基于单片机的智能模拟气象站的设计
邯郸学院
毕业论文（设计）开题报告书
论文（设计）题目基于单片机的智能模拟气象站的设计
学生姓名
学号
指导教师
年级
专业
年月日
说明
1. 本表需在指导教师和有关领导审查批准的情况下，要求学生认真填写。
2.课题来源分为教师提供选题或学生自拟课题；教师的科研任务；社会有关单位委托的课题；其他来源。
3. 若课题因故变动时，应向指导教师提出申请，提交题目变动论证报告。
题目来源
教师提供选题
主要研究内容
１．基本内容
设计主要研究基于ATS8952单片机的实时大气环境各个参数的监测，主要研究大气环境的温度、湿度变化情况、模拟风速变化情况。将三组数据从单片机用NRF无线传输的方式发送到主单片机上处理，最后通过LCD显示。
２．具体要求
1）利用温湿度传感器DHT11监测三点温度和湿度，通过NRF无线模块将数据传输给主机。对于监测出来的温湿度，要使得精确度维持在一定的范围内。
2）利用霍尔元件模拟监测一点的风速，通过检测齿轮所转圈数，由程序进行相应的计算从而得知齿轮转速，通过数学计算转换得到风速。其中齿轮的转动是模拟风力的作用。
3）主机将三组温湿度数据求平均值后，与风速的数据一起通过LCD显示。
开题依据（包括相关研究现状、此项研究的理论意义、学术价值、应用前景等）
１．相关研究现状
1）国内气象观测站大多使用集中式结构，系统落后且封闭。不同厂家不同型号的气象观测站，在采集相同的数据时，采用不同型号的传感器，没有统一的标准，这对气象站后期的维修升级造成了很大的不便。这与我国早就提出的“综合气象观测系统工程”的战略发展要求产生了冲突。
2）国外的传感器稳定性极强、精度高，而且功能丰富，不仅能实现基本的气象六要素观测，还能够实现对能见度、土壤含水量、土壤中水的温度等要素的观测，而且产品已经很成熟。但是经过国内多年实践检验来看，并不能够完全适应我国的实际使用情况。因为国外的设计人员并没有根据国内各地的实际需求去改进相关部件，所以导致了很多情况下先进的气象站并没有精确表现出其应有的功能。
２．此项研究的理论意义
我国是世界上自然灾害最为严重的国家之一，气候灾害造成的损失越来越大，因此气象观测的地位就显得尤为重要。电子气象站可实时性、准确、可靠、全天候采集气象数据。本课题采用温度传感器、湿度传感器及风速传感器实现温度、湿度、风速的采集，并将相关信号输入主单片机，最后通过单片机将数据及时处理后在液晶屏上显示，提供可靠的气象数据，帮助人们合理的采取措施应对恶劣天气。
３．学术价值
随着社会经济的发展，科学技术的进步，进一步推动自动气象站技术向多功能、智能化、高可靠性方向发展，将为社会各部门提供更准确、更详细的气象信息奠定基础。基于单片机的模拟气象站可以加深相关知识的了解和应用，可以将课堂上学到的单片机和传感器的理论知识与实际应用结合起来。能够对电子电路、电子元器件、印制电路板等实际制作方面的知识有更系统的认识，同时在软件编程、调试、焊接技术、相关仪器设备的使用技能等方面得到较全面的锻炼和提高。
４．应用前景
基于单片机的模拟气象站系统具有安装简便、工作稳定、使用方便、抗干扰性强等优点；产品适用于多种场合如：学校、家庭住宅、农业生产和偏远地区等。在学校，可以通过气象站采集的数据合理改善学习环境，提高学生学习效率；在家庭生活中，温度湿度的数据可以帮助人们设计出行穿着，并为要进行的活动进行环境考察，使人们避免遭遇恶劣天气；在偏远地区由于气象站稀少，不能准确测量一定范围内的气象数据时，可以通过该
系统自行测量。
对气象数据的精确测量可以减少对人们生产生活造成的不利影响，市场的需求量会越来越大，因此它的市场前景十分广阔。
起止时间和进度安排（包括外出调研）
2016年12月10日----2017年03月01日查阅相关资料、文献综述；
2017年03月02日----2017年03月10日准备开题报告；
2017年03月11日----2017年03月11日开题答辩；
2017年03月12日----2017年03月31日设计硬件电路与软件程序设计；
2017年04月01日----2017年04月25日制作实物电路，调试系统；
2017年04月26日----2017年05月10日检查并完善设计；
2017年05月10日----2017年05月19日撰写毕业论文初稿；
2017年05月11日----2017年05月19日修改完善论文并提交论文定稿；
2017年05月20日----2017年05月20日参加毕业论文答辩。
预期结果及成果形式
１．预期结果
按照时间规划和目标进度完成基于单片机的智能模拟气象站系统的电路设计、程序设计、程序调试、软硬结合调试并达到对气象数据的实时采集并反馈的设计要求。
２．成果形式
1）完成相应的硬件电路，并能采集学校气象数据；
2）撰写一篇不少于8000字的毕业论文；
3）关键步骤和阶段的照片和视频。
可行性分析（已具备的条件和待解决的问题；拟采取的研究方法、技术路线、实验方案等）１．已具备的条件
1）图书馆提供的相关纸质和电子版书籍；
2）有专业的相关教师对毕业设计进行指导；
3）网络数据库提供了大量的相关资料；
4）电脑上已经安装了keil4、Proteus等所需的软件，已具备基础的编程语言素养。２．待解决的问题
1）如何设置采集数据周期才能使测量数据更具代表性；
2）仿真图元器件选择和参数设定；
3）焊接导线的选择和硬件焊接布局；
4）风速传感器价格昂贵，需要一种替代的器件。
３．拟采取的研究方法
1）文献研究法
知网数据库和纸质文献提供了大量关于设计思路的的参考资料，并介绍了PC机、DHT11温度传感器、风速传感器、NRF无线通信模块以及单片机ATS8952等硬件的性能及用法，为我的设计提供了借鉴素材。
2）模拟法
使用Proteus 仿真软件能够较准确的测量出该气象系统的模拟电路各部分的参数值，也 能够模拟程序在实际硬件系统中的的运行状态。通过单步运行调试，能够观察各个寄存器和标志位的状态变化，及时修正程序中的错误，使气象数据采集、显示数据、单片机系统间数据传输等功能正常实现。
3）实验法
由于不同的元器件参数、功耗、使用方式和价格不同，在选定元器件时我查阅单片机 相关资料，决定选用DHT11温湿度传感器、LCD 液晶显示屏和单片机。设计完成功能模块后，分别将各个模块在万用板上焊接，检查电路，进行实物调试。首先检测LCD 显示功能是否正常，其次检测各传感器工作是否正常，最后记录传感器读取数据与实际误差值，根据实验现象不断完善该设计。
４．技术路线
该系统设计主要由单片机AT89S52单片机、DHT11温湿度传感器、液晶显示LCD1602等组成。
硬件设计方案框图如图1、图2所示。
AT89S52
单片机
（采集和传输）
晶振电路
复位电路
电源电路
温度湿度采集模块NRF无线发送
图1数据采集模块框图
AT89S52
单片机（采集和传输）晶振电路
复位电路电源电路
从机一从机一
从机一LCD数据显示电路
图2 数据处理、显示模块
系统软件设计流程图, 如图3、图4所示。
初始化
设置显示坐标
查忙
输出显示内容
返回开始
显示结束
图3 LCD 显示流程图
初始化
启动传输
发送测温命令
复位连接发送测湿命令通信是否
中断？
通信是否
中断？
N
N
Y
Y 显示温湿度
图4 测温湿度流程图
单片机通过传感器对气象数据进行采集，然后通过PC 机采用合理计算方法进行数据处理，然后通过LCD 显示重要的气象数据。
５．实验方案
1）文献学习
首先查阅电子版和纸质版相关资料，参考了中国知网多篇论文和纸质图书资料后，我决定采用老师建议的整体设计方案的部分内容：用DHT11温湿度传感器采集三点温湿度信息，在信息采集之后存储温度数据，并通过无线传输模块传给主机，由与单片机相连的LCD 液晶显示屏进行温度显示。
2）电路仿真
在Proteus软件上完成除部分电路的模拟设计，先编写C程序，然后采用单片机、DHT11温湿度传感器、风向传感器、LCD显示屏等设计系统仿真电路，将C语言调试完成后生成的hex代码下载到仿真单片机系统，然后对C程序进行调试仿真，通过串口调试助手软件测试C程序的运行效果，完善设计方案。
3）实物制作
先检测实际器件是否能正常工作，尤其是传感器、串口的连接。然后用万用表测试焊接是否合格，再向单片机系统下载已调试好的程序，最后在包括示波器、万用表等仪器的监测下进行数据测试，需要达到通信波特率稳定、传输数据准确，温度显示及判断误差较小和系统整体功率稳定等要求。
主要参考文献
[1] 李金龙，王黎，高晓蓉. 多点温湿度远程无线监控系统设计[J]. 微计算机信息，2009，25(6-1):31-32
[2] 徐明，朱庆春. 风向风速测量仪设计[J]。气象水文海洋仪器，2008，(04):5-10
[3] 韩有君，王晓蕾，施健康，慕新仓. 一种小量程风速风向传感器的设计[J]. 气象水文海洋仪器，2009，(01):1-4
[4] 何云武. 风向风速传感器的原理及其检测[J]. 四川气象，2004，（01）:40-42
[5] 王东峰等. 单片机C语言应用100例[M]. 电子工业出版社，2009.
[6] 张君汉. 基于单片机的温度显示系统设计及实现[J]. 2012.8.
[7] 李广弟等. 单片机基础[M]. 北京：北京航空航天出版社，2001.
[8] 邓兴成. 单片机原理与实践指导[M]. 北京：机械工业出版社，2010.
[9] 张洪润，张亚凡. 单片机原理及应用[M]. 北京：清华大学出版社，2005.
[10] 潘笑，徐辛西. 基于单总线数字传感器的温度采集器[J]. 中国仪器仪表，2005，（06）：120-123.
[11] 王淑珍. 单片机原理与接口技术[M]. 北京: 科学出版社, 2008: 200-276.
[12] 高峰. 单片微型计算机原理与接口技术[M]. 北京: 科学出版社, 2005. 6: 20-120.
[13] Analog Device.Inc.Loop-Powered4—20mv DAC.Data Sheet [J]. 1996.
[14] Thomas C.Bartee. Computer Architecture and Logic Design [J]. McGraw-Hill Inc.1991.
[15] Nelson J Getal. Tourism and Sustainable Development: Monitoring, planning,Managing. University of Waterloo, 1993.
[16] Meehan Joanne, Muir Lindsey. SCM in Merseyside SMEs: Benefits and barriers[J]. TQM Journal. 2008. 11(27): 18-30.
[17] Hunt Dilly. The Design of Moisture and temperature Tester Based on SCM [J]. Struments and Experimental Techniques, 2009. 48(5): 232-246.
[18] Theodore Wildi. Electrical machine, and power system [M]. 2002.
指导教师审查意见
该生选题与老师进行了充分讨论，符合专业毕业论文要求。参考了许多文献，具有一定使用价值。本选题是学生做学专业知识的延续，符合学生专业发展方向。研究方法几班合理，难度合适，学生能够在预定时间内完成该论文的设计，同意开题。
指导教师（签名）：
2017 年03 月11 日
教研室论证意见
同意开题。
教研室主任（签名）：
2017年03 月11 日
二级学院院长审查意见
二级学院院长（签名）：
年月日
系统仿真示例
Flexsim应用案例示例 示例一港口集装箱物流系统仿真 （根据：肖锋，基于Flexsim集装箱码头仿真平台关键技术研究，武汉：武汉理工大学硕士学位论文，2006改编） 1、港口集装箱物流系统概述与仿真目的 1.1港口集装箱物流系统概述 1.2港口集装箱物流系统仿真的目的 2、港口集装箱物流系统的作业流程 2.1港口集装箱物流系统描述 2.2港口集装箱物流系统作业流程 2.3港口集装箱物流系统离散模型分析 3、港口集装箱物流系统仿真模型 3.1港口集装箱物流系统布局模型设计 3.2港口集装箱物流系统设备建模 3.3港口集装箱物流系统仿真 4、仿真运行及数据分析 4.1仿真运行及数据处理 4.2仿真数据的结果分析 小结与讨论 示例二物流配送中心仿真 （根据：XXX改编） 1、物流配送中心概述与仿真目的 1.1物流配送中心简介 1.2仿真目的 2、配送中心的作业流程描述 2.1配送中心的功能 2.2配送中心的系统流程
3、配送中心的仿真模型 3.1配送中心的仿真布局模型设计 3.2配送中心的设备建模 3.3配送中心的仿真 4、仿真运行及数据分析 4.1仿真运行及数据处理 4.2仿真数据结果分析 4.3系统优化 小结与讨论 “我也来编书”示例 示例一第X章排队系统建模与仿真学习要点 1、排队系统概述 2、排队系统问题描述 3、排队系统建模 4、排队系统仿真 5、模型运行与结果分析 小结 思考题与习题（3-5题） 参考文献 1、李文锋，袁兵，张煜.2010.物流系统建模与仿真（第6章） 北京：科学出版社 2、王红卫，谢勇，王小平，祁超.2009.物流系统仿真（第6章） 北京：清华大学出版社 3、马向国，刘同娟.2012.现代物流系统建模、仿真及应用案例（第5章）
校园气象站场地的选择
校园气象站场地的选择 一、观测场 地面气象观测大多数项目都要在专门建立的气象观测场所内进行，建设校园气象站，首先要进行观测场地的选择、规划和设计。 1.观测场是取得地面气象资料的主要场所，应当选在能较好反映本地较大范围的主要气象要素特点的地方。因为复杂的外在因素会影响气象要素的变化，造成观测不准确，观测结果不能真实地反映该地自由大气的实际变化情况，影响观测资料的代表性。同时会影响视界的广阔。一般学校特别是城市内学校基本上没有能够满足上述要求的条件。我们可以把观测场地的地址选在教学楼的楼顶，这样就可以最大幅度地排除观测场地四周200米以内的障碍物的影响。教学楼的出入与疏散通道都比较宽敞，不妨碍多人出入，而且观测场内的仪器容易得到保护，可以避免外界人为的破坏。至于场地的面积，我们可以采取分块的方法，在不同的楼顶安装不同的仪器。教学楼一般都是连体工程，在不违背所安装的仪器之间规定的间距、高低仪器排列方向和次序的原则基础上进行规划设计就可以了。观测大地温度的仪器仍须安装在地面，这些仪器既占不了多大面积，又可以不避开障碍物。 2.在观测场动建之前，首先要对本站子午线进行界定。因为整个观测场内室外仪器的定位、排列、安装以及气象工作室位置的确定都与方位有关。界定子午线常采用罗盘测定法、太阳高度测定法和北极星测定法等。
接着，要测定本站经纬度。因为经纬度是影响天气变化的因素，是计算制作气象产品的重要依据。测定本站经纬度可以采用地图查算法、经纬仪测定法等。 海拔高度是影响天气要素数值的因素之一。在气象观测上，很多数据都要进行海平面数值换算，如气压等；一些现代化的仪器在安装时就要输入本站海拔高度，如自动气象仪等。所以要进行本站海拔高度的测定。本站经纬度（精确到分）和本站海拔高度（精确到0.1米）的数据要刻在观测场内固定的标志上。 二、工作室 气象工作室（专业气象站称观测值班室）是气象站的心脏部位，是整个气象站组织工作的基础，是气象数据处理和气象产品制作的中心。 .1.工作室应建在观测场的北边，与观测场的距离不能太远，也不能靠得太近，大约相距30米左右为佳。如果观测场是规划在教学楼楼顶的，工作室的位置尽可能安排在同一楼层，不过，安排在下一个楼层也可以。 2.工作室的面积一般在10平方米左右，如果条件允许或考虑到学生多人参与活动，尽量安排大些的房子，为学生提供自由宽敞的活动空间。工作室的墙壁四周及顶部都要求刷上白色涂料漆。 3.气象工作室内要安放室内观测仪器，在工作室的一角要隔一小间暗室，大小视安装仪器的数量而定，一般不得小于两个平方米，装推拉门，暗室内装气压表，置放气压计，配上一盏15--40W的红色
基于单片机的广告灯课程设计
单片机课程设计报告书 课题名称 基于单片机的广告灯课程设计 姓 名 学 号 院 系 专 业 指导教师 2011年 6月10日 ※ ※※※※※※※※ ※※ ※※ ※※ 2008级学生单片机 课程设计
基于单片机的广告灯课程设计 1、设计目的 本设计以AT89S51单片机为核心并用它来控制发光二极管双灯点亮循环的实验装置，用AT89S51单片机控制16个发光二极管发光，实现亮点从高到低位，从左到右，从单到双的循环移动。通过PROTEL软件设计、仿真，并能从中掌握通过软件控制发光二极管的思路和技巧。这次设计重点就在于利用单片机的知识去控制系统的运行。 2、设计要求 1）广告流水灯具有控制的功能。 2）设置一个系统使广告流水灯能够规律性和周期性的闪烁功能。 3）能够使其制动化和中断的功能。 3、设计总框图与方案 图3.1系统框图 本次课程设计是用流水灯的变化来表示不同的效果。主体选用AT89S51单片机使用多个发光二极管，通过编程来实现“流水灯”的花样变化。 4、硬件电路的设计 4.1系统电路图
图4.1 广告灯的硬件原理电路图 这个电路图中都为低电位亮，高电位灭即‘0’亮‘1’灭，就这样通过查表控制‘0’与‘1’的变化来控制发光二极管的亮灭。中断中也是如此，通过取反的手段来控制灯的亮灭。按照图4.1进行仿真，通过编程来实现“流水灯”的花样变化。AT89S51的P1、P3口分别接一组发光二极管，发光二极管另一端接电源输出，故为高电平。P1、P3口输出电平的变化控制二极管的发光情况。当P1、P3口的输出电平为低时，LED灯亮；反之，不亮。 5、软件设计 5.1 流程图与程序 图5.1程序总流程图 本实验流程中，用AT89S51单片机控制16个发光二极管发光。其中二极管一端接高电平，另一端接AT89S51芯片输出端口，通过控制各输出端口高低电平的变化决定二极管是否发光，从而使广告流水灯能够规律性和周期性地分别实现一个亮灯的左右移动、一个不亮灯的左右移动、灯的从两边到中间及单双等交替闪烁等花样变化。 6、系统仿真 在Proteus的ISIS 7.1sp2软件环境下画出电路原理图，接下来就是将设计的程序在Keil C51 μVision2开发集成环境上编译成机器语言，进入Proteus 的ISIS，鼠标左键点击菜单“Debug”，选中“use romote debuger monitor”，便可实现KeilC与Proteus连接调试。首先在Proteus中双击单片机AT89C51,将KeilC下编程生成的 .HEX文件导入到AT89C51中,可在Proteus中单击全速仿真运行按钮，进行现象的查看,能清楚地观察到芯片上每一个引脚的电平变化，红色代表高电平，蓝色代表低电平；如果现象不正确，则在KeilC中单步调试程序，并在Proteus观察现象，那一步不正确则对该段的程序进行修改，调试直到仿真完全成功为止。 图6.1 Proteus软件环境下画出电路原理图 图6.2效果一
(完整版)基于matlab的通信系统仿真毕业论文
创新实践报告
报 告 题 目： 学 院 名 称： 姓 名：
基于 matlab 的通信系统仿真 信息工程学院 余盛泽
班 级 学 号： 指 导 老 师： 温 靖
二 O 一四年十月十五日
目录
一、引言........................................................................................................................ 3 二、仿真分析与测试 ................................................................................................... 4
2.1 随机信号的生成 ............................................................................................................... 4 2.2 信道编译码 ........................................................................................................................ 4 2.2.1 卷积码的原理 ........................................................................................................ 4 2.2.2 译码原理 ................................................................................................................ 5 2.3 调制与解调 ....................................................................................................................... 5 2.3.1 BPSK 的调制原理 .................................................................................................. 5 2.3.2 BPSK 解调原理 ...................................................................................................... 6 2.3.3 QPSK 调制与解调 ................................................................................................. 7 2.4 信道 .................................................................................................................................... 8
单片机课设(三篇课设均带带仿真图和源程序代码)
12232 LCD PROTEUS仿真（51C） 12232在proteus 里模型用关键字P ，“12232”查不出LCD的，要用1232 查找。 好不容易得到模型，编写程序，一直不能成功。第一个字符正常，后面的就乱了。最后才明白：12232的模型和实物不一样，共４页（这和实物一样），每页只能从地址０开始，水平方向从左往右显示。另外，按实物的程序，仿真中显示是相反的，所以初始化时应改为反向显示，仿真显示才正常。 //12232LCD proteus仿真 //2012 01 20 E:\DPJ_C\12232\12232UV4\12232_2C.C #include
A0=0; _nop_(); _nop_(); LCD_DB=i; _nop_(); _nop_(); E1=0; _nop_(); _nop_(); } void WR_Mdat(uchar i) { E1=1; _nop_(); _nop_(); A0=1; _nop_(); _nop_(); LCD_DB=i; _nop_(); _nop_(); E1=0; _nop_(); _nop_(); } void WR_Scom(uchar i) { A0=0; _nop_(); _nop_(); E2=1; _nop_(); _nop_(); LCD_DB=i; _nop_(); _nop_(); E2=0; _nop_();
基于蓝牙技术的智能气象站系统设计
泉州师范学院 毕业论文（设计） 题目基于蓝牙技术的智能气象站系统设计 The Design of Intelligent Weather Station System based on Blootooch Technology 物理与信息工程学院电子信息科学与技术专业07级1 班 学生姓名学号 指导教师职称副教授 完成日期2011年4月15 日
教务处制 基于蓝牙技术的智能气象站系统设计 物理与信息工程学院07级电子信息科学与技术 指导教师副教授 【摘要】一种基于HC-06蓝牙模块的智能气象站系统，系统采用STC系列单片机控制，以DHT21温湿度传感器和根据时差法原理的超声波传感器实现对环境的温湿度和风速风向进行采集，并通过蓝牙无线传输到接收模块将温湿度和风向风速数据显示在LCD1602上。DHT21数字温湿度传感器数据线为单总线；超声波测风模块通过单片机发射40kHz的脉冲信号，应用CD4052选通发射与接收回路。 【关键词】STC89C52 HC-06蓝牙模块DHT21 超声波传感器智能气象站
目录 第一章引言 (4) 本设计的背景 (4) 本设计的系统方案 (4) 1.2.1 系统的功能实现 (4) 1.2.2 系统的技术实现 (4) 第二章气象站系统的组成框图 (5) 气象站发送模块框图 (5) 气象站接收模块框图 (6) 第三章气象站系统硬件设计 (6) 发送与接收模块的单片机最小系统 (6) 发送与接收模块的无线通信模块——HC-06蓝牙模块 (7) 3.2.1 蓝牙技术简介 (7) 3.2.2 HC-06蓝牙模块部分电路 (7) DHT21数字温湿度传感器 (8) 3.3.1 DHT21简介 (8) 超声波风速风向传感器及其电路部分 (10) 3.4.1超声波风速风向传感器原理 (10) 3.4.2超声波风速风向传感器电路组成原理 (12) 3.4.3超声波测风方案设计论证 (15) 气象站系统的报警模块 (16) 气象站系统的电源部分 (16) 发送与接收模块的MAX232串口电路 (17) 接收模块显示电路 (17) 第四章气象站系统的软件设计 (18) 气象站系统的主程序流程 (18) 系统子程序流程图 (19) 4.2.1发送模块DHT21温湿度子程序流程图 (19) 4.2.2发送模块超声波测风子程序 (20) 4.2.3接收模块LCD1602显示程序 (21)
基于单片机的电子时钟课程设计报告
目录 一、引言········ 二、设计课题········· 三、系统总体方案········· 四、系统硬件设计······ 1.硬件电路原理图 2.元件清单 五、系统软件设计········· 1.软件流程图 2.程序清单 六、系统实物图········ 七、课程设计体会········ 八、参考文献及网站········· 九、附录·········
一．引言 单片机因将其主要组成部分集成在一个芯片上而得名，就是把中央处理器、随机存储器、只读存储器、中断系统、定时器/计数器以及I/O接口电路等部件集成在一个芯片上。 基于单片机设计的数字钟精确度较高，因为在程序的执行过程中，任何指令都不影响定时器的正常计数，即便程序很长也不会影响中断的时间。 数字钟是采用数字电路实现对日期、时、分、秒，数字显示的计时装置，由于数字集成电路的发展和石英晶体振荡器的广泛应用，使得数字钟的精度，远远超过老式钟表，钟表的数字化给人们生产生活带来了极大的方便，而且大大地扩展了钟表的报时功能。数字钟已成为人们日常生活中的必需品，广泛应用于家庭、车站、码头、剧院、办公室等场所，给人们的生活、学习、工作带来极大的方便。不仅如此，在现代化的进程中，也离不开电子钟的相关功能和原理，比如机械手的控制、家务的自动化、定时自动报警、按时自动打铃、时间程序自动控制、定时广播、自动起闭路灯、定时开关烘箱、通断动力设备、甚至各种定时电气的自动启用等，所有这些，都是以钟表数字化为基础的。而且是控制的核心部分。因此，研究数字钟及扩大其应用，有着非常现实的意义。 本设计使用12MHZ晶振与单片机AT89C51相连接，以AT89C51芯片为核心，采用动态扫描方式显示，通过使用该单片机，加之在显示电路部分使用HD74LS373驱动电路，实现在8个LED数码管上显示时间，通过4个按键进行调时、复位等功能，在实现各功能时数码管进行相应显示。软件部分用C语言实现，分为显示、延迟、调时、复位等部分。通过软硬件结合达到最终目的。
本科毕业设计：基于MATLAB的OFDM系统仿真及分析
摘要 正交频分复用(OFDM) 是第四代移动通信的核心技术。该文首先简要介绍了OFDM的发展状况及基本原理, 文章对OFDM 系统调制与解调技术进行了解析，得到了OFDM 符号的一般表达式，给出了OFDM 系统参数设计公式和加窗技术的原理及基于IFFT/FFT 实现的OFDM 系统模型，阐述了运用IDFT 和DFT 实现OFDM 系统的根源所在,重点研究了理想同步情况下,保护时隙(CP)、加循环前缀前后和不同的信道内插方法在高斯信道和多径瑞利衰落信道下对OFDM系统性能的影响。在给出OFDM系统模型的基础上,用MATLAB语言实现了传输系统中的计算机仿真并给出参考设计程序。最后给出在不同的信道条件下,研究保护时隙、循环前缀、信道采用LS估计方法对OFDM系统误码率影响的比较曲线,得出了较理想的结论。 关键词: 正交频分复用;仿真;循环前缀;信道估计
Title: MATLAB Simulation and Performance Analysis of OFDM System ABSTRACT OFDM is the key technology of 4G in the field of mobile communication. In this article OFDM basic principle is briefly introduced.This paper analyzes the modulation and demodulation of OFDM system, obtaining a general expression of OFDM mark, and giving the design formulas of system parameters, principle of windowing technique, OFDM system model based on IFFT/FFT, the origin which achieves the OFDM system by using IDFT and DFT. Then, the influence of CP and different channel estimation on the system performance is emphatically analyzed respectively in Gauss and Rayleigh fading channels in the condition of ideal synchronization. Besides, based on the given system model OFDM system is computer simulated with MATLAB language and the referential design procedure is given. Finally, the BER curves of CP and channel estimation are given and compared. The conclusion is satisfactory. KEYWORDS:OFDM; Simulation; CP; Channel estimation
单片机仿真课程设计——基于51单片机的实时时钟
基于51系列单片机及DS1302时钟芯片的实时时钟仿真设计 一、课程设计目的意义 通过本次课程设计可以灵活运用单片机的基础知识，依据课程设计内容，能够完成从硬件电路图设计，到软件编程及系统调试实现系统功能，完成课程设计，加深对单片机基础知识的理解并灵活运用。 二、实现目标 本设计主要为实现一款可正常显示时钟/日历的实时电子时钟。对当前电子钟开发手段进行了比较和分析，最终确定了采用单片机技术实现电子时钟。本设计应用AT89C52芯片作为核心，LCD显示屏，使用DS1302实时时钟日历芯片完成时钟/日历的基本功能。这种实现方法的优点是电路简单，性能可靠，实时性好，时间精确，操作简单，编程容易。 三、硬件设计 本设计采用具有32根I/O引脚的AT89C52单片机。AT89C52单片机是一款低功耗，低电压，高性能CMOS 8位单片机，片内含4KB（可经受1000次擦写周期）的FLASH可编程可反复擦写的只读程序存储器（EPROM），器件采用CMOS工艺和ATMEI公司的高密度、非易失性存储器（NURAM）技术制造，其输出引脚和指令系统都与MCS-52兼容。片内的FLASH存储器允许在系统内可改编程序或用常规的非易失性存储器编程器来编程。因此，AT89C52是一种功能强，灵活性高且价格合理的单片机，可方便的应用在各个控制领域。 AT89C52具有以下主要性能： 1.4KB可改编程序Flash存储器； 2.全静态工作：0——24Hz； 3.128×8字节内部RAM； 4.32个外部双向输入/输出（I/O）口； 5.6个中断优先级； 2个16位可编程定时计数器； 6.可编程串行通道； 7.片内时钟振荡器。 DS1302是美国DALLAS公司推出的一种高性能、低功耗的实时时钟日历芯片，附加31字节静态RAM，采用SPI三线接口与CPU进行同步通信，并可采用突发方式一次传送多个字节的时钟信号和RAM数据。实时时钟可提供秒、分、时、日、星期、月和年，一个月小于
MATLAB仿真论文
信息与通信工程学院MATLAB仿真论文 题目：基于matlab的系统仿真 班级: 13级电信三班谢丽娟 姓名：谢丽娟 学号： 14132200845
目录 摘要 (2) 一、关于MATLAB的基本知识 (2) 1.1 MATLAB的介绍 (2) 1.2 SIMULINK的介绍 (2) 二、无环流可逆调速系统 (2) 2.1 无环流可逆调速系统简介 (2) 2.2逻辑无环流调速系统的原理图 (3) 三、主电路的组成及其工作原理主电路的组成及其工作原理 (3) 四、仿真系统的设计 (3) 4.1电流环结构图的简化 (3) 4.2 电流调节器结构的选择 (3) 4.3转速调节器设计转速环结构图的简化 (4) 4.4 转速调节器设计 (5) 4.4 转速调节器设计 (5) 4.5 转速调节器的参数计算 (5) 4.6 逻辑控制器设计 (5) 4.7逻辑控制器的组成 (6) 五、逻辑无环流直流可逆调速系统仿真的建模 (6) 5.1逻辑控制直流可逆调速原理和仿真模型 (6) 5.2逻辑控制器模块 (7) 5.3电平检测 (7) 5.4延时电路 (8) 5.5连锁保护 (8) 六、仿真结果 (8) 摘要
许多生产机械要求电动机既能正传，又能反转，而且常常还需要快速的启动和制动，这就需要电力拖动系统具有四象限运行的特性，也就是需要可逆的调速系统，采用两组晶闸管反并联的可逆调速系统解决了电动机的正、反转运行和回馈制动问题，但是，如果两组装置的整流电压同时出现，便会产生不流过负载而直接在两项晶闸管之间流通的短路电流，称作环流。 又环流可逆系统虽然具有反响快，过渡平滑等优点，但设置几个环流电抗器终究是个累赘。因此，当工艺过程对系统过度特性的平滑性要求不高时，特别是对于大容量的系统，常采用既没有直流平均环流又没有瞬时脉动环流的无环流可逆系统。 本文介绍了逻辑无环流可逆直流调速系统的基本原理及其构成，并对其控制电 路进行了计算和设计。 运用了一种基于 Matlab 的 Simulink 和 Power System 工具箱、 面向系统电气原理结构图的仿真新方法，实现了逻辑控制电流可逆调速系统的仿真。 关键词: 直流电机；环流；逻辑无环流可逆调速；Matlab 仿真 一、关于MATLAB 的基本知识 1.1 MATLAB 的介绍 MATLAB 是矩阵实验室的简称，是美国MathWorks 公司出品的商业数学软件，用于算法开发、数据可视化、数据分析以及数值计算的高级技术计算语言和交互式环境，主要包括MATLAB 和Simulink 两大部分它将数值分析、矩阵计算、科学数据可视化以及非线性动态系统的建模和仿真等诸多强大功能集成在一个易于使用的视窗环境中，为科学研究、工程设计以及必须进行有效数值计算的众多科学领域提供了一种全面的解决方案，并在很大程度上摆脱了传统非交互式程序设计语言（如C 、Fortran ）的编辑模式，代表了当今国际科学计算软件的先进水平。 1.2 SIMULINK 的介绍 Simulink 是MATLAB 最重要的组件之一，它提供一个动态系统建模、仿真和综合分析的集成环境。在该环境中，无需大量书写程序，而只需要通过简单直观的鼠标操作，就可构造出复杂的系统。Simulink 具有适应面广、结构和流程清晰及仿真精细、贴近实际、效率高、灵活等优点，并基于以上优点Simulink 已被广泛应用于控制理论和数字信号处理的复杂仿真和设计。同时有大量的第三方软件和硬件可应用于或被要求应用于Simulink 。 。Simulink 可以用连续采样时间、离散采样时间或两种混合的采 样时间进行建模，它也支持多速率系统，也就 是系统中的不同部分具有不同的采样速率。 为了创建动态系统模型，Simulink 提供了一个建立模型方块图的图形用户接口(GUI) ，这个 创建过程只需单击和拖动鼠标操作就能完成，它提供了一种更快捷、直接明了的方式，而且 用户可以立即看到系统的仿真结果。 二、无环流可逆调速系统 2.1 无环流可逆调速系统简介 许多生产机械要求电动机既能正传，又能反转，而且常常还需要快速的启动和制动，这就需要电力拖动系统具有四象限运行的特性，也就是需要可逆的调速系统，采用两组晶闸管反并联的可逆调速系统解决了电动机的正、反转运行和回馈制动问题，但是，如果两组装置的整流电压同时出现，便会产生不流过负载而直接在两项晶闸管之间流通的短路电流，称作环流。这样的环流对负载无益，因此应该予以抑制或消除。 逻辑无环流系统目前生产中应用最为广 泛的可逆系统，当一组晶闸管工作时，用逻辑电路封锁另一组晶闸管的触发脉冲，使他完全处于阻断状态，确保两组晶闸管不同时工作，从根本上切断了环流的通路，这就是逻辑控制的无环流可逆系统。 逻辑无环流调速系统主电路和系统控制电路的系统组成 主电路采用两组晶闸管装置反并联线路；由于没有环流，不用设置环流电抗器；仍保留平波电抗器Ld ，以保证稳定与运行时电流波形连续；控制系统采用典型的转速、电流双闭环方案；电流环为内环，转速环为外环。为了实现 转速和电流两种负反馈分别起作用，可在系统
基于单片机的LED点阵显示课程设计
1 LED电子显示屏原理 1.1 L ED电子显示屏概述 LED电子显示屏（Light Emitting Diode Panel）是由几百--几十万个半导体发光二极管构成的像素点，按矩阵均匀排列组成。利用不同的半导体材料可以制造不同色彩的LED像素点。目前应用最广的是红色、绿色、黄色。而蓝色和纯绿色LED的开发已经达到了实用阶段。LED显示屏是一种通过控制半导体发光二极管的亮度的方式，来显示文字、图形、图像、动画、行情、视频、录像信号等各种信息的显示屏幕。 LED显示屏分为图文显示屏和条幅显示屏，均由LED矩阵块组成。图文显示屏可与计算机同步显示汉字、英文文本和图形；而条幅显示屏则适用于小容量的字符信息显示。LED显示屏因为其像素单元是主动发光的，具有亮度高，视角广、工作电压低、功耗小、寿命长、耐冲击和性能稳定等优点。因而被广泛应用于车站、码头、机场、商场、医院、宾馆、银行、证券市场、建筑市场、拍卖行、工业企业管理和其它公共场所。 LED显示屏的发展前景极为广阔，目前正朝着更高亮度、更高气候耐受性、更高的发光密度、更高的发光均匀性，可靠性、全色化方向发展。 1.2 LED显示屏动态显示原理 LED点阵显示系统中各模块的显示方式：有静态和动态显示两种。静态显示原理简单、控制方便，但硬件接线复杂，在实际应用中一般采用动态显示方式，动态显示采用扫描的方式工作，由峰值较大的窄脉冲电压驱动，从上到下逐次不断地对显示屏的各行进行选通，同时又向各列送出表示图形或文字信息的列数据信号，反复循环以上操作，就可显示各种图形或文字信息。 点阵式LED汉字广告屏绝大部分是采用动态扫描显示方式，这种显示方式巧妙地利用了人眼的视觉暂留特性。将连续的几帧画面高速的循环显示，只要帧速率高于24帧/秒，人眼看起来就是一个完整的，相对静止的画面。最典型的例子就是电影放映机。在电子领域中，因为这种动态扫描显示方式极大的缩减了发
基于matlab的人脸识别系统设计与仿真(含matlab源程序)本科毕业论文
基于matlab的人脸识别系统设计与仿真
毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。 作者签名：日期： 指导教师签名：日期： 使用授权说明 本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。 作者签名：日期：
学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 作者签名：日期：年月日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 涉密论文按学校规定处理。 作者签名：日期：年月日 导师签名：日期：年月日
单片机课程设计——基于C51简易计算器
单片机十进制加法计算器设计 摘要 本设计是基于51系列的单片机进行的十进制计算器系统设计，可以完成计 算器的键盘输入，进行加、减、乘、除3位无符号数字的简单四则运算，并在LED上相应的显示结果。 设计过程在硬件与软件方面进行同步设计。硬件方面从功能考虑，首先选择内部存储资源丰富的AT89C51单片机，输入采用4×4矩阵键盘。显示采用3位7段共阴极LED动态显示。软件方面从分析计算器功能、流程图设计，再到程序的编写进行系统设计。编程语言方面从程序总体设计以及高效性和功能性对C 语言和汇编语言进行比较分析，针对计算器四则运算算法特别是乘法和除法运算的实现，最终选用全球编译效率最高的KEIL公司的μVision3软件，采用汇编语言进行编程，并用proteus仿真。 引言 十进制加法计算器的原理与设计是单片机课程设计课题中的一个。在完成理论学习和必要的实验后，我们掌握了单片机的基本原理以及编程和各种基本功能的应用，但对单片机的硬件实际应用设计和单片机完整的用户程序设计还不清楚，实际动手能力不够，因此对该课程进行一次课程设计是有必要的。 单片机课程设计既要让学生巩固课本学到的理论，还要让学生学习单片机硬件电路设计和用户程序设计，使所学的知识更深一层的理解，十进制加法计算器原理与硬软件的课程设计主要是通过学生独立设计方案并自己动手用计算机电路设计软件，编写和调试，最后仿真用户程序，来加深对单片机的认识，充分发挥学生的个人创新能力，并提高学生对单片机的兴趣，同时学习查阅资料、参考资料的方法。 关键词：单片机、计算器、AT89C51芯片、汇编语言、数码管、加减乘除
目录 摘要 (01) 引言 (01) 一、设计任务和要求............................. 1、1 设计要求 1、2 性能指标 1、3 设计方案的确定 二、单片机简要原理............................. 2、1 AT89C51的介绍 2、2 单片机最小系统 2、3 七段共阳极数码管 三、硬件设计................................... 3、1 键盘电路的设计 3、2 显示电路的设计 四、软件设计................................... 4、1 系统设计 4、2 显示电路的设计 五、调试与仿真................................. 5、1 Keil C51单片机软件开发系统 5、2 proteus的操作 六、心得体会.................................... 参考文献......................................... 附录1 系统硬件电路图............................ 附录2 程序清单..................................
基于simulink的通信系统仿真本科毕设论文
摘要 随着科学技术的发展，计算机仿真技术呈现出越来越强大的活力，它大大节省了人力、物力和时间成本，在当今教学、科研、生产等各个领域发挥着巨大的作用。使用MATLAB和SIMULINK作为辅助教学软件，一方面可以摆脱繁杂的大规模计算；另一方面还可以使学生有机会自己动手构建模型，所花费的代价要远小于实际建模。Simulink是Mathworks公司推出的基于Matlab平台的著名仿真环境Simulink作为一种专业和功能强大且操作简单的仿真工具，目前已被越来越多的工程技术人员所青睐，它搭建积木式的建模仿真方式既简单又直观，而且已经在各个领域得到了广泛的应用。 本文主要探究数字频带通信系统的各种传输方式的优良特性，分别为ASK、FSK、PSK、QPSK几种基本但是非常重要的方式，并通过使用MATLAB中SIMULINK功能对各种方式进行仿真，展示数字通信系统的工作过程，最后通过数字信号的分析可以得出各种数字通信方式的误码率，并且分析得出QPSK为最佳的传输方式。主要由于QPSK信号的相位是四个正交的点，这样相对别的方式拥有最好的欧氏距离，也就是说抗干扰能力最强，而且QPSK信号产生非常简单，所以QPSK在日常数字传输中得到广泛应用。 关键字:数字通信系统,Matlab,ASK,FSK,PSK,仿真.
Abstract With the development of science and technology, computer simulation technology becomes more and more powerful vitality, it saves the manpower, material resources and time , it plays an important role in the teaching, scientific research, production and other fields. MATLAB with its powerful function in simulation software in many science and engineering talent showing itself, it becomes the most popular international computing software tools. MATLAB not only has strong function and easy operation, the user can concentrates on the research questions, and it doesn't need to spend too much time on programming. MATLAB and SIMULINK are used as the auxiliary teaching software, one can get rid of the large-scale complicated computation; on the other hand, also can make the students have the opportunity to do-it-yourself model construction, the cost to be far less than the actual modeling. Simulink is Mathworks's famous Simulink simulation environment based on Matlab platform as a professional and functional simulation tool with powerful and simple operation, it has been favored by more and more engineering and technical personnel, it builds the modeling method building is simple and intuitive, and has been in various fields has been widely applied. The excellent properties of various transmission methods this paper mainly research on digital band communication system, respectively ASK, FSK, PSK, QPSK several basic but very important, and by using the SIMULINK function in MATLAB of various simulation, to show the reader the work process of digital communication system, finally, through the analysis of digital signal can be obtained. Rate of various digital communication mode, and analysis of the transmission mode of QPSK the best. Mainly due to the phase of the QPSK signal is four orthogonal, so relative to other ways to have the best Euclidean distance, that is to say the anti-interference ability is the strongest, and the QPSK signal generation is very simple, so
小型便携气象站系统设计
小型便携气象站系统设计 【摘要】本文主要阐述基于ARM（NUC140VE3CN）单片机自带的风速、风向传感器，提出了野外便携气象站的设计，它采用单片机采集数据，经串口送至驱动系统，最后经LCD显示屏显示并接收。 【关键词】NUC140VE3CN；气象站；单片机；LCD Abstract：This article focuses on ARM （NUC140VE3CN）microcontroller comes with wind speed，wind direction sensor，field portable weather station proposed design，which uses chip data acquisition via the serial port to the drive system，and finally by the LCD display and reception. Key words：Stations；NUC140VE3CN；SCM；LCD 1.引言 鉴于当前市场上成套的自动气象站，对于我们的使用和操作过于复杂，当我们在野外作业时，不但不能大规模的使用，而且在使用过程容易出现各种差错，故而我们需要研究设计出一款成本较低、使用方便的简易便携式气象站[1]，它不但能达到并实现我们所需要的功能，而且还会大大的缩减不必要的开支，并能够轻易的携带，完全能在各种野外环境中实时方便的使用，且精准度高，不会有差错。 2.基于ARM（NUC140VE3CN）单片机的气象站设计 2.1 气象站的硬件结构 本次系统设计使用的硬件平台51平台，用到的是基于ARM （NUC140VE3CN）芯片，它主要包括检测系统和驱动系统的设计，检测系统主要通过单片机自带的风速、风向传感器，将接收到气象信号转化为数字信号，再通过驱动系统，在LCD显示屏上显示出来，如图1所示。 2.2 气象站的系统设计方案 2.2.1 检测系统 本次设计的传感器采用风速、风向传感器[2]，是单片机自带的风速风向数据采集系统，具有的结构简单、测试范围大、输出线路好、精准度高、性能稳定和工作性能可靠的各种优点。转换器采用12位8通道A/D转换器NUC140VE3CN 芯片，相比于其它芯片，它的显著优势则是具有相应快、集成高、抗干扰性强、接口编程简单的优点，而且它自身包括稳压电源、片内时钟振荡器，性能可靠。