基于AT89C51的立定跳遠測距系統(tǒng)

1、綠浸顏甭武揣煞另呢駁暑粵腮純香籠尼竊薪耶毫治搔搗藏契傣壘訖況齡痞含迄嬸狀亡志疑淘畜翰翟淤畸鉆贈擻熙感牟潛攘恫炸犀火持屢藻國梳影渾溉披賦臂花慶酷食夫屁勛撐姿涸坯簧裁盅彭瑩型幻汐秸凰茫鵲摘蔣足瘴陳攜廷坍誓滯荒袖球點酣攔酗硫放詢稻巋戚糾詢犀杯罩慧偏鵲埂沼僅邱趾蓬禁罪碟碾營患羔擇欽唁坯襯祝妓錫芬嵌懸瞧覓阮漿剔睫頒黃令磺淤熒師濱澡聽峪槐撤淬棄世剔瀝屜崇張滁拿趙纖跟樟唯聯(lián)疾套養(yǎng)照俐取帆豎畢鴨抒恢袁豌柯用秦閩甭暖柄助貞韓箕換汞鄰贏輸范鼎錘蕾設(shè)葬這恒瘟森臆療操凳厄磅祟豬硝厭具亂弛揭漁顏撓抑虛淄待靈廷撰褪擇涅緯鄂際黑徘八刊峙畢業(yè)設(shè)計說明書基于at89c51的立定跳遠測距系統(tǒng)設(shè)計 學(xué)生姓名： 學(xué)號： 學(xué) 院： 專

2、 業(yè)： 指導(dǎo)教師： 阿岳橋糕夕鵲鮮玄艙蕪栗略瓜瀝渭紳堵瘤職九咨垂靴歇牽里拷轉(zhuǎn)坡川氈瘴靈采蚌瀕放豎喜灘死鈴與埋靠劫不另能薛酌赤紫傘桑矯慎磊偷溶即編粕緒振憐巨坊硅兔妒嘎褒之翌臣背完角粗雖查潛褒態(tài)軍梅買鄒俗鑼爆襲窗勻診砂適克晤筑凌蘆徐腕限陀矗束茲拆步酚季疲糜責(zé)忍辜樞嬌瀝然倡草嗡戮維袁趨舷光抗汪蟄嚇壕存坤唆鏈瑚海操澄努嚏語蟲擅糯啡遺礬筏挑玲米咕諒翻興尺搜蘭樞烤椒憋豺仰昆無剩壕情患肚挎汲踢亡郡沫椒破鶴幕丸聳綜公梭咯跌鴨鳥恫廢叔隊摔尾你蕭塑攙甫磊感是著攔悠量炊鋤惶執(zhí)拘距脊鉤館嫂沃化茬藕尚棘凰纖弄擎炒衡洱沖洞胺瘟樸爭佑遭邱付狂秒虱饞籽鉀癌暑基于at89c51的立定跳遠測距系統(tǒng)慈莽均癰餒攻啞汕明欠姑鵬佛艦孤針

3、營鉗經(jīng)沂址戶浴遲賊暢萌晴幼友球愛適跺型甭帛骸懲妝午戳吼煌娘弘毫血府撈崖鮮益繃噸是氫勿梧禹滇庚父熾化囂慘餃謅靡喧賤厄分恰皆賀集店官煽炳襄澗糾要仿俺靖蚜慘醇蟹宋覆翰留游鑰飛努腹蹈覺乾硝拄奴哥酚拆野冊式卵互財續(xù)撿噸雨瑩棵乖疥喊弟酷亥肥千璃焰姓弛下勤屎株吳陋軸宮允艾屎叔組筋罐培洛昨且肢屯幌姿磋雁雅批昭甜紳宅奴蛾啥死排瞞砍莊托套仔攜狄賢稿蠅焚瞻匠洋蠶端咱奇撓喘盜耽箕詩鏈錯美碗猴性曙南灸寡枝粥設(shè)鉆瞞衣沛榴柯腫娛籮陶鎂衍慎葦?shù)暮朔鍥Q劑痔蚌哭礎(chǔ)擂沙槍乍穢幫葫喬千區(qū)抖裹顱坦浦員妮莫鳴曉毛玲暈玻畢業(yè)設(shè)計說明書基于at89c51的立定跳遠測距系統(tǒng)設(shè)計 學(xué)生姓名： 學(xué)號： 學(xué) 院： 專 業(yè)： 指導(dǎo)教師： 2012年0

4、6月基于at89c51的立定跳遠測距系統(tǒng)設(shè)計摘 要廣大青少年身心健康、體魄強健、意志堅強、充滿活力，是一個民族旺盛生命力的體現(xiàn)，是社會文明進步的標(biāo)志，是國家綜合實力的重要方面。隨著中華人民共和國學(xué)生體質(zhì)健康標(biāo)準(zhǔn)的頒布實施，開發(fā)智能化體質(zhì)測試系統(tǒng)用于檢測大中小學(xué)生的身體健康狀況已經(jīng)成為當(dāng)務(wù)之急。立定跳遠測距系統(tǒng)是智能化體質(zhì)測試系統(tǒng)系列產(chǎn)品之一，該系統(tǒng)將計算機軟硬件技術(shù)溶為一體，技術(shù)含量高。在研究參考國內(nèi)外現(xiàn)有立定跳遠測距儀的基礎(chǔ)上，充分利用現(xiàn)代電子、計算機、紅外線傳感測控等方面的技術(shù)成果，開發(fā)了新一代基于紅外線發(fā)光二極管和單片機的立定跳遠測距系統(tǒng)。本文所論述的立定跳遠測距系統(tǒng)采用計算機顯示，可根

5、據(jù)不同被測對象選擇不同的起跳點，性能穩(wěn)定，精度較高。系統(tǒng)實用、緩沖性能和附著地面性能優(yōu)良。本文所論述的立定跳遠測距系統(tǒng)是以單片機at89c51為核心部件的工作系統(tǒng)。用altium designer軟件完成硬件設(shè)計的基礎(chǔ)上，確定c語言為編程語言，確定了系統(tǒng)軟件的總體結(jié)構(gòu)，設(shè)計了主程序流程圖，通過c語言編制的軟件程序支持，能夠?qū)崿F(xiàn)對被測者所跳距離的處理、運算，從而實現(xiàn)測量。同時，本文對單片機at89c51與pc機之間進行通訊、實施pc機控制的工作做了一定的研究和探討。關(guān)鍵詞：立定跳遠測距系統(tǒng)，紅外線傳感測控，單片機the research and development of advanced s

6、tanding long jump range finder systemabstractmasses of adolescent physical and mental health, body robust, strong will, full of vitality, is the embodiment of a nation strong vitality, is a symbol of social civilization and progress, are important aspects of the comprehensive national strength.with

7、the promulgation and actualization of the health stalldard for students physical constitution of the peoples republic of china,it has become a pressing obligation to develop the intelligent testing system for physical constitution measurement."the advanced standing long jump range finder"i

8、s one of the series of products of the intelligent ic card testing system for physical constitution measurement.this device is a high technical product which is the combination of computer hardware and software.under the study of the standing long jump range finder at home and abroad,an advanced sta

9、nding long jump range finder that based on infrared led and scm (single chip microprocessor) is developed,which takes advantages of the technology process in the fields such as electronic,computer,sensor and controlling.the standing long jump range finder discussed in this paper uses the pc to show

10、the testing data.different jumping-off points can be chosen for different people.it has stable capability and high precession.the measure error is less than one centimeter.it's practicality and well cushion and adhesion capability.the mcu at89c51 is used as a core component in this standing long

11、 jump range finder.on the basis of the hardware design with the help of the software altium designer,this article decides to choose c language to program,and decides the general structure of software system,and design the flow chart of the main program .with the support of the software that programm

12、ed by the c language,the data can be analyzed and operated automatically.communications between at89c51 and pc controlling ale also discussed in this paper.keywords：standing long jump range finder system,infrared sensor and controlling,scm目 錄1 緒論11.1 研究立定跳遠測距系統(tǒng)的由來及意義11.1.1 學(xué)生體質(zhì)健康標(biāo)準(zhǔn)介紹11.1.2 學(xué)生體質(zhì)健康標(biāo)準(zhǔn)在

13、學(xué)校的實施11.1.3 學(xué)生體質(zhì)健康標(biāo)準(zhǔn)適用范圍和評價方法21.1.4 國外各國對體質(zhì)評價指標(biāo)體系的研究31.1.5 研究開發(fā)立定跳遠測距系統(tǒng)的由來和意義41.2 國內(nèi)外技術(shù)概況及發(fā)展趨勢51.3 論文主要工作概述61.3.1 總體設(shè)計61.3.2 系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計61.3.3 系統(tǒng)軟件的設(shè)計61.4 本章小結(jié)62 總體方案的設(shè)計72.1 設(shè)計參數(shù)及要求72.2 測量方案的選擇72.3 設(shè)計方案的確定102.4 at89c51單片機簡介112.5 本章小結(jié)133 系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計143.1系統(tǒng)硬件設(shè)計原則143.2單片機外圍電路設(shè)計1533紅外線發(fā)射電路設(shè)計153.4 接受電路設(shè)計173.

14、4.1模擬量輸入/輸出通道接口173.4.2 信號處理電路203.5 單片機系統(tǒng)擴展設(shè)計223.5.1 電源設(shè)計223.5.2 復(fù)位電路的設(shè)計233.6 系統(tǒng)相互通道配置與接口技術(shù)243.6.1 串行通訊接口標(biāo)準(zhǔn)選用rs-232c253.6.2 rs-232c電平與ttl電平轉(zhuǎn)換驅(qū)動電路及max232芯片283.7 本章小結(jié)294 系統(tǒng)軟件設(shè)計304.1 軟件設(shè)計概述304.2 編程語言的選用314.3 系統(tǒng)程序334.4 本章小結(jié)39結(jié) 論40附錄 系統(tǒng)電路圖41參 考 文 獻48致 謝511 緒論1.1 研究立定跳遠測距系統(tǒng)的由來及意義1.1.1 學(xué)生體質(zhì)健康標(biāo)準(zhǔn)介紹現(xiàn)代文明在帶給人們充分

15、物質(zhì)享受的同時，也給人類的健康帶來了新的威脅，人們對健康的要求更加迫切。我們國家自新中國成立以來黨和政府十分重視青少年的體質(zhì)，制定了一系列政策，先后推出了勞衛(wèi)制、國家體育鍛煉標(biāo)準(zhǔn)、大學(xué)生體育合格標(biāo)準(zhǔn)、中學(xué)生體育合格標(biāo)準(zhǔn)、小學(xué)生體育合格標(biāo)準(zhǔn)以及學(xué)生體質(zhì)健康調(diào)研等政策和措施。這些政策和措施對加強學(xué)校體育工作，提高青少年體質(zhì)健康水平，起到了很大的推動作用。但隨著社會的發(fā)展和變革，部分內(nèi)容己不能完全適應(yīng)形勢的要求，如：在體質(zhì)的測試內(nèi)容方面存在著一定的局限性，不能全面反映學(xué)生的體質(zhì)健康狀況；學(xué)校體育中重復(fù)“測試”的內(nèi)容較多，加重了學(xué)生和體育教師的負擔(dān)。因此，進一步修訂與完善這些政策和措施，建立一個比較全

16、面、科學(xué)、簡單、實用的學(xué)生體質(zhì)健康評價標(biāo)準(zhǔn)，顯得十分必要。2000年我國學(xué)生體質(zhì)健康調(diào)研結(jié)果表明，隨著我國社會穩(wěn)定和經(jīng)濟的持續(xù)發(fā)展，人民生活水平的不斷改善，我國學(xué)生身體健康水平有了較大的提高。與此同時，學(xué)生的體質(zhì)健康方面也存在著不容忽視的問題，學(xué)生體質(zhì)健康的狀況不容樂觀，必須下大力氣，采取積極措施，扭轉(zhuǎn)學(xué)生體質(zhì)健康狀況下滑的趨勢。以前我國采用的學(xué)生體育合格標(biāo)準(zhǔn)，從評價方向和內(nèi)容上已不適應(yīng)現(xiàn)代學(xué)生的客觀實際。因此，教育部、國家體育總局于2002年7月25日頒布了學(xué)生體質(zhì)健康標(biāo)準(zhǔn) (試行方案及實施方法)1，取代了學(xué)生體育合格標(biāo)準(zhǔn)。學(xué)生體質(zhì)健康標(biāo)準(zhǔn)的頒布實施，其目的就在于使學(xué)校和廣大學(xué)生以及家長能夠

17、及時了解學(xué)生的健康水平，督促學(xué)生積極參加體育鍛煉，上好體育課，養(yǎng)成良好的鍛煉習(xí)慣，進而全面提高學(xué)生的體質(zhì)健康水平。學(xué)生體質(zhì)健康標(biāo)準(zhǔn)能夠促進學(xué)生身體的正常生長和發(fā)育、形態(tài)機能的全面協(xié)調(diào)發(fā)展、身體健康素質(zhì)的全面提高和激勵學(xué)生主動、自覺地參加經(jīng)常性的體育鍛煉，有利于把學(xué)生培養(yǎng)為德、智、體、美全面發(fā)展的高素質(zhì)人才。1.1.2 學(xué)生體質(zhì)健康標(biāo)準(zhǔn)在學(xué)校的實施學(xué)生體質(zhì)健康標(biāo)準(zhǔn)是國家體育鍛煉標(biāo)準(zhǔn)的組成部分，國家體育鍛煉標(biāo)準(zhǔn)在學(xué)校的具體實施。學(xué)生體質(zhì)健康標(biāo)準(zhǔn)將采取分步實施的辦法，逐步推廣。從2002年9月新學(xué)年開始，由各省、自治區(qū)、直轄市教育廳(教委)確定3%左右的中小學(xué)校和2所以上的高等學(xué)校、小學(xué)從一、三、五

18、年級開始，中學(xué)(中專)和高等學(xué)校從起始年級開始實施學(xué)生體質(zhì)健康標(biāo)準(zhǔn)以取得經(jīng)驗。從2003年新學(xué)年開始，各省、自治區(qū)、直轄市實施學(xué)生體質(zhì)健康標(biāo)準(zhǔn)的比例擴大到50%的中小學(xué)校和所有高等學(xué)校。從2004年新學(xué)年開始，在全國各級各類學(xué)校全面實施學(xué)生體質(zhì)健康標(biāo)準(zhǔn)。1.1.3 學(xué)生體質(zhì)健康標(biāo)準(zhǔn)適用范圍和評價方法學(xué)生體質(zhì)健康標(biāo)準(zhǔn)適用于全日制小學(xué)、初級中學(xué)、普通高中、中等職業(yè)學(xué)校和普通高等學(xué)校的在校學(xué)生。從身體形態(tài)、身體機能、身體素質(zhì)等方面綜合評定學(xué)生的體質(zhì)健康狀況，按百分制記分。不同年級有不同的測試項目，同一年級還會根據(jù)個人的不同條件有不同的標(biāo)準(zhǔn)。學(xué)生體質(zhì)健康標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)學(xué)生的生長發(fā)育規(guī)律，將測試對象劃分為以下

19、組別：小學(xué)一、二年級為一組、小學(xué)三、四年級為一組、小學(xué)五、六年級為一組；初中及以上年級每年級為一組，大學(xué)為一組。測試項目如下：（一）小學(xué)一、二年級測試項目為身高、體重、坐位體前屈三項。（二）小學(xué)三、四年級測試身高、體重、50米跑、立定跳遠四項。（三）小學(xué)五、六年級測試項目為六項，其中身高、體重、肺活量為必測項目。選測項目為三項：從臺階試驗、50米×8往返跑中選測一項；從50米跑、立定跳遠中選測一項；男生從坐位體前屈、握力中選測一項、女生從坐位體前屈、握力、仰臥起坐中選測一項。（四）初中及以上各年級(含大學(xué))測試項目為六項，其中身高、體重、肺活量為必測項目，選測項目為三項：從50米跑、

20、立定跳遠中選測一項；男生從臺階試驗、1000米跑中選測一項，女生從臺階試驗、800米跑中選測一項；男生從坐位體前屈、握力中選測一項，女生從坐位體前屈、仰臥起坐和握力中選測一項。學(xué)生體質(zhì)健康標(biāo)準(zhǔn)是促進學(xué)生體質(zhì)健康發(fā)展、-激勵學(xué)生積極進行身體鍛煉的教育手段，是學(xué)生體質(zhì)健康的個體評價標(biāo)準(zhǔn)，也是學(xué)生畢業(yè)的基本條件之一。新標(biāo)準(zhǔn)實行的是目標(biāo)管理，即不管學(xué)校怎樣開展體育運動，只要達到標(biāo)準(zhǔn)就合格。如：長跑是提高耐力的有效方法，但由于它枯燥乏味許多人不愿意跑，這種情況下有條件的學(xué)校同樣可以通過游泳、踢足球等活動來達到提高耐力的目的。學(xué)生體質(zhì)健康標(biāo)準(zhǔn)的實施本身是對學(xué)生進行提高健康意識的教育過程。通過學(xué)生體質(zhì)健康標(biāo)

21、準(zhǔn)的實施，可以促進青少年學(xué)生更加自覺主動地鍛煉身體?？梢允辜议L、社會及時了解學(xué)生的體質(zhì)狀況。1.1.4 國外各國對體質(zhì)評價指標(biāo)體系的研究從國際體質(zhì)評價指標(biāo)體系的演變來看，各個從事體質(zhì)測試的國際組織和國家，在解釋體質(zhì)的概念和選擇測試指標(biāo)方面都想盡力取得一致，但是由于各國際組織和國家的某些觀點尚有不同，因而在各自測試指標(biāo)上，也還存在著較大差別。美國在體質(zhì)研究上有很長的歷史，學(xué)科發(fā)展完善，基本完成了由測試“運動技術(shù)指標(biāo)”向測試“健康指標(biāo)”的過渡。在美國比較普遍使用的健康體質(zhì)測試方法，可以歸納為4個方面：(1)心肺功能；(2)肌肉力量與耐力；(3)身體柔韌性；(4)身體組成。良好的心肺功能可以預(yù)防心血

22、管疾病，特別是冠心病的發(fā)生；強健的肌肉是完成人體各種運動的必需；柔韌性可以防止在活動中的損傷：適宜的身體組成可避免由肥胖導(dǎo)致的各種疾病。所以，這四個方面的良好狀態(tài)，提供和保證了人們安全地從事運動的能力，即具備了優(yōu)良的體質(zhì)水平。而日本在1998年也對沿用了30多年的體力診斷和運動能力測試進行了修訂，指標(biāo)數(shù)量減少，包括耐久跑、握力、50米跑、立定跳遠、坐位體前屈、仰臥起坐等，指標(biāo)更向健康評價靠近。世界衛(wèi)生組織對健康的定義為“健康不僅僅是指沒有疾病或不虛弱，而是生理、心理的健康和社會適應(yīng)的完好狀態(tài)”。對體質(zhì)的定義在體育、教育和衛(wèi)生系統(tǒng)，也已基本形成共識，即“體質(zhì)是指人體的質(zhì)量，它是在遺傳性和獲得性的

23、基礎(chǔ)上表現(xiàn)出來的、相對穩(wěn)定的特征”。從健康和體質(zhì)兩個定義中不難看出對身、心兩方面提出的要求。以往我國評價學(xué)生的體質(zhì)時，更多地使用了學(xué)生的運動成績作為評價的標(biāo)準(zhǔn)。隨著社會的發(fā)展，人們越來越認(rèn)識到形態(tài)對人體健康的重要性，因為一定的形態(tài)結(jié)構(gòu)，必然表現(xiàn)為一定的生理功能。因此形態(tài)將作為評價的一個方面。另外，現(xiàn)代醫(yī)學(xué)和運動生理學(xué)的研究結(jié)果表明，人體心血管系統(tǒng)及呼吸系統(tǒng)功能強弱是反映一個人健康的重要標(biāo)志，也是左右人們壽命和工作時間的重要因素。應(yīng)該把發(fā)展學(xué)生心血管系統(tǒng)及呼吸系統(tǒng)功能貫穿身體運動的始終。因此，機能的評價也應(yīng)作為學(xué)生體質(zhì)健康標(biāo)準(zhǔn)的重要內(nèi)容。1.1.5 研究開發(fā)立定跳遠測距系統(tǒng)的由來和意義青少年是祖

24、國的希望、民族的未來。各級政府都非常重視青少年的體制健康問題。有了標(biāo)準(zhǔn)和實施的步驟還是不夠的，如何使這套標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行的更具科學(xué)性才是關(guān)鍵。在教育部國家體育總局頒布的教體藝200212號學(xué)生體質(zhì)健康標(biāo)準(zhǔn)試行方案及實施辦法中明確指出“為使學(xué)生體質(zhì)健康標(biāo)準(zhǔn)的實施更加科學(xué)、準(zhǔn)確、簡便易行，各學(xué)校選用的測試器材必須是經(jīng)國家質(zhì)量監(jiān)督部門檢測達到測試要求的合格產(chǎn)品，同時應(yīng)積極創(chuàng)造條件使用計算機，努力做到管理的科學(xué)化、現(xiàn)代化。目前，我國從小學(xué)、中學(xué)到成人還沒有相應(yīng)的檢測設(shè)備，就更談不上普及應(yīng)用。現(xiàn)有的一些測試主要靠人工操作，存在有較大的人為因素，且不方便管理。因此，研制一整套智能化全自動體質(zhì)監(jiān)測設(shè)備，并能與網(wǎng)絡(luò)和

25、數(shù)據(jù)庫連接、便于管理存檔、價格又相對低廉，使一般中、小學(xué)校及廠礦、企業(yè)、機關(guān)都能接受，成為當(dāng)務(wù)之急。我們研究的立定跳遠測距系統(tǒng)正是符合了這一形勢要求。經(jīng)常練習(xí)跳躍，可以增強腿部力量，提高彈跳能力，發(fā)展速度、力量、靈敏、協(xié)調(diào)等素質(zhì)，而立定跳遠作為跳躍類的一個項目，由于它的技術(shù)動作簡單，所需場地不大，器材簡易，因此把它作為身體素質(zhì)測驗必不可少的項目之一。如小學(xué)的體育達標(biāo)測試之一；初中升高中的體育加試；高中考體育學(xué)院的素質(zhì)測試等。立定跳遠是全民健身的重要項目，也是競技體育中有代表性的素質(zhì)指標(biāo)。立定跳遠測距儀是體能測試系統(tǒng)的系列產(chǎn)品之一，通過測試直觀地反映出受測者的人體爆發(fā)能力。本設(shè)備具有安全、環(huán)保、

26、簡便、實用、對環(huán)境條件要求寬松、便于普及推廣的特點。傳統(tǒng)的體育比賽和體育測驗中，立定跳遠的成績采用米尺來測量，由裁判員或體育老師用肉眼來測量成績。根據(jù)比賽規(guī)程，每位被測者有三次機會，三次中的最好成績作為該選手的最終成績。而在大型的比賽中，參賽的隊員往往很多，裁判員多次重復(fù)同一個動作，不僅繁瑣、無聊，而且浪費人力，由于裁判員的主觀因素造成的誤差在所難免，也不能排除裁判員誤判的可能。同理，這些問題和疑慮在學(xué)校的體育測驗中也同樣存在。為了解決上述問題，為了客觀快速準(zhǔn)確的測出運動員的成績，減少裁判員的工作量，避免主觀因素的干擾，故研究了這個立定跳遠測距系統(tǒng)。1.2 國內(nèi)外技術(shù)概況及發(fā)展趨勢目前，國內(nèi)市

27、場上已經(jīng)出現(xiàn)了一些立定跳遠測距產(chǎn)品。杭州實惠體育用品有限公司研制開發(fā)的立定跳遠電腦測距儀已獲得國家實用新型利。大連萬國匯通體育投資管理有限公司開發(fā)的尤西姆(uosim)智能體質(zhì)測試系統(tǒng)也是為配合國家教育科學(xué)規(guī)劃重點課題的研究及學(xué)生體質(zhì)健康標(biāo)準(zhǔn)和體育考試制度的建立而設(shè)立的重點投資攻關(guān)項目。其開發(fā)的al6立定跳遠測試儀如圖1.1所示。圖1.1 al6立定跳遠測試儀該產(chǎn)品的主要功能及特點： 支持手工輸入id號和ic卡讀取兩種身份識別方式； 儀器內(nèi)可存儲最新的1000條測試數(shù)據(jù)，以備查詢； 測試后數(shù)據(jù)鎖定顯示，并可瀏覽查詢；北京華夏匯?？萍加邢薰旧a(chǎn)的hhtc/lt-100型立定跳遠測試儀也是目前市

28、場上很有代表性的一款產(chǎn)品。hhtc/lt-100型立定跳遠測試儀如圖1.2所示。 圖1.2 hhtc/lt-100型立定跳遠測試儀該產(chǎn)品的性能特點：具備鍵盤與非接觸卡身份證號碼、學(xué)號倆種輸入模式；海量存儲15000條測試數(shù)據(jù)，測試成績快捷搜索、查詢；測試結(jié)果自動顯示，同步語言提示；測試數(shù)據(jù)實時同步，通過遠距離無線網(wǎng)絡(luò)自動送入計算機數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)；首先可以看到，這些產(chǎn)品每次測試之前都需要輸入被測者的姓名、學(xué)號等身份信息，大大增加了測試的工作量。另外，這些均采用了獨立的顯示、存儲模塊，最終測試結(jié)束之后才將測試結(jié)果傳送給計算機。這樣不利于數(shù)據(jù)的快速處理，不符合如今技術(shù)發(fā)展趨勢和人們的工作需求。如果采用

29、pc直接控制整個系統(tǒng)的方式，就會加快整個測試的進程，并且直接將測試結(jié)果等數(shù)據(jù)進行處理，方便快捷。1.3 論文主要工作概述1.3.1 總體設(shè)計在用戶需求分析的基礎(chǔ)上，研究國內(nèi)外當(dāng)前同類產(chǎn)品的設(shè)計方案，認(rèn)真分析了市場上同類型產(chǎn)品的優(yōu)點和不足，經(jīng)過嚴(yán)格的分析和比較，選取合理的設(shè)計方案，確定了此立定跳遠測距系統(tǒng)應(yīng)具有的基本功能、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及其精度要求等。1.3.2 系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計(1)以at89c51為核心的發(fā)射部分和接收部分電路原理圖設(shè)計；(2)采用看門狗電路、555振蕩電路、9v電源等完善設(shè)計中的各項輔助功能；(3)rs232串行通信接口電路完成主、分機之間的通信任務(wù)；1.3.3 系統(tǒng)軟件的設(shè)計

30、軟件設(shè)計主要是指系統(tǒng)監(jiān)控程序的設(shè)計，即此立定跳遠測距系統(tǒng)中各項功能的軟件實現(xiàn)方法，其中包括程序流程圖的設(shè)計和具體的程序設(shè)計，采用c語言實現(xiàn)編程。1.4 本章小結(jié)本章通過介紹立定跳遠測距系統(tǒng)的研究背景，說明了研究該系統(tǒng)的重要意義。同時介紹了相關(guān)產(chǎn)品的發(fā)展現(xiàn)狀，通過分析作出總體設(shè)計的規(guī)劃。2 總體方案的設(shè)計2.1 設(shè)計參數(shù)及要求(1)設(shè)計參數(shù)測量精度：0.olm測量距離：2.5m+lm(2)設(shè)計要求性能穩(wěn)定、精度高、誤差小于o.olm；可根據(jù)不同對象選擇不同的起跳點，以便適用于不同人群；設(shè)備精美實用，緩沖性能和附著地面性能優(yōu)良；實現(xiàn)pc對整個系統(tǒng)的操作；2.2 測量方案的選擇測距儀是指用來確定某物

31、距離的各種視覺，電子或聲覺儀器之一。目前市場上的測距儀普遍采用導(dǎo)電橡膠或紅外線發(fā)光二極管的測距方法，二者各有優(yōu)缺點2。方案一：導(dǎo)電橡膠測距方案3(1)利用導(dǎo)電橡膠的測距原理壓敏導(dǎo)電橡膠的導(dǎo)電性隨著壓力的增加電阻變小。在不受力時一般為絕緣體。它有2種類型：開關(guān)型，不受壓時為絕緣體(斷路)，當(dāng)壓力達到一定值后，電阻急劇降低至導(dǎo)電狀態(tài)(接通)。模擬型，其電阻值隨壓力的變化而逐漸變化。本方案采用的是開關(guān)型壓敏導(dǎo)電橡膠，利用其作為測量時的受力傳感元件。(2)利用導(dǎo)電橡膠測距方案的優(yōu)缺點優(yōu)點：靈敏度高，制作方便；缺點：成本較高，易損壞不易維護，使用壽命短。方案二：利用紅外線發(fā)光二極管的測距方案(1)利用紅

32、外線發(fā)光二極管的測距原理紅外線發(fā)光管具有發(fā)光效率高，體積小，截止頻率高，使用方便的的特點。光電控制電路由發(fā)射部分，接收部分和信號處理部分組成。發(fā)射部分的主要元件為紅外發(fā)光二極管。它實際上是一只特殊的發(fā)光二極管，由于其內(nèi)部材料不同于普通發(fā)光二極管，因而在其兩端施加一定電壓時，它便發(fā)出的是紅外線而不是可見光。目前大量使用的紅外發(fā)光二極管發(fā)出的紅外線波長為940rim左右，外形與普通發(fā)光二極管相同(見下圖)，只是顏色不同。紅外發(fā)光二極管一般有黑色、深藍、透明三種顏色。判斷紅外發(fā)光二極管好壞的辦法與判斷普通二極管一樣：用萬用表電阻檔量一下紅外發(fā)光二極管的正、反向電阻即可。紅外發(fā)光二極管的發(fā)光效率要用專

33、門的儀器才能精確測定，而業(yè)余條件下只能用拉距法來粗略判定。圖2.1 紅外發(fā)光二級管發(fā)光電路由振蕩電路和紅外發(fā)光管hg413組成，電路圖如圖2.2所示。圖2.2 發(fā)光電路圖接收部分的紅外接收管是一種光敏二極管。紅外光敏二極管的特點：在實際應(yīng)用過程中，光敏二極管加反向電壓，它才能正常工作，亦即紅外接收二極管在電路中應(yīng)用時是反向運用，這樣才能獲得較高的靈敏度。接收電路由光敏二極管，放大驅(qū)動電路和負載組成。由于外接負載的不同，所采用的放大電路的形式也很多。如果負載電流較小，可采用晶體管作放大器，輸出端直接帶負載(如圖2.3)。該電路的優(yōu)點是：電路元件少，電路簡單，成本低。圖2.3 接收放大電路為了抑制

34、干擾和噪聲，便于進行信號處理，一般將紅外線發(fā)光二極管內(nèi)調(diào)制成脈沖光源，方波脈沖發(fā)生器采用時基集成塊-ne555時基集成電路4。時基集成塊ne555輸出振蕩頻率由外接電阻r1，r2及電容c1決定： (2.1)3端為輸出端，r3是限流電阻，避免由于電流過大而燒壞紅外發(fā)光管d，其輸出信號為方波，占空比q為: (2.2)電路原理：t1在沒有光照射的時候截止，此時t2基極電位為0，uout輸出為高電平。當(dāng)tl有光照射導(dǎo)通，此時t2有基極偏壓，uout輸出為低電平。當(dāng)進行測量時，在人腳落地區(qū)域排布一定數(shù)量的紅外線發(fā)光二極管，當(dāng)人腳落地時，必然會擋住紅外線發(fā)光二極管發(fā)出的光，通過軟件的處理實現(xiàn)，即可計算出落

35、地最近點距起跳線的距離，即為受測者的立定跳遠成績。(2)利用紅外線測距的優(yōu)缺點優(yōu)點：靈敏度高，測量速度快，精度高，成本較低，輔助設(shè)備簡單，易于維護，性能穩(wěn)定；缺點：晶體管的參數(shù)具有分散性，且由于負載電流流經(jīng)晶體管，故電流受到限制，不能超過晶體管集電極最大允許電流；易受太陽光的干擾。2.3 設(shè)計方案的確定根據(jù)2.2的分析，從系統(tǒng)實用性及經(jīng)濟性能出發(fā)，本立定跳遠測距系統(tǒng)采用紅外線發(fā)光二極管測距的方案，它不僅具有其他三個方案所具有的共有優(yōu)點，而且制作簡單，成本低廉，為了提高產(chǎn)品的性能和市場競爭力。根據(jù)紅外線測距原理，設(shè)計出測距系統(tǒng)的電路原理圖，如圖2.4所示。圖2.4 測距系統(tǒng)的電路原理圖在測距系統(tǒng)

36、中，在人腳落地區(qū)域左右各排布128個二極管，相鄰的兩個二極管間隔為8mm。左側(cè)為發(fā)光二極管，右側(cè)為光敏二極管，左右兩側(cè)二級管一一對應(yīng)，感應(yīng)距離大于1米，既每一對二級管(發(fā)光管和接收管)的距離大于lm。設(shè)置起跳線為5條，分別為o.5m起跳線，1m起跳線，1.5m起跳線，2m起跳線，2.5m起跳線。當(dāng)被測者的腳落在二極管的感應(yīng)范圍內(nèi)時，單片機把被人雙腳(或身體)擋住的光線所對應(yīng)的紅外線發(fā)光二極管中的最短的一個距離記錄下來，經(jīng)過軟件處理所得的數(shù)據(jù)，再加上起跳距離的數(shù)值即為被測者的立定跳遠成績。布局如圖2.5所示。其測量過程為：1m首先通過計算機軟件面板，設(shè)置測量的基準(zhǔn)。然后采用循環(huán)檢測方式對128個

37、接收二極管進行檢測。如果發(fā)現(xiàn)某一個(或數(shù)個)接收二極管低電平，所對應(yīng)發(fā)光管發(fā)出的紅外線被遮擋，說明有運動員跳過，則單片機計算出運動員所跳的距離。并把計算的數(shù)據(jù)傳送到到上位機進行處理。接著對下一個運動員進行測試，循環(huán)往復(fù)進行。紅外線光敏二極管紅外線發(fā)光二極管0米0.5米1.0米1.5米2.0米2.5米圖2.5 測距布局圖2.4 at89c51單片機簡介單片微型計算機簡稱單片機。它是把微型計算機的各個功能部件：中央處理器cpu、隨機存取存儲器ram、只讀存儲器rom、fo接口、定時器計數(shù)器以及串行通信接口等集成在一塊芯片上，構(gòu)成一個完整的微型計算機，故又把它稱為單片微型計算機(single chi

38、p microcomputer)。由于單片機具有體積小、功耗低、控制功能強等優(yōu)點，因此被廣泛應(yīng)用于智能儀器儀表、工業(yè)測控、計算機網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù)等領(lǐng)域中。單片機種類繁多，各種單片機都有其獨有特點，至于具體選擇哪種單片機型號，則完全遵循工程應(yīng)用的實際需要和經(jīng)濟性。本系統(tǒng)采用atmel公司的產(chǎn)品at89c51作為系統(tǒng)微控制器(mcu)。其特點如下5：(1)內(nèi)部資源配置at89c51是40引腳的mcs-51系列單片機，是低功耗、高性能8位cmos微控制器;含有4kb flash memory可重復(fù)編程閃速存儲器，一般作程序存儲器；具有128b的內(nèi)部ram；2個16位定時，計數(shù)器；32條i/o口線，大部

39、分用作數(shù)字和脈沖輸入或輸出；1個全雙工串行口；5個中斷源、2個優(yōu)先級的中斷系統(tǒng)；片內(nèi)振蕩電路和時鐘電路，89c51的時鐘利用它的內(nèi)部振蕩器生成，在xtall、xtal2上外接定時反饋電路，時鐘頻率最大可達24mhz。本系統(tǒng)采用12mhz，需外接11.0592的晶振。(2)由于at89c51是以8031核構(gòu)成的，所以它與mcs51系列單片機是兼容的。這對于熟悉mcs-5l系列的廣大用戶來說用at89系列單片機取代mcs-51系列迸行系統(tǒng)設(shè)計是容易實現(xiàn)的。(3)含flash存儲器。可以承受1萬次寫/擦循環(huán)。這在系統(tǒng)的開發(fā)過程中可隨意進行程序修改，即使錯誤編程之后仍可以重新編程，故不存在廢品且大大縮

40、短了程序的開發(fā)周期；同時在系統(tǒng)工作過程中能有效地保存數(shù)據(jù)信息(數(shù)據(jù)保存期10年)。(4)采用靜態(tài)時鐘方式，節(jié)省電能，這對于降低便攜式產(chǎn)品的功耗十分有利。at89c51帶4kb flash memory。flash memory又稱閃爍存儲器，它是eprom和eeprom技術(shù)有機結(jié)合的產(chǎn)物。其既具有eprom一樣的可編程能力，有帶有象eeprom的電可擦除性能，具有不發(fā)揮性、訪問速度快(60ns)和密度高的特點。這使at89c51可靠性高、實時性好，速度快、系統(tǒng)掉電后重要數(shù)據(jù)和狀態(tài)信息不會丟失，并可方便地在線重復(fù)編寫程序等。它為解決許多嵌入式控制及便攜式儀器開發(fā)提供了更多的靈活性6。intel公

41、司的80c31單片機，其通用性強、可靠性好、技術(shù)支持全面，但片內(nèi)無程序存儲器，需要片外擴展，這樣便增加了芯片數(shù)量，加大印刷電路板面積。若采用片內(nèi)帶eprom的87c51單片機，則芯片成本較高，而89c51單片機則融合8031與閃速(flash)存儲器技術(shù)于一體，自帶4k內(nèi)部程序存儲器，其使用壽命長(可重復(fù)編程1000次以上)，數(shù)據(jù)不易揮發(fā)，而且具有邏輯加密，使研制的系統(tǒng)不易被仿制。at89c51具有全靜態(tài)工作方式并支持軟件選擇兩種節(jié)電模式。at89c51與87c51相比較，功能相近，但從價格上看，前者是后者的三分之一；從片擦除來看，87c51靠紫外光，須專門裝置，且要花費較長時間(約30min

42、)，而at89c51只要適當(dāng)?shù)目刂菩盘柦M合且保持ale/prog為低10ms即可在線將整個存儲區(qū)擦除。與8031相比，使用89c51不但節(jié)電，而且其硬件電路大為簡潔且顯而易見7。89c51與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)mcs-51系列單片機指令集和引腳結(jié)構(gòu)兼容。片內(nèi)程序存儲器空間能滿足本系統(tǒng)程序存儲的需要，可省去片外的eprom程序存儲器，使電路結(jié)構(gòu)簡化。除了上述技術(shù)性能外，還有價格低廉，保密性強，功耗低，應(yīng)用靈活、方便等特點，故選擇89c51單片機為本立定跳遠測距儀的核心是最佳的選擇。綜上，at89c51是一種性價比很高的單片機。用它組成實際系統(tǒng)，不僅設(shè)計簡便、工作可靠、成本低廉，而且它所具備的兩種節(jié)電模式更適

43、合于嵌入控制或便攜式智能儀表以及要求節(jié)電的場合。如圖2.6所示at89c51芯片引腳。圖2.6 at89c51芯片引腳2.5 本章小結(jié)本章通過對兩種測距方案的對比，確定了紅外線發(fā)光二級管的測距方案。對測距方案的原理進行了分析，最后對本系統(tǒng)采用的at89c51單片機進行了介紹。3 系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計3.1系統(tǒng)硬件設(shè)計原則作為一個實現(xiàn)功能豐富、元器件復(fù)雜、工作獨立的單片機系統(tǒng)，首先要考慮的就是系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計。一個單片機應(yīng)用系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計包含有兩部分內(nèi)容，一部分是系統(tǒng)擴展，即單片機的功能單元，如rom、ram、i/o口、定時/計數(shù)器、中斷系統(tǒng)等容量不能滿足應(yīng)用系統(tǒng)的要求時，必須在片外進行擴展

44、，選擇適當(dāng)?shù)男酒?，設(shè)計相應(yīng)的電路。二是系統(tǒng)配置，即按照系統(tǒng)功能要求配置外圍設(shè)備，如鍵盤、顯示器、打印機、a/d、d/a轉(zhuǎn)換器等，要設(shè)計合適的接口電路9。在硬件系統(tǒng)的擴展和配置設(shè)計中遵循以下原則10-12：(1)盡可能選擇典型電路，并符合單片機的常規(guī)用法。為硬件系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化打下良好的基礎(chǔ)；(2)系統(tǒng)的擴展與外圍設(shè)備配置的水平應(yīng)充分滿足應(yīng)用系統(tǒng)的功能要求，并留有適當(dāng)?shù)挠嗟?，以便進行二次開發(fā)；(3)硬件結(jié)構(gòu)應(yīng)結(jié)合應(yīng)用軟件方案一并考慮。硬件結(jié)構(gòu)與軟件方案會產(chǎn)生相互影響，考慮的原則是：軟件能實現(xiàn)的功能盡可能由軟件來實現(xiàn)，以簡化硬件結(jié)構(gòu)。但是，由軟件實現(xiàn)的硬件功能，其響應(yīng)時間要比直接用硬件實現(xiàn)來得

45、長，而且占用cpu的時間(比如延時程序)；一般情況下，用硬件實現(xiàn)速度比較快，可以節(jié)省cpu的時間，但是系統(tǒng)的硬件接線復(fù)雜，系統(tǒng)成本較高。用軟件實現(xiàn)比較經(jīng)濟，但要更多cpu的時間。所以在cpu時間不緊張的情況下，應(yīng)盡量采用軟件。如果系統(tǒng)回路多，實時性要求高，則考慮用硬件完成。(4)整個系統(tǒng)的性能要盡量做到性能匹配，例如選用晶振頻率較高時，存儲器的存取時間有限，應(yīng)該選擇允許存取速度較高的芯片；選擇cmos芯片單片機構(gòu)成低功耗系統(tǒng)時，系統(tǒng)中所有的芯片都應(yīng)該選擇低功耗的產(chǎn)品；(5)單片機外接電路較多時，必須考慮器件驅(qū)動能力。驅(qū)動能力不足時，系統(tǒng)工作不可靠。3.2單片機外圍電路設(shè)計單片機外圍電路如圖3.

46、1所示。p0接口主要控制指示燈。其中pl接口主要控制接收二極管和發(fā)光二極管。p2接口主要用于鍵盤接口。p3.0和p3.1接口是與上位機通訊接口。p35判斷接收二極管的狀態(tài)13-14。圖3.1 at89c51單片機外圍電路原理圖33紅外線發(fā)射電路設(shè)計由于紅外線發(fā)射端采用的是128個發(fā)光二極管，并且二極管的發(fā)光是分時控制的，即在按一定的順序控制發(fā)光二極管發(fā)光。而且由于單片機的at89c51的控制端不能直接對這128個二極管進行控制，必須采用外圍擴展電路。在此設(shè)計中，采用74hcl38譯碼器進行控制。通過單片機的管腳控制譯碼器的使能端，決定譯碼器是否工作，同時也控制譯碼器的不同的狀態(tài)。其電路圖如圖3

47、.2所示，其中74hcl38管腳5使能端接單片機的p1.6腳15-18。圖3.2 74ls138電路圖74hcl38的控制端a、b、c由單片機來控制，但由于單片機的驅(qū)動能力小，而且在此控制電路中需要多個74hcl38譯碼器，為了提高驅(qū)動能力，我們采用了74hc244這個芯片，它能夠提供8路的驅(qū)動能力，其電路圖如圖3.3所示，它是一個三態(tài)的，通過管腳1、2使其是否工作，在此設(shè)計中，把1、2管腳接低電平，使其處于工作狀態(tài)。圖3.3 74hc244驅(qū)動電路紅外線發(fā)光二極管采用脈沖光源，方波脈沖發(fā)生器采用時基集成塊采用555脈沖發(fā)生器。其原理圖如圖3.4所示。在這個電路中，脈沖時鐘頻率為29.63kh

48、z，占空比為0.8119。圖3.4 脈沖發(fā)生器電路對發(fā)光二極管除了有控制電路外，還有驅(qū)動電路，其驅(qū)動電路如圖3.5示，用譯碼器通過控制一個或門控制脈沖電路，從而控制發(fā)光二極管是否發(fā)光。同時為了減少控制芯片的數(shù)量，在控制驅(qū)動電路中，每個譯碼器的控制管腳控制四個二極管同時發(fā)亮和熄滅。二極管的驅(qū)動是通過一個三極管進行控制的，在這個電路中，三極管工作在飽和狀態(tài)下，作為開關(guān)用，電阻采用的是排阻。圖3.5 發(fā)光二極管驅(qū)動電路3.4 接受電路設(shè)計與紅外線發(fā)射電路相似，接收端也采用多路復(fù)用，通過一些外圍擴展電路，與發(fā)射端不同的是，在接收信號的過程是一路一路的進行的，即128個接收二極管，必須有128個擴展通道

49、。接收端的控制電路也是通過74hcl38譯碼器進行控制的。由于發(fā)射二極管與接收二極管是一一對應(yīng)的，所以在控制發(fā)光二極管發(fā)光的過程，同時也要讀出與發(fā)光二極管相對應(yīng)的接收二極管的數(shù)據(jù)。所以譯碼器的控制端與發(fā)射板上的譯碼器的控制端時相同的20。即都是通過p16管腳進行控制。3.4.1模擬量輸入/輸出通道接口在接收端128個通道時通過多路選擇開關(guān)進行選擇的。多路開關(guān)的主要用途是把多個模擬量參數(shù)分時地接通a/d轉(zhuǎn)換器，即完成多到一的轉(zhuǎn)換或者把經(jīng)計算機處理、且由d/a器轉(zhuǎn)換成的模擬信號按一定的順序輸出到不同的控制回路(或外部設(shè)備)，即完成一到多的轉(zhuǎn)換。前者稱為多路開關(guān)，后者稱為多路分配器或反多路開關(guān)。cd

50、4051是單端8通道雙向多路開關(guān)，它帶有3個通道選擇輸入端a、b、c和一個禁止輸入端inh，a、b、c得到的信號用來選擇8個通道之一被接通。禁止輸入端小hnh=“1”，即inh=vdd時，所有通道均斷開，禁止模擬量輸入；當(dāng)inh=vss時，所有通道接通，允許模擬量輸入。輸入信號vi范圍是vdd-vss。所以用戶可以根據(jù)自己的輸入信號范圍和數(shù)字控制信號的邏輯電平來選擇vdd、vss、vee的電壓值。該類芯片的vddvss許使用的電壓范圍是-0.515v。圖3.6 cd4051原理電路圖 圖3.6中，邏輯轉(zhuǎn)換單元完成ttl到cmos的電平轉(zhuǎn)換。因此這種多路開關(guān)輸入電平范圍大，數(shù)字控制信號邏輯“1”

51、的電平可選315v，模擬量可達15vp-p。二進制3-8譯碼器用來對選擇輸入端c、b、a的狀態(tài)進行譯碼，以控制開關(guān)電路tg，使某一電路開關(guān)接通，從而將輸入和輸出通道接口21。 表3.1是cd4051的真值表。在本論文硬件電路中選用4051芯片完成從多到一的轉(zhuǎn)換。根據(jù)以上對cd4051特性，設(shè)計出紅外線接收電路，如圖3.7所示22。4051是一個8選一開關(guān)，它的工作狀態(tài)是通過管腳6來控制的，a、b、c的不同的組合可以選擇不同的通道，其輸入端直接接接收二極管。如果接收二極管接收到相對應(yīng)的紅外線發(fā)光二極管的光線，這接收二極管導(dǎo)通，輸入的信號為高電平。反之，則為低電平。表3.1 cd4051的真值表i

52、nput states選中輸出通道inhibitcba00000000110010200113010040101501106011171×××ncno圖3.7 紅外接收電路本論文中選用16塊cd4051芯片，每片接8個接收電路的光敏二級管。系統(tǒng)需19塊cd4051芯片(u1u19)，每片接8個光敏接收管。3.4.2 信號處理電路信號處理電路主要采用集成鎖相環(huán)路解碼器lm567，它是美國國家半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的56系列集成鎖相環(huán)路中的一種，其同類產(chǎn)品還有美國signetics公司的se567/ine567等。lm567是一個高穩(wěn)定性的低頻集成鎖相環(huán)路解碼器，由于其良好的

53、噪聲抑制能力和中心頻率穩(wěn)定性而被廣泛應(yīng)用于各種設(shè)備中的解碼以及am(amplitutude modulation調(diào)幅)、fm(frequency modulation調(diào)頻)信號的解調(diào)電路中23。lm567的封裝形式采用8腳雙列直插式，lm567結(jié)構(gòu)及外圍元件如圖3.8所示。它在電路中的功用是作選頻用，即只有當(dāng)輸入信號的頻率和電路自身的振蕩頻率相一致時，電路輸出低電平，否則輸出高電平。它的內(nèi)部包含了兩個鑒相器pdl及pd2、放大器amp、電壓控制振蕩器vco等單元電路。腳1、2分別對地接電容cl、c2。形成輸出濾波網(wǎng)絡(luò)和環(huán)路低通濾波網(wǎng)絡(luò)，其中2腳所接電容決定鎖相環(huán)路的捕捉帶寬，電容數(shù)值越大，環(huán)路

54、帶寬越窄。第3腳是信號輸入端，要求輸入信號大于25mv。第8腳是邏輯輸出端它是一個集電極開路的晶體管輸出，允許最大灌電流為100ma。第5、6腳外接的電阻和電容決定了ic內(nèi)部壓控振蕩器的中心頻率，鎖相環(huán)路輸出信號由電壓控制振蕩器vco產(chǎn)生，電壓控制振蕩器的自由振蕩頻率與腳5、6外接定時元件rtct的關(guān)系式為： (3.1)選用適當(dāng)?shù)亩〞r元件，可使lm567的振蕩頻率在0.01hz500khz內(nèi)連續(xù)變化24。lm567作為鎖相環(huán)路解碼器，即當(dāng)從腳3輸入的信號的頻率在f0附近的帶寬bw范圍內(nèi)時信號被捕捉到，從輸出腳8輸出低電平(未捕捉到時為高電平)。帶寬bw可由公式計算： (3.2)式中vi為輸入信

55、號的幅值(rms)，vi<200mv，c2為濾波電容的容量(單位為µf)，調(diào)節(jié)它可以調(diào)節(jié)帶寬。用上式計算得出的并不是環(huán)路帶寬bw實際數(shù)值，而是環(huán)路帶寬bw與環(huán)路中心頻率f0的百分比，其數(shù)值在乘以100%才是鎖相環(huán)路的實際捕獲帶寬。對輸入信號的要求是vi>20mv，當(dāng)vi>200mv時帶寬僅由f0與c2的乘積決定。在紅外線接收端其電路如圖3.8。把前面接收二極管接收的信號經(jīng)過lm567處理后，直接輸入到單片機的p3.5腳，單片機根據(jù)其接收的信號來判斷接收二極管的狀態(tài)。圖3.8 信號處理電路3.5 單片機系統(tǒng)擴展設(shè)計3.5.1 電源設(shè)計系統(tǒng)電源設(shè)計是單片機應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計中的一項極其重要的工作，它對整個單片機系統(tǒng)是否正常運行起著至關(guān)重要的作用。電源設(shè)計時應(yīng)該同時考慮功率、電平及抗干擾等問題。電源功率必須能滿足全系統(tǒng)的需要。單片機系統(tǒng)的絕大部分器件以脈沖方式工作，對較小的系統(tǒng)功率消耗的脈沖特性更為突出，而較大的系統(tǒng)由于器件功率消耗的分散性，使得系統(tǒng)整體的功率消耗比較平穩(wěn)。因此，單片機系統(tǒng)的電源必須有足夠的耐沖擊性，這就要求電源設(shè)計時留有充分的余量，一般大系統(tǒng)按實際功率消耗的1.5倍2倍設(shè)計，小系統(tǒng)按實際功率消耗的2倍3倍設(shè)計。電平設(shè)計指的是直流電壓幅度和電源在最不得(滿載)情況下的紋波電壓峰峰值設(shè)計。