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信控学院毕业设计开题报告

32个I/O口线，2个16位定时/计数器，1个5向量两级中断结构，一个全双工串行通信口，片内振荡器及时钟电路。同时，AT89C51可降至0Hz的静态逻辑操作，并支持两种用软件可选的节电工作模式。空闲方式时，停止CPU的工作，但允许RAM、定时/计数器、串行通信口以及中断系统继续工作。掉电方式时，保存RAM中的内容，但振荡器停止工作，并且禁止其它所有部件的工作，直到下一个硬件复位。需要注意的是AT89系列的单片机一般不具备自编程能力。

方案二：STC89C51RC单片机

STC89C51RC是采用8051核的ISP（In System Programming）在系统可编程芯片，最高工作时钟频率为80MHz，片内含8000字节的可反复擦写1000次的Flash只读程序存储器，器件兼容标准MCS-51指令系统以及89C51引脚结构，芯片内集成了通用8位中央处理器以及ISP Flash存储单元，具有在系统可编程特性，配合PC端的控制程序，即可将用户的程序下载到单片机内部，省去了购买通用编程器的麻烦，而且速度较大多数单片机更快。STC89C51RC系列单片机是单时钟/机器周期的兼容8051 内核单片机，是高速、低功耗的新一代8051单片机。该系列单片机功能强大，可以实现单片机开发的多种需求，且常用模块丰富，初学者或开发者可以根据需要进行选配。

所以综合比较以上两种方案，考虑到单片机的各部分资源和使用者的需求，本次设计选用STC89C51RC单片机。

2.传感器的选型 方案一：超声波传感器

超声波传感器是将超声波信号转换成其他能量信号（通常是电信号）的传感器。超声波是振动频率高于20KHz的机械波。它具有频率高、波长短、绕射现象小，方向性好等特点。超声波对液体、固体的穿透能力很大，尤其是在不透光的固体中。超声波碰到杂质或分界面会产生显著反射，反射会形成回波，碰到活动物体还能产生多普勒效应。向行进中的车辆发射频率已知的超声波同时测量接收到反射波的时间，根据反射波的时间以及超声波的传播速度的多少就能知道车辆的距离。用超声波传感器对车辆的速度与距离进行测量，对环境、材料等要求较低，操作简便，性能稳定。

方案二：光电传感器

光电传感器是采用光电元件作为检测元件的传感器。光电传感器一般由处理通路和处理元件两部分组成。其基本原理是以光电效应为基础，把被测的量的变化转换成光信号的变化，然后借助光电元件，进一步将非电信号转换成电信号。光电式

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传感器的优点是对测量微小的位移变化有显著的效果，缺点是光电式传感器对材料、电路控制和光电管属性等部分的要求比较高。由于环境因素总有不确定性，这种多变的情况要求我们选择更加稳定的传感器。

综上所述，从传感器的制作工艺、材料的选取、受外界的干扰信号的干扰程度和制作过程中前级电路的处理难易程度上考虑，就选用超声波传感器实现对距离信号的采集,选用光电传感器实现对速度信号的采集。

3.常用的显示模块的选型 方案一：液晶显示

液晶单元是容性负载，液晶的电阻在大多数情况下可以忽略不计，是无极性的，即正压和负压的作用效果是一样的。因为液晶显示器件在直流电压作用下会发生电解作用，所以液晶显示器件必须用交流驱动，并且限定交流成分中的直流分量不大于几十毫伏；由于液晶在电场作用下光学性能的改变是依靠液晶作为弹性连续体的弹性变形，响应时间长，所以交变驱动电压的作用效果不取决于其峰值，在频率小于1000Hz情况下，液晶透光率的改变只与外电压的有效值相关。液晶显示具有信息量大、寿命长、低压驱动、微功耗、无辐射无污染等优点。

方案二： LED动态显示

LED数码管由多个发光二极管封装在一起组成“8”字型的器件，引线已在内部连接完成，只需引出它们的各个段以及公共电极。数码管实际上是由七个发光管组成的8字形加上小数点总共八个发光管组成的。这些段分别由字母a、b、c、d、e、f、g、dp来表示。数码管具有价格便宜、使用简单等优点，缺点是与液晶显示相比功耗较大，线路连接繁琐。

根据以上两种方案的比较，液晶显示具有一定的优越性，显示效果明显，方便易读，控制简单电路连接方便等优点。所以选择液晶显示来实现显示功能。

5．完成本课题的工作计划及进度安排

设计总共16周。具体安排如下： 2017.02.27～2017.03.12：英文资料翻译 2017.03.13～2017.03.19：开题报告

2017.03.20～2017.04.09：系统总体设计和硬件电路设计 2017.04.10～2017.04.30：部分硬件电路设计、软件程序编写 2017.05.01～2017.05.14：程序调试 2017.05.15～2017.05.21：系统功能测试 2017.05.22～2017.06.04：毕业论文写作

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6．参考文献

[1]陈文礼. 便携式多气体检测仪设计[J]. 单片机与嵌入式系统应用, 2013, 13(10):54-56. [2]徐大诏, 李正明, 刘军. 基于STM32的便携式矿用多气体检测仪的设计[J]. 仪表技

术与传感器, 2014(3):14-16.

[3]林喆.红外气体浓度检测仪的研究与开发[D].沈阳：沈阳理工大学，2009. [4]赵祺智能便携式可燃气体检测仪的开发与研制[D].长春：吉林大学,2007. [5]艾学忠.单片机原理及接口技术[M].北京:机械工业出版社,2012.

[6]李劲松, 刘希胜, 郭宇航. 基于AVR的便携式多气体检测仪的设计[J]. 传感器世界, 2008, 14(12):19-22.

[7] H Ota. Acoustic sensor and electric stethoscope device incorporating the same therein[J].

Journal of the Acoustical Society of America, 2002, 111(4):1518-1519.

[8] M Wang. Internet of Things Smart Home Control System based on SIM 900A. Journal of

Henan Mechanical & Electrical Engineering College.2014.

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7．指导教师审阅意见 指导教师（签字）： 年 月 日 8．系主任或指导小组意见 系主任或指导小组组长（签字）： 年 月 日 说明： 1. 本报告前6项内容由承担毕业论文(设计)课题任务的学生独立撰写； 2. 本报告必须在第八学期开学三周内交指导教师审阅并提出修改意见； 3. 学生须在小组内进行报告，并讨论；

4. 本报告作为指导教师、专业系或毕业论文(设计)指导小组审查学生能否承担该毕业设计(论文) 课题和是否按时完成进度的检查依据，并接受学校和教学院的抽查。

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