第I頁(yè)共IV頁(yè)基于STC89C52微型處理器的一款智能燈控系統(tǒng)設(shè)計(jì)摘要隨著人們生活水平的提高，臺(tái)燈已成為了現(xiàn)代家庭必備的生活用品，但是目前市面上的臺(tái)燈大多僅具備單一的照明功能，對(duì)于廣大學(xué)生群體用戶而言，經(jīng)常出現(xiàn)長(zhǎng)時(shí)間使用臺(tái)燈的情況，但是多數(shù)人并沒(méi)有擁有一個(gè)良好的坐姿，由此導(dǎo)致了視力下降、身體酸疼等問(wèn)題，為此一款除了具備基本照明功能還兼具坐姿矯正等功能的臺(tái)燈成為了人們的需求。本文介紹的是一款坐姿矯正智能燈控系統(tǒng)的研究，該系統(tǒng)以STC89C52微型處理器來(lái)做主控芯片，集合了光敏傳感器、超聲波傳感器、液晶顯示器、蜂鳴器等電路模塊與技術(shù)而構(gòu)成。系統(tǒng)可以利用光敏電阻檢測(cè)環(huán)境的燈光亮度并自動(dòng)調(diào)節(jié)LED的照明亮度，因此在周?chē)h(huán)境較暗時(shí)，LED燈將自動(dòng)亮起；其超聲波傳感器可即時(shí)監(jiān)測(cè)用戶坐姿距離，出現(xiàn)用戶坐姿不恰當(dāng)時(shí)，例如，當(dāng)操作系統(tǒng)監(jiān)測(cè)到用戶身體與桌面距離過(guò)近時(shí)，可通過(guò)蜂鳴器產(chǎn)生告警提醒用戶調(diào)整坐姿，同時(shí)將監(jiān)測(cè)到的距離通過(guò)液晶顯示屏顯示出來(lái)；此外，操作系統(tǒng)還可對(duì)用戶的使用時(shí)長(zhǎng)進(jìn)行計(jì)數(shù)并實(shí)時(shí)在屏幕上顯示，當(dāng)臺(tái)燈長(zhǎng)時(shí)間被用戶使用時(shí)，操作系統(tǒng)也會(huì)自動(dòng)提醒客戶注意休息。相較于傳統(tǒng)臺(tái)燈，該系統(tǒng)具有語(yǔ)音提示，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)距離等特點(diǎn)，更能進(jìn)一步的滿足各個(gè)層次人群的照明需求，其在矯正用戶坐姿促進(jìn)用戶養(yǎng)成良好用眼習(xí)慣方面具有一定的意義。關(guān)鍵詞：坐姿矯正；智能化；STC89C52單片機(jī)目錄1緒論 11.1選題背景 11.2燈控系統(tǒng)的發(fā)展態(tài)勢(shì) 11.3本論文的主要內(nèi)容 12系統(tǒng)方案設(shè)計(jì) 22.1內(nèi)容設(shè)計(jì) 22.2方案設(shè)計(jì) 22.2.1單片機(jī)控制器的選擇方案 32.2.2LCD液晶顯示屏的選擇方案 42.2.3測(cè)距模塊的選擇方案 53硬件設(shè)計(jì) 53.1STC89C52單片機(jī)最小系統(tǒng)電路 53.1.1STC89C52單片機(jī)引腳圖 63.1.2復(fù)位電路 73.1.3晶振電路設(shè)計(jì) 83.1.4下載接口電路設(shè)計(jì) 83.1.5電源電路 83.2光敏傳感器 83.3超聲波傳感器 93.4語(yǔ)音播報(bào)模塊（DY-SV17F） 103.5蜂鳴器模塊 103.6LCD1602液晶顯示器 114軟件設(shè)計(jì) 124.1主函數(shù)流程圖： 124.2超聲波模塊程序設(shè)計(jì) 134.3光敏傳感器模塊程序設(shè)計(jì) 144.4中斷程序設(shè)計(jì) 144.5報(bào)警模塊： 144.6LCD1602液晶顯示屏程序設(shè)計(jì) 154.7按鍵程序設(shè)計(jì) 155系統(tǒng)調(diào)試 155.1硬件電路調(diào)試 155.1.1系統(tǒng)板的調(diào)試 165.1.2LCD1602模塊和超聲波傳感器模塊調(diào)試 165.1.3光敏傳感器模塊調(diào)試 175.2軟件調(diào)試 175.2.1蜂鳴器模塊調(diào)試 185.2.2按鍵模塊的軟件調(diào)試 195.3系統(tǒng)總體調(diào)試 206結(jié)論 21第2頁(yè)共2頁(yè)第21緒論1.1選題背景社會(huì)的進(jìn)步，市場(chǎng)的變化以及人類的追求，都在提示人們高科技應(yīng)用含量決定著電子產(chǎn)品發(fā)展趨勢(shì)的最新趨勢(shì)與前景，智能化科技在電子行業(yè)的意義更加重要。家用電器也將因?yàn)閱纹瑱C(jī)的加入而趨向智慧，同時(shí)由于人們生活的提高愈加的平民化，的生活也因?yàn)檫@些產(chǎn)品的出現(xiàn)更加的方便、舒心。作為家電必備品的臺(tái)燈也應(yīng)順應(yīng)時(shí)代的發(fā)展趨勢(shì)，盡管目前傳統(tǒng)的臺(tái)燈還占據(jù)著市場(chǎng)的主體，不過(guò)，由于目前在市場(chǎng)上出現(xiàn)的傳統(tǒng)的臺(tái)燈只能是實(shí)現(xiàn)單一的照明功能，由于使用時(shí)間較長(zhǎng)，再加上不好的坐姿習(xí)慣，就會(huì)滋生很多的問(wèn)題，比如容易對(duì)眼睛造成傷害、身體酸痛等健康問(wèn)題，就是因?yàn)樯鲜鰡?wèn)題的存在，所以人類就會(huì)希望有更好的新的科技產(chǎn)品出現(xiàn)，既能解決人類基本的的照明需求，同時(shí)還能合理的設(shè)計(jì)空間和設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)用來(lái)測(cè)量用戶的位置更好的做到人性化設(shè)計(jì)[1]，即能更好的實(shí)現(xiàn)智能化，這些都是傳統(tǒng)臺(tái)燈所無(wú)法實(shí)現(xiàn)的，于是一種不僅僅具有基本照明功能還具有坐姿矯正等特殊功能的智能臺(tái)燈成為了人們的新需求。1.2燈控系統(tǒng)的發(fā)展態(tài)勢(shì)智能燈控系統(tǒng)將不再只有單一的智能功能，未來(lái)將更加關(guān)注人的行為，以人的行為，視覺(jué)功能，視覺(jué)生理心理研究為基礎(chǔ)，發(fā)展更富有科技含量的，更加安全，舒適，健康的燈控系統(tǒng)，智能燈控系統(tǒng)是智能技術(shù)和燈光技術(shù)的融合，將具有無(wú)比寬廣的發(fā)展前景，同時(shí)也正在打造一種新的照明文化，智能化照明的出現(xiàn)是照明市場(chǎng)的新趨勢(shì)。本次作品的設(shè)計(jì)中使用的是以STC89C52作為主控芯片設(shè)計(jì)的一款智能臺(tái)燈，其除了具有基本的燈光功能之外，還具備坐姿矯正，語(yǔ)音提醒等功能，所使用的元件有光敏傳感器，超聲波傳感器，蜂鳴器，語(yǔ)音模塊等，這些都是比較常見(jiàn)的器件，最重要的是價(jià)格實(shí)惠，能夠?yàn)槿藗兲峁└嗟倪x擇。目前智能臺(tái)燈行業(yè)快速發(fā)展，未來(lái)也可能會(huì)占據(jù)臺(tái)燈行業(yè)成為主導(dǎo)地位.這種智能臺(tái)燈相較于傳統(tǒng)的臺(tái)燈來(lái)說(shuō)，因?yàn)樵诠δ苌细油晟?，技術(shù)含量上也更高，所以對(duì)人們的眼睛有更好的呵護(hù)。近年來(lái)，由于經(jīng)濟(jì)的提高，人們的消費(fèi)能力比之前更強(qiáng)，越來(lái)越多的人更喜歡購(gòu)買(mǎi)智能臺(tái)燈，因此這種型式的智能臺(tái)燈在臺(tái)燈整個(gè)市場(chǎng)中占有的份額也獲得了很大的提高[2]。1.3本論文的主要內(nèi)容本設(shè)計(jì)試圖設(shè)計(jì)一款基于單片機(jī)的智能燈控系統(tǒng)，打算使用STC89C52微型處理器來(lái)做主控芯片，對(duì)時(shí)間，光線強(qiáng)弱，人體與桌面之間的距離等收集到的信息進(jìn)行分析處理，然后進(jìn)行相應(yīng)操作，完成一個(gè)具有坐姿矯正功能的燈控系統(tǒng)，這種智能臺(tái)燈在各個(gè)年齡階段的人群都可以使用，根據(jù)測(cè)得數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，在不屬于合理的范圍內(nèi)，進(jìn)行語(yǔ)音和蜂鳴器提醒，最后在液晶顯示屏上顯示出當(dāng)前距離與時(shí)間，決解了傳統(tǒng)臺(tái)燈功能單一，不夠完善等問(wèn)題。第2頁(yè)共2頁(yè)這一次設(shè)計(jì)得到的主要內(nèi)容包括實(shí)物設(shè)計(jì)出來(lái)的電路和代碼設(shè)計(jì)得到的虛擬仿真電路兩個(gè)部分，實(shí)物設(shè)計(jì)部分主要包括52芯片控制、光敏傳感器、超聲波傳感器、液晶顯示器、蜂鳴器等。光敏傳感器主要的作用是檢測(cè)光線的強(qiáng)弱，超聲波傳感器主要是用來(lái)測(cè)量距離，液晶顯示主要是顯示當(dāng)前距離與時(shí)間，蜂鳴器和語(yǔ)音模塊起到提示的作用。軟件部分的主要設(shè)計(jì)思路是這樣的：光敏電阻對(duì)檢測(cè)到的光線亮度通過(guò)一定的程序設(shè)計(jì)發(fā)送給LED燈，通過(guò)LED燈反饋出來(lái)；超聲波傳感器檢測(cè)人體距離，當(dāng)距離較短時(shí)蜂鳴器進(jìn)行報(bào)警程序；處理器將處理后的信息發(fā)送到液晶顯示屏上顯示出來(lái)。通過(guò)軟硬件的結(jié)合，具有坐姿矯正的智能燈控系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)這樣的功能;單片機(jī)上電后利用光敏電阻檢測(cè)周?chē)沫h(huán)境，調(diào)節(jié)LED燈的亮滅，當(dāng)周?chē)h(huán)境較暗時(shí)，LED燈將自動(dòng)亮起，再通過(guò)超聲波來(lái)檢測(cè)人體信號(hào)，當(dāng)坐姿不正確時(shí)，經(jīng)蜂鳴器報(bào)警提醒用戶調(diào)整坐姿，學(xué)習(xí)時(shí)長(zhǎng)的設(shè)計(jì)是通過(guò)代碼實(shí)現(xiàn)的，，當(dāng)學(xué)習(xí)時(shí)間太長(zhǎng)時(shí)，會(huì)自動(dòng)提醒用戶注意休息。各章節(jié)內(nèi)容如下。2系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)2.1內(nèi)容設(shè)計(jì)本課題設(shè)計(jì)了一個(gè)基于單片機(jī)的坐姿矯正智能燈控系統(tǒng)，這個(gè)課題設(shè)計(jì)的靈感來(lái)自于生活中的一些常見(jiàn)的且有礙健康的壞習(xí)慣，雖然現(xiàn)在市場(chǎng)上的臺(tái)燈有很多種類，但是功能還是不夠齊全，所以本課題的一個(gè)智能燈控系統(tǒng)就應(yīng)運(yùn)而生了，通過(guò)查找資料進(jìn)行方案論證和選擇，本次設(shè)計(jì)主控制器選擇使用功能齊全的微型處理器STC89C52，其相對(duì)于AT89C51來(lái)說(shuō)更加穩(wěn)定，功能更加齊全，測(cè)距模塊選擇超聲波傳感器，相比較紅外傳感器來(lái)說(shuō)，其的效率更高，安全性更好，價(jià)格較實(shí)惠，選用LCD1602作為顯示器，可以實(shí)時(shí)顯示當(dāng)前人體與桌面之間的距離，以及當(dāng)前使用時(shí)間等，其具體要求如下：通過(guò)液晶顯示器向用戶展示當(dāng)前的實(shí)現(xiàn)距離、讀寫(xiě)時(shí)間；用戶的頭部與桌面之間的距離小于設(shè)定距離（例如30厘米）的范圍時(shí)，蜂鳴器報(bào)警提醒并提示用戶調(diào)整坐姿；通過(guò)光敏電阻等模塊檢測(cè)光照（光照閾值可以通過(guò)電位器調(diào)試），如果當(dāng)前光照達(dá)到所設(shè)定閾值，則語(yǔ)音播報(bào)：“亮度不足，請(qǐng)調(diào)整照明燈光”；當(dāng)計(jì)時(shí)時(shí)長(zhǎng)到達(dá)設(shè)定值（例如1小時(shí)）時(shí)，語(yǔ)音模塊自動(dòng)發(fā)出聲音提示，提醒用戶注意休息，如：“您已學(xué)習(xí)太長(zhǎng)時(shí)間了，請(qǐng)您適當(dāng)休息”。2.2方案設(shè)計(jì)本次設(shè)計(jì)的是智能燈控系統(tǒng)，其主要的功能是可以矯正坐姿，該系統(tǒng)具有可靠性高，有效性好且智能化等優(yōu)點(diǎn)，其主要的構(gòu)成模塊有以下幾個(gè)，供電模塊：為整個(gè)系統(tǒng)的提供+5V的電壓；超聲波傳感器模塊：由HC-SR04傳感器構(gòu)成，可以測(cè)量人體與桌面之間的距離，晶振模塊：為單片機(jī)提供相應(yīng)的時(shí)鐘，是電路能夠正常運(yùn)行必須存在的一個(gè)電路；光敏傳感器模塊：檢測(cè)光照的亮度并做出判斷，通過(guò)LED燈反饋出來(lái)；液晶顯示模塊：該模塊的作用主要是顯示當(dāng)前使用者的頭部與桌面之間的距離和使用時(shí)長(zhǎng)；語(yǔ)音播報(bào)模塊：主要是起到語(yǔ)音提醒用戶的作用，這樣才能保證及時(shí)性?？傮w的設(shè)計(jì)方案如圖2.2所示，在這一設(shè)計(jì)中，主要控制系統(tǒng)是STC89C52類型的芯片，在單片機(jī)上電后，先開(kāi)動(dòng)啟定時(shí)器并設(shè)定一個(gè)60s的報(bào)警時(shí)間，當(dāng)計(jì)時(shí)時(shí)長(zhǎng)超過(guò)設(shè)定值時(shí)，語(yǔ)音模塊自動(dòng)發(fā)出聲音提示，提醒用戶注意休息，然后開(kāi)啟串口準(zhǔn)備與語(yǔ)音模塊進(jìn)行通信，之后開(kāi)啟中斷，當(dāng)光照達(dá)到閾值后觸發(fā)中斷，語(yǔ)音播報(bào)：“亮度不足，請(qǐng)調(diào)整照明燈光”，系統(tǒng)檢查超聲波傳感器給出的視角數(shù)據(jù)，當(dāng)坐姿不正確時(shí)，蜂鳴器通過(guò)發(fā)出高頻響聲提醒用戶調(diào)整坐姿，最后在液晶顯示屏上顯示當(dāng)前的實(shí)時(shí)距離、讀寫(xiě)時(shí)間。圖2.2基于單片機(jī)的坐姿矯正智能燈控系統(tǒng)的總體方案2.2.1單片機(jī)控制器的選擇方案單片機(jī)所具有以下特點(diǎn)：高集成度，體積小，安全性高控制功能強(qiáng)大工作電壓低、工作能力消耗量少、攜帶更加的方便擴(kuò)展容易優(yōu)秀的性價(jià)比在本次設(shè)計(jì)中，主要考慮以下兩種方案：方案1：基于STC89C52單片機(jī)的設(shè)計(jì)在本次設(shè)計(jì)中最先考慮使用的是STC89C52微控制器，以STC89C52這個(gè)芯片作為控主控核心具有如下的一些優(yōu)點(diǎn)，功耗少，性能好，集成電路技術(shù)成熟、先進(jìn)而且規(guī)模超大，是51系列的升級(jí)版，可隨意選擇時(shí)鐘或者機(jī)器周期，正因?yàn)樽隽艘恍└倪M(jìn)所以才使得52系列芯片的功能多樣化，而且在生活中經(jīng)常被使用，不僅如此，STC89C52控制系統(tǒng)具有靈活、高效的特點(diǎn)。節(jié)省AVR時(shí)間的同時(shí)保留AVR的功能，在有著51芯片的能力的同時(shí)，也具有先進(jìn)的指令集結(jié)構(gòu)、8951指令集，抗干擾能力強(qiáng)同時(shí)多了一個(gè)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器。方案2：基于AT89C51單片機(jī)的設(shè)計(jì)第二種方案是使用AT89C51微控制器作為電路的核心控制器，AT89C51是一個(gè)只讀存儲(chǔ)器，既可以程序編寫(xiě)，也可以進(jìn)行程序擦除。工作電壓低，處理性能好。但是有一個(gè)明顯的缺點(diǎn)，那就是儲(chǔ)存空間較小，一次按鍵的處理時(shí)間不管多長(zhǎng)，都只是采用一個(gè)數(shù)據(jù)，而且存在抖動(dòng)誤差時(shí)間，導(dǎo)致一次按鍵會(huì)被讀入多次的錯(cuò)誤。對(duì)比上面的兩個(gè)方案，這兩個(gè)控制器都可以實(shí)現(xiàn)本次想要設(shè)計(jì)的系統(tǒng)功能，都支持ISP在線編程功能，引腳也完全兼容，硬件連接也基本一樣，也都可以作為這一次的設(shè)計(jì)選擇,但是考慮到STC89C52取材相對(duì)方便，抗干擾能力強(qiáng)，功能較齊全且總體成本較低等特點(diǎn)且與這次設(shè)計(jì)所要實(shí)現(xiàn)的功能相匹配，所以本次設(shè)計(jì)選擇使用STC89C52單片機(jī)作為處理芯片。2.2.2LCD液晶顯示屏的選擇方案LCD與OLED都可以作為顯示屏，考慮到當(dāng)屏幕工作時(shí)，LCD會(huì)整塊屏幕亮起，而OLED不是，只擁有像素點(diǎn)的發(fā)光部分，再有一點(diǎn)就是LCD相比較于OLED來(lái)說(shuō)價(jià)格更加便宜，技術(shù)也更加成熟，使用起來(lái)比較簡(jiǎn)單且穩(wěn)定性較強(qiáng)，整體性能更優(yōu)所以就考慮使用LCD作為液晶顯示屏，下面是就LCD中做出幾種方案的比較，要想做出正確的選擇首先要先了解LCD的主要特點(diǎn)：體積小，重量輕消耗能量少，發(fā)熱量低沒(méi)有污染，沒(méi)有輻射，沒(méi)有靜電感應(yīng)視覺(jué)寬，能顯示的信息量大且無(wú)閃爍基于以上這些特點(diǎn)，本次設(shè)計(jì)在LCD的選擇上有以下幾種方案：方案1：LCD12864顯示屏方案1選擇使用LCD12864作為顯示屏顯示內(nèi)容。LCD12864液晶顯示屏是因?yàn)橛幸韵聝?yōu)點(diǎn)首先可以顯示大量字符，其次可以進(jìn)行清晰度調(diào)節(jié)，分辨率高，功耗低，在最后就是體積小，重量也較輕，但缺點(diǎn)是價(jià)格很高，作業(yè)工作量大，相對(duì)于程序和電路來(lái)說(shuō)都比較復(fù)雜。方案2：LCD12232顯示屏選擇使用LCD12232作為顯示屏顯示內(nèi)容。在LCD1602的基礎(chǔ)上，LCD12232的優(yōu)點(diǎn)是能顯示圖形和漢字，但是缺點(diǎn)是顯示的內(nèi)容變少了，不能一次性顯示設(shè)計(jì)中需要顯示完整的內(nèi)容，會(huì)增加設(shè)計(jì)內(nèi)容的工作量，而且本次設(shè)計(jì)中并不迫切需要顯示漢字內(nèi)容。方案3：LCD1603顯示屏選擇使用LCD1602作為顯示屏顯示內(nèi)容。這個(gè)顯示屏雖然體積不大重量小，可以隨身攜帶，即使如此，LCD1602能顯示的內(nèi)容也很多，而且消耗的能力也不高，對(duì)其進(jìn)行操作的方法更是很多。能同時(shí)顯示兩行內(nèi)容的LCD1602，每行能夠顯示的內(nèi)容有16個(gè)數(shù)據(jù)之多，而且能把數(shù)字、大小寫(xiě)字母甚至是一些特殊符號(hào)等顯示出來(lái)。綜合考慮以上三個(gè)方案,最終認(rèn)為方案1的功能是最齊全的，但是考慮到設(shè)計(jì)要顯示的內(nèi)容不是很多，只有兩行簡(jiǎn)單的時(shí)間與距離顯示，而且方案1的制作成本高，平常做實(shí)驗(yàn)也沒(méi)有經(jīng)常用到，這樣相比下來(lái)，LCD1602液晶顯示屏的優(yōu)勢(shì)就變得很明顯了，需要的花費(fèi)比較低，擁有的功能也能滿足本次設(shè)計(jì)的需求，最重要的是平常使用最多，較為熟悉，所以就成了這次設(shè)計(jì)最優(yōu)選擇。2.2.3測(cè)距模塊的選擇方案要想檢測(cè)坐姿是否正確，就要知道人體的距離與桌面之間的距離是否合理，在本次設(shè)計(jì)中對(duì)測(cè)距模塊的選擇也考慮了兩種方法，具體如下：方案1：人體紅外傳感器這個(gè)方法主要考慮的是使用人體紅外傳感器測(cè)量人體距離，其主要的工作原理就是反射光波，利用這個(gè)原理可以用于測(cè)定距離或接近度，再進(jìn)行測(cè)量時(shí)可以不與被測(cè)物體觸碰，所以具有不會(huì)產(chǎn)生觸碰，靈敏度高，反應(yīng)快等優(yōu)勢(shì)，但是缺點(diǎn)是不能在黑暗中工作。方案2：超聲波傳感器這個(gè)方法中考慮使用的是超聲波傳感器檢測(cè)距離，其工作原理是反射聲波，當(dāng)檢測(cè)到周?chē)腥藭r(shí)，通過(guò)超聲波產(chǎn)生聲波，超聲波傳感器在很大程度上對(duì)干擾因素不敏感，也能夠用來(lái)增加作業(yè)效果以及在產(chǎn)生中帶來(lái)額外的安全性。對(duì)比以上兩種方案，這兩種方法都可以使用，但是考慮到人體紅外傳感器存在許多限制，比如抗干擾能力較弱，所以無(wú)法在日光下使用，而且在室外應(yīng)用或黑暗的室內(nèi)使用都比較麻煩，對(duì)于本次燈控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)存在較大局限性，而超聲波傳感器相比于人體紅外傳感器，可以檢測(cè)近距離的障礙物還不受其他各種因素的影響，而且有更高的可靠性，所以本次設(shè)計(jì)中選擇方案2較為合適。3硬件設(shè)計(jì)要想對(duì)寫(xiě)字坐姿進(jìn)行控制，主要還是對(duì)坐姿進(jìn)行控制，本次設(shè)計(jì)的硬件部分主要有STC89C52單片機(jī)，LCD顯示屏，按鍵，超聲波傳感器模塊，光敏傳感器模塊，語(yǔ)音播報(bào)模塊，下載接口等，其主要的實(shí)現(xiàn)方法是通過(guò)超聲波傳感器來(lái)檢測(cè)距離，通過(guò)語(yǔ)音播報(bào)模塊和蜂鳴器來(lái)提醒用戶，起到調(diào)整坐姿和保護(hù)視力的作用，最后在顯示屏上顯示出當(dāng)前人體距離和當(dāng)前使用時(shí)間，本次設(shè)計(jì)原理圖的繪制主要使用的工具是AD19，其功能強(qiáng)大，簡(jiǎn)單易學(xué)。3.1STC89C52單片機(jī)最小系統(tǒng)電路單片機(jī)最小系統(tǒng)是保證單片機(jī)能夠正常使用的必須電路，各部分之間必須完整，單片機(jī)的最小系統(tǒng)除了單片機(jī)之外，還需要晶振電路，復(fù)位電路，電源電路，下載接口等這幾個(gè)部分，然而晶振，電容，電阻等這些小元器件就能形成最小閉合電路，在本次設(shè)計(jì)中的原理圖如圖3.1所示。圖3.1單片機(jī)最小系統(tǒng)電路原理圖3.1.1STC89C52單片機(jī)引腳圖STC89C52微型處理器具有功耗較低，性能較好等優(yōu)點(diǎn)，功能眾多，可以在一塊硅片上合成使用多種功能，其技術(shù)成熟、先進(jìn)，可以應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域。擁有多個(gè)I/O口和中斷系統(tǒng)，3個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，信息處理是通過(guò)中央處理器CPU實(shí)現(xiàn)的，P0口是沒(méi)有上拉電阻的，其端口主要是用來(lái)做作輸入輸出的，但是如果需要進(jìn)行程序校驗(yàn)時(shí)，就必須增加上拉電阻，P3口具有特殊功能，P3口的特殊功能介紹如下表3.1.1所示。表3.1.1P3口第二功能介紹STC89C52引腳介紹：（1）主電源引腳（2根）VCC（40引腳)：這個(gè)是電源端輸入引腳，正常情況下接＋5V的電壓。GND(20引腳)：接地線（2）外接晶振引腳（2根）：這兩個(gè)引腳分別是XTAL1(19引腳)和XTAL2(20引腳)，這兩個(gè)引腳各自的作用分別是作為片內(nèi)振蕩電路的數(shù)字信息寫(xiě)入端（進(jìn)行數(shù)據(jù)的接收）和輸出端（進(jìn)行數(shù)據(jù)的發(fā)送），是外部晶體振蕩器的兩端。（3）控制引腳（4根）RST/VPP(9引腳)：RST是復(fù)位線的意思，所以這個(gè)引腳是進(jìn)行復(fù)位功能的引腳。ALE/PROG(30引腳)：地址鎖存允許信號(hào)。PSEN(29引腳)：外部存儲(chǔ)器讀選通信號(hào)。EA/VPP(31引腳)：一般是使能引腳。其芯片引腳圖如圖3.1.1所示。圖3.1.1STC89C52單片機(jī)引腳圖3.1.2復(fù)位電路復(fù)位電路是單片機(jī)在實(shí)現(xiàn)電路功能中一個(gè)非常重要的部分，有按鍵復(fù)位和上電復(fù)位兩種類型，最容易實(shí)現(xiàn)的是上電復(fù)位電路，一般用電阻和電容就可以辦到了，+5V電壓供電，在本次設(shè)計(jì)中，因?yàn)槭菍?duì)人體距離和光線強(qiáng)弱進(jìn)行測(cè)量顯示，這些功能都比較容易實(shí)現(xiàn)，所以并不是很需要進(jìn)行手動(dòng)復(fù)位功能，因此在本次設(shè)計(jì)中并沒(méi)有給復(fù)位電路添加復(fù)位摁鍵進(jìn)行復(fù)位功能，只是使用了上電復(fù)位，當(dāng)RST引腳輸入高電平時(shí)，發(fā)生復(fù)位功能，正常工作狀態(tài)RST是低電平。復(fù)位電路的電路設(shè)計(jì)圖如圖3.1.2所示。圖3.1.2復(fù)位電路的電路設(shè)計(jì)圖3.1.3晶振電路設(shè)計(jì)晶振電路猶如人的心臟，要想微型處理器能夠正常使用，需要無(wú)時(shí)無(wú)刻給單片機(jī)提供運(yùn)行的周期，這樣時(shí)鐘的時(shí)間才能夠正常準(zhǔn)確的顯示，給系統(tǒng)帶來(lái)基礎(chǔ)的正確的時(shí)鐘頻率信息，是晶體電路的最大功能，振蕩電路和晶振校正之間的熱容性負(fù)載的對(duì)接性也是根據(jù)晶振的大小而在進(jìn)行控制的，所以一旦晶振出現(xiàn)問(wèn)題了，就可能會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)不能發(fā)出聲音、集成電路不能正常工作或者是直接罷工停止運(yùn)行，所以說(shuō)時(shí)鐘電路對(duì)于單片機(jī)能夠正常運(yùn)行具有重要作用，本次設(shè)計(jì)采用的是一個(gè)12MHz的無(wú)源晶振，所以要搭配2個(gè)30pf的起振電容，通電的時(shí)候會(huì)幫助晶振進(jìn)行一個(gè)起振，才會(huì)輸出一個(gè)具體的震蕩信號(hào)，使其能夠快速而高效的工作，系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行，不輕易出現(xiàn)問(wèn)題。晶振電路原理圖如圖3.1.3所示：圖3.1.3晶振電路電路設(shè)計(jì)圖3.1.4下載接口電路設(shè)計(jì)要想把程序下載到微型處理器進(jìn)行調(diào)試，就需要使用一個(gè)下載口進(jìn)行連接，使用的下載線是有4個(gè)插針的下載線，電路設(shè)計(jì)圖如圖3.1.4所示。圖3.1.4下載口電路3.1.5電源電路單片機(jī)在運(yùn)行工作時(shí)，必須要用到電源。本設(shè)計(jì)采用的是DC插口，使用5.5*2.1的電源線為單片機(jī)提供+5V直流電源，可以將電源線的USB接口接在筆記本電腦或者電寶就可正常通電使用。其電路設(shè)計(jì)圖如圖3.1.5所示：圖3.1.5電源電路設(shè)計(jì)圖3.2光敏傳感器光敏傳感器是一種很常見(jiàn)的傳感器，是生活中使用范圍最大、輸出量最大的模塊，在非電量測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域與自動(dòng)化領(lǐng)域中有著重要的作用，其不僅可以對(duì)光進(jìn)行檢測(cè)，還可以作為其他的傳感器使用，光敏傳感器可以作為數(shù)字傳感器也可以作為模擬傳感器[3]，有4個(gè)引腳，閾值大小可以通過(guò)該模塊上面的電位器調(diào)節(jié)，其實(shí)物圖如圖3.2.1所示。通過(guò)查閱資料了解了光敏傳感器的工作原理之后，在本次設(shè)計(jì)中使用該模塊用于檢測(cè)光線的強(qiáng)弱，3號(hào)引腳也就是光敏傳感器的D0端連接單片機(jī)的外部中斷0，光敏電阻檢測(cè)到的光線強(qiáng)弱通過(guò)INT0引腳進(jìn)入單片機(jī)進(jìn)行處理，再通過(guò)LED燈反饋出來(lái)，當(dāng)光照達(dá)不到所設(shè)置的值時(shí)，LED燈亮起，電路設(shè)計(jì)圖如圖3.2.2所示。圖3.2.1光敏傳感器實(shí)物圖圖3.2.2光敏傳感器電路設(shè)計(jì)圖3.3超聲波傳感器超聲波傳是一種頻率高于20000赫茲的聲波，作為整個(gè)矯正體系中的基本模塊，其設(shè)計(jì)以及實(shí)現(xiàn)復(fù)雜度都比較低，而且本次設(shè)計(jì)用的是HC-SR04超聲波測(cè)距模塊，這是一個(gè)集成度非常高也比較常見(jiàn)的模塊，使用時(shí)不必作任何其他多余的處理，就能夠直接應(yīng)用了，超聲波傳感器的參數(shù)見(jiàn)表3.3。表3.3超聲波傳感器主要參數(shù)工作電壓5V工作電流15mA感應(yīng)角度<15度探測(cè)精度0.3cm探測(cè)盲區(qū)2cm探測(cè)距離2cm～450cm由實(shí)物圖可以直接看出，這種類型的超聲波傳感器的探頭有兩個(gè)，分別為發(fā)射器和接收器，聲波什么時(shí)候被發(fā)射，傳感器就什么時(shí)候開(kāi)始計(jì)時(shí)，如果聲波在空氣中被阻擋了就會(huì)被反射回來(lái)，超聲波的接收器接到返回波之后，就會(huì)停止計(jì)時(shí)，記錄到的時(shí)間就是聲波被阻擋之后的往返時(shí)間，通過(guò)運(yùn)算公式方可計(jì)算出距離，在使用公式計(jì)算之前，要先知道在此溫度下的傳播時(shí)間和聲速，測(cè)試距離的公式為：測(cè)試距離=（高電平時(shí)間*聲速（340M/S））/2。在本次設(shè)計(jì)中該模塊1引腳接+5V電源，5引腳接地，2引腳也就是ECHO引腳接單片機(jī)的P1^6，是超聲波的接收端，3引腳也就是Trig接單片機(jī)的P1^5，是觸發(fā)端，當(dāng)該引腳為高電平時(shí)，開(kāi)始發(fā)出超聲波，計(jì)時(shí)器開(kāi)始工作，當(dāng)ECHO接到返回波時(shí)，計(jì)數(shù)器就停止工作了，根據(jù)記錄的時(shí)間這樣就可以計(jì)算出被測(cè)距離了[4]，該模塊的電路原理圖如圖3.3.2所示。圖3.3.1超聲波傳感器實(shí)物圖圖3.3.2超聲波傳感器電路原理圖3.4語(yǔ)音播報(bào)模塊（DY-SV17F）在本次設(shè)計(jì)中，使用的是DY-SV17F這款語(yǔ)音播報(bào)模塊，主要是通過(guò)USB音頻文件下載口將錄制好的音頻下載進(jìn)去，并結(jié)合定時(shí)器的功能使用，然后在計(jì)時(shí)達(dá)到一定的計(jì)數(shù)周期時(shí)，將會(huì)自動(dòng)播出錄制好的這段話，提醒使用者已學(xué)習(xí)很長(zhǎng)時(shí)間了，應(yīng)該注意休息。在本設(shè)計(jì)中，為方便觀察將60s作為一個(gè)計(jì)時(shí)周期，當(dāng)書(shū)寫(xiě)姿勢(shì)正確時(shí)，到達(dá)60s時(shí)，語(yǔ)音模塊會(huì)自動(dòng)發(fā)出語(yǔ)音提醒用戶應(yīng)當(dāng)注意休息，這樣可以起到緩解視覺(jué)疲勞或者書(shū)寫(xiě)的疲倦的作用，使身體得到放松[5]，本次使用的語(yǔ)音模塊的實(shí)物圖如圖3.4所示。圖3.4語(yǔ)音播報(bào)模塊實(shí)物圖3.5蜂鳴器模塊蜂鳴器分為有源蜂鳴器和無(wú)源蜂鳴器，在本次設(shè)計(jì)選擇使用的是有源蜂鳴器模塊，之所以使用有源蜂鳴器是因?yàn)槠湎啾扔跓o(wú)源蜂鳴器有以下特點(diǎn)：有源蜂鳴器內(nèi)含有震蕩源，程序控制方便，只要通電就會(huì)叫，然而無(wú)源蜂鳴器內(nèi)只有純粹的喇叭，在直流信號(hào)的使用中無(wú)法鳴叫，而本次設(shè)計(jì)使用的是直流信號(hào)。蜂鳴器在本次設(shè)計(jì)中的作用是，當(dāng)使用者的距離達(dá)不到設(shè)定的距離時(shí)，發(fā)出高頻率的聲響，向使用者報(bào)警，提醒用戶及時(shí)做出反應(yīng)，蜂鳴器的設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，用三極管作為驅(qū)動(dòng)，而且是低電平驅(qū)動(dòng)，當(dāng)給BUZZ通上一個(gè)低電平時(shí)，然后+5V供電電源往下工作，到達(dá)蜂鳴器成為一個(gè)完整的電路，然后通過(guò)單片機(jī)的運(yùn)行達(dá)到一定的要求就反饋出來(lái)，其電路設(shè)計(jì)圖如圖3.5所示。圖3.5蜂鳴器電路設(shè)計(jì)圖3.6LCD1602液晶顯示器在當(dāng)今社會(huì)，LCD1602越來(lái)越常見(jiàn)，其15腳是背光電源線VCC，接+5V電壓，16腳是接地線GND，其因體積小，功耗低，重量輕，技術(shù)成熟而被廣泛應(yīng)用于市場(chǎng)，具體的引腳功能如表3.6所示。表3.6LCD1602引腳說(shuō)明本次設(shè)計(jì)中LCD接的是P0端口，而P0口沒(méi)有上拉電阻，所以在使用P0端口時(shí)要外接上拉電阻，因?yàn)橐隠CD顯示屏能夠驅(qū)動(dòng)，就必須要有電源，否則就亮不了，而恰好P0口是沒(méi)有電源的輸入輸出端口，所以就要外接電源，要接電源就要接上拉電阻，防止電路被燒壞，起到保護(hù)電路的作用。具體接法為L(zhǎng)CD1602液晶顯示器八個(gè)數(shù)據(jù)端口與單片機(jī)P0口相連，此時(shí)必須接上上拉電阻，電源5V接VCC，要想改變LCD背光亮度，可以通過(guò)調(diào)節(jié)其上的可調(diào)電阻。電路圖如圖3.6所示。圖3.6LCD電路連接圖4軟件設(shè)計(jì)在單片機(jī)的開(kāi)發(fā)應(yīng)用系統(tǒng)中，C語(yǔ)言是最常見(jiàn)的、最基礎(chǔ)的語(yǔ)言，C語(yǔ)言相較于其他語(yǔ)言的的優(yōu)勢(shì)可以在功能、結(jié)構(gòu)、可讀性、可維護(hù)性上體現(xiàn)出來(lái)，所以本次單片機(jī)程序就采用C語(yǔ)言編寫(xiě)，本系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用的編程工具是Keil4，界面簡(jiǎn)潔，調(diào)試工具豐富，學(xué)習(xí)起來(lái)簡(jiǎn)單。本課題設(shè)計(jì)了一個(gè)主要是基于單片機(jī)的坐姿矯正智能燈控系統(tǒng)，主控制器選擇的是功能齊全的微型處理器STC89C52,其相對(duì)于51來(lái)說(shuō)更加穩(wěn)定，選擇超聲波傳感器測(cè)量距離是因?yàn)橄啾扔谌梭w紅外傳感器，超聲波傳感器有檢測(cè)障礙物不受多種因素的影響，可靠性高等特點(diǎn)，而LCD1602作為顯示器，能顯示當(dāng)前的距離與使用時(shí)間，當(dāng)坐姿不正確或使用時(shí)間較長(zhǎng)時(shí)，會(huì)有警報(bào)提示（蜂鳴器或語(yǔ)音提醒）。本次設(shè)計(jì)的代碼程序主要是通過(guò)主程序控制各個(gè)子程序來(lái)實(shí)現(xiàn)的，子程序主要包括語(yǔ)音模塊程序（對(duì)用戶語(yǔ)音提示），按鍵程序（對(duì)按鍵的功能進(jìn)行書(shū)寫(xiě)），LCD顯示程序（顯示距離與時(shí)間），測(cè)距程序（對(duì)距離進(jìn)行計(jì)算）等。在主函數(shù)中，首先要對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行初始化，保證整個(gè)系統(tǒng)的信息不會(huì)出現(xiàn)被干擾以及亂碼的現(xiàn)象，這樣就排除了不必要的麻煩，然后對(duì)定時(shí)器初始化，開(kāi)啟定時(shí)中斷，方便對(duì)定時(shí)器的周期寄存器進(jìn)行功能配置，保證使用的功能是正常的。4.1主函數(shù)流程圖：在主程序中，要導(dǎo)入頭文件，通過(guò)頭文件的調(diào)用把各個(gè)模塊整合到一起使用，實(shí)現(xiàn)本設(shè)計(jì)要實(shí)現(xiàn)的功能，定義各個(gè)管腳，然后對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行初始化，其實(shí)就是對(duì)系統(tǒng)中所用到的外部設(shè)備初始化，例如在本設(shè)計(jì)中對(duì)液晶顯示屏初始化，超聲波傳感器初始化，定時(shí)器的初始化等。初始化完成之后，系統(tǒng)才開(kāi)始工作，先檢測(cè)數(shù)據(jù)，然后再處理，能夠?qū)崿F(xiàn)每一部分的功能，整個(gè)系統(tǒng)主要的功能實(shí)現(xiàn)方案如下圖4.1所示，先對(duì)各個(gè)模塊進(jìn)行初始化，使用定時(shí)/計(jì)數(shù)器1，工作方式1對(duì)使用時(shí)間進(jìn)行計(jì)時(shí)（本設(shè)計(jì)為方便觀察，設(shè)定為60s），當(dāng)計(jì)時(shí)超過(guò)60s時(shí)，語(yǔ)音模塊自動(dòng)發(fā)出語(yǔ)音提示，如“您已學(xué)習(xí)太長(zhǎng)時(shí)間，請(qǐng)您注意休息”，提醒用戶注意休息，光敏傳感器檢測(cè)周?chē)饩€強(qiáng)度，當(dāng)光照亮度不足時(shí)，語(yǔ)音模塊發(fā)出“光照亮度不足，請(qǐng)調(diào)整照明燈光”提示音，同時(shí)LED燈會(huì)自動(dòng)亮起，可以調(diào)用按鍵程序，用于設(shè)置人體與桌面之間的距離值，然后超聲波傳感器檢測(cè)距離[6]，當(dāng)檢測(cè)到的距離小于設(shè)定距離時(shí)，蜂鳴器報(bào)警提醒，調(diào)整坐姿，最后顯示屏的第一行顯示當(dāng)前距離，第二行顯示當(dāng)前使用時(shí)間。圖4.1主程序流程圖4.2超聲波模塊程序設(shè)計(jì)在這一部分，要對(duì)這個(gè)模塊進(jìn)行初始化，在對(duì)其延時(shí)進(jìn)行聲明，在主函數(shù)的實(shí)現(xiàn)部分本次設(shè)計(jì)使用的是定時(shí)器0，16位脈寬計(jì)時(shí)器模式，對(duì)其進(jìn)行初始化使HC-SR04傳感器的Trig管腳在未使用之前處于關(guān)閉狀態(tài)，然后再給一個(gè)高電平觸發(fā)信號(hào)，使其發(fā)出超聲波，通過(guò)測(cè)距公式算出距離，超聲波傳感器算出的距離為水平距離。在本次設(shè)計(jì)中利用了中斷的方法，Trig=1時(shí)發(fā)出一段高電平信號(hào)，啟動(dòng)一次模塊，當(dāng)Echo=0時(shí)等待，TR0=1開(kāi)啟計(jì)時(shí)器0并開(kāi)始計(jì)數(shù)，當(dāng)Echo=1時(shí)計(jì)數(shù)并等待，TR0=0停止計(jì)時(shí)，就是計(jì)時(shí)器所的時(shí)間，然后根據(jù)超聲波所走時(shí)間，在當(dāng)前溫度下聲速，超聲波所走路程，當(dāng)前溫度等利用公式計(jì)算得到一個(gè)較為精準(zhǔn)的測(cè)距結(jié)果，然后可以在LCD屏幕的第一行看到測(cè)距的結(jié)果，其設(shè)計(jì)流程圖如圖4.2所示。圖4.2超聲波傳感器模塊程序設(shè)計(jì)流程圖4.3光敏傳感器模塊程序設(shè)計(jì)首先要先聲明LED，當(dāng)給傳感器D0引腳低電平時(shí)，超過(guò)光敏電阻的閾值，光線亮度充足，因此LED等不亮，當(dāng)電平為高電平時(shí)，沒(méi)有達(dá)到光敏電阻的閾值，光線亮度不足，LED燈自動(dòng)亮起，并語(yǔ)音模塊會(huì)播報(bào)：“光線亮度不足，請(qǐng)調(diào)整照明燈光”，程序流程圖如圖4.3所示。圖4.3光敏傳感器程序設(shè)計(jì)流程圖4.4中斷程序設(shè)計(jì)系統(tǒng)的中斷可以通過(guò)在系統(tǒng)中進(jìn)行中斷來(lái)完成，在進(jìn)行中斷程序的書(shū)寫(xiě)時(shí)，要設(shè)置晶振頻率，單片機(jī)計(jì)數(shù)模式，選擇工作模式（有四種工作方式），確定計(jì)數(shù)最大值，填入計(jì)數(shù)值（65536），本次設(shè)計(jì)使用的是定時(shí)/計(jì)數(shù)器1，工作方式1，當(dāng)ET1=1時(shí)，使能定時(shí)器中斷，EA=1，開(kāi)啟總中斷，TR1=1啟動(dòng)定時(shí)器，TR1=0使關(guān)閉定時(shí)器，初始化Count_T1=1000ms,即1s計(jì)時(shí)一次，每到60s中斷一次，每到60s語(yǔ)音模塊就會(huì)自動(dòng)發(fā)出“您已學(xué)習(xí)太長(zhǎng)時(shí)間了，請(qǐng)注意休息”的提示音。4.5報(bào)警模塊：蜂鳴器報(bào)警模塊采用的是內(nèi)部含有PNP型三極管的有源蜂鳴器，利用三極管的開(kāi)關(guān)功能控制發(fā)聲，當(dāng)超聲波傳感器測(cè)得蜂鳴器報(bào)警與超聲波傳感器相關(guān)聯(lián)，當(dāng)DEEP端為低電平時(shí)可控制蜂鳴器報(bào)警，當(dāng)測(cè)得的距離小于設(shè)定距離時(shí)，蜂鳴器就會(huì)發(fā)出高頻的聲響報(bào)警，當(dāng)測(cè)得的距離大于設(shè)置距離時(shí)，則不報(bào)警。主要代碼為： if((Range/10)<=Data) { BEEP=0;//蜂鳴器報(bào)警 } else { BEEP=1; }4.6LCD1602液晶顯示屏程序設(shè)計(jì)液晶顯示屏主要顯示的內(nèi)容有當(dāng)前的讀寫(xiě)時(shí)間，當(dāng)前人體與桌面之間的距離，先定義變量，然后初始化處理，設(shè)置為8位總線，顯示兩行5*7點(diǎn)陣每字符，不開(kāi)顯示光標(biāo)，設(shè)置指針起始點(diǎn)（第一行設(shè)置從第一個(gè)字符開(kāi)始顯示，第二行設(shè)置從第一個(gè)字符開(kāi)始顯示），然后忙檢查是否處于忙狀態(tài)，若不是，則寫(xiě)入數(shù)據(jù)，在讀取數(shù)據(jù)，下一步進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，最后在屏幕上顯示出來(lái)，程序流程圖如下圖4.6所示。圖4.6液晶顯示程序流程圖4.7按鍵程序設(shè)計(jì)STC89C52單片機(jī)對(duì)設(shè)定人體與桌面之間的距離需要用到按鍵，在本次設(shè)計(jì)中一共用到了三個(gè)按鍵，在按鍵程序設(shè)計(jì)中，先對(duì)3個(gè)獨(dú)立按鍵變量進(jìn)行定義，再進(jìn)行檢測(cè)，然后再設(shè)置步進(jìn)和上下限，按鍵的延時(shí)大約為10us，在開(kāi)始寫(xiě)入功能之前要先檢測(cè)按鍵是否被按下，然后消除抖動(dòng)，一般大約10ms，再次判斷按鍵是否按下，然后再檢測(cè)按鍵是否松開(kāi)，完成消除抖動(dòng)這一步之后設(shè)置一個(gè)檢測(cè)函數(shù)，檢測(cè)按鍵是否被按下，然后就可以開(kāi)始真正的按鍵設(shè)置，當(dāng)按鍵按下后，可以在液晶顯示屏上可以顯示出來(lái)。這3個(gè)按鍵功能分別為：當(dāng)按下按鍵1時(shí)，可以對(duì)距離進(jìn)行調(diào)節(jié)，按鍵2是加鍵，當(dāng)按下按鍵2時(shí)，距離增加；按鍵3是減鍵，當(dāng)按下按鍵3時(shí)，距離減。5系統(tǒng)調(diào)試實(shí)物完成之后，下一步就是調(diào)試，調(diào)試是檢查所做的電路設(shè)計(jì)的成功與否最關(guān)鍵的一步，調(diào)試可以分為三個(gè)部分，即實(shí)物調(diào)試，軟件程序調(diào)試和整體調(diào)試三部分，下面進(jìn)行具體分析。5.1硬件電路調(diào)試實(shí)物電路的調(diào)試比較困難，因?yàn)樵谀阏{(diào)試之前所有的元器件都已經(jīng)焊接完成了，更改就會(huì)比較麻煩，所以在畫(huà)PCB電路圖的時(shí)候要仔細(xì)，畫(huà)完之后要多次檢查，避免不可逆轉(zhuǎn)的錯(cuò)誤。5.1.1系統(tǒng)板的調(diào)試第一步，認(rèn)真檢查元器件在焊接過(guò)程中有無(wú)正負(fù)極接反，位置放置錯(cuò)誤現(xiàn)象，元器件的名字是否對(duì)應(yīng)正確，有無(wú)拿錯(cuò)焊錯(cuò)的現(xiàn)象，然后拿著電路圖一一對(duì)照檢查每一個(gè)元器件的引腳連線是否正確。檢查完之后，可以使用萬(wàn)用表測(cè)試單片機(jī)各引腳是否正常，電源與地有沒(méi)有接錯(cuò)，用手慢慢撥動(dòng)所焊接的元器件，觀察焊接是否牢固。第二步，檢查完成之后，將光敏傳感器模塊，超聲波傳感器模塊，LCD模塊等模塊接上，在接通電源，觀察光敏傳感器指示燈，LCD屏幕等是否正常亮起，用手觸摸STC89C52主控芯片表面，電路板上的電容等注意是否過(guò)熱，如果在這過(guò)程中發(fā)現(xiàn)有過(guò)熱現(xiàn)象就要立馬拔掉電源，檢查電路是否短路或元器件是否接反。調(diào)試完成后的電路板如圖5.1.1所示。圖5.1.1電路板調(diào)試完成整體圖5.1.2LCD1602模塊和超聲波傳感器模塊調(diào)試接上電源，LCD屏幕能正常亮起，屏幕上能夠顯示計(jì)時(shí)時(shí)長(zhǎng)和距離，當(dāng)用手靠近超聲波傳感器的探頭時(shí)，屏幕上顯示的距離會(huì)變短，遠(yuǎn)離是會(huì)變長(zhǎng)，可以證明LCD1602模塊和超聲波傳感器模塊能正常工作。圖5.1.2測(cè)試LCD模塊和超聲波模塊能否正常工作5.1.3光敏傳感器模塊調(diào)試接通電源之后，觀察電源指示燈是否亮起，當(dāng)指示燈亮起時(shí)，說(shuō)明連接正確，若不亮，就要檢查連線是否正確，通電之后，可以看到電源指示燈亮起，說(shuō)明能正常工作。電源指示燈電源指示燈圖5.1.3測(cè)試光敏傳感器是否正常5.2軟件調(diào)試這個(gè)部分比較方便，首先要使用仿真軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)，當(dāng)達(dá)不到想要的效果時(shí)，再一步一步的進(jìn)行更改，直到完成設(shè)計(jì)為止，但是仿真電路跟實(shí)際的電路還是有差別的，仿真軟件上的元器件較少，跟實(shí)際環(huán)境有差別，在仿真時(shí)遇到了這樣一個(gè)問(wèn)題，由于仿真檢測(cè)不到人體與桌面之間的距離，所以只能通過(guò)代碼跟按鍵來(lái)進(jìn)行檢驗(yàn)，然后就很容易進(jìn)入了一個(gè)誤區(qū)，把距離的設(shè)定通過(guò)代碼來(lái)實(shí)現(xiàn)，按鍵就設(shè)定當(dāng)前的距離，所以下載到電路板上時(shí)，無(wú)法顯示當(dāng)前的距離，這個(gè)情況當(dāng)時(shí)一直很不理解，經(jīng)過(guò)了查找資料發(fā)現(xiàn)原來(lái)仿真無(wú)法測(cè)量人體距離，最終完成了設(shè)計(jì)。硬件電路調(diào)試成功了，那就說(shuō)明硬件電路的平臺(tái)已經(jīng)搭建完成，但還是需要進(jìn)行軟件調(diào)試看功能是否齊全，在程序下載到電路板之前，要先對(duì)電路進(jìn)行仿真，當(dāng)軟件仿真也就是軟件調(diào)試沒(méi)有出錯(cuò)時(shí)，才能進(jìn)行實(shí)物和程序的整體電路調(diào)試。圖5.2.1仿真電路圖在燒錄程序的時(shí)候，程序一直燒不進(jìn)去，而且屏幕也一直顯示不了數(shù)據(jù)，失敗后就開(kāi)始檢查原因，檢查看是否是下載代碼路徑錯(cuò)誤，重新試了幾遍還是不行，通過(guò)查找資料，仿真檢查也發(fā)現(xiàn)沒(méi)有錯(cuò)誤，最后對(duì)照電路圖檢查發(fā)現(xiàn)線路也沒(méi)錯(cuò)，經(jīng)過(guò)了一段時(shí)間的反復(fù)檢查最后發(fā)現(xiàn)是下載線的輸入輸出接反了，將其接回來(lái)就可以了，最后檢查結(jié)果如下圖5.2.2所示。圖5.2.2正常顯示電路圖5.2.1蜂鳴器模塊調(diào)試由于仿真時(shí)超聲波傳感器無(wú)法測(cè)量真實(shí)距離，所以無(wú)法判斷蜂鳴器作用的正確性。在對(duì)這個(gè)模塊進(jìn)行調(diào)試時(shí)，發(fā)現(xiàn)當(dāng)距離小于設(shè)定距離時(shí)，蜂鳴器沒(méi)有響，對(duì)其直接進(jìn)行觀察外表是看不出來(lái)的，然后就把其用在另一個(gè)實(shí)驗(yàn)上，發(fā)現(xiàn)蜂鳴器是沒(méi)有損壞的，所以就從代碼進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)代碼寫(xiě)反了，蜂鳴器是低電平有效，而在原來(lái)的代碼中寫(xiě)成了高電平，改回來(lái)之后就可以實(shí)現(xiàn)當(dāng)距離小于