哈尔滨理工大学学士学位论文
1.1 课题背景 (1)
第2章啤酒发酵工艺及控制要求 (2)
2.1 啤酒发酵工艺简介 (2)
2.2 系统的控制要求 (2)
2.3 本章小结 (3)
第3章系统总体方案的设计 (4)
3.1 发酵罐测控点的分布及管线结构 (4)
3.2 检测装置和执行机构 (4)
3.3 控制规律 (5)
3.3.1 PID算式加特殊处理 (5)
3.3.2 Smith补偿控制算法 (6)
3.3.3 啤酒发酵过程控制的数学模型分析 (7)
3.4 控制系统的硬件 (9)
3.5 控制系统的软件 (9)
3.6 本章小结 (10)
第4章硬件电路设计 (11)
4.1 89C52单片机特点简介 (11)
4.2 主电路 (12)
4.2.1 采样电路 (12)
4.2.2 I/V变换电路 (14)
4.2.3 A/D转换电路 (15)
4.3 显示电路与按键 (16)
4.4 控制电路 (17)
4.5 本章小结 (17)
第5章软件程序设计 (18)
5.1 概述 (18)
5.1.1 软件设计思想 (18)
5.1.2 系统构成 (18)
5.1.3 系统中89C52中断源的使用 (19)
5.2 程序中有关参数的设定 (20)
5.3 主程序MAIN (23)
5.3.1 主程序介绍 (23)
5.3.2 掉电保护 (24)
5.4 外部中断服务子程序JINT (25)
5.4.1 数据采集模块DATA (26)
5.4.2 数据处理模块PROM (26)
5.5 定时/计数器T0中断服务子程序JT0 (28)
5.6 按键处理子程序KEY (29)
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5.8 显示子程序DSP (32)
5.9 本章小结 (32)
结论 (33)
致谢 (34)
参考文献 (35)
附录A AD与单片机接口电路 (36)
附录B显示与按键电路 (37)
附录C控制电路与通讯电路 (38)
附录D文献及翻译 (39)
- II -
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啤酒发酵过程计算机控制系统
摘要
啤酒发酵是整个啤酒生产过程最重要的环节，啤酒发酵罐内的发酵温度是决定啤酒质量的关键所在。目前许多啤酒生产厂的啤酒发酵过程中存在着一些缺点：大多手工作业，缺乏精密的控制装置，需要生产工人24小时中监视啤酒发酵的温度变化，根据偏差去调节冷媒的流量阀，导致工人的劳动强度加大，温度控制精度低，啤酒质量也不稳定，从温度控制系统的发展看，以单片机为核心构成的微型温度控制系统调节装置已成为主要的发展方向。
本论文以89C52单片机芯片为核心，研究和设计了数字化的啤酒发酵过程计算机控制系统。本论文简述了啤酒发酵的工艺过程和工艺要求，介绍了89C52单片机的原理及其他主要芯片的功能，设计出了数字化啤酒发酵过程计算机控制系统。实现对啤酒发酵罐上、中、下三层温度同时检测控制，以及啤酒发酵罐压力的控制，同时采用对冷却液阀门的“定频调宽”的方法来实现对啤酒发酵罐冷却液流量的控制以保证液位稳定在合理的位置。本文详细介绍了本系统硬件和软件的设计原理。
关键词89C52单片机；啤酒；发酵；控制
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The computer control system of beer fermentation
Abstract
Beer fermentation is the most important part of the process of the whole beer production. The temperature of beer fermenter is the key of the beer quality. At present there are some disadvantages during the process of beer fermentation in many beer manufactories, and it results in the intensity of labour, the lower of precision of the the control and the unsteadiness of the beer quality. With the development of the system of temperature control, the minitype of it, constituted by single-chip microcomputer has been the major phase.
Using the 89C52 single chip microcomputer as its core computer, the thesis studied and designed a digital temperature control system of beer fermentation based on digital technology. In this paper, beer ferment process and its technics were simply introduced. By introducing the basic theory of 89C52 single chip microcomputer, which used in this program, a digital temperature control system of beer fermentation was designed. The system can performs the detection and control of the temperature of three different lays (up, middle, and bottom lay) of the fermenter simultaneously. The control of the cool water volume in fermentation process was realized based on the technique of “stable frequency and adjusting wide technique”. Communication scheme between the temperature control system of single fermenter and up-grade computer was also studied in this paper. The design principle of the hardware and software of this system were provided and simulation analysis results were also introduced in this paper.
Keywords89C52 single-chip microcomputer; beer; the temperature of fermentation; control
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目录
摘要……............................................................................................................... I Abstract ............................................................................................................... II
第1章绪论 (1)
1.1 课题背景 (1)
第2章啤酒发酵工艺及控制要求 (2)
2.1 啤酒发酵工艺简介 (2)
2.2 系统的控制要求 (2)
2.3 本章小结 (3)
第3章系统总体方案的设计 (4)
3.1 发酵罐测控点的分布及管线结构 (4)
3.2 检测装置和执行机构 (4)
3.3 控制规律 (5)
3.3.1 PID算式加特殊处理 (5)
3.3.2 Smith补偿控制算法 (6)
3.4 控制系统的硬件 (9)
3.5 控制系统的软件 (9)
3.6 本章小结 (10)
第4章硬件电路设计 (11)
4.1 89C52单片机特点简介 (11)
4.2 主电路 (12)
4.2.1 单片机电路...................................................... 错误！未定义书签。
4.2.2 电源的配置...................................................... 错误！未定义书签。
4.2.3 采样电路 (12)
4.2.4 放大电路.......................................................... 错误！未定义书签。
4.2.5 A/D转换电路 (15)
4.3 显示电路与按键 (16)
4.4 控制电路 (17)
4.5 本章小结 (17)
第5章软件程序设计 (18)
5.1 概述 (18)
5.1.1 软件设计思想 (18)
5.1.2 系统构成 (18)
5.1.3 系统中89C52中断源的使用 (19)
5.2 程序中有关参数的设定 (20)
5.3 主程序MAIN (23)
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5.3.2 掉电保护 (24)
5.4 外部中断服务子程序JINT (25)
5.4.1 数据采集模块DATA (26)
5.4.2 数据处理模块PROM (26)
5.5 定时/计数器T0中断服务子程序JT0 (28)
5.6 按键处理子程序KEY (29)
5.7 串行中断服务子程序JSR (31)
5.8 显示子程序DSP (32)
5.9 本章小结 (32)
结论 (33)
致谢 (34)
参考文献 (35)
附录A主电路图 (36)
附录B显示与按键电路 (37)
附录C控制电路 (38)
附录D文献及翻译 (39)
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第1章绪论
1.1课题背景
我国的啤酒市场非常巨大，国内生产啤酒的企业数以百计，但与国外的主要啤酒生产厂家相比大部分企业技术落后，大部分处于手动控制阶段，只有极少数企业实现半自动化。由于自动化程度低，导致产品生产效率低，质量也不高，能耗较大。啤酒生产是一个利用微生物生长进行生产的过程，生产周期长，过程参数分散性大，传统操作方式难以保证产品的质量。
近年来，国外的各大啤酒生产厂家纷纷进军中国市场，凭借技术优势与国内的啤酒生产厂家争夺市场份额。国内的啤酒行业迫切要求技术改造，提高生产率，保证产品质量，以确保在激烈的市场竞争中立于不败之地。
啤酒发酵是啤酒生产过程中最重要的一道工序，是决定啤酒质量的关键的一步。按现在的生产工艺，生产周期在十五天左右，要求发酵液的温度严格按照一定的工作曲线变化。温度控制精度在±0.5℃范围内，这样的控制精度单凭传统的热工仪表加上手工操作方式是完全不能满足要求的，但目前国内的不少生产厂家都是采用这种生产方式。这就要求生产工人24小时中监视啤酒发酵的温度变化，根据偏差去调节冷媒的流量阀。这种方法，工人的劳动强度大，而且质量难以控制。国外的著名啤酒生产厂家大部分都实现了自动化控制，在保证产品质量的同时缩短了生产周期。为此，在国内啤酒行业中实现自动化生产是十分迫切的。啤酒的发酵过程实现自动化后，工人的劳动强度将大大地减小，同时啤酒的质量与生产有望升上一个新的台阶，企业通过技术改造增加了市场竞争能力。
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第2章 啤酒发酵工艺及控制要求
2.1 啤酒发酵工艺简介
啤酒发酵是一个复杂的生物化学过程，通常在锥形发酵罐中进行。在20多天的发酵期间，根据酵母的活动能力和生长繁殖的快慢，确定发酵给定温度曲线，如图2-1所示。要使酵母的繁殖和衰减、麦汁中糖度的消耗和双乙酵等杂质含量等方面达到最佳状态，必须严格控制发酵各阶段的温度，使其在给定温度的±0.5℃范围内。
图2-1 发酵过程温度工艺曲线
某啤酒厂要求控制10个200m 3的锥形啤酒发酵罐，这种发酵罐的内层是用不锈钢板焊接而成的，外层用白铁皮包制而成的，内层与外层中间是保温材料和上中下三段冷却带，罐体由上下两部分组成，上部分是圆柱体，下部分是圆锥体，故称为锥形发酵罐。啤酒发酵期间，当罐内温度低于给定温度时，则要求关闭冷却带的阀门，使之自然发酵升温；当罐内温度高于给定温度时，则要求接通冷却带的阀门，自动的将冷酒精打入冷却带循环使之降温，直至满足工艺要求为止。另外，在发酵过程中，还需在各段工艺中实行保压，即要求发酵罐顶部气体压力恒定，以保证发酵过程的正确进行。
2.2 系统的控制要求
1. 系统共有10个发酵罐，每个罐测量5个参数，即发酵罐的上中下三段
温度、罐内上部气体的压力和管内发酵液（麦汁）的高度，共有30个
温度测量点、10个压力测量点、10个液位测量点。因此共需检测50个
参数。
2. 自动控制各个发酵罐中的上中下三段温度使其按图2-1所示的工艺曲线
运行，温度控制误差不大于±0.5℃。共有30个控制点。
3. 系统具有自动控制、现场手动控制、控制室遥控三种工作方式。
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5.系统具有表格、图形、曲线等现实和打印功能。
2.3本章小结
本章主要介绍了啤酒发酵工艺及控制要求，作为标尺对本次设计起指导作用。
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第3章系统总体方案的设计
3.1发酵罐测控点的分布及管线结构
本系统有10个发酵罐，每个发酵罐上有5各检测点和3个控制点，其中保空上段温度TTa、中段温度TTb、下段温度TTc、罐内上部气体压力PT、液位LT、上段冷带调节阀TVa、中段冷带调节阀TVb、下段冷带调节阀TVc。检测点与分布点的分布如图3-1所示。
图3-1 发酵罐的测控点分布及管线图
3.2检测装置和执行机构
检测装置中，温度检测采用精密温度传感器AD590；压力检测采用TY-PB 扩散硅压力变送器，输入量程0～1MPa，输出4～20mA；液位检测采用TY-PB 扩散硅液位变送器，输入量程（差压）为0～1MPa，输出为4～2mA。
1.TY-PB扩散硅压力变送器
选用进口扩散硅压力芯片，经过精密的补偿技术、信号处理技术。转换成标准的电流信号输出，可直接与二次仪表以及计算机控制系统连接，实现生产过程的自动检测和控制。可广泛应用于各种工业领域中的气体、液体的压力检测。
2.TY-PB扩散硅液位变送器
选用进口扩散硅压力芯片制成，当外界液位发生变化时，压力作用在不锈钢隔离膜片上，通过隔离硅油传递到扩散硅压力敏感元件上引起电桥输出电压变
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的变化正比于液位的变化。
3.执行机构的选择
电磁阀选用强制先导式操作电磁阀主要应用于电力工业、石化工业、蒸汽锅炉装置、贮罐系统、液化汽设备、环保行业、热水控制系统、水处理装置、共暖系统、管道和管线设计、饮水净化设备和给水设备、仪表和机械工程、燃气工程等。它操作安全性能好，更多选项、功能强大，强制先导式电磁阀的辅助提升机构直接连接于执行机构上，这是它控制方法的优点。阀门的操作0bar到最大操作压力，这种阀门可全部用于直动式阀门所应用的领域。由于辅助提升作用，相对于直动阀所用电磁线圈小而且功率低。
气动执行阀选用W.E.Anderson 2V系列气动执行阀中的2VB14000型常开气动执行阀，结构紧凑,是一种组合两通球阀。其极小的制动器（执行器）容积、较短的阀门冲程结合快速发送以及积极工作（动作）使得这种阀门在推动膜片执行器的响应时间以及当作锁入和锁出装置成为了理想选择。
3.3控制规律
啤酒发酵过程中，输入量为冷却液流量，输出量为发酵液温度，由离线辨识可知，被控对象具有大惯性和纯滞后特性，而且在不同发酵阶段特性参数变化不大，这是确定控制规律的依据。
为适应温度给定值为折线的情况，在恒温段采用增值型PI控制算法，在升温、降温段采用PID控制算法，考虑到被控对象大惯性和纯滞后的特点，在软件设计中提供了施密斯（Smith）预估控制算法。
3.3.1PID算式加特殊处理
采用增量型PID控制算法：
（3－1）其中
K P，T I，T D，T O分别为PID调节器的比例增益、积分时间、微分时间和采样周期。
θr(k)、θr(k-1)、θr(k-2)分别为第k个、第k-1个、第k-2个采样周期的给定温度。
θ(k)、θ(k-1)、θ(k-2)分别为第k个、第k-1个、第k-2个采样周期的实测温
- 5 -
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- 6 - 其控制系统的方框图如图3－2所示。
θr (k)0
图3－2 PID 温度控制系统方框图
3.3.2 Smith 补偿控制算法
史密斯(Smith)预估补偿方法是预先估计出过程的基本扰动下的动态特性，然后由预估器进行补偿，力图使大延迟系统被延迟τ的被调量超前反映到调节器，使调节器提前动作，从而明显地减少超调量和加速调节过程。其控制系统原理图见图3－3。
图3－3 Smith 补偿控制系统
图中G(s)是对象除去纯滞后环节e -τs 以后的传递函数，G s (s)是Smith 补偿器的传递函数。若系统中无此补偿器，则由调节器输出U(s)到被调量θ(s)之间的传递函数为：
（3－2）
上式表明，受到调节器作用之后的被调量要经过纯延迟τ滞后才能返回调节器。若采用了补偿器，则调节量U(s)与反馈到调节器的信号θ′ (s)之间的传递函数是两个并联通道之和，即
（3－3） 为使调节器采集的信号θ′ (s)不至延迟τ，则要求上式可表示为：
（3－4）
从而被控对象视为带纯延迟的一阶惯性环节，Smith 补偿的传递函数为：
（3－5）
式中K 为对象的增益；T 为对象的时间常数；τ为纯延迟时间。
其相应的差分方程为：
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- 7 - (s y（3－6）式中F=
；H；称为延迟周期数。如果控制部分采用式(3-1)的PID算式，那么从图3－2可知(e k（3－7）也就是说，Smith补偿控制算式只不过是把给定温度减去采样温度与补偿器输出y s(k)之和，作为e(k)代入PID算式计算增量输出。3.3.3啤酒发酵过程控制的数学模型分析啤酒发酵过程中,忽略次要因素,罐内热平衡方程为: （3－8）式中:Q1------发酵过程产生的热量,J/s Q2------散失的热量, J/s M------麦汁的总质量,kg C------发酵罐内麦汁的比热容,J/(kg,C?) θ------发酵罐内的温度,C?发酵罐内反应热使麦汁温度逐渐上升,发酵过程也可看成是麦汁温度的储备过程,由式（3－8）可得发酵罐内的传递函数为（3－9）式中:?Q------使温度上升的反应热量, J/s ,=?Q1-Q2; Ti----为积分时间常数,s/C?因此罐内反应热是一个积分传递函数. 由以上分析可知,不加控制时罐内温度是积分上升的,而按照质量要求要图3-4,发酵温度控制的系统方框图求完成整个发酵过程的反应,必须还要对发酵过程中麦汁的温度进行控制。发酵温度控制的系统方框图见图3-7。在控制中要不断的检测罐内温度与设定温度
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此在温度控制中，反应温度的设定值θg 是控制过程中的输入，每隔一定的时间段检测到实际温度θ是控制的输出，同时也作为闭环控制的反馈量，θ经反馈调节为θf ，罐内的反应热Q 1可以看作是反应控制的干扰因素。温度设定值与反馈量的差值经过PID 运算后，控制量UC 在冷却水的流量上体现出来，罐内的反应热Q1减去冷凝水带走的热量Q 2所剩余的热量?Q 从而是温度升高，控制系统输出罐内温度。
由于试验条件的限制，啤酒发酵麦汁的比热容，发酵的积分时间常数、冷却水的单位时间流量的参数不能确定，所以下面只能定性地对温度控制系统进行分析。为了便于分析，温度系统中冷却水带走的热量Q 2、使温度上升的反应热?Q 和罐内反应热Q 1都用标么值来表示，即Q 2*，?Q*和Q 1*。当罐内的反应温度θ大于温度的设定值θg ，需要降温是，偏差e 为负值，冷却水流量应与Q2*成正比，而且Q 2*>Q 1*,则?Q*<0,使发酵罐内的麦汁降温;而当罐温度低于设定值时, g θθ<时,此时应限制PID 调节输出的控制量Uc 为0,则Q 2*=0,冷去水流量为0,也就是让罐内温度自由上升,Q 2*=0,Q 1*=0,于是?Q*max=1。
根据反应曲线，发酵的第9天到第11天的时间内，发酵降温进入后酵阶段，即在大约50个小时内罐内温度从12C ?降至7C ?。假设在此时冷却水流量最大， Q 2*= Q 2*max=1，而反应热Q 1*=0.5,那么?Q*=-0.5,则在冷却水流量最大时使罐内温度每升高1C ?要用5个小时.罐内反应对象的积分时间常数Ti ≤5小时,因此可设定Ti 为1小时,即Ti=3600秒。
考虑到发酵罐内麦汁在发酵过程中热量的产生是一个渐进的过程，发热过程等效为一个惯性环节，传递函数为G 1，其积分时间常数T 1为4小时，即T 1=14400
秒。在本系统的控制方案中，对冷却水的流量的控制是通过改变一个控制周期内阀门的开通和关断时间，即“定频调宽”，来改变冷却水的流量的，系统的控制周期为100秒，即每隔100秒进行一次调节，改变一次阀门开同的时间和关闭时间。反馈传递函数Gr 的时间常数T f 与控制周期有关，因此T f =100秒。
系统次埃及的温度模拟量经A/D 转换后,实际测到的温度值是一个二进制数值,假设当温度变化1度时,这个二进制数值的变化量为1000,因此反馈传递函数Gr 中比例增益为K f =10000。
在阀门调节传递函数Gc 中，时间常数T2表示控制量输出到冷却水流量发生变化的滞后时间，主要是因为控制执行机械动作的延时，取T 2=10秒，当温度偏
差e 的数字变化1，可取PID 调节输出控制量的最大值Ucmax=1000，而此时温度的偏差即是0.001度,以此来保证足够的控制精度。当PID 调节的最大控制量Ucmax,Q 2*=1,则阀门调节传递函数Gc 的比例增益Kc=1/Ucmax=1/1000=0.001。
以上分析给出了温控系统的各个对象参数，下面根据动态校正的理论对所用的PID 调节器进行设计。
系统的开环传递函数为
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- 9 - （3－10）
根据
Gob 的设计,调节器采用PID 调节器,其传递函数为
（3－11）
按照II 型系统设计,如果将系统校正成为“三阶最佳”系统，则调节器的参数按下式计算： 所用PID 调节器的参数分别为：
于是按式（3-1）PID 增量算式为：
（3－15）
式中：
在以上分析中，虽然各个参数是假定的，但是给出了发酵过程中温度控制的方案和思路。至于确定的各个参数值要通过现场试验和测定来获得，在此不在过多赘述。
3.4 控制系统的硬件
整个系统由上、下位机两大部分组成。本设计主要设计下位机。
3.5 控制系统的软件
控制系统的软件主要包括：采样、滤波、标渡变换、控制机算、控制输出、中断、计时、打印、显示、报警、调节参数修改、温度给定曲线设定及修改、报表、图形、曲线显示等功能。
（3－12）
（3－13）
（3－14）
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本章主要对系统的总体方案设计作了简单的论述，其中包括：发酵罐测控点的分布及管线结构；检测装置和执行机构的选择；控制规律的应用；控制系统模型分析;控制系统的硬件和软件的设计等。
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第4章硬件电路设计
4.189C52单片机特点简介
啤酒发酵控制系统是一个时滞性大的系统，对控制时间精度的要求不需要很高，所以单片机不需要采用高速的输出、输入口，51系列单片机在时间精度可以满足要求。
为了使用方便，系统要求可以在线改写，并能在断电情况下保存数据而不需要保护电源，同时为了实现真正的单片控制，最好系统使用尽可能少的外围扩展芯片，提高系统运行的可靠性，所以我们要求使用的单片机具有片内电擦除可编程只读存储器EEPROM。
因为系统需要采集多路检测量，可以由单片机的I/O口的四位进行编码来实现16个检测量的采集。另外为了以后系统升级的需要，在设计中采用52系列单片机。
基于以上原因，我选择了ATMEL公司的AT89系列单片机AT89C52。
AT89C52单片机是最新的一种低功耗、高性能内含8K字节闪电存储器的8位CMOS微控制器，与工业标准MCS－51指令系列和引脚完全兼容。由超强的加密功能，其片内闪电存储器的编程与擦除完全用电实现，数据不易恢发，编程/擦除速度快，全4K字节只需3s，擦除时间约用10ms，他的主要特点有：（1）内部程序存储器为电擦除可编程只读存储器EEPROM，容量8KB，内部数据存储器容量256B（不包括专用寄存器），外部数据存储器寻址空间64KB，外部程序存储器寻址空间64KB；
（2）有三个16位的定时器/计数器；
（3）可利用两根I/O口线作为全双工的串行口，有四种工作方式，可通过编程选定；
（4）内部ROM中开辟了四个通用工作寄存器区，共32个通用寄存器，以适应多种中断或子程序嵌套的情况;
（5）内部有6个中断源，分为两个优先级，每个中断源优先级是可编程的；
（6）堆栈位置是可编程的，堆栈深度可达128字节；
（7）内部有一个由直接可寻址位组成的布尔处理器，在指令系统中包含了一个指令子集，专用于对布尔处理机的各位进行各种布尔处理，特别适用于控制目的和解决逻辑问题；
（8）89C52的状态周期由振荡器2分频后获得，作为芯片工作的基本时间单位。采用12MHz时，89C52的状态周期为（2/12）×10-6=167ns。
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主电路要检测发酵罐上部、中部、底部冷却液的温度，还要检测罐内液位和压力，以及冷却液的管道阀门状态和发酵液的管道阀门位置，作为软件的后续处理数据，以实现实时监视液温、压力及液位。主电路的主要任务是对检测量的采集、A/D转换、单片机对温度量的控制和与上位机的通讯。
4.2.1采样电路
需要的检测量包括3路温度模拟量、2路4～20mA（压力、液位）模拟量和3路阀门开关量。因为所用的传感器不同，下面根据不同的检测量分别进行采样。
传统的啤酒发酵测，温传感器是热电偶或热电阻，配对应变送器，将温度信号转换为0 mA一10mA 标准电流，通过动圈表显示或作为调节器输入。但热电偶测温存在非线性、冷端补偿两个问题，尤其啤酒发酵对温度要求较严，测定误差稍大就会影响发酵质量。鉴于此，用集成温度传感器AD590代替热电偶作为啤酒发酵温度控制系统的测温元件可以克服上述不足。
AD590是用集成工艺制成的双端温度传感器，它可在一55℃～150℃范围内按1 mA／K的恒定比值输出与温度成正比的电流，因而通过测量电流就可得到要测定的温度值。其电流温度曲线如图4-1所示
图4-1 AD590电流-温度曲线
测温原理如图4-2，U1=I1*R2=T*10-6*104=T*10-2V,通过调节RW1，使U2=2.732V。那么电桥的输出就为U=U1-U2=T*10-2-2.732=(T-273.2)*10-2V,因为T 是AD590所测的据对温度，将其减去273.2后，可得到摄氏温度t，即U=t*10-2V,至此，测温电桥就转化为与摄氏温度成正比的电压值
- 12 -
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图4-2，测温电桥原理图
据此原理，设计一接口电路使其输出与摄氏温度成正比的电压值，并且确保精度。集成温度传感器接口中路原理如图4-1所示。
AD590是一个单片集成的两端式热敏电流器件，温度每升高1K电流增加1uA，将AD590的电流通过一个10kΩ的电阻，这个电阻的压降便为100 mV，即转换系数为100mV/ K。要使这个10kΩ的电阻精确，必须用一个12 kO的电阻与一个电位器RPI并联，以便准确调节到10kΩ。
图4-3中，其中运算放大器A1被接成电压跟随器形式，以增加信号的输入阻抗。给A2的同相输入端输入一个恒定的电压（如1．235V），然后将此电压放大到2．632V。这样，当温度为-10℃时，U=V o1-V o2=0。放大电路的两端输出为零。20℃时，输出为3V，以便满足ADC0809 的0~5V的输入电压范围的要求。AD581为基准电压，输出电压为十l0V，保证AD590两端的电压基本稳定。
为使其能与数字系统接门，设计了一个增益可调的差动放大电路。A3, A4为缓冲级，将前后级隔离，而倒相器A6构成的负反馈回路用以改变电路增益。放大器A5将双端输人转变为单端输出，以便与A/D转换器接口，整个放大器增益为0.001*R7。令R7=1K。则每变化1℃，电压变化100mV差动电路输出端C 接A/D采集系统进人计算机进行数据处理，从而对温度进行检测和控制。AD590是温度一电流型传感器，适于长线传输、远距离测温，但它不像电压传输那样会因传输线内阻而引起电压衰减，安装时，将其封装在不锈钢护套内直接插入发酵罐中，采用带屏蔽的双绞线将电流引出与AD590集成温度传感器接口电路相联即可。
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- 14 - 图4-1 温度采样接口电路
4.2.2 I/V 变换电路
标注4~20mA 电流信号送给AD 需进行电压电流变换，经对图4-2的电路分析，可知流过反馈电阻Rf 的电流为(V o-VN)/Rf 与VN/R1＋(VN-Vf)/R5相等，由此，可推出输出电压V o 的表达式：
V o=(1+Rf/R1+Rf/R5)×VN-(R4/R5)×Vf 。由于VN ≈Vp ＝Ii ×R4，上式中的VN 即可用Ii ×R4替换，若R4＝200Ω，R1＝18k Ω，Rf ＝7.14k Ω，R5＝43k Ω，并调整Vf ≈7.53V ，输出电压V o 的表达式可写成如下的形式:
当输入4－20mA 电流信号时，对应输出0－5V 的电压信号。
。
图4－2 I/V 变换电路
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
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
安徽工业大学继续学院《单片机原理》期末课程设计 题目：单片机计时时钟设计与制作 专业：电气工程及其自动化 班级：14 电升 姓名：夏云飞 学号：1410102003035 指导老师：贺容波 成绩： ( 2015.12 )
目录 一、绪论 (1) 1.1单片机简介 (1) 二、硬件系统设计方案 (3) 2.1 时钟电路的设计 (3) 2.2复位电路的设计 (4) 2.3 数码显示电路的设计 (5) 2.4按键电路的设计 (7) 2.5 蜂鸣器电路的设计 (8) 2.6接线图 (9) 三、软件系统设计方案 3.1 模块化设计方案 (10) 3.2 主程序的设计 (11) 3.3 LED动态显示程序的设计 (14) 3.4 计时程序模块的设计 (17) 3.5 键盘程序的设计 (19) 3.6 蜂鸣器程序的设计 (22) 3.7整个程序 (23) 四、总结 总结与致谢 (28) 参考文献 (29) 使用说明 (29)
安徽工业大学继续教育学院《单片机原理》期末课程设计——单片机计时时钟设计与制作 一绪论 1.1单片机简介 1.1.1单片机的产生 计算机的发展经历了从电子管到大规模集成电路等几个发展阶段，随着大规模集成电路技术的发展，使计算机向性能稳定可靠、微型化、廉价方向发展，从而出现了单片微型计算机。 所谓单片微型计算机，是指将组成微型计算机的基本功能部件，如中央处理器CPU、存储器ROM和RAM、输入/输出（I/O）接口电路等集成在一块集成电路芯片上的微型计算机，简称单片机。总体来讲，单片机可以用以下“表达式”来表示：单片机=CPU+ROM+RAM+I/O+功能部件 1.1.2单片机的特点 随着现代科技的发展，单片机的集成度越来越高，CPU的位数也越来越高，已能将所有主要部件都集成在一块芯片上，使其应用模式多、范围广，并具有以下特点： ①体积小，功耗低，价格便宜，重量轻，易于产品化。 ②控制功能强，运行速度快，能针对性地解决从简单到复杂的各类控制问题，满足工业控制要求，并有很强的位处理和接口逻辑操作等多种功能。 ③抗干扰能力强，适用温度范围宽。由于许多功能部件集成在芯片内部，受外界影响小，故可靠性高。 ④虽然单片机内存储器的容量不可能很大，但存储器和I/O接口都易于扩展。 ⑤可以方便的实现多机和分布式控制。 1.1.3单片机的应用 单片机的应用具有面广量大的特点，目前它广泛的应用于国民经济各个领域，对技术改造和产品的更新起着重要作用。主要表现在以下几个方面： ①单片机在智能化仪器、仪表中的应用：由于单片机有计算机的功能，它不仅能完成测量，还既有数据处理、温度控制等功能，易于实现仪器、仪表的数字化和智能化。 ②单片机在实时控制中的应用：单片机可以用于各种不太复杂的实时控制系统中， 第1页
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
单片机类毕业设计题目汇总 1. ?电子时钟的设计 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. ?水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16×16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. ?单片机的数字钟设计 18. ?智能散热器控制器的设计 19. ?单片机打铃系统设计 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. ?红外遥控电源开关 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. ?由AT89C51控制的太阳能热水器 65. ?防盗与恒温系统的设计与制作 66. ?AT89S52单片机实验系统的开发与应用 67. ?基于单片机控制的数字气压计的设计与实现 68. ?智能压力传感器系统设计 69. ?智能定时器 70. ?基于单片机的智能火灾报警系统
mcu001 80386保护模式【论文+91页+4.2万+doc】 mcu002 ARM硬件电路板设计之外围接口电路研究【毕业论文+21页+1.2万+doc】 mcu003 CDMA通信系统中的接入信道部分进行仿真与分析【doc格式+45页+毕业论文1.6万】 mcu004 CDMA通信系统中的接入信道部分进行仿真与分析【论文+45页+1.7万+doc】 mcu005 CDMA系统的研究与MATLAB仿真【论文+41页+1.8万+doc】 mcu006 DS18B20温度采集【doc+毕业论文+45页1.9万】 mcu007 FIRA 5v5机器人足球赛进攻策略研究【毕业论文+45页+1.8万+doc】 mcu008 FIR数字滤波器设计与实现【论文+28页+0.7万+doc】 mcu009 FPGA实现差错控制编码技术【论文+31页+1.3万+doc】 mcu010 FPGA在数字滤波器设计中的应用【论文+9页+0.7万+doc】 mcu011 GPRS远程登陆数据终端设计【论文+55页+1.5万+doc】 mcu012 GPRS远程控制系统设计——信息收集与处理子系统【论文+16页+0.3万+doc】 mcu013 GPRS远程控制系统设——远程控制设计【论文+73页2.6万+doc】 mcu014 GPS汽车定位系统设计【论文+30页+1.35万+doc】 mcu015 GSM无线网络优化【论文+53页+2.6万+doc】 mcu016 I2C总线接口的数据采集系统【毕业论文+27页+0.85万+doc】 mcu017 IIR带通滤波器的VHDL描述及仿真【论文+doc+47页+2.1万字】 mcu018 LED显示屏动态显示和远程监控的实现【论文+11页+0.8万+doc】 mcu019 MCS-51单片机温度控制系统【论文+6页+0.2万+doc】 mcu020 MSN机器人程序的设计与实现【论文+0.8万+36页+doc】 mcu021 PLC在自动售货机中的运用【论文+26页+0.5万+doc】 mcu022 PT100温度巡检【毕业论文+22页+1万+doc】 mcu023 QPSK、QAM的调制通信仿真【毕业论文+43页+2万+doc】 mcu024 SPCE061A的教育机器人硬件平台设计【毕业论文+184页+1.37万+doc】 mcu025 USB接口的多路温湿度采集系统设备端设计【毕业论文+25页+0.9万+doc】 mcu026 USB摄像头驱动开发与研究【论文+28页+1.6万+doc】 mcu027 USB数据采集系统设计【论文+1.4万+46页+doc】 mcu028 Y2O3添加量对低居里点PTC热敏电阻器性能的影响【论文28页+1.7万+doc】 mcu029 π4-DQPSK信号的FPGA实现【论文+54页+2.5万+doc】 mcu030 板厚为6mm的0Cr18Ni9钢板采用焊条电弧焊的焊接工艺评定（拉伸）关于焊接的毕业论文【论文+1.3万+24页+doc】 mcu031 步进电机控制器设计与实现【毕业论文+30页+0.9万+doc】 mcu032 板卡式语音平台开发【论文+55页+2.3万+doc】 mcu033 采矿工程本科毕业论文【论文+6.3万+140页+doc】 mcu034 采用适用的跟踪来区分和监控站点活动【毕业论文+13页+0.8万+doc】 mcu035 仓库温湿度的监测系统【毕业论文+31页+1.4万+doc】 mcu036 常用电子元器件SQL查询系统设计【论文+33页+1.2万+doc】 mcu037 超声波明渠流量计【论文+84页+3.4万+doc】 mcu038 超声波明渠流量计的研究【论文+71页+2.1万+doc】 mcu039 车库电脑收费管理系统【论文+60页+2.3万+doc】 mcu040 传感器控制温度【毕业论文+33页+1.4万+doc】【论文+91页+4万+doc】 mcu041 串口通信与控制系统【毕业论文+38页+1.5万+doc】 mcu042 磁性物含量计设计【论文+95页+4.2万+doc】
毕业设计（专科）设计题目单片机电子时钟 学院贵州师范大学职业技术学院 系部机电系 专业电气自动化技术专业 班级 2011电气 姓名刘超 指导教师高飞 2014年 5 月
摘要 单片机即单片微型计算机。（Single-Chip Microcomputer ）,是集 CPU ,RAM ,ROM ,定时，计数和多种接口于一体的微控制器。他体积小，成本低，功能强，广泛应用于工业自动化上和智能产品。时钟，自从它被发明的那天起，就成为了人类的好朋友，但随着时间的推移，科学技术的不断发展，时钟的应用越来越广范，人们对时间计量的精度要求也越来越高。怎样让时钟更好的为人民服务，怎样让我们的老朋友再次焕发青春呢？这就要求我们不断设计出新型的时钟，来不断满足人们的日常生活需要。然而市场上的时钟便宜的比较笨重，简单实用的又比较昂贵。那么，有没有一款既简单实用价格又便宜的时钟呢? 我们课程设计小组设想：可不可以利用单片机功能集成化高，价格又便宜的特点设计一款结构既简单，价格又便宜的单片机电子时钟呢？ 基于这种情况,我们课程设计小组成员多方查阅资料，反复论证设计出了这款既简单实用，又价格便宜的——单片机电子时钟。 关键词：单片机；时钟；计时 前言 电气自动化是高等院校开设的一门工科专业。 培养德、智、体全面发展，具有良好的科学素养和创新精神，培养能够从事与电气工程有关的系统运行、自动控制、电力电子技术、信息处理、试验分析、研制开发以及电子与计算机应用等领域工作的宽口径复合型高级工程技术人才。
本专业主要学习电子技术、电工技术、信息控制、电气测量、计算机技术等方面较宽广的工程技术基础和专业知识。本专业主要特点是强电弱电结合、电工技术与电子技术相结合、软件与硬件结合、元件与系统结合，学生受到电工电子、信息控制及计算机技术方面的基本训练，具有解决电气工程与自动化领域技术问题的基本能力。 该专业是强电和弱电、计算机技术与电气控制技术交叉渗透的综合型专业学科。电气工程及其自动化专业培养出的毕业生，以理论基础扎实、专业知识面宽广、实践动手能力强、适应性强在国内有较好的声誉 主干课程电路原理、电子技术基础、计算机技术（语言、软件基础、硬件基础、单片机）、信号与系统、电磁场理论与应用、自动控制原理、电机学、电力电子技术、电气测量、电力拖动与控制等。 就业方向适合到国民经济各部门从事与电气工程有关的系统运行、自动控制、电力电子技术、信息处理、试验分析、研制开发等方面的工作，也能在科研院所、高等学校从事电气信息与自动化技术相关的研究开发、技术引进与改造及教学工作。 目录 目录 (1) 绪论 (2) 一MCS-51单片机的结构 （一）控制器 (3) （二）存储器的结构 (4) 1程序存储器 (4) 2内部数据存器 (4) 3特殊功能寄存器 (5) （三）并行I/O口 (5) （四）时钟电路与时序 (5) （五）单片机的应用领域 (5)
基于单片机的电子时钟设计 摘要 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。 现代生活的人们越来越重视起了时间观念，可以说是时间和金钱划上了等号。对于那些对时间把握非常严格和准确的人或事来说，时间的不准确会带来非常大的麻烦，所以以数码管为显示器的时钟比指针式的时钟表现出了很大的优势。数码管显示的时间简单明了而且读数快、时间准确显示到秒。而机械式的依赖于晶体震荡器，可能会导致误差。 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。数字钟的精度、稳定度远远超过老式机械钟。在这次设计中，我们采用LED数码管显示时、分、秒，以24 小时计时方式，根据数码管动态显示原理来进行显示，用12MHz的晶振产生振荡脉冲，定 时器计数。在此次设计中，电路具有显示时间的其本功能，还可以实现对时间的调整。数字钟是其小巧，价格低廉，走时精度高，使用方便，功能多，便于集成化而受广大消费的喜爱，因此得到了广泛的使用。 关键字：数字电子钟单片机 数字电子钟的背景 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
摘要 近年来随着计算机在社会领域的渗透, 单片机的应用正在不断地走向深入。在实时检测和自动控制的单片机应用系统中，单片机往往是作为一个核心部件来使用。本论文详细的阐述了功率测量系统的设计思路和具体设计步骤。依据单片机的接口技术的原理，以测量功率为主要设计意图。以单片机为核心，着重的介绍了51单片机在系统中的重要地位，以及其外围硬件电路的芯片结构特点、功能和管脚知识。集测量、显示等功能于一体，设计完整、结构清晰、操作简单。在本设计中，是采用对电路中电压和电流分别进行采样，再经模数转换器ADC0809，将模拟量变为对应的数字量，利用6合一的数码管显示电压和功率。本文详细论述了硬件电路的组成。利用单片机完成整个测量电路的测试控制、数据处理和显示输出。 关键词单片机模数转换功率表采样 正文 1 引言 近年来，随着电子技术、计算机技术和半导体技术的飞度发展，给电力系统测量也带来了巨大的革命。提高电能测量技术-改机械式功率表为智能型数字功率表已成为时代的要求。电力测量系统的智能型数字表通常是以单片机为核心，配置一定的外围电路和软件，能够实现多种功能。在软件和硬件的设计中，系统的抗干扰性和系统的实时性与准确度成了解决数字表的关键所在。单片机具有成本低、可靠性高、应用灵活的特点。由各具体行业的业内人士使用单片机来开发或改造一般仪表是一条可行的道路。在电工与电子技术应用中,经常要测量功率。它是利用通有电流的可动线圈在另一个通电线圈形成的磁场中产生转动力矩而工作的仪表,其显着缺点是结构复杂、过载能力较差，本身消耗功率较大,且易受外磁场的影响，同时这样的功率表一般都是多量程的，在测量过程中需有电压表和电流表配合选定电压和电流量程，在选择不同的电压和电流量程时，刻度盘上每一分格代表不同的瓦特数，读得格数需要进行换算才能得出所要测量的功率,致使测量很不方便。另外在功率测量中，经常遇到被测电路的功率因数很低的情况,这时必须采用专门的低功率因数功率表。基于功率表是电工仪表中最常用的一种仪表，目前常用的是指针式电动系功率表。而为了更为精确的显示测量结果，数字功率表的设计成为了必
以下文档格式全部为word格式，下载后您可以任意修改编辑。 超声波倒车雷达 摘要 随着我国经济飞速发展，越来越多的人拥有了自己的汽车，同时由泊车和倒车所引发的事故也越来越多。这些事故常常给驾驶员带来许多的麻烦，因此，有助于驾驶员泊车和倒车的倒车雷达应运而生。 倒车雷达全称叫“倒车防撞雷达”，也叫“泊车辅助装置”，是汽车泊车安全辅助装置，能以声音或者更为直观的显示告知驾驶员周围障碍物的情况，解除了驾驶员泊车和启动车俩时前后左右探视所引起的困扰，并帮助驾驶员扫除视野的死角和视线模糊的缺陷。本文介绍了以AT89S52单片机为核心的一种低成本、高精度、微型化，并有数字显示和声光报警功能的倒车雷达系统，该倒车雷达根据超声波测距原理研制，采用温度补偿技术、开机自检技术和优化的软硬件技术，将测得的结果送至数码管显示，同时进行三级声光报警。驾驶员只需坐在驾驶室就能做到心里有数，极大的提高了泊车和倒车时的安全和效率。 关键词：倒车雷达、超声波、单片机AT89S52 目录 引言 (5) 第一章倒车雷达工作原理 1.1 单片机的发展及其应用----8 1.2 超声波测距--9 1.3超声波测距原理1
1.4超声波倒车雷达系统工作原理2 1.5超声波倒车雷达的芯片选择-13 1.6 超声波倒车雷达的工作原理15 第二章系统硬件设计与相应的软件设计 2.1倒车语音及报警电路及控制程序 2.2 超声波发射电路与接收电路及其距离测算程序 2.3超声波检测接受电路 2.4 超声波测距仪的算法设计--19 2.5距离计算程序-19 2.6倒车语音电路和报警电路及其控制程序 2.6.1倒车语音电路 2.6.2倒车语音及报警控制程序29 第三章主程序 3.1主程序 3.2超声波发生子程序和超声波接收中断程序33 第四章安装调试及分析 4.1 硬件部分----38 4.2 软件实现与操作 第五章测距仪改进的设想 第六章心得体会与总结 第七章英语翻译及参考文献----44
电气专业的一些毕业设计题目 电子类： 1、红外遥控照明灯(电路+程序+论文) 2、基于单片机的多功能智能小车设计论文(电路+程序+论文) 3、基于数字信号处理器(DSP)的异步电机直接转矩控制研究（硕士）（论文＋上位机下位机软件＋程序） 4、简单温度控制系统（仅论文） 5、漏电保护器(电路+程序+论文) 6、模糊神经网络控制（硕士）（仅PDF论文） 7、气体泄漏超声检测系统的设计(电路+程序+论文) 8、数字气压计(电路+程序+论文) 9、数字逻辑电子仿真器设计(程序+论文) 10、数字万用表(电路+程序+论文) 11、环境量温度适度采集(电路+程序+论文) 12、真有效值的测量仪(程序+论文) 13、正弦信号发生器(以SPCE061A单片机为核心)(电路+程序+论文) 14、直接数字频率合成器(电路+程序+论文) 15、智能交通信号控制系统（仅PDF论文） 16、自动化专业的运动控制论文（仅论文） 17、作息时间控制器(电路+程序+论文) 18、基于ARM的控制平台（仅PDF论文） 19、DS1820 单总线数字温度计(JPG格式电路+程序+论文) 20、DSP数据采集处理（硕士） 21、Mpeg4-AAC音频解码器的实时软件实现 22、MPEG-4 编码算法的研究及基于DM642 的优化实现（仅PDF论文） 23、USB接口设计（仅PDF论文） 24、基于USB总线的高速数据采集系统设计(JPG格式电路+程序+论文) 25、电动车翘翘板行走控制 26、车载数字音频接口设计 27、大功率电力电子装置在线诊断（NH） 28、带作息时间表的打铃系统(JPG格式电路+程序+论文) 29、单路电话计费器(程序+论文) 30、基于单片机的数字电压表 31、单片机作息时间控制器设计 32、多路点滴速度控制与显示装置设计 33、分布式电力故障录波系统设计 34、红外控制六足爬虫机器人设计 35、基于Intel 8051单片机的电话计费器的设计及其工作原理 36、基于485串行通信总线的电子抢答器系统 37、基于DSP的全数字电气传动控制板的研制（NH） 38、基于DSP的小型移动机器人控制系统（KDH） 39、基于DSP技术的运动控制卡的研制和开发（KDH）
普 通 本 科 毕 业 论 文 题目：《静夜思》——LED台灯设计 学院艺术学院 学生姓名XXXXXX 学号XXXXXXX 专业工业设计届别20XX届 指导教师 XXXXXXX 职称讲师 二O一X 年X 月
普通本科生毕业论文（设计）诚信承诺书
摘要 灯具发明到现在，已经不是单一的产品了，它到现在已经发展成各种各样的产品，这样在每家每户的家里都需要应用到的。那么每家每户需要的台灯也需要发展与进步，人们它的要求越来越多，比如：多功能，节能，方便生活等。正是在这种情况下，多功能LED台灯应运而生。 该台灯可以做普通的台灯使用，可以伸缩做成落地灯使用，也可以取下来做手电筒使用。它可以为自己储电。对光源的选取，我采用的是五分之三圆环型的LED作为光源。。LED灯能耗低、无辐射、寿命高（可达10万小时），现在能源非常紧缺、环保要求高，用LED灯代替普遍使用的白炽灯或荧光灯，环保无污染。 【关键词】灯具多功能节能方便生活LED台灯
Abstract Lamps invention to the present, has not a single product, it has now been developed into a wide range of products, so need to be applied to every household home. Then every household lamp also need to develop and progress, more and more people it, such as: multi-functional, energy-saving, convenient life. It is in this case, the multi -function LED lamp came into being. The lamp can do ordinary lamp, retractable made loor lamp can be removed to do the flashlight. It can be for their own electricity storage. I used on the selection of the light source, the three-fifths of the ring-type LED as the light source. . LED light, low energy consumption, no radiation, high life (up to 100,000 hours), energy shortage, environmental requirements, commonly used with LED lights instead of incandescent or fluorescent light, environmental pollution. 【Key words】Lamps;Multi-function;Energy-saving;The convenience of living;LED Desk Lamp
单片机毕业设计题目，电子毕业设计题目 1. 单片机接入Internet技术在智能小区中的应用与研究 2. 基于PIC单片机的高压智能同步开关控制系统设计 3. 基于单片机的刚性转子现场动平衡测试系统的研制 4. 基于单片机的现场多道核能谱数据采集系统研究 5. 单片机模糊控制晶闸管直流调压系统的研究 6. 单片机嵌入式TCP/IP协议的研究与实现 7. 基于单片机的几何参数主动量仪和通用测控仪的研制 8. 基于C8051单片机的足球机器人小车控制系统设计 9. 使用FPGA模拟实现8051单片机及其外设的功能 10. 用于TDMoIP实现的E〈,1〉功能卡单片机控制研究 11. 基于MSP430单片机的数字式压力表的设计与实现 12. 基于CAN总线的单片机流量控制系统的研究 13. 单片机和嵌入式系统开发平台化的研究 14. 基于单片机语音识别系统设计 15. 基于80C196KC单片机的舞蹈机器人控制系统 16. 基于单片机的工业缝纫机控制系统研制 17. 基于单片机的智能稳压电源 18. PIC单片机中国市场拓展战略 19. 基于FPGA与单片机的高精度电子经纬仪光电信号处理系统 研制 20. 基于网络单片机的嵌入式远程监控系统研究 21. 基于“单片机+CPLD/FPGA体系结构”的程控交换机系统集成 化设计 22. 智能温室环境控制系统的设计与试验研究——单片机信号采 集及其通信控制系统研究部分 23. 弧焊逆变电源单片机控制系统的稳定性研究 24. 单片机系统仿真—对用户的软、硬件系统运行过程仿真 25. 单片机系统仿真—生成用户硬件电路和汇编语言程序的故障 诊断 26. 单片机嵌入TCP/IP的研究与实现 27. 雷达模拟器中的单片机应用 28. 基于单片机的沥青摊铺机自动调平控制器的研究 29. 单片机控制逆变埋弧焊机系统设计 30. 基于sx52单片机的web服务器的设计与实现 31. 基于VHDL语言的单片机设计 32. 单片机实现的仿人智能PID控制器 33. 基于单片机的船舶柴油机冷却水温度控制系统 34. 基于单片机的活性炭测氡仪的研制 35. 单片机静脉麻醉靶控输注系统的研制与应用 36. 基于PC+单片机的环境风洞风速控制系统的研究 37. 基于CPLD和单片机的爆轰波数据采集系统设计 38. 基于单片机和DSP的卷绕控制器数据采集和通讯设计
有关单片机方向毕业设计题目 DPJ001基于AT89C51单片机倒车防撞报警系统设计 DPJ002MCS-51单片机温度控制系统 DPJ003基于单片机的温度控制系统 DPJ004PLC在变电站变压器自动化中的实现 DPJ005PLC电路在备用自动投入中 DPJ006PC机与单片机串口通信 DPJ007自动加料机控制系统 DPJ008智能型充电器的电源和显示的设计 DPJ009智能充电程序 DPJ010直流斩波器 DPJ011镇流器生产自动检测系统开发 DPJ012用单片机控制直流电机 DPJ013OFDM通信系统基带数据 DPJ014仓库温湿度的监测系统 DPJ015CDMA通信系统中的接入信道部分进行仿真与分析 DPJ016单片机程序控制语音播放 DPJ017单片机串行通信发射部分设计 DPJ018单片机串行通信发射机 DPJ019单片机的多功能智能小车
DPJ020单片机的数字钟设计 DPJ021单片机控制步进电机 DPJ022单片机实现温度远程显示 DPJ023单片机作息时间控制 DPJ024电动智能小车 DPJ025电信运营商收入保障系统 DPJ026点阵电子显示屏 DPJ027电子时钟 DPJ028火灾自动报警系统设计 DPJ029基于EDA和单片机技术的逻辑分析仪设计课件DPJ030基于GSM短信模块的家庭防盗报警系统DPJ031基于GSM模块的车载防盗系统设计 DPJ032基于单片机的电器遥控器设计 DPJ033基于单片机的数码录音与播放系统 DPJ034基于单片机控制的霓虹灯控制器 DPJ035基于网络的虚拟仪器测试系统 DPJ036气体泄漏超声检测系统的设计 DPJ037全遥控数字音量控制的D类功率放大器 DPJ038数控直流稳压电源 DPJ039数字密码锁设计 DPJ040数字抢答器 DPJ041水箱单片机控制系统
第一章绪论 1.1MCS-51发展状况 单片机于1976年由Intel公司推出MCS-48开始，迄今已有二十多年了。由于单片机集成度高、功能强、可靠性高、体积小、功耗低、使用方便、价格低廉等一系列优点，目前已经渗入到人们工作的方方面面，几乎“无所不在，无所不为”单片机的应用领域已从面向工业控制、通讯、交通、智能仪表等迅速发展到家用消费品、办公自动化、汽车电子、PC机外围以及网络通讯等广大领域。 单片机有两种基本结构形式：一种是在通用微型计算机中广泛采用的，将程序存储器和数据存储器合用一个存储器空间的结构，成为普林斯顿结构。另一种是将程序存储器和数据存储器截然分开，分别寻址的结构，一般需要较大的程序存储器，目前采用程序存储器和数据存储器截然分开的结构为多。 本文讨论的单片机多功能定时器的核心是目前应用极为广泛的51系列单片机，配置了外围设备，构成了一个可编程的计时定时系统，具有体积小，可靠性高，功能强等特点。不仅满足所需要求而且还有很多的功能可供开发，有着广泛的应用领域 MCS-51系列单片机是美国Inter公司在1980年推出的高新能8位单片机，它包含51和52 两个子系列。 对于51子系列，主要有8031、8051、8751三种机型，它们的指令系统和芯片引脚完全兼容，仅片程序存储器有所不同，8031芯片不带ROM，8051芯片带4KB的ROM，8751芯片带4KB的EPROM。 对于52子系列，有8032、8052、8752 三种机型。52子系列与51子系列大
部分相同，不同之处在于：52子系列的片数据存储器曾至256B;8032芯片不带ROM,8052带8KB的ROM,8752芯片带8KB的EPROM；有3个16位定时器/计数器，6个中断源。 1.2 研究的主要容 目前市面上的数字时钟种类繁多，有可爱型的，有带计算型的，有数码管显示的，有液晶显示的等等。 （1）本设计为巩固所学知识，对单片机的功用和软件编程进行更深入的学习。（2）修改时间功能： a 要求键入“A”键，停止计时（显示时间不变）。 b 然后依次从键盘上输入小时十位、小时个位、分十位、分个位、秒十位、 秒个位（键入数字时显示器上要同步显示出修改的时间值），秒个位 一旦键入完毕则立即恢复计时。 （3）设定闹钟功能：要求按“B”键一次，显示以前设定的闹钟时间，如果再按“B”键一次则跳过闹钟时间的设定，恢复计时显示。当闹钟时间到了，就响起闹铃。 （4）绘制电路原理图。 （5）绘制主要程序流程图。 1.3时钟工作原理 设计中的电子时钟的定时计数是利用了单片机部的定时/计数器，通过对定时/计数器工作方式寄存器和控制寄存器的选取，对定时/计数器的初始值进