51单片机简易数字电压表的设计

51单片机简易数字电压表的设计
51单片机简易数字电压表的设计

基于51单片机的数字电压表设计

二级学院铜陵学院

专业自动化

班级

组号

组员

指导教师

设计周期:20012年6月5日~2008 年6 月28日

目录

一课程设计任务书·····························································································································错误!未定义书签。

1.1 设计题目、目的····················································································································错误!未定义书签。

1.2 题目的基本要求和拓展功能··························································································错误!未定义书签。

1.3 设计时间及进度安排··········································································································错误!未定义书签。

二设计内容············································································································································错误!未定义书签。

2.1 元器件选型······························································································································错误!未定义书签。

2.2 系统方案确定·························································································································错误!未定义书签。

2.3 51单片机相关知识··············································································································错误!未定义书签。

2.4 AD转换器相关知识··············································································································错误!未定义书签。

三数字电压表系统设计 (7)

3.1系统设计框图 (8)

3.2 单片机电路 (9)

3.3 ADC采样电路 (10)

3.4显示电路 (11)

3.5供电电路和参考电压·························································································································································· 3.6 数字电压表系统电路原理图·········································································································································四软件部分

4.1 主程序

4.2 显示子程序

五数字电压表电路仿真

5.1 仿真总图

5.2 仿真结果显示

六系统性能分析

七心得体会

简易的数字电压表的设计

一课程设计任务书

智能仪表课程设计是自动化专业的专业实践课程。本课程的任务是通过设计完成功能的单片机系统,使学生掌握目前典型的自动化易表的一般设计要求和设计方法,掌握开发及设计工具的使用方法,通过这一实践过程,锻炼学生的动手能力和分析、解决问题的能力,培养对所学知识的综合应用能力。

1、设计的题目

简易数字电压表的设计

对简易数字电压表的设计,掌握目前自动仪表的一般设计要求,工程设计方法,开发及设计工具的使用方法。数字电压表简称DVM,数字电压表基本原理是将输入的模拟电压信号转化为数字信号,再进行输出显示。而A/D转换器的作用是将连续变化的模拟信号量转化为离散的数字信号,器基本结构是由采样保持,量化,编码等几部分组成。因此AD转换是此次设计的核心元件。输入的模拟量经过AD转换器转换,再由驱动器驱动显示器输出,便得到测量的数字电压。

2、基本功能要求:

1.可以选择测量测量8路0-5V的8路输入电压值;

2.可轮流显示或单路选择显示(可选);

3.测量显示最小分辨率为0.01V;测量误差约为0.02V;

4. 具有电压过低、过高声光报警功能,报警限可独立设置;

拓展功能:

(1):测量电压范围扩大,可测量小电压和大电压;可测量显示0-2mA电流;

(2):带通讯功能,电压测量值可在PC机上显示;

(3):带实时存储记忆和复现功能;

3、设计时间及进度安排:

1、学分:3分

2、时间安排:3周

计划安排:

第17周任务布置,确定分组。任务分析,方案,绘制原理图:

第18周进行设计方案的确认,提交原理图,元器件清单何预定价格,进行购买;第18周硬件焊接,调试;软件编程,联合硬件的调试;

第19周撰写课程实际报告,分组验收答辩;

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简易的数字电压表的设计

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二 设计内容:

2.1 元器件选型:

A/D 转换器芯片ADC0809,AT89C52单片机,1602液晶显示器;

2.2 系统方案确定:

按系统功能实现要求,决定控制系统采用AT89C52单片机,A/D 转换采用ADC0809。系统除能确保实现要求的功能外,还可以方便地进行8路其他A/D 转换量的测量、远程测量结果传送等扩展功能。数字电压表系统设计方案框图如图。

P0:地址数据低8位口 P1:普通I/O 口 P2:地址高8位口 P3:特殊功能口

晶振电路保证信号传输同步,串口通信是与外界进行信息交换的一种方式, 按键电路中一个按键是单路和轮流显示的选择,一个按键是单路时的通道选择。

实现过程:

当外部0~5V 的模拟信号输入时,首先通过ADC8090转换模块进行转换,转换成数字信号并进入通道进行选择后,将信号传入AT89C52单片机时,单片机通过按键电路中的一个按键来选择单路还是8路,另一个按键作单路显示时选择通道,当选择完毕后将数据送入到显示器,通过P3特殊功能口经三极管驱动输出控制位。

2.3 51单片机相关知识

51单片机是对目前所有兼容intel 8031指令系统的单片机的统称。该系列单片机的始祖是intel 的8031单片机,后来随着技术的发展,成为目前广泛应用的8为单片机之一。

A T89C52 P0 P2 P1

P3

ADC0809

LED 显示器

上电复位 串口通信 电源电路 按键电路 晶振电路

简易的数字电压表的设计

单片机是在一块芯片内集成了CPU、RAM、ROM、定时器/计数器和多功能I/O口等计算机所需要的基本功能部件的大规模集成电路,又称为MCU。51系列单片机内包含以下几个部件:一个8位CPU;一个片内振荡器及时钟电路;

4KB的ROM程序存储器;

一个128B的RAM数据存储器;

寻址64KB外部数据存储器和64KB外部程序存储空间的控制电路;

32条可编程的I/O口线;

两个16位定时/计数器;

一个可编程全双工串行口;

5个中断源、两个优先级嵌套中断结构。51系列单片机如下图:

图1 51单片机引脚图

引脚功能:

Vcc: 电源电压

GND:地

P0口:P0口是一组8位漏极开路型双向I/O口,也即地址/数据总线复用口。作为输出口用时,每位能吸收电流的方式驱动8个TTL逻辑门电路,对端口P0写“1”时,可作为高阻抗输入端用。

在访问外部数据存储器或程序存储器时,这组口线分时转换地址(低8位)和数据总线复用,在访问期间激活内部上拉电阻。

在Flash编程时,P0口接收指令字节,而在程序校验时,输出指令字节,校验时,要求外接上拉电阻。

P1口:P1是一个带内部上拉电阻的8位双向I/O口,P1的输出缓冲级可驱动(吸收或

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简易的数字电压表的设计

输出电流)4个TTL逻辑门电路。对端口写“1”,通过内部的上拉电阻把端口拉到高电平,此时可作输入口。作输入口使用时,因为内部存在上拉电阻,某个引脚被外部信号拉低时会输出一个电流

与AT89C51不同之处是,P1.0和P1.1还可分别作为定时/计数器2的外部计数输入.flash 编程和程序校验期间,P1接收低8位地址。(P1.0/T2)和输入(P1.1/T2EX),P2口:P2是一个带有内部上拉电阻的8位双向I/O口,P2的输出缓冲级可驱动(吸收或输出电流)4个TTL逻辑门电路。对端口P2写“1”,通过内部的上拉电阻把端口拉到高电平,此时可作输入口,作输入口使用时,因为内部存在上拉电阻,某个引脚被外部信号拉低时会输出一个电流

在访问外部程序存储器或16位地址的外部数据存储器(例如执行MOVX@DPTR指令)时,P2口送出高8位地址数据。在访问8位地址的外部数据存储器(如执行MOVX@RI指令)时,P2口输出P2锁存器的内容。

P3口:P3口是一组带有内部上拉电阻的8位双向I/O口。P3口输出缓冲级可驱动(吸收或输出电流)4个TTL逻辑门电路。对P3口写入“1”时,它们被内部上位电阻拉高并可作为输入端口。此时,被外部拉低的P3口将用上拉电阻输出电流

P3口除了作为一般的I/O口线外,更重要的用途是它的第二功能,

P3口还接收一些用于Flash闪速存储器编程和程序校验的控制信号。

RST:复位输入。当振荡器工作时,RST引脚出现两个机器周期以上高电平将使单片复位。

ALE/PROG:当访问外部程序存储器或数据存储器时,ALE(地址锁存允许)输出脉冲用于锁存地址的低8位字节。一般情况下,ALE仍以时钟振荡频率的1/6输出固定的脉冲信号,因此它可对外输出时钟或用于定时目的。要注意的是:每当访问外部数据存储器时将跳过一个ALE脉冲。对Flash存储器编程期间,该引脚还用于输入编程脉冲(PROG)。

如有必要,可通过对特殊功能寄存器(SFR)区中的8EH单元的D0位置位,可禁止ALE操作。该位置位后,只有一条MOVX和MOVC指令才能将ALE激活。此外,该引脚会被微弱拉高,单片机执行外部程序时,应设置ALE禁止位无效。

PSEN:程序储存允许(PSEN)输出是外部程序存储器的读选通信号,当AT89C52由外部程序存储器取指令(或数据)时,每个机器周期两次PSEN有效,即输出两个脉冲。在此期间,当访问外部数据存储器,将跳过两次RSEN信号。

EA/VPP:外部访问允许。欲使CPU仅访问外部程序存储器(地址为0000H-FFFFH),EA 端必须保持低电平(接地)。需注意的是:如果加密位LB1被编程,复位时内部会锁存EA

端状态。如EA端为高电平(接Vcc端),CPU则执行内部程序存储器中的指令。Flash存储器编程时,该引脚加上+12V的编程允许电源VPP,当然这必须是该器件是使用12V编程电压VPP。

XTAL1:振荡器反相放大器的及内部时钟发生器的输入端。

XTAL2:振荡器反相放大器的输出端。

2.外部时钟:输入端接在XTAL1

输出端接在XTAL2

晶体可以在1.2mhz-12mhz之间任选,电容可以在20-60uf之间选择。

3.74ls244:是一个缓冲输入口,同时也是一个单向驱动器一减轻总线负担。

4.mc14024:用与二进制计数。

5.ADC0809:A/D转换器:

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简易的数字电压表的设计

2.4 AD转换器相关知识

ADC0809是美国国家半导体公司生产的CMOS工艺8通道,8位逐次逼近式AD转换器。其内部有一个8通道多路开关,它可以根据地址码锁存译码后的信号,只选通8

路模拟输入信号中的一个进行A/D转换。

ADC0809是采样频率为8位的、以逐次逼近原理进行模—数转换的器件。其内部有一个8通道多路开关,它可以根据地址码锁存译码后的信号,只选通8个单断模拟输入信号中的一个进行A/D转换。

1.主要特性

1)8路8位A/D转换器,即分辨率8位。

2)具有转换起停控制端。

3)转换时间为100μs

4)单个+5V电源供电

5)模拟输入电压范围0~+5V,不需零点和满刻度校准。

6)工作温度范围为-40~+85摄氏度

7)低功耗,约15mW。

2 内部结构

ADC0809是CMOS单片型逐次逼近式A/D转换器,内部结构如图13.22所示,它由8路模拟开关、地址锁存与译码器、比较器、8位开关树型A/D转换器、逐次逼近寄存器、逻辑控制和定时电路组成。

3.外部特性(引脚功能)

ADC0809芯片有28条引脚,采用双列直插式封装,如图所示。下面说明各引脚功能。

IN0~IN7:8路模拟量输入端。

2-1~2-8:8位数字量输出端。

ADDA、ADDB、ADDC:3位地址输入线,用于选通8路模拟输入中的一路

ALE:地址锁存允许信号,输入,高电平有效。

START: A/D转换启动信号,输入,高电平有效。

EOC: A/D转换结束信号,输出,当A/D转换结束时,此端输出一个高电平(转换期间一直为低电平)。

OE:数据输出允许信号,输入,高电平有效。当A/D转换结束时,此端输入一个高电平,才能打开输出三态门,输出数字量。

CLK:时钟脉冲输入端。要求时钟频率不高于640KHZ。

REF(+)、REF(-):基准电压。

Vcc:电源,单一+5V。

GND:地。

ADC0809的工作过程是:首先输入3位地址,并使ALE=1,将地址存入地址锁存器中。此地址经译码选通8路模拟输入之一到比较器。START上升沿将逐次逼近寄存器复位。下降沿启动 A/D转换,之后EOC输出信号变低,指示转换正在进行。直到A/D转换完成,EOC 变为高电平,指示A/D转换结束,结果数据已存入锁存器,这个信号可用作中断申请。当OE输入高电平时,输出三态门打开,转换结果的数字量输出到数据总线上。

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简易的数字电压表的设计

图2 ADC0909引脚

三数字电压表系统设计

3.1系统设计框图

此次设计的是数字电压表,要求的电压范围是0~5v,而设计扩展的量程为0~25v。系统

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简易的数字电压表的设计

设计主要包括四个部分:分别是电源模块、AD模数转换部分、51单片机最小系统部分、1602液晶显示部分。首先由单片机初始化ADC0809模数转换芯片和1602液晶显示,当外接被测电压后,ADC0809将模拟电压信号转换为数字信号输入到单片机的I/O口,通过单片机处理后将电压的大小显示在1602液晶上面。如下是本次设计作品的框图:

电源模块

AD模数转换51单片机1602液晶显示

图3 系统框图

3.2 单片机电路

单片机最小系统如下图所示,各个引脚都已经标出,而且四个I/O口都已经用排阵引出,方便外接I/O扩展用。

图4 单片机最小系统

3.3 ADC采样电路

由于ADC0809是带地址锁存的模数转换器件,ADDA、ADDB、ADDC为模拟通道选择,编码为000~111分别选中IN0~IN7。ALE为地址锁存信号,其上升沿锁存ADDA、ADDB、ADDC 的信号,译码后控制模拟开关,接通八路模拟输入中相应的一路。CLK为输入时钟,为AD

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简易的数字电压表的设计

转换器提供转换的时钟信号,典型工作频率为640KHz。START为AD转换启动信号,正脉冲启动ADDA~ADDC选中的一路模拟信号开始转换。OE为输出允许信号,高电平时候打开三态输出缓存器,是转换后的数字量从D0~D7输出。EOC为转换结束信号,启动转换后EOC变为低电平,转换完成后EOC编程高电平。

图5 ADC模数转换

3.4显示电路

以下是1602液晶引脚的接线图,中间没有接线的为数据控制端口。 1602字符型通常有14条引脚线或16条引脚线的LCD,多出来的2条线是背光电源线 VCC(15脚)和地线GND(16脚),其控制原理与14脚的LCD完全一样:

图6 1602引脚图

3.5供电电路和参考电压

由于此次系统的芯片工作电压为+5v,所以用常用的三端稳压器LM317和LM337构成的电源系统供电,其中ADC0809要提供一个准确的参考电源才能正常的工作,而LM317正好能够达到要求。

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简易的数字电压表的设计

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图7 系统供电部分

3.6 数字电压表系统电路原理图

简易数字电压测量电路由A/D 转换、数据处理及显示控制等组成,电路原理图如图所示。A/D 转换由集成电路0809完成。0809具有8路模拟输入端口,地址线(23~ 25脚)可决定

对哪一路模拟输入作A/D 转换。22脚为地址锁存控制,当输入为高电平时,对地址信号进

行锁存。6脚为测试控制,当输入一个2uS 宽高电平脉冲时,就开始A/D 转换。7脚为A/D

转换结束标志,当A/D 转换结束时,7脚输出高电平。9脚为A/D 转换数据输出允许控制,

当OE 脚为高电平时,A/D 转换数据从该端口输出。10脚为0809的时钟输入端,利用单片机30脚的六分频晶振频率再通过14024二分频得到1MHz 时钟。单片机的P1、P3.0~P3.3端口

作为四位LED 数码管显示控制。P3.5端口用作单路显示/循环显示转换按钮,P3.6端口用作单路显示时选择通道。P0端口作A/D 转换数据读入用,P2端口用作0809的A/D 转换控制。

图8 数字电压表总原理图

简易的数字电压表的设计

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MC14024:二进制计数器

74LS244:是一个缓冲输入口,同时也是一个单向驱动器以减轻总线负担

四 软件部分:

主程序:

在刚上电时,系统默认为循环显示8个通道的电压值状态。当进行一次测量后,将显

示每一通道的A/D 转换值,每个通道的数据显示时间为1S 左右。主程序在调用显示子程序和测试之程序之间循环,主程序流程图见图。

显示子程序:

显示子程序采用动态扫描法实现四位数码管的数值显示。测量所得的A/D 转换数

据放在70H~77H 内存单元中,测量数据在显示时需转换成10进制BCD 码放在78H~7BH 单元中,其中7BH 存放通道标志数。寄存器R3用作8路循环控制,R0用作显示数据地址指针。

开始

初始化

调用A/D 转换子程序

调用显示子程序

开始

启动测试(TESTART )

简易的数字电压表的设计

地址数小于8?

结束

以下是简易数字电压表的单片机控制源程序:

#include

#include //延时函数用

#define addata P0 //模拟电压数据采集入口

#define Disdata P1 //显示数据段码输出口

#define uchar unsigned char

#define uint unsigned int

sbit START=P2^4; //启动一次转换位

sbit ALE=P2^3; //地址锁存位

sbit OE=P2^5; //0809输出控制位

sbit EOC=P3^7; //A/D转换结束标志位

sbit DISX=Disdata^0; //LED小数点控制位

sbit k1=P3^5; //循环/单路选择控制位

sbit k2=P3^6; //显示通道控制位

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sbit A=P2^0;

sbit D=P2^1;

sbit C=P2^2;

uchar code dis_7[11]={0x03,0x9F,0x25,0x0D,0x99,0x49,0x41,0x1F,0x01,0x09,0xFF};

/*共阳8段LED数码管段码表0.1.2.3.4.5.6.7.8.9.不亮*/

uchar code scan_con[4]={0xf1,0xf2,0xF4,0xF8};

//四位数码管数值动态扫描显示控制

uchar data ad_data[8]={0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00};

//定义8个数据内存单元

uint data dis[5]={0x00,0x00,0x00,0x00,0x00};

//定义4个显示数据单元和1个数据存储单元

/**********1ms延时子函数***********/

delaylms(uint t) //t=1

{

uint i,j;

for(i=0;i

for(j=0;j<100;j++)

;

}

/************显示扫描子函数***************/

scan()

{

uchar k,n;

int h;

dis[3]=1; //通道初值为1

for(n=0;n<8;n++) //每次显示8个数据

{

if(k2==0) break;

dis[2]=ad_data[n]/51;

dis[4]=ad_data[n]%51; //余数暂存

dis[4]=dis[4]*10; //计算十位

dis[1]=dis[4]/51;

dis[4]=dis[4]%51;

dis[4]=dis[4]*10; //计算百分位

dis[0]=dis[4]/51;

for(h=0;h<100;h++)

//每个通道显示时间控制约为一秒

{

if(k2==0) break;

for(k=0;k<4;k++) //4位LED扫描控制

{

if(k2==0) break;

Disdata=dis_7[dis[k]];

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简易的数字电压表的设计

if(k==2)

{

DISX=0;

}

P3=scan_con[k]; //P3.0-P3.3控制四个数码管的输出

delaylms(3);

P3=0xff;

}

}

if(k2==1) dis[3]++;

if(dis[3]>=8) dis[3]=0;

}

}

/*************通道选择函数*********************/

tongdao()

{

uint m,i,n;

dis[2]=ad_data[n]/51;

dis[4]=ad_data[n]%51; //余数暂存

dis[4]=dis[4]*10; //计算十分位

dis[1]=dis[4]/51;

dis[4]=dis[4]%51;

dis[4]=dis[4]*10; //计算百分位

dis[0]=dis[4]/51;

for(m=0;m<100;m++) //每个通道显示时间控制约为一秒

{

if(k2==0) break;

for(i=0;i<4;i++) //4位LED扫描控制

{

Disdata=dis_7[dis[i]];

if(i==2)

{

DISX=0;

}

P3=scan_con[i]; //P3.0-P3.3控制四个数码管的输出

delaylms(3);

P3=0xff;

}

}

}

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简易的数字电压表的设计

/*************0809A/D转换子函数*******************/

test()

{

uchar m;

for(m=0;m<8;m++)

{ switch (m)

{

case 0:{A=0;D=0;C=0;break;}

case 1:{A=1;D=0;C=0;break;}

case 2:{A=0;D=1;C=0;break;}

case 3:{A=1;D=1;C=0;break;}

case 4:{A=0;D=0;C=1;break;}

case 5:{A=1;D=0;C=1;break;}

case 6:{A=0;D=1;C=1;break;}

case 7:{A=1;D=1;C=1;break;}

}

START=1;

ALE=START; //转换通道地址锁存

_nop_();

_nop_();

START=0;

ALE=0; //开始转换命令

_nop_();

_nop_();

_nop_();

_nop_();

_nop_();

_nop_();

_nop_();

_nop_();//延时8US

while(EOC==0)

{

_nop_();

} //等待转换结束

OE=1;

ad_data[m]=addata;

delaylms(1);

OE=0;

}

}

/************************主函数***************************/

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简易的数字电压表的设计

main()

{

uint n,m;

P0=0xff; //初始化窗口

P1=0x00;

P3=0xff;

while(1)

{

if(k2==0)

{

while(1)

{

test();

for(m=0;m<250;m++)

{

n=k2;

tongdao();

if(k1==0) break;

if(k2==0) break;

}

if(n==1)

{

if(k2==0) dis[3]++;

}

if(dis[3]>=8) dis[3]=0;

if(k1==0) break;

}

}

else

{

while(1)

{

test();

scan();

if(k2==0) break;

}

}

}

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简易的数字电压表的设计

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五 数字电压表电路仿真

5.1 仿真总图

为了验证此次设计原理图的正确性,在制作实物之前用专业软件做了仿真,在Proteus 软件中设置AT89C51单片机的晶振频率为12 MHz 。本电路EA 接高电平,没有扩展片外ROM 。如下图是此次系统仿真的总原理图部分:

图8 仿真总图

通过用protues 软件的仿真发现此次设计的系统原理图能够实现电压的正确测量,而且电压的误差较小,1602液晶屏能够正确显示出测量出来的结果。

5.2 仿真结果显示

如下图为此次仿真的测量电压的结果的截图:

图9 仿真结果显示

简易的数字电压表的设计

六系统性能分析

通过理论分析和电路仿真,现在对此次课程设计的数字电压表系统设计结果进行总结。通过仿真我们可以看到仿真结果和理论分析是相符合的,也即此次设计的系统能够在一定的条件下达到课程设计目的,实现对外接电压的测量,电路结构简单,但是可以看出在系统的稳定性及可靠性方面做得不够。具体体现在以下几个方面:

(1)数字电压表系统中对于外界被测电压的变化反应不够灵敏,变化比较慢,主要是因为ADC模数转换芯片的转换速率不够;

(2)数字电压表系统测量的外界电压不够准确,跟用示波器或者高精度的电压表测量的结果有偏差,主要是因为ADC芯片的位数不够;

(3)而且ADC的参考电压不准确也会造成测量结果的不准确;

(4)另外很重要的影响因素是因为AD芯片的测量输入电压最大为5v,而设计的是25v,量程扩大了五倍,运用的是电阻分压网络,如果用精密电阻可以做到很高的精度,而设计中用的是5%误差的碳膜电阻,温度系数高,而且不稳定,这是很重要的一个影响因素。

针对上述问题,理论上可以用一下方法进行改进:

(1)在换用高精度的ADC芯片能够改善测量精度的问题,一般用12位AD既能满足要求;

(2)制作高精度电压参考源,通过提高ADC模数转换芯片的参考电压的精度来提高测量的电压精度;

(3)运用高精度的金属膜电阻构成分压网络,能够最大限度提高精度;

(4)通过查阅书籍可以找到ADC0809的误差系数和碳膜电阻的温度系数,然后在编程的时候进行软件的补偿和参数校正,能够最优化的用软件来补偿硬件的误差问题,这个在编程思想中是很重要的。

虽然时间紧迫,最终按照仿真成功的原理图焊接实物,并调试,调试成功!而且在老师的指点下,使系统得到了最大优化的提高。

七心得体会

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简易的数字电压表的设计

通过三周的简易数字电压表的课程设计,是我与同学的讨论与认真计算设计分析所完成的,课程设计的任务是设计、组装并调试一个数字电压表测量系统。需要我们综合运用单片机等课程的知识,通过查阅资料、方案论证与选定;设计和选取电路和元器件;分析指标及讨论,完成设计任务。

在这次课程设计中,我学会了怎样去根据课题的要求去设计电路和调试电路。动手能力得到很大的提高。从中我发现自己并不能很好的熟练去使用我所学到的高频电路知识。在以后学习中我要加强对使用电路的设计和选用能力。但由于电路比较简单、定型,而不是真实的生产、科研任务,所以我们基本上能有章可循,完成起来并不困难。把过去熟悉的定型分析、定量计算逐步,元器件选择等手段结合起来,掌握工程设计的步骤和方法,了解科学实验的程序和实施方法。这对今后从事技术工作无疑是个很好的训练。通过这种综合训练,我们可以掌握电路设计的基本方法,提高动手组织实验的基本技能,培养分析解决电路问题的实际本领,为以后毕业设计和从事电子实验实际工作打下基础。

同时也让我充分认识到自己的空想与实践的差别,认识莫眼高手低,莫闭门造车,知识都在不断更新和流动之中,而扎实的基础是一切创造的源泉,只有从本质上理解了原理,才能更好的于疑途寻求柳暗花明,实现在科学界的美好畅游和寻得创造的快乐。

还有就是每次在组团做试验都会感觉特别的充实,我们可以按照自己设计的电路去完成,老师也不是死板的要求我们怎么怎么,而是给了我们尽可能大的自己决定的余地,这次的元器件都是按照我们设计出来的电路参数给定的,而且每位老师都很耐心的为我们解决试验中所出现的问题,最后真心的感谢老师对我们课程设计的建议和帮助,我们才得以圆满的完成这次课程设计!

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基于89C51单片机的秒表课程设计讲解

《单片机技术》 课程设计报告 题目:基于MCU-51单片机的秒表设计班级: 学号: 姓名: 同组人员: 指导教师:王瑞瑛、汪淳 2014年6月17日

目录 1课程设计的目的 (3) 2 课程设计题目描述和要求 (3) 2.1实验题目 (3) 2.2设计指标 (3) 2.3设计要求 (4) 2.4增加功能 (4) 2.5课程设计的难点 (4) 2.6课程设计内容提要 (4) 3 课程设计报告内容 (4) 3.1设计思路 (4) 3.2设计过程 (5) 3.3 程序流程及实验效果 (6) 3.4 实验效果 (13) 4 心得体会 (14)

基于 MCS-51单片机的秒表设计 摘要:单片机控制秒表是集于单片机技术、模拟电子技术、数字技术为一体的机电一体化高科技产品,具有功耗低,安全性高,使用方便等优点。本次设计内容为以 8051 单片机为核心的秒表,它采用键盘输入,单片机技术控制。设计内容以硬件电路设计,软件设计和 PCB 板制作三部分来设计。利用单片机的定时器/计数器定时和计数的原理,用集成电路芯片、LED 数码管以及按键来设计计时器。将软、硬件有机地结合起来,使他拥有正确的计时、暂停、清零、并同时可以用数码管显示,在现实生中应用广泛。 关键词:秒表;8051;定时器;计数器 1 课程设计的目的 《单片机应用基础》课程设计是学好本门课程的又一重要实践性教学环节,课程设计的目的就是配合本课程的教学和平时实验,以达到巩固消化课程的内容,进一步加强综合应用能力及单片机应用系统开发和设计能力的训练,启发创新思维,使之具有独立单片机产品和科研的基本技能,是以培养学生综合运用所学知识的过程,是知识转化为能力和能力转化为工程素质的重要阶段。 2 课程设计题目描述和要求 2.1实验题目 开始时,显示“00.0”,第一次按下按钮后开始从0-99.9s计时,显示精度为0.1s;对用有4个功能按键,第1个按键复位00.0,第2个按键正计时开始按钮,第3个按键复位99.9,第4个按钮倒计时开始。 2.2设计指标 了解8051芯片的的工作原理和工作方式,使用该芯片对 LED 数码管进行显示控制,实现用单片机的端口控制数码管,显示分、秒,并能用按钮实现秒表起

单片机课程设计(温度控制器)

基于单片机的温度控制器设计 内容摘要:该温度报警系统以AT89C51单片机为核心控制芯片,实现温度检测报警功能的方案。该系统能实时采集周围的温度信息,程序内部设定有报警上下限,根据应用环境不同可设定不同的报警上下限。该系统实现了对温度的自动监测和自动调温功能。 关键词:AT89C51ADC0808 温度检测报警自动调温 Abstract:The temperature alarm system AT89C51 control chip, realize temperature detection alarm function scheme. The system can collect real-time temperature information around that internal procedures set alarm equipped, according to different application environment can be set different alarm upper. The system realizes the automatic monitoring of temperature. The instrument can achieve the automatic thermostat function. Keywords:AT89C51 ADC0808Temperature detectingalarmautomatic thermostat 引言:本课题是基于单片机的温度控制器设计,经过对对相关书籍资料的查阅确定应用单片机为主控模块通过外围设备来实现对温度的控制。实现高低温报警、指示和低温自加热功能(加热功能未在仿真中体现)。 1.设计方案及原理 1.1设计任务 基于单片机设计温度检测报警,可以实时采集周围的温度信息进行显示,并且可以根据应用环境不同设定不同的报警上下限。 1.2设计要求 (1)实时温度检测。 (2)具有温度报警功能。 (3)可以设报警置温度上下限。 (4)低于下限时启动加热装置。 1.3总体设计方案及论证

基于51单片机课程设计

基于51单片机课程设计报告 院系:电子通信工程 团组:电子设计大赛1组 姓名: 指导老师:

目录 一、摘要 (3) 二、系统方案的设计 (3) 三、硬件资源 (5) 四、硬件总体电路搭建 (13) 五、程序流程图 (14) 六、设计感想 (14) 七、参考文献 (16) 附录 (17) 附录 1 程序代码 (17)

一、摘要 本设计以STC89C51单片机为核心的温度控制系统的工作原理和设计方法。温度信号由温度芯片DS18B20采集,并以数字信号的方式传送给单片机。文中介绍了该控制系统的硬件部分,包括:温度检测电路、温度控制电路。单片机通过对信号进行相应处理,从而实现温度控制的目的。文中还着重介绍了软件设计部分,在这里采用模块化结构,主要模块有:数码管显示程序、键盘扫描及按键处理程序、温度信号处理程序、led控制程序、超温报警程序。 关键词:STC89C51单片机 DS18B20温度芯片温度控制 ,LED报警提示. 二、系统方案的设计 1、设计要求 基本功能: 不加热时实时显示时间,并可手动设置时间; 设定加热水温功能。人工设定热水器烧水的温度,范围在20~70度之间,打开开关后,根据设定温度与水温确定是否加热,及何时停止加热,可实时显示温度; 设定加热时间功能。限定烧水时间,加热时间内超过温度上限或低于温度下限报警,并可实时显示温度。 2、系统设计的框架

本课题设计的是一种以STC89C51单片机为主控制单元,以DS18B20为温度传感器的温度控制系统。该控制系统可以实时存储相关的温度数据并记录当前的时间。其主要包括:电源模块、温度测量及调理电路、键盘、数码管显示、指示灯、报警、继电器及单片机最小系统。 图1 系统设计框架 3 工作原理 温度传感器 DS18B20 从设备环境的不同位置采集温度,单片机STC8951获取采集的温度值,经处理后得到当前环境中一个比较稳定的温度值,再根据当前设定的温度上下限值,通过加热和降温对当前温度进行调整。当采集的温度经处理后超过设定温度的上限时,单片机通过三极管驱动继电器开启降温设备(压缩制冷器) ,当采集的温度经处理后低于设定温度的下时 , 单片机通过三极管驱动继电器开启升温设备 (加热器) ,这里采用通过LED1和LED2取代!!! 当由于环境温度变化太剧烈或由于加热或降温设备出现故障,或者温度传感头出现故障导致在一段时间内不能将环境温度调整到规定的温度限内的时候,单片机通过三极管驱动扬声器发出警笛声,这里采用HLLED提示。

89C51单片机课程设计之秒表设计实验报告

单片机课程设计报告 单 片 机 秒 表 系 统 课 程 设 计 班级: 课程名称:秒表设计 成员: 实训地点:北校机房 实训时间:6月4日至6月15日

目录 1课程设计的目的和任务 1.1 单片机秒表课程设计的概述 1.2课程设计思路及描述 1.3 课程设计任务和要求 2硬件与软件的设计流程 2.1系统硬件方案设计 2.2所需元器件 3 程序编写流程及课程设计效果 3.1源程序及注释 3.2原理图分析 3.3课程设计效果 4 心得体会

1. 课程设计的目的和任务 1.1单片机秒表课程设计的概述 一、课程设计题目 秒表系统设计——用STC89C51设计一个4位LED数码显示“秒表”,显示时间为000.0~9分59.9秒,每10毫秒自动加一,每1000毫秒自动加一秒。 二、增加功能 增加一个“复位”按键(即清零),一个“暂停”和“开始”按键。 三、课程设计的难点 单片机电子秒表需要解决几个主要问题,一是有关单片机定时器的使用;二是如何实现LED的动态扫描显示;三是如何对键盘输入进行编程;四是如何进行安装调试。 四、课程设计内容提要 本课程利用单片机的定时器/计数器定时和记数的原理,结合集成电路芯片8051、LED数码管以及课程箱上的按键来设计计时器。将软、硬件有机地结合起来,使得系统能够正确地进行计时,数码管能够正确地显示时间。其中本课程设计有三个开关按键:其中key1按键按下去时开始计时,即秒表开始键,key2按键按下去时数码管清零,复位为“00.00”. key3按键按下去时数码管暂停。 五、课程设计的意义 1)通过本次课程设计加深对单片机课程的全面认识复习和掌握,对单片机课程的 应用进一步的了解。 2)掌握定时器、外部中断的设置和编程原理。 3)通过此次课程设计能够将单片机软硬件结合起来,对程序进行编辑,校验。 4)该课程通过单片机的定时器/计数器定时和计数原理,设计简单的计时器系统, 拥有正确的计时、暂停、清零,并同时可以用数码管显示,在现实生活中应用广泛,具有现实意义 1.2课程设计思路及描述

51单片机交通灯课程设计

第一章单片机概述 单片机是20世纪70年代中期发展起来的一种大规模集成电路器件。它在一块芯片内芯片内集成了计算机的各种功能部件,构成一种单片式的微型计算机。20世纪80年代以来,国际上单片机的发展迅速,其产品之多令人目不暇接,单片机应用不断深入,新技术层出不穷。 单片机的应用技术是一项新型的工程技术,其内涵随着单片机的发展而发展。由于MCS-51系列的单片机的模块化结构比较典型、应用灵活,为许多大公司所采纳,使8051系列的单片产品日新月异。在Intel公司20世纪80年代初推出MCS-51系列单片机以后,世界上许多著名的半导体厂商相继生产和这个系列兼容的单片机,使产品型号不断地增加、品种不断丰富、功能不断加强,在国内外单片机应用中占有重要地位。由于单片机具有功能强、体积小、价格低等一系列优点,在各个领域都有广泛的应用,有力地推动了各行各业的技术改造和产品更新换代。 20世纪末,电子技术获得了飞速的发展,在其推动下,现代电子产品几乎渗透了社会的各个领域,有力地推动了社会生产力的发展和社会信息化程度的提高,同时也使现代电子产品性能进一步提高,

产品更新换代的节奏也越来越快。 第二章MSC-51芯片简介 8051是MCS-51系列单片机的典型产品。 8051单片机包含中央处理器、程序存储器(ROM)、数据存储器(RAM)、定时/计数器、并行接口、串行接口和中断系统等几大单元及数据总线、地址总线和控制总线等三大总线,现在我们分别加以说明: ·中央处理器:

中央处理器(CPU)是整个单片机的核心部件,是8位数据宽度的处理器,能处理8位二进制数据或代码,CPU负责控制、指挥和调度整个单元系统协调的工作,完成运算和控制输入输出功能等操作。 ·数据存储器(RAM) 8051内部有128个8位用户数据存储单元和128个专用寄存器单元,它们是统一编址的,专用寄存器只能用于存放控制指令数据,用户只能访问,而不能用于存放用户数据,所以,用户能使用的RAM 只有128个,可存放读写的数据,运算的中间结果或用户定义的字型表。 ·程序存储器(ROM): 8051共有4096个8位掩膜ROM,用于存放用户程序,原始数据或表格。 ·定时/计数器(ROM): 8051有两个16位的可编程定时/计数器,以实现定时或计数产生中断用于控制程序转向。 ·并行输入输出(I/O)口: 8051共有4组8位I/O口(P0、 P1、P2或P3),用于对外部数据的传输。 ·全双工串行口: 8051内置一个全双工串行通信口,用于与其它设备间的串行数据传送,该串行口既可以用作异步通信收发器,也可以当同步移位器使用。

基于51单片机简易电子琴的课程设计

基于51单片机简易电子琴 1 课题背景 单片微型计算机室大规模集成电路技术发展的产物,属于第四代电子计算机它具有高性能、高速度、体积小、价格低廉、稳定可靠、应用广泛的特点。他的应用必定导致传统的控制技术从根本上发生变革。因此,单片机的开发应用已成为高科技和工程领域的一项重大课题。 电子琴是现代电子科技与音乐结合的产物,是一种新型的键盘乐器。它在现代音乐扮演重要的角色,单片机具有强大的控制功能和灵活的编程实现特性,它已经溶入现代人们的生活中,成为不可替代的一部分。本文的主要内容是用AT89S52单片机为核心控制元件,设计一个电子琴。以单片机作为主控核心,与键盘扬声器等模块组成核心主控制模块,在主控模块上设有8个按键,和一个复位按键。 主要对使用单片机设计简易电子琴进行了分析,并介绍了基于单片机电子琴硬件的组成。利用单片机产生不同频率来获得我们要求的音阶,最终可随意弹奏要表达的音符。并且分别从原理图,主要芯片,个模块原理及各莫奎的程序的调试来详细阐述。 一首音乐是许多不同的音阶组成的,而每个音阶对应着不同的频率,这样我们就可以利用不同的频率的组合,构成我们想演奏的那首曲目。当然对于单片机来产生不同的频率非常方便,我们可以利用单片机的定时/计数器T0来产生这样的方波频率信号,因此,我们只要把一首歌曲的音阶对应频率关系编写正确就可以达到我们想要的曲目。 2 任务要求与总体设计方案 2.1 设计任务与要求 利用所给键盘的1,2,3,4,5,6,7,8八个键,能够发出7个不同的音调,而且有一个按键可以自动播放歌曲,要求按键按下时发声,松开延时一小段时间,中间再按别的键则发另外一音调的声音,当系统扫描到键盘按下,则快速检测出是哪一个按键被按下,然后单片机的定时器启动,发出一定频率的脉冲,该频率的脉冲经喇叭驱动电路放大滤波后,就会发出相应的音调。如果在前一个按下的键发声的同时有另一个按键被按下,则启动中断系统。前面的发音停止,转到后按的键的发音程序。发出后按的键的音调。 2.2 设计方案 2.2.1 播放模块 播放模块是由喇叭构成,它几乎不存在噪声,音响效果较好,而且由于所需驱动功率较小,且价格低廉,所以,被广泛应用。 2.2.2 按键控制模块

89C51单片机课程设计之秒表设计实验报告.

这里可以加学校LOGAL 单片机课程设计报告 院系:12级物信系 班别:光信息科学与技术7班 课程名称:秒表设计 姓名:龚俊才欧一景 学号:1210407033 1210407041 指导老师:张涛 2011.12.23

目录 1课程设计的目的和任务 1.1 单片机秒表课程设计的概述 1.2课程设计思路及描述 1.3 课程设计任务和要求 2硬件与软件的设计流程 2.1系统硬件方案设计 2.2软件方案设计 3 程序编写流程及课程设计效果3.1源程序及注释 3.2原理图分析 3.3课程设计效果 4 心得体会 5 相关查阅资料

1. 课程设计的目的和任务 1.1单片机秒表课程设计的概述 一、课程设计题目 秒表系统设计——用STC89C52RC设计一个4位LED数码显示“秒表”,显示时间为 00.00~99.99秒,每10毫秒自动加一,每1000毫秒自动加一秒。 二、增加功能 增加一个“复位”按键(即清零),一个“暂停”和“开始”按键。 三、课程设计的难点 单片机电子秒表需要解决三个主要问题,一是有关单片机定时器的使用;二是如何实现LED 的动态扫描显示;三是如何对键盘输入进行编程。 四、课程设计内容提要 本课程利用单片机的定时器/计数器定时和记数的原理,结合集成电路芯片8051、LED数码管以及课程箱上的按键来设计计时器。将软、硬件有机地结合起来,使得系统能够正确地进行计时,数码管能够正确地显示时间。其中本课程设计有两个开关按键:其中key1按键按下去时开始计时,即秒表开始键(同时也用作暂停键),key2按键按下去时数码管清零,复位为“00.00”. 五、课程设计的意义 1)通过本次课程设计加深对单片机课程的全面认识复习和掌握,对单片机课程的应用进一步 的了解。 2)掌握定时器、外部中断的设置和编程原理。 3)通过此次课程设计能够将单片机软硬件结合起来,对程序进行编辑,校验。 4)该课程通过单片机的定时器/计数器定时和计数原理,设计简单的计时器系统,拥有正确的 计时、暂停、清零,并同时可以用数码管显示,在现实生活中应用广泛,具有现实意义 六、课程设计仪器 a) 集成电路芯片8051,七段数码管,89C51单片机开发板 b) MCS-51系列单片机微机仿真课程系统中的软件(Keil uvision2)。

单片机课程设计报告

《单片机原理及接口技术》课程设计题目:简易计算器设计 级:电子1547 名:苏丹丹、李静、齐倩 号:05号、17号、11号

导教师:张老师 间:2013年12月 西安航空学院电气学院

目录 一、选题的背景和意义-------------------1 1.1选题的背景-------------------------------------1 1.2选题的意义-------------------------------------1 二、总体设计-------------------------------1 2.1设计任务---------------------------------------1 2.2方案选择---------------------------------------1 三、硬件设计-------------------------------2 3.1 元器件名称--------------------------------------------------------2 3.2 计算器按键介绍--------------------------------------------------2 3.3硬件系统框图、单元电路--------------------------3 四、软件设计-------------------------------3 4.1 软件调试步骤-----------------------------------------------------3 4.2软件设计流程图---------------------------------------------------4 五、结束语------------------------------------5 六、参考文献--------------------------------5 七、附录---------------------------------------6

基于51单片机的电子琴设计课程设计

目录 前言 (2) 第1章基于51单片机的电子琴设计 (3) 1.1 电子琴的设计要求 (3) 1.2 电子琴设计所用设备及软件 (3) 1.3 总体设计方案 (3) 第2章系统硬件设计 (5) 2.1 琴键控制电路 (5) 2.2 音频功放电路 (6) 2.3 时钟-复位电路 (6) 2.4 LED显示电路 (6) 2.5 整体电路 (6) 第3章电子琴系统软件设计 (7) 3.1 系统硬件接口定义 (7) 3.2 主函数 (8) 3.2.1 主函数程序 (8) 3.3 按键扫描及LED显示函数 (9) 3.3.1 键盘去抖及LED显示子程序 (10) 3.4 中断函数 (11) 3.4.1 中断程序 (12) 第4章电子琴和调试 (12) 4.1 调试工具 (12) 4.2 调试结果 (13) 4.3 电子琴设计中的问题及解决方法 (14) 第5章电子琴设计总结 (15) 参考文献 (16) 附录 (17)

前言 音乐教育是学校美育的主要途径和最重要内容,它在陶冶情操、提高素养、开发智力,特别是在培养学生创新精神和实践能力方面发挥着独特的作用。近年来,我国音乐教育在理论与实践上都取得了有目共睹的成绩,探索并形成了具有中国特色的、较为完整的音乐教育教学体系。但我国音乐教育的改革力度离素质教育发展的要求还存在一定距离。如今,电子琴作为电子时代的新产物以其独特的功能和巨大的兼容性被人们广泛的接受和推崇。而在课堂教学方面,它拥有其它乐器无法比拟的两个瞬间:瞬间多元素思维的特殊的弹奏方法;瞬间多声部(包括多音色)展示的乐队音响效果的特点。结合电子琴自身强大的功能及独特的优点来进行音乐教育的实施,这样就应该大力推广电子琴进入音乐教室,让电子琴教学在音乐教育中发挥巨大的作用。现代乐器中,电子琴是高新科技在音乐领域的一个代表,体现了人类电子技术和艺术的完美结合。电子琴自动伴奏的稳定性、准确性,以及鲜明的强弱规律、随人设置的速度要求,都更便于人们由易到难、深入浅出的准确掌握歌曲节奏和乐曲风格,对其节奏的稳定性和准确性训练能起到非常大的作用。电子琴所包含的巨量的音乐信息和强大的音乐表现力可以帮助音乐教学更好地贯彻和落实素质教育,更有效地提高人们的音乐素质和能力。目前,市场上的电子琴可谓琳琅满目,功能也是越来越完备。以单片机作为主控核心,设计并制作的电子琴系统运行稳定,其优点是硬件电路简单、软件功能完善、控制系统可靠、性价比较高等,具有一定的实用与参考价值。这就为电子琴的普及提供了方便。 二、电子琴设计要求本设计主要是用AT89C51单片机为核心控制元件,设计一台电子琴。以单片机作为主控核心,与键盘、扬声器等模块组成核心主控制模块,在主控模块上设有7个按键和1个复位按键。本系统主要是完成2大功能:音乐自动播放、电子琴弹奏。关于声音的处理,使用单片机C语言,利用定时器来控制频率,而每个音符的符号只是存在自定义的表中。

51单片机数字秒表设计说明

单片机系统课程设计 成绩评定表 设计课题

单片机系统课程设计 目录 第1章数字式秒表的设计介绍 (5) 1.1设计任务及功能要求说明 (5) 1.2工作原理及其方法 (5) 第2章数字式秒表硬件系统的设计 (7) 2.1数字式秒表硬件系统各模块功能简要介绍 (7) 2.1.1 AT89S52简介 (7) 2.1.2时钟电路 (8) 2.1.3键盘电路 (8) 2.1.4复位电路 (9) 2.1.5 驱动及显示电路 (9) 2.1.6 单片机下载口电路 (10) 2.2 数字式秒表的硬件系统设计图…………………11. 2.2.1 电路原理图…………………………………….11. 2.2.2 PCB图…………………………………………11. 第3章数字式秒表软件系统的设计………………….11. 3.1 数字式秒表使用单片机资源情况 (11) 3.2 主程序流程图……………………………………12. 3.3中断服务程序流程图 (12)

3.4显示程序流程图 (14) 3.5软件系统程序清单 (14) 第4章设计总结 (15) 4.1 数字式秒表的设计结论及使用说明 (15) 4.2 程序仿真与结果 (15) 4.3 误差分析及解决方法……………………………16.. 总结 (16) 参考文献 (17) 附录 (17) 第1章数字式秒表的设计介绍 1.1设计任务及功能要求说明 由单片机接收小键盘控制递增计时,由LED 显示模块计时时间,显示格式为 XX(分):XX(秒).XX,精确到0.01s的整数倍。绘制系统硬件接线图,并进行系统仿真和实验。画出程序流程图并编写程序实现系统功能。 使用单片机AT89S52作为主要控制芯片,以四位一体共阳极数码显示管通过三极管驱动作为显示部分,设计一个具有特定功能的数字式秒表。该数字式秒表上电或按键复位后能自动显示系统提示符“P.”,进入准备工作状态。该数字式秒表通过按键控制可实现开始计1时、暂停计时、连续计时、清零和停止功能。 1.2工作原理及其方法 使用AT89S52单片机作为核心控制部件,采用12M晶体振荡器及微小电容构成振荡电路;采用S8550作为数码管的驱动部分;用两个四位一体共阳极或共阴极数码显示管作为显示部分,构成数字式秒表的主体结构,配合独立式键盘和复位电路完成此秒表的复位、计时、连续、清零、停止各项功能。 对于时钟,它有两方面的含义:一是指为保障系统正常工作的基准振荡定时信号,主要由晶振和外围电路组成,晶振频率的大小决定了单片机系统工作的快慢;二是指系统的标准定时时钟,即定时时间,它通常有两种实现方法:一是用软件实现,即用单片机内部的可编程定时/计数器来实现,但误差很大,主要用在对时间精度要求不高的场合;二是用专门的时钟芯片实现,在对时间精度要求很高的情况下,通常采用这种方法。 LED数码显示器有如下两种连接方法:共阳极接法:把发光二极管的阳极连在一起构成公共阳极,使用时公共阳极接+5V,每个发光二极管的阴极通过电阻

51单片机课程设计秒表

微控制器技术课程 设计报告 设计题目:秒表 专业:供用电技术 班级:供电141 学号:140315143 姓名:王晨铭 指导教师:李昊 设计时间:2016.6.21

微控制器技术课程设计任务书 设计题目:秒表 设计时间:2016.6.20 设计任务: 在单片机开发板或软件仿真,编制程序,实现以下功能 1、利用定时器实现秒表功能,精确到0.1S; 2、数码管显示当前计时时间; 3、设定三个键,计时开始,停止计时和复位清零。 背景资料:1、单片机原理与应用 2、检测技术 3、计算机原理与接口技术 进度安排: 1、第1天,领取题目,熟悉设计内容,分解设计步骤和任务; 2、第3天,规划设计软硬件,编制程序流程、绘制硬件电路。 3、第5天,动手制作硬件电路,或编写软件,并调试。 4、第7天,中期检查。 5、第9天,完善设计内容,书写设计报告。 6、第13天,提交设计报告,整理设计实物,等待答辩。 7、第14天,设计答辩。

目录 一、设计任务和要求 (3) (1)设计任务 (3) (2)设计要求 (3) 二、设计方案与论证 (3) 三、单元电路设计与参数计算 (4) (1)时钟电路 (4) (2)按钮电路 (4) (3)显示电路 (5) (4)单片机 (5) 四、原理图及器件清单 (6) ( 1 )总原理图 (6) (2)PCB图 (7) (3)Proteus仿真图 (7) (4)元器件清单 (8) 五、安装与调试 (8) (1)安装 (8) (2)调试 (8) 六、性能测试和分析 (9) 七、结论和心得 (9) 八、参考文献 (9)

题目:秒表 二、方案设计与论证 本设计分为时钟电路、按钮电路、显示电路和单片机四大部分,这些模块中单片机占主控地位。其模块电路如图2-1所示。时钟电路常用的有内部时钟方式和外部时钟方式,但因为本设计中只需要一片单片机,所以采用内部时钟方式比较简单。按钮电路中的“复位”按钮是按键手动复位,它有电平和脉冲两种方式,比较电路的复杂程度,本设计选择了按钮电平复位电路,其他几个按钮则是通过单片机判断高低电平的不同来控制按钮。显示电路所用的数码管有共阴和共阳之分,不管使用何种数码管,P0口作为I/O使用时都是需要上拉电阻才能驱动数码管。另外,因为单片机的4个并行I/O口的输出电流一般是1mA,短路电流为4mA左右,而数码管的最少驱动电流也需要10mA,因而不管在使用共阴数码管时,单片机输出口也必须使用上拉电阻提高输出电流,才能驱动数码管。为了使电路简单化,本设计选用共阳数码管。但根据显示方式的不同选择,我们可以有几种方案: 方案一:使用静态显示方式。静态显示方式下的数码管的显示字符一经确定,相应锁存器锁存的断码输出將维持不变,直到送入另一个字符的断码为止。因而此设计中使用的显示位数使用了三个8位并行I/0口。如果另外想扩展单片机功能,则能使用的输出管脚很是有限。 方案二:使用动态显示方式。这个显示方式是将所有显示位的段码线的相应段并联在一起,由一个8位I/O口控制,而各位的共阴或共阴极分别由相应的I/O线控制,形成各位的分时选通。这种显示方式,简化了硬件电路,特别在多位数码管显示时尤为突出。 本小组尝试了各种方案,在此报告中以静态显示方式为例说明。(动态显示方式省略) 显示电路 单片机 AT89C51 时钟电路 按钮电路

51单片机红绿灯课程设计

1 电源提供方案 为使模块稳定工作,须有可靠电源。因此考虑了两种电源方案:方案一:采用独立的稳压电源。此方案的优点是稳定可靠,且有各种成熟电路可供选用;缺点是各模块都采用独立电源,会使系统复杂,且可能影响电路电平。 方案二:采用单片机控制模块提供电源。改方案的优点是系统简明扼要,节约成本;缺点是输出功率不高。综上所述,选择方案二。 2 显示界面方案 该系统要求完成倒计时功能。基于上述原因,我考虑了二种方案:方案一:采用数码管显示。这种方案只显示有限的符号和数码字符,简单,方便。方案二:采用点阵式LED 显示。这种方案虽然功能强大,并可方便的显示各种英文字符,汉字,图形等,但实现复杂,成本较高。 综上所述,选择方案一。 3 输入方案: 设计要求系统能调节灯亮时间,并可处理紧急情况,我研究了两种方案:方案一:采用8155扩展I/O 口及键盘,显示等。 该方案的优点是:使用灵活可编程,并且有RAM,及计数器。若用该方案,可提供较多I/O 口,但操作起来稍显复杂。 方案二:直接在I/O口线上接上按键开关。 由于该系统对于交通灯及数码管的控制,只用单片机本身的I/O 口就可实现,且本身的计数器及RAM已经够用。

综上所述,选择方案二。 3.1单片机交通控制系统的通行方案设计 设在十字路口,分为东西向和南北向,在任一时刻只有一个方向通行,另一方向禁行,持续一定时间,经过短暂的过渡时间,将通行禁行方向对换。其具体状态如下图所示。说明:黑色表示亮,白色表示灭。交通状态从状态1开始变换,直至状态6然后循环至状态1,周而复始,即如图2.1所示: 图1 交通状态 本系统采用MSC-51系列单片机AT89C51作为中心器件来设计交通灯控制器。实现以下功能:

单片机课程设计——基于51单片机的温度监控系统设计

单片机课程设计报告 题目:温度监控系统设计 学院:能源与动力工程学院 专业:测控技术与仪器专业 班级: 2班 成员:魏振杰 二〇一五年十二月

一、引言 温度是工业控制中主要的被控参数之一,特别是在冶金、化工、建材、食品、机械、石油等工业中,具有举足重轻的作用。对于不同场所、不同工艺、所需温度高低范围不同、精度不同,则采用的测温元件、测方法以及对温度的控制方法也将不同;产品工艺不同、控制温度的精度不同、时效不同,则对数据采集的精度和采用的控制算法也不同,因而,对温度的测控方法多种多样。 随着电子技术和微型计算机的迅速发展,微机测量和控制技术也得到了迅速的发展和广泛的应用。利用微机对温度进行测控的技术,也便随之而生,并得到日益发展和完善,越来越显示出其优越性。 作为获取信息的手段——传感器技术得到了显著的进步,其应用领域较广泛。传感器技术已成为衡量一个国家科学技术发展水平的重要标志之一。因此,了解并掌握各类传感器的基本结构、工作原理及特性是非常重要的。 为了提高对传感器的认识和了解,尤其是对温度传感器的深入研究以及其用法与用途,基于实用、广泛和典型的原则而设计了本系统。本系统利用传感器与单片机相结合,应用性比较强,本系统可以作为仓库温度监控系统,如果稍微改装可以做热水器温度调节系统、实验室温度监控系统,以及构成智能电饭煲等等。课题主要任务是完成环境温度监测,利用单片机实现温度监测并通过报警信号提示温度异常。本设计具有操作方便,控制灵活等优点。 本设计系统包括单片机,温度采集模块,显示模块,按键控制模块,报警和指示模块五个部分。文中对每个部分功能、实现过程作了详细介绍。整个系统的核心是进行温度监控,完成了课题所有要求。 二、实验目的和要求 2.1学习DS18B20温度传感芯片的结构和工作原理。 2.2掌握LED数码管显示的原理及编程方法。 2.3掌握独立式键盘的原理及使用方法。 2.4掌握51系列单片机数据采集及处理的方法。 三、方案设计

简单51单片机数字时钟设计

题目:简单51单片机数字时钟设计 院系: 物理与电气工程学院 专业:自动化专业 班级:10级自动化 姓名:苏吉振 学号:101103022 老师:李艾华

引言 20世纪末,电子技术获得了飞速的发展,在其推动下,现代电子产品几乎渗透了社会的各个领域,有力地推动了社会生产力的发展和社会信息化程度的提高,同时也使现代电子产品性能进一步提高,产品更新换代的节奏也越来越快。 时间对人们来说总是那么宝贵,工作的忙碌性和繁杂性容易使人忘记当前的时间。忘记了要做的事情,当事情不是很重要的时候,这种遗忘无伤大雅。但是,一旦重要事情,一时的耽误可能酿成大祸。 目前,单片机正朝着高性能和多品种方向发展趋势将是进一步向着CMOS 化、低功耗、小体积、大容量、高性能、低价格和外围电路内装化等几个方面发展。下面是单片机的主要发展趋势。 单片机应用的重要意义还在于,它从根本上改变了传统的控制系统设计思想和设计方法。从前必须由模拟电路或数字电路实现的大部分功能,现在已能用单片机通过软件方法来实现了。这种软件代替硬件的控制技术也称为微控制技术,是传统控制技术的一次革命。 单片机模块中最常见的是数字钟,数字钟是一种用数字电路技术实现时、分、秒计时的装置,与机械式时钟相比具有更高的准确性和直观性,且无机械装置,具有更更长的使用寿命,因此得到了广泛的使用。 数字钟是采用数字电路实现对时,分,秒数字显示的计时装置,广泛用于个 人家庭,车站, 码头办公室等公共场所,成为人们日常生活中不可少的必需品,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原先的报时功能。诸如定时自动报警、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。因此,研究数字钟及扩大其应用,有着非常现实的意义。

最全最好的课程设计-51单片机电子日历时钟( 含源程序)

LED日历时钟课程设计 院系: 班级: 姓名: 学号: 指导教师: 2012 年06 月16 日

目录

摘要 单片机自20世纪70年代问世以来,以其极高的性能价格比,受到人们的重视和关注,应用很广、发展很快。单片机体积小、重量轻、抗干扰能力强、环境要求不高、价格低廉、可靠性高、灵活性好、开发较为容易。由于具有上述优点,在我国,单片机已广泛地应用在工业自动化控制、自动检测、智能仪器仪表、家用电器、电力电子、机电一体化设备等各个方面,而51单片机是各单片机中最为典型和最有代表性的一种。这次毕业设计通过对它的学习、应用,以AT89S51芯片为核心,辅以必要的电路,设计了一个简易的电子时钟,它由4.5V直流电源供电,通过数码管能够准确显示时间,调整时间,从而到达学习、设计、开发软、硬件的能力。 第一章前言 数字电子钟具有走时准确,一钟多用等特点,在生活中已经得到广泛的应用。虽然现在市场上已有现成的电子钟集成电路芯片,价格便宜、使用也方便,但是人们对电子产品的应用要求越来越高,数字钟不但可以显示当前的时间,而且可以显示期、农历、以及星期等,给人们的生活带来了方便。另外数字钟还具备秒表和闹钟的功能,且闹钟铃声可自选,使一款电子钟具备了多媒体的色彩。单片机具有体积小、功能强可靠性高、价格低廉等一系列优点,不仅已成为工业测控领域普遍采用的智能化控制工具,而且已渗入到人们工作和和生活的各个角落,有力地推动了各行业的技术改造和产品的更新换代,应用前景广阔。 时钟电路在计算机系统中起着非常重要的作用,是保证系统正常工作的基础。在一个单片机应用系统中,时钟有两方面的含义:一是指为保障系统正常工作的基准振荡定时信号,主要由晶振和外围电路组成,晶振频率的大小决定了单片机系统工作的快慢;二是指系统的标准定时时钟,即定时时间,它通常有两种实现方法:一是用软件实现,即用单片机内部的可编程定时/计数器来实现,但误差很大,主要用在对时间精度要求不高的场合;二是用专门的时钟芯片实现,在对时间精度要求很高的情况下,通常采用这种方法,典型的时钟芯片有:DS1302,DS12887,X1203等都可以满足高精度的要求。 AT89S51是一个低功耗,高性能CMOS 8位单片机,片内含4k B ytes ISP(In-system programmable)的可反复擦写1000次的Flash只读程序存储器,器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术制造,兼容标准MCS-51指令系统及80C51引脚结构,芯片内集成了通用8位中央处理器和ISP Flash存储单元,功能强大的微型计算机的AT89S51可为许多嵌入式控制应用系统提供高性价比的解决方案。 AT89S51具有如下特点:40个引脚,4k Bytes Flash片内程序存储器,128 bytes的随机存取数据存储器(RAM),32个外部双向输入/输出(I/O)口,5个中断优先级2层中断嵌套中断,2个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口,看门狗(WDT)电路,片内时钟振荡器。

51单片机课程设计

课程设计说明书
课程设计名称






学生姓名
指导教师
单片机原理及应用课程设计 电子信息工程 140405 20141329 李延琦 胡黄水
2016 年 12 月 26 日

课程设计任务书
课程设计 题目
酒精测试仪
起止日期
2016 年 12 月 26 日— 2017 年 1 月 6 日
设计地点
计算机科学与工程学 院单片机实验室 3409
设计任务及日程安排: 设计任务:分两部分: (一)、设计实现类:进行软、硬件设计,并上机编程、联线、调试、 实现; 1.电子钟的设计 2.交通灯的设计 3.温度计的设计 4.点阵显示 5.电机调速 6.电子音乐发声(自己选曲) 7.键盘液晶显示系统 (二)、应用系统设计类:不须上机,查资料完成软、硬件设计画图。 查资料选定题目。 说明:第 1--7 题任选其二即可。(二)里题目自拟。 日程安排: 本次设计共二周时间,日程安排如下: 第 1 天:查阅资料,确定题目。 第 2--4 天:进实验室做实验,连接硬件并编写程序作相关的模块实验。 第 5--7 天:编写程序,并调试通过。观察及总结硬件实验现象和结果。 第 8--9 天:整理资料,撰写课程设计报告,准备答辩。 第 10 天:上交课程设计报告,答辩。 设计报告要求:
1. 设计报告里有两个内容,自选题目内容+附录(实验内容),每 位同学独立完成。 2. 自选题目不须上机实现,要求能正确完成硬件电路和软件程序 设计。内容包括: 1) 设计题目、任务与要求 2)硬件框图与电路图 3) 软件及流程图 (a)主要模块流程图 (b)源程序清单与注释 4) 总结 5) 参考资料 6)附录 实验上机调试内容
注:此任务书由指导教师在课程设计前填写,发给学生做为本门课程设计 的依据。

单片机课程设计——基于C51简易计算器

单片机双字节十六进制减法实验设计 摘要 本设计是基于51系列的单片机进行的双字节十六进制减法设计,可以完成计 算器的键盘输入,进行加、减、3位无符号数字的简单运算,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5个键盘。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 十六进制减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

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 七段共阴极数码管 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.................................. 一、设计任务和要求

基于stc89c51单片机的秒表设计

基于stc89c51单片机的秒表 //基于stc89c51单片机的秒表 //应用定时器和中断的知识。 //两个按键。K1是启动/暂停按键。K2是复位按键。 //显示数字从0-99. //zzuli_wuzhipeng #include #define uchar unsigned char #define uint unsigned int uchar count=0,time=0,K1num=0; uchar seg_date[11]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90,0xff}; // 共阳极数码管段码表 sbit K1=P3^0; sbit K2=P3^1; uchar ge=0,shi=0; void delay(uint xms) //简单延时程序 { uint i,j; for (i=xms;i>0;i--) for(j=115;j>0;j--);

void display() // 显示程序 { shi=time/10; // 分离十位 ge=time%10;// 分离个位 P2=0x01; P1=seg_date[ge];//显示个位 delay(1); P2=0x02; P1=seg_date[shi];//显示十位 delay(1); } void key() // 键盘处理程序 { if( K1==0 ) // K1键功能 { K1num++; delay(1); if( K1==0 ) { while(!K1); if( K1num==1 ) {TR0=1; } if( K1num==2 ) {TR0=0;K1num=0; } } } if(K2==0) // K2键功能 { delay(1) ; if (K2==0) { while (!K2); TR0=0; time=0; TR0=1; } } } void main () //主函数

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