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1、机电与车辆工程学院毕业设计题 目： 桩考场地测试系统设计 专 业： 机械电子工程 班 级： 091 姓 名： 郑思贺 学 号： 指导教师： 刘纯利 日 期： 2012年12月28日 目 录1 引言11.1 课题背景11.2 设计的主要技术指标与参数12设计原理32.1 设计需要软件32.1.1 KEIL 软件编译平台32.1.2 proteus硬件仿真软件32.2设计思路概述43系统硬件的方案设计63.1 系统主要硬件电路设计63.1.1系统程序框图63.1.2 LED 显示部分63.1.3 LED点阵驱动部分73.1.4报警电路设计93.1.5车辆位置检测电路设计93.2 硬件系统设计的要求
2、123.3主控制板的设计133.3.1振荡电路133.3.2复位电路144 软件设计154.1主程序流程图154.2点阵显示部分164.3电子桩考试程序165 系统调试185.1程序调试部分185.2 proteus调试部分216 结论25致谢26参考文献27桩考场地测试系统设计摘要：随着机动车驾驶员培训的普及,驾驶员练习与考试的自动化、高效化有了更高的要求。本文所涉及到的汽车桩考仪是一种应用于机动车驾驶证考试科目二的电子仪器,能够较好地满足驾驶员培训考试自动化与高效化的要求。本文从系统规划设计入手，本系统基于AT89S51单片机的电子桩考仪，为实现蜂鸣器和点阵数码提示的各种功能，如在各种状态
3、下进行提示功能，提出一种汽车桩考系统的点阵提示结构，并具体讨论了实现方案。测控主机监测汽车在考试过程中场地的情况，采集汽车压线或撞杆信息输入单片机中进行分析处理，最后通过判断是否能够通过考试。 关键词：电子桩考仪；单片机；点阵；自动监测The Design Of The Electronic Pile Test InstrumentAbstract：With the popularity of motor vehicle driver training, driver training and test automation, efficient with higher requirement
4、s. This article relates to the automobile instrument is applied in the motor vehicle driving license examination two electronic instrument, can well meet the demand of driver training test automation and efficiency requirements.This article from the system planning and design of this system, based o
5、n AT89S51 single-chip electronic instrument, for the realization of a buzzer and a dot matrix digital tips of the various functions, such as in various condition prompting function, put forward a kind of auto test system of lattice structure and specific tips, discussed implementation scheme. Monito
6、ring host monitoring car during the examination site, the acquisition vehicle line or the collision rod information SCM are analyzed, finally through judging whether or not to pass the exam.Key words: Electronic instrument; MCU; Lattice; Automatic Monitoring1 引言1.1 课题背景电子桩考仪是利用电子设备（比如：红外传感器、智能控制板、电磁
7、感应元件等），对桩考考试过程进行全程监控、评判，信息存储的智能化考试系统。电子桩考仪的出现，改变了以往人工评判考试过程的主观性、效率低下、误判率高的缺点，也减少了人为作弊的可能性。根据公安部第91号令的要求,目前的驾校考试，必须采用电子智能化设备，驾校使用电子桩考仪进行桩考科目的训练、考试已经势在必行。电子桩考仪的基本工作原理是：在桩考场地安放各种传感器，通过检测汽车在倒库、移库行驶中的运动，将相关的信息传递给智能化控制系统。控制系统根据考试要求和车辆运行状态，采取一系列智能化算法，判断考生在考试过程中有没有违规，并给出相应的语音提示即LED显示屏显示。电子桩考仪的基本构成：目前国内的电子桩考
8、仪主要有单片机实时检测控制电路 、高灵敏度红外线传感器、桩位传感器、 监控摄像头、 LED电子显示屏、计算器（含智能化软件）、语音喇叭、龙门架、吊杆、串口通讯等部分组成。桩考仪的系统主要采用了高灵敏度的红外线传感器，桩位传感器，将考试的信号实时的传输到桩考的主控系统，由桩考的主控系统中的信息的处理模块进行处理，将数据传输给监控的计算机。计算机会将收到的数据信息载入中心数据模型中，自动评判出考试的状态和考试的成绩，并存储在中心数据库中的考试系统。8对高灵敏度红外线传感器安放在库边线上。每一对包括发射端和接受端。接收端的输出则接到单片机控制电路的输入端。当收到发射端的红外信号时，输出为高电平；当汽
9、车行驶中车身出线时，会挡住红外线传播，接收端将收不到的信号会输出低电平。检测系统由此判断车辆行驶状态。桩位传感器包括6个吊杆里的干簧管和地下埋藏的强磁铁。干簧管受磁铁吸引时是导通的。一旦离开磁铁，干簧管则断路，检测系统由此判断车辆碰杆。实时检测系统由单片机（ARM、DSP等）读取来自红外线传感器和桩位传感器的信息，将数据（用串行通讯或无线通讯等方式）传给位于监控室的计算机。计算机里的智能化软件则根据相应的算法，给出考试成绩。一个完整的桩考智能化软件还包括考生信息的数据库管理、查询、考生的指纹录入与上车确认、打印，模拟操作等功能。1.2 设计的主要技术指标与参数设计并制作一个模拟桩考场地的自动判
10、别系统。能实现对科目二的倒桩移库考试所有犯规的动作进行全自动的判断蜂鸣提示和点阵显示。1.2.1 基本要求（1）设计一个模拟倒桩移库场地（尺寸形同的场地）；（2）该控制系统将能实现对科目二的倒桩移库考试所有犯规的动作进行全自动判断、语音提示；（3）该控制系统的将能实现对科目二的倒桩考试合格者作出蜂鸣提示；（4）将能存储考生成绩。1.2.2 下列情况之一为不合格 a.不按规定的路线、顺序行驶；b.碰擦桩杆；c.车身出线；d.移库不入；e.中途停车两次。1.2.3 设计的主要原理a.第一步当只有ab之间的传感器中断（也就是被小车车身遮挡）随后ab之间又恢复正常则说明小车倒入乙库成功 其他的情况视为
11、不成功 b.第二部当只有be之间的传感器中断（也就是被小车车身遮挡）随后be之间又恢复正常则说明小车移库成功 其他视为乙库不入 c.第三步的时候先是be被中断 随后ab也被中断 随后be ab都恢复正常，则说明小车成功出甲库 d.第四步当只有bc之间的传感器中断（也就是被小车车身遮挡）随后bc之间又恢复正常则说明小车倒入甲库成功其他的情况视为不成功 e.第五步当只有bc之间的传感器中断（也就是被小车车身遮挡）随后bc之间又恢复正常则说明小车成功开出甲库 其他的情况视为不成功2设计原理2.1 设计需要软件2.1.1 KEIL软件编译平台Keil C51开发系统基本知识Keil C51开发系统基本
12、知识。C51的工具包整体结构，其中的uVision和Ishell是C51 for Windows与for Dos集成开发的环境(IDE)，可以完成自动仿真、编译、调试、编辑的整个开发流程。开发的人员可用IDE本身或其它编辑器编辑C或汇编源文件。将分别由a51和c51编译器的编译生成目标文件(.OBJ)。 目标文件的可以由创建生成库的文件，同时也可以和库文件一起经L51连接的定位生成的目标文件(.ABS)。（ABS的文件是由OH51转换成标准Hex的文件，方便供调试器tScope51和dScope51使用的进行代码级的调试，也可也是仿真器使用直接对目标板的进行调试，同时也是直接写入程序存贮器夫人
13、EPROM中）。 使用独立Keil仿真器的时候，仿真器的标配晶振，可是人们同时也可以在仿真器上晶振插孔中换插的其他频率晶振。 仿真器上复位按钮只可以使用复位的仿真芯片，不用复位目标系统。 仿真芯片31脚已接至高电平，可以说仿真时只可以使用片内ROM，不可以使用片外ROM；可是仿真器外引插针中31脚并不和仿真芯片的31脚相连，所以该仿真器仍然可插入到扩展有外部ROM（其CPU的/EA引脚接至低电平）的目标系统中使用。2.1.2 proteus硬件仿真软件Proteus 由英国的Labcenter公司开发电路分析和实物仿真的软件。它是运行于Windows操作系统上的，可以仿真和分析(SPICE)各
14、种模拟的器件与集成的电路。 此软件系统的特点是：第一它实现了单片机的仿真和SPICE的电路仿真相结合。具有数字电路的仿真、模拟电路的仿真、单片机及和其外围电路组成系统的仿真、RS232的动态仿真、iud的调试器、cop的调试器、键盘仿真等功能； 有各种虚拟仪器，如示波器、逻辑分析仪、信号发生器等。第二它同时也支持主流单片机系统仿真。目前支持单片机类型有：68000的系列、8051的系列、AVR的系列、PIC12 的系列、PIC16的系列、PIC18的系列、Z80的系列、HC11的系列以和各种外围芯片。第三它实现了提供软件调试的功能。在硬件仿真系统中拥有单步、全速、设置断点等等等的调试的功能，于
15、此同时也可以观察各个变量和各个寄存器的当前状态，所以在该软件仿真的系统中，也必须具有上述的功能；于此同时它也支持第三方软件的编译和调试的环境，比如说Keil C51 uVision2软件。第四它具有原理图的绘制的功能。综上所述，此款软件是一款集单片机与SPICE分析于一身仿真软件，功能极其的强大。本章介绍Proteus软件工作的环境和一些基本的操作。2.2设计思路概述图2-1 桩考场地的设计2.2.1场地尺寸设计A桩长：为2倍车长。前驱动车加50CM； B桩宽：大型车为车宽加70CM，小型车为车宽加60CM； C路宽：为车长加1.5倍。 2.2.2行车顺序a、车先从一号位倒入乙库（成功显示“倒
16、入乙库成功”，不成功则显示“乙库不入”）b、从乙库移动到甲库（显示屏显示“移库成功”，若是没移动进去则显示“移库不入”）c、从甲库开出，走乙库的门穿过到二号位停止（成功显示“出库成功”，不成功显示“出库不成功”）d、从二号位倒入甲库（成功显示“倒入甲库成功”，不成功显示“甲库不入”）e、从甲库开到一号位（一号位也是终点也是起点。成功显示“考试合格”）2.2.3 传感器位置abbcbd be ef fabe 这7条边都要有传感器来检测车的位置2.2.4 对应电路顺序a.第一步当只有ab之间的传感器中断（也就是被小车车身遮挡）随后ab之间又恢复正常则说明小车倒入乙库成功 其他的情况视为不成功 b.
17、第二部当只有be之间的传感器中断（也就是被小车车身遮挡）随后be之间又恢复正常则说明小车移库成功 其他视为乙库不入 c.第三步的时候先是be被中断 随后ab也被中断 随后be ab都恢复正常，则说明小车成功出甲库 d.第四步当只有bc之间的传感器中断（也就是被小车车身遮挡）随后bc之间又恢复正常则说明小车倒入甲库成功其他的情况视为不成功 e.第五步当只有bc之间的传感器中断（也就是被小车车身遮挡）随后bc之间又恢复正常则说明小车成功开出甲库 其他的情况视为不成功3系统硬件的方案设计3.1 系统主要硬件电路设计3.1.1系统程序框图AT89S51控制核心位置感应按键检测异常报警 蜂鸣器点阵中文显
18、示图 3-1 设计的系统功能模块3.1.2 LED 显示部分考虑到此设计保持廉价的原则，我所选取的显示部分是led显示，不仅价格便宜而且显示方便，直观易懂，是本次设计的首选。 不致于引起闪烁感觉的最低反复通断频率称为临界闪烁频率。通过实验证明临界闪烁频率大约为24Hz。 因此采用每秒24幅画面的电影，在人看起来就是连续活动的图象了。 同样的原理，日光灯每秒通断50次，而人看起来却是一直亮的视觉出的惰性可以说是LED的显示屏能够得以广泛的应用生理的基础。由于LED显示屏的所使用的发光灯数量非常的大，大概一般都是在几千只到几十万只的范围，所以节约的驱动电路的效益是十分可观的。方便了使用着的方便使用
19、，同时也降低了本次设计的成本。图 3-2 点阵中文显示图3.1.3 LED点阵驱动部分本系统的场扫描驱动的电路设计可是使用用串入并出的通用集成电路74LS595来作为数据锁存。74LS595它是一个八位的串行输入的三态的并行的输出移位寄存器，其管脚见下图所示，其中SI它是串行数据输入端，RCK它是存储寄存器输入时钟，SCK它是移位寄存器输入时钟，QH 它是串行数据输出，G对输人数据输出的使能控制，QAQH他们是串入的数据并行的输出。他是从SI的口输入数据可以在移位寄存器 SCK 引脚的上升沿作用下的输入到 74LS595中的。并且在RCK脚上升沿作用下的将输入的数据锁存在 74LS595中，这
20、样，当G为低电平时，数据便可并行输出。 它是为了可以避免与PC的机串口输入的数据的互相的干扰，同时也可使用模拟的串口P1.4-P1.7来分别输出串行数据和移位时钟 的SCK，还有存储的信号的RCK和并行输出的使能的信号G。为了能使消除电源得电压波动和行扫描管压降(第一行点亮的点数不同，将引起管压降的变化，从而影响通过LED管的电流)的变化对 LED 显示屏亮度的影响，设计时可采用列恒流驱动电路，可选用三极管8550和外围元件构成列恒流驱动电路，并通过调整100k可调电阻使三极管处于放大状态，同时将集电极电流调整为10mA，从而使点亮对应点阵时通过LED的电流不变。图 3-3 74LS154图
21、3-4 74LS595将12片74LS595进行级连，可共用一个移位时钟SCK及数据锁存信号RCK。这样，当第一行需要显示的数据经过8x8=64个SCK时钟后便可将其全部移入74LS595中，此时还将产生一个数据锁存信号RCK将数据锁存在74LS595中，并在使能信号G的作用下，使串入数据并行输出，从而使与各输出位对应的场驱动管处于放大或截止状态；同时由行扫描控制电路产生信号使第一行扫描管导通，相当于第一行LED的正端都接高，显然，第一行LED管的亮灭就取决于74LS595中的锁存信号；此外，在第一行LED管点亮的同时，再在74LS595中移入第二行需要显示的数据，随后将其锁存，同时由行扫描控
22、制电路将第一行扫描管关闭而接通第二行，使第二行LED管点亮，以此类推，当第十六行扫描过后再回到第一行，这样，只要扫描速度足够高，就可形成一幅完整的文字。3.1.4报警电路设计由于语音报警无法再仿真系统中实现所以我们退而求其次的蜂鸣报警器，可以对不同的犯规错误和成功过关发出不同的蜂鸣报警。这样不仅便于考生和教练的识别，也消除了在仿真系统的不能仿真问题。是本次课程设计的最佳选择。下面介绍的是对于报警电路的设计思路和方法。报警电路将在本系统的运行过程中起提示和报警的作用。根据程序安排和软件设置，小车违反规定蜂鸣器将发出蜂鸣声以提示考生号考官小车违反规定，R10=1K，三极管选NPN的，主要是起一个放
23、大的作用，放大倍数设计为100倍，可以将单片机输出的5mA电流放大到500mA左右，以便去驱动蜂鸣报警器工作。当单片机输出高电平时能控制蜂鸣器响，同理当单片机给低电平过程中，则可以关掉蜂鸣器，从而可以驱动直流蜂鸣器，具体电路如图3-5所示。图3-5报警电路图3.1.5车辆位置检测电路设计图3-6车辆位置检测模块现实的设计是使用红外线的发射和接受来实现小车的位置的检测，但是由于仿真软件不能对红外线进行仿真，所以在本系统仿真中是使用按键方式来模拟无线检测系统来检测小车的位置。在系统仿真中是通过按键方式模拟无线检测系统感应车的位置，具体实现如下：系统通过程序将相应的IO口设置成高电平，如果车辆没有碰
24、到相应的按键，那么就一直未高电平，如果车辆到达指定位置，则按键导通，从而使得对于的IO口变成低电平，从而可以实现识别具体的按键指示功能，具体的操作在仿真图里有明确的表述。具体电路如图3-6所示。在本次系统在实际中使用是通过无线方式来实现，无线方式有很多种，目前在电子桩考仪中应用的主要有激光方式、红外方式、超声波等方式，由于激光和超声波等方式实现起来价格昂贵，本系统主要目的是使用价格低廉的电子桩考仪系统，所以本系统选择了红外方式实现。红外线是最佳的选择无线方式。下面将介绍的是对检测电路的设计。整个红外检测系统是有几个部分构成的，我们这里把整个检测系统分为发射模块及接收模块两部分，发射部分也包括编
25、码调制电路、LED 红外发射电路；接收部分包括光、电转换放大器、解调解码电路。下面是各部分电路的设计思路和具体实现如下。（1）红外发射模块电路的实现发射的电路部分一直是发送的红外信号并通过结合载波的电路的载波(38KHz)而成为合成的信号，经过放大器的提升从而推动的红外发射二极管，将红外线信号发射出去，所要发射必须加上载波才能使信号传送的距离加长，一般的有效距离为7m。图3-7红外发射电路图3-8载波电路图载波电路的设计为使红外信号能够正确的传送出去和传送更远，我们也需要在编码信号输出端加上一个高频载波信号。通过载波信号的调制，把编码信号的有用信息“携带”出去，这样信号的传送距离就能更长，而且
26、能有效的避免干扰。通过555 时基电路和选择合适的外围元件组成频率为38KHz 的载波脉冲振荡器。图中，通过调节200 欧精密的可调变阻器RP2 的阻值，方便调整使555 的输出端输出为38KHz 的载波信号。在系统仿真中是通过按键方式模拟无线检测系统感应车的位置，具体实现如下：系统通过程序的将相应的IO口设置成高电平，如果车辆没有碰到相应的按键，那么就一直未高电平，如果车辆到达指定位置，则按键导通，从而使得对于的IO口变成低电平，从而可以实现识别具体的按键指示功能。（2）红外接收模块电路的实现下图为红外接收的工作方块图，其主要控制组件为红外线接收模块，其内部含有高频的载波电路，专门用来滤除红
27、外线合成信号的载波信号(38KHz)而送出发射器的控制信号。当红外线合成信号进入红外线接收模块，在其输出端便可以得到原先的数字控制编码，只要经过单片机识别是否为有效通过该区域。图3-9红外接收部分如图3-9所示，红外线的接收部分采用的是一对红外发送的接收管来完成的，当电路正常工作的时候，无障碍物的遮挡，红外的接收头有红外线照射，这时，红外的接收头的电阻很小很小，将大部分的电压都加在R3上，这正是电压比较器LM324的正向的输入电压，而负向输入电压由R4和R5分压得到，而R3分得的电压要大于此基准的电压值，故这时电压的比较器LM324输出高电平；当在红外发射的接收管间有一不透光的障碍物时（即小车
28、的车身），红外的接收头将无红外线照射，这时红外接收头的电阻很大很大，大部分的电压都加在红外接收头上，这也是电压比较器LM324的正向输入电压，而负向输入电压也是由R4和R5分压得到，和原来电压一样，这时，R3分得的电压要小于此基准电压值，故这时电压比较器|LM324输出低电平。3.2 硬件系统设计的要求设计分为硬件部分设计以及软件部分设计。除作为中央控制器的单片机AT89S51外，考试系统检测部分、蜂鸣器报警部分、显示屏控制器的硬件电路部分由外部数据存储器的扩展、串行通讯接口两个部分组成。整个软件部分设计分为考试系统检测部分、蜂鸣器报警部分、显示部分、通信部分几大功能块。设计拟定通过点阵显示屏
29、的有简到繁的组合设计来实现，既由以96个的8*8点阵LED显示模块为基础加以一系列组件来组合成一个16*16的LED点阵，用以显示6个16*16点阵汉字、字符或者数字。由于设计的预期目标是使用方便又能满足需要故该设计思路是通过联系之际，组合简单的单片机应用原理组合起来的，使用时有操作简单、成本低等特点，希望可基本实现大众对如今LED设计的要求，广泛应用到实际领域中去。本电子桩考仪系统简单，成本低，很符合当前小型驾校的要求。同时也符合本次设计的主要思想。3.3主控制板的设计主控制板是整个系统的灵魂，是一个系统的大脑部分。主控制板的设计是围绕AT89S51展开，根据设计任务需要主控制板要完成对数据
30、的存储，和LED的驱动，并且显示出来。3.3.1振荡电路在AT89S51芯片内部有一个高增益反的相放大器，其它的输入端为芯片引是图中的脚X1，它的其输出端为是图中的引脚X2。所以只需要在片外通过X1和X2引脚跨接晶体振荡器和微调电容，形成反馈的电路，振荡器即可工作。振荡电路原理如下图所示：图 3-10震荡电路振荡器的工作可以由PD位（特殊功能寄存器PCON中的一位）控制。当P/D置1时，振荡器停止工作，系统进入低功耗工作状态。如图3-10所示，用晶振和电容构成谐振电路时，电容的大小影响振荡器振荡的稳定性和起振的快速性，通常选择10-30nf左右。在设计电路板时，晶振、电容等均应尽可能靠近芯片，
31、以减小分布电容，保证振荡器振荡的稳定性。外部电路产生的复位信号（RST）送斯密特触发器，再由片内复位电路在每个机器周期的S5P2时刻对斯密特触发器的输出进行采样，然后才得到内部复位操作所需要的信号。3.3.2复位电路1.复位信号RST引脚的复位信号的输入端。复位的信号是高电平有效的，其有效的时间应持续24个振荡个脉冲周期（即两个机器周期）以上。整个复位的电路包括的芯片内、外两部分。外部电路产生的复位信号（RST）送斯密特触发器，再由片内复位电路在每个机器周期的S5P2时刻对斯密特触发器的输出进行采样，然后才得到内部复位操作所需要的信号。产生复位信号的电路路逻辑图如图所示：图 3-11复位电路2
32、.复位方式单片机在启动的时候需要复位电路的帮助，以使cpu和各个系统那个的原件处在初使范围状态，并且从初使状态开始的工作电路。At89s51的复位信号是从rst引脚的输入到芯片内的器件。复位方式上有上电自动复位，按键电平复位和外部脉冲复位三种方式。本设计采用第二种方式。按键电平复位是通过使复位的端经电阻与Vcc电源的接通而实现的。按键电平复位是手动按钮复位，需要人工的去按，一般采用的办法是按键电平复位是通过使复位的端经电阻与Vcc电源的接通去实现。 由于人工的动作再快也要是按键保持接通的时间达到10毫秒，所以来讲，这个电路能完全满足本次的设计需要，能在本次设计完全的实现满足的复位时间要求。RS
33、T引脚的复位信号的输入端。复位的信号是高电平有效的，其有效的时间应持续24个振荡个脉冲周期（即两个机器周期）以上。4 软件设计电子桩考仪的工作的主要的过程是通过点阵LED提示开始，再判断考试车辆是否按照规定路线行驶，是否如果都完全按照规定行驶，要是的话则顺利通过考试，并通过点阵显示出中文内容来（考试顺利通过）。如果行车的过程中出现了违规的情况，或者没有按照行车路线行驶则当次成绩作废，由于现在桩考系统都是有两次机会的所以本系统会提示考试失败情重新开始考试。考生应将车子开到起点重新开始考试。如果连续2次考试失败，系统则提示很遗憾为通过考试。则认定此次考试不通过，并通过系统的所存系统记录考生的成绩。
34、 4.1主程序流程图提示考试顺利通过开始初始化启动考试？启动考试NY是否违规2次N提示考试失败通过考试？Y提示考试违规一次NY是否为第二次考试考试违规次数+1NY图4-1程序框图4.2点阵显示部分这个函数是将显示缓存的内容送到显示屏，做一个74HC595的驱动即可，送完一行数据后点亮，再送下一行，这样循环16次，就可以扫描完16行高的显示屏。程序初始化是否显示完 串口发送显示命令将显示缓存送显示屏显示，扫描16行 NO传入显示内容YES中断程序初始化图4.2显示程序流程图4.3电子桩考试程序本部分是整个的考试的核心所在，通过模拟现实中的考试模式，按照实际的行车路线进行设置，如果没有按照规定的行
35、车路线进行行进，则判定违规，如果连续违规2次则判定为不合格，并且显示该次考试没有通过。1、车先从起点倒入乙库（成功显示“倒入乙库成功”，不成功则显示“乙库不入”）2、从乙库移动到甲库（显示屏显示“移库成功”，没移动进去则显示“移库不入”）3、从甲库开出（成功显示“出库成功”，不成功显示“出库不成功”）4、从二号位倒入甲库（成功显示“倒入甲库成功”，不成功显示“甲库不入”）5、从甲库开到一号位（一号位也是终点也是起点。成功显示“考试合格”）入口一号入口进入顺利进入乙库？YN是否从乙库移库Y考试违规二次？NN顺利通过NY是否从甲库穿过乙库门进入外部停车位置？是否进入甲库？Y是否开出甲库？YYN考试
36、失败N出口图4.3电子桩考试部分流程图5 系统调试在硬件支持的环境下，用proteus设计好的电路，Keil编好的程序编译成芯片可识别的S51文件，利用PC机写进proteus程序图芯片内进行仿真测试，并对其出现的错误进行修改，并最终调试成功。5.1程序调试部分软件调试过程的流程图如图5-1所示。使用文档编辑软件输入应用源程序（扩展名为.C）用C语言进行编程C语言编译正确？确？用DEBUG进行调试反汇编正确？把程序导入到proteus中调试正确？与porteus进行联调YYYNNN图5-1 调试流程软件的测试重要是使用Keil C51软件，通过使用软件编程测试，重要是调试编程中出现的问题，在调
37、试过程中经常出现的问题有一下几个问题：（1）C语言基本程序函数不熟悉，所以有时候编写会出现程序太多和利用率差。 （2）语法的错误就比较的经常见到，多点的根据工具书进行修改和对比，并且运用到正确的调试和反汇编之后语言的提炼。（3）书写的错误，就是说程序的原理是正确的，但运行不成功的时候就查看那些标点符号和者是分号又没有问题。这两个看是一样，所以在调试的过程中往往是最厉害最不容的发现的杀手，所以一定要非常的注意。图5-2 软件调试结果图5-3 keil生成hex文件图5-4 proteus调用keil的hex文件进行仿真从图5-2可以看出调试的成功，如果就是不能运行，可以双击单行 程序，经行的修改
38、，或者是程序的思路或者其他问题的开始调试，也可以一步一步的进行调试修改，这样我们也就可以看到每步程序相对应内存的变化，具体调试结果见下图5-5按步调试图。图5-5 按步调试图同样的我们的也可以使用通过左边的导航条（如图5-5）可以完全的看到程序运行过程中的内存地址的变化，以及程序的时间消耗需要，这样就可以更加清楚的了解到AT89S51的时钟的变化过程，观察反汇编优化程序，具体的操作见下图如下图5-6 程序调试。图5-6 程序调试5.2 proteus调试部分下面进入仿真环境的调试。单击play按钮进入仿真环境。如图5-7所示。图5-7 桩考场地测试系统设计图5-8 进入仿真环境通过检测启动考试
39、键，判断是否进入考试模式：图5-9 考试模式图5-10 顺利通过考试考试过程中出现违规情况，并进行提示违规并蜂鸣器报警。图5-11 违反规定一次连续2次违反规定，则判定当前考试成绩为0，判定不通过：图5-12 很遗憾没有通过考试6 结论毕业设计已经结束，通过这次设计，我受益匪浅。毕业设计是一次综合性的实践，它将各种知识结合到一起综合运用到实践上来扩展、弥补、串联所学的知识。通过本次毕业设计我得到了很多收获。首先，了解了单片机的基本知识和在控制领域的作用和地位。其次掌握了C语言的编写程序，学会了使用PROTUTES和KEIL的仿真来实现，同时掌握了如何收集、查阅、应用文献资料，如何根据实际需要有
40、选择的阅读书籍和正确确定系统所要使用的元器件的类型。再次，在精神方面锻炼了思想、磨练了意志。面对存在的困难首先分析问题根据目的要求确定可实现的部分，定出那不准的方面找同学和老师讨论研究，再完善、再修改、再发现问题、再解决培养了自己的耐心、恒心及遇事不乱的精神。总之，我明白了理论和实践之间存在的距离只有靠不断的思考不断的动手才能将所学的知识真正运用到实践上来。在毕业设计中我的很多方面的能力都得到了提高，尤其在单片机软件编程方面让我感触颇深。我个人认为软件设计是个即灵活又细腻的工作，它要求耐心和细心去不断完善，同时还需要有良好的逻辑思维能力。通过这次毕业设计，我分析问题和解决问题的能力有所提高，也
41、巩固了所学的知识，加深了对理论知识的理解，更重要的是锻炼自己的独立性，为我今后的工作和学习打下坚实的基础。致谢在论文完成之际，我的心情万分的激动。从论文的选题、资料的收集到论文的撰写编排的整个过程中，我得到了非常多的热情帮助。 我首先要感谢指导老师刘纯利老师，本课题在选题及研究过程中得到刘老师的悉心指导。刘老师多次的询问研究进程，并为我指点迷津，帮助我开拓研究思路，精心的点拨、热忱的鼓励。没有刘老师花费大量了的时间和心血在我的论文上，就没有我今天的定稿。还有在我大学的四年细心教导我的老师们，是你们的辛勤教导教会了我很多有用的知识，特别的是教会了我解决问题和思考问题的方式和习惯，授之以鱼不如授之
42、以渔，我深深的体会到了这句话的含义。我在做论文的时候才能有了自己的思想和规划，论文的工作才有了目标和方向。在此我代表大家向所有老师表示最诚挚的谢意。最后，感谢各位评审老师在百忙中抽出时间对论文进行审稿、参加答辩，并对加答辩会的老师和同学表示谢意。参考文献1 翟生辉, 冯毛官.单片计算机原理与应用.西安：西安交通大学出版社，19952 何立民.单片机应用技术选编1-7.北京:北京航天航空大学出版社，19923 窦振中.单片机外围器件实用手册.北京: 北京航天航空大学出版社,20034 公茂法.单片机人机接口实例集.北京: 北京航天航空大学出版社,19985 赵佩华.单片机接口技术及应用.北京:机械工业出版社,20036 高海生,杨文焕.单片机应用技术大全.成都：西南交通大学出版社，1996.107赫建国等.单片机在电子电路设计中的应用M.清华大学出版社.2005.8康华光.电子技术基础（模拟部分）M.高等教育出版社.1998.910谢自美.电子线路设计与实验M.华中科技大学出版社.2006.11121314康华光.电子技术基础（数字部分）M.高等教育出版社.1998.15赖麒文.8051单片机C语言软件设计的艺术M.科学出版社.2004.16徐波.Keil的使用技巧J.电子产品世界出版社.2006.第224期.6-9.17吴清平.单片机原理与应用实例教程M.海军出版社.2008.