目錄

【功能介紹】

【原理圖】

【PCB】?

【實(shí)物圖】

【元器件清單】

【源代碼】

【參考資料】

【參考文獻(xiàn)】

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【功能介紹】

本設(shè)計(jì)利用51單片機(jī)為主控系統(tǒng)，采用三軸加速度傳感器ADXL345進(jìn)行傾角測(cè)量，可以實(shí)現(xiàn)兩大功能：

• 實(shí)時(shí)顯示當(dāng)前測(cè)量的角度值；
• 可以設(shè)置角度報(bào)警值，到達(dá)設(shè)定角度進(jìn)行報(bào)警功能。

【原理圖】

????????原理圖中包含單片機(jī)最小系統(tǒng)，按鍵電路，顯示模塊，電源模塊，蜂鳴器模塊，傾角檢測(cè)模塊等；如需詳細(xì)資料可私信作者或加微信biyezhan007

【PCB】?

【實(shí)物圖】

【元器件清單】

10uf電解電容	1
30pf瓷片電容	2
3mm 紅色led燈	1
小電源接口	1
自鎖開關(guān)	1
自鎖按鍵	7
4針排針	1
LCD1602液晶顯示屏+16P插座	1
8550 三極管	1
5V 有源蜂鳴器	1
103排阻	1
3K電阻	1
1K電阻	2
10K電阻	3
ADXL345模塊+2*5P插座	1
STC89C52 單片機(jī)+DIP40插座	1
12M晶振	1

【源代碼】

#include <reg52.H> //頭文件調(diào)用 #include "ADXL345.h" //調(diào)用傾角傳感器的控制程序函數(shù) #include "LCD1602.h" //調(diào)用LCD1602 的顯示控制函數(shù) #include "eeprom52.h" //調(diào)用LCD1602 的顯示控制函數(shù)#define uchar unsigned char //簡化宏定義 #define uint unsigned int //簡化宏定義sbit Key_1=P1^0; //校零按鍵定義IO口 sbit Key_2=P1^1; //絕對(duì)校零按鍵定義IO口sbit Key_3=P1^2; //暫停顯示控制按鍵sbit Key_4=P1^3; sbit Key_5=P1^4; sbit Key_6=P1^5;sbit Beep=P2^3; //蜂鳴器標(biāo)志位bit angle_flag=0; //判斷處于絕對(duì)角度還是相對(duì)角度 ，angle_flag=0絕對(duì)角度顯示 Absolute angle、 =1相對(duì)顯示 relative angleint xDat,yDat,zDat; //傾角度傳感器的暫存數(shù)據(jù)變量 int x,y,z; //角度數(shù)據(jù)濾波計(jì)算暫存變量 int xNum,yNum,zNum; //角度數(shù)據(jù)濾波計(jì)算暫存變量 int ShowDatx,ShowDaty,ShowDatz; //濾波后的角度數(shù)據(jù)變量 bit SysError,key1,key2,key3,key4,key5,key6,SysMode; //系統(tǒng)錯(cuò)誤標(biāo)志位，按鍵控制3個(gè)標(biāo)志位，系統(tǒng)顯示狀態(tài)標(biāo)志位 uint ButtonTime=0; //按鍵等待延時(shí)變量int AngleDat,Dat1AngleDat; //實(shí)時(shí)角度值暫存變量 int AngleDat_value=0;float AngleDatx,CalibrationDat; //實(shí)際角度值、校準(zhǔn)角度值uchar state,ms; //數(shù)據(jù)顯示變量，定時(shí)變量 bit s1,Beep1; //數(shù)據(jù)閃爍標(biāo)志位，蜂鳴器報(bào)警標(biāo)志位/*無論是什么單片機(jī)，只要是用內(nèi)部存儲(chǔ)區(qū)域EEPROM基本使用都是這樣關(guān)于內(nèi)部存儲(chǔ)區(qū)，EEPROM，不同的單片機(jī)使用流程基本一致，單片機(jī)內(nèi)部有很多存儲(chǔ)單元，或者說扇區(qū)，每一個(gè)扇區(qū)下面有很多地址， 數(shù)據(jù)就是存儲(chǔ)在這些地址下面的。存儲(chǔ)函數(shù)的程序都是官方提供好的，這些程序，咱們只需要用三個(gè)，一個(gè)是扇區(qū)擦除函數(shù)，一個(gè)是 數(shù)據(jù)寫函數(shù)，還有一個(gè)就是數(shù)據(jù)讀取函數(shù)。 扇區(qū)擦除函數(shù)------使用哪個(gè)扇區(qū)，先對(duì)那個(gè)扇區(qū)進(jìn)行擦，函數(shù)里填寫要擦除扇區(qū)的首地址 例如 SectorErase（0x2000）;就是說擦除首地址為0x2000的扇區(qū)數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)----------扇區(qū)擦除之后，就可以使用這個(gè)扇區(qū)下的地址進(jìn)行存儲(chǔ)數(shù)據(jù) 例如 byte_write（0x2000,123）; 就是說將123存儲(chǔ)在0x2000地址下 數(shù)據(jù)讀取----------直接調(diào)用即可，例如 Dat=byte_read（0x2000）;就是說將0x2000地址下的數(shù)據(jù)讀取出來給 Dat另外---- //51單片機(jī)存儲(chǔ)區(qū)域是8位的，也就是說能夠存下的最大數(shù)據(jù)是 255，而我們存的數(shù)據(jù)一旦大于256就會(huì)出現(xiàn)一些問題 //所以，如果您的設(shè)計(jì)需要存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)大于256，那就把數(shù)據(jù)拆開存 /256得到高位 %256得到低位，之所以是256，是因?yàn)?-255,256個(gè)數(shù) // 例如數(shù)據(jù)257 257/256=1 257%256=1 ,這就存進(jìn)去兩個(gè)1，讀取的時(shí)候，將高位數(shù)據(jù)乘以256加低位數(shù)據(jù)，還原數(shù)據(jù)*///按鍵處理函數(shù)，平常按鍵處理是，判斷按鍵按下，延時(shí)消抖，再次判斷，然后按鍵死循環(huán)等待釋放，但是這樣會(huì)有 //一些問題，就是如果我按鍵一直按下，不松開，就會(huì)一直等待按鍵釋放，程序就會(huì)死在那，所以就不用這種按鍵處理 //換了一種變量判斷形勢(shì)的，比如說我將一個(gè)變量在按鍵不按下的時(shí)候等于0，按鍵按下的時(shí)候進(jìn)行累加，當(dāng)數(shù)值累加到 //一定程度，再次判斷按鍵是否按下，如果按鍵真的按下，就執(zhí)行，這種思路 void ButtonCode() //系統(tǒng)按鍵控制函數(shù) {if(!Key_2) //恢復(fù)絕對(duì)零度的校準(zhǔn)值{CalibrationDat=0; //清除校0標(biāo)志位angle_flag=0;}if(!Key_1) //校準(zhǔn)零度 記錄在絕對(duì)零度下的 角度值 （重要）{if(ButtonTime<1000) ButtonTime++; //變量累加if(!Key_1 && ButtonTime>4) //變量加到四之后，就進(jìn)行再次判斷按鍵是否按下{if(!key1) //是按鍵按下，只要這個(gè)變量等于1，就執(zhí)行一次按鍵操作，并且變量清零，確保執(zhí)行一次{key1=1;CalibrationDat=AngleDatx; //校零時(shí)記錄當(dāng)前系統(tǒng)的角度值angle_flag=1;}}else key1=0;}else if(!Key_3){if(ButtonTime<1000) ButtonTime++;if(!Key_3 && ButtonTime>4){if(!key3){key3=1;SysMode=!SysMode; //顯示角度鎖定狀態(tài)標(biāo)志位置位}}else key3=0;}else if(!Key_4) //校準(zhǔn)零度 記錄在絕對(duì)零度下的 角度值 （重要）{if(ButtonTime<1000) ButtonTime++;if(!Key_4 && ButtonTime>4){if(!key4){key4=1;state=(state+1)%2;}}else key4=0;}else if(!Key_5){if(ButtonTime<1000) ButtonTime++;if(!Key_5 && ButtonTime>4){if(ButtonTime>80){ButtonTime=75;key5=0;}if(!key5){key5=1;if(state==1){if(Dat1AngleDat<180){Dat1AngleDat++; SectorErase(0x2000);byte_write(0x2000,Dat1AngleDat);}}}}else key5=0;}else if(!Key_6){if(ButtonTime<1000) ButtonTime++;if(!Key_6 && ButtonTime>4){if(ButtonTime>80){ButtonTime=75;key6=0;}if(!key6){key6=1;if(state==1){if(Dat1AngleDat>0){Dat1AngleDat--;SectorErase(0x2000);byte_write(0x2000,Dat1AngleDat);}}}}else key6=0;}else ButtonTime=0; }/*1602液晶，是常用的顯示器件，一共是16個(gè)管腳，其中有八個(gè)管腳是數(shù)據(jù)傳輸管腳，有三個(gè)管腳是數(shù)據(jù)命令使能端管腳，還有兩組電源管腳， 其中一組電源管腳是給整個(gè)液晶進(jìn)行供電的，還有一組電源是單純的背景光電源，還剩下的最后一個(gè)管腳是對(duì)比度調(diào)節(jié)管腳，一般接上一個(gè)3K電 阻再接地即可。 一般我們用的函數(shù)，無非就是 LCD1602_write 和 LCD1602_writebyte LCD1602_write(x,y); 這個(gè)函數(shù)括號(hào)里面可以填寫兩個(gè)數(shù)據(jù)，第一個(gè)數(shù)據(jù)只能是 0 1 ，是0就說明第二個(gè)數(shù)據(jù)對(duì)液晶來說就是命令，填1就說明 第二個(gè)數(shù)據(jù)對(duì)于液晶來說就是要顯示的數(shù)據(jù)。 LCD1602_writebyte（）； 這個(gè)函數(shù)里面直接填上要顯示的字符串即可，自動(dòng)進(jìn)行顯示*/void ShowCode() //顯示控制函數(shù) {if(ShowDaty>=0) //判斷當(dāng)前系統(tǒng)設(shè)備當(dāng)前角度處于正半軸還是負(fù)半軸 //計(jì)算絕對(duì)零度時(shí)的 角度數(shù)據(jù){if(ShowDatz>=0) //判斷當(dāng)前角度是否為0°-90° / 還是90°-180°的飯{AngleDatx=(float)ShowDaty*90/257; //計(jì)算當(dāng)前角度值0-90 （當(dāng)前角度=Y周角度數(shù)據(jù)*90° / Y軸最大90°時(shí)對(duì)應(yīng)的角度數(shù)據(jù)）}else{AngleDatx=((float)2570-ShowDaty)*90/257+900; //計(jì)算當(dāng)前角度值90-180 （當(dāng)前角度=Y周角度數(shù)據(jù)*90° / Y軸最大90°時(shí)對(duì)應(yīng)的角度數(shù)據(jù)+90°）-}}else{if(ShowDatz>=0) //判斷當(dāng)前角度是否為-0°→ -90° / 還是-90° → -180°的飯{AngleDatx=(float)ShowDaty*90/257; //計(jì)算當(dāng)前角度值0--90 （當(dāng)前角度=Y周角度數(shù)據(jù)*90° / Y軸最大90°時(shí)對(duì)應(yīng)的角度數(shù)據(jù)）}else{AngleDatx=(float)((ShowDaty*-1)-2570)*90/257-900; //計(jì)算當(dāng)前角度值90-180 （當(dāng)前角度=Y周角度數(shù)據(jù)*90° / Y軸最大90°時(shí)對(duì)應(yīng)的角度數(shù)據(jù)-90°）-}}ButtonCode(); //調(diào)用按鍵控制程序AngleDatx=AngleDatx-CalibrationDat; //零點(diǎn)校準(zhǔn)部分程序if(AngleDatx>1800) //角度值劃分 超限制計(jì)算實(shí)際角度值{AngleDatx=-1800+(AngleDatx-1800); //角度值劃分 超限制計(jì)算實(shí)際角度值 }else if(AngleDat<-1800){AngleDatx=1800+(AngleDatx+1800); //角度值劃分 超限制計(jì)算實(shí)際角度值}AngleDat=(int) AngleDatx; //賦值當(dāng)前角度值并顯示if(state==0){LCD1602_write(0,0x80); // 81 95 90 -90if(angle_flag==0) LCD1602_writebyte(" Absolute angle ");else LCD1602_writebyte(" Relative angle ");LCD1602_write(0,0xC0); //顯示到第二行LCD1602_writebyte("DAT:"); //顯示當(dāng)前角度值if(SysMode==0){ AngleDat_value=AngleDat;if(AngleDat<0) //如果角度為負(fù)數(shù){LCD1602_writebyte("-"); //顯示對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)LCD1602_write(1,0x30+AngleDat*-1/1000%10);LCD1602_write(1,0x30+AngleDat*-1/100%10); LCD1602_write(1,0x30+AngleDat*-1/10%10);LCD1602_writebyte("."); LCD1602_write(1,0x30+AngleDat*-1%10); }else{ //如果角度為正數(shù)LCD1602_writebyte(" ");LCD1602_write(1,0x30+AngleDat/1000%10); //顯示對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)LCD1602_write(1,0x30+AngleDat/100%10); LCD1602_write(1,0x30+AngleDat/10%10);LCD1602_writebyte("."); LCD1602_write(1,0x30+AngleDat%10); }LCD1602_write(1,0xdf); //單位顯示符號(hào)if((Dat1AngleDat*10<AngleDat || Dat1AngleDat*-10>AngleDat) && Dat1AngleDat!=0) Beep1=1;else Beep1=0;}else {if(AngleDat_value<0) //如果角度為負(fù)數(shù){LCD1602_writebyte("-"); //顯示對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)LCD1602_write(1,0x30+AngleDat_value*-1/1000%10);LCD1602_write(1,0x30+AngleDat_value*-1/100%10); LCD1602_write(1,0x30+AngleDat_value*-1/10%10);LCD1602_writebyte("."); LCD1602_write(1,0x30+AngleDat_value*-1%10); }else{ //如果角度為正數(shù)LCD1602_writebyte(" ");LCD1602_write(1,0x30+AngleDat_value/1000%10); //顯示對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)LCD1602_write(1,0x30+AngleDat_value/100%10); LCD1602_write(1,0x30+AngleDat_value/10%10);LCD1602_writebyte("."); LCD1602_write(1,0x30+AngleDat_value%10); }}LCD1602_write(0,0xC0+11);if(SysMode==0) //顯示系統(tǒng)狀態(tài){LCD1602_writebyte(" ON ");}else{LCD1602_writebyte(" OFF");}}else{LCD1602_write(0,0x80);LCD1602_writebyte("Alarm Value:");if(state==1&&s1==1){LCD1602_writebyte(" "); }else{LCD1602_write(1,0x30+Dat1AngleDat/100%10); //顯示對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)LCD1602_write(1,0x30+Dat1AngleDat/10%10); LCD1602_write(1,0x30+Dat1AngleDat%10); }LCD1602_write(1,0xdf); //單位顯示符號(hào) LCD1602_write(0,0xC0);LCD1602_writebyte(" ");} }void interrupt_Init(void) {TMOD=0x01; //定義兩個(gè)定時(shí)器TL0 = 0x00; //設(shè)置定時(shí)初值TH0 = 0x4C; //設(shè)置定時(shí)初值 EA=1; //開總中斷ET0=1;TR0=1; }void main() //系統(tǒng)主程序 { uchar IDDat,cs;interrupt_Init();LCD1602_cls(); //系統(tǒng)初始化， 液晶顯示初始化Dat1AngleDat=byte_read(0x2000);if(Dat1AngleDat>180 || Dat1AngleDat<0){ Dat1AngleDat=45;SectorErase(0x2000);byte_write(0x2000,Dat1AngleDat);}Init_ADXL345(); //初始化ADXL345IDDat=Single_Read_ADXL345(0X00); //讀出的數(shù)據(jù)為0XE5,表示正確if(IDDat!=0XE5) SysError=1; //判斷傳感器是否正常else SysError=0;while(1) //循環(huán){ if(SysError==0) //如果系統(tǒng)傳感器正常 則{if(cs<10) //讀取角度濾波計(jì)算函數(shù)部分 連續(xù)記錄10次X、Y、Z角度數(shù)據(jù){cs++;Multiple_Read_ADXL345(); //連續(xù)讀出數(shù)據(jù)，存儲(chǔ)在BUF中 xDat=BUF[1]*256+BUF[0]; //連續(xù)讀取XYZ的實(shí)時(shí)角度距離yDat=BUF[3]*256+BUF[2];zDat=BUF[5]*256+BUF[4];xNum+=xDat; //記錄10次的XYZ總數(shù)據(jù)yNum+=yDat;zNum+=zDat;}else{x=x*0.7+xNum*0.3; //濾波計(jì)算函數(shù)部分y=y*0.7+yNum*0.3;z=z*0.7+zNum*0.3;ShowDatx= x; //得出濾波后的系統(tǒng)角度數(shù)據(jù)ShowDaty= y;ShowDatz= z;cs=0;xNum=yNum=zNum=0; //清除 記錄10次的XYZ總數(shù)據(jù)} } ShowCode(); //調(diào)用系統(tǒng)顯示計(jì)算角度函數(shù)} } //傳感器錯(cuò)誤void init_1() interrupt 1 //定時(shí)器0中斷服務(wù)程序 {TH0=0x3c; //重新賦值TL0=0xb0;ms++; //計(jì)時(shí)變量計(jì)時(shí)if(ms%2==0) //250ms定時(shí){if(Beep1==1) Beep=!Beep; //只要beep等于1，蜂鳴器就會(huì)滴滴滴滴的響else Beep=1; //否則就是不響}if(ms%10==0) //500ms定時(shí){ s1=!s1;}if(ms>19) //1s定時(shí){ms=0;} }

本文介紹了在設(shè)計(jì)的過程的關(guān)鍵點(diǎn)，供大家參考學(xué)習(xí)，如果有錯(cuò)誤或者不明白的可以直接私信作者，或者添加微信biyezhan007。

【參考資料】

?? ? ? ?本文介紹了在設(shè)計(jì)的過程的關(guān)鍵點(diǎn)，供大家參考學(xué)習(xí)，如需獲取實(shí)物、或者下載鏈接失效、對(duì)其他單片機(jī)硬件設(shè)計(jì)感興趣、有不明白的或者錯(cuò)誤的，可以添加徽信biyezhan007?

鄭重聲明，此文章提供給大家做參考模板，杜絕一切不良學(xué)術(shù)不良行為。

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?????????最后說一下，如果大家對(duì)硬件和編程感興趣，可以點(diǎn)擊牛客網(wǎng)這個(gè)連接看看，是個(gè)不錯(cuò)的學(xué)習(xí)網(wǎng)站，是學(xué)長推薦給我的，因?yàn)橹罢夜ぷ鞯臅r(shí)候沒有太多經(jīng)驗(yàn)，也不知道怎么準(zhǔn)備，去哪里搜資源，走了很多彎路，所以推薦給大家，當(dāng)初在上面大量刷題還看了好多面試經(jīng)驗(yàn)等，反正上面有很多課程+刷題+面經(jīng)+求職+討論區(qū)等資源，關(guān)鍵里面的資源全部公開免費(fèi)，不用花錢，希望能幫助家！????

【參考文獻(xiàn)】

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[5]?康華光.電子技術(shù)基礎(chǔ)數(shù)字部分（第五版）[M].高等教育出版社，2006年

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[8]何希才.傳感器及其應(yīng)用[M].國防工業(yè)出版社，2001年

[9]鄭學(xué)堅(jiān).微型計(jì)算機(jī)原理及應(yīng)用[M].清華大學(xué)出版社，2006年

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總結(jié)

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