蚌埠學(xué)院課程設(shè)計課程設(shè)計課程名稱單片機實訓(xùn)題目名稱滾梯安全節(jié)能系統(tǒng)專業(yè)班級學(xué)生姓名學(xué)號指導(dǎo)教師目錄一、系統(tǒng)設(shè)計 2（一）設(shè)計背景 2（二）設(shè)計要求 2（三）方案的比較和論證 21．檢測模塊 22．主控模塊 33．提醒模塊 3（四）系統(tǒng)設(shè)計 41.系統(tǒng)設(shè)計思路 42.原理設(shè)計 5二、單元電路設(shè)計 6（一）最小系統(tǒng)模塊 61.電源部分 62.串口電路 63．單片機STC89C52RC核心模塊 74.晶振電路 75.復(fù)位電路 8（二）激光傳感器電路和語音播報模塊的設(shè)計 81.語音播報模塊 82.激光傳感器模塊 9三、系統(tǒng)軟件設(shè)計 11（一）主程序流程圖 11（二）檢測模塊流程圖 11（三）語音模塊 13四、系統(tǒng)測試 14(一)硬件電路測試 141.電源測試 142.入侵模塊測試 14(二)測試數(shù)據(jù)及實驗結(jié)果 141.測試數(shù)據(jù) 142.實驗結(jié)果 14五、結(jié)論 15參考文獻(xiàn) 15附錄 16附圖 18實訓(xùn)心得體會 19一、系統(tǒng)設(shè)計（一）設(shè)計背景在商場、車站等一些公共場所會安裝滾動電梯，大多數(shù)電梯在有人和無人時會一直不停工作，浪費大量電能，此系統(tǒng)主要實現(xiàn)電梯在無人搭載的情況下，自動最大限度的節(jié)省電能，從而實現(xiàn)節(jié)能減排。（二）設(shè)計要求◆當(dāng)電梯無人時，電梯平緩減速直至停止，當(dāng)有人上電梯時平緩加速直到設(shè)置速度◆當(dāng)出口處，有人長時間停在出口處，而不離開出口，影響其他人走出電梯，系統(tǒng)提示：“電梯出口處，請勿逗留”◆電梯一定要確保把每個已經(jīng)上梯的人送出電梯。即：只要梯上有人，就不能半途停梯。◆當(dāng)發(fā)現(xiàn)電梯異常倒轉(zhuǎn)，啟動另外一安保系統(tǒng)，斷電停梯，系統(tǒng)提示“系統(tǒng)出現(xiàn)故障，請大家不要驚慌。同時報警聲報警（三）方案的比較和論證1．檢測模塊隨著社會的進(jìn)步，各種傳感器層出不窮，其中以紅外傳感器和激光傳感器應(yīng)用較為廣泛。紅外傳感器檢測的特點是對近距離的障礙物反應(yīng)速度靈敏，不同方位的傳感器之間信號不會相互干擾，造成誤動作，紅外傳感器適用于距離近的地方，且易受到自然光的干擾。而激光傳感器是由激光器、激光檢測器和測量電路組成，激光傳感器是新型測量儀表，它的優(yōu)點是能實現(xiàn)無接觸遠(yuǎn)距離測量，速度快，精度高，量程大，抗光、電干擾能力強等。由于在本設(shè)計中應(yīng)用的距離較遠(yuǎn)，綜合考慮我選用激光傳感器來實現(xiàn)該檢測功能。2．主控模塊因為本系統(tǒng)要求的性能不是太高，而且處于模擬階段，利用單片機芯片就可以控制。其中單片機的芯片種類很多，有凌陽公司的16位單片機，也有51系列的單片機。方案一：選用AT89C51，該芯片能使用C語言進(jìn)行程序的編寫，方便閱讀。但是，其集成程度低，功能單一，需要使用到其它功能時，只能通過擴展外電路來實現(xiàn)，使得整個電路復(fù)雜，成本高，穩(wěn)定性低。同時，I/O口輸出功率小，一般器件都需要加驅(qū)動才能夠正常使用。方案二：STC29C52RC是微處理器低功耗，超低價高速（0-90M），高可靠，3.3V工作電壓單片機，使產(chǎn)品更小，更輕，功耗更低，如果相關(guān)新增功能沒有用到，則不需看相應(yīng)部分。用STC提供的STC-ISP.exe工具可以將原有的代碼下載進(jìn)STC相關(guān)的單片機即可，內(nèi)部Flash擦寫次數(shù)為100,000次以上。用戶程序是用ISP/IAP機制寫入，一邊校驗一邊寫，無讀出命令。綜合考慮我們選擇方案二STC89C52RC作為我們的主控芯片。3．提醒模塊該模塊設(shè)計是為了能及時提醒乘客在火車即將到達(dá)站臺時退出安全警戒線，所以選擇語音芯片進(jìn)行控制。方案一：ISD4004語音芯片是一種采用CchipCorder專利技術(shù)的語音芯片，即此芯片無須A/D轉(zhuǎn)換就可以直接儲存，沒有A/D轉(zhuǎn)換誤差，在記錄位（BIT)可存儲250級信號，相當(dāng)于通常的A/D記錄的8倍，片內(nèi)集成了警惕振蕩器。麥克風(fēng)前置放大器。自動增益控制等，只要很少的外圍器件，就可以構(gòu)成一個完整的聲音錄放系統(tǒng)，模擬和數(shù)字信號處理模塊。具有多段信息處理的能力，不耗電信息保存100年，10萬次錄音周期，但是音質(zhì)不是太好。方案二：采用WT588D語音芯片做語音處理核心，擁有工業(yè)級穩(wěn)定性能的表現(xiàn)；配合電腦上位機軟件WT588DVIOCECHIP，可任意更換語音支持在線下載，完美體現(xiàn)語音更換的便捷性；內(nèi)置飛利浦音頻放大器，聲音響亮，清晰度高；單電源供電方式，有效的利用電源使用率。就針對于完美的音質(zhì)和下載方便這兩方面因素，綜合考慮我們這里采用方案二WT588D芯片。（四）系統(tǒng)設(shè)計1.系統(tǒng)設(shè)計思路系統(tǒng)設(shè)計思路如下圖：。2.原理設(shè)計由于該項目處于模擬階段，我們這里只選用三個激光傳感器。首先將三個激光傳感器接口接在單片機的P2.0,P2.1，P2.2三個端口上，再將語音芯片的兩個端口接在單片機的P3.4,P3.5兩個端口上。激光傳感器檢測信號，當(dāng)火車即將到達(dá)站臺、如有人站在警示線內(nèi)和火車到站停站后，則會遮擋激光信號，使得激光傳感器的接收端接收不到信號，產(chǎn)生一個低電平，使LED燈發(fā)光，分別提示火車即將到站，警戒線內(nèi)有人，火車已經(jīng)到站。同時單片機產(chǎn)生驅(qū)動信號，使語音芯片工作，提醒乘客火車來臨，要求乘客退出警戒線外和排隊上車。二、單元電路設(shè)計（一）最小系統(tǒng)模塊該單片機的最小系統(tǒng)包括電源部分，串口部分，單片機部分，晶振電路和復(fù)位電路。最小系統(tǒng)原理圖如圖2.1：圖2.1最小系統(tǒng)圖2.1最小系統(tǒng)1.電源部分如圖2.2是單片機小系統(tǒng)的電源部分原理圖：上圖電路是為了給整個設(shè)計的各個部分提供電源（+5V），由圖可知，電源部分由一個電源插槽J1和電源開關(guān)J2、一個發(fā)光二極管、一個1K電阻和一個容值為1UF的穩(wěn)壓電容組成。當(dāng)電源接通后，打開開關(guān)，發(fā)光二極管會發(fā)光。2.串口電路串口原理圖如圖2.3:圖2.3圖2.3串口原理圖如上圖所示，串口電路是由一個MAX232芯片、5個0.1UF的電容和一個串口組成。電路中的MAX232芯片是美信公司專門為電腦的RS-232標(biāo)準(zhǔn)串口設(shè)計的單電源電平轉(zhuǎn)換芯片,使用+5v單電源供電，在電路中的CX1～CA4是必不可少的，缺一不可，具有調(diào)節(jié)電壓值的作用。由圖可知，當(dāng)數(shù)據(jù)線接上串口DB9時數(shù)據(jù)經(jīng)過3號引腳送給MAX232的13號引腳，在經(jīng)過12號引腳輸出將電平轉(zhuǎn)換送往單片機芯片中，在經(jīng)過一系列單片機講信號送給11號引腳經(jīng)過芯片電平轉(zhuǎn)換由14號引腳送給串口的2號引腳，已達(dá)到電平轉(zhuǎn)換的作用。3．單片機STC89C52RC核心模塊如圖2.4是51芯片接入電路的原理圖圖2.451芯片原理圖圖2.451芯片原理圖該控制芯片接收處理傳感器采集到的信息，對信號進(jìn)行綜合判斷，再將信號送往語音模塊，以達(dá)到設(shè)計效果。4.晶振電路晶振電路用于產(chǎn)生單片機工作所需的時鐘信號，電路選用11.0592MHZ的晶振和容值為20PF的電容，在單片機芯片的18（XTAL1）、19（XTAL2）號引腳之間跨界警惕震蕩器和微調(diào)電容，就可以構(gòu)成一個穩(wěn)定的自激振蕩器。5.復(fù)位電路復(fù)位是使CPU和系統(tǒng)中其他功能部件都恢復(fù)到確定的初始狀態(tài)，并從該狀態(tài)開始工作。（二）激光傳感器電路和語音播報模塊的設(shè)計激光傳感器電路和語音播報模塊PCB板電路圖如圖2.5：下面介紹一下語音播報模塊和激光傳感器模塊1.語音播報模塊本系統(tǒng)設(shè)計選用的是WT588D語音芯片，該芯片的控制模式有一線串口控制模式，三線串口控制模塊，為了減少單片機端口的使用，所以使用一線串口模式，簡單方便。一線串口只通過一條數(shù)據(jù)通信線控制時序，依照電平占空比不同的數(shù)據(jù)位。高電平與低電平數(shù)據(jù)占空比1：2即代表數(shù)據(jù)位0，高電平與低電平數(shù)據(jù)位占空比為2：1代表數(shù)據(jù)位1，高電平在前，低電平在后。該芯片的工作原理如圖2.6所示：圖2.6WT588D語音芯片工作原理圖2.6WT588D語音芯片工作原理RST為復(fù)位信號，發(fā)數(shù)據(jù)前芯片進(jìn)行復(fù)位，在電池供電的情況下可不加此信號。DATA為一線串口數(shù)據(jù)通信線，復(fù)位芯片穩(wěn)定后先拉低5ms以喚醒芯片，低位在前，BUSY對語音芯片忙信號輸出，數(shù)據(jù)成功發(fā)送后等待1ms，BUSY輸出將做出響應(yīng)。WT588D芯片的外圍電路如圖2.7：圖2.7WT588D芯片外圍電路圖圖2.7WT588D芯片外圍電路圖如圖所示，AMS1117-3.3V是穩(wěn)壓芯片，給WT588D語音芯片提供穩(wěn)定的工作電壓，旁邊的電容具有整流的作用。WT588D語音芯片通過單片機的P34,P35接入相應(yīng)的數(shù)據(jù)，首先對該芯片進(jìn)行復(fù)位處理，即發(fā)數(shù)據(jù)前對芯片進(jìn)行復(fù)位。DATA為一線串口數(shù)據(jù)通信線，復(fù)位芯片穩(wěn)定后先拉低5毫秒以喚醒芯片低位在前，BUSY為語音芯片忙信號輸出，數(shù)據(jù)成功發(fā)出后等待1毫秒，BUSY輸出將作出響應(yīng)。單片機接入的信號進(jìn)入芯片的P0.3接口，經(jīng)過處理，從PWM+,PWM-兩個端口輸出音頻信號，再經(jīng)喇叭放出聲音。放音的同時，該芯片的BUSY端口，處于低電平，則二極管發(fā)光。圖2.8激光傳感器電路圖2.激光傳感器模塊圖2.8激光傳感器電路圖其電路連接原理圖如圖2.8：如圖2.8所示，用單片機的的三個端口分別接在三個激光傳感器的接口。三個激光傳感器分別放在離站臺不遠(yuǎn)的地方(在此假設(shè)200米)，以檢測火車是否即將到來、檢測站臺警戒線內(nèi)部是否有人和檢測火車是否已經(jīng)到達(dá)站臺，當(dāng)條件滿足時即激光傳感器的發(fā)射端發(fā)出的信號被遮擋，接收端口接收不到對面的信號，使得傳感器的G1～G3點為低電平，則三個LED燈發(fā)光，發(fā)出相對應(yīng)的信號并送入單片機內(nèi)處理。三、系統(tǒng)軟件設(shè)計（一）主程序流程圖首先對所有硬件進(jìn)行初始化，激光傳感器檢測數(shù)據(jù)，再將檢測信號傳輸給單片機進(jìn)行處理，單片機做出相應(yīng)判斷，語音芯片是否進(jìn)行工作，即語音提醒。流程圖如圖3.1：（二）檢測模塊流程圖激光傳感器檢測是否接到信號，若接收不到對面發(fā)出的信號，G1～G3為低電平，則LED燈點亮，并發(fā)出語音提示信號，反之，則傳感器繼續(xù)檢測信號。流程圖如下圖3.2：圖3.2激光檢測流程圖圖3.3語音模塊流程圖圖3.2激光檢測流程圖圖3.3語音模塊流程圖（三）語音模塊首先對WT588D語音芯片進(jìn)行初始化，首先對該芯片進(jìn)行錄制所需聲音，然后接收單片機傳來的信號，且對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，判斷是否語音提示。流程圖如上圖3.3：以下是我們做出的實物圖,如圖3.4、3.5、3.6：圖3.4激光傳感器實物圖圖3.5驅(qū)動模塊實物圖圖3.4激光傳感器實物圖圖3.5驅(qū)動模塊實物圖圖3.6主控模塊圖3.6主控模塊四、系統(tǒng)測試硬件電路測試1.電源測試用數(shù)字萬用表電壓檔測量電池輸出的電壓值是否正常,如果顯示不正常，將數(shù)字電壓表打到蜂鳴器擋，用兩個表筆檢測電路是否短路或斷路。2.入侵模塊測試用萬用表在輸出端測量電壓值是否為高電平，用手遮擋激光接收端，觀察電壓值是否變?yōu)榈碗娖健?.語音模塊測試將所需要的語音錄入語音芯片中，通過按鍵看是否播放錄音。(二)測試數(shù)據(jù)及實驗結(jié)果表4.1數(shù)據(jù)及結(jié)果1.測試數(shù)據(jù)表4.1數(shù)據(jù)及結(jié)果激光傳感器1（JG1）激光傳感器2（JG2）激光傳感器2（JG3）LED1LED2LED3語音是否提示111滅滅滅無011亮滅滅播報語音段0001亮亮滅播報語音段101/00亮亮/滅亮播報語音段2上表4.1經(jīng)過反復(fù)實驗得出的結(jié)果。2.實驗結(jié)果經(jīng)測試，該火車站臺檢測系統(tǒng)具有檢測火車是否即將到站、警戒線上是否有人、火車是否已經(jīng)到站，語音播報的功能。當(dāng)激光傳感器檢測到火車即將到站時，語音模塊播報語音段0提醒工作人員做好接車準(zhǔn)備；當(dāng)激光傳感器檢測到警戒線上有人時，語音模塊播報語音段1提醒乘客退出警戒線外，當(dāng)激光傳感器檢測到火車到站時，語音模塊播報語音段2提醒乘客一次排隊上車；而且該系統(tǒng)優(yōu)化后在火車往返程中也可達(dá)到其基本功能。五、結(jié)論參考文獻(xiàn)[1]王靜霞：單片機應(yīng)用技術(shù)（C語言版）[M]，北京：電子工業(yè)出版社,2021[2]張志良：單片機原理和控制技術(shù)[M]，第二版，北京：機械工業(yè)出版社,2021[3]周立功：單片機基礎(chǔ)實驗指導(dǎo)書[M]，廣州：周立功單片機發(fā)展出版社，2021[4]宋雪臣：傳感器與檢測技術(shù)[M]，第二版，北京：機械工業(yè)出版社,2021[5]謝自美：電子線路設(shè)計測試與應(yīng)用[M],第二版,武漢：華中理工大學(xué)出版社,2021附錄滾梯安全節(jié)能系統(tǒng)驅(qū)動程序#include"at89x52.h"#ifndef uchar #defineucharunsignedchar #defineuintunsignedint#endifvoid delay_Voice(uintz);void delayus_Voice(uintz);void Read_Voice(ucharadd);unsignedcharj;voidDelay(uinttime){ ucharbase=255; for(;time;time--) for(base=255;base;base--);}sbitrst=P3^4;sbitsda=P3^5;sbitJG1=P2^0;sbitJG2=P2^1;sbitJG3=P2^2;voiddelay_Voice(uintz){uintx,y;for(x=z;x>0;x--)for(y=110;y>0;y--);}voiddelayus_Voice(uintz){uintx,y; for(x=z;x>0;x--)for(y=10;y>0;y--);}voidRead_Voice(ucharadd){uchari;EA=0;rst=0;delay_Voice(1);rst=1;delay_Voice(17);/*復(fù)位延時17MS*/rst=1;delay_Voice(6);/*delay_voice6ms*/sda=0;delay_Voice(5);/*delay_voice5ms*/for(i=0;i<8;i++){sda=1;if(add&1){delayus_Voice(4);/*400us*/sda=0;delayus_Voice(2);/*200us*/}else{delayus_Voice(2);/*200us*/sda=0;delayus_Voice(4);/*400us*/}add>>=1;}sda=1; EA=1;}main(){ while(1){ if(JG1==0) {j=1; } if(JG2==0&&JG1==0){j=2; } if(JG3==0&&JG1==0){j=3; } {switch(j) { case1:Read_Voice(0);delay_Voice(2500);break; case2:Read_Voice(1);delay_Voice(5500);break; case3:Read_Voice(2);delay_Voice(5500);break; default:; } }}}附圖基礎(chǔ)板圖滾梯安全節(jié)能系統(tǒng)圖實訓(xùn)心得體會通過此次課程設(shè)計，讓我學(xué)到了：能夠進(jìn)一步熟練的掌握Multisim仿真軟件，以便以后更好的使用；還使我重溫了以前學(xué)過的知識，也對課本有了進(jìn)一步的了解；在實驗期間也遇到了一些麻煩，讓我很好的利用了互聯(lián)網(wǎng)和圖書館帶來的便捷，也通過請求老師來解決問題，還讓我懂得了同學(xué)間交流的重要性。此次實驗還使我大大的提高了自己的動手能力，鞏固了我所學(xué)的知識?？傊芨兄x學(xué)校安排這次實驗設(shè)計課，真的讓我學(xué)的了很多東西。也找到了一些自己的不足之處。謝謝老師，同學(xué)的幫助！

論大學(xué)生寫作能力寫作能力是對自己所積累的信息進(jìn)行選擇、提取、加工、改造并將之形成為書面文字的能力。積累是寫作的基礎(chǔ)，積累越厚實，寫作就越有基礎(chǔ)，文章就能根深葉茂開奇葩。沒有積累，胸?zé)o點墨，怎么也不會寫出作文來的。寫作能力是每個大學(xué)生必須具備的能力。從目前高校整體情況上看，大學(xué)生的寫作能力較為欠缺。一、大學(xué)生應(yīng)用文寫作能力的定義那么，大學(xué)生的寫作能力究竟是指什么呢？葉圣陶先生曾經(jīng)說過，“大學(xué)畢業(yè)生不一定能寫小說詩歌，但是一定要寫工作和生活中實用的文章，而且非寫得既通順又扎實不可?！睂τ诖髮W(xué)生的寫作能力應(yīng)包含什么，可能有多種理解，但從葉圣陶先生的談話中，我認(rèn)為：大學(xué)生寫作能力應(yīng)包括應(yīng)用寫作能力和文學(xué)寫作能力，而前者是必須的，后者是“不一定”要具備，能具備則更好。眾所周知，對于大學(xué)生來說，是要寫畢業(yè)論文的，我認(rèn)為寫作論文的能力可以包含在應(yīng)用寫作能力之中。大學(xué)生寫作能力的體現(xiàn)，也往往是在撰寫畢業(yè)論文中集中體現(xiàn)出來的。本科畢業(yè)論文無論是對于學(xué)生個人還是對于院系和學(xué)校來說，都是十分重要的。如何提高本科畢業(yè)論文的質(zhì)量和水平，就成為教育行政部門和高校都很重視的一個重要課題。如何提高大學(xué)生的寫作能力的問題必須得到社會的廣泛關(guān)注，并且提出對策去實施解決。二、造成大學(xué)生應(yīng)用文寫作困境的原因：（一）大學(xué)寫作課開設(shè)結(jié)構(gòu)不合理。就目前中國多數(shù)高校的學(xué)科設(shè)置來看，除了中文專業(yè)會系統(tǒng)開設(shè)寫作的系列課程外，其他專業(yè)的學(xué)生都只開設(shè)了普及性的《大學(xué)語文》課。學(xué)生寫作能力的提高是一項艱巨復(fù)雜的任務(wù)，而我們的課程設(shè)置僅把這一任務(wù)交給了大學(xué)語文教師，可大學(xué)語文教師既要在有限課時時間內(nèi)普及相關(guān)經(jīng)典名著知識，又要適度提高學(xué)生的鑒賞能力，且要教會學(xué)生寫作規(guī)律并提高寫作能力，任務(wù)之重實難完成。（二）對實用寫作的普遍性不重視?！按髮W(xué)語文”教育已經(jīng)被嚴(yán)重地“邊緣化”。目前對中國語文的態(tài)度淡漠，而是呈現(xiàn)出全民學(xué)英語的大好勢頭。中小學(xué)如此，大學(xué)更是如此。對我們的母語中國語文，在大學(xué)反而被漠視，沒有相關(guān)的課程的設(shè)置，沒有系統(tǒng)的學(xué)習(xí)實踐訓(xùn)練。這其實是國人的一種偏見。應(yīng)用寫作有它自身的規(guī)律和方法。一個人學(xué)問很大，會寫小說、詩歌、戲劇等，但如果不曉得應(yīng)用文寫作的特點和方法，他就寫不好應(yīng)用文。（三）部分大學(xué)生學(xué)習(xí)態(tài)度不端正。很多非中文專業(yè)的大學(xué)生對寫作的學(xué)習(xí)和訓(xùn)練都只是集中在《大學(xué)語文》這一門課上，大部分學(xué)生只愿意被動地接受大學(xué)語文老師所講授的文學(xué)經(jīng)典故事，而對于需要學(xué)生動手動腦去寫的作文，卻是盡可能應(yīng)付差事，這樣勢必不能讓大學(xué)生的寫作水平有所提高。（四）教師的實踐性教學(xué)不強。學(xué)生寫作能力的提高是一項艱巨復(fù)雜的任務(wù)，但在教學(xué)中有不少教師過多注重理論知識，實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)卻往往被忽視。理論講了一大堆，但是實踐卻幾乎沒有，訓(xùn)練也少得可憐。閱讀與寫作都需要很強的實踐操作，學(xué)習(xí)理論固然必不可少，但是閱讀方法和寫作技巧的掌握才是最重要的。由于以上的原因，我們的大學(xué)生的寫作水平著實令人堪憂，那么如何走出這一困境，筆者提出一些建議，希望能對大學(xué)生寫作水平的提高有所幫助。三、提高大學(xué)生應(yīng)用寫作能力的對策（一）把《應(yīng)用寫作》課設(shè)置為大學(xué)生的必修課。在中國的每一所大學(xué)，《應(yīng)用寫作》應(yīng)該成為大學(xué)生的必修課。