.z課程設(shè)計大綱學院名稱電氣工程與自動化學院課程名稱傳感器原理開課教研室測控技術(shù)與儀器執(zhí)筆人*東升審定人修〔制〕訂日期山東輕工業(yè)學院課程設(shè)計任務(wù)書學院電氣工程與自動化學院專業(yè)測控技術(shù)與儀器***東升班級測控09-2**8題目正六面體端面特征自動識別系統(tǒng)主要內(nèi)容、根本要求、主要參考資料等：一、主要內(nèi)容該識別系統(tǒng)以單片機stc12c5410ad為控制核心，系統(tǒng)分為正六面體，外部信息接收器兩局部。根據(jù)正六面體內(nèi)置水銀開關(guān)檢測正六面體端面信息，經(jīng)過單片機判斷處理后控制對應的led點亮，并將端面信息編碼，通過內(nèi)置編碼芯片PT2262構(gòu)成的無線發(fā)射電路發(fā)送編碼信息。由解碼芯片PT2272構(gòu)成的信息接收器接收信號，進展解碼。二、.根本要求〔1〕能夠?qū)崿F(xiàn)自動識別上端面并點亮其LED；〔2〕六面體靜止后3秒內(nèi)完成識別。三、參考文獻〔1〕王東峰等.?單片機C語言應用?，電子工業(yè)，〔2〕陳海宴.?51單片機原理及應用?，航空航天大學，〔3〕賈金玲等.?傳感器原理及工程應用?，**大學，完成期限：自2011年12月26日至2012年01月02日指導教師：*凱教研室主任：*濤摘要本實驗以單片機STCl2C5410AD為控制核心，系統(tǒng)分為正六面體，外部信息接收器兩局部。根據(jù)正六面體內(nèi)置水銀開關(guān)檢測正六面體端面信息，經(jīng)過單片機判斷處理后控制對應的LED點亮，并將端面信息編碼，通過內(nèi)置編碼芯片PT2262構(gòu)成的無線發(fā)射電路發(fā)送編碼信息。由解碼芯片PT2272構(gòu)成的信息接收器接收信號，進展解碼，通過液晶顯示器顯示端面信息。通過PT2272的VT管腳輸出高電平信號實現(xiàn)記錄次數(shù)，通過單片機內(nèi)部存儲器進展標識存儲，通過按鍵控制實現(xiàn)回放。關(guān)鍵詞：正六面體、自動識別、無線發(fā)射、接收目錄HYPERLINK1引言…………………52總體方案……………5HYPERLINK2.1設(shè)計要求……………………52.2系統(tǒng)根本原理HYPERLINK………………6HYPERLINK2.3系統(tǒng)硬件局部………………7HYPERLINK2.4系統(tǒng)硬件局部制作、安裝與調(diào)試……113單片機簡介134HYPERLINK心得體會…………175HYPERLINK參考文獻…………181引言隨著科學技術(shù)的開展和全球的信息化，當今的社會需要更高層次的人才。而單片機技術(shù)以及傳感器技術(shù)也在飛速的更新，這需要我們大學生有更加綜合的素質(zhì)以及知識技能，而正六面體端面特征自動識別系統(tǒng)得設(shè)計要求正是結(jié)合了單片機級傳感器的技術(shù)，它不僅能拓寬我們的知識*圍，還能增強我們的動手能力。我們對正六面體端面特征自動識別系統(tǒng)懷著強烈的好奇心想通過這次的設(shè)計來增強自己的綜合素質(zhì)，讓自己成為一個能適應當今科技開展的高層次人才。我們的系統(tǒng)主要分為硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)，硬件系統(tǒng)包括了正六面體端面檢測模塊、無線發(fā)射模塊、LED端面顯示模塊、無線接收模塊，需要用到單片機、液晶顯示裝置以及發(fā)射、接收器；軟件系統(tǒng)主要利用C語言編程。2總體方案2.1設(shè)計要求在正六面體相應各個外表安裝1—6個LED，作為標記【類似于傳統(tǒng)的骰子)，能夠?qū)φ骟w端面進展識別，內(nèi)置控制電路。隨機轉(zhuǎn)動六面體，等待此六面體靜止后，實現(xiàn)自動識別平行于地面上方的端面并點亮LED。用LED不同位數(shù)顯示標記信息，其它端面LED燈不亮。采用無線方式將上端面標記信息(如1、2??6)傳送到外部信息接收器，能夠?qū)⒆R別次數(shù)及標記存儲及回放等。本設(shè)計采用技術(shù)成熟的芯片，且本錢低、端面識別準確。2.2系統(tǒng)根本原理該識別系統(tǒng)以單片機STCl2C5410AD為控制核心，系統(tǒng)分為正六面體，外部信息接收器兩局部。根據(jù)正六面體內(nèi)置水銀開關(guān)檢測正六面體端面信息，經(jīng)過單片機判斷處理后控制對應的LED點亮．并將端面信息編碼，通過內(nèi)置編碼芯片PT2262構(gòu)成的無線發(fā)射電路發(fā)送編碼信息由解碼芯片PT2272構(gòu)成的信息接收器接收信號，進展解碼，通過液晶顯示器顯示端面信息。通過PT2272的VT管腳輸出高電平信號實現(xiàn)記錄次數(shù)，通過單片機內(nèi)部存儲器進展標識存儲。通過按鍵控制實現(xiàn)回放。系統(tǒng)框圖B組正六面體端面檢測模塊B組正六面體端面檢測模塊LED顯示電路STC12C5410無線接收器無線發(fā)射器STC12C5410液晶顯示器鍵盤2.3系統(tǒng)硬件局部2.3.1發(fā)射裝置本制作采用編碼芯片PT2262芯片設(shè)計的四鍵遙控模塊(成品)作為發(fā)射模塊。遙控模塊具有價格低廉。發(fā)射機體積小巧、外觀精致，耗電低，工作穩(wěn)定可靠等優(yōu)點。選擇發(fā)射頻率433MHz或者315MHz。注意發(fā)射器和接收器頻率保持一致，收發(fā)雙方的地址碼(A0～A7)設(shè)置保持一致。可以定義為懸空、接地或者高電平等。設(shè)置不同的地址碼防止測試、使用時產(chǎn)生干擾。PT2262數(shù)據(jù)輸入端使用三位DO、D1、D2進展數(shù)據(jù)編碼。為了使無線發(fā)射器與單片機相連接，對無線發(fā)射器進展改造。方法是使用TLP626—3光電耦合器的三組光敏三極管來代替發(fā)射器上的三個按鍵，將光電耦合器上的發(fā)光二級管陽極接電源正極，陰極接單片機的p1.6、p1.7、p3.4腳，單片機的I/O口輸出控制編碼信號，并且保證六面體每轉(zhuǎn)動一次靜止后，通過單片機程序控制只發(fā)送一次狀態(tài)編碼信號。2.3.2接收裝置本制作采用解碼芯片PT2272芯片設(shè)計的無線遙控開關(guān)接收器作we為接收模塊。接收模塊的信號頻率應與發(fā)送端保持一致。PT2272接收器的數(shù)據(jù)輸出端DO、D1、D2連接單片機的P2．0、P2．1、P2．2管腳用于接收解碼信號，通過單片機進展信號處理送液晶顯示器顯示端面信息。通過PT2272的VT輸出信號記錄六面體轉(zhuǎn)動次數(shù)，該信號由低電平變?yōu)楦唠娖綍r表示收到發(fā)射信號。再通過S9013三極管組成的集電極輸出電路進展電平轉(zhuǎn)換，輸出信號送給單片機的外中斷INTO口。設(shè)置單片機外中斷INT0為邊沿觸發(fā)方式。通過中斷效勞子程序?qū)崿F(xiàn)記錄正六面體轉(zhuǎn)動次數(shù)。2.3.3顯示模塊接收器顯示模塊采用12864液晶顯示器。如圖。2.3.4正六面體電源模塊本設(shè)計采用4節(jié)1．2V鎳氫充電電池串聯(lián)組成電源模塊，由于正六面體需要靈活轉(zhuǎn)動，電源安裝在內(nèi)部，不可以外接電源．并且正六面體拆卸較麻煩，選擇充電電池，在正六面體外測留有充電插座。2.3.5核心電路整機的核心電路分為發(fā)射器和接收器兩局部，圖a為發(fā)射局部，圖b為接收局部。a發(fā)射電路b接收電路2.4系統(tǒng)硬件局部制作、安裝與調(diào)試2.4.1正六面體外殼的制作與安裝本制作采用4mm厚的有機玻璃板制成正六面體外殼局部。首先量好尺寸，用鋼鋸截成邊長為8cm×8cm的正方形(設(shè)計要求)，用電鉆(選直徑為4cm鉆頭)分別在六個正方形有機玻璃板上適宜的位置打孔1—6個，然后將發(fā)光二極管安裝在正方形有機玻璃板上。防止其松動，用塑料膠槍融化膠棒作為粘合劑固定。再將4個正方形有機玻璃板連接做成柱狀，連接處用膠槍融化膠棒固定。將4節(jié)5號充電電池分別貼放在柱狀體4個直角處，用膠槍固定，再用導線將其串聯(lián)構(gòu)成電源模塊。然后將正方形有機玻璃板上所有LED的陽極用導線相連．接到電源開關(guān)上，將每個板上的LED的陰極用導線連接．每個面引出一根控制線。注意柱狀體兩個堵頭處先不要封上。2.4.2水銀開關(guān)的固定將8支水銀開關(guān)分別安裝在正六面體內(nèi)測8個角上。注意水銀開關(guān)與三個正方形玻璃板成45度，使用膠槍固定。每個開關(guān)引出兩根導線，注意水銀開關(guān)與導線連接處用錫焊連接，再套上熱縮管防止短路。2.4.3無線發(fā)射器的設(shè)計與安裝將遙控發(fā)射器外殼去掉，露出線路板。用電烙鐵將電源正負極的金屬電池夾卸下來。防止占用過多的空間。保存發(fā)射天線。然后將光電耦合器反面貼放在發(fā)射器的線路板上。用膠槍固定，按照原理圖連接導線。注意裸露導線處用熱縮管絕緣。2.4.5控制核心電路板的制作本制作以STCl2C5410單片機為核心。分為制作正六面體內(nèi)置控制板和信息接收板。按照原理圖，使用protel99se軟件繪制單面線路板，然后使用雙氧水和稀鹽按比例混合腐蝕線路板，然后焊接元件。最后在內(nèi)置控制核心板安裝無線發(fā)射模塊。再連接水銀開關(guān)、LED導線。最后將核心板與發(fā)射模塊放置到正六面體內(nèi)部。2.4.6整機調(diào)試整機焊接完畢，首先檢查硬件連線有無錯誤．再逐步調(diào)試各模塊。首先載入led控制小程序。檢查led顯示是否正常。參加發(fā)射編碼程序，查看信息接收器是否接收到信號?？稍赑T2272的VT端接一只led，判斷是否接收到信號。參加顯示子程序，發(fā)現(xiàn)沒有顯示字符。調(diào)整可調(diào)電阻RPl的值。顯示正常。再將PT2272的VT端接到三極管的基極上。載入發(fā)射器發(fā)射編碼程序。觀察接收端六面體轉(zhuǎn)動次數(shù)紀錄情況。假設(shè)異常，檢查VT端信號。檢查單片機外中斷INT0設(shè)置是否正確。接上內(nèi)置電池，將剩余兩個端面安裝完畢上電后對系統(tǒng)初始化，搖動六面體3秒靜止后，發(fā)現(xiàn)其他端面的led也顯示。檢查發(fā)現(xiàn)六面體導線有短路現(xiàn)象，再次將導線套上熱縮管處理一切正常。4單片機簡介STC12C5410AD單片機是宏晶系列單片機技術(shù)攻關(guān)研究中已經(jīng)取得全線突破的典型優(yōu)勢解密系列。STC系列新一代單片機由于采用宏晶第六代加密技術(shù)，加密性強，解密難度大，而橙盒科技目前已經(jīng)順利破解STC全系列單片機，從簡單的STC89系列到高難度解密的STC10系列、STC11系列，STC12系列單片機，我們都能夠提供成熟可靠的解密方案。而且，經(jīng)過我們專業(yè)的芯片解密工程師長期以來的解密技術(shù)研究和進展，針對STC全系列單片機解密的技術(shù)已經(jīng)相當成熟，解密成功率高，可靠性強，其管腳圖如下：

STC12C5410AD單片機主要性能特征介紹

1.STC12系列單片機為增強型8051芯片，1T，單時鐘/機器周期，指令代碼完全兼容傳統(tǒng)8051單片機。

2.工作電壓：

STC12C5410AD系列工作電壓：5.5V-3.8V〔5V單片機〕/3.8V-2.4V〔3V單片機〕

3.工作頻率*圍：0-35MHz，相當于普通8051的0～420MHz.實際工作頻率可達48MHz

4.用戶應用程序空間12K/10K/8K/6K/4K/2K/1K字節(jié)

5.片上集成512字節(jié)RAM(STC12C5410AD系列),STC12C2052AD系列單片機為256字節(jié)RAM

6.通用I/O口〔27/23/15個〕，復位后為：準雙向口/弱上拉〔普通8051傳統(tǒng)I/O口〕

可設(shè)置成四種模式：準雙向口/弱上拉，推挽/強上拉，僅為輸入/高阻，開漏

每個I/O口驅(qū)動能力均可到達20mA，但整個芯片最大不得超過55mA

7.ISP〔在系統(tǒng)可編程〕/IAP〔在應用可編程〕，無需專用編程器，無需專用仿真器

可通過串口〔P3.0/P3.1〕直接下載用戶程序，數(shù)秒即可完成一片

8.EEPROM功能

9.看門狗

10.內(nèi)部集成MA*810專用復位電路〔外部晶體20M以下時，可省外部復位電路〕

11.時鐘源：外部高精度晶體/時鐘，內(nèi)部R/C振蕩器

用戶在下載用戶程序時，可選擇是使用內(nèi)部R/C振蕩器還是外部晶體/時鐘

常溫下內(nèi)部R/C振蕩器頻率為：5.2MHz～6.8MHz

精度要求不高時，可選擇使用內(nèi)部時鐘，但因為有制造誤差和溫漂，應認為是4MHz～8MHz

12.共2個16位定時器/計數(shù)器，但可用PCA模塊再產(chǎn)生4個定時器(2052系列只有兩路PCA)

13.外部中斷2路,下降沿中斷或低電平觸發(fā)中斷,PowerDown模式可由外部中斷喚醒

14.PWM(4路〕/PCA〔可編程計數(shù)器陣列,4路〕,5410系列是4路，2052系列只有兩路

也可用來當4路D/A使用

也可用來再實現(xiàn)4個定時器

也可用來再實現(xiàn)4個外部中斷(上升沿中斷/下降沿中斷均可分別或同時支持)

15.A/D轉(zhuǎn)換,10位精度ADC，共8路。STC12C2052AD系列只有8位精度

16.通用全雙工異步串行口(UART)，由于STC12系列是高速的8051，也可再用定時器軟件實現(xiàn)多串口

17.SPI同步通信口，主模式/從模式

18.工作溫度*圍：0-75℃/-40-+855心得體會在做本次課程設(shè)計的過程中，我感觸最深的當屬查閱大量的設(shè)計資料了。為了讓自己的設(shè)計更加完善，查閱這方面的設(shè)計資料是十分必要的，同時也是必不可少的。我們是在做課程設(shè)計，但我們不是藝術(shù)家，他們可以拋開實際盡情在夢想的世永遠只能是設(shè)想，而我們一定要有有據(jù)可依，不切實際的設(shè)想永遠只是設(shè)想，不能成為現(xiàn)實。而且，面對形形色色的網(wǎng)絡(luò)資源一定要學會取其精華