简易照明线路探测仪毕业设计

1、. 20112014学年第五学期毕业设计论文课题简易照明线路探测仪 * 系部电子信息工程学院专业应用电子技术班级电子一班*220102 指导教师 * 交通职业学院教务处制摘要本设计论述了简易照明探测仪的硬件电路和软件实现。为了便于控制和功能的实现，采用了宏晶公司新一代微型处理器STC12C5A60S2和STC12C5628AD作为系统控制核心，主要由超声波定位电路、导线检测电路、报警电路、串口数据传输电路、时钟电路和TFT液晶显示电路组成。电源采用中频变压器将市电降压整流滤波后提供应整个系统；超声波定位电路由两个HC-SR04超声波传感器进展坐标定位；导线检测电路采用线圈检测磁场来检测；报警电

2、路由蜂鸣器和8550三极管组成；时钟电路主要由DS1302时钟芯片获取；TFT液晶显示电路主要显示带电电缆的位置。通过软硬件的协调配合，完成了整个的设计，较好实现了题目所要求的各项功能，且各项指标均到达要求。关键词：STC12C5A60S2；STC12C5628AD；TFT液晶显示；HC-SRO4超声波传感器；探测. 目录 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc374450739摘要 PAGEREF _Toc374450739 h IIHYPERLINK l _Toc374450740目录 PAGEREF _Toc374450740 h 3HYPERLINK l _T

3、oc3744507411系统方案 PAGEREF _Toc374450741 h 3HYPERLINK l _Toc3744507421.1探头模块微处理器 PAGEREF _Toc374450742 h 3HYPERLINK l _Toc3744507431.2显示模块微处理器 PAGEREF _Toc374450743 h 3HYPERLINK l _Toc3744507441.3 探头定位方案的论证与选择 PAGEREF _Toc374450744 h 3HYPERLINK l _Toc3744507451.4电缆探测方案的论证与选择 PAGEREF _Toc374450745 h 3H

4、YPERLINK l _Toc3744507461.5显示方案的论证与选择 PAGEREF _Toc374450746 h 3HYPERLINK l _Toc3744507472系统理论分析与计算 PAGEREF _Toc374450747 h 3HYPERLINK l _Toc3744507482.1 方格号换算程序 PAGEREF _Toc374450748 h 3HYPERLINK l _Toc3744507492.2显示将探头坐标复原程序 PAGEREF _Toc374450749 h 3HYPERLINK l _Toc3744507503电路与程序设计 PAGEREF _Toc374

5、450750 h 3HYPERLINK l _Toc3744507513.1电路的设计 PAGEREF _Toc374450751 h 3HYPERLINK l _Toc374450752探头处理器电路 PAGEREF _Toc374450752 h 3HYPERLINK l _Toc374450753显示处理器电路 PAGEREF _Toc374450753 h 3HYPERLINK l _Toc374450754节能灯电缆检测电路 PAGEREF _Toc374450754 h 3HYPERLINK l _Toc374450757白炽灯电缆检测电路 PAGEREF _Toc37445075

6、7 h 3HYPERLINK l _Toc374450759超声波定位电路 PAGEREF _Toc374450759 h 3HYPERLINK l _Toc374450760报警电路 PAGEREF _Toc374450760 h 3HYPERLINK l _Toc374450761时钟电路 PAGEREF _Toc374450761 h 3HYPERLINK l _Toc374450762显示、触摸电路 PAGEREF _Toc374450762 h 3HYPERLINK l _Toc374450763电源电路 PAGEREF _Toc374450763 h3HYPERLINK l _To

7、c3744507653.2程序的设计 PAGEREF _Toc374450765 h 3HYPERLINK l _Toc374450766程序功能描述 PAGEREF _Toc374450766 h 3HYPERLINK l _Toc374450767程序流程图 PAGEREF _Toc374450767 h 3HYPERLINK l _Toc3744507684测试方案与测试结果 PAGEREF _Toc374450768 h 3HYPERLINK l _Toc3744507694.1测试方案 PAGEREF _Toc374450769 h 3HYPERLINK l _Toc37445077

8、04.2测试条件与仪器 PAGEREF _Toc374450770 h 3HYPERLINK l _Toc3744507714.3测试结果及分析 PAGEREF _Toc374450771 h 3HYPERLINK l _Toc374450772测试结果 PAGEREF _Toc374450772 h 3HYPERLINK l _Toc3744507734.3.2测试分析与结论 PAGEREF _Toc374450773 h 3HYPERLINK l _Toc3744507745致 PAGEREF _Toc374450774 h 3HYPERLINK l _Toc3744507756参考文献

9、PAGEREF _Toc374450775 h 3HYPERLINK l _Toc374450776附一：局部程序 PAGEREF _Toc374450776 h 3HYPERLINK l _Toc374450777附二：探头电路图 PAGEREF _Toc374450777 h 3HYPERLINK l _Toc374450778附三：显示电路图 PAGEREF _Toc374450778 h 3HYPERLINK l _Toc374450779附四：局部电路照片 PAGEREF _Toc374450779 h 31系统方案本设计采用STC12C5628AD和STC12C5A60S2双微型处

10、理器作为本系统的控制核心，来实现简易照明线路探测仪的功能。本系统主要由超声波定位、导线检测电路、报警电路、显示电路等根本电路来实现本系统化的功能，首先磁场传感器将通电导线周围微弱的磁场转化为微弱的电信号，将这电信号送到60W白炽灯处理电路和12W节能灯处理电路，处理后的信号再送到STC12C5628AD微处理器，在此同时微处理器还可以通过两个超声波模块来确定探头所在五合板的位置，处理器STC12C5628AD将这些信号整理成一个数组通过自身串口传给另一个微处理器STC12C5A60S2，微处理器STC12C5A60S2接收到这一数组时就复原成此微处理器能识别的信号，再通过LCD显示电路显示出来

11、，同时微处理器通过时钟芯片DS1302获得实时的时间数据并显示在LCS显示屏上，由于本显示屏自带触摸功能，所以在显示模块上就不需要外接控制按键，就只需要对触摸屏编程就可以人为的控制整个系统的运行。本次设计的具体系统工作流程图，如图1-1所示：超声波模块1时钟电路LCD显示屏60W白炽灯处理电路串口磁场传感器STC12C5628ADSTC12C5A60S212W节能灯处理电路超声波模块2报警电路图1-1系统工作流程图1.1探头模块微处理器本系统探头微处理器采用宏晶公司生产的新一代高速、低功耗、超强抗干扰8051系列8位单片机STC12C5628AD，其速度比传统的单片机快812倍，部资源丰富，而

12、且还有8路10位A/D转换功能，可以节省外接A/D芯片所带来的本钱，在本系统中，充分利用部资源可以节省很多的外部电路，既节省了本钱还提高了系统的稳定性。1.2显示模块微处理器本系统控制显示系统微处理器采用宏晶公司生产的新一代高速、低功耗、超强抗干扰8051系列8位单片机STC12C5A60S2，其速度比传统的单片机快812倍，部资源丰富，而且价格低廉，技术成熟，多达36个I/O口，在设计系统是具有充分的I/O口可以利用，不必担忧I/O口不够用的问题，使电路设计更快速、简单。1.3探头定位方案的论证与选择方案一：采用光电二极管定位。具有电流线性良好、本钱低、体积小、重量轻、寿命长、量子效率高及无

13、需高电压等优点。缺乏是面积小、无部增益、灵敏度较低、响应速度慢、工艺要求较高、探头的定位还需要按一定的规律移动才能准确定位以及编程复杂等缺点。方案二：采用HC-SRO4超声波传感器模块检测。通过单片机和两个此模块协调工作分别测量探头距离五合板上、下边缘的距离，就可以计算出此时探头在五合板上的横坐标和纵坐标，也就确定了探头的实时位置，HC-SRO4超声波传感器受温度影响小，稳定性好，不需要外部电路处理，直接与单片机两个I/O口相连就可以控制此模块测量探头距离五合板边缘之间的距离。采用此方案探头可以随意在五合板上移动都可以准确的测量探头的实时位置，不受移动方向的影响。综上所述，选择方案二1.4电缆

14、探测方案的论证与选择方案一：采用霍尔传感器检测。可以测量任意波形的电流和电压。原边电路与副边电路之间有良好的电气隔离，隔离电压可达9600Vrms。精度高、线性度好、宽带宽。但是由于霍尔传感器体积小，故接触面就较小，不适合本统。方案二：采用线圈检测。通交流电导体周围产生交变磁场，线圈在交变磁场中感应出电动势，即将非电量磁场转化成电量电动势，再将将微弱的的电动势进展放大、滤波电路处理，整流处理送入单片机用A/D采集这一信号，根据两路A/D采集的电压大小就可以判断是哪一条线路中有电流，也就确定了五合板后边有没有电缆，是那条电缆。而且线圈的接触面大，很适合本系统。综上所述，选择方案二。1.5显示方案

15、的论证与选择方案一：采用12864B液晶显示。可显示汉字及图形、体积小、重量轻、功耗低。但是分辨率低，同时显示的数据少，颜色单一。方案二：采用TFT液晶触摸显示屏。它是薄膜晶体管型液晶显示屏,每个像素都设有一个半导体开关，每个像素都可以通过点脉冲直接控制，因而每个节点都相对独立，并可以连续控制，不仅响应速度快，同时可以准确控制色阶，所以能显示各种各样的颜色。而且本TFT液晶显示屏还自带触摸功能，代替了传统的按键，使整体外观更整洁漂亮。综上所述，选择方案二。2系统理论分析与计算2.1 方格号换算程序超声波将获得的探头距离五合板边缘水平距离*和垂直距离y转换成对应的方格号算法程序如下uint hu

16、ansuan() /坐标换算uint m,n,h,b;for(n=1;n8;n+)if(105-15*n)*)&(*(105-15*(n-1)h=n;else;for(m=1;m8;m+)if(105-15*m)y)&(y0)&(shu50) if(shu%7)=0)b=7-1;a=shu/7-1;else b=shu%7-1;a=shu/7;if(temp0=1)for(c=0;c3;c+) for(d=0;d3;d+)Put_pi*el(12+34*b+c,216-34*a+d,lan);if(temp1=1)for(c=0;c3;c+) for(d=0;d10uS高电平Echo=1启动定

17、时器循环Echo=0停顿定时器并计算距离图3-10外部中断子程序流程图5显示界面子程序，显示界面主要是判断变量kk，kk=0则显示主界面打点界面，kk=1时则显示时间设置界面，程序流程图如下列图开 始KK=？KK=0KK=1时间设置主界面打点主界面循环图3-11显示界面子程序流程图4测试方案与测试结果4.1测试方案首先在面包板上搭接各个模块电路，在上边测试通过后再焊接成成品板子，然后在做适当的调整，最后编写程序并软硬件结合调试，到达最终的预想效果。4.2测试条件与仪器测试条件：检查屡次，仿真电路和硬件电路必须与系统原理图完全一样，并且检查无误，硬件电路保证无虚焊。测试仪器：4位半的数字万用表、

18、数字示波器、*D22型低频信号发生器、电源等。4.3测试结果及分析测试结果由于本电路采用的12W节能灯检测电路和60W白炽灯检测电路分开设计的方案，所以在测试中数据互不干扰，因此我们可以一次性的完成整个过程的探测，下列图是探测结果的一照片图4-1 实际效果界面图测试分析与结论根据上述测试显示结果可知：红色的点代表此方格背后有60W白炽灯电缆，蓝色的点表示此方格背后有11W节能灯电缆，根据界面显示的和五合板背后实际的电缆走向，完全一致，所用时间为1分58秒。本设计实现了根本局部的设计要求。5致在本次毕业设计过程中，我们遇到的最大困难是通电电缆的检测，我们花费了近一个星期都买有攻破这个难关，最后在

19、王伟祥教授的指导下，我们慢慢的发现了克制这些困难的方法，这个问题克制了以后，接下来的是软件的实现，别的程序还很好写，但是单片机串口通信也出现了难题，通过罗云高教师和朱一多教师的指导，这个问题也迎刃而解了，最后在写论文时指导教师新也给予了很大的帮助，才使本次毕业设计顺利完成，衷心感以上教师给予的帮助和指导！6参考文献胡宴如、耿燕.模拟电子技术.第3版.高等教育.2008.154185志忠、卫桦林.数字电子技术.第3版.高等教育.2008.271278石生、肖宁.电路根本分析.第3版.高等教育.2008.146170臧春华、玉蓝、施亿平.电子线路设计与应用.第1版.高等教育.2004.85168何

20、丽梅、彦飞、管湘芸.SMT根底与工艺.第1版.机械工业.2011.1044徐军、辉.传感器技术根底与应用实例.电子工业.2012.4766夏西全、任德齐.电子工艺实训教程.第1版.机械工业.2011.7780林春方、俊真、方庆山.高频电子线路.第3版.电子工业.2012.626夏路易、石宗义.电路原理图与电路板设计教程Protel 99SE.第1版.希望电子.2002.2879程德福、林君.智能仪器.第2版.机械工业.2013.174196郭天祥.51单片机C语言教程.电子工业.2012.217230加囯、董秀成.单片机原理与应用及C51程序设计.第2版.清华大学.2009.139143朱一多

21、、罗云高、桂红等.电子设备整机分析.电子信息工程系.2829胡宴如.模拟电子技术.高等教育.2002广弟、朱月秀.单片机根底.航空航天大学出榜社.2001王庆利、奎、袁建敏单片机设计标准教程.邮电大学.2008陆子明、徐长根.单片机设计与应用根底.国防工业.2005 福学.传感器应用及其电路精选,电子工业，1991钱国维.铂电阻温度传感器的非线性校正.1995年第10期波. 单片机温度自动控制系统.自动化与仪器仪表 .1996卫平、英儒编著.现代电子电路原理与设计.原子能.1997 马忠梅.单片机C语言应用程序设计.航空航天大学.1998萍.单片机温度控制系统的设计与实现. 师专学报.1999晓荃.单片机原理与应