单片机硬件电路设计

合集下载

单片机课程设计任务及要求

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。

单片机应用设计实例

单片机应用设计实例

数控调频发射台的设计题目:基于单片机的数控调频发射台功能:本数控调频发射器可在80.0 MHZ 至109.9MHZ 范围内任意设置发射频率,可预置11 个频道,发射频率调整最小值为0.1MHZ,具有单声道/立体声控制,可广泛应用于学校无线广播、电视现场导播、汽车航行、无线演说等场所。

设计过程:一、系统硬件电路的设计(1)单片机控制部分单片机采用AT89C52,采用最小化应用系统设计,P0 口和P2 口作为共阳LED 数码管驱动用,P1 口作为16 键的键盘接口,其中T0—T3 分别为百位、十位、个位、小数位的频率操作键。

百位数只能是0 或1,当百位数为0 时,十位数为8 或9。

当百位数为1 时,十位数只能为0。

个位及小数位为09之中任意数。

T4—T14 为发射频率预置键, T15 为单声道/立体声控制键。

P3.0、P3.1、P3.2 作为与BH1415 的通讯端口,用于传送发射频率控制数据,P3.3 用于立体声发射批示。

采用12MHZ 晶振,模拟串口通讯。

单片机控制部分电路如下图一。

(2)调频调制发射部分采用Rohm 公司最新生产的调频发射专用集成电路BH1415F,内含立体声信号调制、调频广播信号发射电路,BH1415F 内有前置补偿电路、限制器电路、低通滤波电路等,因此具有良好的音色,内置PLL 系统调频发射电路,传输频率非常稳定。

调频发射频率可用单片机通过串行口直接控制。

BH1415F 各引脚的功能如表1,应用电路如图2。

从11 脚输出的调频调制信号经高频放大后由天线发射输出,后级高频放大器的功率可根据接收的距离范围考虑。

BH1415F 的频率控制码为16 位,其传送格式要求如图5,其中D0—D10 为频率控制数据,其值乘0.1 即为BH1415F 的输出频率(单位MHZ)。

D11—D15 为控制位,其中D11(MONO)位为单声道/立体声控制位,0 时为单声道发射模式,1时为立体声发射模式。

1-单片机键盘与显示电路设计

1-单片机键盘与显示电路设计

独立式按键 单片机控制系统中,往往只需要几个 功能键,此时,可采用独立式按键结构。 1.独立式按键结构 独立式按键是直接用I/O口线构成的单 个按键电路,其特点是每个按键单独占 用一根I/O口线,每个按键的工作不会影 响其它I/O口线的状态。独立式按键的典 型应用如图9-3所示。
V CC
P 1.0 P 1.1 P 1.2 P 1.3 P 1.4 P 1.5 P 1.6 P 1.7
P1口某位结构

P1口电路中包含有一个数据输出锁存器、一个三态数据输入缓冲器 、一个数据输出的驱动电路。 P1口的功能和驱动能力

P1口只可以作为通用的I/O口使用;
P1可以驱动4个标准的TTL负载电路; 注意在P1口作为通用的I/O口使用时,在从I/O端口读入数据时,应 该首先向相应的I/O口内部锁存器写“1”。 举例:从P1口的低四位输入数据 MOV MOV P1,#00001111b ;;先给P1口底四位写1 A,P1 ;;再读P1口的底四位
依此规律循环,即可使各位数码管显 示将要显示的字符。虽然这些字符是在不 同的时刻分别显示,但由于人眼存在视觉 暂留效应,只要每位显示间隔足够短就可 以给人以同时显示的感觉。 采用动态显示方式比较节省I/O口,硬 件电路也较静态显示方式简单,但其亮度 不如静态显示方式,而且在显示位数较多 时,CPU要依次扫描,占用CPU较多的时 间。
矩阵式按键 单片机系统中,若使用按键较多时,通 常采用矩阵式(也称行列式)键盘 1.矩阵式键盘的结构及原理 矩阵式键盘由行线和列线组成,按键位 于行、列线的交叉点上,其结构如下图9-4 所示。
+5 V 0 4 8 12 0 1 5 9 13 1 2 6 10 14 2 3 7 11 15 3 0 1 2 3

单片机课程设计

单片机课程设计

单片机课程设计《机器人入门》2021年亚太大学生机器人大赛——胜利鼓乐课程名称:单片机课程设计系部:自控系则专业班级:计算机控制20931学生姓名:陆小祥一、总体方案:1.工作原理:本设计使用stc89c52rc单片机做为本系统的掌控模块。

单片机可以把由ds18b20、ds1302、at24c02中的数据利用软件去展开处置,从而把数据传输至表明模块,同时实现温度、日历和闹铃的表明。

以lcd液晶显示器为表明模块,把单片机响起的数据表明出,并且表明多样化。

在表明电路中,主要依靠按键去同时实现各种表明建议的挑选与转换。

2.总体设计:设计总体框架图例如图二、系统硬件设计(单元电路设计及分析):1.stc89c52rc单片机最轻系统:最小系统包括晶体振荡电路、复位开关和电源部分。

图2为stc89c52rc单片机的最小系统。

图2最轻系统电路图2.温度测量模块:温度测量传感器使用dallas公司ds18b20的单总线数字化温度传感器,测温范围为-55℃~125℃,可编程为9十一位~12十一位a/d切换精度,测温分辨率达至0.0625℃,使用真菌电源工作方式,cpu只需一根口线便能够与ds18b20通信,挤占cpu口线太少,可以节省大量引线和逻辑电路。

USB电路例如图3右图。

图3ds18b20测量电路3.时钟模块:时钟模块采用ds1302芯片,ds1302是dallas公司推出的涓流充电时钟芯片内含有一个实时时钟/日历和31字节静态ram通过简单的串行接口与单片机进行通信实时时钟/日历电路提供秒分时日日期月年的信息每月的天数和闰年的天数可自动调整时钟操作可通过am/pm指示决定采用24或12小时格式ds1302与单片机之间能简单地采用同步串行的方式进行通信仅需用到三个口线:rst复位、i/o数据线、sclk串行时钟。

时钟/ram的读/写数据以一个字节或多达31个字节的字符组方式通信。

ds1302工作时功耗很低,保持数据和时钟信息时功率小于1mw,其接线电路如图4所示:图4时钟电路4.存储器模块:图5at24c02存储器电路5.lcd液晶显示模块:lcd液晶显示模块使用lcd1602型号,具备很低的功耗,正常工作时电流仅2.0ma/5.0v。

AT89C51单片机简易计算器的设计

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:(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。

单片机课程设计报告(简易计算器).

单片机课程设计报告(简易计算器).

简易计算器摘要:计算器是人们的日常生活中是最常见的电子产品之一,它应用极广、发展迅猛,并且不断出现着拥有更加强大功能的计算器。

为了解和研究计算器,本次课设设计制作了一个简易计算器,能够在十四位的计算范围内进行“+”、“-”、“*”、“/”的基本运算,能进行负数以及小数点后两位的精确结果显示。

该计算器以AT89C51单片机芯片作为核心。

采用LCD1602工业字符液晶进行显示。

完成的计算器经过检验能够完整的实现预设功能,各种细节完善,具有很高的使用价值。

关键词:单片机;简易计算器;AT89C51;LCD1602Simple CalculatorAbstract:Calculator is People's Daily life is one of the most common electronic products, used very wide, developing rapidly, and constantly appear more powerful function with have calculators. In order to understand and study calculator, this class set design made a simple calculator, can the calculation in within 14 "+" and "-" and "*", "/" the basic computing, can carry out negative and two decimal places accurate results are shown. This calculator with AT89C51 chips as the core. Using liquid LCD1602 industrial characters displayed. Complete calculator after inspection can complete realization, various details preset functions to perfect, have high use value.Keywords:MCU; Simple calculator;AT89C51;LCD1602目录中文摘要............................................................1英文摘要............................................................2单片机课程设计......................................................4 1 课程设计任务.....................................................41.1 主要功能设计................................................41.2 任务目的....................................................42 整体设计方案......................................................42.1 方案论证....................................................42.2 系统框图....................................................53 硬件电路的设计...................................................63.1 计算机Protel总图............................................63.2 显示电路设计方案............................................93.3 键盘设计方案................................................93.4 复位电路设计...............................................103.5 晶振电路设计...............................................104 控制软件设计....................................................114.1 程序时序总图...............................................114.2 液晶显示软件设计...........................................124.3 键盘输入软件设计...........................................134.4 计算函数设置...............................................155 系统调试........................................................185.1 硬件调试...................................................185.2 软件调试...................................................18 参考文献...........................................................20 个人小结...........................................................21 附录...............................................................24 附录1..........................................................24 附录2..........................................................251课程设计任务1.1 主要功能设计以AT89C51单片机芯片为核心来制作一个简易计算器,外部由4*4矩阵键盘和一个LCD1602工业字符型液晶显示屏构成,内部由一块AT89C51单片机构成,通过软件编程可实现简单加减乘除。

单片机的篮球24秒计时器开发设计及电路图

单片机的篮球24秒计时器开发设计及电路图

目录摘要 (I)1篮球计时器概述 (1)1.1 篮球竞赛24秒计时器功能 (1)1.2篮球计时器实物图 (1)1.3 主要参考器件 (2)1.4 单片机的概述 (2)1.4.1 AT89C51单片机简介 (2)1.4.2 AT89C51单片机引脚功能简介 (2)2 硬件设计 (4)2.1 设计原理 (4)2.2 硬件设计流程图 (4)2.2.1功能单元模块 (5)2.3 硬件设计电路图 (7)3 软件设计 (9)3.1 程序流程图 (9)3.2程序设计 (10)3.3 仿真及仿真结果 (13)4 课程设计体会 (15)参考文献 (16)摘要篮球比赛中除了有总时间倒计时外,为了加快比赛的节奏,新的规则还要求进攻方在24秒内有一次投篮动作,否则视为违例。

以下为一个篮球比赛计时器,该计时器采用按键操作、LED显示,非常实用。

此计时器也可作为其他球类比赛的计时器。

本课程设计介绍了一个基于单片机的篮球比赛计时器硬件设计,包括AT89C51、6个八段显示LED、上电复位电路、时钟发生电路等基本模块的设计。

其功能主要有:一场篮球比赛共分四节,每节12分;每次进攻为24秒,计时器的显示均为倒计时方式,24秒计时用两位数码管显示;所有的计时都要具有暂停、继续、清零;当球员的持球时间超过24秒时,24秒倒计时减为零且有声光提示。

本次课程设计是采用单片机汇编语言实现倒计时24秒篮球比赛计时器。

关键词:AT89C51;LED数码管;按键;模块1 篮球计时器概述1.1 篮球竞赛24秒计时器功能随着信息时代的到来,电子技术在社会生活中发挥着越来越重要的作用,运用模电和数电知识设计的电子产品成为社会生活中不可缺少的一部分。

在篮球比赛中,规定了球员的持球时间不能超过24秒,否则就犯规了。

大多数篮球计时器的主控芯片为AT89C51,采用12MHz晶振,P0.0-P0.7作键盘输入。

24秒计时开始,A3为24S复位开启键(投篮或交换控球时按下此键); A4为24秒计时停止键(没有违例);A5为24秒计时同时启动键;A6为总计时和24S计时同时停止键。

C52单片机电子时钟电路设计 课程设计

C52单片机电子时钟电路设计 课程设计

C52单片机电子时钟电路设计课程设计单片机原理及应用课程设计题目: C52单片机电子时钟电路设计姓名: 陶鹏鹏专业: 电子科学与技术班级: 121班指导教高海涛师:安徽科技学院数理学院目录1、基于单片机的电子时钟电路设计.........1.1设计任务与要求...................1.1.1设计目的:.................1.1.2设计要求:.................1.2方案设计 ........................2、单片机应用系统简介...................2.1AT89C52单片机的功能结构..........2.2单片机的引脚定义及功能...........2.3 定时/计数器....................2.3.1定时/计数器结构............2.3.2工作原理...................2.4键盘接口技术 ....................2.5复位操作 ........................2.6 显示控制模块....................3、硬件电路设计.........................3.1电子时钟的电路图.................3.2单元电路设计 ....................3.2.1晶振、复位电路模块.........3.2.2键盘控制模块...............3.2.3蜂鸣器电路模块.............3.2.4显示器电路模块.............4、软件设计.............................4.1系统主程序设计...................4.2主程序清单 ......................4.3系统仿真与调试...................5、结论与心得...........................摘要电子钟是一种利用数字电路来显示秒、分、时的计时装置,与传统的机械钟相比,它具有走时准确、显示直观、无机械传动装置等优点,因而得到广泛应用。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

常用的几个系列单片机
MCS-51及其兼容系列:
• 英特尔公司的MCS-51系列单片机是目前应用 最广泛的8位单片机之一,并且ATMEL、 PHILIPS、ADI、MAXIM、LG、SIEMENS等公司 都有其兼容型号的芯片。这个系列的单片机 具有运算与寻址能力强,存储空间大,片内 集成外设丰富,功耗低等优点,其中大部分 兼容芯片都含有片内FLASH程序存储器,价格 便宜。适合应用于仪器仪表、测控系统、嵌 入系统等开发。
单片机应用系统的硬件电路设计
• 一个单片机应用系统的硬件电路设计包含两部分内容:
• 一是系统扩展,即单片机内部的功能单元,如ROM、RAM、I/O、定时器 /计数器、中断系统等不能满足应用系统的要求时,必须在片外进行扩展, 选择适当的芯片,设计相应的电路。
• 二是系统的配置,即按照系统功能要求配置外围设备,如键盘、显示器、 打印机、A/D、D/A转换器等,要设计合适的接口电路。
• 7、尽量朝“单片”方向设计硬件系统。系统器件越 多,器件之间相互干扰也越强,功耗也增大,也不 可避免地降低了系统的稳定性。
LED输出电路
键盘输入电路
阵列键盘动态扫描电路
LED数码动态扫描电路
串行SPI接口LED数码管及键盘管理器件 ZLG7289A
ZLG7289A是具有SPI串行接口功能的可同时驱动8位共阴式数码管或64只独立 LED的智能显示驱动芯片该芯片,同时还可连接多达64键的键盘矩阵单片, 即可完成LED显示、键盘接口的全部功能。
单片机类型
集中指令集(CISC)和精简指令集(RISC)
• 采用CISC结构的单片机数据线和指令线分时复用, 即所谓冯.诺伊曼结构。它的指令丰富,功能较 强,但取指令和取数据不能同时进行,速度受限, 价格亦高。
• 采用RISC结构的单片机,数据线和指令线分离, 即所谓哈佛结构。这使得取指令和取数据可同时 进行,且由于一般指令线宽于数据线,使其指令 较同类CISC单片机指令包含更多的处理信息,执 行效率更高,速度亦更快。同时,这种单片机指 令多为单字节,程序存储器的空间利用率大大提 高,有利于实现超小型化。
单片机应用设计
概述
单片机是一种大规模的具有计算机基本功能的 单片集成电路。可以与少量外围电路构成一个小而 完善的计算机系统。芯片内置和外围的电路能在软 件的控制下准确、迅速、高效地完成程序设计者事 先规定的任务。
单片机具有体积小、功耗低、控制功能强、扩 展灵活、使用方便等优点,广泛应用于仪器仪表、 家用电器、医用设备、航空航天、通信产品、智能 玩具、汽车电子、专用设备的智能化管理及过程控 制等领域。
SPI接口AD电路
SPI 接口A/D的扩展
MAX1202
SPI 接口D/ A的扩展 高精度的10位D/A转换芯片TLC5615,同时采用
TL431产生的高精度的2.5V参考电压基准源,其有 输出的电压值增倍功能。单片机以SPI的方式驱动 它产生电压,其精度可以达到1/210即达到0.1%, 电路接法如图7所示。
VCC
R? R ES 2
1 2V R3
R EF IN
R ES 2 R5
R EF IN
3
3
1
D9 TL4 31
POT2 1
R4 R ES 2
2
D1 TL4 31
C1 C AP
2
图5
图6
ISD1420• I语SD1音420录是单放片录电放路集成芯片,它采用模拟号
直接存储还原技术制成的,能录放20s语音
系统的扩展和配置原则
• 1、尽可能选择典型电路,并符合单片机常规用法。 为硬件系统的标准化、模块化打下良好的基础。
• 2、系统扩展与外围设备 应充分满足应用系统的功能 要求,并留有适当余地,以便进行二次开发。
• 3、硬件结构应结合应用软件方案一并考虑。硬件结 构与软件方案会产生相互影响,考虑的原则是:软件 能实现的功能尽可能由软件实现,以简化硬件结构。 但必须注意,由软件实现的硬件功能,一般响应时间 比硬件实现长,且占用CPU时间。
蜂鸣器和继电器驱动电路
单片机和PC接口电路
输出口的扩展
输入口的扩展
SPI接口EEPROM的扩展
93C46
I2C接口的EEPROM扩展电路
串行LED显示的扩展
I2C接口 EEPROM的扩展
基准电压源设计 • 基准电压源提供给A/D和D/A基准参考电压。TL431可以 根据需要,改变电阻值比例大小设置2.5V--36V的电压。 如图5所示,为该芯片的典型接法,提供的基准电压为 2.5V。图6改变滑动变阻器值大小,可设置参考电压大 小,在该系统中调节使两阻值相等,输出参考电压5V。
PIC系列
• Microchip公司PIC系列单片机是CMOS工艺的RISC结构8位单片机,这类单 片机具有功耗低、体积小、OTP(或FLASH)、内含看门狗和电源监测、 A/D、E仪表、玩具、计算机外设等领域。
• AVR系列
• 4、系统中的相关器件要尽可能做到性能匹配。 如选 用CMOS芯片单片机构成低功耗系统时,系统中所有 芯片都应尽可能选择低功耗产品。
• 5、可靠性及抗干扰设计是硬件设计必不可少的一部 分,它包括芯片、器件选择、去耦滤波、印刷电路 板布线、通道隔离等。
• 6、外围电路较多时,必须考虑其驱动能力。驱动能 力不足时,系统工作不可靠,可通过增设线驱动器 增强驱动能力或减少芯片功耗来降低总线负载。
SPI 接口D/ A的扩展
• D/A转换器采用Microchip公司的MCP4921芯片,其为 SPI接口,和单片机的连接比较方便,只需要片选CS、 时钟SCK、数据输出SDO和数据锁存LDAC 4个引脚。 为了提高DA输出的稳定性,在D/A的输出端接入了一 个RC滤波电路,并增加了一级OP07运放组成射级跟 随器。其电路原理图如图所示。
• ATMEL公司AVR系列单片机是基于RISC结构的 FLASH单片机,其最大的特点是能够在线编程。
• 华邦、義隆4位LCD驱动及语音系列
• 华邦、義隆4位LCD驱动及语音系列单片机特别适 用于玩具、游戏机等电池供电、液晶显示的消费 电子产品。
• MSP430系列
• TI公司MSP430系列超低功耗系列单片机是一种超 低功耗的16位单片机,内置A/D转换器、串行通信 接口、硬件乘法器、LCD驱动电路,具有极高的抗 干扰能力。特别适合应用于智能仪表、防盗系统、 智能化家用电器、电池供电便携式设备等产品。
相关文档
最新文档