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< 第一章：摘要 >

< 第一章：摘要 > 於日常生活當中各項事物可以說是日新月異，有的事物以大方實用為主、而有些則是以安全可靠為要，而其共同之優點為經濟實惠。現以行動通訊為例；行動電話剛引進國內之初，其體積大又笨重。但今日之行動電話則愈來愈精巧且功能齊全，使用起來也較為方便。其原理乃是將傳統電路板設計變為高精密的 IC 晶片。以下是以 8051 單晶片為專題製作之學習目標及要點： 1 、學習如何應用 8051 單晶片，並以最少之花費，設計出各式各樣生活中所常見之產品。諸如，家庭保全系統、兒童玩具、定時器、無人自走車等等。 2 、將直流馬達之特有功能設計成以下之功能：

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< 第一章：摘要 >

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Presentation Transcript

  1. <第一章：摘要> 於日常生活當中各項事物可以說是日新月異，有的事物以大方實用為主、而有些則是以安全可靠為要，而其共同之優點為經濟實惠。現以行動通訊為例；行動電話剛引進國內之初，其體積大又笨重。但今日之行動電話則愈來愈精巧且功能齊全，使用起來也較為方便。其原理乃是將傳統電路板設計變為高精密的IC晶片。以下是以8051單晶片為專題製作之學習目標及要點： 1、學習如何應用8051單晶片，並以最少之花費，設計出各式各樣生活中所常見之產品。諸如，家庭保全系統、兒童玩具、定時器、無人自走車等等。 2、將直流馬達之特有功能設計成以下之功能： a：可控制轉速、b：左右轉、c：停車等功能 3、運用組合語言程式設計，以程式控制各項功能，減少成品因增加某一項功能而須在成品上加裝其它控制元件及增加重量的負擔，以減少電源負荷。

  2. <第二章：簡介> 2-1、相關資料與理論： 1、8051單晶片： 8051單晶片為INTEL公司所生產設計的單晶片，一般以MCS-51來做一個總稱，不過習慣上仍以8051稱呼，而它的結構為8048的延伸，也就是單晶片中最廣泛應用的單晶片之一。由於它的發展工具很容易取得，參考書籍也琳瑯滿目，所以89C51常被當作初學者或進階使用。 大抵來說，電腦組成的最基本單元有以下幾個東西： a、中央處理器(CPU) 、 b、記憶體 、 c、I/O埠，而他們也都各司其職，並有專門之用途，例如：CPU負責將程式中之指令解碼並且執行、記憶體負責儲存程式及資料，而I/O則提供電腦系統與外界週邊設備的溝通管道。

  3. 在微電腦術語中，通常我們所稱的微電腦是指通用型(General Purpose)微處理晶片，例如：Z80、6502、8085、80286、80386等晶片，也就是說這些晶片只具有CPU的功能，因此如若想要構成一部完整的電腦系統，則必須要搭配其它的晶片，諸如：記憶體晶片、I/O晶片、以及相關的支援晶片，有了這些CPU晶片的輔助，電腦才得以動作。 而單晶片微電腦只含有少量的記憶體及I/O埠。現在以8bits(8位元)的8051單晶片為例，它有 4K bytes的ROM 、 128 bytes的RAM以及32個I/O埠，雖然僅有如此少量的記憶體及I/O埠，嚴格來講無法與一般之電腦系統相較，但因工業使用上不需如此多之功能，僅需少數的判斷及控制，所以在實際的應用上卻是足夠了。 2、8051單晶片功能： (1)專為控制應用所設計之8位元CPU。

  4. (2)加強布林代數(單一位元的邏輯)之運算功能。(2)加強布林代數(單一位元的邏輯)之運算功能。 (3)32條雙向且可被獨立定垃之I/O。 (4)晶片內部有128位元組可供儲存資料的RAM。 (5)內部有兩個16位元計時器(80C52有3個)。 (6)具有雙工UART。 (6)5個中斷源、且具有兩層(高\低)優先權順序之 中斷結構。 (7)晶片內有4K(8K\8052)位元的程式記憶(ROM)體。 (8)晶片內有時脈(CLOCK)振盪器線路。 (9)程式記憶空間可達64K位元組。 (10)資料記憶體空間，可定垃到64K位元組。

  5. 2-2、直流馬達功能介紹： 1、串激式： 激磁線圈與馬達電樞以串聯方式連接，因相同的電流流過激磁線圈，在未飽和情況下，若負載增加會令電樞電流、定子磁通量隨之增加而使轉速下降，稱為變速馬達。串激式直流馬達其啟動效能較好。 2、並激式： 激磁線圈與電樞並聯，其激磁的磁通量幾乎維持定值，因此當負載增加時，其轉速並未如串激式直流馬達之轉速快速下降。使用激磁馬達的好處是其轉速容易控制，可歸類為定速馬達。 3、複激式： 使用兩組激磁線圈分別與電樞做串並聯，其串聯繞組與並聯繞組可用附加程式，及兩繞組之磁式同向。負載式馬達除了串激式馬達於空載時轉速太高的缺點，但仍保留串激式的優點，那便是有良好的啟動性。

  6. 2-3、感測器電路： 感測器電路在無人自走車的整體電路設計中佔有極重要的地位，它的主要目的在於感測無人自走車現在位置，並且提供路徑的狀況給CPU來做判斷。一般自動化裝置所使用的感測器有機械式、光感測式、以及超音波感測式等。市面上較多使用的感測器以CNY70感測器佔為大宗，效果較佳且經濟為另一個重點。CNY70感測器是一個附有澸光鏡的紅外線光反射感測器，它只接收紅外線、太陽光、以及含有紅外線的光源，對其它外界所帶來的干擾可以濾除掉。

  7. 2-4、石英振盪器： 振盪器主要是在探討石英平板相關振盪模態及電性的分析，以石英為基礎之平板振盪器為3C產業中不可或缺之被動元件。其應用範圍極為廣泛;如個人電腦上的各種介面、儀表的控制元件、行動電話、石英錶等等。影響石英振盪器的振盪行為因素很多，如欲掌握產品本身之品質，薄板振盪理論與數值分析結果是極為重要的。 　　 欲知石英平板振動特性；首先需使用變分法原理，對位移磁場以幕級數展開，針對ＡＴ切面石英薄板之振盪模式進行數值模擬，以理論分析的方式，說明厚度減向振動模態與彎曲振盪之諧振頻頻率。其次以有限元素進行石英振盪器之基頻及三倍頻分析，再探討振盪器之振盪頻率與振動變形之關係，並與理論分析結果做比較或驗證。

  8. 1、電源電路： 此電路乃是由一滑動開關控制8051的電源。而整個電路之電源是由一12V的直流電池(8顆1.5V電池串聯而成)所提供的，將此輸入電壓送至穩壓IC7805處理之後，便可以獲得一穩定的5V電源，此電源乃是8051的主要電源。通常電源可設計成多個電壓源，提供其他元件使用：

  9. 2、8051基本電路：

  10. 3、功能啟動電路： 當按鈕沒有被按下時，其輸出為高電位，按下時為低電位。

  11. 4、跑馬燈電路：

  12. 5、感測器電路： 當感測器CNY70感測到光時會輸出低電位，而沒有感測到光時會輸出高電位。

  13. 6、馬達驅動電路： 當89C51送出低電位時，經由SN7404做反相動作(即低電位轉成高電位)，會使得電晶體導通，而用以推動馬達使之運轉。

  14. 7、聲控電路： 經由電容式麥克風驅動CS9013導通，使輸出為低電位。

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