单片机的蓝牙接收发射
模块设计
目录
第一章引言 (3)
1.1 本设计的背景 (3)
1.2 本设计的系统方案 (3)
1.2.1 系统各模块的选择 (3)
第二章单片机数据传输系统的组成框图 (4)
2.1 单片机数据发送模块框图 (4)
2.2 PC数据接收模块框图 (4)
第三章单片机数据传输系统硬件设计 (5)
3.1 发送与接收模块的单片机最小系统 (5)
3.2 发送与接收模块的无线通信模块——BC04-B蓝牙模块 (5)
3.2.1 蓝牙技术协议简介 (5)
3.2.2 蓝牙技术的核心协议 (7)
3.2.3 HCI协议 (7)
3.2.4 BC04-B蓝牙模块部分电路 (7)
3.3 18B20数字温湿度传感器 (8)
3.3.1 18B20简介 (8)
3.4超声波测距传感器及其电路部分 (8)
3.4.1超声波传感器原理 (8)
3.5单片机数据传输系统的电源部分 (9)
3.6 MAX232串口电路 (10)
3.7单片机显示电路 (10)
第四章单片机数据传输系统的软件设计 (11)
4.1单片机数据采集系统的程序流程图 (12)
4.2蓝牙数据收发系统的程序流程图...................... 错误！未定义书签。第五章单片机数据传输系统调试 .. (133)
第六章总结 (14)
参考文献 (14)
附录 (14)
第一章引言
1.1 本设计的背景
蓝牙技术是近年来发展迅速的短距离无线通信技术，可以用来替代数字设备间短距离的有线电缆连接。使用全球通用的2．4GHz频段，即ISM(Industrial、Scientific and Medical)频段，使得蓝牙设备可工作于世界上任何地方；采用了跳频技术，提高了抗干扰性；蓝牙模块具有低成本、低功耗和低辐射的优点；具备认证和加密机制，实现了较高的安全性；应用范围广泛，可应用于无线设备、图像处理设备、安全产品、消费娱乐、汽车产品、家用电器、医疗健身、建筑、玩具等多种领域；支持点对点和点对多点传输，多个蓝牙设备可组成微微网，具备明显的网络特性。
1.2 本设计的系统方案
1.2.1 系统的功能实现
通过温湿度及距离传感器采集环境的温湿度、距离信号，将信号处理然后通过无线传输到距离十多米的地方进行显示，实现实时监测环境的温度、距离等信息，具有很大的应用前景。
本设计以单片机和蓝牙模块BC04-B为主，设计了基于蓝牙无线传输的数据采集系统，整个装置由前端数据采集、传送部分以及末端的数据接受部分组成（如PC机）。前端数据采集部分由位于现场的传感器、单片机、串口通信等构成,传送部分主要利用自带微带天线的蓝牙模块进行数据的无线传输；末端通过蓝牙模块、串口通信传输将数据送到上位PC机进一步处理。PC机可以根据指令来控制数据的获取。
1.2.1 系统各模块的选择
1.18B20数字温湿度传感器，内部包含一个电容式感湿元件和NTC测温元件，还有A/D转换模块，实现温湿度数字信号输出。同时18B20又是单总线形式，与单片机相连减少了I/O口的使用。
2.超声波测距模块，利用单片机发送触发信号，产生40HZ的声波信号，经过物体遮挡住返回的时间，可以计算距离。
3.采用STC89C52单片机控制单元[2]，产品较为普遍，价格便宜，易于控制。对STC89C52用C语言编写程序，可读性较好。
4.无线通信采用全球广泛使用的蓝牙技术，本设计采用BC04-B蓝牙模块，该模块可实现二十米的无线数据传输。
5.LCD1602液晶显示器为工业字符型液晶，能够显示32个字符，可实现对数据进行简单显示。
第二章 单片机数据传输系统的组成框图
数据传输系统分为发送和接收两个模块：发送模块主要由温湿度采集模块、距离采集模块、单片机控制模块、蓝牙发送模块、显示模块和电源模块等组成；接收模块主要由蓝牙接收模块、PC 控制、串口调试模块组成。具体框图如下： 2.1 单片机数据发送模块框图
信号采集发送过程[3]为18B20、超声波测距模块[4]将信号传给STC89C52单片机，单片机将信号处理，并进行超温湿度、距离报警。处理后的信号经串口发送给BC04-B 蓝牙发射模块发射出去，采用2.4GHZ 全球免费波段。 2.2 PC 数据接收模块框图
信号接收过程为蓝牙适配器接收模块接收信号，将信号通过串口传给PC 机，通过串口调试助手显示出来。PC 可以通过串口调试助手给单片机机发送指令，控制数据的获取。
第三章单片机数据传输系统硬件设计
3.1 发送模块的单片机最小系统
本系统采用MCS-51系列STC89C52单片机芯片[5]作为发送与接收模块的控制单元，芯片具有如下特点：
（1）抗干扰性强；
（2）低价格；
（3）低功耗：掉电模式耗电低于0.1uA，正常工作模式为4mA～7mA，掉电模式可由外部中断唤醒，适用于电池供电系统；
（4）通过MAX232电平转换芯片即可进行下载，编程方式灵活，可用C语言进行编写，可读性强，8KB的内部ROM增强编程方便性。
发送与接收模块的控制单元电路原理图如图3.1：
图3.1 STC89C52单片机最小系统
图3.1中间部分为STC89C52芯片，该芯片采用40脚双列直插DIP封装，第40脚接+5V电源，第20脚接地，左上部分为复位电路，接单片机的第9脚，但按下键时即对系统进行复位。左下为晶振电路，采用11.0592MHZ的晶振。第31脚接高电平。
3.2 发送与接收模块的无线通信模块——BC04-B蓝牙模块
3.2.1 蓝牙技术的协议简介
蓝牙无线通信的协议标准是由SIG制定的，它规定了蓝牙应用产品应遵循的标准和需要达到的要求。目前颁布的蓝牙规范有1.0、1.1、2.0、2.1等几个版本。
协议栈由上至下可分为3个部分：传输协议、中介协议和应用协议。传输协议负责蓝牙设备间的相互位置确认，以及建立和管理蓝牙设备间的物理和逻辑链路，包括LMP、L2CAP、HCI；中介协议为高层应用协议或程序在蓝牙逻辑链路上工作提供了支持，为应用层提供了各种标准接口，包括：RFCOMM、SDP、IrDA、PPP、TCP/IP、UDP、TSC和AT指令集等；应用协议是指那些位于蓝牙协议栈之上的应用软甲和其中涉及的协议，包括开发驱动和其他蓝牙应用程序等。
3.2.2蓝牙技术的核心协议
蓝牙技术的核心协议分为四个部分，如下：
（1）基带协议（Baseband）
基带和链路控制层确保网络内部蓝牙设备单元之间由射频构成的物理连接。
（2）连接管理协议（LMP）
负责蓝牙网络内各设备之间连接的建立。
（3）逻辑链路控制和适配协议（L2CAP）
是一个为高层传输层和应用层协议屏蔽基带协议的适配协议，为高层应用传输提供了更加有效和更有利于实现的数据分组格式。
（4）服务发现协议（SDP）
发现服务在蓝牙技术框架中起到了至关重要的作用，它是所有用户模式的基础，是为实现网络中蓝牙设备之间相互查询及访问提供的服务。在蓝牙系统中，客户只有通过服务发现协议，才能获得设备信息、服务信息以及服务特征，从而在设备单元之间建立不同的SDP层连接[3]。
3.2.3 HCI协议
HCI（Host Controller Interface）协议，即主机控制接口协议，属于蓝牙协议栈的一部分，是蓝牙规范定义的一个符合标准的接口，它适用于蓝牙通讯模块的硬件部分。此定义描述了位于HCI驱动程序（主机的一部分，也即蓝牙通讯模块的使用者）和主机控制器固件（蓝牙通讯模块本身的一部分）之间的接口。HCI固件通过访问基带命令、硬件状态寄存器、控制寄存器以及时间寄存器实现对蓝牙硬件的HCI指令。
HCI传输层是蓝牙主机与蓝牙主控制器之间的物理接口。目前，蓝牙HCI传输层的物理接口由通用串行总线（USB）、串行端口（RS232）、通用异步收发器（UART）和个人计算机存储卡。
本系统采用UART方式在蓝牙设备和主控制器之间传输数据。UART传输层发目标在于可以在同一PCB电路板上两UART之间的串行接口上使用蓝牙HCI协议。UART传输层假定UART通信不存在线路故障，图1为UART传输层。
图1 UART传输层
UART传输层采用了RS232的接口参数配置，如表1：
其中，RTS/CTS流控制用于防止临时UART缓冲区溢出，当CTS为1时，允许蓝牙主机/主机
控制器发送，当CTS为0时，禁止蓝牙主机/主机控制器发送。流完成响应时间则定义了从设置RTS 为0到字节流真正结束时的最大时间。
UART信号线采取置空调制解调器模式，RS232信号处于连接状态，即本地TXD连接到远端RXD，本地RTS连接到远端CTS，反之亦然。
UART传输层同时具备纠错功能。如果当蓝牙主机与主机控制器在RS232通信上失去同步，则必须复位。RS232通信失去同步意味着已检测到HCI分组指示器或者HCI分组长度超出了范围。如果蓝牙主机与主机控制器在UART通信失去同步，那么主控制器将发送硬件故障时间，以将同步错误告诉蓝牙主机。主控制器需要从蓝牙主机接受一个RESET指令以执行抚慰，从而实现重新同步。
3.2.4 BC04-B蓝牙模块部分电路
BC04-B蓝牙模块[8,9,10]主要性能参数：
（1）频率：2.4GHz ISM band
（2）调制方式：GFSK
（3）发射功率等级：class2
（4）灵敏度：≦-80dBm
（5）通信速率：2Mbps
（6）供电电源：3.3V
（7）工作温度：-20 ~+55℃
HC-06蓝牙模块部分电路图如图3.2.1：
图3.2.1 HC-06蓝牙模块部分电路
图3.2左边部分为蓝牙芯片，其TX与RX引脚分别接STC89C52的RXD(P3.0)和TXD （P3.1），PIO1接LED灯，当LED常亮时表示蓝牙数据开始传输。右上部分为电源+5V 转为+3.3V电路。BC04-B蓝牙模块实物如图3.2.2：
图3.2.2 BC04-B蓝牙模块
3.3 18B20数字温湿度传感器
3.3.1 18B20简介
DHT21数字温湿度传感器是一款含有已校准数字信号输出的温湿度复合传感器。该传感器响应快、抗干扰能力强、性价比高等优点。单总线串行接口，使系统变得简单快捷。超小的体积、极低的功耗。主要性能如下：
(1)供电电压范围：+3.0V～+5.5V；
（2）测温范围：-55～+125℃。固有测温分辨率为0.5℃。当在-10℃～+85℃范围内，可确保测量误差不超过0.5℃，在-55～+125℃范围内，测量误差也不超过2℃；
（3）通过编程可实现9～12位的数字读数方式.
18B20引脚图如图3.3.1。本设计将1脚接电源+5V，2接STC89C52的I/O口P2.3脚接地。
图3.3.1
3.4超声波测距传感器及其电路部分
3.4.1超声波传感器原理
(1)采用IO触发测距，给至少10us的高电平信号;
(2)模块自动发送8个40khz的方波，自动检测是否有信号返回；
(3)有信号返回，通过IO输出一高电平，高电平持续的时间就是超声波从发射到返回的时间．测试距离=(高电平时间*声速(340M/S))/2;
图3.4.5 超声波发送接收原理图
3.5单片机数据传输系统的电源部分
发射与接收模块的电源均用+7.2V的干电池经7805稳压输出+5V的电源，+5V电源在经过ASM1117稳压输出+3.3V。其电路原理图如图3.5.1。图中J3的2脚位+7.2V，1脚为地；S4为拨动开关，电容C11、C12、C13、C14均为7805输入输出端的滤波电容；D17为发光二极管，即电源指示灯；D19为1N4007保护二极管，当输入端短路时，给输
出电容C14一个放电回路，防止7805被击穿损坏。
图3.5.1 +5V电源部分
BC04-B蓝牙模块供电电源由+5V电源在经过ASM1117稳压输出+3.3V供电。其电路
原理图如图3.5.2
图3.5.2 +3.3V电源部分
3.6 MAX232串口电路
MAX232串口电路主要用于STC89C52单片机程序的烧写以及用于扩展与上位机的通信。计算机串口采用的是RS232C负逻辑电平，“1”表示-12V，“0”表示+12V，与单片机的的TTL电平不同，因此通过MAX232串口电路实现与计算机进行通信。其电路图如图3.7，图中的5个电容均为0.1μF的瓷片电容，起到降低芯片的噪声干扰。MAX232的11脚接STC89C52单片机的TXD（P3.1），12脚接单片机的RXD（P3.0）；右下为串口母头，用于与计算机的通信，第3脚（计算机数据输出端）为从计算机输出至单片机端口，第2脚（计算机数据输入端）为从单片机输入至计算机，5脚为地线，其余引脚在此不用。
图3.6 MAX232串口电路
3.7单片机显示电路
接收模块显示电路采用LCD1602液晶显示。LCD1602能显示16个字符×2行，即32
个字符。LCD液晶模块内部的字符发生存储器（CGROM）已经存储了160个不同的字符，这些字符有阿拉伯数字、英文字母的大小写、常用符号和日文假名等，每一个字符都有一个固定的
LCD1602在本设计中的电路连接图如图3.8,1脚和3脚接地，2脚接电源+5V，4脚接STC89C52
图3.7 LCD1602电路连接图
单片机的P2.5,5脚接P2.6,6脚接P2.7,7 14脚接P0口，15脚串接一个10K的电阻然后接到电源+5V。
第四章单片机数据传输系统的软件设计
单片机数据传输系统软件部分分为数据采集和接收发送数据两个模块[，在此仅分析主程序与各子程序的流程。涉及的子程序为18B20温湿度子程序，超声波测距子程序，蓝牙收发数据子程序，LCD1602液晶显示子程序。
图4.1 系统软件主程序流程图
图4.2 蓝牙收发程序流程图
第五章单片机数据传输系统调试
系统主要由发送模块和接收模块组成。用万用表分别检测无短路或断路情况，测得电源部分7805输出端+5V，电源指示灯亮，单片机等各芯片电压正常。蓝牙模块接上电源LED指示灯正常点亮。
先对温度采集电路进行调试，通过下载软件将HEX文件烧写进入单片机，发现蓝牙能够正常传输数据，测得环境的温度能在PC机上正常显示，温度精确到0.1℃，湿度精确到0.1％，温度的测量范围为-20.0℃ +120.0℃。
其次距离采集电路进行调试，下载软件将HEX文件烧写进入单片机，发现蓝牙能够正常传输数据，PC机显示实时距离值。
然后整体系统调试，测得结果在空旷地带，单片机数据传输距离可达30多米；在有
障碍物的时候，数据传输距离也可达10几米。
第六章总结
基于蓝牙技术的数据传输系统的设计，以其低成本、低功耗、便携式、高精度的设计理念，实现对环境的温度、距离等数据的实时采集，让人们的生产生活安排的更加合理有序。蓝牙技术是全球广泛使用的无线通信技术，能够实现短距离快速传输大容量的数据，是短距离数据通信的首选技术，其不断成熟的技术，更是给无线通信领域带来光明的前景，BC04-B蓝牙模块，可传输十几米的距离，较好的完成了设计任务。
参考文献
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[2]张发海. 基于单片机STC89C52的LED数码管温度显示及报警器的实现[J].科技信
息,2009,(35):87-88.
[3]何国泉. 基于蓝牙的无线接入点设计[J].微型机与应用,2010,29(18):58-60.
[4]伍春. 基于蓝牙的无线传感器网络节点设计与实现[J].计算机应用与软
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[5]付蔚. 基于蓝牙芯片的无线通信模块设计与开发[J].微计算机信
息,2009,25(102):178-179,175.
[6]喻宗泉.蓝牙技术基础[M].北京：机械工业出版，2006.40-95.
附录
系统PCB：
系统程序：
#include
#include
#include
#include
#define uchar unsigned char
#define uint unsigned int
sbit DQ=P2^2;
sbit RS=P3^5;
sbit RW=P3^6;
sbit EN=P3^4;
sbit R=P2^7;
sbit T=P2^6;
unsigned int time=0;
unsigned long S=0;
bit flag =0;
unsigned char disbuff[4] ={ 0,0,0,0,};
unsigned char code str1[]={"range temp "};
float RxBuf,disdata[5];
uint tvalue;//温度值
uchar tflag;//温度正负标志
unsigned char code ASCII[15] = {'0','1','2','3','4','5','6','7','8','9','.','-','M',};
uchar Tx,Ax;
/*************************lcd1602程序**************************/
void delay1ms(unsigned int ms)//延时1毫秒（不够精确的）
{
unsigned int i,j;
for(i=0;i for(j=0;j<100;j++); } void wr_com(unsigned char com)//写指令// { delay1ms(1); RS=0; RW=0; EN=0; P0=com; delay1ms(1); EN=1; delay1ms(1); EN=0; } void wr_dat(unsigned char dat)//写数据// { delay1ms(1);; RS=1; RW=0; EN=0; P0=dat; delay1ms(1); EN=1; delay1ms(1); EN=0; } void lcd_init()//初始化设置// { // BLK=0; delay1ms(15); wr_com(0x38); delay1ms(5); wr_com(0x08);delay1ms(5); wr_com(0x01);delay1ms(5); wr_com(0x06);delay1ms(5); wr_com(0x0c);delay1ms(5); } void display(unsigned char *p)//显示// { while(*p!='\0') { wr_dat(*p); p++; //delay1ms(1); } } init_play()//初始化显示 { lcd_init(); wr_com(0x80); display(str1); } /******************************ds1820程序***************************************/ void delay_18B20(unsigned int i)//延时1微秒 { while(i--); } void ds1820rst()/*ds1820复位*/ { unsigned char x=0; DQ = 1; //DQ复位 delay_18B20(4); //延时 DQ = 0; //DQ拉低 delay_18B20(100); //精确延时大于480us DQ = 1; //拉高 delay_18B20(40); } uchar ds1820rd()/*读数据*/ { unsigned char i=0; unsigned char dat = 0; for (i=8;i>0;i--) { DQ = 0; //给脉冲信号 dat>>=1; DQ = 1; //给脉冲信号 if(DQ) dat|=0x80; delay_18B20(10); } return(dat); } void ds1820wr(uchar wdata)/*写数据*/ { unsigned char i=0; for (i=8; i>0; i--) { DQ = 0; DQ = wdata&0x01; delay_18B20(10); DQ = 1; wdata>>=1; } } read_temp()/*读取温度值并转换*/ { uchar a,b; ds1820rst(); ds1820wr(0xcc);//*跳过读序列号*/ ds1820wr(0x44);//*启动温度转换*/ ds1820rst(); ds1820wr(0xcc);//*跳过读序列号*/ ds1820wr(0xbe);//*读取温度*/ a=ds1820rd(); b=ds1820rd(); tvalue=b; tvalue<<=8; tvalue=tvalue|a; if(tvalue<0x0fff) tflag=0; else { tvalue=~tvalue+1; tflag=1; } tvalue=tvalue*(0.625);//温度值扩大10倍，精确到1位小? tvalue=tvalue-15; return(tvalue); } /*******************************************************************/ void show()//温度值显示 { uchar flagdat; time=TH0*256+TL0; TH0=0; TL0=0; S=(time*1.7)/100; //算出来是CM disdata[0]=tvalue/1000+0x30;//百位数 disdata[1]=tvalue%1000/100+0x30;//十位数 disdata[2]=tvalue%100/10+0x30;//个位数 disdata[3]=tvalue%10+0x30;//小数位 disdata[4]=0x00; if(tflag==0) flagdat=0x20;//正温度不显示符号 else flagdat=0x2d;//负温度显示负号:- if(disdata[0]==0x30) { disdata[0]=0x20;//如果百位为0，不显示 if(disdata[1]==0x30) { disdata[1]=0x20;//如果百位为0，十位为0也不显示 } } disbuff[0]=S%1000/100; disbuff[1]=S%1000%100/10; disbuff[2]=S%1000%100%10; disbuff[3]=S%10000%1000 %100; wr_com(0xc0); wr_dat(ASCII[disbuff[0]]);//显示百位 wr_com(0xc1); wr_dat(ASCII[10]); wr_com(0xc2); wr_dat(ASCII[disbuff[1]]); wr_com(0xc3); wr_dat(ASCII[disbuff[2]]); wr_com(0xc4); wr_dat(ASCII[12]); wr_com(0xc8); wr_dat(flagdat);//显示符号? wr_com(0xc9); wr_dat(disdata[0]);//显示百位 wr_com(0xca); wr_dat(disdata[1]);//显示十位 wr_com(0xcb); wr_dat(disdata[2]);//显示个位 wr_com(0xcc); wr_dat(0x2e);//显示小数点 wr_com(0xcd); wr_dat(disdata[3]);//显示小数位 } void StartModule() //启动模块 { T=1; //启动一次模块 _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); T=0; } void UART_Init(void) //串口初始化 { PCON = 0x00; SCON = 0x50; //串口工作方式为1，允许接收. TMOD = 0x21; // T1 定时方式2 c TH1 = 0xfd; //波特率 9600bps @ fosc = 11.0592MHz TL1 = 0xfd; //启动T1 TH0 =0; TL0 =0; ES = 1; //开串口中断. ET0 =1; TR1=1; EA = 1; //开总中断. } void Send(uchar dat) { SBUF = dat; //待发送的数据写入缓冲区 while(!TI); //等待发送完成 TI = 0; //清零发送标志位 } ///////////////// /********************主程序***********************************/ void main() { UART_Init(); init_play();//初始化显示 while(1) { read_temp();//读取温度 StartModule(); 2017—2018学年度第一学期 《单片机原理及应用》作品考试 模拟电梯 提交文档 姓名黄任军朱子豪 年级 专业通信工程 系（院）信息科学与工程学院 任课教师 2018 年 1月2日 2017-2018-1《单片机原理及应用》作品设计提交文档 一、作品设计目的 高温警报器在生活中应用非常广泛，比如，汽车的水箱高温警报，假如汽车水箱一直处于高温情况下又不能及时散热，这会对汽车的安全性能有极大的影响。假如有高温警报器的话，可以将报警温度设置在水箱最高温度以下10摄氏度，这样可以让车主意识到水箱温度已经快要到达极限温度了，必须赶快降温。 二、作品设计内容 1、总电路图显示 2、总程序 #include <> #define uchar unsigned char #define uint unsigned int sbit DS=P2^2; //定义温度传感器端口 uint temp; uchar flag1; // 温度的正负 sbit dula=P2^6; sbit wela=P2^7; sbit beep=P2^0; unsigned char code table[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d, 0x07,0x7f,0x6f,0x77,0x7c,0x39,0x5e,0x79,0x71}; unsigned char code table1[]={0xbf,0x86,0xdb,0xcf,0xe6,0xed,0xfd, 0x87,0xff,0xef}; void delay(uint count) //delay { uint i; while(count) { i=200; while(i>0) i--; count--; 哈尔滨远东理工学院 课题名称 专业班级 学号 学生姓名 指导教师 2015年10月14日 1、例举设计过程中遇到的问题及其解决方法（至少两例）。答：（1）问题说明： 解决方法： （2）问题说明： 解决方法： 2、教师现场提的问题记录在此（不少于2个问题）。 目录 1 设计任务 (1) 2设计方案 (2) 2.1任务分析 (2) 2.2方案设计 (2) 3 系统硬件设计 (3) 3.1时钟电路设计 (3) 3.2复位电路设计 (3) 3.3 灯控制电路设计 (3) 3.4 倒计时显示电路设计 (4) 3.5 按键控制电路设计 (5) 4 系统软件设计 (6) 4.1 1S定时 (6) 4.2 定时程序流程 (6) 4.3交通灯的设计流程图 (6) 4.4定时器0 及中断响应 (7) 5仿真与性能分析 (8) 6心得体会 (9) 参考文献 (10) 附录1 系统原理图 .......................................................................错误!未定义书签。附录2 系统PCB图 .....................................................................错误!未定义书签。附录3 程序清单 .. (11) II 1 设计任务 支干道汇合成十字路口，在每个入口处设置红、绿、黄三色信号灯，红灯亮禁止通行，绿灯亮允许通行，黄灯亮则给行驶中的车辆有时间停在禁行线外。用红、绿、黄发光二极管作信号灯。如图1.1所示。设东西向为主干道，南北为支干道。 1. 基本要求 （1） 主干道处于常允许通行的状态，支干道有车来时才允许通行。主干道亮绿灯时，支干道亮红灯；支干道亮绿灯时，主干道亮红灯。 （2） 主、支干道均有车时，两者交替允许通行，主干道每次放行30秒，支干道每次放行20秒，设立30秒、20秒计时、显示电路。 （3） 在每次由绿灯亮到红灯亮的转换过程中，要亮5秒黄灯作为过渡。黄灯亮时，原红灯按1Hz 的频率闪烁。 （4） 要求主支干道通行时间及黄灯亮的时间均可在0～99秒内任意设置。 2. 选做 （1） 可设置紧急按钮，在出现紧急情况时可由交警手动实现全路口车辆禁行而行人通行状态，即主干道和支干道均为红灯亮。 （2） 实现绿波带。所谓‘绿波带’，是指在一定路段，只要按照规定时速，就能一路绿灯畅行无阻。“绿波带”将根据道路车辆行驶的速度和路口间的距离，自动设置信号灯的点亮时间差，以保证车辆从遇到第一个绿灯开始，只要按照规定速度行驶，之后遇到的信号灯将全是绿灯。 80C51单片机交通灯课程设计报告 目录 第一章引言 (3) 第二章单片机概述 (4) 第三章芯片介绍 (6) 3.1AT89S51单片机介绍 (6) 3.1.1简介 (6) 3.1.2主要管脚介绍 (6) 3.274LS164介绍 (8) 3.3共阳数码管介绍 (8) 3.3.1分类简介 (8) 图3.3LED数码管引脚定义 (9) 3.3.2驱动方式 (9) 3.3.3主要参数 (10) 3.3.4应用范围 (10) 第四章系统硬件设计 (11) 4.1硬件设计要求 (11) 4.2硬件设计所用元器件 (11) 4.3硬件设计图 (11) 4.4设计流程图 (12) 第五章系统软件设计 (13) 5.1流程图 (13) 5.2程序设计 (14) 第六章结论 (16) 参考文献 (18) 第一章引言 在今天，红绿灯安装在各个道口上，已经成为疏导交通车辆最常见和最有效的手段。但这一技术在19世纪就已出现了。 1858年，在英国伦敦主要街头安装了以燃煤气为光源的红，蓝两色的机械扳手式信号灯，用以指挥马车通行。这是世界上最早的交通信号灯。1868年，英国机械工程师纳伊特在伦敦威斯敏斯特区的议会大厦前的广场上，安装了世界上最早的煤气红绿灯。它由红绿两以旋转式方形玻璃提灯组成，红色表示“停止”，绿色表示“注意”。1869年1月2日，煤气灯爆炸，使警察受伤，遂被取消。 1914年，电气启动的红绿灯出现在美国。这种红绿灯由红绿黄三色圆形的投光器组成，安装在纽约市5号大街的一座高塔上。红灯亮表示“停止”，绿灯亮表示“通行”。 智能的交通信号灯指挥着人和各种车辆的安全运行,实现红、黄、绿灯的自动指挥是城乡交通管理现代化的重要课题.在城乡街道的十字交叉路口,为了保证交通秩序和行人安全,一般在每条道路上各有一组红、黄、绿交通信号灯,其中红灯亮,表示该条道路禁止通行;黄灯亮,表示该条道路上未过停车线的车辆停止通行,已过停车线的车辆继续通行;绿灯亮,表示该条道路允许通行.交通灯控制电路自动控制十字路口两组红、黄、绿交通灯的状态转换,指挥各种车辆和行人安全通行,实现十字路口城乡交通管理自动化。 本文为了实现交通道路的管理,力求交通管理先进性、科学化.分析应用了单片机实现智能交通灯管制的控制系统,以及该系统软、硬件设计方法,实验证明该系统实现简单、经济,能够有效地疏导交通,提高交通路口的通行能力。 单片机设计报告 编写：HUBU2015级通信工程xmx 2017年5月23日 一、设计的目的与要求 利用8*8LED点阵动态显示汉字的字样。采用STC89C52单片机作为整个控制搭电路的核心，并编制软件程序，实现汉字的显示。通过此设计来巩固单片机硬件系统的设计及软件系统的编程，通过设计将平时所学知识付诸实践，提高动手能力。 1、设计一个8*8点阵LED电子显示屏。 2、要求在目测条件下LED显示屏各点亮度均匀、充足，可显示一个“大”字。 二、总体方案设计 2.1 硬件电路的总体设计 1、设计总体框图 硬件电路的设计框图如图1所示。硬件电路结构由8个部分组成：时钟电路、复位电路、按键接口电路、电源电路、点阵显示阳极电路、点阵显示阴极电路和8*8点阵显示电路。 2、工作原理 由于是8*8点阵屏设计，需要端口16个，可采用静态显示模式，用P0口控制行，P1口控制列，通过软件编程，即可实现汉字的显示。 3、元器件清单 2.2系统软件的设计 软件程序主要由开始、初始化、主程序、字库和延时子程序组成。 三、系统硬件电路的具体设计 3.1 时钟电路 STC89C52单片机内部的振荡电路是一个高增益反向放大器，引线X1和X2分别是放大器的输入端和输出端。单片机内部虽然有振荡电路，但要形成时钟，外部还需附加电路。STC89C52的时钟产生方式有两种：内部时钟电方式和外部时钟方式。由于外部时钟方式用于多片单片机组成的系统中，所以此处选用内部时钟方式。 内部时钟方式：利用其内部的振荡电路在X1和X2引线上外接定时元件，内部振荡电路产生自激振荡。最常用的是在 X1和X2之间接晶体振荡器与电路构成稳定的自激振荡器，如图4所示电路所示为单片机最常用的时钟振荡电路的接法，其中晶振可选用振荡频率为12MHz的石英晶体，电容器一般选择30PF 左右 3.2 复位电路 单片机在启动运行时需要复位，使CPU以及其他功能部件处于一个确定的初始状态，并从这个状态开始工作。另外，在单片机工作过程中，如果出现死机时，也必须对单片机进行复位，使其重新开始工作。本设计中采用按键复位电路，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。其中R1选择10KΩ左右的电阻，电容器一般选择10μF。 3.3显示电路的设计 本次设计中采用8*8点阵LED显示器，简称LED点阵板或LED矩阵板。它是以发光二极管为像素，按照行与列的顺序排列起来，用集成工艺制成的显示器件。有单色和双色之分，这种显示器有共阳极接法和共阴极接法两种。设计中用到的是“列共阳，行共阴”，即“列用高电平控制，行用低电平控制”。图中画 题目: 智能小车设计 打开命令行终端的快捷方式: ctr+al+t:默认的路径在家目录 ctr+shift+n:默认的路径为上一次终端所处在的路径. linux@ubuntu:~$ linux:当前登录用户名. ubuntu:主机名 :和$之间:当前用户所处在的工作路径. windows下的工作路径如C:\Intel\Logs linux下的工作路径是:/.../..../ ~:代表的是/home/linux这个路径.(家目录). ls(list):列出当前路径下的文件名和目录名. ls -a(all):列出当前路径下的所有文件和目录名,包括了隐藏文件. .:当前路径 ..:上一级路径 ls -l:以横排的方式列出文件的详细信息 total 269464(当前这个路径总计所占空间的大小,单位是K) drwxr-xr-x 3 linux linux 4096 Dec 4 19:16 Desktop 第一个位置:代表的是文件的类型. linux系统下的文件类型有以下几种. b:块设备文件 c:字符设备文件 d:directory,目录 -:普通文件. l:连接文件. s:套接字文件. p:管道文件. rwxr-xr-x:权限 r:读权限-:没有相对应的权限 w:写权限 x:可执行权限 修改权限: chmod u-或者+r/w/x 文件名 chmod g-或者+r/w/x 文件名 chmod o-或者+r/w/x 文件名 第一组:用户权限 第二组:用户组的权限 第三组:其他用户的权限. chmod 三个数(权限) 文件名 首先根据你想要的权限生成二进制数,再根据二进制数转换成十进制的三位数 rwxr-x-wx 111101011 7 5 3 chmod 753 文件名 rwx--xr-x 第二个位置上的数字:对应目录下的子文件个数,如果是非目录,则数字是1 第三个位置:用户名(文件创造者). 第四个位置:用户组的名字(前边的用户所处在的用户组的名字). 第五个位置:对应文件所占的空间大小(单位为b) 第六~八个位置:Dec 4 19:16时间戳(最后一次修改文件的时间) 最后一个位置:文件名 操作文件: 1.创建一个普通文件:touch 文件名 2.删除一个文件:rm(remove) 文件名 3.新建一个目录:mkdir(make directory) 目录名 递归创建目录:mkdir -p 目录1/目录2/目录3 4.删除一个目录:rmdir 目录名.//仅删除一个空目录 rm -rf 目录名//删除一个非空目录 5.切换目录(change directory):cd 路径 linux下的路径分两种 相对路径:以.(当前路径)为起点. 绝对路径:以/(根目录)为起点, 用相对路径的方式进入Music:cd ./Music 用绝对路径的方式进入Desktop:cd /home/linux/Desktop 返回上一级:cd .. 单片机课程设计 课题：基于51单片机的交通灯设计 专业：机械设计制造及其自动化 学号： 指导教师：邵添 设计日期：2017/12/18 成绩： 大学城市科技学院电气学院 基于51单片机数字温度计设计报告 一、设计目的作用 本设计是一款简单实用的小型数字温度计，所采用的主要元件有传感器DS18B20，单片机AT89C52，，四位共阴极数码管一个，电容电阻若干。DS18B20支持“一线总线”接口，测量温度围-55°C~+125°C。在-10~+85°C围,精度为±0.5°C。18B20的精度较差，为±2°C 。现场温度直接以“一线总线”的数字方式传输，大大提高了系统的抗干扰性。适合于恶劣环境的现场温度测量，如：环境控制、设备或过程控制、测温类消费电子产品等。 本次数字温度计的设计共分为五部分，主控制器，LED显示部分，传感器部分，复位部分，按键设置部分，时钟电路。主控制器即单片机部分，用于存储程序和控制电路；LED显示部分是指四位共阴极数码管，用来显示温度；传感器部分，即温度传感器，用来采集温度，进行温度转换；复位部分，即复位电路，按键部分用来设置上下限报警温度。测量的总过程是，传感器采集到外部环境的温度，并进行转换后传到单片机，经过单片机处理判断后将温度传递到数码管显示。 二、设计要求 （1）．利用DS18B20传感器实时检测温度并显示。 （2）．利用数码管实时显示温度。 （3）．当温度超过或者低于设定值时蜂鸣器报警，LED闪烁指示。 （4）.能够手动设置上限和下限报警温度。 三、设计的具体实现 1、系统概述 方案一：由于本设计是测温电路，可以使用热敏电阻之类的器件利用其感温效应，在将随被测温度变化的电压或电流采集过来，进行A/D转换后，就可以用单片机进行数据的处理，在显示电路上，就可以将被测温度显示出来，这种设计需要用到A/D转换电路，感温电路比较麻烦。 方案设计框图如下： 任务书 一、设计目的 本设计主要是对51单片机的一个方面的扩展，是能实现一般定时闹钟功能的设计。需要实现某一功能时，按对应的按键即可，经过多次验证，此设计灵活简便，可以实现显示、定时、修改定时、定时时间到能发出报警声的功能。 二、设计要求 1、能显示时时—分分—秒秒。 2、能够设定定时时间，并修改定时时间。 3、定时时间到能发出警报声。 目录 1.绪论 (1) 2.方案论证 (1) 3.方案说明 (2) 4.硬件方案设计 (2) 4.1单片机STC89C52 (2) 4.2 时钟电路 (4) 4.3数码管显示电路 (4) 4.4键盘电路 (6) 4.5报警电路 (7) 5.软件方案设计 (7) 5.1系统软件设计 (7) 5.2键盘程序 (7) 5.3 LED (8) 5.4音响报警电路 (8) 5.5 程序流程图 (8) 6.调试 (9) 7.小结 (10) 8.参考文献 (11) 9.附录：定时闹钟源程序 (12) 1.绪论 系统采用单片机STC89C52作为本设计的核心元件，在其基础上外围扩展芯片和外围电路，附加时钟电路，复位电路，键盘接口及LED显示器。键盘采用独立连接式。还有定时报警系统，即定时时间到，通过扬声器发出报警声，提示预先设定时间时间到，从而起到定时作用。 外围器件有LED显示驱动器及相应的显示数字电子钟设计与制作可采用单片机来完成。由于其功能的实现主要通过软件编程来完成,那么就降低了硬件电路的复杂性,而且其成本也有所降低,所以在该设计与制作中采用单片机STC89C52,它是低功耗、高性能的CMOS型8位单片机。片内带有8KB的Flash 存储器,且允许在系统内改写或用编程器编程。另外, STC89C52的指令系统和引脚与8051完全兼容,片内有512B的RAM、32条I/O口线、3个16位定时计数器、4个外部中断、一个7向量4级中断结构（兼容传统51的5向量2级中断结构）等。 在LED显示器中，分成静态显示和动态显示两类，在这个设计的最小系统中主要用了它的动态显示功能，动态显示器利用了人视觉的短暂停留，在数据的传输中是一个一个传输的，且先传输低位。 2.方案论证 单片机作为核心的控制元件，使得电路的可靠性比较高，功能也比较强大，而且可以随时的更新系统，进行不同状态的组合。 本系统采用单片机STC89C52作为本设计的核心元件，利用两个4位7段共阴LED作为显示器件。接入共阴LED显示器，可显示时，分钟，秒，单片机外围接有定时报警系统，定时时间到，蜂鸣器发出报警声，提示预先设定时间到。 电路由下列部分组成：时钟电路、复位电路、控制电路、LED显示、报警电路，芯片选用STC89C52单片机。 系统基本框图如图2.1所示： 单片机课程设计 频率计 总结报告 姓名：陈艺端 学号：08292003 班级：电气0809 所在组：陈艺端 白英杰 【实验准备】 在实验前，我通过上网、上图书馆查找了一些关于频率计的资料，结合单片机所学的中断和定时器的知识，并对电路板各个元器件、接线等的清楚认识，完成了对电路板仿真图的绘制，以及初步的程序，并实现了初步的仿真效果。 【设计内容】 设计一个频率计。 【设计要求】 分频段（高频、低频），在10k~20kHz范围做切换。 CPU为AT89S51，利用内部T0、T1的定时计数器或外部INT0中断功能来完成对输入的信号进行频率计数或脉宽计时，计数（计时）的频率结果通过6位七段LED数码管显示出来。 数字式频率计原理框图： 【设计方案】 一、实验原理： 1、测频方式 利用单片机计数器T0和定时器T1中断。定时器T1中断产生闸门时间，在闸门时间Ts内，用计数器记录输入脉冲的个数N，从而计算出被测频率Fx =N/Ts。 2、测周方式 利用单片机外部中断INT0和定时器T1中断。定时器T1中断产生时标信号Ts，用外部中断INT0控制定时器T1的计数，计算出在被测信号的一个周期内定时器T1计得的数N，从而计算出被测频率Fx =NTs。 二、电路结构： ① NE555构成多谐振荡器，产生频率可调的方波信号； ②74HC74里的一个D触发器连成计数器，用来对555产生的方波分频； ③74HC14非门做驱动，防止产生的信号不能驱动单片机的I/O口； ④方波信号连接在单片机的INT0和T0口上。 ⑤单片机的P1口做字位，连接74HC245驱动数码管的共阴端； ⑥P0口做字形，连接74HC573锁存器和74HC245驱动数码管的a~dp端。 三、测频测周转换的讨论以及试验参数： 1、测频方式和测周方式的转换频率 依要求来说在10kHz~20kHz之间做切换。 2、转换频率过程中产生的问题 当被测信号频率与转换频率非常接近，并且抖动时，容易产生两种方式一直跳变的现象，进入死循环，可以利用迟滞比较器的原理进行解决。通常将测频方式和测周方式的转换频率设为程序判断测频还是测周的比较点，但为避免在转换频率附近产生死循环，设置两个比较点，分别为f1和f2，从高频测频方式向低频测周方式变化时，比较点为f1，从低频测周方式向高频测频方式变化时，比较点为f2，使f1 课程设计报告 课程名称单片机原理及应用 设计题目电子琴的设计 专业班级自动化1142 姓名周太永 学号1104421242 指导教师蔡长青张卓 起止时间2014.6.23-2014.7.11 成绩评定 考核内容设计 表现 设计 报告 答辩 综合 评定 成绩 电气与信息学院 2013/2014学年第二学期 《单片机控制系统设计与调试》课程设计任务书 指导教师：蔡长青班级：自动化1141、2班 地点：机房、单片机实验室（实训中心415） 课程设计题目：基于单片机原理的电子琴设计 一、课程设计目的 1.灵活运用单片机的基础知识，依据课程设计内容，能够完成从硬件电路图设计， 到PCB制版，再到软件编程及系统调试实现系统功能，完成课程设计，加深对单片机基础知识的理解，并灵活运用，将各门知识综合应用。 2.能够上网查询器件资料，培养对新知识新技术的独立的学习能力和应用能力。 3.独立完成一个小的系统设计，从硬件设计到软件设计，增强分析问题、解决问 题的能力，为日后的毕业设计及科研工作奠定良好的基础。 二、课程设计内容（包括技术指标） 1.焊接。认真、仔细，避免缺焊、漏焊。 2.频率计算。会计算脉冲值与频率的关系。 3.工作过程。开机时，第一步是对定时器T0进行初始化，设定它的工作状态(对 于本系统将T0设定为工作方式0)；然后判断是否有键按下，如果没有按键按下，继续判断，如果有按键按下，则判断是哪个键按下；再根据按键的功能将计数初值装入定时器T0中中并启动T0，当T0定时完毕后，重新装入计数初值继续定时并将P3.3取反，再次定时完毕后再一次的装入计数初值 继续定时并将P3.3取反，一直循环此操作直到按键释放为止，按键释放后 停止T0工作并再次判断是否又有按键按下，并继续执行以前的过程。 三、时间安排 1．布置任务、查资料1天 2．硬件电路图设计及PCB制版3天 3．硬件电路图及PCB制版验收、电路板焊接1天 4．软件编程设计3天 5．系统调试3天 6．调试验收1天 7．完成设计报告3天 四、基本要求 1.画出硬件电路图，完成PCB制版； 2.画出软件流程图，编写程序（C51语言/汇编语言）； 3.完成系统调试； 4.提交设计报告。 单片机系统课程设计报告 专业：自动化 学生姓名： 学号： 指导教师： 完成日期：2011 年 3 月17 日 目录 1 设计任务和性能指标 (3) 1.1设计任务............................................................................ 错误！未定义书签。 2 设计方案 (4) 2.1任务分析 (4) 2.2方案设计 (4) 3 系统硬件设计 (5) 3.1时钟的电路设计 (5) 3.2复位电路设计 (5) 3.3灯控电路设计 (5) 3.4倒计时电路设计 (6) 3.5按键控制电路设计 (7) 4 系统软件设计 (8) 4.11秒定时 (8) 4.2定时程序流程 (8) 4.3交通灯的设计流程图 (9) 4.4定时器0与中断响应 (10) 5 仿真及性能分析 (10) 5.1仿真结果图 (11) 5.2仿真结果与分析 (12) 6 心得体会 (13) 参考文献 (14) 附录1 系统原理图 (15) 附录2 系统PCB图 .................................................................. 错误！未定义书签。附录3 程序清单 (17) 1.1设计任务 利用单片机完成交通信号灯控制器的设计，该交通信号灯控制器由一条主干道和一条支干道汇合成十字路口，在每个入口处设置红、绿、黄三色信号灯，红灯亮禁止通行，绿灯亮允许通行，黄灯亮则给行驶中的车辆有时间停在禁行线外。用红、绿、黄发光二极管作信号灯。如图5.1所示。设东西向为主干道，南北为支干道。 图5.1 交通灯示意图 1. 基本要求 （1） 主干道处于常允许通行的状态，支干道有车来时才允许通行。主干 道亮绿灯时，支干道亮红灯；支干道亮绿灯时，主干道亮红灯。 （2） 主、支干道均有车时，两者交替允许通行，主干道每次放行30秒， 支干道每次放行20秒，设立30秒、20秒计时、显示电路。 （3） 在每次由绿灯亮到红灯亮的转换过程中，要亮5秒黄灯作为过渡。 黄灯亮时，原红灯按1Hz 的频率闪烁。 （4） 要求主支干道通行时间及黄灯亮的时间均可在0～99秒内任意设置。 2. 选做 （1） 可设置紧急按钮，在出现紧急情况时可由交警手动实现全路口车辆 禁行而行人通行状态，即主干道和支干道均为红灯亮。 （2） 实现绿波带。所谓‘绿波带’，是指在一定路段，只要按照规定时速， 就能一路绿灯畅行无阻。“绿波带”将根据道路车辆行驶的速度和路口间的距离，自动设置信号灯的点亮时间差，以保证车辆从遇到第一个绿灯开始，只要按照规定速度行驶，之后遇到的信号灯将全是绿灯。 南 北 东 西 51单片机课程设计报告 学院： 专业班级： 姓名： 指导教师： 设计时间： 51单片机课程设计 一、设计任务与要求 1.任务：制作并调试51单片机学习板 2.要求： （1）了解并能识别学习板上的各种元器件，会读元器件标示； （2）会看电路原理图； （3）制作51单片机学习板； （4）学会使用Keil C软件下载调试程序； 用调试程序将51单片机学习板调试成功。 二、总原理图及元器件清单 1．总原理图 2．元件清单 三、模块电路分析 1. 最小系统： 单片机最小系统电路分为振荡电路和复位电路， 振荡电路选用12MHz 高精度晶振, 振荡电容选用22p和30p 独石电容; 图 1 图 2 复位电路使用RC 电路，使用普通的电解电容与金属膜电阻即可； 图 3 当单片机上电瞬间由于电容电压不能突变会使电容两边的电位相同，此时RST 为高电平，之后随着时间推移电源负极通过电阻对电容放电，放完电时RST 为低电平。正常工作为低电平，高电平复位。 2. 显示模块： 分析发光二极管显示电路： 图 4 发光二极管显示电路分析:它是半导体二极管的一种,可以把电能转化成光能,常简写为 LED。发光二极管与普通二极管一样是由一个PN结组成,也具有单向导电性。当给发光二极管加上正向电压后,产生自发辐射的荧光。图中一共有五个发光二极管其中一个为电源指示灯,当学习板通电时会发光以指示状态。其余四个为功能状态指示灯,实际作用与学习板有关 分析数码管显示电路 图 5 数码管显示电路分析:数码管按段数分为七段数码管和八段数码管,图中所用为八段数码管(比七段管多了一个小数点显示位),按发光二极管单元连接方式分为共阳极数码管和共阴极数码管。共阳数码管是指将所有发光二极管的阳极接到一起形成公共阳极(COM)的数码管.共阴数码管是指将所有发光二极管的阴极接到一起形成公共阴极(COM)的数码管。数码管主要用来显示经电路板处理后的程序的运行结果。图中使用了八个八段数码管,可以显示八个0-15的数字。使用数码管可以直观的得到程序运行所显示的结果.也可以显示预置在学习板上的程序,主要通过16个开关来控制。 四、硬件调试 1、是否短路 用万用表检查P2两端是短路。电阻为0，则短路，电阻为一适值，电路正常。 2、焊接顺序 焊接的顺序很重要，按功能划分的器件进行焊接，顺序是功能部件的焊接--调试--另一功能部件的焊接，这样容易找到问题的所在。 3、器件功能 1）检查原理图连接是否正确 2）检查原理图与PCB图是否一致 3）检查原理图与器件的DATASHEET上引脚是否一致 4）用万用表检查是否有虚焊，引脚短路现象 5）查询器件的DATASHEET，分析一下时序是否一致，同时分析一下命令字是否正确 6）通过示波器对芯片各个引脚进行检查，检查地址线是否有信号的 7）飞线。用别的的口线进行控制，看看能不能对其进行正常操作，多试验，才能找到问题出现在什么地方。 1、详细描述硬件安装过程中出现的故障现象，并作故障分析，及解决方法。 六、软件调试 安康学院单片机课程设计报告书 课题名称：简易秒表设计 姓名：李岩 学号：2012020134 院系：电子与信息工程系 专业：电子信息工程 指导教师： 时间：2015年1月 课程设计项目成绩评定表设计项目成绩评定表 课程设计报告书目录 设计报告书目录 一、设计目的 (1) 二、设计思路 (1) 三、设计过程 (1) 3.1、系统总体方案 (1) 3.2、模块电路设计 (1) 四、系统调试与结果 (3) 五、主要元器件与设备 (3) 六、课程设计体会与建议 (3) 6.1、设计体会 (3) 6.2、设计建议 (3) 七、参考文献 (4) 一、设计目的 1、熟悉单片机定时计数器的工作原理 2、掌握C51语言编程方法。 3、熟悉数码管显示原理 4、熟悉按键工作原理。 二、设计思路 1、设计数码管显示电路。 2、设计按键电路。 三、设计过程 3.1、系统总体方案 数字抢答器总体方框图如图1所示。 其工作原理为：接通电源后，主持人将开关拨到“清除”状态，抢答器处于禁止状态，编号显示器灭灯，定时器显示设定时间；主持人将开关置于“开始”状态，宣布“开始”抢答器工作。定时器倒计时，扬声器给出声响提示。选手在定时时间内抢答时，抢答器完成：优先判断、编号锁存、编号显示、扬声器提示。当一轮抢答之后，定时器停止、禁止二次抢答、定时器显示剩余时间。如果再次抢答必须由主持人再次操作“清除”和“开始”状态开关。 3.2、模块电路设计 抢答器电路如图2所示。 图2 数字抢答器电路 该电路完成两个功能：一是分辨出选手按键的先后，并锁存优先抢答者的编号，同时译码显示电路显示编号；二是禁止其他选手按键操作无效。 工作过程：开关S置于“清除”端时，RS触发器的R端均为０，4个触发器输出置０，使74LS148的ST＝０，使之处于工作状态。当开关S置于“开始”时， 单片机原理及系统课程设计 专业：自动控制 班级：动1001 姓名：武明强 学号： 201008430 指导教师： 兰州交通大学自动化与电气工程学院 基于单片机的数字电压表设计 一、 引言 数字电压表（Digital V oltmeter ）简称DVM ，它是采用数字化测量技术，把连续的模拟量（直流输入电压）转换成不连续、离散的数字形式并加以显示的仪表。目前，由各种单片A/D 转换器构成的数字电压表，已被广泛用于电子及电工测量、工业自动化仪表、自动测试系统等领域，显示出强大的生命力。与此同时，由DVM 扩展而成的各种通用及专用数字仪器仪表，也把电量及非电量测量技术提高到崭新水平。 二、 设计方案及原理 2.1 设计要求 以单片机为核心，设计一个数字电压表。采用中断方式，对2路0～5V 的模拟电压进行循环采集，采集的数据送LED 显示，并存入内存。超过界限时指示灯闪烁。 2.2 设计思路 本题目本质上是以单片机为控制器，ADC0809为ADC 器件的AD 转换电路，设计要求的电压显示，是对ADC 采集所得信号的进一步处理。 为得到可读的电压值，需根据ADC 的原理，对采集所得的信号进行计算，并显示在LED 上。本项目中ADC0809的参考电压为+5V ，根据定义，采集所得的二进制信号data 所指代的电压值为: 而若将其显示到小数点后两位，不考虑小数点的存在（将其乘以100），其计算的数值为： 将小数点显示在第二位数码管上，即为实际的电压 2.3 数字电压表原理 数字电压表的基本工作原理是利用A/D 转换电路将待测的模拟信号转换成数字信号，通过相应换算后将测试结果以数字形式显示出来的一种电压表。较之于一般的模拟电压表，数字电压表具有精度高、测量准确、读数直观、使用方便等优点。 电压表的数字化测量，关键在于如何把随时连续变化的模拟量转化成数字量， V 5256 data ?V 1.96data V 5256 100data ?≈?? 这里可以加学校LOGAL 单片机课程设计报告 院系：12级物信系 班别：光信息科学与技术7班 课程名称：秒表设计 姓名：龚俊才欧一景 学号：1210407033 1210407041 指导老师：张涛 2011.12.23 目录 1课程设计的目的和任务 1.1 单片机秒表课程设计的概述 1.2课程设计思路及描述 1.3 课程设计任务和要求 2硬件与软件的设计流程 2.1系统硬件方案设计 2.2软件方案设计 3 程序编写流程及课程设计效果3.1源程序及注释 3.2原理图分析 3.3课程设计效果 4 心得体会 5 相关查阅资料 1. 课程设计的目的和任务 1.1单片机秒表课程设计的概述 一、课程设计题目 秒表系统设计——用STC89C52RC设计一个4位LED数码显示“秒表”，显示时间为 00.00~99.99秒，每10毫秒自动加一，每1000毫秒自动加一秒。 二、增加功能 增加一个“复位”按键（即清零），一个“暂停”和“开始”按键。 三、课程设计的难点 单片机电子秒表需要解决三个主要问题，一是有关单片机定时器的使用；二是如何实现LED 的动态扫描显示；三是如何对键盘输入进行编程。 四、课程设计内容提要 本课程利用单片机的定时器/计数器定时和记数的原理，结合集成电路芯片8051、LED数码管以及课程箱上的按键来设计计时器。将软、硬件有机地结合起来，使得系统能够正确地进行计时，数码管能够正确地显示时间。其中本课程设计有两个开关按键：其中key1按键按下去时开始计时，即秒表开始键(同时也用作暂停键)，key2按键按下去时数码管清零，复位为“00.00”. 五、课程设计的意义 1)通过本次课程设计加深对单片机课程的全面认识复习和掌握，对单片机课程的应用进一步 的了解。 2)掌握定时器、外部中断的设置和编程原理。 3)通过此次课程设计能够将单片机软硬件结合起来，对程序进行编辑，校验。 4)该课程通过单片机的定时器/计数器定时和计数原理，设计简单的计时器系统，拥有正确的 计时、暂停、清零，并同时可以用数码管显示，在现实生活中应用广泛，具有现实意义 六、课程设计仪器 a) 集成电路芯片8051，七段数码管，89C51单片机开发板 b) MCS-51系列单片机微机仿真课程系统中的软件（Keil uvision2）。 . .. . .. .. 西南科技大学 2011级微机原理与接口技术 课程设计报告 课题名称微机原理与接口技术 姓名 学号 院、系、部制造科学与工程学院 专业 指导教师 2014年月日 目录 一、绪言 (1) 二、系统设计 (1) 2.1系统整体流程图 (1) 2.2日历时钟的控制方案论证 (1) 2.3单片机的选择方案论证 (2) 2.4键盘选择方案论证 (2) 2.5显示模块的选择方案论证 (2) 2.6模块的选择方案论证 (2) 三、硬件电路设计 (2) 3.1日历时钟的控制电路图 (2) 3.2行列式键盘的设计 (3) 3.3数码管显示电路的设计 (3) 3.4蜂鸣器驱动电路的设计 (4) 3.5主要元器件选择 (4) 四、程序流程图 (5) 五、c语言程序设计 (5) 六、日历时钟的控制器仿真 (19) 6.1K e i l调试 (19) 6.2P r o t e u s调试 (19) 七、结束语 (20) 八、参考文献 (21) 1、绪言 近年来随着科技的飞速发展，单片机的应用正在不断地走向深入，同时带动传统控制检测日新月异更新。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，仅单片机方面知识是不够的，还应根据具体硬件结构，以及针对具体应用对象特点的软件结合，加以完善。电子时钟是现代社会中的主要计时工具之一，广泛应用于手机，电脑，汽车等社会生活需要的各个方面，及对时间有要求的场合。本设计采用AT89C51单片机作为主要核心部件，附以上电复位电路，时钟电路及按键调时电路组成。数字钟已成为人们日常生活中：必不可少的必需品，广泛用于个人家庭以及车站、码头、剧场、办公室等公共场所，给人们的生活、学习、工作、娱乐带来极大的方便。由于数字集成电路技术的发展和采用了先进的石英技术，使数字钟具有走时准确、性能稳定、携带方便等优点，它还用于计时、自动报时及自动控制等各个领域。 目录 第一部分设计任务和要求 1.1单片机课程设计内 容 (2) 1.2单片机课程设计要求………………………………………………… 2 1.3系统运行流程………………………………………………………… 2 第二部分设计方案 2.1 总体设计方案说明 (2) 2.2 系统方框图 (3) 2.3 系统流程图 (3) 第三部分主要器材及基本简介 3.1 主要器材 (4) 3.2 主要器材简介 (4) 第四部分系统硬件设计 4.1 最小系统 (6) 4.2 LCD显示电路 (6) 4.3 键盘输入电路 (7) 4.4 蜂鸣器和LED灯电路 (7) 第五部分仿真电路图与仿真结果 (8) 第六部分课程设计总结 (8) 第七部分参考文献 (9) 附录A 实物图 附录B 系统源程序 第一部分设计任务和要求 1.1 单片机课程设计内容 利用STC89C51单片机和LCD1602电子显示屏实现电子时钟，可由按键进行调时和12/24小时切换。 1.2 单片机课程设计要求 1．能实现年、月、日、星期、时、分、秒的显示； 2．能实现调时功能； 3．能实现12/24小时制切换； 4．能实现8：00—22：00整点报时功能。 1.3 系统运行流程 程序首先进行初始化，在主程序的循环程序中首先调用数据处理程序，然后调用显示程序，在判断是否有按键按下。若有按键按下则转到相应的功能程序执行，没有按键按下则调用时间程序。若没到则循环执行。计时中断服务程序完成秒的计时及向分钟、小时的进位和星期、年、月、日的进位。调时闪烁中断服务程序 用于被调单元的闪烁显示。调时程序用于调整分钟、小时、星期、日、月、年，主要由主函数组成通过对相关子程序的调用，如图所示。实现了对时间的设置和修改、LCD显示数值等主要功能。相关的调整是靠对功能键的判断来实现的。第二部分设计方案 2.1 总体设计方案说明 1．程序设计及调试 根据单片机课程设计内容和要求，完成Protues仿真电路的设计和用Keil软件编写程序，并进行仿真模拟调试。 2．硬件焊接及调试 根据仿真电路图完成电路板的焊接，并进行软、硬件的调试，只到达到预期目的。3．后期处理 对设计过程进行总结，完成设计报告。 2.2 单片机系统方框图 课程设计报告（2010— 2011学年第 2 学期） 课程名称：单片机课程设计 班级： 学号： 姓名： 指导教师： 2011年 03月 三、过程（如实际程序开发、电子制作，详细说明有关原理、开发过程、调试过程、结果） 交通灯： (一)、功能描述： 这是一个交通灯模拟系统，每组有绿，红，黄色3支共两组发光二极管表示交通信 号灯，数码管2只共两组以递减的方式表示各色信号灯的时间。在双干线路口上，交通 信号灯的变化是定时的。初始时间设定为红灯30秒，绿灯25秒，黄灯5秒，在此基础 上可通过按键修改红绿灯的时间。 (二)、硬件部分： 电源模块： 1、模块功能简介：此模块为整个系统提供稳定的5V电压。 2、电路图： 3、所用芯片介绍： LM2576系列开关稳压集成电路是线性三端稳压器件的替代品，它具有可靠的工作性能、较高的工作效率和较强的输出电流驱动能力，从而为MCU的稳定、可靠工作提供了强有力的保证。 主要特性：最大输出电流：3A；最高输入电压：LM2576为40V，LM2576HV为60V；输出电压：3.3V、5V、12V、15V和ADJ（可调）等可选；振动频率：52kHz；转换效率：75%～88%（不同电压输出时的效率不同）。 单片机最小系统模块： 1、模块功能介绍：本系统包括时钟电路和复位电路。本课程设计采用的单片机是SST89E58，晶振采用12MHz。 2、电路图： 以上电路包括时钟电路和复位电路。 时钟电路是由振荡电路和分频电路组成，其中振荡电路是由反相器以及并联外接的石英晶体和电容构成，用于产生振荡脉冲；分频电路则用于把振荡脉冲分频，以得到所需要的时钟信号。晶振采用12MHz。 复位电路是采用的按键电平复位，通过使复位端经电阻与VCC电源接通而实现的。 3、所用芯片介绍： SST89E58是通用的8位系列兼容微处理器，工作电压在4.5V和5.5V之间；部RAM 共有1KB；4个8位并行双向I/O口(32个I/O引脚)；有4个中断源(2个定时器中断和2个外部中断)；采用40引脚双列直插式的封装形式。 课程设计报告 系（部）：专业班级： 学生姓名：学号： 课程：微处理器与接口技术课程设计 设计题目：简易交通灯 完成日期2016 年11 月05 日 指导教师评语： ___________________________________________________ ___________________________________________________ ___________________________________________________ ___________________________________________________ 成绩（五级记分制）： 指导教师（签字）：_____________________ 桂林航天工业学院课程设计任务书设计题目6：简易交通灯 系（部）分管领导：教研室主任：指导教师： 2015年7 月 5 日 交通在人们的日常生活中占有重要的地位，随着人们社会活动的日益频繁，这点更是体现的淋漓尽致，交通信号灯的出现，使交通得以有效管制，对于疏导交通流量、提高道路通行能力，减少交通事故有明显效果。本文基于单片机STC89C52RC为中心器件机设计了一个简易交通灯，该系统的主要功能含十字路口交通灯的状态显示以及倒计时。本设计系统由单片机I/O口扩展系统、交通灯状态显示系统、LED数码显示系统、复位电路等几大部分组成。系统除基本的交通灯功能外，还具有倒计时功能，具有系统实用性强、操作简单、扩展性强等特点并较好的模拟实现了十字路口可能出现的状况。软件上采用C语言编程，主要编写了主程序，中断程序，LED数码管显示程序。 关键字：交通灯；STC89C52RC；数码管显示 单片机电子时钟 摘要：在日常生活中，电子时钟与我们密切相关，在很多地方都会用到电子时钟。除了专用的时钟、计时显示牌外，许多应用系统常常也带有实时时钟显示，如各种智能化仪器仪表、工业过程控制系统以及家用电器等。实现电子时钟的方法有多种，通过前面我们对单片机基本理论及相关知识的学习，在这里，要求用单片机为主控制芯片设计一简单的单片机电子时钟。近年来随着计算机在社会领域的渗透和大规模集成电路的发展，单片机的应用正在不断地走向深入，由于它具有功能强，体积小，功耗低，价格便宜，工作可靠，使用方便等特点，因此特别适合于与控制有关的系统，越来越广泛地应用于自动控制，智能化仪器，仪表，数据采集，军工产品以及家用电器等各个领域，单片机往往是作为一个核心部件来使用，在根据具体硬件结构，以及针对具体应用对象特点的软件结合，以作完善。 关键词：电子时钟；单片机；计时 SCM Electronic Clock Abstract:In our daily life, the electronic clock is closely related to the electronic clock which will be used in many places. In addition to a dedicated clock, timing licenses, there are many applications which often with real-time clock display, such as a variety of intelligent instrumentation, industrial process control systems and home appliances. There are many ways to realize the Electronic clock, through the front of learning our SCM basic theory and related knowledge, here, the microcontroller-based control chip design a simple single-chip electronic clock. With the development of computer penetration in the social field and LSI in recent years, the using of microcontroller applications is constantly go deeper, because it has the features of a small size, low power consumption, cheap, reliable, easy to use. Therefore it is particularly suitable for the control of the system, more and more widely used in automatic control, Intelligent instruments, data acquisition, and military products and home appliances, SCM often used as a core component in the structure, according to the specific hardware and software for application-specific object characteristics combined to make perfect. Keywords:electronic clock; microcontroller; timing单片机作品设计报告
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