本科生毕业设计
题目：基于单片机的电热水器设计
I
目录
第一章绪论 (1)
1.1 论文背景与意义 (1)
1.2 研究现状和趋势 (1)
1.3 论文研究内容和重点 (2)
1.4 论文组织结构 (2)
第二章总体设计 (3)
2.1 总体设计方案 (3)
2.2 方案论证 (4)
2.3 主要元器件的介绍 (4)
2.3.1 微控制器模块 (4)
2.3.2 数字温度传感器DS18B20介绍 (5)
2.3.3 LED数码管显示 (8)
2.3.4 固态继电器 (11)
第三章硬件系统设计 (12)
3.1电源电路 (12)
3.2复位电路和复位状态 (13)
3.3 键盘接口电路 (15)
3.4温度检测电路 (16)
3.5 温度显示电路 (16)
3.6 自动报警电路 (17)
第四章软件系统设计 (18)
4.1主程序流程框图 (18)
4.2读温度子程序流程图 (19)
4.3显示子程序流程图 (20)
4.4自动报警子程序流程图 (21)
第五章调试 (22)
5.1模块调试 (22)
5.1.1温度检测模块及显示模块的调试 (22)
5.1.2报警模块调试 (22)
5.1.3加热模块调试 (23)
5.2调试过程中发现的问题及解决的方案 (24)
结论 (25)
致谢 (26)
参考文献 (27)
附件一：原理图 (28)
附件二：程序 (29)
III
基于单片机的电热水器设计
摘要:这次的设计采用ATEML公司生产的AT89C52单片机为核心来设计智能电热水器。本设计利用单片机、温度传感器、自动报警等来完成本设计。设计分成两个部分，在硬件设计方面，主要对单片机最小系统及其扩展、电源电路、按键及接口电路、LED 显示电路、水温检测电路、加热电路等进行了详细介绍。还详细介绍了设计中应用到的主要芯片的性能和特点，包括AT89C52、DS18B20等。在软件设计方面，采用C语言编程，是由于其易于为单片机所识别，执行速度快。该智能电热水器设计完善，实现方案简单易行。采用软件设计来控制，可以实现检测水温及自动报警、加热，并且提高了整机的可靠性及准确性、安全性。
关键词：单片机; 电热水器;
Design of electric water heater based on MC
ABSTRACT：This design as the core to design intelligent electric water heater using ATEML's AT89C52 microcontroller. The design of single-chip microcomputer to control the possibility of realizing intelligent electric water heater is analyzed, the automatic alarm to complete the design, using the temperature sensor. The two part of the design is divided into, in the aspect of hardware design, mainly has carried on the detailed introduction to the smallest single-chip system and its extension, power supply circuit, interface circuit, keyboard and LED display circuit, temperature detection circuit, heating circuit. Also introduced the properties and characteristics of the main chip to design applications, including AT89C52, DS18B20 etc.. In software design, using C programming, is due to its easy identification of the MCU, speed of execution. The intelligent and perfect water heater design, scheme is simple and easy to realize. The software designed to control, can realize the intelligent temperature detecting and automatic alarm, heating, and improves the reliability and accuracy of the machine.
Keywords:single-chip microcomputer; Electric water heater; intelligence;
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第一章绪论
1.1 论文背景与意义
我国是热水器生产大国，由于消费水平的提高和人们对生活品质要求的提高，热水器已由一个高档的奢侈品成为一种必备的家庭用具，受到越来越多人的青睐。然而热水器的种类很多，按能源分类热水器可分为电热水器、太阳能热水器和燃气热水器。太阳能热水器就是以太阳能作为能源进行加热的热水器，它节能环保，但是安装复杂，并且受到安装场所的制约，只有有些家庭可以安装，而北方由于天气原因，使用此热水器的就更少了；燃气热水器小巧，品种多，而且污染小，是目前最为常用的热水器产品之一，但如果家里之前没有安装过，重新安装比较麻烦，需要进行燃气和水的管道改造；电热水器安装简单，不受气候、场所的限制，以其方便，安全无污染，保温时间长等优势受到越来越多人的认可。电热水器看似简单，实际却是很难做好的一种家用电器，它的各个部分的设计如控制系统、水路、内胆制造、外壳、防烫伤装置等，都制约着电热水器的性能和发展。根据最新统计，目前热水器（包括燃气、电、太阳能等）在中国城镇家庭中的普及率已达到75%，成为继彩电、洗衣机、冰箱、空调之后的第五大家用电器。在产销量大幅增长的同时，整个热水器行业的技术含量也在同步提升。而电热水器已经成为今后热水器市场的发展方向。因为气价涨了，而电价却降了；电热水器使用安全、卫生、又无污染。今后几年我国电热水器市场将呈现强劲增长势头，其产品质量、技术水平、服务规范将不断提升，价格也会下降。我国过去的热水器市场一直以燃气热水器为主，近年来电热水器逐渐占据了部分市场成为主导，并且代表了未来的发展趋势。
1.2 研究现状和趋势
电热水器分为即热式和储水式两种，就是用电加热水的一种装置。即热式电热水器，也叫快热式电热水器，指近几年一些生产厂家自行研制的专利产品或国外进口的技术含量较高的一些产品。不但具有能够即开即热，省时省电，节能环保等诸多优点，更是因其具有比普通电热水器更为可观的经济效益，越来越受到广大家电生产厂家和经销商的青睐。
在热水器的发展过程中，安全技术成为带动整个行业向上提升的决定性力量。除了
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对耐用性的要求不断追求，智能是今后技术发展的一个总体趋势，智能化技术的运用有两个好处。一是更加方便，二是更加节能，按照用户的使用习惯提前预先加热，让使用者随心所欲享用热水，而在非用水时间则启动中温保温方程式，根据设定温度计算出最节能的保温温度，减少热水器内外温差，因而尽可能减少保温加热次数，真正做到更加省电。
1.3 论文研究内容和重点
硬件电路的设计主要包含温度测量、温度显示、复位、微控制器四个模块。这是整个设计中最最关键的部分，只有在硬件的平台上，电热水器才能实现预期的功能。
温度测量主要是通过温度传感器获取水的温度，当正常工作时温度传感器将一直检测水的实时温度，当温度达到预设的温度时，蜂鸣器发出警报。温度显示主要单片机通过接收温度传感器的信息来控制数码管的显示。复位系统主要是对单片机的一个复位更新的作用。
而整个硬件部分的主核心就是微控制器（也就是AT89C52），对整个电路系统的一个控制与信息的转换。使得电热水器能够更加智能，方便。
1.4 论文组织结构
全文共分五章，具体安排如下。
第一章绪论。介绍了电热水器的研究背景，研究意义和研究现状，最后介绍了本文的主要研究内容。
第二章总体方案。系统硬件概述，系统原理图设计并介绍单片机的接口应用。
第三章系统硬件。介绍温度测量、温度显示、水位监测、按键电路、加热电路、电源电路主要的五个部分。
第四章系统软件。分析了温度监测流程，温度显示流程、温度设定及按键流程。
第五章调试。对硬件以及软件结合后的一个总体的调试过程分析。
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第二章 总体设计
2.1 总体设计方案
电热水器控制系统的整体设计方案主要包括硬件设计方案和软件设计方案。硬件是
指以AT89C52作为整个控制系统的核心，再外接温度信号采集电路、实时时钟电路、热水器加热控制开关、LED 显示电路、键盘、复位与看门狗电路组成。根据本设计所需要的电热水器功能的需求，在节约开发成本、增加系统安全及可靠性、减小体积等原则下进行电热水器控制系统的硬件设计。其系统硬件框图如图2.1所示。
图2.1 系统硬件框图 系统主要采用52单片机AT89C52作为整个控制系统的主控模块，利用AT89C52的
引脚连接其他的外部电路。对于温度的测量根据其环境的特殊性，温度信号的采集主要由DS18B20直接对温度进行检测并把信息反馈到单片机进行显示控制；键盘主要是用来设定开机时间、设定热水温度、定时加热时间、校准时钟，因此需设定四个按键；而为了调高系统的性能，系统采用了看门狗复位电路；对于温度及实时时钟的显示选择以LED 数码管作为LED 显示电路。
微控制模块
AT89C52 电 源 晶振电路
水温采集装置 复位电路 LED 显示电路
键 盘 设定功能电路 加 热
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2.2 方案论证
对于电热水器来说，硬件系统是它的最基本的框架，是系统的所有功能的基础。硬件的选择和所选硬件的性能对系统的功能实现以及系统的精度都有直接的影响，系统的设计成功与否很大程度上取决于硬件系统的设汁与制作。而温度时整个热水器的一个核心，所以温度的采集至关重要，将影响温度的显示及自动报警灯模块，以下是就温度采集硬件部分的方案的比较。
方案一：
采用热电式传感器对温度进行采集；热电式传感器是将温度变化转化为电量变化的装置，它利用敏感元件的电磁参数随温度变化而变化的特性来达到测量目的。通常把被测温度的变化转换为敏感元件的电阻变化、电势的变化，再经过相应的测量电路输出电压或电流，然后由这些参数的变化来检测对象的温度变化。热敏电阻具有灵敏度高、体积小、较稳定、制作简单、寿命长、易于维护、动态特性好等优点。但有变化率非线性，不适合测量高温区等缺点。
方案二：
采用DS18B20进行温度的采集；DS18B20，直接将温度转换为数字信号传送给单片机。电路简单，采集数据精确，温度采集范围在－55℃～＋125℃，适合我们设计所需。2.3 主要元器件的介绍
本毕业设计主要用的的元器件包含微控制模块（AT89C52）、数字温度传感器(DS18B20)、LED数码管显示、固态继电器等，以下是对主要元器件的一个介绍：
2.3.1 微控制器模块
本系统主要是使用AT89C52现有的引脚连接外部的其它硬件电路，而由于对实时性和微控制器的处理速度要求不高，因此选择了具有低电压、高性能的AT89C52单片机。它是一个CMOS工艺的8位单片机，片内含有8KB的掩膜ROM和256个随机存取存储器（RAM）单元，8位的通用中央处理器（CPU）和闪速存储单元，并且与52系列的其它产品有很好的引脚兼容，因此是一种性价比较高的单片机。 AT89C52主要性能说明如下：32个I/O口线；片内有8KB闪速存储器，256B内部随机存取存储器RAM；3个16位定
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时/计数器，用于实现定时或计数功能；中断系统为一个6向量两级中断结构；一个可编程全双工串行通信口；片内振荡器及时钟电路，全静态工作方式。具有全静态工作方式表明它不一定要求连续的时钟定时，在等待内部事件期间，时钟频率可降至0Hz的静态逻辑操作[1]。 AT89C52的功能引脚说明：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；P1、P2、P3是一个带内部上拉电阻的8位双向I/O口，其输出缓冲级可驱动（吸收或输出电流）4个TTL逻辑门电路，而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；RST是复位输入；ALE/PROG是一个复用引脚，ALE是地址锁存允许，PROG是输入编程脉冲；PSEN是外部程序存储器的读选通信号；EA/VPP是外部访问允许；XTAL1是振荡器反相放大器的及内部时钟发生器的输入端；XTAL1是振荡器反相放大器的输出端。
2.3.2 数字温度传感器DS18B20介绍
DS18B20的主要特性：
1、适应电压范围更宽，电压范围：3.0～5.5V，在寄生电源方式下可由数据线供电。
2、独特的单线接口方式，DS18B20在与微处理器连接时仅需要一条口线即可实现微处理器与DS18B20的双向通讯。
3、DS18B20由多个DS18B20可以并联在唯一的三线上，实现组网多点测温。
4、DS18B20在使用中不需要任何外围元件，全部传感元件及转换电路集成在形如一只三极管的集成电路内。
5、温范围－55℃～＋125℃，在-10～+85℃时精度为±0.5℃。
6、可编程的分辨率为9～12位，对应的可分辨温度分别为0.5℃、0.25℃、0.125℃和0.0625℃，可实现高精度测温。
7、在9位分辨率时最多在 93.75ms内把温度转换为数字，12位分辨率时最多在750ms内把温度值转换为数字，速度更快。
8、测量结果直接输出数字温度信号，以”一线总线”串行传送给CPU，同时可传送CRC校验码，具有极强的抗干扰纠错能力。
9、负压特性：电源极性接反时，芯片不会因发热而烧毁，但不能正常工作。
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DS18B20工作原理 ：
DS18B20的读写时序和测温原理与DS1820相同，只是得到的温度值的位数因分辨率不同而不同，且温度转换时的延时时间由2s 减为750ms 。如图2.2，图中低温度系数晶振的振荡频率受温度影响很小，用于产生固定频率的脉冲信号送给计数器1。高温度系数晶振 随温度变化其振荡率明显改变，所产生的信号作为计数器2的脉冲输入。计数器1和温度寄存器被预置在－55℃所对应的一个基数值。计数器1对 低温度系数晶振产生的脉冲信号进行减法计数，当计数器1的预置值减到0时，温度寄存器的值将加1，计数器1的预置将重新被装入，计数器1重 新开始对低温度系数晶振产生的脉冲信号进行计数，如此循环直到计数器2计数到0时，停止温度寄存器值的累加，此时温度寄存器中的数值即 为所测温度。斜率累加器用于补偿和修正测温过程中的非线性，其输出用于修正计数器1的预置值。
增加
停止
图2.2 DS18B20测温原理框图
DS18B20的应用电路 ：
D S18B20测温系统具有测温系统简单、测温精度高、连接方便、占用口线少等优点。下面就是DS18B20几个不同应用方式下的 测温电路图：
DS18B20寄生电源供电方式电路图 如下面所示，在寄生电源供电方式下，DS18B20从单线信号线上汲取能量：在信号线DQ 处于高电平期间把能量储存在内部 电容里，在信号线处于低电平期间消耗电容上的电能工作，直到高电平到来再给寄生电源（电容）
预 置 低温度系数振荡器 高温度系数振荡
器 计数器1 计数器1=0 计数器
2 计数器2=0
温度寄存器 累加器
比较器
湖南人文科技学院毕业设计充电。
独特的寄生电源方式有三个好处：（1）进行远距离测温时，无需本地电源；（2）可以在没有常规电源的条件下读取ROM ；（3）电路更加简洁，仅用一根I/O口实现测温。
1、要想使DS18B20进行精确的温度转换，I/O线必须保证在温度转换期间提供足够的能量，由于每个DS18B20在温度转换期间工作电流达到1mA，当几个温度传感器挂在同一根I/O线上进行多点测温时，只靠4.7K上拉电阻就无法提供足够的能量，会造成无法转换温度或温度误差极大。
因此，图2.3电路只适应于单一温度传感器测温情况下使用，不适宜采用电池供电系统中。并且工作电源VCC必须保证在5V，当电源电压下降时，寄生电源能够汲取的能量也降低，会使温度误差变大。
图2.3 寄生电源供电方式
2、DS18B20寄生电源强上拉供电方式电路图改进的寄生电源供电方式如下面图5所示，为了使DS18B20在动态转换周期中获得足够的电流供应，当进行温度转换或拷贝到E2存储器操作时，用MOSFET把I/O线直接拉到VCC就可提供足够的电流，在发出任何涉及到拷贝到E2存储器或启动温度转换的指令后，必须在最多10μS内把I/O 线转换到强上拉状态。在强上拉方式下可以解决电流供应不走的问题，因此也适合于多点测温应用，缺点就是要多占用一根I/O口线进行强上拉切换。
3、DS18B20的外部电源供电方式在外部电源供电方式下，工作电源由VDD引脚接入，此时I/O线不需要强上拉，不存在电源电流不足的问题，可以保证转换精度，同时在总线上理论可以挂接任意多个DS18B20传感器，组成多点测温系统。注意：在外部供电的方式下，DS18B20的GND引脚不能悬空，否则不能转换温度，读取的温度总是85℃。
外部电源供电方式是DS18B20最佳的工作方式，工作稳定可靠，抗干扰能力强，
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而且电路也比较简单，可以开发出稳定可靠的多点温度监控系统。站长推荐大家在开发中使用外部电源供电方式，毕竟比寄生电源方式只多接一根VCC引线。在外接电源方式下，可以充分发挥DS18B20宽电源电压范围的优点，即使电源电压VCC降到3V 时，依然能够保证温度量精度。
2.3.3 LED数码管显示
在单片机应用系统中，如果需要显示的内容只有数码和某些字母，使用LED数码管是一种较好的选择。LED数码管显示清晰、成本低廉、配置灵活，与单片机接口简单易行。
LED数码管是由发光二极管作为显示字段的数码型显示器件。图2.4为0.5inLED 数码管的外形和引脚图，其中七只发光二极管分别对应a~g笔段构成“”字形另一只发光二极管Dp作为小数点。因此这种LED显示器称为七段数码管或八段数码管。
图2.4 LED数码管
LED数码管按电路中的连接方式可以分为共阴型和共阳型两大类，如图2.4示b、c 所示。共阳型是将各段发光二极管的正极连在一起，作为公共端COM，公共端COM接高电平，a~g、Dp各笔段通过限流电阻接控制端。某笔段控制端低电平时，该笔段发光，高电平时不发光。控制这几段笔段发光，就能显示出某个数码或字符。共阴型是将各数码发光二极管的负极连在一起，作为公共端COM接地，某笔段通过限流电阻接高电平时发光。
LED数码管按其外形尺寸有多种形式，使用较多的是0.5in和0.8in；按显示颜色也有多种形式，主要有红色和绿色；按亮度强弱可分为高亮和普亮，指通过同样的电流显示亮度不一样，这是因发光二极管的材料不一样而引起的。
LED数码管的使用与发光二极管相同，根据其材料不同正向压降一般为1.5~2V额定电流为10mA，最大电流为40mA。静态显示时取10mA为宜，动态扫描显示可加大，加大脉冲电流，但一般不超过40mA。
湖南人文科技学院毕业设计LED数码管显示电路在单片机应用系统中可分为静态显示方式和动态显示方式。
1.静态显示方式
在静态显示方式下，每一位显示器的字段需要一个8位I/O口控制，而且该I/O口须有锁存功能，N位显示器就需要N个8位I/O口，公共端可直接接+5V（共阳）或接地（共阴）。显示时，每一位字段码分别从I/O控制口输出，保持不变直至CPU刷新显示为止。也就是各字段的亮灭状态不变。静态显示方式编程较简单，但占用I/O口线多，即软件简单、硬件成本高，一般适用显示位数较少的场合。
2.动态扫描显示方式
当要求显示位数较多时，为简化电路、降低硬件成本，常采用动态扫描显示电路。所谓动态扫描显示电路是将显示各位的所有相同字段线连在一起，每一位的a段连在一起，b段连在一起…g段连在一起，共8段，由一个8位I/O口控制，而每一位的公共端（共阳或共阴COM）由另一个I/O口控制，由于将多位字段线连在一起，当输出字段码时，由于多门同时选通，每一位将显示相同的内容。因此要显示不同的内容，必须采取轮流显示的方式。即在某一瞬间时，只让某一位的字位线处于选通状态（共阴极LED数码管为低电平，共阳极为高电平），其他各位的字位线处于开断状态，同时字段线上输出这一位相应要显示字符的字段码。在这一瞬时，只有这一位在显示，其他几位暗。同样在下一瞬时，单独显示下一位，这样依次轮流显示，循环扫描。由于人的视觉滞留效应，人们看到的是多位同时稳定显示。
表2.5共阳极LED数码管显示数字“0”时各管段编码
D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 字段码显示数
Dp g f e d c b a
1 1 0 0 0 0 0 0 C0H 0
C0H称为共阳极LED数码管显示“0”的字段码，不计小数点的字段码称为七段码，包括小数点的字段称为八段码。
当LED数码管与单片机相连时，一般将LED数码管的各笔段引脚a、b、…、g、Dp
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按某一顺序接到MCS－52型单片机某一个并行I/O口D0、D1、…、D7，当该I/O口输出某一特定数据时，就能使LED数码管显示出某个字符。例如要使共阳极LED数码管显示“0”，则a、b、c、d、e、f各笔段引脚为低电平，g和Dp为高电平。
LED数码管编码方式有多种，按小数点计否可分为七段码和八段码；按共阴共阳可分为共阴字段码和共阳字段码，不计小数点的共阴字段码与共阳字段码互为反码；按a、b、…、g、Dp编码顺序是高位在前，还是低位在前，又可分为顺序字段码和逆序字段码。甚至在某些特殊情况下将a、b、…、g、Dp顺序打乱编码。表2.6为共阴和共阳LED数码管几种八段编码表。
表2.6 共阴和共阳LED数码管几种八段编码
共阴顺序小数点暗共阴逆序小数点暗共阳顺序
小数点亮共阳顺序小数点暗
Dp g f e d c b a 16进制 a b c d e f g dp 16进制
0 0 0 1 1 1 1 1 1 3FH 1 1 1 1 1 1 0 0 F CH 40H C0 H
1 0 0 0 0 0 1 1 0 06H 0 1 1 0 0 0 0 0 60H 79H F9 H
2 0 1 0 1 1 0 1 1 5BH 1 1 0 1 1 0 1 0 D AH 24H A4 H
3 0 1 0 0 1 1 1 1 4FH 1 1 1 1 0 0 1 0 F2H 30H B0 H
4 0 1 1 0 0 1 1 0 66H 0 1 1 0 0 1 1 0 66H 19 H 99 H
5 0 1 1 0 1 1 0 1 6DH 1 0 1 1 0 1 1 0 B6H 12 H 92 H
6 0 1 1 1 1 1 0 1 7DH 1 0 1 1 1 1 1 0 B EH 02 H 82 H
7 0 0 0 0 0 1 1 1 07H 1 1 1 0 0 0 0 0 E0H 78 H F8 H
8 0 1 1 1 1 1 1 1 7FH 1 1 1 1 1 1 1 0 F EH 00 H 80 H
9 0 1 1 0 1 1 1 1 6FH 1 1 1 1 0 1 1 0 F6H 10 H 90 H
湖南人文科技学院毕业设计2.3.4 固态继电器
固态继电器是一种有继电特性的无触点式电子开关。具有寿命长、可靠性高、开关速度快、电磁干扰小、无噪声、无火花等特点。
图2.5 固态继电器原理图
固态继电器由三部分组成：输入电路、隔离（耦合）和输出电路，在输入电路控制端加入信号后，IC1光电耦合器内光敏三极管呈导通状态，R1串接电阻对输入信号进行限流，以保证光耦合器不致损坏。发光二极管LED指示输入端控制信号，二级管VD1可防止输入信号正负极性接反时对光耦IC1造成的损坏。
v1在线路中起到交流电压检测作用，使固态继电器在电压过零时开启、负载电流过零时关断。当IC1光敏三极管截止时（控制端无信号输入时），V1通过R2获得基极电流使之饱和导通，从而使SCR可控硅门极触发电压UGT被箝在低电位而处于关断状态，最终导致BTA双向可控硅在门极控制端R6上无触发脉冲而处于关断状态。
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第三章硬件系统设计
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。本设计中只用最小系统加上键盘、显示、ISP接口电路，单片机本身资源可以满足设计要求，所以不必对单片机进行扩展。系统的硬件系统以AT89S51单片机为核心，主要分两部分：直流稳压电源和智能电热水器控制电路，其原理图见附录二。直流稳压电源由变压器、整流桥、滤波电路、稳压电路组成。智能电热水器系统由时钟电路、复位电路、电源电路、温度检测电路、温度显示电路、ISP在线编程接口电路键盘和显示接口电路组成。
3.1电源电路
由于该系统需要稳定的5 V电源，因此设计时必须采用能满足电压、电流和稳定性要求的电源。该电源采用三端集成稳压器LM7805。它仅有输人端、输出端及公共端3个引脚，其内部设有过流保护、过热保护及调整管安全保护电路，由于所需外接元件少，使用方便、可靠，因此可作为稳压电源。
图3.1电源电路连接图
湖南人文科技学院毕业设计3.2复位电路和复位状态
MCS-52单片机的复位是靠外部电路实现的。MCS-52单片机工作后，只要在它的RST 引线上加载10ms以上的高电平，单片机就能够有效地复位。
1）复位电路
MCS-52单片机通常采用上电自动复位和按键复位两种方式。最简单的复位电路
如图3.2所示。上电瞬间，RC电路充电，RST引线端出现正脉冲，只要RST端保持10ms以上的高电平，就能使单片机有效地复位。
图 3.2 简单的复位电路
2）复位状态
复位电路的作用是使单片机执行复位操作。复位操作主要是把PC初始化为0000H，使单片机从程序存储器的0000H单元开始执行程序。程序存储器的0003H单元即MCS-51单片机的外部中断0的中断处理程序的入口地址。留出的0000H～0002H 3个单元地址，仅能够放置一条转移指令，因此，MCS-52单片机的主程序的第一条指令通常情况下是一条转移指令。除PC之外，复位还对其他一些特殊功能的寄存器有影响，它们的复位状态如表3.1所示。
由表3.1可知，除SP=07H，P0～P3 4个锁存器均为FFH外，其他所有的寄存器均为0。此外，单片机的复位不影响片内RAM的状态（包括通用寄存器Rn）。
P0、P1、P2、P3共有4个8位并行I/O口，它们引线为：P0.0～P0.7、P1.0～P1.7、P2.0～P2.7、P3.0～P3.7，共32条引线。这32条引线可以全部用做I/O线，也可将其中部分用做单片机的片外总线。
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表3.1 寄存器的复位状态
寄存器状态寄存器状态
PC0000H TCON00H
ACC00H TL000H
PSW00H TH000H
SP07H TL100H
DPTR0000H TH100H
P0 – P3 FFH SCON00H
IP xxx00000H SBUF不确定
IE0xx00000H PCON0xxx0000H
TMOD00H
1)单片机中断的作用
当MCS-C51单片机的CPU正在处理某件事情的时候，单片机外部或内部发生的某一时间请求CPU立即去处理，于是,CPU暂时中止当前的工作，转到终端服务处理程序处理所发生的事件。中断服务处理程序处理完该事件后，再回到原来被中止的地方，继续原来的工作，这称为中断。我们这次设计就用到了定时中断(INT0,INT1)。
中断系统：能够实现中断处理功能的部件称为中断系统。
功能：消除了CPU在查询方式中的等待现象，大大提高了CPU的工作效率。
2)总线结构
单片机的引线除了电源、复位、时钟输入、用户I/O口外，其余引线都是为实现系统扩展则设置的，这些引线构成了单片机外部的3总线形式，如图3-7所示。
1、地址总线
地址总线宽度为16位，由P0口经地址锁存器提供低8位地址（A7～A0），P2口
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
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。
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
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
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。
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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
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
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
基于51单片机的4人抢答器设计 设计要求： 以单片机为核心，设计一个4位竞赛抢答器：同时供4名选手或4个代表队比赛，分别用4个按钮S0～S3表示。 设置一个系统清除和抢答控制开关S，开关由主持人控制。 抢答器具有锁存与显示功能。即选手按按钮，锁存相应的编号，并在优先抢答选手的编号一直保持到主持人将系统清除为止。 抢答器具有定时抢答功能，且一次抢答的时间由主持人设定（如30秒）。 当主持人启动“开始”键后，定时器进行减计时，同时扬声器发出短暂的声响，声响持续的时间为0.5s左右。 参赛选手在设定的时间内进行抢答，抢答有效，定时器停止工作，显示器上显示选手的编号和抢答的时间，并保持到主持人将系统清除为止。 如果定时时间已到，无人抢答，本次抢答无效，系统报警并禁止抢答，定时显示器上显示00。 工作原理： 通过键盘改变抢答的时间，原理与闹钟时间的设定相同，将定时时间的变量置为全局变量后，通过键盘扫描程序使每按下一次按键，时间加1（超过30时置0）。同时单片机不断进行按键扫描，当参赛选手的按键按下时，用于产生时钟信号的定时计数器停止计数，同时将选手编号（按键号）和抢答时间分别显示在LED上。
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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）
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
单片机课程设计报告 万年历的设计
基于51单片机的万年历 摘要： 电子万年历是一种非常广泛日常计时工具，对现代社会越来越流行。它可以对年、月、日、周日、时、分、秒进行计时，使用寿命长，误差小。对于数字电子万年历采用直观的数字显示，可以同时显示年、月、日、周日、时、分、秒和温度等信息，还具有时间校准等功能。该电路采用AT89S52单片机作为核心，功耗小，能在3V的低压工作，电压可选用3~5V电压供电。 本设计是基于51系列的单片机进行的电子万年历设计，可以显示年月日时分秒及周信息，具有可调整日期和时间功能。在设计的同时对单片机的理论基础和外围扩展知识进行了比较全面准备。万年历的设计过程在硬件与软件方面进行同步设计。硬件部分主要由AT89C52单片机，LCD显示电路，以及调时按键电路等组成。在单片机的选择上本人使用了AT89C52单片机，该单片机适合于许多较为复杂控制应用场合。显示器使用了1602液晶显示，并且使用蜂鸣器实现了整点报警的功能，温度测试的功能实现使用了DS18B20，并实现了温度过高或过低时的温度报警。 软件方面主要包括日历程序、时间调整程序，显示程序等。程序采用C语言编写。所有程序编写完成后，在KeilC51软件中进行调试，
确定没有问题后，在Proteus软件中嵌入单片机内进行仿真，并最终实现基本要求。 综上所述此万年历具有读取方便、显示直观、功能多样、电路简洁、成本低廉等诸多优点，符合电子仪器仪表的发展趋势，具有广阔的市场前景。 一、设计要求 基本要求： 1，8 个数码管上显示,显示时间的格式为（假如当前时间是19:32:20）“19-32-20”； 2，具有日历功能； ③时间可以通过按键调整。 发挥部分： ④具有闹钟功能（可以设定多个）。 二：总体设计 电路设计框图