基于单片机的数字气压计的设计与实现-毕业设计

基于单片机的数字气压计的设计与实现-毕业设计
基于单片机的数字气压计的设计与实现-毕业设计

基于单片机的数字气压计的设计与实现

学生:指导教师:

内容摘要:数字气压计的重要组成部分是压敏元件。压敏元件可以将数字气压计需要测量的气压转化成为一种电流或者是一种电压信号。此时形成的电流或者电压信号具有容易传输、容易检测的特点。之后,经过后续电路处理这种电流或者是电压信号,它就可以显示在数字气压计的屏幕上。这就是数字气压计的电流传输、处理、显示与读数过程。在数字气压计中,气压传感器起着决定性的作用。

数字气压计的设计与实现是一个复杂而繁琐的过程。它的设计需要硬件与软件二者相结合,再经过系统的仿真调试得以实现。气压传感器起着关键性、决定性的作用。本设计中我们将采用型号为MPX4105的传感器。通过此型号的传感器测出相对应的具有模拟性的电压值,之后通过电压/频率(V/F)变换手段将其电压值输入到单片机进行处理,显示出相对应的气压值。本设计的总体目标是将大学三年多所学的专业知识运用到实践当中去。在这次设计中可以实现数字气压计系统的所有特性。

关键词:压敏元件数字气压计单片机气压传感器

The Design and Implementation of Digital Barometer Base on

Single Chip Microcomputer

Abstract: Digital barometer is a device that makes full use of pressure sensitive components,which can make the tested pressure change into current or voltage signal easily. At the same time,pressure sensors is the core component for barometer.

The ariticle introduces a excellent way that illustrated digital precision barometer can obtain the function of soft and hardware at the same time.The air pressure via MPX4105 which achieving the value of analong voltage,and the signal is converted by V/F converter,then coped with SCM. Finally,the signal can be displayed on LED synchronously.As we can see that this kind of system is reliable,stable security and economy.

Keywords:Pressure-sensing element Digital barometer single chip microcomputer Gs pressure transducer

目录

前言 (1)

1 系统总体设计 (3)

1.1设计整体思想 (3)

1.2系统总体框图 (3)

1.3元器件的选择 (4)

1.3.1 气压传感器 (4)

1.3.2 电压/频率(V/F)转换器 (4)

1.3.3 三端稳压器 (5)

1.3.4 单片机 (5)

1.3.5 LED显示 (5)

2 硬件电路设计 (5)

2.1气压传感和电压/频率(V/F)转换电路部分 (5)

2.2单片机电路部分 (8)

2.2.1 89C52单片机 (9)

3 软件设计 (11)

3.1软件开发C语言介绍 (11)

3.2运用频率计算出气压值 (12)

3.3基于单片机设计的程序流程图 (13)

4 系统调试与仿真 (14)

4.1C语言软件开发系统 (14)

4.2PROTEUS软件介绍 (14)

4.3联机调试过程 (15)

5 设计总结 (16)

5.1设计成果 (16)

5.2感谢 (16)

参考文献 (17)

附录1 (18)

附录2 (19)

基于单片机的数字气压计的设计与实现

前言

气压计是一种测量大气压的装置。气压计的重要组成部分是压敏元件。压敏元件可以将数字气压计需要测量的气压转化成为一种电流或者是一种电压信号。此时形成的电流或者电压信号具有容易传输、容易检测的特点。之后,经过后续电路处理这种电流或者是电压信号,它就可以显示在数字气压计的屏幕上。这就是数字气压计的电流传输、处理、显示与读数过程。在数字气压计中,气压传感器起着决定性的作用。

本课题利用单片机控制的数字气压计设计与实现功能。单片机的接口信号必须是数字信号,因此想要运用单片机获取气压这类非电信号的信息,需要使用气压传感器。将气压信息转换成电流或电压输出是气压传感器的作用,转换后的电流或电压输出常为模拟信号。因此必须进行A/D转换,以满足单片机接口的需要。

数字气压计大量应用在各种工矿企业,野外作业,消费类电子产品等地方。它的需求极为广泛。

常见的气压计有盒式气压计和液体气压计。飞机上使用的高度计实际上是通过盒式气压计改装而成的。常见的液体气压计有酒精气压计和水银气压计两种。这两种气压计都是老式气压计,不方便于携带而且容易损坏。

在科技飞速发展的今天,各行各业不断出现新技术新材料。进入20世纪90年代以后,微电子行业发展极为迅速,各行各业的电子传感器被发明并运用到各个领域当中,给人们的生产生活带来了极大的便利。数字气压传感器已经出现,并大量运用到日常生活中。现在很多手持设备中都植入了气压计功能。例如手机、GPS等,为人们的出行旅游带来方便。

目前国际国内很多电子公司都推出了数字气压传感器。如摩托罗拉公司的MPX4105、Intersema公司的MS5534b及华普微电子公司的HP03系列数字气压传感器。多样化的数字化气压测量装置、用品大量出现,致使此产品越来越普及,精确度也越来越高。数字气压计除了测量气压一种功能以外,还具备了测量温度、指南针、码表的功能。

以前电子气压计只是一种专业场合只能通过专业人才能使用的测量器具。现如今,电子气压计已经成为大众化产品,在大街小巷随处可见。它也成为人们方便携带与利用的电子产品之一。

气压传感器在数字气压计中起着至关重要的作用。在当今社会中,数字气压计的运用范围广泛。

在国防领域中,它运用于火箭、导弹升空的气压监测。在工业领域,它运用于汽车

制造方面颇多。在医疗领域,它多运用高压氧舱的气压测量。数字气压计的出现及广泛使用,为我们平民百姓的日常生活提供了很大的便利条件。

在本次设计与实验的过程中,数字气压计是采用单片机的数字气压计控制。这种采用单片机的数字气压计使用起来方便,精准度较高,显示的数字易读,方便携带。产品的质量得以保障。

基于气压传感器的关键性作用。此实验设计首先需要介绍一下气压传感器的相关知识。为后续的工作奠定一个良好的基础。

首先对于气压传感器的技术性能作出以下介绍。

在气压传感器中,普遍采用的技术是差动技术。差动技术的最大优点是减小大气温度变化对实验测量的影响。其次它还具有减少外界对实验干扰,影响气压传感器精确度的优点。

在气压传感器中可以产生一种平均效应。这是由于气压传感器采用了平均技术。每一个单元都可以感受到数字气压计的测量是它的原理。每一个单元所感受到的误差值看做随即误差并且服从正态分布的话,总的误差将会显著减小。

在气压传感器中,补偿性修正技术也被广泛应用。在气压传感器本身特性发生变化时,可以利用补偿性修正技术进行修复。还可以在外界环境允许的条件下,对气压传感器进行修正的一种技术。

对气压传感器的整体或者材料、元器件进行必要的稳定性处理是为了提高传感器性能的稳定性。气压传感器在使用的过程中,若测量要求较高,必要时也应对附加的调整元件,后续电路的关键元器件进行老化处理[1]。

其次对于气压传感器的发展趋势作出以下介绍。

气压传感器的发展不仅仅只涉及到一个领域。它在专业的技术水平发展平台上使用很多,在选取材料的方法及使用上也有涉及,在工业方面它的应用更加广泛。传感器集成化也可以称为“多功能一体化”,它是将传感器的温度补偿、放大及运算多种环节一体化,并运用它们组装成一个元器件。

当前,各类集成传感器已出现许多系列性产品,广泛应用于生产生活中。传感器技术发展迅速,集成化成为它发展的一个重要方向。在集成化技术快速发展的前提条件下,相继出现了各类混合集成和单片集成式压力传感器,大部分已经推广上市。

搞清楚气压的定义是设计电子气压计的首要条件。气压是作用在单位面积上的大气压力,即等于单位面积上向上延伸到大气上界的垂直空气柱的重量。气压以百帕(hPa)为单位,取一位小数。国际制单位:帕斯卡,简称帕,符号是Pa。常用单位:标准大气

压。表示气压的单位,通常运用水银柱高度。一个标注大气压=1013百帕(毫巴),1毫米水银(汞柱)柱高=4/3百帕(毫巴),1个标注大气压=760mm水银(汞柱)柱高。

气压产生的原因:依据分子动理论可知,气体的压强是通过大量分子频繁碰撞容器壁面产生的。大量分子频繁碰撞容器壁,对气壁的作用力是持续、均匀的。压强大小就是这个压力与气壁面积的比值。

影响压强的因素:海拔因素、大气温度、大气密度都会影响气压的大小。一般随着高度升高按指数律递减。大气压强的变化有日、月及年的差别。在一天当中,气压有一个最高值、最低值,分别出现在9~10时和15~16时。在一年当中,夏季气压低于冬季气压。水银气压表、空盒气压表、气压计是气象观测中常用的测量气压的仪器。意大利科学家托里拆利最先测出标准大气压。

1 系统总体设计

1.1 设计整体思想

本次系统设计将采用型号为MPX4105的气压传感器。数字气压计的设计思路包含软件设计及硬件设计[2]。软件设计包括C语言的编程与设计。硬件设计包括传感器、单片机的技术设计及调试。首先,我应当先对C语言进行全面的学习,学会编写程序。对单片机的选择也需要有自己的一定认识。其次,要将学习的结果运用到整体设计中去。最后,得出原理图及实现设计的目标。

1.2 系统总体框图

数字气压计的总体设计需要将大气中提供的非电信号数据进行处理。信息采集时硬件设计的前提条件,数据再通过转换,在硬件元器件中进行处理。最后,将相应的数据显示在数字气压计的屏幕上。图1.2-1为系统总框图。

图1.2-1 系统总框图

1.3 元器件选择

1.3.1 气压传感器

在气压传感器的选择上,应选择具有温度补偿能力这种特性的仪器。具有这种特性的气压传感器可以简化电路,提高稳定性和抗干扰能力[3]。

在系统设计元器件中,我们选择的是型号为MPX4105的气压传感器。主要原因是MPX4105的特点符合我们的设计材料选取要求。

4.85~

5.35V是MPX4105的供电范围。在此范围内供电会达到安全状态。0~85℃是MPX4105的正常温度工作范围。当在测量的过程中,温度在这个给定范围之内,测试值都会达到理想状态。15~105kPa是MPX4105的测量范围。大气压强在此范围之内都可以精准测量。在试验过程中,我们需要一个微处理器接口,而MPX4105刚好符合我们需要的条件。

由于MPX4105这种传感芯片的特点,符合试验要求。所以在综合多方面因素的考虑之后,我们将选用MPX4105作为本次试验的气压传感器。基于MPX4105的气压传感器在气体压力控制方面能发挥很好的作用,输出的电子信号能力强,可供参考性强。

1.3.2 电压/频率(V/F)转换器

在系统总体设计中选择电压/频率(V/F)转换器是至关重要的一个步骤。电压/频率(V/F)转换器在试验中起着转换电路的作用。所以,转换器的选择为数字气压计读

数是否精准奠定基础。电压/频率(V/F)转换器第一步是将电压的幅值输入到转换器中。第二步是经过脉冲序列的转换,将电路进行转换得以实现。为了实现A/D的转换功能,必须先测量出电压/频率转换电路得到的输出频率。

为了达到试验目的,在此次设计中,我们将采用集成芯片LM331。LM331的特点符号试验精准要求。它在电源电压达到低值4.0V仍然可以精准测量。LM331这种集成芯片的另一个特点是温度补偿能力非常强,为测试精准度打下坚实的基础。

1.3.3三端稳压器

在本次试验设计中需要选择三端稳压器。三端稳压器的作用是稳定这个系统的电源电压。在整个系统中,系统所需的电源+5V供电。而三端稳压器正好拥有这项特性。解决了基于MPX1045的气压传感器、单片机提供+5V电压的不匹配难题。

本试验采用的是摩托罗拉公司的三端低电流线性稳压芯片MC78L05无需外部元器件的处理,热过载保护和内部短路电路限制是它的最优功能。

1.3.4 单片机

单机片是试验设计的重要组成元器件。也称单片微控制器。在产品中运用上单片机技术,就可以使产品升级换代,从而达到“智能型”。本设计采用型号为AT89C52的单片机。AT89C52的单机片片内含有8K存储器。这种存储器的特点是可以反复擦写,而且是一种只读程序的FEROM。这种基于AT89C52的单机片功能十分强大,为数字气压计的测量提供强有力的条件。

1.3.5 LED显示

LED是在平常生活听到的比较多,运用比较广泛的产品。LED显示也是本试验设计的一个重要环节。LED是由二极管构成的。如果需要显示一个LED,就必须要由7个二极管并且是在发光条件构成的。这样才能显示一个LED单元。本设计中显示单元需要由5个LED 组成。

2 硬件电路设计

2.1 气压传感和电压/频率(V/F)转换电路部分

在系统设计元器件的选择中,我们选择了基于MPX4105的气压传感器。气压传感器在数字气压计中起着至关重要的作用。MPX4150的引脚分布如图2.1-1所示:

图2.1-1 MPX4105引脚分布图

MPX4105的引脚分布图如上图2.1.1所示。在图中很清楚的看到,此图有六个引脚

组成。1脚为电压输出脚,2脚为接地端,3脚为VCC ,4脚、5脚及6脚这三脚都应用

与内部连接。

在系统设计总体中我们已经选好电压/频率转换器,是型号为LM331的转换器。这

种转换器是一种高精度的转换芯片。

LM331转换器的引脚分布如图2.1-2所示:

图2.1-2 ADC0832引脚分布图

LM331的引脚图如上图2.1.2所示。在图中很清楚的看到,此图有六个引脚组成。1

脚为电流输出脚,简称CO 。2脚比较复杂,是通过组合得来的,转换增益方面效果明显,

简称REFC 。3脚为前述提到过的脉冲序列的输出脚,简称FO ,在后章节的公式中以简称

FO 出现。4脚和上述MPX4105的2脚作用相同,都是接地端。5脚为组容式网络引脚。6

脚用来与7脚作相对应的比较。芯片内部的电压会自动在6、7脚中作比较。8脚在5~

40V 的输入电压内工作,简称VCC 。与前述MPX4105的3脚作用相同,单电源、双电源

都可供电。

MC78L05三端稳压器:

三端稳压器的作用是稳定这个系统的电源电压。在整个系统中,系统所需的电源+5V

供电。而三端稳压器正好拥有这项特性。解决了基于MPX1045

的气压传感器、单片机提

CO

RefC

FO VCC CmpI n

Thre

供+5V 电压的不匹配难题。

本试验采用的是摩托罗拉公司的三端低电流线性稳压芯片MC78L05无需外部元器件

的处理,有+5V 的固定电压输出,热过载保护和内部短路电路限制是它的最优功能。

MC78L05三端稳压器的引脚分布如图2.1-3所示:

图2.1-3 MC78L05引脚分布图

MC78L05的引脚图如上图2.1-3所示。在图中很清楚的看到,此图有三个引脚组成。

分别是1脚,有+5V 固定电压输出的脚,简称Vout 。2脚和LM331的4脚、MPX4105的2脚作用相同。3脚简称Vin ,是电压输入脚。

数字气压计的硬件电路组成,包括四个元器件。它们是上述选择的元器件:气压传

感器、V/F 转换电路、单片机电路和电源电路。

气压传感和电压/频率(V/F )转换电路的原理图如图2.1-4所示:

V out GND Vin

图2.1-4 基于MPX4105的数字胎压计系统气压传感及V/F 转换电路原理图

图2.1-4中,基于MPX4105的气压传感器用U3所代表,它的工作电压在前面章节已

经得出。电压输出脚Vin 将输送电压到基于LM331电压/频率的转换电路中。其中U2代表基于LM331电压/频率的转换电路。

+5V 输入电压Vin 和输出脉冲FO 的频率fo 的转换关系满足公式(2.1-1)。

Fo=Kvin (2.1-1)

其中, K=RtCt R Rs L 1

09.21??, Rs=R2+R3 (2.1-2)

电路中,6.8k ?、0.01pf 和100k ?分别是Rt 、Ct 和RL 的典型值。通过公式2.1-2

中Rs=R2+R3,可以看出R2是一个定值电阻,二者是通过串联组成。在电路中,K 的求

解公式中,Rs 是未知的。若要求解K 的值,必须先求解出Rs 的值。在本试验的计算中

可以改变电阻R3的值,因为R3是一个可变电路。通过改变R3的值调节Rs 的阻值大小。最终求解K 值。

由于前面章节所述可以得到输入电压Vin 的变化时根据大气气压变化而变化的。当

Vin 随气压发生变化时,FO 的值和K 的值随即发生变化。而在试验设计中V FSS 的典型值时4.590V ,由此得出Vin 的变化幅度不会太大。所以必须增大K 值,才可以提高数字气压计测量的精准度。

2.2 单片机电路部分

2.2.1 89C52单片机

基于89C52的单机片如下图2.2.1-1所示是由40条引脚构成。可以将这些引脚分成三个部分。这种分类方法是通过89C52单片机的功能用途来划分的。

图2.2.1-1 单片机引脚图

89C52单机片的引脚图如上图2.2.1-1所示。在图中很清楚的看到,此图有40个引脚组成。其中最为主要的是18、19和40脚。18脚是作用于89C52单片机的的内部,它在振荡器的反向输出端上作用连接。19脚与18脚相同,也作用于89C52单片机的的内部,为89C52单片机的时钟控制提供相对应的信号。

在上图89C52单机片的引脚图2.2.1-1中可以发现,按功能将40个引脚划分为三个部分。每个部分都存在一个或两个接触口。分别是P0口、P1口、P2口及P3口。P0口是一个原码输入口。P0口输出原码的前提条件是必须先经过flash进行校验。P1口是一个被作为第八位地址接收的入口。当89C52单机片输出4TTL门电流,P1口的缓冲器都可以将其接收。P2口也是作为缓冲器可以接受输出的4TTL门电流。当P2口内部被拉高时,它将被改写,与P1口的作用一致,也可以接收第八位地址。P3口是一个内部上拉的双向口,这种双向口简称为I/O口。它是89C52单机片的特殊功能口。它与P2口的情况相似,也是作为缓冲器可以接受输出的4TTL门电流。当P3口内部被拉高时,它将被改写,与P1口的作用一致。

P3口是一种特殊的功能口。P3口功能表如下表2.2.1-2所示:

表2.2.2-1 P3口功能表

P3口各个位的第二功能

P3口的位第二功能说明

P3.0 RXD 串行数据接收口

P3.1 TXD 串行数据发射口

P3.2 INT0 外部中断0输入

P3.3 INT1 外部中断1输入

P3.4 T0 计数器0计数输入

P3.5 T1 计数器1计数输入

P3.6 WR 外部RAM写信号

P3.7 RD 外部RAM读信号

上述2.2.1-2表中P3口的P3.0为接收口,简称RESET。这是一个复位输入接收口。

在P3口中存在8个引脚。它们的功能与特点也各不相同。例如P3.1的PSEN,它是一种选通信号。它只选择外面程序存储器的有效值。当PSEN信号不出现在P3.1口处时,说明此值为无效值。第31引脚简称VPP,在flash编程区间,此引脚也可试用于施加12V变成电源的引脚。同时,它可以一直保持低电平的状态。第30引脚简称ALE/PROG,它可以将输出电平的地址的低位字节存储下来。应用于编程过程中。此引脚的作用是输入脉冲FO。

89C52单片机设计思路图如2.2.1-3所示:

图2.2.1-3 89C52设计思路

电路原理图的制作(附录一):

在总设计方案拟定完成,元器件选择完成及硬件电路设计完成之后,我们可以进行电路原理图的设计。电路原理图的设计步骤总共分为七个步骤。第一个步骤是设计原理图的环境。主要是设计原理图的工作环境。图纸的大小设定,模板的设计都为电路原理图的设计打下基础。第二个步骤是对前面章节选好的元器件进行放置。在图纸上合理的放置好这些已经选好的元器件也是一件不容易的事情。第三个步骤是原理图的布线工作。第四个步骤是对已经放置好的元器件进行属性的编辑。第五个步骤是检查设计制作好的原理图。看看各个元器件的连接是否合理。作出相应的报告,查缺补漏。第六个步骤是生成网络表。第七个步骤是将原理图进行排版打印。此电路原理图在附录一中显示。

印制电路板(PCB)制作(附录二):

印制电路板的设计与制作是非常复杂而繁琐的过程。制作它需要做充分的准备。完成整个印制电路板的设计需要五个步骤。第一步是检查电气,设计出印制电路板的原理图。网络表的生成是第一步的关键。第二步电路板的层数、尺寸进行确定。第三步导入第一步的网络表。第四步是制作并完成整个印制电路板,分配好各个元器件在电路板上的位置。

3 软件设计

3.1 软件开发C语言介绍

C语言是本设计中使用的编程语言。在当今单片机的开发过程中,C语言以其方

便、灵活、逻辑性强、易于维护及可移植性好等强有利的优势,占据着单片机开发的主要地位。在C 语言环境下,只需要关心程序的逻辑关系,编译器将完成细节工作。这位快速开发单片机提供了很好的条件,也缩短了开发单片机的工作量。C 语言编译器提供嵌入式汇编与汇编互调用和汇编级的代码查看等功能,从而解决了单片机的实现细节问题。

在这里主要介绍一下C 语言编程与汇编语言编程相比的优势[4]。

C 语言编程与汇编语言编程相比的优势:

编程调试灵活方便。原因在于它是一门高级语言。高级语言的特点是编程方式灵活。同时,当前所有的单机片都有相应的C 语言级别的仿真调试系统,使得它的调试十分方便。

生产代码的编译效率高。在较为复杂的单片机系统中,C 语言开发更具有明显优势。就目前而言,较好的C 语言编辑系统的编译效率已经基本达到中高级程序人员的开发水平。

完全化模块化。函数是C 语言的基本构成单位,其本身就是模块化的开发方式。程序的模块化可以最大程度实现资源共享,有利于多人协作,进行大系统项目的开发。

便于项目维护管理。C 语言开发的代码便于开发小组计划项目、灵活管理、分工合作以及后期维护。基本上可以杜绝因开发人员变化而给项目进度、后期维护或升级所带来的影响,从而保证了整个系统的高品质[5]。

3.2 运用频率计算出气压值

信号的变换步骤有如下两步:

第一步,基于型号MPX4105的气压传感器,将待测气压转换成为电压输出。输出电压VOUT 和大气压P 的关系如下:

VOUT=VCC ?(0.01P-0.09) (3.2-1) 这里VCC 为+5V ,因此可得:

VOUT=5?(0.01P-0.09) (3.2-2) 第二步,基于型号MPX4105的气压传感器的输出电压,将VOUT 这种输出电压作为Vin 这种输入电压。V/F 转换电路,得到对应的频率fo 的脉冲序列FO 。Vin 和FO 的这种对应关系如上一节的式(3.2-1)所示。

综合式(3.2-1)和式(3.2-2),可得:

P=01.009.05+K fo =K

fo 20+9 (3.2-3)

注:VOUT=Vin

式(3.2-3)中,Hz是fo的单位,kPa是压强(P)的单位,V/F是K的转换增益。在本次试验设计中K的取值我们将定为2000。P是通过上述公式(3.2-3)编程计算得到的气压值。

3.3 基于单片机设计的程序流程图

本试验的程序流程如图3.3-1所示:

图3.3-1 单片机实现数字气压计的程序流程图

4系统调试与仿真

4.1C语言软件开发系统

在本次试验设计中,系统调试采用C语言软件。KEIL-C51是一款兼容单机片C语言软件发开系统的软件。由于在本设计中运用到了KEIL-C软件,所以介绍一下KEIL-C的知识。KEIL-C51标准C编译器提供了C语言环境,同时它还具备汇编代码高效性、快速性特点,并据以保留。随着编译器功能的不断增强,在日常生活中我们可以更直接的接近CPU本身以及它的延伸推广产品。UVision2的集成开发环境中已经完全融入了C51系列兼容单片机C语言开发系统。编译器,汇编器。实时操作系统,项目管理器,调试器是这个集成开发环境包含的内容。uVision2 IDE为它们提供单一而灵活的开发环境。目前最高效、灵活的开发平台是C51 V7版本。它支持的物品有:8051的衍生推广的所有产品,所有兼容仿真器的支持,它第三方开发工具的支持。

C语言系统开发软件中,最重要的一个环节是项目管理。项目管理也称作“工程”。它集开发工具的选择,源头文件和编程说明组成。在此次试验设计中,我们所取的工程是uVision2。一个单一的uVision2是由一个目标程序构成,在特殊的情况下uVision2也可以由多个目标程序构成。它同时包括器件数据库。

它为了满足顾客利用特定微控制器的要求,所以自动设置生产汇编器、编译器、连接定位器以及调试器选项。

C语言系统开发软件中,另一个重要的一个环节是源代码的编辑器。在上述uVision2编辑器的前提条件下,将C语言编程的源代码进行优化。uVision2编辑器的作用体现于提供了优先、快速的便利条件。再利用源代码编辑器调试程序,提高了检测的速度。在检查与修改的精确度上得以大幅度提高。

C语言系统开发软件中,还存在一个重要的编辑器。这个编辑器就是上述提到的C51编辑器。它是由微控制器特别设计出来的。C51编辑器的最大优点在于它的扩展功能。可以让使用者更好的利用所有资源。例如它的储存,中断功能,灵活的指针等功能。

我们在本次试验中运用的是C语言软件。它为本次试验测试程序方面打下坚实的基础。在前述uVision2调试器的跟踪调试下,再依据Shift语言和DDE界面的支持。就可以自动生成程序测试。方便了试验需求,提高了测试时间。

4.2 PROTEUS软件介绍

在本次试验设计系统仿真环节中,我们将采用PROUTEUS软件。这是一款仿真软件,也称EDA工具。它是一款集电路仿真、PCB设计和虚拟模型仿真等优点为一体的软件。

Proteus软件的功能有:原理布图、PCB自动或人工布线和SPICE电路仿真。同时,

单片机课程设计 简易计算器的设计

目录 摘要 (1) 绪论 (1) 1.设计要求及功能分析 (1) 1.1 设计要求 (1) 1.2 基本功能 (2) 2.设计方案 (2) 2.1 硬件部分设计方案 (2) 2.1.1 单片机部分 (2) 2.1.2 按键部分 (2) 2.1.3 显示部分 (2) 2.2 软件部分设计方案 (2) 3.系统的硬件总体设计 (4) 3.1 系统的总体硬件设计 (4) 3.2 键盘连接电路 (4) 3.3 显示屏连接电路 (5) 3.4 单片机芯片AT89C51 (6) 3.5 外接电路 (7) 4.系统的软件总体设计 (8) 4.1 键盘识别程序设计 (8) 4.2 显示程序 (11) 4.3 运算程序 (11) 5.元器件清单及程序清单 (12) 5.1 元器件清单 (12) 5.2 程序清单 (12) 6.软件仿真 (18) 6.1 仿真验证 (18) 6.2 性能分析 (20) 6.3 出现故障及其原因 (20) 6.4 解决方法 (20) 结论 (20) 参考文献 (21) 致谢 (21) 附录PCB图 (22)

简易计算器的设计 学生:李飞马鹏超舒宏超 指导老师:王孝俭 摘要:单片机是指一个集成在一块芯片上的完整计算机系统。尽管他的大部分功能集成在一块小芯片上,但是它具有一个完整计算机所需要的大部分部件:CPU、内存、内部和外部总线系统,目前大部分还会具有外存。同时集成诸如通讯接口、定时器,实时时钟等外围设备。而现在最强大的单片机系统甚至可以将声音、图像、网络、复杂的输入输出系统集成在一块芯片上。单片机内部也用和电脑功能类似的模块,比如CPU,内存,并行总线,还有和硬盘作用相同的存储器件,不同的是它的这些部件性能都相对我们的家用电脑弱很多,不过价钱也是低的,一般不超过10元即可,用它来做一些控制电器一类不是很复杂的工作足矣了。我们现在用的全自动滚筒洗衣机、排烟罩、VCD等等的家电里面都可以看到它的身影!它主要是作为控制部分的核心部件。它是一种在线式实时控制计算机,在线式就是现场控制,需要的是有较强的抗干扰能力,较低的成本,这也是和离线式计算机的(比如家用PC)的主要区别。单片机比专用处理器最适合应用于嵌入式系统,因此它得到了最多的应用。事实上单片机是世界上数量最多的计算机。现代人类生活中所用的几乎每件电子和机械产品中都会集成有单片机。手机、电话、计算器、家用电器、电子玩具、掌上电脑以及鼠标等电脑配件中都配有1-2部单片机。而个人电脑中也会有为数不少的单片机在工作。汽车上一般配备40多部单片机,复杂的工业控制系统上甚至可能有数百台单片机在同时工作!单片机的数量不仅远超过PC机和其他计算的综合,甚至比人类的数量还要多。 关键词:单片机、计算器、控制电路、仿真。 绪论 设计要求掌握数码管移位动态扫描显示的编程方法,掌握矩阵扫描的编程方法,掌握数据在内部运算的编程方法。设计任务实现最大8位正整数加、减、乘、除,具备清零、等于功能,16个按键功能依次为:数字0、数字1、数字2、数字3、数字4、数字5、数字6、数字7、数字8、数字9、清零、等于、加、减、乘、除。 1.设计要求及功能分析 1.1设计要求: 本次单片微型计算机与接口技术课程设计做的是利用C51单片机为主体的计算器,实现了简单的加、减、乘、除功能。采取的是键盘输入和液晶显示屏的输出结果显示。主要硬件构成部分由四个,一个AT89C51单片机芯片,一个液晶显示屏,一个4*4键盘和一个排阻(10K)做P0口的上拉电阻,可以实现16位的数值操作计算。 1.2基本功能: 首先,计算器可现实8位数字,开机运行时,只有数码管最低位显示为“0”,其他位全部不显示;

单片机类毕业设计题目汇总

单片机类毕业设计题目汇总

单片机类毕业设计题目汇总 1.孔子时钟的设计 2.?全自动节水灌溉系统--硬件部分 3.?数字式温度计的设计 4.?温度监控系统设计 5.?基于单片机的语音提示测温系统的研究 6.?简易无线电遥控系统 7.?数字流量计 8.?基于单片机的全自动洗衣机 9.冰塔智能水位控制系统 10.?温度箱模拟控制系统 11.?超声波测距仪的设计 12.?基于51单片机的LED点阵显示屏系统的设计与实现 16X16点阵显示屏 13.?基于AT89S51单片机的数字电子时钟 14.?基于单片机的步进电机的控制 15.?基于单片机的交流调功器设计 16.?基于单片机的数字电压表的设计 17.弹片机的数字钟设计 18.?智能散热器控制器的设计 19.弹片机打铃系统设计 20.?基于单片机的交通信号灯控制电路设计 21.?基于单片机的电话远程控制家用电器系统设计 22.?基于单片机的安全报警器 23.?基于单片机的八路抢答器设计 24.?基于单片机的超声波测距系统的设计 25.?基于MCS-51数字温度表的设计 26.?电子体温计的设计 27.?基于AT89C51的电话远程控制系统 28.?基于AVR单片机幅度可调的DDS信号发生器 29.?基于单片机的数控稳压电源的设计 30.?基于单片机的室内一氧化碳监测及报警系统的研究 31.?基于单片机的空调温度控制器设计

32.?基于单片机的可编程多功能电子定时器 33.?单片机的数字温度计设计 34.?红外遥控密码锁的设计 35.?基于51单片机的语音识别系统设计 36.?家用可燃气体报警器的设计 37.?基于数字温度计的多点温度检测系统 38.?基于凌阳单片机的语音实时采集系统设计 39.?基于单片机的数字频率计的设计 40.?基于单片机的数字电子钟设计 41.?设施环境中温度测量电路设计 42.?汽车倒车防撞报警器的设计 43.?篮球赛计时记分器 44.?基于单片机的家用智能总线式开关设计 45.?设施环境中湿度检测电路设计 46.?基于单片机的音乐合成器设计 47.?设施环境中二氧化碳检测电路设计 48.?基于单片机的水温控制系统设计 49.?基于单片机的数字温度计的设计 50.?基于单片机的火灾报警器 51.?基于单片机的红外遥控开关设计 52.?基于单片机的电子钟设计 53.?基于单片机的红外遥控电子密码锁 54.?大棚温湿度自动监控系统 55.?基于单片机的电器遥控器的设计 56.?单片机的语音存储与重放的研究 57.?基于单片机的电加热炉温度控制系统设计 58.次外遥控电源开关 59.?基于单片机的低频信号发生器设计 60.?基于单片机的呼叫系统的设计 61.?基于PIC16F876A单片机的超声波测距仪 62.?基于单片机的密码锁设计 63.?单片机步进电机转速控制器的设计 64.術AT89C51控制的太阳能热水器

AT89C51单片机简易计算器的设计

AT89C51单片机简易计算器的设计 单片机的出现是计算机制造技术高速发展的产物,它是嵌入式控制系统的核心,如今,它已广泛的应用到我们生活的各个领域,电子、科技、通信、汽车、工业等。本设计是基于51系列单片机来进行的数字计算器系统设计,可以完成计算器的键盘输入,进行加、减、乘、除六位数范围内的基本四则运算,并在LCD上显示相应的结果。设计电路采用AT89C51单片机为主要控制电路,利用MM74C922作为计算器4*4键盘的扫描IC读取键盘上的输入。显示采用字符LCD静态显示。软件方面使用C语言编程,并用PROTUES仿真。 一、总体设计 根据功能和指标要求,本系统选用MCS-51系列单片机为主控机。通过扩展必要的外围接口电路,实现对计算器的设计。具体设计如下:(1)由于要设计的是简单的计算器,可以进行四则运算,为了得到较好的显示效果,采用LCD 显示数据和结果。 (2)另外键盘包括数字键(0~9)、符号键(+、-、×、÷)、清除键和等号键,故只需要16 个按键即可,设计中采用集成的计算键盘。 (3)执行过程:开机显示零,等待键入数值,当键入数字,通过LCD显示出来,当键入+、-、*、/运算符,计算器在内部执行数值转换和存储,并等待再次键入数值,当再键入数值后将显示键入的数

值,按等号就会在LCD上输出运算结果。 (4)错误提示:当计算器执行过程中有错误时,会在LCD上显示相应的提示,如:当输入的数值或计算得到的结果大于计算器的表示范围时,计算器会在LCD上提示溢出;当除数为0时,计算器会在LCD 上提示错误。 系统模块图: 二、硬件设计 (一)、总体硬件设计 本设计选用AT89C51单片机为主控单元。显示部分:采用LCD 静态显示。按键部分:采用4*4键盘;利用MM74C922为4*4的键盘扫描IC,读取输入的键值。 总体设计效果如下图:

(完整版)单片机的电子时钟设计毕业设计

以下文档格式全部为word格式,下载后您可以任意修改编 辑。 济源职业技术学院 毕业设计 题目单片机的电子钟设计 系别电气工程系 专业应用电子技术 班级电技0801 姓名肖见 学号 指导教师苗绍强 日期 2010年12月

设计任务书 设计题目: 单片机的电子钟设计 设计要求: 1.设计一个具有特定功能的电子钟。该电子钟上电或按键复位后能自动显示系统提示符“P.”,进入时钟准备状态;第一次按电子钟启动调整键,电子钟从0时0分0秒开始运行,进入时钟运行状态;再次按电子钟启动调整键,则电子钟进入时钟调整状态,此时可利用各调整键调整时间,调整结束后可按启动调整键再次进入时钟运行状态。 2.设计完成上述功能的相应的硬件调试和软件调试。 3.完成焊接和实物电路的调试。 设计进度要求: 第一周:选定设计题目,查找、搜集相关资料。 第二周:了解各元器件、模块的功能及使用方法。 第三周:硬件电路的设计。 第四周:相应软件设计(程序设计)。 第五周:利用相关的仿真软件测试并记录相关的数据和错误。 第六周:焊接实物电路,并且在实物电路上调试并且记录相关的数据和问题。 第七周:写毕业论文。 第八周:毕业答辩。指导教师(签名):

摘要 时钟,自从它发明的那天起,就成为人类的朋友,但随着时间的推移,科学技术的不断发展,人们对时间计量的精度要求越来越高,应用越来越广。怎样让时钟更好的为人民服务,怎样让我们的老朋友焕发青春呢?这就要求人们不断设计出新型时钟。 数字电子钟的设计方法有多种,其中,利用单片机实现的电子钟具有编程灵活,便于电子钟功能的扩充,即可用该电子钟发出各种控制信号,精确度高等特点,同时可以用该电子钟发出各种控制信号。 本设计主要介绍用单片机内部的定时计数器来实现电子时钟的方法,本设计由单片机AT89C52芯片和LED数码管为核心,辅以必要的电路,构成了一个单片机电子时钟。与传统机械表相比,它具有走时精确,显示直观等特点。它的计时周期为24小时,显满刻度为“23时59分59秒”,另外具有校时功能等特点。 关键词:电子钟,单片机,汇编

单片机课程设计计算器

课程设计说明书 课程设计名称:单片机课程设计 课程设计题目:四位数加法计算器的设计学院名称:电气信息学院 专业班级: 学生学号:

学生姓名: 学生成绩: 指导教师: 课程设计时间:至

格式说明(打印版格式,手写版不做要求) (1)任务书三项的内容用小四号宋体,倍行距。 (2)目录(黑体,四号,居中,中间空四格),内容自动生成,宋体小四号。 (3)章的标题用四号黑体加粗(居中排)。 (4)章以下的标题用小四号宋体加粗(顶格排)。 (5)正文用小四号宋体,倍行距;段落两端对齐,每个段落首行缩进两个字。 (6)图和表中文字用五号宋体,图名和表名分别置于图的下方和表的上方,用五号宋体(居中排)。(7)页眉中的文字采用五号宋体,居中排。页眉统一为:武汉工程大学本科课程设计。 (8)页码:封面、扉页不占页码;目录采用希腊字母Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ…排列,正文采用阿拉伯数字1、2、3…排列;页码位于页脚,居中位置。 (9)标题编号应统一,如:第一章,1,,……;论文中的表、图和公式按章编号,如:表、表……;图、图……;公式()、公式()。

课程设计任务书 一、课程设计的任务和基本要求 (一)设计任务(从“单片机课程设计题目”汇总文档中任选1题,根 据所选课题的具体设计要求来填写此栏) 1. 系统通过4x4的矩阵键盘输入数字及运算符。 2. 可以进行4位十进制数以内的加法运算,如果计算结果超过4位十进制数,则屏幕显示E。 3. 可以进行加法以外的计算(乘、除、减)。 4. 创新部分:使用LCD1602液晶显示屏进行显示,有开机欢迎界面,计算数据与结果分两行显示,支持小数运算。 (二)基本要求 1.有硬件结构图、电路图及文字说明; 2.有程序设计的分析、思路说明; 3.有程序流程框图、程序代码及注释说明; 4.完成系统调试(硬件系统可以借助实验装置实现,也可在Proteus 软件中仿真模拟); 5.有程序运行结果的截屏图片。

(完整word版)基于单片机电子时钟的制作

毕业综合实训概述 实训目的: 对单片机电子时钟的制作及设计原理的掌握,利用本次实训对所学的理论课程进行实际论证,更好的掌握理论知识。能够更好的运用在实践当中。 实训时间: 2015年9月21日-2015年11月8日 实训要求: 1.独立完成实物的制作及理解设计原理; 2.分析及制作程序流程图; 3. 绘制电路图; 4.了解个元器件在电路中的作用。

目录 1 引言 (1) 1.1选题背景 (1) 1.2设计原理 (1) 1.3单片机简介 (2) 1.4单片机的发展历史 (2) 1.5单片机的应用领域及发展趋势 (2) 2 方案议论 (5) 2.1 设计要求 (5) 2.2 系统描述 (5) 2.3 设计方案 (5) 2.3.1 集成电路 (5) 2.3.2 单片机的最小系统 (6) 2.3.3结论 (7) 3 硬件设计 (8) 3.1硬件结构 (8) 3.2中心控制模块 (8) 3.3电源模块 (11) 3.4控制电路 (12) 3.5复位电路 (12) 4软件设计 (15) 4.1电子时钟的设计原理 (15) 4.2 软件设计流程 (15) 5 总结 (17) 致谢 (18) 参考文献 (18) 附录电子时钟程序 (19)

1 引言 1.1选题背景 单片微型计算机简称单片机,是典型的嵌入式微控制器(Microcontroller Unit),常用英文字母的缩写MCU表示单片机,它最早是被用在工业控制领域。单片机又称单片微控制器,它不是完成某一个逻辑功能的芯片,而是把一个计算机系统集成到一个芯片上。单片机由运算器,控制器,存储器,输入输出设备构成,相当于一个微型的计算机(最小系统),和计算机相比,单片机缺少了外围设备等。概括的讲:一块芯片就成了一台计算机。它的体积小、质量轻、价格便宜、为学习、应用和开发提供了便利条件。 INTEL的8080是最早按照这种思想设计出的处理器,当时的单片机都是8位或4位的。其中最成功的是INTEL的8051,此后在8051上发展出了MCS51系列单片机系统。因为简单可靠而性能不错获得了很大的好评。尽管2000年以后ARM 已经发展出了32位的主频超过300M的高端单片机,直到现在基于8051的单片机还在广泛的使用。现代人类生活中所用的几乎每件有电子器件的产品中都会集成有单片机。手机、电话、计算器、家用电器、电子玩具、掌上电脑以及鼠标等电子产品中都含有单片机。汽车上一般配备40多片单片机,复杂的工业控制系统上甚至可能有数百片单片机在同时工作! 利用单片机实现电子时钟有很多优点,例如外部电路简单,控制方便等,因而备受广大单片机爱好者的喜爱。通过电子时钟的制作方案,掌握C语言的编程方法。并熟练的运用89S52单片机定时器准确的实现时间的递进,按下按键可以设置时间,最重要的是自己还可以通过程序设计输入自己需要的定点时间。 1.2设计原理 通过单片机对时间准确的控制,实现时间的递进。 定时器:时钟周期T是时序中最小的时间单位,具体计算的方法是1/时钟源频率,我们KST-52单片机开发板上用的晶振是11.0592M,那么我们对于这个单

AT89C51单片机C实现简易计算器

AT89C51单片机简易计算器的设计 一、总体设计 根据功能和指标要求,本系统选用MCS-51系列单片机为主控机。通过扩展必要的外围接口电路,实现对计算器的设计。具体设计如下:(1)由于要设计的是简单的计算器,可以进行四则运算,为了得到较好的显示效果,采用LCD 显示数据和结果。 (2)另外键盘包括数字键(0~9)、符号键(+、-、×、÷)、清除键和等号键,故只需要16 个按键即可,设计中采用集成的计算键盘。 (3)执行过程:开机显示零,等待键入数值,当键入数字,通过LCD显示出来,当键入+、-、*、/运算符,计算器在内部执行数值转换和存储,并等待再次键入数值,当再键入数值后将显示键入的数值,按等号就会在LCD上输出运算结果。 (4)错误提示:当计算器执行过程中有错误时,会在LCD上显示相应的提示,如:当输入的数值或计算得到的结果大于计算器的表示范围时,计算器会在LCD上提示溢出;当除数为0时,计算器会在LCD 上提示错误。 系统模块图:

二、硬件设计 (一)、总体硬件设计 本设计选用AT89C51单片机为主控单元。显示部分:采用LCD 静态显示。按键部分:采用4*4键盘;利用MM74C922为4*4的键盘扫描IC,读取输入的键值。 总体设计效果如下图:

(二)、键盘接口电路 计算器输入数字和其他功能按键要用到很多按键,如果采用独立按键的方式,在这种情况下,编程会很简单,但是会占用大量的I/O 口资源,因此在很多情况下都不采用这种方式,而是采用矩阵键盘的方案。矩阵键盘采用四条I/O 线作为行线,四条I/O 线作为列线组成键盘,在行线和列线的每个交叉点上设置一个按键。这样键盘上按键的个数就为4×4个。这种行列式键盘结构能有效地提高单片机系统中I/O 口的利用率。 矩阵键盘的工作原理: 计算器的键盘布局如图2所示:一般有16个键组成,在单片机中正好可以用一个P口实现16个按键功能,这种形式在单片机系统中也最常用。 图 2 矩阵键盘布局图 矩阵键盘内部电路图如图3所示:

基于单片机毕业设计(论文)开题报告

徐州工程学院 毕业设计(论文)开题报告 课题名称:基于单片机的住宅小区煤气 泄露实时报警器设计 学生姓名:学号: 指导教师:职称: 所在学院: 专业名称: 徐州工程学院 20 年月3日

说明 1.根据《徐州工程学院毕业设计(论文)管理规定》,学生必须撰写《毕业设计(论文)开题报告》,由指导教师签署意见、教研室审查,学院教学院长批准后实施。 2.开题报告是毕业设计(论文)答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。学生应当在毕业设计(论文)工作前期内完成,开题报告不合格者不得参加答辩。 3.毕业设计开题报告各项内容要实事求是,逐条认真填写。其中的文字表达要明确、严谨,语言通顺,外来语要同时用原文和中文表达。第一次出现缩写词,须注出全称。 4.本报告中,由学生本人撰写的对课题和研究工作的分析及描述,没有经过整理归纳,缺乏个人见解仅仅从网上下载材料拼凑而成的开题报告按不合格论。 5. 课题类型填:工程设计类;理论研究类;应用(实验)研究类;软件设计类;其它。 6、课题来源填:教师科研;社会生产实践;教学;其它

课题 名称 基于单片机的住宅小区煤气泄露实时报警器设计 课题 来源 社会生产实践课题类型工程设计类 选题的背景及意义 近年来随着人民生活水平的提高,管道煤气和罐装煤气已深入到寻常百姓家。但由于使用不当或设备老化等原因导致的煤气泄漏极大地威胁着人们的生命财产安全。煤气泄漏而大量产生的一氧化碳是煤气中毒事件的根源,如采用煤气泄漏报警器就能得到及时的警示。单片机在日用电子产品中的应用越来越广泛,为现代人工作、科研、生活、提供更好的更方便的设施。为了防止中毒事件再次发生,提出利用单片机系统进行有效的预防对策。为此设计出家用煤气泄漏报警控制器。 煤气泄漏的危害 一氧化碳的浓度与健康成年人中毒的可能症状 50ppm 健康成年人在八小时内可以承受的最大浓度 200ppm 2-3小时后,轻微头痛、乏力 400ppm 1-2小时内前额痛;3小时后威胁生命 800ppm 45分钟内,眼花、恶心、痉挛;2小时内失去知觉;2-3小时内死亡1600ppm 20分钟内头痛、眼花、恶心;1小时内死亡 3200ppm 5-10分钟内头痛、眼花、恶心;25-30分钟内死亡 6400ppm 1-2分钟内头痛、眼花、恶心;10-15分钟死亡 12800ppm 1-3分钟内死亡

单片机设计简易计算器

简易计算器 Simply Calculator 1 设计思想 此计算器有键盘部分、单片机、显示部分三部分组成,键盘部分主要完成输入功能;单片机主要完成数据处理功能,包括确定按键,完成运算,以及输出数据;显示器部分主要完成单片机输出的显示。 本设计的思路是利用单片机性能好,稳定性强的优点来实现系统的运行。设计大致可以分为三个步骤:第一步,硬件的选取和设计;第二步,程序的设计和调试;第三步,Protues 系统仿真。 硬件是设计的骨骼,不仅关系到设计总体方向的确定,还要综合考虑节能,环保,以及稳定性和经济性等各种因素。因此需要花费大量的时间。硬件的选取最为重要,包括选用的芯片,显示设备的选取,输入设备的选取等。本设计是通过单片机来实现的,因此选用了ATMEGA16单片机作为主体,输入设备选用矩阵键盘。程序是硬件的灵魂,是实现设计的中心环节。本设计使用的程序语言是C语言,在“ICC AVR”中运行,调试,直到运行出正确结果,然后输出后缀名为.HEX格式的文件,以备在Protues中仿真使用。程序是设计的关键,程序的调试需要大量的时间,耐心,还够要有足的细心才能成功。本设计中就出现了大量的错误,经过认真修改,最终才能运行出正确结果。最后的系统仿真是设计是否成功的验证,是设计不可缺少的重要环节。这就要求能掌握Protues的一些基本操作。2原理分析 矩阵键盘的扫描 —

》 图矩阵键盘图 如图所示,单片机的8个I/O口和矩阵键盘相连,用8个I/O口来控制矩阵键盘的16个按键是非常有意思的,首先我们设置单片机的PD0—PD7为输出,且PD0—PD3依次设置为低电平,而PD4—PD7设置为高电平,然后我们设置PD4—PD7为输入,而PD0—PD3仍然为输出,假如此时M1键按下,则PD0与PD4相连,因为PD0是低电平,而PD4是输入,所以PD4会被拉为低电平,同理,如果M2被按下,则PD5会被拉低,M3按下,PD6会被拉低,M4按下,PD7被拉低。这是判断有无键盘按下的过程,当我们判断是那一个键盘按下时,我们首先设置8个I/O口为输出,输出为FE,即,PD0为低电平,其他全为高电平,然后我们设置PD4—PD7为输入,如果M1被按下,则PD4会比被拉为低电平,此时会变成EE,同理可以知道M2被按下时会变为DE,M3被按下时会变为BE,M4被按下时会变为7E。同理我们可以设置8个I/O口输出FD来检测M5—M8是否被按下,设置8个I/O口输出FC来来检测M9—M12,设置8个I/O口输出F7来检测M13—M16,如果M1—M4没有被按下,就继续检测M4—M8,一次类推,就可以检测出16个按键了。在这次设计中,16个按键M1—M16所对应检测值分别为:EE,DE,BE,7E,ED,DD,BD,7D,EB,DB,BB,7B,E7,D7,B7,77。 数字显示与计算 本次设计选用的显示器是1602液晶显示器,此液晶显示器能显示32个字符,VSS接地,VDD接电源正极,E为时使能信号,R/W为读写选择端(H/L),RS为数据/命令选择端(H/L),D0—D7为数据I/O口。 首先我们初始化液晶显示器,然后显示出第一个被按下的数,并且使光标右移,如果有第二个数按下,则据继续显示,以此类推,然后把所有显示出来的数换算成一个数,如果按下“+”号,则显示出“+”,并且同理显示出“+”号后面按下的数字,然后调用加子程序,运算出结果,如果按下的是“-”,则调用减子程序,如果按下“*”,则调用乘子程序,如果按下“/”,则调用除子程序。然后再调用显示结果子程序,显示出结果。 《

基于单片机的电子时钟系统设计

题目:电子时钟系统设计 班级: 姓名: 专业: 指导教师: 答辩日期:

毕业设计任务书 一、设计题目: 电子时钟系统设计 二、设计要求: 利用8031单片机作为主控器组成一个电子时钟系统。利用4个LED显示管分时显示当前时间和日历;上电或RESET后能自动显示当前时间(时:分),首次上电复位显示为0时0分;以后各次均显示正确的当前时间;利用尽可能少的小键盘(开关)实现;显示选择:时分显示/日历显示/报警显示,利用发光二极管作为报警指示,当报警时间到,二极管发光。 三、设计任务: 1.设计硬件电路,画出电路原理图; 2. 设计软件,编制程序,画出程序流程图; 3.调试程序,写出源程序代码; 4.写出详细毕业设计说明书(10000字以上),要求字迹工整,原理叙述正确,会计算主要元器件的一些参数,并选择元器件。 5.个人总结。 四、参考资料: 1. 教材; 2.《单片机实验指导书》,河南工业职业技术学院内部; 3.《51系列单片机设计实例》,楼然苗、李光飞编著,北京航空航天出版社; 4.《微机控制技术及应用》,韩全立主编,机械工业出版社; 5.《单片机应用技术与实训》,王治刚主编,清华大学出版社; 6.《常用电子电器手册》; 7.《单片机应用技术与实例》,睢丙东主编,电子工业出版社;

8.《单片微型计算机应用技术》,徐仁贵,机械工业出版社。

目录 第一章绪论 (6) 1.1 单片机的概述 (6) 1.2 数字电子钟的简介 (7) 第二章电子时钟硬件电路设计 (9) 2.1 硬件电路设计摘要 (9) 2.2 硬件电路设计来源 (9) 2.3 硬件电路设计原理图 (11) 第三章软件设计及程序编制 (13) 3.1 系统程序设计 (13) 3.2 电子钟的说明 (16) 3.3 中断服务程序 (18) 3.4 设计参数 (21) 3.5 控制源程序代码 (21) 第四章功能调试及分析 (31) 4.1 调试功能的方法 (31) 4.2 电子钟计时说明 (31) 4.3 调试及性能分析 (32)

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

基于单片机的毕业论文题目有哪些

基于单片机的毕业论文题目有哪些 很多物联网专业的学生对单片机非常感兴趣,不光是对专业的热爱,另外由于单片机是集成电路芯片,是控制整个流程最基础的环节,大多数理科生对这种控制式设计充满着好奇,下面,我们学术堂整理了多个基于单片机的毕业论文题目,欢迎各位借鉴。 基于单片机的毕业论文题目一: 1、基于单片机的压电加速度传感器低频信号采集系统的设计 2、基于单片机的超声测距系统 3、基于C8051F005单片机的两相混合式直线步进电机驱动系统的设计 4、基于单片机的工业在线数字图像检测系统研究与实现 5、基于FPGA的8051单片机IP核设计及应用 6、基于单片机的军需仓库温湿度测控系统研究 7、单片机多主机通信模式在粮库温湿度监控系统中的应用 8、基于单片机的中小水电站闸门控制系统 9、基于单片机的正弦逆变电源研制 10、单片机实验教学仿真系统的设计与开发 11、基于单片机的温湿度检测系统的设计 12、基于单片机的蓝牙接口设计及数据传输的实现 13、基于单片机的多功能温度检测系统的设计与研究 14、基于单片机的温度控制系统的研究 15、行为导向教学策略在职校单片机课程教学中的应用研究 16、逻辑电路与单片机的虚拟实验系统设计与实现

17、基于单片机的LED显示系统 18、基于单片机的校园安防系统 19、基于MSP430单片机的红外甲烷检测仪设计及实现 20、基于高性能单片机的无线LED彩灯控制系统的设计与实现 21、基于AVR单片机教学实验板的设计 22、基于单片机的阀岛控制系统的研究 23、基于AT89S51单片机实验开发系统设计 24、基于单片机和GPRS数据传输技术的研究 25、基于HCS12单片机的智能车底层控制系统研究 26、单片机GPRS智能终端及远程工业监控技术研究 27、基于单片机的MODBUS总线协议实现技术研究 28、基于单片机的室内智能通风控制系统研究 29、基于单片机的通用控制器设计与实现 30、基于单片机控制的PTCR阻温特性测试系统的设计与实现 31、Proteus在单片机教学中的应用 32、基于单片机的变频变压电源设计 33、基于单片机的监控系统控制部分的设计 34、基于单片机的葡萄园防盗报警系统设计 35、基于单片机的温度智能控制系统的设计与实现 36、基于单片机的远程抄表系统的设计与研究 37、基于单片机的温度测控系统在温室大棚中的设计与实现 38、基于单片机的高精度随钻测斜仪系统开发 39、基于16位单片机MC9S12DG128B智能车系统的设计 基于单片机的毕业论文题目二: 40、基于单片机的压力/液位控制系统的设计研究 41、单片机与Internet网络的通信应用研究 42、基于单片机控制的温室环境测控装置研究 43、具有新型接口的MCS-51单片机实验系统设计 44、基于单片机控制的直流恒流源的设计 45、基于单片机的模糊控制方法及应用研究 46、基于AT89S52单片机的煤矿瓦斯监测系统的研制 47、基于AT89C51单片机的脉象信号采集系统研究 48、基于DTMF技术的单片机远程通信系统研究 49、基于单片机的GPRS无线数据采集与传输系统的设计 50、基于单片机控制的柴油机喷油泵数据采集系统的设计与实现 51、基于谐振技术及MK单片机的多路升压器研究设计 52、基于单片机的数据串口通信 53、基于单片机的智能寻迹系统设计 54、压电式阀门定位器与单片机实验装置研制 55、基于单片机的微型电子琴研究与实现 56、基于单片机的恒温恒湿孵化器系统设计 57、基于16位单片机MC9S12XS128的两轮自平衡智能车的系统研究与开发

单片机简易计算器课程设计

课程设计 题目名称简易计算器设计 课程名称单片机原理及应用 学生姓名 班级学号 2018年6 月20日

目录 一设计目的 本设计是基于51系列单片机来进行的简单数字计算器设计,可以完成计算器的键盘输入,进行加、减、乘、除六位整数数范围内的基本四则运算,并在LED上显示相应的结果。软件方面使用C语言编程,并用PROTUES仿真。 二总体设计及功能介绍 根据功能和指标要求,本系统选用MCS-51系列单片机为主控机,实现对计算器的设计。具体设计及功能如下: 由于要设计的是简单的计算器,可以进行四则运算,为了得到较好的显示效果,采用LED显示数据和结果; 另外键盘包括数字键(0~9)、符号键(+、-、×、÷)、清除键和等号键,故只需要16个按键即可,设计中采用集成的计算键盘; 执行过程:开机显示零,等待键入数值,当键入数字,通过LED显示出来,当键入+、-、*、/运算符,计算器在内部执行数值转换和存储,并等待再次键入数值,当再键入数值后将显示键入的数值,按等号就会在LED上输出运算结果。

三硬件仿真图 硬件部分比较简单,当键盘按键按下时它的那一行、那一列的端口为低电平。因此,只要扫描行、列端口是否都为低电平就可以确定是哪个键被按下。 四主程序流程图 程序的主要思想是:将按键抽象为字符,然后就是对字符的处理。将操作数分别转化为字符串存储,操作符存储为字符形式。然后调用compute()函数进行计算并返回结果。具体程序及看注释还有流程图 五程序源代码 #include #include #include/* isdigit()函数*/ #include/* atoi()函数*/ #define uchar unsigned char #define uint unsigned int

单片机电子时钟的设计设计word版

基于单片机的电子时钟设计 摘要 现今,高精度的计时工具大多数都使用了石英晶体振荡器,由于电子钟,石英表,石英钟都采用了石英技术,因此走时精度高,稳定性好,使用方便,不需要经常调校。数字式电子时钟用集成电路计时,译码代替机械式传动,用LED显示器代替显示器代替指针显示进而显示时间,减小了计时误差,这种表具有时,分,秒显示时间的功能,还可以进行时和分的校对,片选的灵活性好。近年来随着科技的飞速发展。单片机、PLC的应用不断地走向深入。同时带动传统的控制检测技术的不断更新。可以采用早期的模拟电路、数字电路或模数混合电路。 本设计利用单片机实现数字时钟计时功能的主要内容,其中AT89C51是核心元件同时采用数码管动态显示“时”,“分”,“秒”的现代计时装置。与传统机械表相比,它具有走时精确,显示直观等特点。它的计时周期为24小时,显满刻度为“23时59分59秒”,另外具有校时功能,断电后有记忆功能,恢复供电时可实现计时同步等特点。 关键词:单片机,AT89C51,LED,显示器,电子时钟 BASED ON SCM ELECTRONIC CLOCK DISIGN

ABSTRACT Now, most of the high precision tools have used quartz crystals oscillator. As the electron clock, quartz watches and quartz have adopted quartz technique,which is empty and high precision,good stability,andconvenience, there is no need to constantly adjust the use of electronic clock. Digital watches, which have reduced the timing errors and hve the houre、minite and second and can also underway and proofreading and slice of flexibility, have used integrated circuit to count time, in which decoding have replaced michical driven, and led display monitors replaced the pointer to display time. In recent years as technology evolved, microcontroller and PLC applications have go fother. promoting traditional control testing technical updating earlier. You can use the earlier digital circuit or circuit and hybrid circuit . In this complment, we have used the microcontroller to make true the timing of the digital clocks, in which has a core element of AT89c2051, with the morden counting michine digital to display at the "time", "points" and "seconds". Compared to the conventional mechanical watch, it is empty and intuitive . Its characteristics of the time period is 24 hours, and full scale as a "23’59’ 59, and other functions of the school after the electricity supply, to have time to achieve credible a synchronous. KEY WORDS: MICROCONTROLLER,AT89C51,LED,DISPLAY,CLOCK

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..................................

基于单片机的毕业设计题目

单片机类 业设计 刷电子时钟的设计 刷全自动节水灌溉系统--硬件部 刷数 式温度计的设计 刷温度 控系统设计 刷基于单片机的语音提示测温系统的研究 刷简易无线电遥控系统 刷数 流 计 刷基于单片机的全自动洗衣机 刷水塔智能水 控 系统 刷温度箱模拟控 系统 刷超声波测距仪的设计 刷基于51单片机的L司号点阵显示屏系统的设计与实 16×16点阵显示屏 刷基于A切89分51单片机的数 电子时钟 刷基于单片机的步 电机的控 刷基于单片机的交流调 器设计 刷基于单片机的数 电压表的设计 刷单片机的数 钟设计 刷智能散热器控 器的设计 刷单片机打铃系统设计 刷基于单片机的交通信 灯控 电路设计 刷基于单片机的电话 程控 家用电器系统设计 刷基于单片机的安全 警器 刷基于单片机的 路抢答器设计 刷基于单片机的超声波测距系统的设计 刷基于MC分-51数 温度表的设计 刷电子体温计的设计 刷基于A切89C51的电话 程控 系统 刷基于A三R单片机幅度 调的号号分信 发生器 刷基于单片机的数控稳压电源的设计 刷基于单片机的室内一氧化碳 测及 警系统的研究 刷基于单片机的空调温度控 器设计 刷基于单片机的 编程多 能电子定时器 刷单片机的数 温度计设计 刷红外遥控密码锁的设计 刷基于61单片机的语音识别系统设计 刷家用 燃气体 警器的设计 刷基于数 温度计的多点温度检测系统 刷基于凌 单片机的语音实时采集系统设计 刷基于单片机的数 频率计的设计 刷基于单片机的数 电子钟设计 刷设施 境中温度测 电路设计 刷汽车倒车 撞 警器的设计 刷篮球赛计时记 器

刷基于单片机的家用智能总线式开关设计 刷设施 境中湿度检测电路设计 刷基于单片机的音乐合成器设计 刷设施 境中二氧化碳检测电路设计 刷基于单片机的水温控 系统设计 刷基于单片机的数 温度计的设计 刷基于单片机的火灾 警器 刷基于单片机的红外遥控开关设计 刷基于单片机的电子钟设计 刷基于单片机的红外遥控电子密码锁 刷大棚温湿度自动 控系统 刷基于单片机的电器遥控器的设计 刷单片机的语音 储与 放的研究 刷基于单片机的电 热炉温度控 系统设计 刷红外遥控电源开关 刷基于单片机的 频信 发生器设计 刷基于单片机的呼叫系统的设计 刷基于PIC16F876A单片机的超声波测距仪 刷基于单片机的密码锁设计 刷单片机步 电机转速控 器的设计 刷由A切89C51控 的太 能热水器 刷 盗与恒温系统的设计与 作 刷A切89分52单片机实验系统的开发与 用 刷基于单片机控 的数 气压计的设计与实 刷智能压力传感器系统设计 刷智能定时器 刷基于单片机的智能火灾 警系统 刷基于单片机的电子式转速 程表的设计 刷 交车汉 显示系统 刷单片机数 电压表的设计 刷精密三F转换器与MC分-51单片机的接口技术 刷基于单片机的居室安全 警系统设计 刷基于89C2051 IC卡读/写器的设计 刷PC机与单片机串行通信设计 刷球赛计时计 器设计 刷 系列PCL五层电 控 系统设计 刷自动起闭光控窗帘设计 刷单片机控 交通灯系统设计 刷基于单片机的电子密码锁 刷基于51单片机的多路温度采集控 系统 刷点阵电子显示屏-- 业设计 刷超声波测距仪-- 业设计 刷单片机对玩 小车的智能控 业设计论文 刷基于单片机控 的电机交流调速 业设计论文

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