯編器生成的目標文件創(chuàng)建目標庫。庫是一種被特別地組織過并在以后可以被連接重用的對象模塊。當連接器處理一個庫時，僅僅那些被使用的目標模塊才被真正使用。</p><p>

50、;　　它們是為專業(yè)開發(fā)人員而設計的，但所有層次的編程人員都可以用它們來獲得AT89S52微控制器的絕大部分應用。</p><p>　　3.2系統(tǒng)軟件設計和主要程序功能介紹</p><p><b>　　1系統(tǒng)軟件的認識</b></p><p>　　Keil C51是美國Keil Software公司出品的51系列兼容單片機C語言軟件開發(fā)系統(tǒng)，與匯

51、編相比，C語言在功能上、結構性、可讀性、可維護性上有明顯的優(yōu)勢，因而易學易用。Keil是單片機開發(fā)中除必要的硬件外，同樣離不開軟件，我們寫的匯編語言源程序要變?yōu)镃PU可以執(zhí)行的機器碼有兩種方法，一種Keil軟件圖標是手工匯編，另一種是機器匯編，目前已極少使用手工匯編的方法了。機器匯編是通過匯編軟件將源程序變?yōu)闄C器碼，用于MCS-51單片機的匯編軟件有早期的A51，隨著單片機開發(fā)技術的不斷發(fā)展，從普遍使用匯編語言到逐漸使用高級語言開發(fā)，單

52、片機的開發(fā)軟件也在不斷發(fā)展，Keil軟件是目前最流行開發(fā)MCS-51系列單片機的軟件，這從近年來各仿真機廠商紛紛宣布全面支持Keil即可看出。Keil提供了包括C編譯器、宏匯編、連接器、庫管理和一個功能強大的仿真調試器等在內的完整開發(fā)方案，通過一個集成開發(fā)環(huán)境（uVision）將這些部份組合在一起。運行Keil軟件需要Pentium或以上的CPU，16MB或更多RAM、20M以上空閑的硬盤空間、WIN98、NT、WIN2000、WINX

53、P等操作系統(tǒng)。掌握這</p><p>　　2. Keil C51單片機軟件開發(fā)系統(tǒng)的整體結構</p><p>　　C51工具包的整體結構，其中uVision與Ishell分別是C51 for Windows和for Dos的集成開發(fā)環(huán)境(IDE)，可以完成編輯、編譯、連接、調試、仿真等整個開始。然后分別由C51及A51編譯器編譯生成目標文件(.OBJ)。目標文件可由LIB51創(chuàng)建生成庫文件

54、，也可以與庫文件一起經L51連接定位生成絕對目標文件(.ABS)。ABS文件由OH51轉換成標準的Hex文件，以供調試器dScope51或tScope51使用進行源代碼級調試，也可由仿真器使用直接對目標板進行調試，也可以直接寫入程序存貯器如EPROM中。</p><p>　　Keil C51軟件提供豐富的庫函數(shù)和功能強大的集成開發(fā)調試工具，全Windows界面。另外重要的一點，只要看一下編譯后生成的匯編代碼，就能

55、體會到Keil C51生成的目標代碼效率非常之高，多數(shù)語句生成的匯編代碼很緊湊，容易理解。在開發(fā)大型軟件時更能體現(xiàn)高級語言的優(yōu)勢。</p><p>　　Keil C51工具包的整體結構主要包括uVision與Ishell，它們分別是C51 for Windows和for Dos的集成開發(fā)環(huán)境(IDE)，可以完成編輯、編譯、連接、調試、仿真等整個開發(fā)流程。開發(fā)人員可用IDE本身或其它編輯器編輯C或匯編源文件。然后分

56、別由C51及C51編譯器編譯生成目標文件(.OBJ)。目標文件可由LIB51創(chuàng)建生成庫文件，也可以與庫文件一起經L51連接定位生成絕對目標文件(.ABS)。ABS文件由OH51轉換成標準的Hex文件，以供調試器dScope51或tScope51使用進行源代碼級調試，也可由仿真器使用直接對目標板進行調試，也可以直接寫入程序存貯器如EPROM中。</p><p>　　Keil可以編譯C源碼，匯編源程序，連接和重定位你

57、的目標文件和庫文件，創(chuàng)建HEX文件，調試目標程序。與其他軟件相比，具有以下特點：</p><p>　　(1)Windows應用程序uVision2是一個集成開發(fā)環(huán)境，它把項目管理，源代碼編輯，程序調試等集成到一個功能強大的環(huán)境中。</p><p>　　(2)C51美國標準優(yōu)化C交叉編譯器從你的C源代碼產生可重定位的目標文件。</p><p>　　(3)A51宏匯編器

58、從你的8051匯編源代碼產生可重定位的目標文件。</p><p>　　(4)BL51連接/重定位器組合你的由C51和A51產生的可重定位的目標文件，生成絕對目標文件。</p><p>　　(5)LIB51庫管理器組合你的目標文件，生成可以被連接器使用的庫文件。</p><p>　　(6)OH51目標文件到HEX格式的轉換器從絕對目標文件創(chuàng)建Intel HEX 格式的

59、文件。</p><p>　　(7)RTX-51實時操作系統(tǒng)簡化了復雜和對時間要求敏感的軟件項目。</p><p>　　uVision2 集成開發(fā)環(huán)境集成了一個項目管理器，一個功能豐富、有錯誤提示的編輯器，以及設置選項，生成工具，在線幫助。利用uVision2創(chuàng)建的源代碼并把它們組織到一個能確定你的目標應用的項目中去。uVision2自動編譯，匯編，連接嵌入式應用，并為開發(fā)提供一個單一的焦點

60、。</p><p>　　源代碼由uVision2 IDE創(chuàng)建，并被C51編譯或A51匯編。編譯器和匯編器從源代碼生成可重定位的目標文件。Keil C51編譯器完全遵照ANSI C語言標準，支持C語言的所有標準特性。另外，直接支持8051結構的幾個特性被添加到里面。Keil A51宏匯編器支持8051及其派生系列的全部指令集。LIB51庫管理器允許從由編譯器或匯編器生成的目標文件創(chuàng)建目標庫。庫是一種被特別地組織過并

61、在以后可以被連接重用的對象模塊。當連接器處理一個庫時，僅僅那些被使用的目標模塊才被真正使用。</p><p>　　它們是為專業(yè)開發(fā)人員而設計的，但所有層次的編程人員都可以用它們來獲得8051微控制器的絕大部分應用。</p><p><b>　　結束語</b></p><p>　　本次學年論文的設計運用單片機匯編語言進行軟件設計，經過測試，基本滿

62、足設計目標，可以完成各項基本功能。本系開發(fā)空間大，接口方便，使用靈活，便于用戶擴展功能。不過，由于時間關系，本次設計的系統(tǒng)也有某些不太完善的地方，如光敏電阻的使用，也不能實現(xiàn)調節(jié)光度和壓縮浪費大量空間，有待進一步改善。</p><p>　　在系統(tǒng)的開發(fā)過程中遇到不少困難，整個過程當中嚴格按照“發(fā)現(xiàn)問題——分析問題——解決問題”的思想解決問題，經過長時間認真刻苦調試和老師、同學的幫助，一一得到解決。另外由于單片機的

63、很多參考文獻屬于英文資料，對系統(tǒng)的開發(fā)也造成了很大的困難，也提高了自身的英語閱讀能力。通過本次設計，我在接受新知識的能力、自學能力上有了很大的提高，為以后踏上工作崗位奠定了良好的基礎。</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　[1]王衛(wèi)東.模擬電子電路基礎[M].西安：西安電子科技大學出版社，2003.</p><p>

64、;　　[2]家庭電子雜志社.家庭電子1998年合訂本.1999.</p><p>　　[3]康華光.電子技術基礎數(shù)字部分.北京：高等教育出版社，2005.</p><p>　　[4]CMOS多功能視力保護器-電子世界[M]-袁小翔 2006.5</p><p>　　[5]視力保護器-家庭電子-[M]袁小翔 2006.5</p><p>　　[

65、6]家庭電子雜志社.家庭電子1998年合訂本.1999.212</p><p>　　[7]全新實用電路集粹編輯委員會編著.全新實用電路集萃.北京：機械工業(yè)出版社，2006.</p><p>　　[8]王新賢.通用集成電路速查手冊第二版.濟南：山東科學技術出版社，2003</p><p>　　[9]于鳳明.單片機原理及接口技術[M].北京：中國輕工業(yè)出版社，1998.

66、</p><p>　　[10]何立民.單片機高級教程[M].北京：北京航天航空大學出版社，2000.</p><p><b>　　附錄</b></p><p>　　超聲波傳播時間的計算 </p><p>　　當你開始射擊同時啟動單片機電路在T0定時器,定時器計數(shù)函數(shù)的使用記錄時間和發(fā)射的超聲波反射波收到時間當你接受了超聲

67、反射波接收電路輸出負跳最后的INT1 INT0或中斷請求生成一個信號,單片機在應對外部中斷請求,執(zhí)行外部中斷服務子程序，閱讀時間差異,計算距離。它的一些源代碼如下</p><p>　　RECEIVE0: PUSH PSW</p><p><b>　　PUSH ACC</b></p><p>　　CLR EX0; related externa

68、l interrupt 0</p><p>　　MOV R7, TH0; read the time value</p><p>　　MOV R6, TL0</p><p><b>　　CLR C</b></p><p><b>　　MOV A, R6</b></p><p>

69、;　　SUBB A,#0BBH; calculate the tome difference</p><p>　　MOV 31H, A; storage results</p><p><b>　　MOV A, R7</b></p><p>　　SUBB A,#3CH</p><p><b>　　MOV 30H

70、,A</b></p><p>　　SETB EX0; open external interrupt 0</p><p><b>　　POP ACC</b></p><p><b>　　POP PAW</b></p><p><b>　　RETI</b></p