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1、 毕业设计(论文) 题 目 安全护理坐垫 学 院 电子信息学院 专 业 电子信息工程 学生姓名 李长虹 学号 159120207 指导教师 代红英 职称 副教授 2019年 04 月 20 日 没有页眉学生毕业设计(论文)原创性声明 本人以信誉声明:所呈交的毕业设计(论文)是在导师的指导下进行的设计(研究)工作及取得的成果,设计(论文)中引用他(她)人的文献、数据、图件、资料均已明确标注出,论文中的结论和结果为本人独立完成,不包含他人成果及为获得重庆工程学院或其它教育机构的学位或证书而使用其材料。与我一同工作的同志对本设计(研究)所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。 毕业设计
2、(论文)作者(签字): 年 月 日重庆工程学院本科毕业设计 摘 要 摘 要针对工作人群,长时间久坐且不规范坐姿的情况,不仅影响视力、容易腰酸背痛,甚至影响脊椎、压迫神经。本人提出以STC89C52单片机为核心的“安全护理坐垫”设计方案,思索出一类制作流程工序,并完成系统的软硬件设计。整个作品采用模块化设计,由超声波检测坐姿模块、温湿度检测电机振动模块、显示模块、电源模块、语音提示模块组成。与传统坐垫相比,该安全护理坐垫有三大新型功能:一是能对使用者在长时间下不规范的坐姿进行提示;二是该坐垫能在久坐的情况下经过温湿度检测进行判断并通过PWM电机做出振动提醒,从而预防臀部所产生的皮肤病;三是通过显
3、示屏从而看清室内的温湿度变化从而进行语音提示。关键词:STC89C52单片机 超声波坐姿检测 温湿度检测 PWM电机振动 显示 I重庆工程学院本科生毕业设计 ABSTRACT ABSTRACTFor the working population, sitting for a long time and not standard sitting posture, not only affect vision, easy back pain, and even affect the spine, compression of the nerve. I put forward the AT89C52
4、 microcontroller as the core of the safety care cushion design, thinking out a kind of production process, and complete the system hardware and software design.The whole work adopts modular design, which is composed of ultrasonic testing sitting position module, temperature and humidity testing moto
5、r vibration module, display module, power supply module and voice prompt module. Compared with the traditional seat cushion, the safety nursing seat has three new functions: it can prompt the user in the non-standard sitting posture for a long time; Second, the cushion can be in the case of sitting
6、for a long time through the temperature and humidity detection for judgment and vibration through the PWM motor to make a reminder, so as to prevent hip skin disease. Third, through the display screen to see the indoor temperature and humidity changes so as to voice prompt.Keywords: AT89C52 microcon
7、troller;Ultrasonic sitting position detection;Temperature and humidity detection;PWM motor vibration; PWM motor vibration ;The environmental monitoriII重庆工程学院本科生毕业设计 目 录 目 录目录格式不对摘 要IABSTRACTII1 绪 论11.1 研究背景及意义11.2 国内外发展现状11.2.1 国外现状11.2.2 国内现状11.3 安全护理坐垫的设计特性21.3.1 创新特性21.3.2 创新特色21.3.3 实施的可行性21.4 本
8、文主要研究内容31.5 本文的章节安排32 硬件电路的设计与实现52.1 单片机的选择62.2 STC89C52单片机芯片62.3 超声波调整坐姿模块82.4 温湿度监测模块82.5 电机振动模块82.6 电源模块92.7 语音提示模块92.8 显示模块93 软件的设计与实现113.1 软件程序设计113.2 软件程序设计架构124 软硬件的调试过程144.1 温湿度检测模块程序设计144.2 液晶屏显示模块程序设计185 成果展示226 结论与展望246.1 本文研究总结246.2 本研究的展望25参考文献27致 谢28附 录29重庆工程学院本科生毕业设计 1 绪 论 1 绪 论此小节旨在对
9、安全保护的坐垫展开课题背景和成果目的的叙述,对于安全护理坐垫的中国市场以及国际上的现存状态,展开了一系列的剖析。除此之外,文章有效章节对内容的安顿和综述,也进行了细致的剖析和阐述。1.1 研究背景及意义 (1)长时间久坐的工作人员,很容易得皮肤病以及下肢血液循环差、颈椎病变、心脑血管隐患等疾病,不仅影响了身体健康而且还降低了工作效率。 (2)久坐人群的工作环境的舒适度也是一个影响身体健康的重要因素,如室内甲醛、可吸入颗粒物等。根据以上的问题我设计了一款以AT89C52单片机为控制中心的智能安全护理坐垫,该作品具有超声波检测坐姿模块、温湿度检测电机振动模块、显示模块、电源模块、语音提示模块组来解
10、决以上问题。在日常工作中,需要长时间久坐的人群非常多,在这样高强度的工作下,身体健康容易被忽视,“安全护理坐垫”的创作,其具有的坐姿纠错、温湿度检测、电机振动功能可以有效提醒工作者在久坐的情况下进行适当休息。“安全护理坐垫”实用性大,制作简单。1.2 国内外发展现状1.2.1 国外现状目前,国外坐姿矫正,环境监测,测量温湿度等智能硬件产品还在研究。以色列UpRight团队研发的UpRight可穿戴式坐姿矫正器;欧美的Darma公司在国际市场出台,第一次出台一种能够触及压力的坐姿检测仪器,对坐姿的惯习进行信息录入,而且警示Darma智能坐垫的纠正功效出现在各类网络地址上面,并可以于 2015上半
11、年可以上市。这两款产品它们都运用了不同的传感器技术。相对于国外智能该产品主要面向上班人群。1.2.2 国内现状国内最早出现的产品情感体验不够,缺乏创新,对坐姿矫正,监测环境,监测温湿度的智能硬件产品研究更是缺少。近年我国智能坐垫市场需求保持持续增长态势,2015年智能坐垫市场规模为91.5亿元,同比增长了15.97%。在我国国情市场上所见,智能化的坐垫商铺,聚集的密度不高。而海外的智能坐垫具有相当好的口碑,占据大半壁国际市场,美中不足的是市场份额有一丝小;在中国,具有层次区别鲜明的智能坐垫商,对于比较小的智能坐垫商,一般在低市场显现,产品的质量异常低下,但是富有高品牌,高口碑的智能坐垫商,在中
12、级以及高领域市场走得顺顺利利。随着生活水平的提高,人们对智能坐垫品质的要求也逐渐提高;未来,品牌、质量、营销和服务等非价格竞争因素在中高档产品竞争中的重要性逐渐显现。国内智能坐垫市场需求的逐步扩大,其原因首先在于我国人口数量的持续增加,我国是拥有14亿人口的大国,智能坐垫是人们的生活必需品,特别是在婚嫁、乔迁等活动中,坐垫已经作为不可缺少的消费品,人口数量的增多必然增加智能坐垫的销售量。随着中国传统大众“硬床板”观念的逐渐淡薄,智能坐垫等的市场会越来越广。通过对智能坐垫行业现状的详细分析得知综合来看,目前中国智能坐垫行业在全球市场已经具备一定的市场份额,其中产量达到全球三成以上。同时国外先进设
13、备的引入和国内自产设备的改进,已促使国内智能坐垫制造业的生产工艺提升到了新的水平。如在市场坐垫细分领域,大型企业已在生产中广泛利用信息化、自动化技术,基本实现了机械化作业,从而在提高生产效率的同时极大地增加了工艺的柔性,达到了国际先进水平2。1.3 安全护理坐垫的设计特性本文介绍了一种可视化安全护理坐垫,该设计不仅给生活增添了便利,还具有以下设计创新特性、创新特色与实施的可行性。1.3.1 创新特性(1)坐姿纠错提醒。通过设置适当人体背部坐姿距离,利用超声波模块测距,当坐姿错误大于5分钟时进行语音提醒。(2)温湿度检测与电机振动提示。使用者在长时间久坐以后,当臀部温度过高且出汗,通过温湿度传感
14、器检测,同时启动PWM电机进行振动提醒,可以预防皮肤病,实时提醒工作者进行活动。 (3)数据显示。根据温湿度的检测会通过显示屏显示出数据进而伴随语音提醒。1.3.2 创新特色 (1)当工作者久坐以后,出现臀部出汗、温度过高等情况,坐垫就能自动检测出来并进行提醒。 (2)能够通过显示屏显示温湿度从而语音提示。 (3)电机振动提醒,按摩的体验触觉。(4)超声波测距,纠正坐姿,利于人体健康。1.3.3 实施的可行性 (1)技术可行。当今社会传感技术和控制技术相当成熟,完全可以满足该作品的需求。 (2)成本可行。该作品运用的坐垫、传感器、PWM电机及语音提示器材等都是相对廉价且耐用,能够达到价廉品优,
15、使用寿命高,可以为广大需求者使用。(3)环境可行。我校非常重视我们的工程实践能力的培养,专门设置了多个实训室供我们课余时间锻炼提升实践操作能力。1.4 本文主要研究内容该设计由超声波调整坐姿模块,温湿度检测模块,电机振动模块,显示模块和语音提示模块组成,实现对坐垫特性参数的检测和控制。安全护理坐垫主要由硬件和软件部分组成,坐垫的超声波测距模块,在人体标准坐姿下测量背部与椅子的距离,当坐姿错误大于5分钟时进行语音提醒。该坐垫内部安装环境监测装置。该模块能够利用灰尘传感器进行空气质量检测,将检测的数据通过杜邦线传输到显示屏上从而看出数据。 该坐垫内部能够利用湿度传感器与温度传感器,能够准确的检测出
16、在久坐情况下臀部是否出汗,从而通过PWM电机振动进行实时提醒。论文的主要研究内容如下:(1)分析办公椅子坐垫的研究背景与需求,对安全护理坐垫特征进行了大量的先期研究工作,并在此基础上,甄选系统研发所涉及到的关键技术,完成了安全护理坐垫的整体框架设计。(2)分析安全护理坐垫的超声波调整坐姿模块,显示模块,温湿度监测模块,电机振动模块,语音模块,显示模块的原理和运行流程,并对程序的有效性进行验证。(3)完成系统的硬件设计,一般具备多样模块的制作与完整体现。(4)对安全维护坐垫展开软件规划,浪阔多样板块的科学制作理念和结果完善。1.5 本文的章节安排本文提出了安全护理坐垫的设计方案,根据本设计的流程
17、制作,切开本文脉络,总共划分七个章节,每个章节具体阐述如下所示 : 第一章节旨在设计原理的历程探究,剖析过去几年坐垫的安全使用的发展。物联网技术的快速发展给安全护理坐垫注入了的活力和技术能量,最后说明了该设计的研究意义和本文的研究内容。第二章主要对安全护理坐垫的硬件制作规划展开讨论,涵盖多样化硬件板块规划和完成。第三章节展开此次软件制作规则和科学理念阐述。第四章节旨在说明了本设计硬件和软件两个部分的调试过程。第五章对此次设计最终结论进行论述并允于展现。第六章节对结论以及趋望展示进行表述,此节旨在对毕业设计展开深入剖析,并得出科学结论,与此同时,依据真实结果把握其中的优势与劣势,提出改进对策。第
18、七章为致谢部分,主要是对完成这个毕业设计过程中为我提供帮助的人表示感谢。30重庆工程学院本科生毕业设计 2 硬件电路的设计与实现 2 硬件电路的设计与实现本章主要介绍了本设计的硬件实现过程,通过对比各个模块的优势和差异,选择最佳芯片分模块设计电路,绘制电路图进行仿真测试、硬件电路的搭建和调试,从而实现了对硬件部分的整体设计。安全护理坐垫整个流程图脉络的展示如图2.1,此设计拼接STC89C52单片机作为主导力量,由超声波调整坐姿模块,温湿度检测模块,电机振动模块,显示模块和语音提示模块组成,实现对坐垫特性参数的检测和控制。电源模块STC89C52主控单元超声波检测模块温湿度检测模块电机驱动模块
19、电机震动声音模块显示模块图 2.1 安全护理坐垫硬件框图 2.1 单片机的选择单片机成为此次设计的主导力量器件,单方面一个层次上,对温湿度传感器导入实验区域的温湿度的数据进行吸纳,另一方面要对信号进行处理、判断,控制坐垫电路的工作。在单片机实现功能时,把A/D模数转换后的数字信号进行滤波,然后在进行线性化处理,在这个过程处理的状况中,主要是依据软件实现的,在实现过程中要求单片机有较快的运算速度。与此同时,在完全能够满足语音报警器的运算速度以及它的接口数的前提条件之下,还要考虑价格是否低廉并且保证的是体积是否能够轻巧,在保证了报警器的完全的精确性或者可靠性,以及抗干扰的能力的基础上,还要对成本进
20、行一定的减少,从而要把体积进行缩小1。STC89C52RC出台于STC公司,它具备的优势是对功能消耗不高,其二具备CMOS8位微掌控原理的高级处理器,8K的字符存在其间,让芯片富有新功能,普通的 51单片机是完全不具备的。透过单芯片, 8 位CPU 存在于其间,也富有进行Flash编码的系统,这样一来,它给诸多嵌入式的掌控系统,给予多变式灵巧方便性,且极具效率的问题解决方法。此次制作运用的是STC89C52单片机,在优势上具备不高的功耗,且性能足够高的单片机。里面富含Flash,拥有八千字节和五百一十二个RAM的字节,在I/O 口线上,总共合计三十二位。对于看门狗时间固定期间,里面富有四千兆的
21、 EEPROM,有型号MAX810的电路初始化,三个一十六的位的定时间和数值计算器,中断的外层合计四个,拥有单个的七向量,具备四级的构架断口,整套串行口也是进行双层工效制作。除此之外,对于STC89C52 ,可以把它压缩到零赫兹状态,以便进行静态工作,有两类软件能够提供展开节电形态抉择。在休闲情景状态,中央处理器不运转,保持RAM以及定时器/计数器,串口等停滞保持运转。在掉电的维护状态方面,务必把RAM流程进行信息录入,让振荡器凝固,会发现单片机停滞运转,待接下来的中断、硬件回到初始的地域。顶尖运转的频率是三十五赫兹,可供抉择的是6T/12T2。 2.2 STC89C52单片机芯片STC89C
22、52具备的优势是电压不高,性能上的高级体现在CMOS八位的单片机,在单片机里面,富有8k bytes再次读取的 Flash,这就是只读流程贮存器件以及二百五十六个 bytes,对于RAM是肆意存放的,器件的优势在于,富有不低的密度,在存储技术生产技术上不会轻易丢掉,在技术行业类可以经常有所耳闻。STC89C52富有四十个引脚,在 (I/O)端口上,是双向的,个数是三十二个,在里部有两个外层口的中断,能够编码的时间预算器有三个,都是十六位。在此基础上,其次独具两个通信口展开链接,拥有读写口线有两个左右,其完全能够依据平时状态展开编译,除此外也能够线上进行编码。我们把微处理器以及Flash存储器合
23、并研究,对于再次擦写的 Flash存储器,其具备优势是能够对成本开发进行锐减3。STC89C52富含三类形式的装订,一个是PDIP,接着是PQFP/TQFP和PLCC,每一个类型针对的产品匹配度是有差异的。STC89C52作为八位的小型处理器展开运转,在内核上采取常用指标C51,存在于里面的作用和板排上常使用的8xc52类似,旨在聚拢控制,并展开效果调理。作用上囊括内容不少,对多样化作用的器件展开原始数据折返,糅合控制,灵活多变,并对测试图展开调整,IR收集的代码,或者是中央处理器的主板通信等等系列。STC89C52单片机构造如2.2所示: 图2.2 STC89C52单片机结构。 2.3 超声
24、波调整坐姿模块此次制作针对超声波发射器朝指定的区域,进行超声波投放,开始投放瞬时就要展开时间记录了 ,超声波运转与空气介质,遇到格挡物就会迅速折返,信号收集器接收反射波,立马对时间停滞计时,查找路程公式,获悉阻挡物差距,进而在作用效果上得到阻碍物的长度位置。在运转理由描述上,旨在对超声波的发射现状展开超声波投射,通过它的吸收器展开超声波显现中出现的周期,可以了解到其中的长度。超声波的距离测量功能运转,是当工作者身体背部离开标准坐姿10cm以上并且超过5分钟时直接语音提示4。(1)在单片机的工作中,其主要功能就是控制脉冲驱动振荡电路,这个振荡电路的频率为40kHz。然后单片机会启动振荡电路,超声
25、波发射器的频率为40kHz4,与振荡电路的频率相同。这样能够以最大的效率促进换能器的工作。(2)在超声波测距仪的驱动延时程序中,其主要功能是延时脉冲,这个脉冲的频率是40kHz。(3)在本课题的超声波测距系统中,主要是利用单片机的定时器来测量时间,然后实现自动装载以及串口通讯功能。(4)在本文的单片机控制系统中,主要是测量超声波的发射时间以及接收时间,然后与超声波的传播速度进行相乘,就可以得到最终所要测量的距离。超声波模块的设计主要是利用已有的US-100超声波模块来接进行设计。US-100超声波测距模块可实现2cm4.5m的非接触测距功能,拥有2.4V5.5的宽电压输入范围,静态功耗低于2m
26、A,自带温度传感器对测量结果进行校正,同时具有GPIO,串口等多种通信方式,内带看门狗,工作稳定可靠。有串口触发测距和电平触发测距两种方式。本设计采用串口触发测距,在此模式下只需要在TX管脚输入0X55(波特率9600),系统便可发出8个40KHZ的超声波脉冲,然后检测回波信号。当检测到回波信号后,模块还要进行温度值测量,然后根据当前温度对测距结果进行校正,将矫正后的结果通过RX管脚输出。这样发射信号会根据收到的回波信号之间的时间间隔,然后计算得出所需要测量的距离。本文建议测量的周期应该在60ms以上,这样能够避免超声波测距仪发射信号对回波信号的影响。US-100超声波模块的引脚图如下:1脚接
27、电源VCC,2脚接STM32F103ZET6的PA2,3脚接PA3,4脚接地。图2.3超声波模块2.4 温湿度监测模块 温湿度传感器这种装置的特点是把温度以及湿度物理讯息,明显地变换成电子源信号。温湿度传感器拥有两个板块,一个是湿敏性电容U,另外一个是变换式电容U。(1)富有两个下电极,以及湿敏原料的湿敏电阻R,上电极组成的双电容,进行一条线连接。而湿敏材料定义为聚合物,是高分子性能。介电常数根据外在的湿度进行正比例变换。一旦室外的湿度转变,湿敏器件电容量U也会因此变换5。(2)传感器上的电路变化,旨在湿敏电容转变数演化成电压容纳度的更替,匹配的湿度进行0到100%RH的转换,在线性转换图上,
28、传感器展现的出口量是0到1v形式。在工作涉及理念方向上,对温度湿度传感器展开检测,直至坐垫匹及30度高温偏上以及湿度RH达到65%以上时微型电机会进行振动提醒,将检测信号传给杜邦线发送至显示屏上,起到提示使用者作用,以防止感染皮肤病。图2.4温湿度模块2.5电机振动模块什么是电机振动模块呢?旨在电刷上稳定上直流电压,电流穿过环绕线圈上面,根据电磁科学原理,了解到导体承受电磁力的影响。地属于N极下面的导体,开始与电刷A触碰,产生的电流往里面走,电磁力矩呈现为反时针方位;这时的S极下出现的导体和电刷B触碰,电流发生逆转向外走,但是出现的电磁力矩依旧不是顺时针6。 工作原理:运用温度湿度传感器检测到
29、坐垫温度达到30以上或有湿度RH达到65%以上时微型电机进行振动提醒,将检测信号传给杜邦线发送至显示屏上,起到提示使用者作用,以防止感染皮肤病。图2.5电机振动模块2.6 电源模块电源模块选用充电宝来充当电源给该作品充电放电信息。DC-DC运用原理是电源开与关进行呈现。熟知的DC-DC不仅有降压,还有升压,此设计针对降压阐述,譬如给 DC-DC导入十伏的电压,在DC-DC里面存在振荡器以及展播板件,又譬如某个周期要求十伏的电压流过,在额外周期段,不能让十伏电压流过。透过输出端,把其中板块电容展开波的过滤,电容满足条件,类似于吧中央的脉冲波形展开定积分微积分运算,在导出的五福特波形上,是直流状态
30、。 鉴于降压流程,和稳压板块比起来,很大的优势体现是防止降压板块中电能的损失,而且在里面板块振动,针对空余占比展开把握,对导出的电压进行更替,维持在十福特区域,保持导出的稳定性。工作原理:运用充电宝或者电脑给整个实物供电。2.7 语音提示模块STC89C52芯片建立SCLK、MOSI、MISO、SS总共四条要点控制线,展开SPI的协商定义,把握ISD1700通讯的串口连接。把ISD1700视为从机,在运转上能够展开SPI协定工作。在SPI主要线操作上,其代表共行串行接口,摆放外侧。在交互讯息上,能够让单片机和外层设施运用串行方法进行通信交流。对于信号的对接区域,MOSI(MISO)代表重要元件
31、的数据录入,以及辅助器件数据的导入和导出7;SCLK代表重要元件上出现的时钟信号;SS代表重要元件掌握下辅助元件的消息。在操作方面,语音模块用于坐姿不规范的提示、对环境中空气流量指数大于100进行提示。工作原理:超声波调整坐姿模块中运用超声波测距,当工作者身体背部离开标准坐姿10cm以上并且超过5分钟时直接语音提示。图2.6 语音提示模块2.8 显示模块在显示板块银幕下,在构造上主要是以 LED 为主,行列驱动电路为辅组成。不管是图形亦或是文字,都是把握构成图形或文字所依附的领域上,并且和LED 器件相符合,致其闪亮。依照面板幕规定的面层计算面积范围,采用一定的 LED。譬如针对数码型的LED
32、 ,在展示元件上要求在闪亮的七段区域,布局一个 LED件,置于其余区域,保持白板,这样一来非常廉价。鉴于文字展示的点阵,在样式上稳定,一般运用计算机常使用的字体模仿库,譬如选择宋体楷体黑体多样化字体;在规格上,存在 16*16、24*24、32*32、48*48相异型号。在图片展示的的颜色上,富含多种颜色采纳。此次设计凭借显示作用,采取纯色的图文屏幕,运用 LED 点阵单元抉择红色使用。LED的选用其实是很多地方常用到的,鉴于两种色彩的图文屏,包括多样色彩的图文屏,搜索到LED 点阵,各个 “点”布局诸多样式的色彩 LED ,保持发光状态,各个颜色富有个体的矩阵进行展现。在显现过程下,每个色彩
33、点阵的凸显是割裂开的8。在先前把控诸多色彩,明确要展现的数据,展现中各自归属到点阵展示区域,达到最终的模式,各个色彩把握形势都是一致的。效果展示下,几乎能展开描绘,通过促使法子,完善能够触及到的稳定的结果,我们称之为固态形势展现;由于周期不断更替,显示数据也在持续被更换,在此期间进行多功能动态板块展示,譬如闪亮与平移,以及旋转缩放这些情况,突出的数据持续更新,不代表着必要再一次更写数据,在方法上采取算法从原先显示数据进行完成。在工作原理上,一般展开温湿度传感器把数据进行归纳,融入到具体领域,在运行中,一般用液晶屏展开显现,保持温度值和湿度值。本章小节:本章节主要介绍安全护理坐垫硬件设计从如何选
34、择优质的单片机,再到是如何构成模块框架的,建立硬件框图,分别介绍温湿度模块、超声波模块、电机震动模块、电源模块、显示模块以及语音模块的功能以及实现的原理,完成该硬件设计的功能。安全护理坐垫设计电路怎样实现传输环境湿度和温度,通过什么途径来调整坐姿,提醒纠正坐姿的。安全护理坐垫的工作原理说明坐垫是如何工作的,功能是如何实现的。重庆工程学院本科生毕业设计 3 软件的设计与实现 3 软件的设计与实现本系统软件设计由主程序和相关子程序构成【10】格式不对10。子程序有温湿度传感器程序的初始化获取数据、超声波感器程序获取数据、液晶显示温湿度程序获取数据、微型电机进行振动提醒程序的初始化。先通过硬件设计和
35、软件设计, 再进行了软件仿真以及实际电路板的测试, 经实验仿真及测试表明, 该设计能较好的满足用户需求,达到了预期目标。3.1 软件程序设计系统以STC89C52单片机为核心,实现对各部分的控制和响应。结合具有Thumb-2功能强大的指令集,可只使用C语言编程(包括复位、中断、异常处理),不需要模块转换,不需要汇编程序的软件管理,系统中软件部分采用模块化设计,若干个小的程序或模块,分别进行独立设计、编程、测试、和查错,最后连成1个完整的应用程序,对每一个外设都有相应的例程,可以方便的进行移植9。系统软件采用模块化设计,主要包括主程序、串口中断子程序两个模块。系统中主程序合理结合中断子程序,使设
36、计更加简单,并且主频消耗低,速度快。主程序控制处理器送入0X55数据,采用串口触发的方式测距,得到触发信号,进入中断子程序。发射8个40KHZ的超声波脉冲,检测回波信号。当检测到回波信号后,US-100自带温度补偿功能对测量的数据进行校正,提高了测量精度,然后通过串口送给电脑实时显示距离,并且在主程序中对测的距离进行液晶显示,具有距离小于200mm时的蜂鸣器报警功能,另外可以在TFTOLE上显示使用状态。软件设计在才用过程中,需要谨慎处理,也需要对其功能或者要求进行事先的了解,然后查阅资料对其功能进行细致地展示,在操作的整个过程中,是一个把需求转换成软件陈述的过程,这期间,软件系统规划运用三类
37、程序设定,第一个是自顶而下,其次便是板块化于构架化,把完整的程序细写度规划好,切分总程序,割裂为诸多的板块,且各个模块自己依存,富有联系,而且每个模块的正确与否不依赖其他模块,每个模块都能够独立的完成一个明确的任务,每个模块都能够独立的实现某个具体的功能。现在用于单片机编程的语言目前用得广泛的通常见到C语言,C语言在大学的课程中经常被用到,尤其是在实验课中会经常对C语言进行学习,C语言在所有的汇编语言当中,算是一个比较简单的语言,在具体的代表性上,它代表多重性编码,又可以称之为combined language。C语言是计算机程序编码中其中一个类型,不单单拥有顶端的语言优势,在汇编语言上,也独
38、具风格。除了对使用的程序采取编码,它还可以编写有关联的程序,完全不用依附电脑的硬件, C语言在汇编上,独具变动和灵巧度。它是可以称之为常见式语言,贯穿高级语言与低级语言,相连而成,富有体系化10,构架分明的语言规划。方便了我把总程序的编写分成一个个模块的来进行程序的编写,并且层次分明、调试和维护方便。现在C语言表现出了非常出色的处理能力。排除C语言构架,其它方面的优势也凸显出来:(1)巧妙灵通,简单方便操作。(2)和谐且充足的运算符。(3)丰满度高的数据构架。(4)语法限度不严谨,规划领域广阔。(5)承认对物理地址展开寻访,采取硬件工作。(6)使用程序,诞生的代码高品质,工作效率不低。(7)运
39、用广阔,能够转动。所以此课题采取C语言程序撰写。此次课题在软件上,采取了Keil C51。Keil C51软件在多数单片机软件上,功能都是遥遥领先的,在巨大作用效果下,富有编辑、编译和仿真,展开统一组码,进行PLM以及C语言规划操作,十分容易操作,给开发人员带来了很大的方便。KEILC51标准C编译器对8051微控制器软件,鉴于Keil用途上,展开了 C语言氛围,对汇编代码进行保留,具有十分快捷高效作用。随着C51编译器作用持续上升,逐步与 中央处理器沾边甚至衍生出来的产物。对于C51, uVision4集成开发环境中,融入了C51.在集成开发中,具体氛围包含汇编器,操作系统,项目管理器,调试
40、器。这个时候uVision4 IDE能供给单一灵活开发环境。只要运用C语言进行程序编码,对于Keil,务必要采纳的,纵使C语言,不被采纳,单纯采取汇编语言编程,会具备集成环境,强大的软件仿真调试工具,在工作上,可以达到很高的效率水准。“安全护理坐垫”软件设计采用模块化思想,正常情况下,系统处于待机状态。各个模块初始化,各模块通过传感器检测数据传输给AT89C52主控单片机,通过单片机各个数据的传输到语音直接提示,完成要求的功能。(1)当工作者久坐温度大于30湿度RH大于65%时,AT89C52单片机会接受温湿度传感器检测的数据并进行电机振动提示(2)当工作者身体背部离开标准坐姿10cm以上并且
41、超过5分钟时,AT89C52单片机会接受超声波传感器传来的信号并且做出直接语音提示。(3)当工作者环境颗粒物增多及当空气流量指数大于100时,AT89C52单片机会接收灰尘传感器检测的数据并直接语音提示。3.2 软件程序设计架构设计中包含了主程序,系统初始化程序,温湿度震动提示程序,超声波测距程序,控制液晶屏显示温湿度的程序等。如图3.2电机震动提示模块软件流程图和图3.3纠正坐姿功能软件流程图所示:温度小于30度|湿度RH小于65%是否发出信号电机震动提示关闭待机检测启动温湿度检测开始电机震动/温湿度模块/LED显示模块初始化启动LED显示温湿度 图图3.1?3.2 电机震动提示模块软件流程图是否背部距离座椅后垫距离25cm开始超声波测距/语音播报模块初始化启动超声波测距发出信号语音播报提开始示待机检测 图3.3纠正坐姿功能软件流程图重庆工程学院本科生毕业设计 4 软硬件的调试过程 4 软硬件的调试过程本章主要完成了硬件系统和软件系统两大测试。硬件系统采用了模块化测试方法,从硬件电路测试,在到各个模块测试
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