stc单片机十篇

stc单片机篇1

Abstract： This article introduces ZIGBEE data transmission under the control of STC microcontroller， points out the ZIGBEE data transmission error problem caused by mismatching of data transmission mode and SCM rate， and provides a reliable solution.

关键词： ZIGBEE；数据传输；STC单片机

Key words： ZIGBEE；data transmission；STC microcontroller

中图分类号：TP274 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2013）32-0205-02

基金项目：四川省科技支撑计划项目；项目编号：2012SZ0158。

作者简介：韩贵杰（1973-），男，甘肃平凉人，教研室主任，技术八级，研究方向为天线、自动控制。

0 引言

随着电子技术的高速发展，人们对数据的获取和过程的控制需求逐渐提升，无线传感网络因为其自身的优势备受关注。ZIGBEE技术作为无线传感网络中的一员，以其超低功耗、抗干扰等优点在无线传感网络领域发挥着巨大的作用。本文采用顺舟SZ05系列嵌入式无线通信模块，此模块具有通讯距离远、抗干扰能力强、组网灵活、性能可靠等优点；可以实现点对点、一点对多点、多点对多点的设备间的数据透明传输；可以组成星型、树型、蜂窝型网状网络结构。

1 顺舟SZ05-ZIGBEE概述

SZ05系列无线通信模块分为中心协调器、路由器和终端节点，这三类设备均有其特殊的网络功能。SZ05-ZIGBEE无线通信模块接口标准规范、采用标准2.54双排插针，标准的RS-232和TTL两种收发接口，配置方式有超级终端配置模式和计算机网关配置模式。

2 SZ05-ZIGBEE和STC单片机的硬件连接

SZ05-ZIGBEE接口规范，与STC单片机连接线路简单，如图1。

由图1可以看出，SZ05-ZIGBEE和STC单片机只需通过串口相连即可，连接线少，不受单片机型号限制。

3 SZ05-ZIGBEE和STC单片机数据传输问题及解决办法

SZ05-ZIGBEE和STC单片机硬件连接如图1所示，并且不因型号而改变。SZ05作为收发模块，数据传输时常见问题为数据传输错误，当数据接收端和发射端的波特率一致时（单片机和SZ05的波特率设置一致），那么数据传输错误的症结就在于数据发送的方式和单片机的速率匹配问题了。当需要发送多个字节时，常见的收发模式有以下两种：①逐个字节连续发送，接收端逐个接收逐个处理。②多个字节打包发送，接收端一起接收一起处理。两种收发模式的流程图如图2、图3所示。

STC单片机有1T、6T、12T 时钟，不同的时钟在上述的两种收发模式下传输数据的方式各不相同，例如STC12C5A60S2（1T）以模式A或者模式B传输数据均无误，可是STC89C51（12T）以模式A传送数据时就会传输错误，这是因为模式A中发送数据和模式B发送数据没有本质上的区别，均是逐个字节发送，而接收数据时模式A是在接收到一个字节之后，会去处理已经接收的数据，12T时钟的单片机由于处理数据的速度有限，这样就会丢掉后面若干个数据，继而导致传输数据错误。12T时钟的单片机传输数据时，收发两侧的数据接口波形图如图4所示。

从图4中可以看出，收发两侧的波形图明显不一致，数据传输必然错误。对于这类因为发送方式和单片机速率而导致的数据传输错误问题，解决的办法是根据单片机速率选择合适的发送方式。通常如果发送的数据为一个字节，那么利用模式A均可发送成功，不必考虑单片机的速率；如果发送的数据较多（若干个数据），那么就要根据单片机的速率来选择了，1T时钟下选择模式A或者B均可，12T时钟下选择模式B。

4 结论

对于STC单片机控制下的SZ05-ZIGBEE数据传输错误这一问题，本文给出了详细的分析和解决办法。不同时钟的单片机在传输数据时要根据传输数据的大小和单片机的速率选择合适的数据收发方式，这样可以减少系统中ZIGBEE的调试难度和时间。

参考文献：

[1]上海顺舟网络科技有限公司.SZ05-ZIGBEE产品使用手册.

[2]孙茂，陈利学.Zigbee技术在无线传感网络中的应用[J].传感器技术，2008（2）：192-194.

stc单片机篇2

[关键词]智能娱乐系统 人机交互 STC单片机 HC_06

中图分类号：TP354 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）19-0295-01

当前市场的智能娱乐产品单一化，人机交互不方便。本文以蓝牙为通信媒介，实现上位机APP与下位机的通信，上位机通过控制下位机，可以完成对MP3，收音机，俄罗斯方块游戏的控制。STC15单片机外接多种传感器，可以实时监测环境温湿度以及是否存在有害气体。

系统原理：

STC12C5A60S2单片机驱动完成Mp3模块的播放，收音机模块的播放控制，驱动

点阵模拟俄罗斯方块游戏以及和蓝牙通信的建立。上位机与单片机的通信通过蓝牙来实现，通过传送不同的命令，来实现上述的不同功能。系统的原理框图如图1。

一、 主要硬件结构

（一） 单片机选型

本系统采用STC单片机作为控制芯片，该芯片是由宏晶公司生产的高速低功耗，抗干扰能力强的增强型8051单片机，具有通用全双工异步串行口，8路高速10位AD转换。

（二） 蓝牙模块

HC_06蓝牙2.0模块低电压3.3V工作具有2Mbps-3Mbps 调制度，灵敏度达到-80DB，外置 8Mbit FLASH，内置2.4G天线（用户无需调试），具有无线发送功能。

（三） MP3模块

VS1003是一个单片MP3/WMA/MIDI音频解码器和ADPCM编码器。它包含一个高性能，自主产权的低功耗DSP处理器核工作数据存储器，为用户应用提供5KB的指令RAM和0.5KB的数据RAM，串行的数据和控制接口，4个常规用途的IO口，一个UART，也有一个高品质可变采样率的ADC和立体声DAC，还有一个耳机放大器和地线缓冲器。

（四）收音机模块

TEA5767是一款收音机芯片，内置高灵敏，低噪声的高频放大器，内置由I2C总线控制的调频中频选择电路，具有FM立体声解调功能，拥有两个可编程端口。

（五）点阵模块

1 74HC595芯片是一种串入并出的芯片，在电子显示屏制作当中有广泛的应用。74HC595是8位串行输入/输出或者并行输出移位寄存器，具有高阻、关、断三态。它具有？100MHz的移位频率。

2 点阵本次设计中采用8*8点阵LED显示器，简称LED点阵板或LED矩阵板。它是以发光二极管为像素，按照行与列的顺序排列起来，用集成工艺制成的显示器件。有单色和双色之分，这种显示器有共阳极接法和共阴极接法两种，设计中用到的是共阳极的显示器。

二、软件实现

（一）APPINVENTOR概述：App Inventor 原是Google实验室（Google Lab）的一个子计划，由一群Google工程师勇于挑战的Google使用者共同参与。Google App Inventor是一个完全在线开发的Android编程环境，抛弃复杂的程式代码而使用积木式的堆叠法来完成您的Android程式。除此之外它也正式支持乐高NXT机器人，对于Android初学者或是机器人开发者来说是一大福音。因为对于想要用手机控制机器人的使用者而言，他们不大需要太华丽的界面，只要使用基本元件例如按钮、文字输入输出即可。

（二）APPINVENTOR应用：电脑配置好APPINVENTOR之后，建立自己需要的控件，完成对界面的优化，进入JAVA环境进行编程，之后生成APK，安装在手机中即可实现对系统的控制。

（三）软件截图如下

三、程序框图

四、结语

本文设计中，以蓝牙为媒介，实现上位机对单片机多功能智能娱乐系统的控制，并且能够对温湿度以及烟雾进行实时显示，实现人机分离，使控制更加方便。

参考文献

[1]于振南：嵌入式FAT32文件系统设计与实现[M].北京：北京航空航天出版社，2014.

stc单片机篇3

Abstract： This paper presents a design of automatic resistance tester that takes STC12C5408AD ultra-low power microcontroller as control core. Circuit through the relay to achieve the automatic change of range， so as to achieve the measurement of the resistance parameters. System uses high-precision resistors as a reference resistor， through voltage proportional calculation method to calculate the resistor values， uses STC12C5408AD to control measure and calculate results， then add the self-calibration circuitry to improve measurement accuracy， simultaneously uses differential pressure method to eliminate the effects of power fluctuations on the results. The system completes the measure of resistors and potentiometers， accordingly achieve LED real-time display and RS232 real-timely displays the potentiometer resistance curve with the rotation angle on the host computer. In addition， through the host computer to design resistance value， the system will be able to filter out the relative stability resistive element in the measured resistance.

关键词： STC12C5408AD；差压法；自动电阻测试仪；RS232

Key words： STC12C5408AD；differential pressure method；automatic resistance tester；RS232

中图分类号：TM934.1 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2014）14-0055-02

0 引言

随着电子行业的快速发展，电子产品日新月异，电阻元件作为电子成品电路中最基本的电路元件之一，需求量也不断加大。而对电阻元器件阻值精度的控制是决定了产品质量优劣的关键因素之一。尤其在电子仪表中，需要精密电阻来提高仪表的精度。而对于生产加工电子产品的OEM而言，往往需要直观、快捷又能保证精度的测出电阻值的阻值来保证生产效率。因此，设计一个不仅安全性和可靠性高，而且简易实用的高精度电阻测量仪具有很大的现实意义。利用单片机作为控制核心的智能仪器仪表应用广泛，其具有可靠性高、功耗低、体积小等优点，使得测量仪表更加数字化、智能化和微型化。

2 硬件设计

2.1 电阻测量电路 电阻的测量采用比例法，通过继电器来自动的改变电阻的量程，不同的量程采用不同的比对电阻，通过单片机采集被测电阻两端的电压值来计算被测电阻的阻值，如图2所示。

2.2 自动转换量程电路 当被测电阻的阻值超过电阻测量仪的测量范围时，单片机输出控制信号给继电器，继电器吸合后对应的测量电路通路，从而实现电阻的测量。继电器工作电路图如图3所示。

2.3 单片机STC12C5408AD控制电路 单片机STC12C5408AD通过相应的控制引脚分别与电阻测量电路、自动转换量程电路、LED显示模块及串口通信电路进行连接。被测电阻元件在自动量程转换电路控制下切换至最佳量程，所测电压经单片机内部AD转换电路数字量化后经软件计算，再由LED显示模块和上位机进行显示。

3 软件流程设计

本系统软件设计采用模块化的编程方法，增加了程序的可读性和可移植性，也便于调试。整个软件程序包含初始化函数、测试函数、存储函数、内存数据显示函数、上位机通信函数、自动/手动设置函数等模块，软件设计框图，如图4所示。

4 结论

通过单片机STC12C5408AD对被电阻在路分压值进行初步判断后再经继电器选定最佳量程，由单片机自带AD电路进行数字量化处理，利用差压法消除由于电源波动引起的误差，使测量结果具有一定的测量精度，其方法的最大优点是软件简单、计算量小，相对误差小于1%，操作简单，具有较强的实用性。另外，通过串口通信实现了上位机的显示，使操作具有真观性、交互性。

参考文献：

[1]徐思成，翟卫青.一种新型智能电阻测试仪的设计与实现[J].煤矿机械，2005（10）.

stc单片机篇4

[关键词] 慢传输型便秘；胃肠动力；胃肠道激素；穴位埋线

慢传输型便秘（Slow transmitcons tipation，STC）病因不清，症状顽固，治疗困难[1]，目前多用药物对症处理，长期滥用泻药易形成水、电解质、酸碱平衡失调，营养缺乏，且停药后极易复发，最终求助于外科手术治疗，患者多为非意愿接受。探讨治疗STC的有效方法是临床研究的重要课题。本研究重点观察穴位埋线对STC患者胃肠道激素和胃肠动力学的影响以及近远期疗效。

1 对象与方法

1.1 对象

研究对象为2008年1月-2010年1月长垣县公疗医院门诊STC病人111例。随机数字表法分为埋线组55例和莫利组56。

1.2 诊断标准

符合国际罗马Ⅱ诊断标准[2]，在过去的1年中，持续或累积12周以上存在至少以下2个症状：（1）≥1/4时间排便费力；（2）≥1/4时间粪便坚硬或团块状；（3）≥1/4时间排便不尽感；（4）≥1/4时间排出困难或阻塞感；（5）≥1/4时间排便需用物协助；（6）排便频次＜3次/周。

1.3 排除和剔除标准

排除肠道器质性疾病、药物性便秘，年龄＜18岁，妊娠期妇女，对莫利过敏，合并心脑血管、肝、肾疾病等者。剔除治疗依从性差不能坚持治疗者，治疗期间服用影响胃肠动力药，出现严重不良反应或并发其它严重疾病者。

1.4 治疗方法

两组均采用一般治疗，包括对患者进行排便生理相关知识指导，坚持定时排便，膳食中增加纤维素含量，多饮水，忌食辛辣，适量活动，生活规律等。埋线组：取穴天枢（双）、大肠俞（双）、足三里（双）、脾俞（双）、关元；操作方法：将1.5cm长度的3-0号羊肠线置于埋线针前端，穴位常规消毒，埋线针刺入，得气后，将羊肠线植入穴内，2周1次，共埋线4次。莫利组：枸橼酸莫沙必利片（鲁南制药股份有限公司，国药准字H19990317），5mg，tid，饭前服用，疗程2个月。两组病例治疗中均不再加用其它泻药，从治疗开始超过7天不能自行排便者人工灌肠，同时以无效退出观察。

1.5 观察指标

（1）胃肠道激素测定 分别于空腹和餐后1h采集静脉血测定胃泌素（ gastrin，GAS），P物质（ substance P，SP）、血管活性肠肽（ vasoactive intestinal peptide，VIP），试剂盒由北京海科锐公司提供。（2）结肠传输试验（GITT） 选择干预前，治疗后0、1、3、6个月为检查时点，检查期间生活和饮食习惯不变，在检查前1天9点口服30粒不透X光标志物，72h后摄腹部平片一张，记录存留在肠道内的标志物粒数。（3）症状体征量化积分，表1，总分=各项积分之和。近期疗效标准，治愈：症状体征消失，总积分降低≥90%。显效：积分降低＜90%，但≥70%。有效：积分降低＜70%，但≥30%。无效，积分降低＜30%。（4）随访 以疗程结束为随访起点，以治愈为始点事件，每2个月随访1次，以症状积分恢复到疗前水平视为复发（终点事件）。

1.6 统计学处理

胃肠道激素比较采用非参数Kruskal-Wallis检验，标记物肠道滞留数量采用非等距重复测量资料方差分析，近期疗效比较采用有序Logistic回归分析。随访情况采用生存分析，Log-Rank检验。统计软件为SPSS15.0。

2 结果

2.1 一般资料描述

埋线组（55例）和莫利组（56例）各有3例和2例脱失，最终分别有52例和54例完成研究。埋线组男23例，女性29例，年龄20-71岁，平均（35.26土12.17）岁，病程2-32年，平均（10.87土8.31）年；莫利组男22例，女32例，年龄 19-69岁，平均（34.96土11.25）岁，病程2.3-29年，平均（11.09土7.25）年。经均衡性检验，两组一般资料差异无统计学意义。

2.3 胃肠道激素比较

干预后埋线组GAS、SP和VIP升高，与干预前比较及莫利组比较差异均有统计学意义，莫利组干预前后GAS、SP和VIP变化不显著，表2。

2.3 近期疗效比较

两组治愈、显效、有效和无效构成比不同，Logistic回归，埋线组偏向治愈的优势是莫利组的2.23倍（2.718280.803≈2.2322）、Wald=4.730，P=0.030，平行性检验，χ2＝0.080，P＝0.961，表3。

2.4 结肠传输功能动态追踪

不同时间点比较（时间因素）和两组比较（分组因素）标记物残留数量差异均有统计学意义（F=156.388，P=0.000；F=44.296，P=0.000）。两组标记物残留数量趋势变化不平行（F=24.254，P=0.000），表现为从治疗后1mo开始莫利组标记物残留数量迅速上升，至疗后6mo接近疗前水平，埋线组趋于平缓上升，表4，图1。

2.5 两组复发率比较

随访12个月，埋线组近期治愈的30例中复发5例，莫利组治愈的21例中，复发9例，累积复发概率分别是16.7%和42.9%。Log-Rank检验χ2＝4.539，P=0.033，图2。

图2 两组复发曲线（Kaplan-Meier法）

3 讨论

STC属于全身性、多系统、多器官参与的综合征[3]，可由多种因素协同所致，很多发病因素又互为因果，虽然STC 的病因还不是十分清楚，但有一点是可以肯定的，平滑肌是胃肠道活动的最终效应器，它的形态异常和运动失调会直接影响到结肠的收缩[4]。任何直接或间接因素导致神经传导障碍、肌肉收缩力的降低或者Cajal细胞起搏异常都会影响结肠的蠕动，最终引发粪便在结肠的传输速度减慢，形成STC[5]。故应用促动力剂可望成为治疗STC的理想药物，莫沙必利属5-HT4受体激动剂，它通过激动5-HT4受体而促进肠肌间神经丛释放乙酰胆碱，加强胃肠动力，从而发挥治疗效果。本文结肠传输试验证明应用莫利后胃肠动力较干预前明显提高，佐证了该药促胃肠动力的近期作用。

STC患者血液定的胃肠激素水平异常可能与结肠运输障碍有关[6]。GAS是胃肠兴奋性运动神经元的重要递质，P物质能抑制胃肠道黏膜分泌、刺激肠道运动，VIP被认为是胃肠道的抑制性递质，其作用是刺激肠道分泌，松弛胃肠道平滑肌，介导胃肠蠕动反射[7]。无论是兴奋性还是抑制性递质减少，均不可避免地发生STC[8]。但也有研究证实抑制性递质增加与STC的发生有关[9]。本资料显示，穴位埋线后，患者GAS、SP和VIP较干预前显著升高，提示STC患者存在严重的胃肠道激素分泌障碍，干预后由于胃肠道激素分泌的增加，结肠传输功能恢复，症状得以缓解。单纯应用莫利，虽然可以使胃肠道运动加强，暂时缓解症状，但这种作用持续时间是有限的，同时胃肠道激素也无明显改变，难以维持长远疗效。便秘的疗效评价并不仅仅是近期症状体征的改善，达到长期的无复发和维持持久的胃肠运动功能较临时症状缓解更重要。为此，本研究重点进行了胃肠传输功能的动态追踪和1年的随访研究。结果证明：埋线组12个月复发率16.7%，远低于莫利组42.9%的复发率。结肠传输功能也佐证了埋线对胃肠道运动功能的维持更持久。

穴位埋线疗法充分发挥针刺、埋针、穴位封闭等多种因素的复合刺激作用，充分体现了《内经》中“深纳而久留之，以治顽疾”的治疗思想。羊肠线埋入穴位，形成一种复杂、持久而温和的非特异性刺激；另外羊肠线为异体蛋白，分解吸收后通过一系列的生物化学反应和刺激，达到改善组织器官血液循环，恢复组织器官功能的作用。天枢位于人之身半，乃气机运行之枢机，又为大肠募穴，刺激可通腑行气，水液下达使肠道得濡，粪质得润而行。配其背输穴大肠俞共同调理气血，疏通腑气，促进胃肠运动。足三里为足阳明胃经的下合穴，《灵枢・邪气脏腑病形》提出 “合治内府”，该穴具有通腹气、利大便的作用。脾俞可调脾胃之气，生津润肠以通便。关元温肾化气，蒸化津液，主治由虚寒积聚所致的肠道动力下降。诸穴合用，使上焦得宣、中焦得疏、下焦得补、三焦通畅，则脏腑调和，阴阳平衡，便秘自愈。现代实验研究显示：针刺天枢、大肠俞、足三里可调节脊髓内低级中枢与大脑皮层，促进胃肠平滑肌蠕动功能，增强盆底横纹肌力量，加强内外括约肌的协同作用，促进消化道腺体分泌，增大肠道液体容量，以促进排便。李红等[10]研究证实：穴位埋线和针刺足阳明胃经穴位均可使血中GAS和SP含量增加，但穴位埋线的增加更明显；易受乡等[11]针剌天枢和足三里穴，发现胃窦SP升高。本研究穴位埋线后血浆GAS、SP和VIP增加，不论与干预前比较或是与莫利组比较均得到了统计学支持。由此推测，穴位埋线改善STC患者临床症状和提高结肠传输功能与胃肠道激素变化有关。

总之，穴位埋线治疗STC的优点不仅仅在于能避免因长期服用药物或手术治疗所带来的副反应，而且能够调整机体的整功能，促进胃肠道激素道分泌和胃肠动力的改善，从而达到标本兼治、巩固疗效的效果，且穴位埋线简便易行，费用低廉，在基层单位开展具有广扩的应用前景。

参考文献：

[1] 罗金燕，王学勤，戴菲，等.慢传输型便秘结肠动力学研究[J].中华消化杂志，2002，22（2）：117-119.

[2] Thompson WG，Longstreth GF，Drossman DA，et al.Functional bowel disorders and functional abdominal pain[J].Gut，1999，45（2）：43-47.

[3] 刘海峰，何俊堂.慢传输型便秘发病机制的研究进展[J].胃肠病学，2005，10（6）：379-381.

[4] 徐爱忠，彭洪云.慢传输型便秘病因研究进展[J].结直肠外科，2006，12（2）：125-127.

[5] Bassotti G，Chistolini F，Marinozzi G，et al.Abnormal colonic propagated activity in patients with slow transit constipation and constipation-predominant irritable bowel syndrome[J].Digestion，2003，68（4）：178-83.

[6] 张兰花，焦俊，郭晓山，等.慢传输型便秘患者结肠动力与胃肠激素的关系[J].临床消化病杂志，2005，17（1）：17-19.

[7] 刘海峰，何俊堂，汪兴伟，等.慢传输型便秘大鼠结肠壁内神经病理学改变[J].中华消化杂志，2005，25（9）：564-565.

[8] 丁义江，哈楠林，丁曙晴，等.结肠慢传输型便秘与突触素和P物质及血管活性肠肽的临床研究[J].中华胃肠外科杂志，2004，7（6）：485-487.

[9] 黄重发，金韩.结肠水疗对便秘型IBS患者胃肠激素影响的相关性研究[J].重庆医学，2008，37（5）：516-518.

stc单片机篇5

关键词：电磁密码箱，报警，蜂鸣器，STC89C52

一、总体方案设计

它是以STC89C52单片机为核心，配以相应硬件电路，完成密码的设置、存贮、识别、驱动电磁执行器并检测其驱动电流值、接收蜂鸣器送来的报警信号、发送数据等功能，单片机接收键入的代码，并与存贮在EEPROM中的六位密码进行比较，六位密码可以有298万多组密码供主人随意变换，保密性极高，可选密码组是连续排列的，如果密码正确，则驱动电磁执行器开锁；如果密码输入不正确，则单片机通过通信线路向智能报警器发出报警信号。

密码箱主要由矩阵键盘、单片机、外部硬件等部分组成。其中矩阵键盘用于输入数字密码和进行各种功能的实现。实际使用时只要将单片机的负载由继电器换成电磁密码箱的电磁铁吸合线圈即可，当然也可以用继电器的常开触点去控制电磁铁吸合线圈，单片机将每次开锁操作和此时电磁执行器的驱动电流值作为状态信息发送给单片机的芯片处理，同时将接收来自无限循环的密码识别程序的报警信息也发送给智能报警器，从而使整个密码箱正常运行。

二、硬件现及单元电路设计

1、单片机的时钟电路与复位电路设计

本系统采用STC系统列单片机，相比其他系列单片机具有很多优点。一般STC单片机资源比其他单片机要多，而且执行速度快；STC系列单片机使用串口对单片机进行烧写，下载程序较为方便；STC51单片机内部集成了看门狗电路；且具有很强抗干扰能力。本系统采用内部方式的时钟电路和加电自复位的复位电路，由于单片机P0口内部不含上拉电阻，为高阻态，不能正常地输出高/低电平，因而该组I/O口在使用时必须外接上拉电阻。

2、键盘电路设计

在单片机应用系统中，一般都会设置键盘，主要为了控制运行状态，输入一些命令或数据，以完成特定的人机交互。键盘是与单片机进行人机交互的最基本的途径，其以按键的形式来设置控制功能或输入数据，按键的输入状态本质上是一个开关量。对于简单的开关量的输入可以采用独立式按键，这种方法接口简单，但占用单片机I/O端口资源较多。对于输入参数较多、功能复杂的系统，需要采用矩阵式键盘进行输入控制。本系统采用4×4矩阵式键盘。

3、液晶显示电路设计

液晶显示器（LCD）是一种功耗很低的显示器，它的使用非常广泛，比如电子表、计算器、数码相机、计算机的显示器和液晶电视等。电子密码锁中需要显示的信息比较多，为了能直观的看到结果，并且为了设计显的美观，使用总线和排阻进行简化连接方式，本设计采用液晶显示屏LCD进行显示，

4、存储芯片电路设计

I2C总线（Inter Intergrate Circuit BUS）全称为芯片间总线，它在芯片间以两根连线实现全双工同步数据传送，一条数据线（SDA）和一条串行时钟线（SDL），可以很方便地构成器件扩展系统。I2C总线采用两线制，由数据线SDA和时钟线SCL构成，为了对数据进行存储，本系统使用串行EEPROM芯片，AT24C01系列是典型的I2C串行总线的EEPROM，本系统采用此芯片进行数据存储。

三、系统软件设计方案

1、主程序流图

如图所示为主程序流程图，用户才可以自行设定和修改6位密码，密码输错会有提示声。只有键入6位开锁密码完成正确才能开锁。

四、系统的安装与调试

安装步骤1.检查元件的好坏。按电路图买好元件后首先检查买回元件的好坏，按各元件的检测方法分别进行检测，一定要仔细认真。而且要认真核对原理图是否一致，在检查好后才可上件、焊件，防止出现错误焊件后不便改正。2.放置、焊接各元件按原理图的位置放置各元件，在放置过程中要先放置、焊接较低的元件，后焊较高的和要求较高的元件。特别是容易损坏的元件要后焊，在焊集成芯片时连续焊接时间不要超过10s，注意芯片的安装方向。

参考文献：

[1] 王千. 实用电子电路大全[M]. 电子工业出版社， 2004， 28-36

[2] 彭为. 单片机典型系统设计实例精讲[M]. 电子工业出版社，2 006， 69-88

[3] 张荣. 基于单片机的智能系统设计与实现[M]. 电子工业出版社， 2005， 35-38

[4] 朱勇. 单片机原理与应用技术[M]. 清华大学出版社， 2006， 14-16

stc单片机篇6

关键词：火灾监控系统；智能灭火机器人系统

一、概述

该装置由火灾监控系统和智能灭火机器人组成（如图1所示）。一旦火灾监控系统发现火源，灭火机器人立即自行启动，寻找并扑灭火源。同时，可将火灾现场的情况无线传输到远程PC机上。

图1 系统工作示意图

二、火灾监控系统硬件结构

火灾监控系统以STC公司的IAP15F2K61S2单片机作为主控芯片。该系统主要由火焰检测模块、LCD显示模块、无线传输模块和电源模块组成（图2所示）。

图2火灾监控系统的硬件结构

1.监控系统主控芯片

我们选择STC公司生产的IAP15F2K61S2芯片作为主控芯片。IAP15F2K61S2是STC公司生产的最新、最先进的一款单片机，它使用方便，可接许多外部设备，适用于该套智能系统的控制[1]。

2.火焰检测模块（LM393）

火焰检测模块主要由多块火焰传感器组成。将各个火焰传感器分布于所要监控的各房间，用来采集实时数据。

火焰传感器的特征：（1）尺寸：长30mm 宽10mm高 13mm（2）主要芯片：LM393、红外接收头（3）工作电压：直流3-5V（4）模块特点：1、具有信号输出指示。2、单路信号输出。3、输出有效信号为低电平。4、用于检测波长在760纳米～1100纳米范围内的热源5、探测角度达60度。6、电路板输出开关量，兼容性好，可直接接单片机。

3.LCD显示模块

该模块能够显示所监控空间的实时火灾情况。采用1602液晶显示器作为显示模块，因其字库数据丰富，使用方便，耗电量低。

4.无线传输模块

无线传输模块将各个传感器检测到的实时数据发送给机器人，以便其执行相应的动作。我们采用CC1101E无线传输模块作为监控系统与机器人通信的桥梁。CE1101E无线传输模块的频带范围为470-510MHz和950―960MHz，是很适合于该系统的低功耗无线传输。

三、灭火机器人的硬件结构

灭火机器人在接收到监控系统传来的火灾信号后，立即自行启动并去扑灭火焰，还能将火灾现场的视频信息通过无线WIFI模块实时传输到远程PC机上（结构如图3）[2]。

图3灭火机器人的硬件结构

1.实景灭火机器人物理设计

为了能让机器人能在真实的环境中达到灭火的目的，灭火机器人的骨架均由耐火材料制成，其长、宽约为0.5米，高约1米。采用干粉灭火器灭火，并采用大功率电机作为移动车轮。由于机器人体积和功率较大，故采用较高电压的电池作为供电系统。

2.无线传输模块

无线传输模块用来接收监控系统传回的实时火灾情况，根据实时数据执行下一步的动作。该模块采用与监控系统一致的CC1101E无线传输模块。

3.实时视频采集模块

实时视频采集模块由摄像头模块和WIFI模块组成。灭火机器人通过摄像头采集实时视频信号，然后通过WIFI模块将实时视频信号传输给远程PC机。[3]

4.智能灭火模块

该模块主要由机器人上的火焰检测模块和干粉灭火器模块组成。机器人上的火焰检测模块主要用来检测火焰和为机器人的姿态调整提供数据支持。干粉灭火器模块主要用来在机器人调整到合适的位置时扑灭火焰。灭火器可由CDS5516舵机控制开关。CDS5516舵机的特点：舵机的控制脉冲周期20ms，脉宽从0.5ms-2.5ms，分别对应-90度到+90度的位置

5.红外避障模块

采用红外传感器作为避障传感器。当有物体遮住传感器时，传感器返回给主控芯片的值为0；传感器检测不到物体时，返回值为1。其主要用来躲避障碍物，便于寻找火源。

四、总结

通过一系列测试，该系统有以下特点：（1）实景灭火机器人的启动由火灾监控系统发来的实时信号控制，反应速度快，不需要人为控制。（2）实景灭火机器的灭火喷头能自由移动来适应不同的火源位置。（3）实景灭火机器人使用灭火器来扑灭火源，能很好的适应各种情况造成的火灾。（4）机器人能传回火灾现场的实时画面，能让现场以外的人第一时间的看到火灾现场的视频画面。

该系统很好地保护了用户的财产与生命安全，并且该装置功耗小、制作成本低，因此具有广泛的应用性。

参考文献:

[1]李全利.单片机原理及接口技术[M].高等教育出版社.2009: 175-256

[2]张佐权.竞赛用灭火机器人智能优化技术的研究与实现[D].电子科技大学.2012: 13-19

[3]杜舰.基于视觉的火灾探测系统研究[D].大连海事大学.2013: 21-36

stc单片机篇7

摘要：为完成对船舶电站的自动监控，结合实际的控制功能和要求，提出了一个以STC单片机技术为核心的船舶电站监控系统，着重介绍了控制系统的功能、组成，并对硬件设计和软件程序设计等方面进行了详细分析。系统具备电站监控、工作状态显示、故障报警显示和存储、参数设定等功能，人机界面友好，为日后实现驾控—集控一体化控制奠定了基础。

关键词：永磁电机；船舶电站；单片机技术；自动机舱；自动控制

0引言

船舶电站监测是每条自动化船舶必备的功能之一，它包括了船舶电力的控制、分配、监测、报警等，并具有集中显示功能，是船舶电站自动化实现的重要技术手段之一。随着船舶自动化程度越来越高，对船上电气技术管理人员的操作能力和应急反应能力的要求也越来越高，因而除了不断熟悉船舶电站工况，还需要有可靠的监控软件做保障，这样才能有效提高船舶电站操作运行的准确率。当前，能够完成上述功能的控制系统以采用PLC控制技术和单片机控制技术为主，两者都具有较强的集中控制能力，但是在通信功能上两者有较大区别。随着工控技术的不断发展，应用计算机软件的开发，基于单片机技术的船舶电站控制系统慢慢显示出了其在通信方面的优异性能，应用单片机技术的船舶监控系统能更好地处理信号，快速响应，是今后技术开发的一个新方向。

1船舶电站监控系统的总体功能

船舶电站的管理主要涉及船舶发电机组的控制、启停、并车、监控等操作，并能同时调整及稳定电网电压、频率等信号，使船舶电力参数始终稳定在一个标准范围之内，从而满足船舶正常航行需求。本系统对船舶电站的发电机组根据负载需要进行自动启动、投入运行、自动同步和自动并车；并实现频率、电压自动恒定；联锁运行机组间功率、负载自动分配和转移；重载控制，根据电站负荷状态自动卸载或投入次要负载；自动解列、自动停车。系统能够对船舶电站进行实时监控，并经过组态系统展现在屏幕界面上，方便简洁。

1.1发电机组的启停控制

在发电机组控制屏上分别设置手/自动启动、手/自动停止与应急停机的控制按钮。如果有一路控制线路故障，只会对单台发电机组的作业状态产生影响，不会对其他机组产生影响，保证了其他机组的正常工作。

1.2并车控制

若要实现自动并车，需具有并车控制与自动调频调载功能，即能够对每台柴油机的频率、功率进行自动调节，实现机组的准并车状态；然后将待并机组投入电网，并网后能够执行恒频、功率与负载自动分配等操作。

1.3汇流排监测

汇流排监测可以通过屏面上旋钮来观测电网及发电机的电压、电流、频率、功率因数等电气参数，根据控制单元的电网功率余量进行计算判断，确定是否要解列或是启动备用机组投入电网。

1.4发电机组和电网监视器

监视器是监控系统的重要组成部分，主要负责监视电网的电压、频率，机组的水温、水压、油温、油压等机、电参数是否正常，确保电网供电的连续性。

1.5重载询问

重载询问即大负荷设备投入运行时，若电网的剩余功率能满足大负荷工作可直接投入；若电网的剩余功率不能满足大负荷工作，就会提示启动备用机组并网工作，在备用机组没有并网运行前，拒绝大功率设备启动工作。

1.6自动分级合闸

当机组故障跳闸时，电网会出现短暂的断电现象，在电网自动恢复供电后，为迅速恢复整个电力系统运行，在自动电站系统中可以设置自动重合闸装置，用于主辅机、舵机及其他重要设备的自动启动。

2STC控制系统的组成

系统的总体设计思路如下：通过电压互感器和电流互感器采集电网参数后输入专用采集芯片ATT7022B，通过STC单片机的处理得到计算结果，可以将采集模块采集到的电压有效值、电流有效值、频率、功率、功率因数等电气参数实时、远程传输至上位机，在触摸屏上显示出来，用于监测、分析和记录。STC单片机控制的船舶电站系统主要包括监测、控制、报警三个模块，它们既相互独立，又相互关联。在电站运行过程中，电压、电流、频率、功率等参数在船舶各个功能状态发生变化时其值也会发生改变，从而影响机组并入电网的频率及电压质量可能，引起电网频率的波动，甚至会导致电网断电。监测模块能对船舶原动机、发电机、其他配电装置及相关设备等的运行参数进行实时采集监测，当监测值偏离设定值一定范围时，便会有报警输出提示和自动记录储存，并且能通过控制模块输出信号，对船舶电站的频率、电压等进行自动调整，保证电网质量。控制模块也可对发电机组的启动、并车进行自动控制。如果系统监测到电网偏离情况比较严重，超过安全数值范围，控制模块会采取一定的防范措施，避免事故的发生与恶化。

3系统硬件设计

船舶电站监控系统的运行过程比较复杂，但它能及时应对突发事件，最大限度保证船舶的运行安全及船员生命安全。而保证系统硬件的有效性是确保电站运行可靠性的重要前提，作为船舶自动电站的核心部分，系统硬件主要实现船舶电气设备运行状态监控、保护及报警输出，船舶电力主开关及机组加减速信号处理，电站状态，各机组有功功率、电压、频率，电网电压、频率监控等功能。单机组结构如图2所示，具体模块如下：

3.1信号输入模块

信号输入模块由A/D转换模块、光电隔离模块组成，A/D模块将4～20mA的电流模拟量转化为数字量传递给单片机的中央处理器；光电隔离模块能够对输入电路和输出电路进行有效的电气隔离，清除外来的谐波干扰，保障信号传输的准确性。

3.2信号输出模块

信号输出模块主要是指继电器模块，其将单片机处理后的信号转换成开关量输出，发送给发电机组，其输出是常开触点，即在继电器不通电的状态下，继电器的触头处于断开状态。另外，继电器都连接一个工作状态指示灯，当线圈得电时，静触点处于接通状态，指示灯亮；当继电器线圈失电时，指示灯灭。

3.3电量预处理模块

电量预处理模块负责将发电机和电网实际电量进行变送后采集，经过处理后变为电压0～2V的信号输入，再通过滤波后输出方波信号。

3.4电量变送模块

电量变送模块是电压、电流、功率、频率等基本电气参数的变送采集处理单元，一般情况下，变送器输出的标准电流信号是4～20mA，通过转换成0～5V或-5～0V的标准电压信号，对变送器采集的电压、电流、功率以及电压信号进行A/D转换，再进行通信、显示与计算，便于集中监控与处理。

4系统程序设计

要实现对电站的监控，系统需要准确采集电气信号，并对信号进行集中处理。以STC单片机为核心的监控系统能对连续的模拟及数字信号进行处理，若要实现实时监视与控制，需进行编程，一旦电站中有异常情况出现，设计的程序能立即报警，输出信号点亮指示灯及打开蜂鸣器，并将信息输送至上位机，在人机界面上显示出来，必要的情况下，可通过界面按钮完成人工操作。整个系统的软件设计分为核心控制程序和触摸屏界面控制程序设计两个部分。核心控制程序通过C语言进行编程，能够实现数据的逻辑判断、分析处理和输出执行等功能；界面的显示控制程序设计是通过MCGS组态软件实现，MCGS是一款功能较为强大的组态软件，设计开发过程较为简单，能获取良好的监控信号，较为完善地实现系统监控、报警与显示功能，从而及时通知船员进行相关的应急操作，更好地保证船舶安全航行。

5结语

随着船舶自动化技术的不断发展，电站自动化的内容将更为丰富，在船舶航行中的地位也会越来越重要。船舶电站监控系统能确保全船电力供给的安全有效进行，本文利用STC单片机作为核心控制芯片，应用组态软件实现了电站监控、工作状态显示、故障报警显示和存储、参数设定等功能，人机界面友好，为日后实现驾控—集控一体化控制奠定了基础。

［参考文献］

[1]祝贺.船舶电力监控系统设计[D].哈尔滨：哈尔滨工程大学，2009.

[2]白一鸣.船舶电站自动监控系统的设计与研究[D].大连：大连海事大学，2009.

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[5]曹冬华，刘金林，曾凡明.数字化设计技术在舰船动力装置生命周期中的应用[J].舰船科学技术，2012，34（11）：159-164.

stc单片机篇8

Development of interstitial cells of Cajal in fetal intestines

【Abstract】 AIM: To study the development and distribution of interstitial cells of Cajal (ICC) in fetal intestines. METHODS: Twelve samples of gestation ICC from 3-4 months were collected， ckit immunohistochemistry were used in the experiment. RESULTS: ①ICC was distributed in circular muscle layer， longitudinal muscle layer and the myenteric plexus. ②The distribution of ICC varied throughout the intestines with different gestational ages and intestines layers. The number of ICC increased with the gestational age. ③ICC appeared first along the myenteric plexus， then in muscle layer and then in deep muscular plexus. ④With the increase of gestational age， the cell body enlarged and its foot processes elongated. ICC formed network gradually. CONCLUSION: The development of ICC varies throughout the intestines with the different gestational ages and intestines layers. ICC are located primarily in the myenteric plexus of Auerbach. The number of ICC increases and ICC form network gradually with the increase of gestational age.

【Keywords】 interstitial cells of Cajal; intestines; distribution; fetal

【摘要】 目的: 研究胎儿肠道Cajal间质细胞（interstitial cells of Cajal，ICC）分布及发育情况. 方法: 搜集中止妊娠3~8 mo胎儿标本12份，采用酪氨酸激酶受体（ckit）抗体免疫组织化学方法标记胎儿肠道ICC. 结果: ①ICC分布于肠肌间神经丛、纵肌和环肌层面；②不同胎龄胎儿标本，不同层面ICC分布存在差异，随胎龄增加，ICC数目增多；③ICC的呈现按一定时间顺序，肠肌间神经丛，ICC呈现最早，肌内次之，深肌丛较晚；④ICC胞体逐渐增大，足突延长并互相连接，形成细胞间网络结构. 结论： 胎儿肠道ICC主要分布肠肌间神经丛周围，不同胎龄ICC分布及发育存在差异，不同层面ICC分布不同，随着胎龄增加，ICC数目增多，逐渐形成网络结构.

【关键词】 Cajal间质细胞；肠；分布；胎儿

0引言

Cajal间质细胞（interstitial cells of Cajal，ICC)来源于间充质远祖细胞，该细胞表达kit和平滑肌球蛋白重链，在妊娠后期ICC和纵形平滑肌谱系开始分叉［1］. ICC为分布于消化道自主神经末梢与平滑肌细胞之间的特殊类型细胞，其细胞膜表面存在许多神经递质受体如ckit，CD34等. ICC功能既由其数目、分布、免疫活性决定，又受神经，肌细胞功能影响. ICC与肌细胞间的缝隙连接对其功能发挥起重要作用. ICC分布异常、数目减少、功能降低可能是引起慢传输型便秘，慢性假性肠梗阻等胃肠动力性疾病的主要因素. 目前缺乏对ICC发育研究的资料，我们拟探讨胎儿ICC发育、分布，对明确胃肠动力性疾病病因，可能具有重要意义.

1材料和方法

1.1材料

12份中止妊娠之胎儿标本，根据胎龄分为3组: 3～4 mo 3份、5～6 mo 3份、7～8 mo 6份. 主要试剂为兔抗人ckit抗体，生物素标记的羊抗兔IgG，由sants cruz提供，ABC复合物Dako提供.

1.2方法

1.2.1组织处理由西安仁和医院妇产科提供中止妊娠手术后胎儿标本，取胎儿不同肠管各一段，经生理盐水冲洗，置入bouin液24 h固定，石蜡包埋，制成5 μm厚切片，将同一胎龄不同部位石蜡切片贴于涂有AES同一载玻片，37℃温箱烘干备检.

1.2.2ABC免疫染色法石蜡切片二甲苯脱蜡，梯度乙醇脱水； 3 mL/L甲醇H2O2室温孵育30 min； 抗原修复标本于柠檬酸缓冲液（10 mmol/L pH 6.0）微波炉加热10~15 min； 10 mL/L正常羊血清30 min，封闭背景； 加兔抗人ckit抗体，4℃冰箱孵育过夜；生物素标记的羊抗兔IgG，室温孵育2 h；ABC复合物，室温孵育1 h； 显色、水洗、脱水、透明，DPX封片. 上述每一步完成后均10 mmol/L PBS（pH 7.4）漂洗10 min×3.

免疫组化对照实验：分别以10 mmol/L PBS和正常山羊血清取代一抗进行孵育作为空白对照和替代对照.

统计学处理：采用SPSS 10.0统计软件，配对t检验处理数据，检验水准α＝0.05.

2结果

3~4 mo胎龄儿小肠，结肠各段ICC分布相似，纵肌层面ICC单层与纵肌平行分布（Fig 1A），细胞胞体呈梭形或椭圆形肠肌间神经丛，ICC围绕肠肌间神经丛形成不连续的层面（Fig 1B）； 5~6 mo龄胎儿小肠，结肠各段ICC分布无明显差异，但肠肌间神经丛和纵肌ICC数目明显多于环肌、和浆膜层. ICC围绕肠肌间神经丛形成连续的层面（Fig 1C），纵肌ICC数目增加且与纵肌走行一致. 环形肌开始出现少量的ICC，平行于环形肌分布（Fig 1D）. 黏膜，黏膜下层无ICC. 浆膜层有少量的ICC；纵肌形成稠密的网络结构（Fig 1E）， 7~8 mo龄胎儿ICC于环肌形成稀疏的网络结构，ICC围绕肠肌间神经丛多层分布（Fig 1F），黏膜层无ICC，黏膜下层神经丛周围出现ICC. 浆膜层ICC数目略有增加； 空白对照组，替代对照组未见阳性细胞. 由Fig 2可知随胎龄增加环肌、纵肌、肠肌间神经丛ICC数目呈递增趋势. 同一胎龄，肠肌间神经丛ICC数目明显多于纵、环肌层. Fig 3可知随胎龄增加结肠ICC明显增多，肠肌间神经丛ICC数目明显多于纵、环肌层.表1小肠各层面间ICC数目比较（略）表2结肠各层面间ICC数目比较（略）

由Tab 1可知同一胎龄小肠肌间神经丛纵肌、肠肌间神经丛环肌P

转贴于 　　3讨论

采用ckit抗体标记肠道细胞，光镜下依据细胞形态分为两种细胞. ①肥大细胞系圆形胞体、圆形胞核居于胞体中央，肥大细胞存在于黏膜层、黏膜下层、浆膜层;②ICC主要位于肠道肌间神经丛和肌层，肌间神经丛周围的ICC数目明显多于纵，环肌层. 以上形态学特点与其他学者研究相同. 结肠肌间神经丛周围之ICC数目明显多于纵，环肌层［2］. Kenny等［3］用CKit，9.5蛋白基因产物（PGP 9.5）免疫组织化学方法，发现妊娠早期ICC仅围绕肠肌间神经丛分布，肌层、深肌丛未见ICC. 妊娠晚期ICC数目增加，细胞足突分支增多. 以上结果符合该实验研究结果. 于彬等［4］采用全层铺片结合切片的免疫组织化学技术亦得出相同结论.Alan等［5］采用CKit免疫组织化学方法，结果发现大鼠小肠ICC仅定位于肠肌间神经丛、深肌丛，细胞足突彼此相连形成网络结构. Vanderwinden等［6］选用WLacZ小鼠，发现在结肠黏膜下层ICC呈二维丛状分布，而在肠肌平面ICC形成稠密的神经丛，逐渐与环肌外半层的ICC结合.环肌内半层缺乏ICC，但在肌肉下层ICC呈二维丛状分布，以上表明肠道ICC的分布存在种属差异. 以免疫组织化学方法检测发现在大肠ICC位于Auerbachs肠肌层和纵、环肌层［7］；妊娠13 wk ICC表达免疫活性. 自妊娠17~18 wk至出生，ICC围绕肠肌神经节形成连续平面［8］；Lyford等［9］研究发现ICC形成两个网络结构，其一位于结肠肠肌间丛，其二位于黏膜下层边缘. 盲肠，升结肠、横结肠及乙状结肠ICC分布相似. 以上发现与胎儿ICC定位相同.

Wedel等［10］用CKit，PGP9.5免疫组织化学的方法，发现慢传输型便秘（STC）患者除纵形肌外层，其余肌间ICC数目明显减少，肠肌丛神经节的ICC密度、大小均减小. 肠道神经系统和ICC改变在STC的发生、发展中起重要作用. Lyford等［9］以免疫组织化学方法，发现STC患者整个结肠ICC数目明显减少，但He等［11］认为STC患者仅乙状结肠全层ICC数目明显减少，其余结肠仅有环层肌ICC数目明显减少. Yu等［12］用NF（2）F（11）作为抗肠肌层神经节细胞抗体，抗ckit抗体标记ICC，发现肠肌层神经节细胞（MGC）数目在升、降结肠明显减少，在乙状结肠MGC数目和对照组相似，STC组各部分结肠ICC总数目均明显降低. 在大多数结肠解剖层面，黏膜下层边缘、环、纵肌及肌间层ICC数目基本相似. 提示STC患者，MGC和ICC数目减少. Hagger等［13］发现巨结肠患者于纵层肌、平滑肌间平面、环肌层ICC密度均明显低于正常组. 该研究表明ICC数目减少是导致巨结肠和STC的原因. Huizinga等［14］发现假性肠梗阻患者肠道神经和神经节均减少，电子显微镜显示ICCAP的超微结构正常，ICCDMP严重受损、变性. Der等［15］通过建立炎性诱导之肠道功能紊乱动物模型，发现炎性诱导改变了小肠ICC网络式分布，从而引起肠道功能紊乱. Daigo等［16］研究表明W/WV突变型鼠科动物其胃底几个重要基因发生明显改变，引起肌肉ICC缺乏，从而导致肠道神经传递功能降低.

ICC在胃肠动力性疾病中起重要作用，由于ICC数目减少、分布异常或免疫活性降低均可导致ICC三大功能降低或丧失. ICC三大功能之一降低或丧失均即可导致全消化道低动力，引起各种胃肠低动力引发之胃肠动力病.

探讨胎儿肠道ICC分布发育变化规律不仅对明确慢传输型便秘，先天性巨结肠等多种胃肠动力障碍性疾病的病因、发病机制具有重要意义，而且对疾病的诊断和治疗具有指导意义. 目前学者关注ICC表面受体及相应配体研究，基因水平的研究已取得一定成果. 目前ICC还存在许多未知领域，尚待进一步研究探讨.

参考文献

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Yu B， Zhou DS， He YT， et al. Development of interstitial cells of cajal in fetal small intestine［J］. Chin J Histochem Cytochem， 2003；12(3):263-267.

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stc单片机篇9

每个参加STC课程的学生，在从低年级到高年级的学习过程中，都有自己的科学笔记本。如何利用科学笔记促进学生的概念建构和思维的深度发展，STC课程在这方面给了我们很好的启示。

学生科学记录的基本架构

格式与内容

STC的科学记录格式很讲究规范，在形式上始终要求保持一致。学生笔记条目包含日期、时间、记录人及内容的目录，在每一课开始时，要将课程标题添加到内容目录，整个笔记中还需要连续标注页码。内容主要包括：正在调查的问题；这一领域先前的知识；预测；实施调查的计划和要使用的材料；观察和数字的记录（文字、表格、图、说明等）；结论；新问题；关于学到了哪些新观点和存在什么挑战的思考。

这样的格式和内容要求被反复提示和强调，而且不断督促学生思考为什么要讲究这些规范，引导他们理解统一的格式既可以方便自己查看和整理，又可以为与同伴和他人分享记录带来方便。从单元层面看，课程每个单元都从了解学生的前概念开始，以单元性的总结结束，学生反复地做着这样几件事，每个单元的科学笔记都体现着这样的一致性。

学生科学笔记中的词汇与句式模型

思维不仅用词语表达，还通过词语得以存在。儿童在充分形成概念之前就开始运用词语，在词语的帮助下与他人建立相互了解，词语在儿童未达到充分发展的概念水平以前充当着交流的工具。STC课程在设计中充分体现了这些观点，教学过程中要为学生的科学笔记建立词汇表，学生可以利用这些词汇进行记录与交流。例如“岩石和矿物”单元的第一课，学生在科学笔记本上记下用来表述岩石性质的名词，并在后续的学习中建立了一个可以用描述岩石的形容词表。课程还鼓励学生在学习过程中不断增加新的词汇，利用这些词汇描述岩石的性质，根据所描述的性质对岩石进行分类。学生在记录中形成的这份词汇表，帮助学生准确而及时地区分不同的岩石，修正和完善了对于岩石的看法，并在同伴间进行了有效的交流，促进了他们思维的发展。

低年级学生会得到一些句式模型，用于其科学笔记。如一年级的“固体与液体”单元中设计了给孩子的科学日记准备的开头词，“我认为钢球是一个固体，因为______。”、“我认为胶水是液体，因为________。”一年级下学期“生物体”单元完成句子，“我画了一只_________，我认为它需要_____。”通过句式的引导，帮助学生在记录中清楚、完整地表达自己的观点。

用KWL模式构建科学笔记的结构框架

STC每个单元的记录都用到了KWL模式，即“已经知道了什么（know）”、“还想知道什么（what）”、“学会了什么（learn）”。 KWL作为学习“脚手架”贯穿并指引着整个课堂教学活动，同时在经历了这样的3个环节之后，学生的科学笔记本上也形成了一个记录的框架。

教师对学生做科学记录的指导策略

渐进性使用记录形式

学生可用的记录形式非常丰富：简短的文字描述、生动的简图、简单的表格、问题记录表、想法和解释、柱状图、数据资料粘贴、实体测量记录、符号记录、曲线图汇总分析、班级网状图、韦恩图、卡片日志（种植卡片、天气记录卡片）、自编书籍杂志、绘图、数据表、鸟瞰图、设计图纸、实验方案、工程图纸、日志、研究报告等。这些笔记形式会依据学生年龄逐渐引入，并逐渐提高记录的质量要求。

就文字记录来说，对学生写的要求是逐渐提高的。最初由于学生识字量有限，只要学生用短语和词汇进行表达，需要使用句子描述的还会给出一定的开头予以引导。记录单上教师的提示也多以图画的方式表示。高年级，对运用文字进行描述和记录不仅有数量上的，而且有质量上的要求。例如能使用正确的词汇表达，要关注观察描述和实际事物有多大程度的符合，评价的核心关键词是：准确、清晰、完整。

就绘图记录而言，绘图的难度也是不断提高的。在低年级阶段，图画表达为“简图”，引导孩子们形成用图画记录的意识，如一年级“比较与测量”中学生的实验数据记录，记录单是由简图和数据的组合完成的；而从三年级的“蝴蝶的生命周期”单元开始，图画改为“绘图”，也称技术制图，并开始结合课程内容对这一记录形式进行具体的训练。训练分两个步骤，首先是给已有的技术制图进行结构标注。

当学生对技术制图有一定的了解之后，便开始尝试结合项目组织学生自行绘制技术制图。如四年级“动物研究”单元第6课“进一步观察招潮蟹”中有如下记录任务：

维恩图既是一种记录形式，也是一种思维辅助工具，教师也需要依照学生年龄进行有序的指导。在1年级的“固体与液体”单元中，从第3课开始，先将物体放在维恩图上再写上物体的名字，到第6课直接将固体的名字写在维恩图上。而到了2年级的“变化”单元第9课“把盐水变成晶体”中，则要求学生用维恩图来比较盐水“蒸发前”与“蒸发后”的相同与不同。

对学生使用统计图做记录的指导也是循序渐进的，如柱状图的记录。2年级“土壤”单元中根据不同成分的沉积情况，用彩笔直接在图上画各种成分的高度；3年级“植物的生长发育”单元，用纸带测量植物的高度并粘贴制图。

科学笔记本类型的层次性提升

为了引导孩子们有效管理自己的科学笔记，STC课程在低年级为学生们提供了统一的学习手册（包含记录单、操作指导、阅读资料等），引导学生填写并收集保存记录单。这是最初的科学笔记本，随着学习活动的展开，科学笔记本的类型与要求也在不断的发展变化着。

随着记录能力的提升，孩子们不再满足于填写记录单，他们的观察更细致，想法更多。于是在2年级的时候就逐渐告诉学生可以运用记录本中记录单的背面来说明和记录额外的观察结果。按照这样的发展要求，从3年级起课程开始要求学生自己建立单独的科学笔记本进行记录，同时能收集整理各类记录单、图表等，完善自己的科学笔记本。教师指导用书明确提出“学生要准备一个科学笔记本，记录整个单元学习过程中的个人想法，……给每个学生复印一张记录单……告诉学生可以将记录单对折后放入科学笔记”。

高年级学生的记录意识和记录能力都达到了一定的要求，STC课程便引导孩子通过一本科学笔记，将研究的全过程（思考和疑问、材料、为自己找到的真相或解释、需要深度探究的问题等）进行详尽、真实又清晰的记录。这样的记录能力是在前期不断指导和训练下形成的。记录本已经从最初的集中统一的学生手册，逐渐发展到以单元项目为主题的学生手册和科学日志的系统融合。每一个单元笔记都展示了孩子们探究过程中的所见所思所悟所得，是孩子们获得的属于自己的独特的科学书。

利用班级记录单为学生做记录方法示范

学生在“头脑风暴”活动之后形成班级记录单，一个单元学习的过程中这个记录单会始终挂在教室的墙上，并伴随着教学的进程而不断使用。教学活动会组织学生不断分析班级记录单中的信息，找出现在可以确定是正确的说法，并且解释是什么经历使得自己可以肯定这些说法是正确的，找出哪些说法是应该修正或补充的，并利用学习过程中的经验加以说明，而且还可以增添通过学习所获得的新的信息和还需要进一步寻找答案的问题。

这种班级记录单的形式会潜移默化地对孩子进行科学记录的指导。如1年级“天气”单元，安排班级集体制作网络图展现学生对云的前期认识和后期学习的新的想法，是为学生的科学日记的格式作铺垫和示范。通过集体制作“班级天气日历记录”教给孩子统计数据和分析数据的方法，并示范了如何根据数据写总结陈述。班级记录单既是集体的科学笔记，其形成过程又成为学生科学笔记的示范。

作为学生形成性评估工具的科学笔记

在学习中不断进行表达

STC课程要求学生在单元学习的进程中随时在科学笔记本上记录下自己观察到的现象和对这些现象的看法，在每课的学习中回顾记录单上的信息，用几分钟时间在各自的科学记录簿上写下自己的想法：对于学习主题知道了什么，还有什么问题，并与自己在第一节课上做出的回答进行比较，寻找两次记录中发生变化部分的证据。学生在科学笔记本上标出没有疑问的各个问题，并提供证据证实自己的观点。标出需要修改或者完善的观点，并说出自己的理由。如“漂浮和下沉”单元的起始课上，实验班的一个学生在科学笔记上形成了这样的记录：

物体重的沉，轻的浮。

物体大的沉，小的浮。

物体的密度使物体上浮下沉z物体与水的比重。

沉浮与形状有关，如船。

浮力与重量有关。

空气使物体上浮下沉。

随着学习的深入，该学生在其笔记上又出现了很多新的想法：

物体在水中的沉浮可能和放的方式有关，和用的力度也有关（2010.11.15）。

我发现纸头吸水后会下沉（2010.11.15）。

沉浮有时和大小无关（2010.11.29）。

沉浮有时与轻重无关（2010.11.29）。

密度比水小的浮，比水重的沉（2010.12.13）。

可以说，当学习者开始清晰地表达时，他们也就真正学会了知识。这一学生科学笔记中的记录，反映了他在学习过程中不断表达并对科学概念不断建构的过程。这些笔记真实地呈现了学生认知发展的脉络。从这些记录中，我们可以看到，虽然由于年龄的原因并未能形成完全科学的概念，但是在这一过程中儿童有了从“复合思维”水平向“前概念思维”水平的突破，思维获得了深度的发展。

通过反思推进科学笔记的发展

学生对一节课后的思考及单元学习记录的分析与对比，能够从课堂和单元两个层面反思整个单元的学习过程，明白自己原来“在哪里”，“现在在哪里”，从“此岸”到“彼岸”，这一路是如何走过来的，明晰新的概念是如何发展并逐渐生成的。在这个过程中，学生通过交流与分享科学笔记，相互学习，不断改进与提高各自的科学笔记，并且对下一个单元的科学笔记产生积极的影响。

启示

通过课题研究，我们认为在小学阶段引入科学笔记对于学生科学素养的培养很有价值，把实践活动文字化的过程是一个比较、分析、提炼、交流的过程，而作为形成性评估工具的科学笔记既有助于避免用简单笔试对科学学习进行考核的误区，又能对学生进行发展的、科学的评价，使其评估更具实效性和可能性。

针对我国小学科学教学的现状，我们特对在我国实施科学笔记提出如下建议。

坚持人人记录。在平时的教学实践中，我们要有意识的将科学记录的重要作用辐射到每一个学生，充分发挥记录的作用，真正促进每个孩子科学素养的发展。要达到这个目标，需要对每个孩子提出准备科学笔记本的要求，要求每个孩子都能建立自己的科学笔记本。诚然，学生存在差异，部分孩子的记录本也许会不尽人意，但是我们要确立真正的儿童立场，坚信只要在老师的鼓励和同学的帮助下持续进行记录，长此以往，一定会更好的促进学生科学素养的形成。

加强记录指导。科学笔记中的有效记录离不开教师对学生的悉心指导。为此，教师在每节课的备课中都要关注学生科学笔记的使用，对科学记录的指导也要纳入备课之中，除了对记录的方式方法进行细致的解读外，具体到提醒学生写姓名，标时间，都要有细致的安排。科学老师要认识到科学记录能力培养是科学教学的一个重要方面，要贯穿在每一节课中，甚至延伸到课外。

stc单片机篇10

【关键词】GSM；隧道围岩；位移传感；报警系统

一、设计背景

我国正处于社会经济高速发展的时期，基础设施建设占有非常重要的地位。近几年来，公路和铁路的基础建设早已进入快速发展的时期。但是我国还是一个山地丘陵比较多的国家，特别是在地形、气候、水文、地质条件非常复杂的西南部及西北部地区。以大量隧道通过地形复杂、高差较大的地段成为我们必然选择，随着设计、施工技术的发展，现在隧道施工的长度和难度不断增大。由于岩层的坚固性各有差异，为了预防由于隧道围岩变形造成的交通事故，研究了隧道围岩深部位移的监测报警系统。

二、设计思路

本次作品设计采用STC公司提供的STC15F2系列单片机开发板。首先把4个拉绳式位移传感器放置到指定的位置。然后通过参数转换电路模块将数据转换成电信号传送给单片机。本次作品使用了四个采样通道采样四组数据。然后，通过单片机进行处理，将采样的结果以电压与位移的形式显示出来。不仅如此，该作品通过利用矩阵按键的控制，使数码管显示位移，电压，阈值，基准值，产品编号等数据结果。同时，利用按键可以改变阈值、产品编号，实时测量基准值，打开短信报警，进行数据存储等功能并使数码管显示回到初始界面。当岩层改变量超过设定值时，短信报警会发出短信，提醒人员哪个编号单片机的哪一通道出现危险。

三、系统设计

（一）CPU电路。我们采用的STC公司提供的以IAP15F2K61S2型号单片机为主体的开发板。我们使用了USB下载电路对单片机进行程序下载；运用了LED电路对系统的运行进行指示说明；运用数码管显示电路对离层变化、阈值、基值、电压、编号和短信发送条数进行显示；运行矩阵按键来设定阈值和基值，同时对其进行储存；运用蜂鸣器电路，对产生的危险进行报警。

（二）位移监测电路。系统中离层位移的检测通过拉绳式位移测量模块配合相应的放大调整电路实现。为了实现电流信号的精确测量，检测电路采用单电源12V供电的运放 LM358设计。通过本电路实现0～20mA电流向0～5V电压的转换，单片机根据测得的电压值计算位移量。

（三）位移传感器。测量时，先用安装杆将锚头送至相应的位置，将基点钉到A位置，利用精密的拉绳式位移传感器测量模块来检测位移变化，当发生隧道深部岩层变形时，将A点压到B位置，拉绳式位移传感器将会把位移信息以电信号的形式传到参数转换电路，然后再把信号传送到单片机。

（四）GSM短信报警电路。当所测位移变化大于设定阈值时，CPU电路将会给GSM发出报警信号。GSM接收到报警信号后，把报警信号以短信的形式发出，通知安全检查人员第几个装置的第几个通道发生危险。

四、使用说明

系统使用时，需将拉绳式传感器拉绳钻入指定区域，然后开机进行初值设置。通过矩阵按键SL3键可以切换到不同的通道；通过SL7键可以切换到一个测量值、电压值、阈值、基准值，该系统的阈值可以通过按键来改变大小；SL11键改变阈值的位，以方便改变阈值；SL15键改变该位的大小；SL4键是取基值键，按下时当前的测量值就被设为基准值；SL16键可以对当前的阈值与基准值进行存储，防止掉电后阈值和基准值丢失。

五、测试分析

针对所设计的系统，我们进行了测试实验。通过改变拉绳式位移传感器的伸长量，用毫米尺测量位移变化，把所测得标准位移量与数码管显示量比较，得出精确度。

六、结语

本文提出的隧道深部位移预警系统，充分利用了GSM技术的优势，可以远距离预警。本系统同时具有高精度、高可靠、高灵活等优点。本文的创新点在于，充分结合硬件、软件的优势，设计并实现了一种具有无线通信功能的高精度、自动化岩层报警系统，从而为保障隧道的安全提供了一种新的技术手段

参考文献