基于51单片机的数据采集系统——答辩
单片机课程设计任务及要求
单片机课程设计任务及要求第一篇：单片机课程设计任务及要求13Z机制《单片机课程设计》任务书及要求一、本课程设计的目的和意义通过课程设计使学生深入理解单片机的基本结构和工作原理。
掌握单片机系统常用接口的设计及扩展方法。
掌握汇编语言程序设计和程序调试的技巧。
学会单片机应用系统的设计与开发，培养学生分析问题和解决问题的能力。
为学生将来在机械设计制造及其自动化及其他领域应用单片机技术打下良好基础。
二、设计任务及要求1.硬件设计：根据所选题目要求，完成基于单片机的完整硬件接口电路设计。
2.程序设计：根据需要画出程序流程图，设计出全部汇编程序并给出程序设计说明和程序注释。
3.设计文件：设计报告字数约4000~5000字（不包括程序清单），内容及格式要求如下：（1）报告内容的一般安排λ目录（1页）λ前言（1页）：说明所选题目的、当今应用说明、对课题的理解，及要解决的问题和课题的意义。
λ总体方案设计（3~4页）：通过列举和分析若干可行技术方案、原理，从中选定可行最优设计方案，给出组成原理（框图）及技术路线。
λ硬件设计（4~8页）：元器件选择与必要的介绍；单片机硬件系统及外围接口电路的设计，原理说明。
系统总电路图可占完整一页。
λ软件设计（6~10页）：设计各功能子程序、中断服务程序，及主程序，程序中应有必要的注释。
对于复杂程序结构可先绘制程序流程图。
λ设计小结（1页）：对设计中所存在的问题和不足进行分析和总结，提出建议、解决的方法和对这次设计实践的认识、收获和提高。
参考文献（1页）（2）设计报告书写要求以班级为单位购买徐师大标准的课程设计报告本，人手一册。
课程设计报告本应双面书写，每页的文字部分不得少于16行、每行不少于22字。
若整页为汇编语言程序，则该页不得少于20行。
设计说明书中插图总数不宜超过10个，插图可包括元器件图、单片机系统硬件电路图、程序流程图等，插图大小及所占篇幅根据线条密度定，线条不能太稀疏。
插图上下之外部不得留有超过一行文字高度的空白行。
基于51单片机的DMA数据采集系统设计
第20卷第4期2007年8月常州工学院学报Jour nal of C hangzho u Institute of Techno logyV o.l20 N o.4A ug.2007收稿日期基于51单片机的DM A数据采集系统设计鲍玉军(常州工学院电子信息与电气工程学院,江苏常州213002)摘要:利用51单片机及其接口电路模拟DM A的控制过程,由于数据的传输实际上不经过CP U而直接由A/D转换芯片传送到存储器,从而实现了数据的高速传送。
关键词:单片机;DM A;数据采集中图分类号:TP274+.2 文献标识码:A文章编号:1671-0436(2007)04-0023-04随着工业化的发展,微型计算机的作用日益突出,它在实时控制、在线动态测量和对物理过程进行监控,以及图像、语音处理领域都得到了广泛的应用。
针对CPU只能处理数字信号的特点,通常将一些变化的模拟量(如温度、压力、流量、位移、速度、声音等)转换为数字量后,再由CPU完成对检测对象的处理。
数据采集系统的速度,不仅与CP U、A/D转换器的性能有关(如采用高速A/D 转换芯片),还与数据传送方式有着密切的关系。
采用价格低廉的51单片机,结合DM A技术传送数据(即将A/D转换器所采集的数据不经过CP U累加器而直接存入存储器),将使得数据传送时间得到大大缩减,传送速率得到很大提高,从而实现了高速数据采集,这尤其适用于磁盘存取、图像处理、同步通信中的收/发信号等需要高速、大批量传送数据的场合。
1 方案的提出DM A方式,即在DM A控制器控制下的直接存储器存储方式,在此方式下外设与内存之间的数据传送过程不再由CPU控制,而是在DM A控制器的控制和管理下进行直接传送,节省了CPU 的中转时间,从而提高了传送速率。
DM A传送方式是以增加系统硬件的复杂程度和成本为代价的,是用硬件控制代替了软件控制,DM A传送虽然脱离了CP U的控制,但这并不意味着DM A的传送不需要进行控制和管理,而实际上是用DM A 控制器来取代CP U,负责DM A传送的全过程。
基于ADC0809和51单片机的多路数据采集系统设计
基于ADC0809和51单片机的多路数据采集系统设计“数据采集”是指将温度、压力、流量、位移等模拟物理量采集并转换成数字量后，再由计算机进行存储、处理、显示和打印的过程，相应的系统称为数据采集系统。
本文的主要任务是对0～5V的直流电压进行测量并送到远端的PC机上进行显示。
由于采集的是直流信号，对于缓慢变化的信号不必加采样保持电路，因此选用市面上比较常见的逐次逼近型ADC0809芯片，该芯片转换速度快，价格低廉，可以直接将直流电压转换为计算机可以处理的数字量。
同时选用低功耗的LCD显示器件来满足其在终端显示采集结果的需求。
终端键盘控制采用尽可能少的键来实现控制功能，为了防止键盘不用时的误操作，设计时还设置了锁键功能，在键盘的输入消抖方面，则采用软件消抖方法来降低硬件开销，提高系统的抗干扰能力。
软件设计方面则采用功能模块化的设计思想；键盘模数转换等采用中断方式来实现，从而大大提高了单片机的效率以及实时处理能力。
1 数据采集系统的硬件结构数据采集系统的硬件结构一般由信号调理电路、多路切换电路、采样保持电路、A／D转换器以及单片机等组成。
本文主要完成功能的系统硬件框图。
2 ADC0809模数转换器简介2．1 ADC0809的结构功能本数据采集系统采用计算机作为处理器。
电子计算机所处理和传输的都是不连续的数字信号，而实际中遇到的大都是连续变化的模拟量，模拟量经传感器转换成电信号后，需要模／数转换将其变成数字信号才可以输入到数字系统中进行处理和控制，因此，把模拟量转换成数字量输出的接口电路，即A／D转换器就是现实信号转换的桥梁。
目前，世界上有多种类型的A／D转换器，如并行比较型、逐次逼近型、积分型等。
本文采用逐次逼近型A／D转换器，该类A／D转换器转换精度高，速度快，价格适中，是目前种类最多，应用最广的A／D转换器。
逐次逼近型A／D转换器一般由比较器、D／A转换器、寄存器、时钟发生器以及控制逻辑电路组成。
ppt答辩基于MCS-51单片机智能小车控制器设计
本设计在传统小车控制器的基础上， 引入了MCS-51单片机，实现了更高 效、智能的控制。
技术背景
随着智能化技术的发展，智能小车在各 个领域的应用越来越广泛，而控制器作 为小车的核心部件，其设计至关重要。
目的和目标
目的
通过本次设计，旨在提高智能小 车的控制精度、响应速度和稳定 性，以满足不同应用场景的需求 。
感谢观看
THANKS
无线通信
实验四验证了小车的无线通 信功能稳定可靠，数据传输 速度快，满足实时控制要求。
结果讨论与改进建议
结果讨论
总体来说，基于MCS-51单片机的智能小车 控制器设计在速度、转向、障碍物识别和无 线通信等方面表现良好，但在曲线行驶和复 杂环境下的障碍物识别方面仍有改进空间。
改进建议
针对转向控制精度和复杂环境下的障碍物识 别问题，建议优化算法以提高控制精度和识 别率；同时，为提高小车的整体性能，可考 虑采用更先进的传感器和通信模块。
控制器软件设计
主程序流程
描述了主程序的运行流程，包括初始化、传 感器数据采集、运动控制等环节。
数据融合算法
采用适当的算法对传感器数据进行融合，提 高控制精度。
中断服务程序
针对不同中断源，设计了相应的中断服务程 序，提高系统实时性。
运动控制算法
采用PID控制算法实现智能小车的速度和方 向控制。
传感器和执行器的选择与连接
目标
实现基于MCS-51单片机的智能 小车控制器的设计，并进行实际 测试和验证。
02
MCS-51单片机简介
MCS-51单片机的特点
高性能
采用高速、高可靠性的 CMOS技术，运算速度
比普通单片机快。
低功耗
集成度高
基于51单片机的脉搏测量仪的答辩问题
基于51单片机的脉搏测量仪的答辩问题一、什么是脉搏测量仪？脉搏测量仪是一种用于监测人体脉搏的仪器，通过传感器感知人体的脉搏信号，并将其转化成数字信号通过处理器进行分析和显示。
基于51单片机的脉搏测量仪是利用51单片机作为核心控制器，搭配适当的传感器和显示器组件，可以实现对脉搏的实时监测和数据处理。
二、该脉搏测量仪的工作原理是怎样的？1. 传感器采集脉搏信号：脉搏测量仪通常会采用光电传感器或压力传感器来感知人体的脉搏信号，光电传感器通过发射一束红外光束照射到皮肤上，当血液脉动时，血液会吸收不同程度的红外光，通过检测光电传感器接收到的反射光强度变化来获取脉搏信号；压力传感器则是通过感知皮肤上的微小压力变化来获取脉搏信号。
2. 信号处理与数字化：传感器采集到的模拟信号需要经过信号调理电路进行滤波和放大，然后通过模数转换器（ADC）将模拟信号转化成数字信号，以便于单片机的处理。
3. 数据处理与显示：单片机接收到数字化的脉搏信号后，会根据预设的算法进行脉搏波形的提取和心率的计算，并将结果显示在液晶显示器上，同时可以通过串口或蓝牙模块将数据传输到外部设备进行进一步分析和存储。
三、基于51单片机的脉搏测量仪有哪些特点？1. 灵活性强：基于51单片机的脉搏测量仪可以根据实际需求进行灵活的定制和扩展，比如可以根据具体情况选择合适的传感器，采用不同的数据处理算法，实现不同的功能。
2. 成本低廉：51单片机作为一种经典的微控制器，价格低廉且性能稳定可靠，适合用于中小型医疗设备的开发和生产。
3. 易于开发：基于51单片机的脉搏测量仪的软硬件开发相对简单，开发人员可以利用丰富的开发资源和成熟的开发工具进行快速开发和调试。
四、该脉搏测量仪在医疗保健领域有哪些应用前景？1. 个人健康监测：随着人们健康意识的提高，个人健康监测设备越来越受到关注，基于51单片机的脉搏测量仪可以作为便携式的个人健康监测设备，可用于定期监测心率、血压等生理指标，提醒个人关注身体健康。
基于51单片机的脉搏测量仪的答辩问题
基于51单片机的脉搏测量仪的答辩问题1. 介绍与背景在现代医疗领域中，脉搏测量仪是一种非常重要的设备。
它能够通过检测人体的脉搏波形来帮助医生判断患者的健康状况。
而基于51单片机的脉搏测量仪作为一种便携式的设备，在实际应用中越来越受到广大医疗工作者的关注。
2. 脉搏测量原理脉搏测量的原理是利用光电传感器将人体的脉搏波形转化为电信号。
通过对这些信号进行采样、滤波和处理，可以得到一条准确的脉搏波形曲线。
基于51单片机的脉搏测量仪需要通过程序控制，实现对传感器的数据采集以及波形分析。
3. 硬件设计与实现由于基于51单片机的脉搏测量仪需要具备便携性，因此硬件设计需要考虑到尺寸小、功耗低以及易于携带等因素。
一般情况下，硬件系统包括51单片机、光电传感器、滤波电路、数据转换电路和显示屏等组件。
通过合理的布局和连接，确保信号的稳定性和质量。
4. 软件设计与实现在软件层面上，基于51单片机的脉搏测量仪需要编写相应的程序代码。
这些代码主要包括传感器数据采集、滤波处理、特征提取和波形显示等功能。
控制程序的设计需要考虑到采样频率、滤波算法的选择以及数据存储与传输等方面。
5.实验与结果分析通过实验验证，基于51单片机的脉搏测量仪能够准确地测量出人体脉搏波形，并能够显示出波形曲线。
通过对采集到的数据进行分析，可以判断出患者的心血管健康状况。
根据采样频率的不同，还能够获取到更多的生理信息。
6. 应用与前景展望基于51单片机的脉搏测量仪在临床医疗中具有广泛的应用前景。
它不仅可以用于日常健康监测，还可以用于特殊疾病的筛查和诊断。
随着技术的不断发展和创新，基于51单片机的脉搏测量仪将会变得更加智能化和便捷化。
7. 个人观点与总结作为一位专业的医疗设备写手，我对基于51单片机的脉搏测量仪充满了信心和期待。
这种小巧而功能强大的设备在改善医疗领域的工作效率和病患体验方面具有重要的作用。
通过综合应用硬件和软件设计，基于51单片机的脉搏测量仪能够准确地获取人体脉搏波形和生理信息，为医生的临床判断提供重要的依据。
基于单片机的4通道模拟信号采集与显示系统设计
EOC CLK OE
3.4 显示部分
• 本设计的显示部分
由液晶显示器 LCD1602取代数码 管来完成。开始时 显示器将一直处于 初始状态。系统进 入工作后显示欢迎 界面，按键按下后 显示通道电压。
LCD1
LM016L
VSS VDD VEE RS RW E D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7
U1
D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7
7 8 9 10 11 12 13 14
22pF
D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7
R2 10k R3 R4 R5
KEY0
P2.7
RV5
51%
1k
KEY1
10k P2.6
20uF
C3
29 30 31 PSEN ALE EA
KEY2
10k P2.5
VSS VDD VEE
RS RW E 4 5 6 RS RW E
RP1
1 2 3 4 5 6 7 8 9
C1
1 2 3
X1
CRYSTAL
19
XTAL1
C2
22pF 18
R1
10k 9
XTAL2
RST
P0.0/AD0 P0.1/AD1 P0.2/AD2 P0.3/AD3 P0.4/AD4 P0.5/AD5 P0.6/AD6 P0.7/AD7 P2.0/A8 P2.1/A9 P2.2/A10 P2.3/A11 P2.4/A12 P2.5/A13 P2.6/A14 P2.7/A15 P3.0/RXD P3.1/TXD P3.2/INT0 P3.3/INT1 P3.4/T0 P3.5/T1 P3.6/WR P3.7/RD
基于51单片机的智能台灯答辩自述
尊敬的指导老师，您好！今天我很荣幸能够向各位老师和同学们展示我基于51单片机的智能台灯设计，并进行答辩自述。
通过这篇文章，我将会从深度和广度上全面评估这个项目，并共享我对这个主题的个人观点和理解。
一、项目背景1.1 项目简介让我简要介绍一下这个项目。
智能台灯是我在学习51单片机的过程中所制作的一个实用性较强的电子产品。
其主要功能包括光线感应自动开关、定时开关、色温调节和亮度调节等。
通过这个项目，我不仅学会了如何使用51单片机来控制各种功能，还深入理解了电子电路和光感元件的原理。
1.2 项目意义这个项目不仅仅是一个简单的台灯设计，更重要的是，它代表了我在学习中的实践和成果。
通过这个项目，我不仅能够将理论知识应用到实际中，还培养了自己的动手能力和创新能力。
智能台灯的应用也能够为人们的日常生活带来便利和舒适。
二、技术细节2.1 硬件设计在硬件设计方面，我选择了利用51单片机作为智能台灯的控制核心。
我通过设计合理的电路结构，实现了光线感应元件、色温调节模块和亮度调节模块与单片机的连接。
其中，光感元件的选择和电路的稳定性是我在设计过程中需要重点考虑的问题。
2.2 软件设计在软件设计方面，我使用C语言对51单片机进行编程，实现了智能台灯的各项功能。
我充分发挥单片机的控制能力，编写了优化的程序，保证了台灯的稳定性和可靠性。
我还设计了简洁明了的用户界面，以便用户能够方便地操作台灯。
三、创新点和优化3.1 创新点在这个项目中，我最大的创新点是将光感元件应用到智能台灯中，并实现了光线感应自动开关功能。
这一功能使得用户在进入或离开房间时，可以自动调节台灯的亮度，极大地提高了台灯的智能化水平。
3.2 优化方向根据我对该项目的深度思考和总结，我认为在以后的设计中，可以进一步优化台灯的色温调节功能，并结合环境的变化进行自适应调节。
另外，还可以加入更多的传感器和联网功能，使得台灯能够更加智能地适应用户的需求。
四、个人观点和反思从这个项目中，我不仅学会了如何灵活运用51单片机的能力，还培养了自己在电子设计和编程方面的技能。
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专业：电子信息工程 姓名：周力 指导老师：金印彬
摘要
• 本文介绍了基于单片机的数据采集系统的 软件设计，数据采集与通信控制采用了模 块化的设计，数据采集与通信控制采用了 单片机AT89C51来实现，硬件部分是以单 片机为核心，还包括A/D模数转换模块，显 示模块，和串行接口部分。软件部分应用 C++编写控制软件，对数据采集系统，模数 转换系统，数据显示，数据通信等程序进 行了设计。
仿真过程及其结果分析
• 软件结构图
仿真过程及其结果分析
• 单片机电路
• ADC采样电路
• 显示模块
• 总原理图
• 采集值显示
结果分析
• 8路模拟通道电压值分别设置为200HZ正弦信号、 200HZ方波信号、0.5V、1.0V、2.0V、3.0V、 4.0V、5.0V，经过系统处理，LCD1602可以将信 号通过数据的方式显示出来 。。系统误差为0。 • 改变8路输入信号的电压值，数据可及时在 LCD1602上显示。 • 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8路电压测量 结果。整个作品能较好的实现基本功能和扩展功 能。
章节安排
• • • • 第一章：绪论 第二章：设计软件基础知识 第三章：硬件介绍与A/D转换基本原理 第四章：数据采集系统设计及其仿真
软件介绍
• Keil： Keil C51是美国Keil Software公司出品的51 系列兼容单片机C语言软件开发系统， 与汇编相比，C语言在功能上、结构性、可 读性、可维护性上有明显的优势，因而易学易用。 Keil提供了包括C编译器、宏汇编、连接器、库管 理和一个功能强大的仿真调试器等在内的完整开 发方案，通过一个集成开发环境（uVision）将这 些部分组合在一起。
硬件介绍
• MCS-51单片机是在一块芯片中集成了 CPU，RAM，ROM、定时器/计数器和 多种功能的I/O线等一台计算机所需要 的基本功能部件。MCS-51单片机内包 含下列几个部件： ◆ 一个8位CPU； ◆ 一个片内振荡器及时钟电路； ◆ 4K字节ROM程序存储器； ◆ 128字节RAM数据存储器； ◆ 两个16位定时器/计数器； ◆ 可寻址64K外部数据存储器和64K外 部程序存储器空间的控制电路； ◆ 32条可编程的I/O线（四个8位并行 I/O端口）； ◆ 一个可编程全双工串行口； ◆ 具有五个中断源、两个优先级嵌套中 断结构。
谢谢观看
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ADC 0808是CMOS器件，包括一 个8位的逐次逼近型的ADC部分， 提供一个8通道的模拟多路开关和 通道寻址逻辑， 1) 主要技术指标和特性 （1）分辨 率： 8位。 （2）总的不可调误差： ADC0808 为±21 LSB,ADC 0809为±1LSB。 （3）转换时间： 取决于芯片时钟 频率，如CLK=500kHz时， TCONV=128μs。 （4）单一电 源： +5V。 （5）模拟输入电压范围： 单极性 0～5V；双极性±5V,±10V(需外 加一定电路)。 （6）具有可控三态输出缓存器。 （7）启动转换控制为脉冲式(正脉 冲)，上升沿使所有内部寄存器清零， 下降沿使A/D转换开始。 （8）使用时不需进行零点和满刻 度调节。
• Proteus： Proteus软件是来自英Labcenter electronics 公司的EDA工具软件，Proteus软件有十多年的历 史，在全球广泛使用，除了其具有和其它EDA工 具一样的原理布图、PCB自动或人工布线及电路 仿真的功能外，其革命性的功能是，他的电路仿 真是互动的，针对微处理器的应用，还可以直接 在基于原理图的虚拟原型上编程，并实现软件源 码级的实时调试，如有显示及输出，还能看到运 行后输入输出的效果，配合系统配置的虚拟仪器 如示波器、逻辑分析仪等。
A/D转换基本原理
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ADC按结构分有很多种，按其采样速度和精度 可分为： 多比较器快速（Flash）ADC； 数字跃升式（Digital Ramp）ADC； 逐次逼近ADC； 管道ADC； Sigma-Delta ADC。 每一种类型的ADC都各具特性，逐次逼近型 ADC比较适应于中等采样率、分辨率在16bit以下 的应用。我们本次设计采用逐次逼近式ADC。