第一篇：系統(tǒng)設(shè)計(jì)總結(jié)報(bào)告

系統(tǒng)設(shè)計(jì)總結(jié)報(bào)告

一、團(tuán)隊(duì)分工合作及管理心得體會(huì)

單片機(jī)課程是分小組進(jìn)行的，這要求每個(gè)組員都要有明確的分工和積極的團(tuán)隊(duì)精神。我們小組由三個(gè)人組成，在單片機(jī)課程的學(xué)習(xí)和開發(fā)過程中我們深有體會(huì)。

1、小組成員分工要明確細(xì)致，這有利于提高學(xué)習(xí)效率，加快產(chǎn)品開發(fā)的進(jìn)度。相反，假若沒有明確分工，將課程設(shè)計(jì)、軟件編譯、元件購買、硬件焊接、演示ppt制作和論文書寫等混雜在一起，不但做不出產(chǎn)品，反而會(huì)無形中增加課程的難度。同時(shí)各小組成員的分工也不能是完全獨(dú)立的，要相互聯(lián)系，應(yīng)該堅(jiān)決杜絕寫軟件只管軟件，組裝硬件的只管硬件的做法，因?yàn)樽罱K的產(chǎn)品是一個(gè)有機(jī)結(jié)合體，而不是一個(gè)軟硬件拼湊體，只有大家分工加合作，才能取得最終的成功。

2、在產(chǎn)品的開發(fā)過程中，我們切實(shí)體會(huì)到一個(gè)團(tuán)隊(duì)一定要有一個(gè)敢于承擔(dān)義務(wù)、勇于承擔(dān)責(zé)任的領(lǐng)導(dǎo)者。組長的樂觀精神、堅(jiān)韌不拔的毅力和明確清晰的產(chǎn)品開發(fā)思路，不但可以在遇到困難時(shí)鼓勵(lì)督促大家繼續(xù)工作，同時(shí)能夠保障整個(gè)產(chǎn)品的開發(fā)高效高質(zhì)量的進(jìn)行。

3、每個(gè)組員都要有高度的責(zé)任感。產(chǎn)品的開發(fā)不是某一個(gè)人或某幾個(gè)人的事情，而是大家共同的任務(wù)。特別是在產(chǎn)品開發(fā)遇到困難時(shí)，每個(gè)人都應(yīng)該大膽承擔(dān)責(zé)任，互相鼓勵(lì)，三個(gè)人協(xié)同談合作共同想辦法解決問題，而不是互相推諉，互相抱怨。

二、項(xiàng)目進(jìn)行過程中所遇到的困難和解決辦法

在整個(gè)單片機(jī)學(xué)期項(xiàng)目中，我們遇到了大量的問題。在困難和失敗面前，我們曾考慮過放棄或者更改項(xiàng)目方案，但是我們堅(jiān)信只要努力就一定會(huì)成功。最后，在周圍同學(xué)和師兄的幫助下，我們完成了方案。項(xiàng)目進(jìn)行過程中遇到的問題如下：

1、無法更改單片機(jī)熔絲位。我們所做的項(xiàng)目對(duì)時(shí)鐘有嚴(yán)格的要求，根據(jù)事先設(shè)計(jì)好的軟件程序，系統(tǒng)時(shí)鐘應(yīng)為8MHz。然而單片機(jī)默認(rèn)的時(shí)鐘并不是8MHz。我們起初想使用AVRstudio更改單片機(jī)熔絲位，但不知什么原因，始終無法使用JTAG和單片機(jī)相連。我們曾連續(xù)兩天被這個(gè)問題困擾，無法找到解決問題的最佳辦法。后來，我們得知周圍同學(xué)有一款很好使用的軟件，可以使用ISP來更改熔絲位。于是，在這位熱心同學(xué)的幫助下，我們很快解決了這個(gè)問題。

2、電源問題。我們的學(xué)期項(xiàng)目主要使用的硬件有ATmega16,DS18B20和NRF24L01。其中ATmega16和DS18B20的工作電壓大約在5V左右，而NRF24L01得工作電壓卻為3.3V。如何進(jìn)行電壓轉(zhuǎn)換，如何將它們集成在一起成為擺在我們面前的問題。經(jīng)過老師和周圍同學(xué)的幫助，我們決定使用AS1117芯片，成功解決了這個(gè)問題。

3、無法進(jìn)行信號(hào)傳輸。我們學(xué)期項(xiàng)目的一大亮點(diǎn)就是無線傳輸，主要使用的芯片是NRF24L01。NRF24L01無線傳輸芯片是目前廣泛使用的無線傳輸芯片，具有低速傳入，高速發(fā)射、接收的特性，易于與各種單片機(jī)組合。雖然我們事先閱讀了大量有關(guān)該芯片的使用說明及應(yīng)用實(shí)例，但將程序?qū)懭雴纹瑱C(jī)后仍然無法傳輸信號(hào)。經(jīng)過連續(xù)幾晝夜的努力，沒有任何效果。我們得知有一位研究生師兄曾使用過該芯片。于是我們主動(dòng)請(qǐng)教了這位師兄，師兄非常熱心的給我們分析問題產(chǎn)生的原因，并給我們提供了解決問題的方案，同時(shí)為我們的項(xiàng)目提出了很多建議。正是由于師兄的幫助，我們才實(shí)現(xiàn)了信號(hào)的傳輸。

4、無法正常測溫。我們起初的測溫程序主要參考實(shí)驗(yàn)講義上的，但是一開始沒有成功。我們簡單地認(rèn)為問題出在軟件上經(jīng)過大量的修改，任然失敗。后來，我們仔細(xì)閱讀了DS18B20的使用說明書，發(fā)現(xiàn)問題很可能出在時(shí)鐘上。后來經(jīng)過更改熔絲位成功解決了這個(gè)問題。

三、課程設(shè)計(jì)的心得體會(huì)

在對(duì)單片機(jī)課程的學(xué)習(xí)和產(chǎn)品的開發(fā)過程中，我們深刻體會(huì)到了理論和實(shí)踐的巨大差別，同時(shí)也明白了理論聯(lián)系實(shí)際的重要性。

在課程設(shè)計(jì)的選擇過程中，一定要立足于現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)開發(fā)環(huán)境和各組員的能力，選擇有把握實(shí)現(xiàn)或有實(shí)現(xiàn)前景的項(xiàng)目，切忌眼高手低。很多想法和創(chuàng)意具有非常好的創(chuàng)新性，但其中很多都無法實(shí)現(xiàn)，甚至可行性都不存在，所以在課程設(shè)計(jì)題目的選擇上要理性。

還有一點(diǎn)令我們印象深刻，那就是跟硬件配套的技術(shù)資料。項(xiàng)目剛開始時(shí)，我們始終找不到頭目，任憑大家怎樣改進(jìn)方法都無濟(jì)于事。但回過頭來研究技術(shù)資料時(shí)，我們發(fā)現(xiàn)，很多做法純屬自己的想法，根本不符合硬件的要求。重新按照技術(shù)資料的理論和規(guī)則，很多問題都迎刃而解。

四、課程改革的建議

單片機(jī)不同于我們以往的課程，不僅僅對(duì)理論要求高，對(duì)動(dòng)手能力也有很高的要求，這門課重在鍛煉我們的創(chuàng)新能力和團(tuán)隊(duì)合作精神。因此，我們認(rèn)為該課應(yīng)在以下幾方面做出改革：

1、實(shí)驗(yàn)課時(shí)間的安排和實(shí)驗(yàn)室硬件的改善。對(duì)于一個(gè)產(chǎn)品的開發(fā)，每周兩節(jié)課的試驗(yàn)時(shí)間實(shí)在太短，至少要加長到每周四節(jié)，同時(shí)延長實(shí)驗(yàn)室的開放時(shí)間。再有實(shí)驗(yàn)室的硬件明顯需要更新?lián)Q代，特別是針對(duì)單片機(jī)升級(jí)速度快，實(shí)驗(yàn)室有必要隨之更新實(shí)驗(yàn)設(shè)備。

2、理論課授課時(shí)需要加強(qiáng)課本電子器件和實(shí)物展示的結(jié)合，著重加強(qiáng)元器件的實(shí)物講解。

3、應(yīng)該加強(qiáng)物理學(xué)院實(shí)驗(yàn)室和南校區(qū)工程訓(xùn)練中心課程合作，充分利用雙方的優(yōu)勢和資源。

4、盡可能加強(qiáng)經(jīng)費(fèi)支持，完全有學(xué)生出資做產(chǎn)品的做法因改為學(xué)院和學(xué)生共同分擔(dān)產(chǎn)品的開發(fā)經(jīng)費(fèi)。

五、項(xiàng)目成員貢獻(xiàn)

在整個(gè)單片機(jī)學(xué)期項(xiàng)目中，我們曾經(jīng)遇到了大量的問題，有時(shí)需要耗費(fèi)幾晝夜的時(shí)間才能解決。但是集體的力量是強(qiáng)大的，在困難面前，我們?nèi)齻€(gè)人統(tǒng)一思想，明確目標(biāo)，最終解決了問題，完成了項(xiàng)目。李林洋：方案設(shè)計(jì) 硬件設(shè)計(jì) 電路焊接 程序編寫 劉曉斐：程序編寫 電路焊接 程序調(diào)試 論文

劉樹聰：硬件設(shè)計(jì) 硬件購買 電路焊接 網(wǎng)頁制作、論文及資料整理等 各個(gè)成員都竭盡全力，密切配合，實(shí)現(xiàn)了既定目標(biāo)。

第二篇：系統(tǒng)設(shè)計(jì)總結(jié)報(bào)告

系統(tǒng)設(shè)計(jì)總結(jié)報(bào)告

湯彬 崔龍 陳云程 陳廣旭

一、所遇問題及解決方案

問題1：不能正常打開ICCAVR軟件。

解決方案：由于用ICCAVR軟件要進(jìn)行破解，需要用到破解軟件，因此要想正常運(yùn)行ICCAVR就要先正確使用其破解軟件。

問題2：我們自己寫了一個(gè)源程序，僅僅有一個(gè)主函數(shù)，函數(shù)體中是空語句。程序如下：

void main（）{ ； } 用ICCAVR進(jìn)行編譯，結(jié)果出現(xiàn)了錯(cuò)誤。

解決方案：原因是未將其添加到工程。將源程序添加到創(chuàng)建的工程中即可。問題3：在ICCAVR中進(jìn)行編譯后，未生成“.cof”文件。

解決方案:原因是未將源程序保存為“.c”格式。只要將其保存為“.c”格式即可。

問題4：向ICCAVR中輸入AVR課本上的一些源程序時(shí)，發(fā)現(xiàn)不能正常編譯。

解決方案：因?yàn)檎n本上的程序是針對(duì)CV的，而CV與ICCAVR的源程序不兼容。需要將CV中的程序移植到ICCAVR中才能正常編譯。問題5：第一次使用delay函數(shù)，在編譯時(shí)總是出現(xiàn)錯(cuò)誤。

解決方法：經(jīng)同學(xué)提醒才知道這是老師著重指出的一個(gè)問題，我們需要自己編寫一個(gè)延時(shí)函數(shù)；在cv中使用延時(shí)函數(shù)是必須在頭文件中指出包含此函數(shù)所

在的文件。

問題6：相鄰焊點(diǎn)很容易短路。

解決方法:相鄰焊點(diǎn)短路是由于焊點(diǎn)過大或形狀不規(guī)則所致，焊接時(shí)應(yīng)充分利用烙鐵使焊錫融成球狀，并使焊錫用量盡可能合適。

問題7：焊完后的焊錫表面發(fā)鎢。

解決方法：經(jīng)過幾次焊接后，我們發(fā)現(xiàn)焊錫發(fā)鎢的主要原因是焊完一點(diǎn)后，我們急于使它冷卻，用嘴去吹。發(fā)現(xiàn)這個(gè)現(xiàn)象之后，我們采用使其自然冷卻的方法解決了這個(gè)問題。

問題8：使用后發(fā)現(xiàn)電烙鐵頭有被氧化現(xiàn)象。

解決方法：合理的使用松香以及用焊錫保護(hù)都可以解決這個(gè)問題。問題9：PORTA接LED后，編程PORTA=0x00使LED全亮不成功。

解決方法：仔細(xì)學(xué)習(xí)后發(fā)現(xiàn)缺少了PA口工作方式的設(shè)定，應(yīng)加上DDRA=0Xff。

問題10：單個(gè)按鍵程序不工作。

解決方法：仔細(xì)分析后我們認(rèn)為可能出問題的地方有兩個(gè)，一是按鍵輸入電平的讀取有問題，二是按鍵程序有未知錯(cuò)誤。第一個(gè)錯(cuò)誤我們很快就發(fā)現(xiàn)了，是因?yàn)槲覀兾丛O(shè)置上拉電阻，這個(gè)很容易就解決了；第二個(gè)錯(cuò)誤我們經(jīng)過很長時(shí)間的仔細(xì)檢查和多方面調(diào)試最終發(fā)現(xiàn)是因?yàn)檎{(diào)用按鍵接口程序if（！readkey（））應(yīng)寫為if（readkey（））。

問題11：八個(gè)按鍵程序調(diào)用有問題。

解決方法：在程序調(diào)用過程中，反復(fù)調(diào)用接口函數(shù)會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤，所以我們將此過程改為一次調(diào)用按鍵程序，并將結(jié)果賦值到一個(gè)變量中解決了這個(gè)問題。

問題12：用實(shí)驗(yàn)室為每個(gè)實(shí)驗(yàn)桌所配備的下載器與電腦的串口、單片機(jī)的JTAG接口連接后，下載器的左指示燈不亮，Avrstudio顯示找不到串口，無法連接到單片機(jī)。

解決：把在其他實(shí)驗(yàn)桌上找到的一個(gè)新下載器接上后，發(fā)現(xiàn)左指示燈正常點(diǎn)亮，Avrstudio不再顯示找不到串口，成功連接到電腦。

問題13：我們用ICC創(chuàng)建了一個(gè)名為model的工程并寫好一個(gè)命名為model的用于試驗(yàn)的小程序編譯無誤，當(dāng)我們準(zhǔn)備使用Avrstudio的在線仿真功能進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，在啟動(dòng)Avrstudio后打開了一個(gè)名為model的以.c結(jié)尾的文件，但打開后點(diǎn)擊Build卻得到了很多報(bào)錯(cuò)信息，無法下載。找不到這個(gè)model的文件。

解決：我們用ICC重新進(jìn)行編譯，仍然顯示無錯(cuò)誤，但在Avrstudio中打開后點(diǎn)擊Build還是得到報(bào)錯(cuò)信息。查閱實(shí)驗(yàn)講義后我們知道了應(yīng)該在Avrstudio中打開以.cof結(jié)尾的文件才能去點(diǎn)擊Build燒入程序。但我們在model工程所在的文件夾中找不到以.cof結(jié)尾的文件又查閱實(shí)驗(yàn)講義后我們才意識(shí)到應(yīng)該把以.c結(jié)尾的源文件“add to project”然后再進(jìn)行編譯、連接，才會(huì)得到以.cof結(jié)尾的文件。我們按照上述方法進(jìn)行操作后，下載器的右指示燈正常閃亮了一段時(shí)間，程序得以成功燒入。

問題14：使用Avrstudio的在線仿真功能時(shí)，學(xué)生先寫了一個(gè)關(guān)于輸出低電平的簡單程序，僅包含輸出端口的初始化和電平的輸出，然后把輸出端口與LED連接。但仿真的過程中發(fā)現(xiàn)LED未被點(diǎn)亮。

解決：首先，斷開單片機(jī)端口與LED的連接，把VCC直接逐一接到各LED上，發(fā)現(xiàn)的確有幾個(gè)LED失靈。

但是在將輸出端口改到各工作正常的LED上并reset之后，LED仍不能按照預(yù)定要求被點(diǎn)亮。

然后，我們又對(duì)單片機(jī)的I/O端口的操作進(jìn)行了檢查，發(fā)現(xiàn)我們對(duì)I/O端口的初始化有誤，應(yīng)該從DDRA=0x00改為DDRA=0xFF。修改程序并重新下載后，LED被正常點(diǎn)亮。

問題15：面包板上許多元件引腳需要接地或VCC，接線非常麻煩，且很易出錯(cuò)。

解決方案：在面包板上選擇一排孔單獨(dú)作為地或VCC，焊上插針，并將其引腳焊接起來，接地的引腳用插線直接連接即可。

問題16：兩個(gè)焊點(diǎn)距離非常近，用導(dǎo)線接比較麻煩且容易出錯(cuò)。

解決方案：直接用焊錫將兩點(diǎn)連起來即可，注意焊錫不要過多。

問題17：焊點(diǎn)之間需要用導(dǎo)線連接，但是把導(dǎo)線與焊點(diǎn)連接起來時(shí)容易焊不上，也很容易造成焊點(diǎn)過大，造成短路。

解決方案：將導(dǎo)線插到緊鄰焊點(diǎn)的孔中焊上，然后用焊錫將兩焊點(diǎn)連接起來。

問題18：有一排并列的焊點(diǎn)需要相接，用導(dǎo)線連接的話，容易導(dǎo)致相鄰焊點(diǎn)接觸，造成短路。

解決方案：盡量是需要連起來的點(diǎn)靠近一點(diǎn)，用焊錫直接相連。如果不允許靠的很近，就用焊錫焊成一導(dǎo)線連接。

問題19：在forward等四個(gè)運(yùn)動(dòng)函數(shù)中，我們原本通過中斷，在相應(yīng)執(zhí)行時(shí)間到達(dá)后直接對(duì)PORT端口進(jìn)行一次性電平操作，同時(shí)執(zhí)行對(duì)全局變量v的修改以控制下一個(gè)中斷到達(dá)的時(shí)間；然后到相應(yīng)下一個(gè)執(zhí)行時(shí)間后直接對(duì)PORT端口進(jìn)行一次性電平操作而不考慮前一個(gè)操作，同時(shí)執(zhí)行另一個(gè)對(duì)全局變量v的修改以控制再下一個(gè)中斷到達(dá)的時(shí)間。另外還有一個(gè)小程序模塊用來通過LED的亮與滅來標(biāo)示v的當(dāng)前數(shù)值（v在地圖中只有兩個(gè)可能值）但燒入程序后發(fā)現(xiàn)單個(gè)運(yùn)動(dòng)函數(shù)LED的亮與滅不符合原定設(shè)計(jì)。

解決：首先，我們直接用VCC與LED相連來測試LED是否有故障。LED經(jīng)測無誤后，我們使用Avrstudio對(duì)這一實(shí)驗(yàn)程序進(jìn)行在線仿真，通過對(duì)該程序的單步運(yùn)行，發(fā)現(xiàn)每次執(zhí)行完一個(gè)運(yùn)動(dòng)函數(shù)后，程序未等到下一個(gè)中斷到達(dá)的時(shí)間，隨后就直接去執(zhí)行下一個(gè)運(yùn)動(dòng)函數(shù)，從而直接在此改變了全局變量v的值，因而LED的亮與滅不可能符合原定的設(shè)計(jì)。于是我們開始設(shè)計(jì)這個(gè)關(guān)鍵的控制語句，最后想出了一個(gè)低技術(shù)但十分有效的辦法——使用while(cx)(//x代表某個(gè)數(shù)字以區(qū)分各控制變量)。用一個(gè)cx來控制各個(gè)運(yùn)動(dòng)函數(shù)的執(zhí)行時(shí)間，一個(gè)c3，每個(gè)運(yùn)動(dòng)函數(shù)先把總行駛函數(shù)對(duì)應(yīng)的cx調(diào)為0，之后執(zhí)行自身，到點(diǎn)執(zhí)行完畢后會(huì)自動(dòng)把該運(yùn)動(dòng)函數(shù)對(duì)應(yīng)的cx調(diào)為0來停止執(zhí)行并把總行駛函數(shù)對(duì)應(yīng)的cx調(diào)為1。之后總行駛函數(shù)執(zhí)行下一個(gè)運(yùn)動(dòng)函數(shù)。目前用暫用c來代表cx.完成的運(yùn)動(dòng)函數(shù)如下：void forward(int i){int c=1;v=(wlongth[i] /velocity);(wlongth[i]是路程信息)PORTB=0xF9;while(c){if(turningnode){turningnode=0;

PORTB=0x00;c=0;};}

c3=1;} 再次下載該程序，發(fā)現(xiàn)單個(gè)運(yùn)動(dòng)函數(shù)LED的亮與滅已經(jīng)符合原定設(shè)計(jì)，可見使用while(cx)方法成功，該問題解決。

問題20：命令小車按預(yù)置地圖{3，5，3，5，3，6，3}行駛的過程中，發(fā)現(xiàn)右轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)函數(shù)void turnright(int i)

{int c=1;

PORTB=0xF5;

v=wangle[i];while(c){ if(turningnode){turningnode=0;

PORTB=0x00;c=0;};} c3=1;} 不能運(yùn)行。該運(yùn)動(dòng)函數(shù)被執(zhí)行期間沒有LED點(diǎn)亮。

解決：我們先是懷疑右轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)函數(shù)本身有誤，但該程序經(jīng)反復(fù)檢查證明無誤。隨后對(duì)整個(gè)程序進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)各個(gè)行進(jìn)標(biāo)識(shí)符與各個(gè)運(yùn)動(dòng)函數(shù)的對(duì)應(yīng)關(guān)系錯(cuò)位了：本應(yīng)是3，4，5，6依次對(duì)應(yīng)前后左右運(yùn)動(dòng)函數(shù)，實(shí)際寫為4，5，6，7依次對(duì)應(yīng)前后左右運(yùn)動(dòng)函數(shù)，而預(yù)置地圖中根本沒有7！自然該行進(jìn)標(biāo)識(shí)符對(duì)應(yīng)的運(yùn)動(dòng)函數(shù)被執(zhí)行期間也就不會(huì)有LED點(diǎn)亮。當(dāng)然其他運(yùn)動(dòng)函數(shù)執(zhí)行期間也有錯(cuò)誤，只是我們數(shù)錯(cuò)了LED數(shù)，沒有發(fā)現(xiàn)。于是我們把對(duì)應(yīng)關(guān)系改回到3，4，5，6依次對(duì)應(yīng)前后左右運(yùn)動(dòng)函數(shù)，LED的亮與滅立即符合地圖設(shè)計(jì)。

問題21：在對(duì)按鍵輸入部分調(diào)試的過程中，因?yàn)槭褂昧嘶谥袛嗟臓顟B(tài)機(jī)法消抖，有10ms的延時(shí)，無法直接對(duì)后面的輸入模塊進(jìn)行調(diào)試。

解決：經(jīng)老師點(diǎn)撥指導(dǎo)，用設(shè)置斷點(diǎn)的方法（后來這一方法多次發(fā)揮了關(guān)鍵作用）成功跳過這一大關(guān)，我們開始對(duì)后面的輸入模塊進(jìn)行調(diào)試。問題22：在下載整個(gè)完整的程序之后，我們先直接按下enter鍵，然后是run鍵，以命令小車按預(yù)置地圖行駛。（試驗(yàn)階段先用LED代替）但使用Avrstudio進(jìn)行在線仿真發(fā)現(xiàn)，單步執(zhí)行函數(shù)void mapinput(){ int j;

int m=0;while(d)……

該程序幾乎被直接跳過，while(d)以后的程序根本不執(zhí)行。

解決：根據(jù)while(d)以后的程序不執(zhí)行，不難想到是d的問題。果然，在全局變量d的定義處： int v=12;/*計(jì)量行進(jìn)*/

int d=0;/*用于全局使能mapinput */ int c2=1;

int c3=1;

/*用于全局使能shift長度確定 */ int c4=1;顯然d的初值有誤，改為int d=1；再重新下載，仿真，mapinput()函數(shù)得以正常執(zhí)行。

問題23：使用按鍵輸入地圖的過程中，連續(xù)出現(xiàn)最后按下run鍵后小車不動(dòng)的現(xiàn)象，有幾次又按了幾下run鍵后小車突然走了，不過所行駛的地圖不是“輸入的地圖。

解決：我們反復(fù)對(duì)程序進(jìn)行徒勞的檢查后突然是按鍵工作不穩(wěn)定的緣故。寫入一個(gè)直接讀按鍵然后點(diǎn)亮LED的程序后發(fā)現(xiàn)果然是按鍵工作不穩(wěn)定。于是又加了一個(gè)讀到按鍵然后響一下喇叭的程序后，我們在喇叭不響的情況下就再按一下，問題解決。

二、團(tuán)隊(duì)管理的心得體會(huì)

關(guān)于團(tuán)隊(duì)管理，我們最初階段簡直是一竅不通，認(rèn)為只要大家都肯下功夫，都努力做，就可以了。所以一開始時(shí)我們整天湊在一起，商量怎么做，然后大家一起做，其實(shí)等大家商量好后，就成了一個(gè)人在那做，但是其他人在旁邊看，這樣極大的降低了團(tuán)隊(duì)的工作效率，而且也會(huì)降低其他同學(xué)的興趣和積極性。大家就這樣一起做了一個(gè)月后發(fā)現(xiàn)我們其實(shí)完成的任務(wù)很有限，而且原來有很大積極性做項(xiàng)目的同學(xué)也沒有了興趣和積極性。

我們意識(shí)到這個(gè)問題后，仔細(xì)的分析了出現(xiàn)這個(gè)問題的原因，我們認(rèn)為原因是團(tuán)隊(duì)的分工不夠明確。之后我們項(xiàng)目系統(tǒng)分成了幾個(gè)模塊，每個(gè)同學(xué)負(fù)責(zé)其中的一個(gè)或多個(gè)模塊，提前完成自己任務(wù)的同學(xué)還可以去幫助其他同學(xué)。這樣分工之后我們的工作效率有了明顯的提升，而且因?yàn)橛辛俗约好鞔_的任務(wù)，組員的積極性也得到了極大的提高。

還有在團(tuán)隊(duì)一起工作討論時(shí)，一定要保持輕松自由的氣氛，這樣大家的觀點(diǎn)可以毫無保留的說出來，輕松幽默的討論也會(huì)激發(fā)我們相處很多特別好的想法。

我們的團(tuán)隊(duì)工作到現(xiàn)在已經(jīng)基本結(jié)束了，我們?yōu)榇烁冻隽撕芏啵灿辛撕艽蟮氖斋@，知道了團(tuán)隊(duì)?wèi)?yīng)如何提高效率，如何討論效果更好等等，更重要的是在這一段時(shí)間中，我們一起努力，一起面對(duì)困難，學(xué)會(huì)了團(tuán)隊(duì)合作，更獲得了最珍貴的友誼。

三、課程設(shè)計(jì)的心得體會(huì)

總的說來，我們的課程設(shè)計(jì)可以總結(jié)為一句話：“山重水復(fù)疑無路，柳暗花明又一村?！逼溥^程真可謂一波三折。

從開課選題熱情高漲躍躍欲試，到中期困難重重迷茫無助，再到后期迎難而上鍥而不舍，最后功夫不有心人最終成功，真是經(jīng)歷的太多太多，但是卻從中也收獲了很多。

有一段時(shí)間，我們遇到了前所未有的困難，幾乎沒有了繼續(xù)下去的勇氣，但是通過團(tuán)隊(duì)的努力，相互幫助，密切配合，終于挺過了難關(guān)。我們體會(huì)到只有艱苦奮斗，團(tuán)結(jié)一致才能克服困難。這段時(shí)間，確實(shí)很辛苦，其間不知揮灑了多少汗水，但卻很充實(shí)。

我們的工作是一個(gè)團(tuán)隊(duì)的工作，團(tuán)隊(duì)需要個(gè)人，個(gè)人也離不開團(tuán)隊(duì)，必須發(fā)揚(yáng)團(tuán)結(jié)協(xié)作的精神。只有一個(gè)團(tuán)隊(duì)的成員緊密地團(tuán)結(jié)在一起，才能更快更好的完成任務(wù)。

通過這次課程設(shè)計(jì)使我們懂得了理論與實(shí)際相結(jié)合是很重要的，書本知識(shí)固然重要，但我們更要學(xué)會(huì)將書本知識(shí)應(yīng)用到實(shí)際的工作中。實(shí)踐中才會(huì)發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤，也才能改進(jìn)，才能達(dá)到學(xué)習(xí)的最終目的。

另外，我們也體會(huì)到了創(chuàng)新與可行性要并重。有時(shí)一個(gè)看似非常有創(chuàng)新非常好的創(chuàng)意，但卻并不一定能應(yīng)用到實(shí)踐中。一切都要以實(shí)際情況量力而行。

任何時(shí)候都要相信自己，都要全力以赴去做，不要輕言放棄。

四、成員貢獻(xiàn)排序

湯彬：30%；崔龍：25%； 陳云程：25%； 陳廣旭：20%；

五、課程改革的建議

這門課程采取“course project”的形式，培養(yǎng)了同學(xué)們的創(chuàng)新意識(shí)、團(tuán)隊(duì)意識(shí)以及動(dòng)手能力。另外也極大地激發(fā)了同學(xué)們的學(xué)習(xí)熱情，培養(yǎng)了對(duì)電子設(shè)計(jì)的興趣。

在這里提幾點(diǎn)建議：

1、開課比較突然，之前沒有任何相應(yīng)的單片機(jī)基礎(chǔ)，直接在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成一件作品有點(diǎn)挑戰(zhàn)。建議先開一些有關(guān)單片機(jī)理論的課程，下學(xué)期開實(shí)驗(yàn)課做東西

2、項(xiàng)目報(bào)告等文檔過于繁多，建議精簡一些。

3、實(shí)驗(yàn)課的報(bào)告過于頻繁，一定程度上牽扯了做課程設(shè)計(jì)的精力。

4、盡早發(fā)實(shí)驗(yàn)電路板

5、盡量多一些實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)

第三篇：嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)總結(jié)報(bào)告

嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)

嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)

結(jié)題報(bào)告

學(xué)

生1： 學(xué)

生2： 學(xué)

生3： 組

長： 組長電話： 指導(dǎo)老師： 完成時(shí)間：

嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)

目錄

目錄....................................................................2 摘 要...................................................................3

一、課題概述...........................................................4

二、課題實(shí)施方案.......................................................4

2.1 方案說明........................................................4

2.1.1 LCD圖像顯示模塊設(shè)計(jì)方案..................................4 2.1.2 觸摸屏模塊設(shè)計(jì)方案........................................5 2.1.3 音樂播放模塊設(shè)計(jì)方案......................................5 2.1.4 鍵盤模塊設(shè)計(jì)方案..........................................6 2.2 工程規(guī)范........................................................6

三、課題實(shí)施過程詳述...................................................6

四、系統(tǒng)測試方法.......................................................8

五、結(jié)果分析...........................................................8

六、總結(jié)................................................................9 參考文獻(xiàn)................................................................9 附錄....................................................................9

嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)

摘 要

隨著智能手機(jī)和平板電腦等便攜式設(shè)備的興起，ARM已經(jīng)成為全球領(lǐng)先的半導(dǎo)體知識(shí)產(chǎn)權(quán)提供商，全世界超過95%的智能手機(jī)和平板電腦都采用ARM架構(gòu)。ARM技術(shù)具有性能高、成本低和能耗省的特點(diǎn)。本文旨在初步接觸嵌入式ARM技術(shù)。我們使用了天嵌TQ2440開發(fā)板以及ADS1.2來進(jìn)行相關(guān)實(shí)驗(yàn)，主要制作了一個(gè)帶背景音樂、可以使用觸摸屏和鍵盤進(jìn)行前后照片切換的數(shù)碼相框。通過這次實(shí)驗(yàn)，我們對(duì)ARM技術(shù)有了一個(gè)初步的認(rèn)識(shí)和了解，同時(shí)也掌握了一些編程和調(diào)試技術(shù)。

關(guān)鍵詞：嵌入式，LCD圖像顯示，觸摸屏

Abstract With the development of the smartphone and tablet computer, ARM has already become a leading semiconductor intellectual property provider in global market.More than 95% of the smartphone and tablet computer use the ARM framework.ARM has the advantages in performance, cost and efficiency.This paper aim at having a rough contact with embedded ARM and we use TQ2440 and ADS1.2 to conduct relevant experiments.Generally, we have made a digital album which can be controlled by touch panel.Through this experiment, we have grown a general acknowledge of ARM technology and master some coding and debugging technology.Keywords：embedded system, LCD display, touchpanel 3

嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)

一、課題概述

本文展示了一個(gè)使用ARM技術(shù)制作而成的帶有背景音樂并且可以通過觸摸屏和鍵盤控制的數(shù)碼相框。數(shù)碼相框在當(dāng)今市面上也有銷售，其功能主要是放映照片，絕大部分能夠通過無線或藍(lán)牙與移動(dòng)設(shè)備進(jìn)行連接，以達(dá)到實(shí)時(shí)放映的效果。我們所制作的數(shù)碼相框總體而言功能并不是很強(qiáng)大，但也符合數(shù)碼相框的基本原理并且實(shí)現(xiàn)了基本功能。本課題的核心問題是如何實(shí)現(xiàn)觸摸屏精確地點(diǎn)擊、圖像切換顯示還有音樂播放功能。

二、課題實(shí)施方案

本課題的基本設(shè)計(jì)方案分為四個(gè)模塊，LCD圖像顯示模塊、觸摸屏模塊、音樂播放模塊以及鍵盤模塊。整體的設(shè)計(jì)流程為首先完成在TQ2440開發(fā)板液晶顯示屏上顯示出六張自定義圖像；然后實(shí)現(xiàn)按鍵控制圖像的切換；再加入對(duì)觸摸屏的操作，使得能夠使用觸摸屏切換圖像；最后加上PWM蜂鳴器播放音樂的功能。

2.1 方案說明

2.1.1 LCD圖像顯示模塊設(shè)計(jì)方案

為了實(shí)現(xiàn)帶有背景音樂并且能夠使用觸摸屏控制的數(shù)碼相框，我們首先要能夠在開發(fā)板的顯示屏上顯示用戶自定義的照片。由于我們所使用的開發(fā)板配備的是4.3寸的顯示屏，所以圖片尺寸要設(shè)定為480*272才能完美適應(yīng)屏幕大小。在程序代碼中，顯示圖片的功能由Paing_Bmp定義，具體為Paint_Bmp(0, 0, 480, 272, TQ_LOGO)，其中，480、272對(duì)應(yīng)的是要顯示的照片的尺寸，因?yàn)槲覀冇玫氖?.3寸屏，所以設(shè)定為480、272；而TQ_LOGO是圖片的名稱，名稱由用戶自己定義，這里的TQ_LOGO對(duì)應(yīng)的是開發(fā)板開機(jī)顯示的第一張LOGO照片。照片的顯示本質(zhì)上是對(duì)屏幕上每一個(gè)像素點(diǎn)賦值的過程，不斷賦值的一個(gè)過程其實(shí)就是實(shí)現(xiàn)了對(duì)LCD的每個(gè)像素點(diǎn)進(jìn)行逐行掃描寫入不同像素點(diǎn)對(duì)應(yīng)圖片的不同位置的顏色值的過程。

圖 1.像素掃描原理

因此，只要將圖片的每一個(gè)像素點(diǎn)的值寫入程序，就能夠?qū)崿F(xiàn)照片顯示的功能。這里我們使用了天嵌科技光盤附帶的bmp2h程序，將一個(gè)BMP圖片文件轉(zhuǎn)換為帶有每行像素值的C文件，然后將C文件中的代碼復(fù)制到LCD顯示程序代碼下，即可實(shí)現(xiàn)照片顯示功能。

另外，由于480*272照片文件容量較大，缺省的內(nèi)存設(shè)置無法滿足顯示6張照片的功能，會(huì)導(dǎo)致顯示花屏。針對(duì)這個(gè)問題，我們是在nand.c文件中修改RdNF2SDRAM()函數(shù)中的U32 size = 0x100000，我們改成U32 size = 0x800000，這樣就滿足了照片顯示的內(nèi)存需求。

嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)

2.1.2 觸摸屏模塊設(shè)計(jì)方案

四線電阻式觸摸屏硬件工作原理按照工作原理和傳輸信息的介質(zhì)不同，觸摸屏分為電阻式、電容感應(yīng)式、紅外線式以及表面聲波式。由于電阻式觸摸屏具有工作面與外界完全隔離，受環(huán)境影響較小，具有不怕灰塵和水汽、穩(wěn)定性高、不漂移等優(yōu)點(diǎn)，特別適合工業(yè)現(xiàn)場使用。因此我們選擇了四線電阻式觸摸屏。

我們使用觸摸屏進(jìn)行相冊的前進(jìn)和后退，具體來說，就是觸摸屏幕上半部分，就跳轉(zhuǎn)到前一張照片；反之，觸摸下半部分，就跳轉(zhuǎn)到下一張照片。實(shí)現(xiàn)該功能的關(guān)鍵在于設(shè)置一個(gè)標(biāo)志位來判斷當(dāng)前放映的是6張照片中的哪一張，當(dāng)xdata>500時(shí)，判斷為下半部分；xdata<500時(shí)，判斷為上半部分，然后一旦觸摸屏幕，在判斷觸摸的是哪一個(gè)部分后就會(huì)進(jìn)行加一或減一，以此循環(huán)。具體實(shí)現(xiàn)就是在LCD代碼的while(1)中，加入一段判斷選擇程序，其中xdata對(duì)應(yīng)的是屏幕的豎軸，ydata對(duì)應(yīng)橫軸。

另外，由于觸控比較靈敏，會(huì)出現(xiàn)輕輕按一下卻切換了好幾張照片的情況，為了解決這個(gè)問題，就需要加入一段中斷以及判斷按下和松開狀態(tài)。

圖 2.狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖

2.1.3 音樂播放模塊設(shè)計(jì)方案

S3C2440A 有五個(gè)十六位計(jì)時(shí)器。計(jì)時(shí)器 0, 1, 2, 和3有 Pulse Width Modulation(PWM)功能.計(jì)時(shí)器4 只有一個(gè)內(nèi)部計(jì)時(shí)器，沒有外部輸出管腳。定時(shí)器0 有一個(gè)死區(qū)發(fā)生器，這可以給大電流設(shè)備使用。

定時(shí)器0和1共用一個(gè)8位預(yù)分頻器，而定時(shí)器2、3和4共用其他一個(gè)8位預(yù)分頻器。每個(gè)定時(shí)器有一個(gè)時(shí)鐘分頻器，可以生成5種不同的信號(hào)（1 / 2，1 / 4，1/ 8，1 / 16，和TCLK）。每個(gè)定時(shí)器模塊，接收從其自己的時(shí)鐘分頻器發(fā)出的信號(hào)，收到相應(yīng)的8位預(yù)分頻器的時(shí)鐘的時(shí)鐘信號(hào)的時(shí)候。8位預(yù)分頻器是可編程的，并且可以根據(jù)存儲(chǔ)在TCFG0和TCFG1寄存器中的裝載值細(xì)分（確定）像素時(shí)鐘PCLK。

當(dāng)計(jì)時(shí)器時(shí)使能的時(shí)候，該計(jì)時(shí)器的計(jì)數(shù)緩沖寄存器（TCNTBn）初始化，同時(shí)裝載初始值到向下計(jì)數(shù)器當(dāng)中。計(jì)時(shí)器的比較緩沖寄存器（TCMPBn）初始化的時(shí)候，自動(dòng)裝載一個(gè)初始值，用來和向下計(jì)數(shù)器的值進(jìn)行比較。這種雙重緩沖寄存器的機(jī)構(gòu)，TCNTBn和TCMPBn，使計(jì)時(shí)器可以在PWM頻率和占空比改變的時(shí)候保持穩(wěn)定的PWM輸出。

每一個(gè)定時(shí)器都有自己的有機(jī)器時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)的十六位向下計(jì)數(shù)器。當(dāng)向下計(jì)數(shù)器到達(dá)零的時(shí)候，定時(shí)器中斷請(qǐng)求產(chǎn)生并通知CPU，定時(shí)器操作已經(jīng)完成。當(dāng)定時(shí)器向下計(jì)數(shù)器達(dá) 5

嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)

零的時(shí)候，相應(yīng)的TCNTBn將會(huì)自動(dòng)為下一次操作裝載相應(yīng)的計(jì)數(shù)值。然而，當(dāng)計(jì)時(shí)器被停止的時(shí)候，例如，當(dāng)定時(shí)器控制寄存器TCONn的使能位被清零的時(shí)候，TCNBn的值就不會(huì)被重新裝載進(jìn)計(jì)數(shù)器。TCMPBn的值是用于控制脈寬調(diào)制（PWM）的。定時(shí)器控制當(dāng)向下計(jì)數(shù)器的值等于compare的值時(shí)，輸出電平邏輯改變。因此，compare寄存器的值決定了PWM的占空比。

我們要調(diào)整PWM 的占空比進(jìn)行電機(jī)控制或者電源控制的時(shí)候，只需要在程序中不斷修改rTCNTB0 的值就可以了；而如果我們要改變PWM 的頻率，我們只要通過不斷的修改rTCNTB0 的值就可以了（當(dāng)然也可以通過修改rTCNTB0 =(PCLK>>7)/freq 中的freq 的值來間接實(shí)現(xiàn)修改rTCNTB0 的值）。

2.1.4 鍵盤模塊設(shè)計(jì)方案

我們知道有時(shí)觸摸屏?xí)惶糜?，比如手濕了或者戴手套的時(shí)候，這時(shí)有了按鍵功能，就能起到很好的替換效果。我們主要用按鍵功能實(shí)現(xiàn)照片的前后切換，其原理和之前觸摸屏切換類似，這里不多撰述。

2.2 工程規(guī)范

在本次課題實(shí)施中我們就TQ2440開發(fā)板實(shí)際開發(fā)操作方面總結(jié)出規(guī)范如下：（1）不要著急寫代碼，首先要將設(shè)計(jì)思路、功能模塊等規(guī)劃完成，然后才能進(jìn)行下一步的工作。這樣做有助于實(shí)際操作過程中的條理性，并且可以使項(xiàng)目處于可控、可實(shí)現(xiàn)的狀態(tài)。

（2）在編寫代碼的時(shí)候一定要添加上相應(yīng)的注釋，增加代碼的可讀性，方便自己以后的修改和別人的理解。

（3）硬件上，接線時(shí)一定要仔細(xì)。注意串口線連接的位置，因?yàn)檫@涉及到燒錄程序時(shí)端口的選擇。

（4）從直觀上看問題。每次修改程序之后先錄入開發(fā)板，從顯示屏實(shí)際顯示效果上看是否實(shí)現(xiàn)功能而不是糾結(jié)于程序是否修改正確。

三、課題實(shí)施過程詳述

1、實(shí)現(xiàn)六張圖像的鍵盤控制切換；

在keyscan.c的static void __irq Key_ISR(void)中加入以下代碼：

if(key == 0xff){flag3=0;Uart_Printf(“Interrupt occur...Key is released!n”);} else{ flag3++;if(flag3 == 8)flag3 = 2;if(flag3 == 1){

if(key == 2 && flag4<=6)

{flag4++;if(flag4==7)flag4=1;}

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else if(key == 1 && flag4<=6){flag4--;if(flag4==-1)flag4=6;} else if(key == 3){flag5=1;Main();}}

Uart_Printf(“Interrupt occur...K%d is pressed!n”, key);ExitCritical(&r);}

switch(flag4){

case 1:Paint_Bmp(0, 0, 480, 272, tu1_320240);break;

case 2:Paint_Bmp(0, 0, 480, 272, tu2_320240);break;

case 3:Paint_Bmp(0, 0, 480, 272, tu3_320240);break;

case 4:Paint_Bmp(0, 0, 480, 272, tu4_320240);break;

case 5:Paint_Bmp(0, 0, 480, 272, tu5_320240);break;

case 6:Paint_Bmp(0, 0, 480, 272, tu6_320240);break;

}

2、實(shí)現(xiàn)觸摸屏控制圖片切換功能；

（1）在while(1)中來實(shí)現(xiàn)：通過使用對(duì)觸摸屏進(jìn)行觸摸操作時(shí)返回的xdata 和ydata 的數(shù)值對(duì)我們要顯示的圖片進(jìn)行控制選擇，如下：

while(1)//to check Pen-up state { if(rSUBSRCPND &(BIT_SUB_TC))//check if ADC is finished with interrupt bit {

flag = 0;break;//if Stylus is up(1)state} flag++;if(flag == 8)

flag = 2;if(flag == 1){

if(xdata>500 && flag1<=6)

{flag1++;if(flag1==7)flag1=1;}

else if(xdata<500 && flag1<=6)

{flag1--;if(flag1==-1)flag1=6;}

else

flag1=0;

switch(flag1){

case 1:Paint_Bmp(0, 0, 480, 272, tu1_320240);break;

case 2:Paint_Bmp(0, 0, 480, 272, tu2_320240);break;

case 3:Paint_Bmp(0, 0, 480, 272, tu3_320240);break;

case 4:Paint_Bmp(0, 0, 480, 272, tu4_320240);break;

case 5:Paint_Bmp(0, 0, 480, 272, tu5_320240);break;

case 6:Paint_Bmp(0, 0, 480, 272, tu6_320240);break;

}} }

（2）編譯修改好的程序生成所需要的bin文件，錄入開發(fā)板并觀測圖像顯示。

3、PWM蜂鳴器音樂播放功能。

這部分功能就是在原先功能基礎(chǔ)上加入了蜂鳴器的播放功能。

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四、系統(tǒng)測試方法

本文所使用的硬件環(huán)境為天嵌TQ2440，是由廣州天嵌計(jì)算機(jī)科技有限公司所制造。軟件環(huán)境為WINDOWS 10，帶有2.40 GHz Core? i5 處理器以及4GB RAM。編譯環(huán)境為ARM Developer Suite（ADS）1.2版。

五、結(jié)果分析

由于無法體現(xiàn)觸控功能和音樂播放功能，這里只展示了照片顯示功能。數(shù)碼相框顯示的照片如下，從圖片中可以看到照片顯示功能十分完好：

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六、總結(jié)

本文展現(xiàn)了我們制作的數(shù)碼相框，雖然總的來講功能比較簡陋，但也是我們的一片心血。通過這次實(shí)驗(yàn)，我們對(duì)于ARM嵌入式開發(fā)有了一個(gè)初步的認(rèn)識(shí)，也熟悉了整個(gè)開發(fā)過程。最為重要的是，這次的實(shí)驗(yàn)為我們未來的學(xué)習(xí)與工作打下了一個(gè)良好的基礎(chǔ)，我們不僅體驗(yàn)了當(dāng)今最為流行的嵌入式技術(shù)，更是懂得了嵌入式開發(fā)的思想核心。在這里，我們要感謝負(fù)責(zé)嵌入式實(shí)驗(yàn)相關(guān)工作的王建敏老師，以及教授嵌入式課程的韓軍老師、薛雷老師以及陸小峰老師，他們?yōu)檫@門課付出了自己的心血，傳授給我們無價(jià)的知識(shí)?？偟膩碚f，這次實(shí)驗(yàn)難度并不大，但學(xué)到的東西并不少，相信未來我們也許也將走上嵌入式開發(fā)的道路，為嵌入式領(lǐng)域貢獻(xiàn)自己的一份力量。

參考文獻(xiàn)

[1] 裸奔三部曲.廣州天嵌計(jì)算機(jī)科技有限公司.2012：1-59 [2] TQ2440開發(fā)板使用手冊.廣州天嵌計(jì)算機(jī)科技有限公司.2012：271-298 附錄

（1）觸摸屏ADC 中斷初始化的程序段

rADCDLY=50000;

//Normal conversion mode delay about(1/3.6864M)*50000=13.56ms rADCCON=(1<<14)+(ADCPRS<<6);//ADCPRS En, ADCPRS Value Uart_Printf(“nTouch Screen testn”);rADCTSC=0xd3;//Wfait,XP_PU,XP_Dis,XM_Dis,YP_Dis,YM_En pISR_ADC =(int)AdcTsAuto;rINTMSK=~BIT_ADC;//ADC Touch Screen Mask bit clear rINTSUBMSK=~(BIT_SUB_TC);（2）觸摸屏中斷程序斷

void __irq AdcTsAuto(void){ U32 saveAdcdly;if(rADCDAT0&0x8000){ //Uart_Printf(“nStylus Up！n”);rADCTSC&=0xff;// Set stylus down interrupt bit

嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)

} //else //Uart_Printf(“nStylus Down！n”);rADCTSC=(1<<3)|(1<<2);//Pull-up disable, Seq.X,Y postion measure.saveAdcdly=rADCDLY;rADCDLY=40000;

//Normal conversion mode delay about(1/50M)*40000=0.8ms rADCCON|=0x1;

//start ADC while(rADCCON & 0x1);

//check if Enable_start is low while(!(rADCCON & 0x8000));

//check if EC(End of Conversion)flag is high, This line is necessary！while(!(rSRCPND &(BIT_ADC)));//check if ADC is finished with interrupt bit xdata=(rADCDAT0&0x3ff);ydata=(rADCDAT1&0x3ff);//check Stylus Up Interrupt.rSUBSRCPND|=BIT_SUB_TC;ClearPending(BIT_ADC);rINTSUBMSK=~(BIT_SUB_TC);rINTMSK=~(BIT_ADC);rADCTSC =0xd3;

//Waiting for interrupt rADCTSC=rADCTSC|(1<<8);

// Detect stylus up interrupt signal.while(1)

//to check Pen-up state { if(rSUBSRCPND &(BIT_SUB_TC))//check if ADC is finished with interrupt bit { //Uart_Printf(“Stylus Up Interrupt~!n”);break;//if Stylus is up(1)state } } Uart_Printf(“count=%03d XP=%04d, YP=%04dn”, count++, xdata, ydata);//X-position Conversion data rADCDLY=saveAdcdly;rADCTSC=rADCTSC&~(1<<8);// Detect stylus Down interrupt signal.rSUBSRCPND|=BIT_SUB_TC;rINTSUBMSK=~(BIT_SUB_TC);// Unmask sub interrupt(TC)ClearPending(BIT_ADC);}（3）PWM蜂鳴器音階發(fā)生功能

while(1){

U16 freq =800;

if((xdata>719 && ydata>800)){ Paint_Bmp(0,0,480,272,tu3_480272);freq=220;Buzzer_Freq_Set(freq);}

嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)

else if(xdata>526 && ydata>800){ Paint_Bmp(0,0,480,272,tu2_480272);freq=247;Buzzer_Freq_Set(freq);} else if(xdata>332 && ydata>800){ Paint_Bmp(0,0,480,272,tu1_480272);freq=262;Buzzer_Freq_Set(freq);} else if(xdata>719 && ydata<225){Paint_Bmp(0,0,480,272,tu6_480272);freq=294;Buzzer_Freq_Set(freq);} else if(xdata>526 && ydata<225){Paint_Bmp(0,0,480,272,tu5_480272);freq=330;Buzzer_Freq_Set(freq);} else if(xdata>332 && ydata<225){Paint_Bmp(0,0,480,272,tu4_480272);freq=349;Buzzer_Freq_Set(freq);} else if(xdata>719 && ydata>225&& ydata<800){freq=392;Buzzer_Freq_Set(freq);} else {freq=392;Buzzer_Freq_Set(freq);Buzzer_Stop();} Paint_Bmp1(-40, 70, 480, 272,4, tu1_480272);Paint_Bmp1(-40, 140, 480, 272,4, tu2_480272);Paint_Bmp1(-40, 210, 480, 272,4, tu3_480272);Paint_Bmp1(400, 70, 480, 272,4, tu4_480272);Paint_Bmp1(400, 140, 480, 272,4, tu5_480272);Paint_Bmp1(400, 210, 480, 272,4, tu6_480272);Delay(500);} }

第四篇：系統(tǒng)總結(jié)報(bào)告

系統(tǒng)總結(jié)報(bào)告

智能感知機(jī)械花——陳仲乾，曹乘榕，黃晨，胡騰

硬件設(shè)計(jì)問題及解決方案：

在項(xiàng)目經(jīng)多方面考慮后，確定做仿生智能感知機(jī)械花。因?yàn)樵谧匀粻顩r下花多在光強(qiáng)較 強(qiáng)時(shí)開放最盛，而且其顏色潤澤方面多會(huì)受外界溫濕度影響，所以我們決定讓機(jī)械花能對(duì)環(huán)境的光強(qiáng)變化及溫濕度狀況感知，并作出相應(yīng)仿生模擬。

花的外形構(gòu)造原本計(jì)劃利用市場上類似的飾品——搖搖葉的外形與傳動(dòng)設(shè)計(jì)，花瓣用亞克力板制作以增強(qiáng)RBGLED產(chǎn)生的效果。但在購買拆卸后發(fā)現(xiàn)，搖搖葉內(nèi)部傳動(dòng)是用太陽能電池產(chǎn)生微弱電流，使一組線圈產(chǎn)生不穩(wěn)定感應(yīng)磁場，通過磁場使下端帶有磁鋼的擺動(dòng)的葉子偏離平衡位置，以實(shí)現(xiàn)不停的搖擺。我們所需要的傳動(dòng)裝置是能帶動(dòng)一根中軸上下移動(dòng)，從而達(dá)到花瓣張合的機(jī)械裝置。最后因?yàn)橐陨弦恍┰O(shè)想難以實(shí)現(xiàn)，所以花瓣改用普通紙質(zhì)，傳動(dòng)裝置用手工制作。

在光強(qiáng)的感知方面：我們一開始決定用光敏電阻輸入光強(qiáng)信號(hào)，經(jīng)單片機(jī)處理輸出一定信號(hào)控制外部動(dòng)力源，從而通過動(dòng)力的傳輸系統(tǒng)來控制機(jī)械花的開合狀態(tài)，但動(dòng)力源取材及動(dòng)力傳輸一直是硬件設(shè)計(jì)方面的問題之一，電磁鐵，電動(dòng)機(jī)是我們一開始計(jì)劃的動(dòng)力源，但是對(duì)于電磁鐵做動(dòng)力源時(shí)所需的機(jī)械設(shè)計(jì)較電機(jī)復(fù)雜，而且功耗較大，所以決定使用轉(zhuǎn)角可控的電機(jī)。于是通過對(duì)電機(jī)了解便購買了微型步進(jìn)電機(jī)（電機(jī)尺寸：直徑大約1.2CM，高大約1CM），但是經(jīng)過實(shí)際使用演試，發(fā)現(xiàn)微型步進(jìn)電機(jī)抽頭焊點(diǎn)焊接十分困難，而且在許多參數(shù)不清楚情況下需要制作電機(jī)驅(qū)動(dòng)板，所以重新購買了一個(gè)39mm二相六線步進(jìn)電機(jī)，步進(jìn)量1.8，電壓5V，附帶相應(yīng)驅(qū)動(dòng)板（驅(qū)動(dòng)芯片UNL2003）。動(dòng)力傳輸機(jī)械裝置也經(jīng)過多次設(shè)想和實(shí)踐，并解決大大小小一系列問題后制作出類似于傘開合控制的動(dòng)力傳輸裝置。如此，對(duì)光控制機(jī)械花開合方面的硬件設(shè)計(jì)基本完成。

在溫濕度分別控制花的顏色和明暗態(tài)方面：開始溫度傳感器先打算用PT100（計(jì)算公式： PT100的電阻值=實(shí)際溫度值×0.385+100Ω），濕敏電阻暫用HR202，通過測量與參數(shù)查閱得溫度傳感器PT100電阻變化較小，對(duì)電路抗干擾性要求大，如果采用便需要對(duì)其進(jìn)行信號(hào)放大，這樣會(huì)進(jìn)一步增加成本與電路復(fù)雜程度。濕度傳感器HR202需用正弦交流電，而單片機(jī)輸入信號(hào)為直流，所以這樣還需要將交流信號(hào)變?yōu)橹绷餍盘?hào)，勢必會(huì)大大增加成本及電路的復(fù)雜程度。以上兩項(xiàng)成本會(huì)在10元以上，所以決定更換傳感器，最后通過搜索比較決定用數(shù)字式溫濕傳感器DHT11，這樣溫濕度數(shù)據(jù)可在一個(gè)電路中完成采集輸入，大大簡化了電路復(fù)雜程度，而且成本也降低3元以上，PT100售價(jià)為7元，HR202售價(jià)為2.5元，DHT11售價(jià)為7元左右。對(duì)于花的顏色、明暗變化我們首先設(shè)計(jì)用RGB（三基色）LED燈實(shí)現(xiàn)，但是因?yàn)镽BGLED北方市場上極少，且只能向南方少數(shù)市場訂購。所以決定先用普通單色LED代替，最后通過測試后發(fā)現(xiàn)普通單色LED幾乎無法進(jìn)行顏色合成，所以必須使用RBGLED，經(jīng)過搜索與查詢聯(lián)系到淘寶賣家，買到了兩種型號(hào)的RBGLED（5MM圓頭RGB四腳全彩，2*5*5RGB四腳全彩）。

軟件方面： 關(guān)于驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)正常工作的程序是全部程序的一個(gè)主要組成部分，之前寫的程序主要有邏輯混亂和時(shí)序混亂兩大方面的錯(cuò)誤，另外還有一些語法上的小錯(cuò)誤.關(guān)于邏輯方面，我們的思路是利用光敏電阻感知光強(qiáng)強(qiáng)弱并且改變其電阻，經(jīng)過電路部分將電阻的變化變?yōu)殡妷旱淖兓?，使每個(gè)特定的光強(qiáng)對(duì)應(yīng)一定的電壓值，電壓信號(hào)經(jīng)ad轉(zhuǎn)換變?yōu)閿?shù)字信號(hào)，表示電壓大小。Ad轉(zhuǎn)換由計(jì)時(shí)器2ms中斷觸發(fā)，根據(jù)電壓值大小確定步進(jìn)電機(jī)應(yīng)該處于的狀態(tài)，然后將該狀態(tài)與接收信號(hào)之前的狀態(tài)比較，然后確定步進(jìn)電機(jī)的工作方式（轉(zhuǎn)向及步進(jìn)量的大?。?，然后用步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)械花的開合，使其達(dá)到特定的狀態(tài).關(guān)于時(shí)序方面，最主要的一點(diǎn)是步進(jìn)電機(jī)八個(gè)節(jié)拍順序的排列，我們查閱了多處參考資料，發(fā)現(xiàn)多有出入，后來仔細(xì)研究了步進(jìn)電機(jī)硬件的接線與結(jié)構(gòu)，逐步確定了節(jié)拍順序，并且為了保證其正常工作，將驅(qū)動(dòng)部分的程序?qū)懺谠赼d轉(zhuǎn)換中斷里，防止在執(zhí)行過程中被中斷。

最后我們還發(fā)現(xiàn)一個(gè)能導(dǎo)致大問題的小錯(cuò)誤，就是在定義步進(jìn)電機(jī)狀態(tài)時(shí)用的是字符型數(shù)據(jù)，但是最后它們相加減賦給整形數(shù)據(jù)i，這樣導(dǎo)致了i只能為正數(shù)而不能為負(fù)數(shù)，使電機(jī)只能向一個(gè)方向轉(zhuǎn)，最后在多次仿真后發(fā)現(xiàn)此問題并改正。

關(guān)于led燈的程序的大框架也已經(jīng)完成，只是有一些小的邏輯錯(cuò)誤和嚴(yán)重的時(shí)序上的問題。

小的邏輯問題包括一些無意中造成的死循環(huán)等，經(jīng)過幾次檢查就已經(jīng)全部排除。邏輯思路：

利用溫濕度傳感器測得外界溫度與濕度，并且實(shí)現(xiàn)通信后由主機(jī)讀取，由溫度高低來驅(qū)動(dòng)led的顏色顯示，由濕度高低來確定led燈所亮的盞數(shù)。

但是，這個(gè)程序依然不能如愿運(yùn)行，其根本原因是dht11型號(hào)的溫濕度傳感器屬于串口通信，輸出的數(shù)字信號(hào)(通過高低電平表示)，如圖所示：

其中的高低電平的時(shí)間都是幾十us而已（也就幾十個(gè)時(shí)鐘周期），我們在這么短的時(shí)間內(nèi)測得并且運(yùn)用，一定得非常注意延時(shí)的長短，并且由于時(shí)序上的偏差容易累積，單純的使用延時(shí)總會(huì)使測得前幾位準(zhǔn)確后幾位就不準(zhǔn)確了。幸好cvavr自帶的延時(shí)函數(shù)延時(shí)非常準(zhǔn)確，外加經(jīng)過查閱大量參考資料和請(qǐng)教學(xué)長，我們終于摸到了檢測的訣竅，寫出了運(yùn)行比較穩(wěn)定的程序。

硬件設(shè)計(jì)總結(jié)及心得體會(huì)：

從設(shè)計(jì)思路角度，需要更多的考慮設(shè)計(jì)的獨(dú)創(chuàng)性，節(jié)約性，安全性，實(shí)用性。設(shè)計(jì)時(shí)更應(yīng)考慮為后期調(diào)試提供最大的便利，以節(jié)省時(shí)間精力。設(shè)計(jì)前需要詳細(xì)了解各部件情況，并設(shè)計(jì)好具體方案，以免在制作時(shí)造成許多不必要的浪費(fèi)。隨著項(xiàng)目的完成我們也逐漸明白課本知識(shí)只有用到了實(shí)處才能檢驗(yàn)自己是否真正掌握，同時(shí)我們也懂得如何運(yùn)用以往的經(jīng)驗(yàn)在最短的時(shí)間條件中獲取最多的知識(shí)。

軟件設(shè)計(jì)總結(jié)與心得：

每次在初次使用某種元件時(shí)，都會(huì)有一種未知的不確定感，總是感覺它很神秘，不能輕易用好它，但是經(jīng)過這部分軟件的編寫與調(diào)試，我感覺自己學(xué)習(xí)使用手冊，認(rèn)真考慮如何使用一件未接觸過的東西很重要，我們不能對(duì)之心存畏懼，而是冷靜地學(xué)習(xí)分析，才能夠取得成功。

關(guān)于步進(jìn)電機(jī)部分，我總結(jié)到了關(guān)于ad 轉(zhuǎn)換，步進(jìn)電機(jī)使用方面程序編寫的思路，了解到了這方面容易犯的錯(cuò)誤，對(duì)于分析程序能力，編程能力，使用avrstdio仿真能力都有了很大的提高。

經(jīng)過led燈部分程序的編寫，我掌握了一般串口通信傳感器程序編寫的方法，能夠熟練地編寫與應(yīng)用led燈驅(qū)動(dòng)函數(shù)與延時(shí)函數(shù)，并且我還掌握了一些很經(jīng)典的檢測語句的寫法，例如：while(DHT11_DATA_READ);//等待高電平結(jié)束等，而且我還掌握了經(jīng)典的檢錯(cuò)語句的寫法，例如：u8flag=2;while(DHT11_DATA_READ&&u8flag++);if(u8flag==1)break;最終，我們的單片機(jī)軟件部分圓滿完成，我們遇到了很多困難，也吃了不少苦，熬了不少夜，但是最終在我們的努力下完成了。通過這次做的單片機(jī)項(xiàng)目，我對(duì)單片機(jī)和電子設(shè)計(jì)產(chǎn)生了濃厚的興趣，也學(xué)到了很多東西，收獲很大。

團(tuán)隊(duì)管理心得體會(huì)：

這次單片機(jī)課程項(xiàng)目，可以說是我大學(xué)以來第一次進(jìn)行和本專業(yè)有關(guān)的團(tuán)隊(duì)合作，在對(duì)具體情況不甚了解的情況下開始的分組，彼此也并不了解對(duì)方潛在實(shí)力。困難是必然需應(yīng)對(duì)的問題，在項(xiàng)目開始前我們必須做好進(jìn)行到底的準(zhǔn)備，項(xiàng)目的實(shí)際設(shè)計(jì)和具體制作時(shí)，常常會(huì)在難以預(yù)計(jì)的情況下遇上幾乎讓人想放棄的困難，當(dāng)然此時(shí)才是真正考驗(yàn)一個(gè)團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力的關(guān)鍵。首先，作為一個(gè)團(tuán)隊(duì)成員應(yīng)先做好本職工作，正如中學(xué)所了解的整體與部分的辯證關(guān)系，每個(gè)成員都有義務(wù)來承擔(dān)工作。其次，一個(gè)隊(duì)伍的領(lǐng)隊(duì)必須起到帶頭模范和整體監(jiān)制作用，領(lǐng)隊(duì)是一個(gè)團(tuán)隊(duì)的核心，領(lǐng)隊(duì)的工作態(tài)度與處事準(zhǔn)則會(huì)在一定程度上影響整個(gè)團(tuán)隊(duì)工作水平和合作氣氛，這在克服眾多問題時(shí)都起了至關(guān)重要的作用。最后，成員之間需要默契，相互理解協(xié)作，每個(gè)成員應(yīng)看到自己的不足，承擔(dān)更多的責(zé)任，這樣不僅能增強(qiáng)自己個(gè)人能力，更有利于團(tuán)隊(duì)協(xié)作成效。

成員分工與貢獻(xiàn)度

曹乘榕

主要硬件設(shè)計(jì)，整體調(diào)試，及相關(guān)部件采購（占整體30%）； 黃晨

主要整體軟件設(shè)計(jì)調(diào)試（占整體30%）；

胡騰

部分軟件的設(shè)計(jì)，及其主體思路分析（占整體20%）； 陳仲乾

主要論文負(fù)責(zé)，部分軟件思路設(shè)計(jì)（占整體20%）。

課程改革建議：

首先，通過這一學(xué)期的學(xué)習(xí)，我們最大的感受就是自學(xué)能力、動(dòng)手能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力得到了極大的提升，我想這些是開放性的設(shè)計(jì)課程給我們帶來的書本上學(xué)不到的東西。

但是開放性的課程也會(huì)有很多問題，因?yàn)樗拈_放性，學(xué)生可以自由選擇設(shè)計(jì)題目，這就使每個(gè)組對(duì)知識(shí)的要求是差異的。老師可能會(huì)鼓勵(lì)同學(xué)們自己查閱資料，但是這樣一來一是給同學(xué)們的學(xué)習(xí)帶來了很大的壓力，二是很多同學(xué)覺得從課上學(xué)不到什么東西，或者只專注于自己項(xiàng)目所需要的知識(shí)，這使得這門課程對(duì)于知識(shí)的推廣效果受到影響。本科生學(xué)一門課還是應(yīng)該全面的學(xué)習(xí)，畢竟將來用到的很有可能就是你項(xiàng)目中沒有涉及的。所以我認(rèn)為老師在以后的教學(xué)中可以加大上課時(shí)知識(shí)的容量，一晚上的課可以分為兩部分，一部分以較大的容量總體介紹單片機(jī)的功能，并將重要的函數(shù)、功能提前講（如步進(jìn)電機(jī)、中斷、AD轉(zhuǎn)換等），第二部分可以從一些具體項(xiàng)目的角度，講述設(shè)計(jì)思路和同學(xué)們?nèi)菀子龅降膯栴}。在最終考核時(shí)在考察項(xiàng)目的同時(shí)也應(yīng)考察學(xué)生對(duì)于這門課程總體知識(shí)的了解，督促同學(xué)對(duì)于整個(gè)課程知識(shí)的認(rèn)識(shí)。

另外我覺得我們的課程設(shè)計(jì)和美國康奈爾大學(xué)ECE 4760項(xiàng)目的差距還很大。我們雖然好想法少一些，但是并不代表我們就沒有好想法。在我們的項(xiàng)目中覺得比較創(chuàng)新的仍是一些已在市面上出現(xiàn)的，或前人做過的，只是項(xiàng)目本身應(yīng)用了一些較人工智能的東西。產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因我認(rèn)為一是我們的硬件支持不夠，很多功能模塊我們購買不到，一些獨(dú)特的機(jī)械設(shè)備或傳感器沒有人能夠制作和提供。二是學(xué)科交叉較小，因?yàn)槲覀冏龅膯纹瑱C(jī)項(xiàng)目很多是關(guān)于生產(chǎn)或生活的，這需要一些機(jī)械、生物、醫(yī)學(xué)、材料知識(shí)的支持，而以我們的專業(yè)背景是很難獲得的，所以如果能夠給我們搭建一個(gè)與其他學(xué)院溝通交流的平臺(tái)那是再好不過了。

當(dāng)然更多的同學(xué)選單片機(jī)但是將來不會(huì)以這個(gè)為生，而是希望學(xué)習(xí)這門課程能夠給自己對(duì)物理的學(xué)習(xí)產(chǎn)生積極影響。而在課程設(shè)計(jì)時(shí)并不是很多同學(xué)會(huì)選擇與物理相關(guān)的課題。原因在于很多物理知識(shí)我們并不是很了解，而且真正在科研時(shí)需要的信號(hào)發(fā)生器材、控制器材、分析器材我們沒有機(jī)會(huì)接觸，也沒有辦法針對(duì)一個(gè)具體問題來設(shè)計(jì)。所以我希望老師以后能夠加強(qiáng)這方面的引導(dǎo)，給出一些具體的在我們了解范圍內(nèi)而又比較有趣的物理項(xiàng)目，我想同學(xué)們肯定會(huì)有很大的熱情。

另外很多同學(xué)在做項(xiàng)目時(shí)發(fā)現(xiàn)遇到不會(huì)的問題時(shí)很難找到幫助，互聯(lián)網(wǎng)信息太繁雜，認(rèn)識(shí)的為數(shù)不多的學(xué)長可能沒有這方面的經(jīng)驗(yàn)。而看往年的課程設(shè)計(jì)時(shí)雖然常常能看到相似的項(xiàng)目卻獲得不了具體問題的解決。所以我提議建立一個(gè)網(wǎng)絡(luò)論壇，大家能夠?qū)崟r(shí)的交流溝通，并能將問題的解決以此方式一屆一屆傳遞下去。

第五篇：熱偶真空計(jì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)總結(jié)報(bào)告

熱偶真空計(jì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)總結(jié)報(bào)告

（王永昌 , 張斌鑫, 王海程, 張謝祥；褚向前；機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化10-11班

機(jī)械與汽車工程學(xué)院）

摘要：在真空度測量方面，目前，已有從105Pa到 10-11 Pa的各種真空計(jì)。當(dāng)今，根據(jù)真空應(yīng)用中對(duì)真空計(jì)使用要求，熱導(dǎo)真空計(jì)在工業(yè)的真空測量中占有重要地位，主要用于冶金、機(jī)械、化工、電子等科研和生產(chǎn)領(lǐng)域中的粗、低真空的測量。而其中數(shù)字式熱偶真空計(jì)應(yīng)用廣泛，產(chǎn)品種類也比較多，但在寬量程、可靠性、抗氧化性等方面還有一定的提升空間。因此，數(shù)字式熱偶真空計(jì)的研究設(shè)計(jì)有著重要的實(shí)際意義。關(guān)鍵詞：熱電偶；真空計(jì)；真空度；

一．項(xiàng)目背景及研究內(nèi)容

真空科學(xué)與技術(shù)主要包括真空的獲得和真空度的測量兩個(gè)方面。真空的獲得，即真空的產(chǎn)生和保持，它一般由機(jī)械設(shè)備實(shí)現(xiàn)，如利用機(jī)械真空泵等。真空度的測量，主要由傳感器及其相應(yīng)部件組成的真空測量設(shè)備完成。準(zhǔn)確測量真空度、控制真空度對(duì)生產(chǎn)、生活、科學(xué)研究有著重要影響，對(duì)實(shí)驗(yàn)的成敗和真空產(chǎn)品的質(zhì)量都起到關(guān)鍵的作用。所以真空測量是真空技術(shù)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，真空測量具有重要的意義。

我們結(jié)合真空測量技術(shù)的發(fā)展歷史，通過對(duì)國內(nèi)外近幾年真空測量設(shè)備新產(chǎn)品的分析可知，真空計(jì)的設(shè)計(jì)并沒有在新原理、新方法方面取得較多的突破性進(jìn)展，更多的是在原有基本原理基礎(chǔ)上的改進(jìn)和補(bǔ)充。真空測量技術(shù)的發(fā)展進(jìn)入了一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的時(shí)期。近些年來，由于電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展，真空計(jì)又迎來新的發(fā)展，出現(xiàn)以單片機(jī)為核心的電子式真空計(jì)。電子真空計(jì)與傳統(tǒng)真空計(jì)相比，測量上更精確、更穩(wěn)定、更方便，還可以根據(jù)實(shí)際應(yīng)用將儀器的功能進(jìn)行擴(kuò)展，具有較強(qiáng)的實(shí)用性。

熱偶真空計(jì)以其性能穩(wěn)定、抗沾污、抗氧化、價(jià)格適中等優(yōu)點(diǎn)被廣泛應(yīng)用于低真空測量領(lǐng)域，但由于熱偶規(guī)這種傳感器存在著較強(qiáng)的非線性，致使在數(shù)據(jù)處理上存在一系列的問題。為了提高測量精度，必須對(duì)其非線性進(jìn)行處理。用傳統(tǒng)數(shù)值計(jì)算方法處理，計(jì)算量繁重、過程冗雜。對(duì)熱偶規(guī)真空計(jì)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理加以研究分析，然后根據(jù)其特點(diǎn)提出具體的設(shè)計(jì)方案。本項(xiàng)目采用 Mathematica 數(shù)學(xué)軟件中高次函數(shù)擬合功能，來擬合熱偶規(guī)傳感器的非線性特性，最后以熱偶規(guī)管作為傳感器，將被測環(huán)境的壓強(qiáng)信號(hào)轉(zhuǎn)換為微弱的電信號(hào)，經(jīng)過信號(hào)放大和 A/D 轉(zhuǎn)換，送入單片機(jī)數(shù)據(jù)處理、顯示。本熱偶規(guī)真空計(jì)以單片機(jī)為核心，可應(yīng)用于低真空領(lǐng)域的真空度測量，其測量精度和穩(wěn)定性滿足實(shí)際需要，還可以根據(jù)實(shí)際應(yīng)用將儀器的功能進(jìn)行擴(kuò)展，具有較強(qiáng)的實(shí)用性。設(shè)計(jì)的熱偶規(guī)管真空計(jì)采用單片微機(jī)制作，充分利用其微機(jī)提供的硬件及軟件資源，集成度高，可靠性強(qiáng)，功能適用，操作簡便。

二．熱偶真空計(jì)工作原理

熱電偶真空計(jì)是利用氣體分子的熱傳導(dǎo)現(xiàn)象,熱電偶接在白金或鎢的細(xì)線上。這段細(xì)線通過電流后會(huì)發(fā)熱。發(fā)出的熱量通過周圍氣體分子的熱傳導(dǎo),或細(xì)線本身的固體熱傳導(dǎo),或熱輻射放出。利用氣體分子承擔(dān)的熱傳導(dǎo)量與壓力成正比的特點(diǎn)是此真空計(jì)的原理。

一根在真空中被加熱的金屬絲，達(dá)到熱平衡狀態(tài)時(shí)，它所消耗的總功率 滿足下列關(guān)系

Q?Qr?Qs?Qcd?Qcv

其中：

(1)Qr:熱絲表面因輻射的熱損耗；Qs:熱絲引線的熱損耗；Qcv:氣體對(duì)流引起的熱損耗；他們分別為： Qcd:氣體分子熱傳導(dǎo)造成的熱損耗；

Q?I2RQr?Kr(?T4??0T04)Qs?Ks(T?T0)Qcd?Km(T?T0)?PQcv?Kd(T?T0)f(P)其中，I是熱絲的加熱電流，R 是熱絲電阻，Kr 為與熱絲表面尺寸有關(guān)的常數(shù)，?和

?0分別為熱絲和管壁的熱輻射系數(shù)，T為熱絲平衡溫度，T0為管壁和熱絲支桿的溫度，Ks為與熱絲材質(zhì)和尺寸有關(guān)的常數(shù);Km 二為與氣體種類和熱絲表面積有關(guān)的系數(shù)，? 為適應(yīng)系數(shù)，Kd為與熱絲表面、規(guī)管幾何形狀、氣體種類和熱絲方位有關(guān)的常數(shù)，P為氣體壓強(qiáng)。

由此不難看出，對(duì)于給定的規(guī)管，若保持加熱絲溫度T不變時(shí)，則(1)式可變?yōu)? I2?C?km?P?kdf(P)

其中：

(2)Kr(?T4??0T04)T0C?Rkr(?T4??0T04)T0 Km?Rk(T?T0)Kd?dR當(dāng)環(huán)境溫度T0 一定時(shí)，C, Km和Kd 均為常數(shù)。

式(2)為定溫式熱導(dǎo)真空計(jì)的基本關(guān)系式。它表明，對(duì)于特定氣體，在定溫工作狀態(tài)下，加熱絲的加熱電流是容器氣體壓強(qiáng)的單值函數(shù)。熱偶真空計(jì)是通過與熱絲接觸的熱電偶來測量熱絲溫度的(圖1-1所示)[2]。因此，只要改變加熱電流，使在任何壓強(qiáng)下，始終保持熱電偶輸出電勢不變，即可達(dá)到定溫的目的。此時(shí)，P2(I2?I0)；

其中, I0為高真空時(shí)加熱絲的加熱電流。這種定溫過程可以通過手動(dòng)，也可以通過自動(dòng)動(dòng)調(diào)節(jié)來實(shí)現(xiàn)。本設(shè)計(jì)是自動(dòng)定溫式熱偶真空計(jì)。如前所述，定溫式熱偶真空計(jì)就是通過對(duì)規(guī)管加熱電流的調(diào)節(jié)，使在任何壓強(qiáng)下，熱電偶輸出電勢始終保持不變，從而根據(jù)輸入電流的大小來測定壓強(qiáng)值，即真空度。圖2-1是真空計(jì)測溫簡圖

圖2-1 熱偶規(guī)測溫原理

三．熱偶真空計(jì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)如下圖所示，本系統(tǒng)主要由熱偶規(guī)傳感器、信號(hào)放大電路、A/D轉(zhuǎn)換電路、顯示模塊、單片機(jī)控制系統(tǒng)、按鍵和電源系統(tǒng)組成。電源系統(tǒng)給熱偶規(guī)傳感器提供一恒定電流，熱偶規(guī)傳感器將被測真空環(huán)境的壓強(qiáng)信號(hào)轉(zhuǎn)換為微弱的電壓信號(hào)，將電壓信號(hào)放大處理，經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換后送入單片機(jī)系統(tǒng)，在經(jīng)過單片機(jī)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理計(jì)算出測量環(huán)境的壓強(qiáng)值，最后通過顯示模塊顯示輸出。

圖3-1 熱偶真空計(jì)系統(tǒng)框圖

1．電源系統(tǒng)

本系統(tǒng)的電源由220V轉(zhuǎn)5V 的AC/DC電源適配器提供，該電源模塊參數(shù)如下： 輸出電壓精度Vo：?1%;負(fù)載調(diào)整率：?0.5%;輸出電流調(diào)整率：?0.5%;源效應(yīng)：+0.2%;負(fù)載效應(yīng)：+0.5%;波紋與噪聲：Vp?p?1%;溫度系數(shù)：+0.02%/oC;過載、過熱保護(hù)（短暫）。

2．信號(hào)放大與處理

1）真空規(guī)管的選擇

本設(shè)計(jì)采用ZJ-53B型玻璃熱偶真空規(guī)管，該規(guī)管熱容量很小的鎳鉻-康銅作為加熱絲和熱偶絲，經(jīng)過穩(wěn)定化處理具備環(huán)境溫度自動(dòng)補(bǔ)償和粉塵防護(hù)功能。該型規(guī)管具有結(jié)構(gòu)簡單、量程較寬、響應(yīng)較快、抗污染、耐氧化、漂移小、壽命長、性能穩(wěn)定、價(jià)格適中等特點(diǎn)，是一種廣泛應(yīng)用的熱傳導(dǎo)式低真空測控傳感器。主要技術(shù) 參數(shù)如下：

4?10測量范圍：21?10?1；

0加熱電流：28?1.5mA;熱絲冷阻:9.5?1?(23?3C);熱絲溫度:401500C;

零散性為環(huán)境溫度時(shí)，示值偏差不超過?20%。2）真空規(guī)管的連接與加熱 真空規(guī)管管腳的電氣連接如圖所示

圖3-2 規(guī)管管腳電氣連接 2、7 加熱絲 4、5 熱偶絲ZJ-53B 加熱2、7管腳之間的熱偶絲采用恒流源電路，電路圖如下：

圖3-3 恒流源加熱電路 3）信號(hào)放大與A/D轉(zhuǎn)換電路

信號(hào)放大電路的主要功能是將傳感器測得的微弱電壓信號(hào)進(jìn)行適當(dāng)?shù)姆糯?，便于信?hào)處理，本設(shè)計(jì)信號(hào)放大部分采用斬波穩(wěn)零運(yùn)算放大器ICL7650。本系統(tǒng) A/D轉(zhuǎn)換電路選用ADS1286芯片。

4）信號(hào)處理和控制

本部分由主控單片機(jī)、LCM顯示器、按鍵組成。主控單片機(jī)負(fù)責(zé)把從A/D轉(zhuǎn)換器讀取的電壓值轉(zhuǎn)換成壓強(qiáng)值，并輸出到LCM顯示器上。

圖3-4 信號(hào)放大與A/D轉(zhuǎn)換電路

3.軟件設(shè)計(jì)

本設(shè)計(jì)程序的編寫主要在KeilC編譯環(huán)境下進(jìn)行，KeilC編譯環(huán)境功能強(qiáng)大、支持C語言和匯編語言，內(nèi)部更有強(qiáng)大的調(diào)試系統(tǒng)。1.初始化

初始化主要完成對(duì)單片機(jī)的初始化，初始化過程結(jié)束后進(jìn)入等待狀態(tài)，初始化過程如圖

圖3-5 初始化程序流程圖 2.主程序

主程序通過循環(huán)調(diào)用各個(gè)功能模塊完成相應(yīng)的功能。

四．硬件連接及調(diào)試

1.恒流源電路調(diào)試實(shí)驗(yàn) 2.液晶顯示模塊實(shí)驗(yàn) 3.信號(hào)放大實(shí)驗(yàn) 4.整體調(diào)試