学号： 0000000
XXX大学
毕业设计（论文）
（2012届）
题目基于单片机的液位控制器的设计
学生 XXX
学院 XXXXX学院专业班级 XXXX
校内指导教师 XXXX 专业技术职务 XXX
校外指导老师 XXX 专业技术职务 XXXXX
二○一二年五月
基于单片机的液位控制器的设计
摘要：在日常生活中的很多地方需要液位控制，一个性能良好的液位控制系统可以给生活带来很多方便，设计出一个优良的液位控制系统具有极其重要的意义。
该系统以STC89C52单片机作为核心控制器实现具有液位检测、显示、控制和报警功能的家庭水箱液位控制器。系统采用MPS20N0020D-S型液压传感器检测液位，用三个按键来实现水位设定，用五个7段LED数码管来完成显示部分，用PWM方法控制水流速度。软件部分使用C语言作程序开发，易于编写和升级维护，使得作品性能更优良。
本设计采用单片机作中央处理单元，易于实现水箱液位的控制，而且有造价低、程序易于调试、一部分出现故障不会影响其他部分的工作、维修方便等优点。具有非常高的使用价值和良好的市场前景。
关键词：STC89C52单片机；液位控制；显示；报警；PWM方法
\
The design of water level controller based on single chip
microcomputer
Abstract：A water level control system is in need in many aspect of our daily life. Lots of convenience will be brought to life by an excellent water level control system, and it makes a significant sense to design an excellent water level control system.
The household water tank control system is based on the STC89C52 MCU and includes the functions of water level detection , control and exception alarm. This system contains five parts as follow: the detection of water level, the user operating keys, the control of water level, status display and exception alarm. The hydraulic pressure sensor is used for water level detection. Three keys can meet the operating need and five 7-segment LED display device are used for status display. The speed of water in and out can be controlled by PWM method. The C programming language is used in this software development, which is good for programming and software update. It contributes much to an excellent work.
The use of MCU makes the control more easily. What is more, low cost , reliable, easily for device programming and convenienced for fixing are the advantages of this system. It’s very useful and has a promising market value.
key words: STC89C52 MCU, water level control, status display, alarm, PWM method
目录
摘要 (Ⅰ)
目录 (Ⅲ)
1引言 (1)
1.1课题研究意义及国内外研究状况 (1)
1.2主要研究内容 (2)
1.3方案论证 (2)
1.4总体设计 (4)
1.5本章小结 (4)
2系统硬件设计 (5)
2.1单片机最小系统 (5)
2.1.1 STC89C52单片机功能简介 (5)
2.1.2晶振电路 (8)
2.1.3复位电路 (8)
2.2水位检测电路设计 (8)
2.2.1信号采集电路设计 (9)
2.2.2信号调理电路设计 (10)
2.2.3接口电路设计 (13)
2.3人机接口电路设计 (16)
2.3.1数码管显示电路设计 (16)
2.3.2键盘电路设计 (18)
2.4执行单元电路设计 (18)
2.4.1TIP122达林顿管 (19)
2.4.2水阀驱动电路的设计 (19)
2.5电源电路设计 (20)
2.6本章小结 (20)
3系统软件设计 (21)
3.1系统软件编译开发环境 (21)
3.2主程序流程图 (21)
3.3初始化子程序设计 (22)
3.4显示子程序 (23)
3.5A/D数据采集子程序 (24)
3.6液位超限、水阀异常报警子程序 (25)
3.7按键检测子程序 (26)
3.8水阀开度控制方法的设计与编程 (27)
3.8.1水阀电感线圈电流与PWM 波占空比的关系 (27)
3.8.2PWM脉冲输出的程序设计 (29)
3.9本章小结 (30)
4 系统仿真及调试 (31)
4.1系统仿真及分析 (31)
4.2实物软、硬件调试及分析 (32)
4.3本章小结 (34)
总结 (35)
参考文献 (36)
致谢 (37)
附录一电路原理图 (38)
附录二 PCB布线图 (39)
附录三实物图 (40)
附录四系统程序代码 (41)
XXX大学本科生毕业设计（论文）
1引言
1.1课题研究意义及国内外研究状况
在日常生活中，存在很多需进行液位控制的地方。如家庭蓄水池、热水器水箱、饮水机和热水储蓄箱等等。传统的液位控制多采用包含手动控制方式的单回路控制，同时采用传统的指针式机械仪表来显示液位的当前值。这种液位控制在生产中一直占有主导地位，但随着生活水平的不断提高，人们对水箱液位控制系统提出了更高的要求，不仅要求有更直观、准确、稳定的液位控制系统，同时还要求在价格和人性化方面有所突破，这就要求我们开发新型既实用又价廉的液位控制系统。随着新型电子技术和计算机技术的广泛应用与普及，单片机控制系统以其控制精度高、性能稳定可靠、设置操作方便、造价低等特点被应用到液位系统的控制中来，同时该控制系统可以设计数字显示部分，增强了系统的可视性。基于上述特点，本文设计了以单片机为控制核心的多功能液位控制系统，它完成对整个系统的液位的控制及显示功能。开发出低成本、智能化的水箱液位控制器必定会受到广大消费者的欢迎[1]。同时，将该作品中使用到的控制方法加以延伸，应用到工业生产控制中去，会使生产提高效率、降低成本、使企业获得利润的增值。因此，对低成本、智能化的水箱液位控制系统的研究具有极其重要的意义。
近几十年来，控制系统己被广泛使用，在研究和发展上也己趋于完备，控制的概念更是应用在许多生活周围的事物，液位控制系统已经是一般工业界所不可缺少的，例如蓄水槽、污水处理厂等都需要液位的控制。使用液位控制系统来自动维持液位高度，工作人员可以轻易在操作室获如某个设备的储水状况，大大减低工作人员工作的危险性，同时更提高了工作的效率及简便性[2]。
近年来液位控制系统取得了很大的进步，出现了许多新型的液位控制仪，如超声波液位计、雷达液位计、光电液位开关等，这些控制器的出现大大提高了控制系统的精度，实现了控制系统的丰富多样性。
在自动控制理论和设计方法发展的推动下，国外液位控制系统发展迅速，美国、德国、日本等技术领先国家，生产开发出一系列性能优异、实用性强的液位控制器以及相应的仪器仪表，并广泛应用于生产生活的各个领域。这些先进的控制器不仅能实现各种复杂环境下的液位控制系统的控制，而且运用先进的算法，采用自适应控制、自校正控制、模糊控制、人工智能及计算机技术，使液位控制器的适用范围更加广。
反观我国，虽然液位控制系统在国内生产生活的应用十分广泛，但国内的液位控制器的发展水平仍然不如先进国家，差距仍然很大。国内液位控制器仍以常规的PID控制器为主，无法适于滞后、复杂、时变的液位系统控制。智能化、自适应的控制系统，国内还没有相关的成熟技术。我国相关控制器大量依靠国外的成熟技术，这些都是必须正视的现实。所以，发展先进的液位控制技术是我们必须重视的趋势。
随着科学技术的不断发展，人们对液位控制系统的要求越来越高，特别是高精度、智能化、人性化的液位控制系统是国内外液位控制系统发展的必然趋势。
1.2主要研究内容
目标：设计一个基于单片机的液位控制器。通过对液位的检测，能将水箱中的液位控制在设定的范围内，并且当液位过高或者过低时能对水阀进行控制。
研究内容：详细分析课题任务，设计电源电路，键盘电路，单片机系统，显示电路，执行器电路，报警电路，复位电路，时钟电路，A/D转换电路等系统。然后根据课题任务的要求设计出实现控制任务的硬件原理图和软件，并进行仿真调试。
技术要求：
（1）能在10CM－40CM范围内任务设定贮水水箱的上下水位，当水位下降到设定水位时进水阀自动起动工作，给水箱补水；当水箱水位上涨到设定水位的高度时，进水阀能自动停止，停止供水。
（2）能设定报警的液位上下限值，当水箱水位降到或升到设定的报警水位时，能发出声光报警。同时，能起动进水阀或排水阀进行自动调节。
（3）用LED显示器件显示水位高度，分辨小于等于1CM。
（4）当进、排水阀工作时如果无进水或水箱液位不变化报警。
（5）对水位的控制可以采用自动控制和手动控制两种。
1.3方案论证
（1）液位测量方案的选择
水箱液位的测量方式有多种，经过查阅相关资料，大致实现方式如下所述。
方案一：采用超声波模块实现水位的精确测量。
采用超声波模块测量的原理为：从超声波发生器发出超声波开始计时，超声波碰到水面后反射会来，由超声波接收传感器采集，接收到反射回来的时候停止计时，用声速乘以所记时间的一半就可以计算出水位的高度。超声波模块测距有很多优点，测量范围为2cm——4m；精确度为1cm，可以非常精确地测量出液位高度；温度特性非常好，几乎不受温度的影响；由于水位高度不会影响到超声波模块的元器件，所以线性度非常好；它是数字器件，操作简单等等。但是超声波模块价格昂贵，不适合投入到生产中去，故将其舍弃。
方案二：采用镍铬合金金属棒实现液位的检测。
方法如图1.1所示，将两根镍铬合金金属棒平行竖直悬挂在水箱中，金属棒相互分离，顶端引出两根导线和信号调理电路相连。其工作原理为，液面以下的金属棒相当于有一个固定阻值的电阻将它们相连，该电阻是由水产生的，露出水面的部分会随着水位发生变化，从而改变接入放大电路的电阻，完成液位的检测。由于镍铬合金电阻率较高，所以微小的液位变化会引起较大的电阻值的变化，提高了传感器的灵敏度。优点为，线性度好，温度特性好，材料便宜，制作生产简单。缺点为，由于水中含有杂质，水的阻值是不确定的、可变的，因而将影响精确度，故不采用此方法。
E-1
(a) 原理图（b）等效电路图
图1.1 镍铬探针式液位检测器的结构
方案三：采用水下压强传感器实现水位数据的采集。
水下压强传感器放置于水箱底部，随着水位的变化底部压强相应变化，压力元件将压强信号转换成电信号，再由AD转换芯片转换成数字量传进单片机。它的优点有：测量范围为0.05m——20m，量程宽；体积小，安装方便；寿命长、可靠性高、操作简单；精度高等特点，故采用此方案进行设计。
（2）液位检测单元信号调理电路信号放大器件的选择
微弱电压信号放大器要满足以下几个条件：a）放大器输入阻抗要足够大，即Ri要远远大于Rf，Ri表示运放输入阻抗，Rf表示反馈电阻。b)噪声和漂移要小于被测信号电流，即信噪比要高，否则输出的噪声电压或漂移电压将使输出的信号电压淹没或使输出信号难以辨别。c)偏置电流Ib足够小；失调电压V os要足够小；温漂及噪声系数要尽量小。d)电路设计工艺：引线合理、屏蔽密封、电源及接地。
经查阅各方面资料，本设计选用OP07A运放作为信号放大元件。
（3）主控制器的选择
由于本设计对采样数据的处理速度和对执行单元的控制速度要求不高，可以选用廉价的低速中央处理器，方案有：
方案一：采用TI公司的MSP430F149。
优点：该芯片为16位机器，是TI公司推出的低功耗产品。有片上的12位A/D模块，可以直接使用，精度高、采样速度快可用于高精度的数据采样场合。该芯片资源丰富，方便开发和功能扩展。
缺点：该芯片为贴片式封装，会提高线路板的制作的成本，且价格比较昂贵，其中的许多资源对于本设计而言会应用不上，造成资源的浪费，致使生产的产品无法以价格优势走出市场。
方案二：采用STC89C52芯片。
优点：该芯片片上有外部中断资源、定时器资源、4组IO口已经可以满足设计的需要，且它的售价低廉应用广泛、可靠性较高，为DIP40封装，PCB板制造简单，完全可以应用于本设计。
缺点：芯片上没有A/D模块，需要外部扩展A/D转换器，功耗稍大。
通过以上比较，虽然STC89C52芯片功耗稍大，但是本设计是为家用设备设计的，这点稍大的功率显得无足挂齿，经实际计算比较，总体上采用STC89C52芯片会降低生产
的成本，故本设计选用方案二的STC89C52芯片作为中央处理芯片。
（4）末级执行单元的方案选择
方案一：采用继电器控制水阀的通断。
优点：电路简单，元件寿命长，较为可靠，造价低廉。
缺点：致使控制精度降低。
方案二：用PWM方法通过晶闸管控制水阀的开度大小。
优点：能实现精确控制，反应速度快。
缺点：执行单元电路复杂，元器件发热增加功耗，生产成本会稍微升高。
通过以上方案的论证，选用方案二会很好地提高系统的性能，故采用方案二作为本次设计的执行单元设计方案。
1.4 总体设计
如图1.2所示，电源部分可以采用线性变压器或者开关电源实现，经过整流滤波之后输出DC 12V电压，它直接供给末级水阀驱动电路。从DC 12V经LM7805降压之后
获得DC 5V电源，供给单片机和信号采集电路工作电压。
信号采集电路的温度传感器和液位传感器分别接入ADC0809的通道0和通道1，经ADC0809数模转换后的数据传入P1口。而由于传感器的输出信号比较微弱，须与信号调
理电路放置在一起，以减少环境噪声干扰[3]。
图
显示部分的LED数码管和P0口相接。由于P0口的拉电流能力有限，必须在P0口接上拉电阻才能使数码管正常工作。
按键有P3.3引脚中断输入实现。这样可以提高按键的反应灵敏度，对比查询的方法效率较高。
水阀是靠IO口输出矩形波的PWM方法，再通过驱动器件控制水阀的开度大小，控制
水阀的水流速度。
图1.2系统功能模块框图
1.5 本章小结
本章主要介绍了水箱液位控制系统的设计背景、发展趋势和设计意义，以及根据任
务书的设计要求，确定了各模块设计方案和最终的总体设计方案。
2系统硬件设计
这里将对单片机最小系统、数据采集电路、人机接口电路和电源电路的硬件设计作详细的论述。最小系统目的在于能开机正常启动，且具有按键复位功能；数据采集电路将完成水位数据的采集任务并进行信号调理和模数转换；人机接口电路利用显示和键盘实现与系统交互控制的功能；电源电路将提供系统正常工作所需的稳定电压。
2.1 单片机最小系统
单片机最小系统是单片机能上电正常运行的硬件系统，由核心单片机和外围的晶振电路、上电复位电路构成。单片机是将微处理器、存储器和外围设备集成到一块芯片上形成的。单片机可以装入到各种智能化产品之中，所以又称嵌入式微控制器，它将在控制领域大显身手。此外，单片机还是一种集成电路，可以构成各种各样的应用系统，从微型、小型到中型、大型都可，52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，STC89C52是52系列的一种也是如今使用较多的一种[4]。所以在设计中选择STC89C52。
2.1.1 STC89C52单片机功能简介
STC89C52是INTEL公司MCS-51系列单片机中基本的产品，它采用宏晶科技公司可靠的CMOS工艺技术制造的高性能8位单片机，属于标准的MCS-51的HCMOS产品。它结合了CMOS的高速和高密度技术及CMOS的低功耗特征，它基于标准的MCS-51单片机体系结构和指令系统，属于89C51增强型单片机版本，集成了时钟输出和向上或向下计数器等更多的功能，适合于类似马达控制等应用场合。STC89C52具有的片上资源简介：（1）STC89C52功能引脚分析
STC89C52单片机有40个引脚，采用双列直插（DIP）方式封装，其引脚图如图2.1所示。
2.1 STC89C52管脚分布
STC89C52单片机的40个管脚中有2个专用于电源的引脚。2个外接晶振的引脚，4个控制或与其它电源复用的引脚，以及32条输入输出I/O引脚。按引脚功能分为4个部分叙述各引脚的功能。
a)主电源引脚Vcc和Vss
VCC（40脚）: +5V主电源正端 Vss（20脚）：+5V主电源地端
b)外接晶振引脚XTAL1和XTAL2
XTAL1（19脚）:接外部晶体的一端。在片内它是振荡电路反相放大器的输入端。在采用外部时钟时，对于HMOS单片机，该端引脚必须接地；对于CHMOS单片机，此引脚作为驱动端。
XTAL2（18脚）: 接外部晶振的另一端。在片内它是一个振荡电路反相放大器的输出端，振荡电路的频率是晶体振荡频率。若需采用外部时钟电路，对于HMOS单片机，该引脚输入外部时钟脉冲；对于CHMOS单片机，此引脚应悬浮。
c)控制信号或与其它电源复用引脚
RST（9脚）: 单片机刚接上电源时，其内部各寄存器处于随机状态，在该脚输入24个时钟周期宽度以上的高电平将使单片机复位（RESET）。
PSEN（29脚）: 在访问片外程序存储器时，此端输出负脉冲作为存储器读选通信号。CPU在向片外存储器取指令期间，PSEN信号在12个时钟周期中两次生效。不过，在访问片外数据存储器时，这两次有效PSEN信号不出现。PSEN端同样可驱动8个LSTTL负载。我们根据PSEN、ALE和XTAL2输出端是否有信号输出，可以判别89C52是否在工作。
ALE/PROG（30脚）:在访问片外程序存储器时，此端输出负脉冲作为存储器读选通信号。CPU在向片外存储器取指令期间，PSEN信号在12个时钟周期中两次生效。不过，在访问片外数据存储器时，这两次有效PSEN信号不出现。PSEN端同样可驱动8个LSTTL 负载。我们根据PSEN、ALE和XTAL2输出端是否有信号输出，可以判别80C51是否在工作。
EA/VPP（31脚）: 当EA端输入高电平时，CPU从片内程序存储器地址0000H单元开始执行程序。当地址超出4KB时，将自动执行片外程序存储器的程序。当EA输入低电平时，CPU仅访问片外程序存储器。在对87C51EPROM编程时，此引脚用于施加编程电压VPP。
d)输入/输出引脚P0口、P1口、P2口及P3口
P0口（32-39脚）：P0口是一个漏极开路的8位准双向I／0口。作为漏极开路的输出端口，每位能驱动8个LS型TTL负载。P0口有三个功能：①外部扩充存储器时,当作数据总线（D0~D7）；②外部扩充存储器时，当作地址总线（A1~A7）。③不扩充时，可做一般I/O口使用，但内部没有上拉电阻，作为输入或输出时应在外部接上拉电阻。
P1口（1-8脚）：P1口是一个带内部上接电阻的准双向I／O口。P1的每一位能驱动4个LS型TTL负载。在P1口作为输入口使用时，应先向P1口锁存器（地址90H）写入全1，此时P1引脚由内部上接电阻接成高电平。
P2口（21-28脚）：P2口是一个带内部上接电阻的8位准双向I／O口。P2口每一位能驱动4个LS型TTL负载。P2口有两个功能：①扩充外部存储器时，当作地址总线（A8~A15）使用。②做一般I/O口使用，其内部有上拉电阻。
P3口：P3口是一个带内部上拉电阻的8位准双向I／O口。P3口每一位能驱动4个LS型TTL负载。P3口与其它I／O口有较大区别，每个引脚还具有专门功能,除了作
为I/O口使用外（内部有上拉电阻），还有一些特殊功能，由特殊寄存器来设置。P3口的第2功能见表1.1。
端口1、2、3有内部上拉电阻，当作为输入时，其电位被拉高，若输入为低电平可提供电流源；其作为输出时可驱动4个LS TTL。而端口0作为输入时，处在高阻抗的状态，其输出缓冲器可驱动8个LS TTL（需要外部的上拉电阻）。
表1.1 P3口第二功能
引脚第2功能
P3.0 RXD（串行输入口）
P3.1 TXD（串行输出口）
P3.2 INT0（外部中断）
P3.3 INT1（外部中断）
P3.4 T0（TIMER0的外部输入脚）
P3.5 T1（TIMER1的外部输入脚）
P3.6 WR（外部数据存储器的写入
控制信号）
P3.7 RD（外部数据存储器的读取
控制信号）
(2)STC89C52RC单片机的中断系统
计算机暂时中止正在执行的主程序，转去执行中断服务程序，并在中断服务程序完了之后能自动回到原主程序处继续执行，这个过程叫做“中断”。大体来说，采用中断系统改善了计算机的性能，主要表现在以下几个方面：
a)有效地解决了快速CPU与慢速外设之间的矛盾，可使CPU与外设并行工作，大大提高了工作效率。
b)可以及时处理控制系统中许多随机产生的参数与信息，即计算机具有实时处理的能力，从而提高了控制系统的性能。
c)使系统具备了处理数据的能力，提高了系统自身的可靠性。由此可见，“中断”已成为现代计算机的1种重要功能，而中断系统功能的强弱已称为衡量1台计算机功能完善与否的重要标志之一。
中断源——所谓中断源就是引起中断的事件，亦即是什么部件要求中断。STC89C52单片机提供了8个中断源：4个外部中断请求INT0、INT1、INT2和INT3,3个片内定时器/计数器T0、T1和T2的溢出中断请求TF0、TF1和TF2及串行口中断请求TI或RI（合为一个中断源）。
中断响应的条件——单片机响应中断的条件为中断源有请求（中断允许寄存器IE 相应位置1），且CPU开中断（即EA=1）。这样，在每个机器周期内，单片机对所有中断源都进行顺序检测，并可在任1个周期的S6期间，找到所有有效的中断请求，还对其优先级进行排队。但是，必须满足下列条件：①无同级或高级中断正在服务；②现行指令执行到最后1个机器周期且已结束；③若现行指令为RETI或需访问特殊功能寄存器IE或IP的指令时，执行完该指令且紧随其后的另1条指令也已执行完。单片机便在紧
接着的下1个机器周期的S1期间响应中断。否则，将丢弃中断查询的结果。
中断响应的过程——单片机一旦响应中断，首先对相应的优先级有效触发器置位。然后执行1条由硬件产生的子程序调用程序，把断点地址压入堆栈，再把与各中断服务程序的入口地址送入程序计数器PC,同时清除中断请求标志，从而程序便转到中断服务程序。
2.1.2晶振电路
晶振电路是单片机的心脏，它控制着单片机的工作节奏。STC89C52单片机有一个用于构成内部振荡器的反相放大器，XTAL1 和XTAL2 分别为反相放大器的输入和输出端，外接晶振（或陶瓷谐振器）和电容组成振荡器，典型的晶振值取12MHz。振荡器产生的时钟频率主要由晶振的频率组成，电容C1和C2的作用有两个：其一是使振荡器起振，其二是对振荡器的频率f起微调作用（C1、C2变大，f变小），其典型值为30pF，电路图如下所示。
图2.2 晶振电路原理图
2.1.3复位电路
如图2.3所示，上电复位电路由两个电阻、一个按键和一个电容构成。RC时间常数为t=1uF*10kΩ =0.01s=10ms>10us，满足了上电复位的高电平持续时间要求。上电时，电容没有电荷，相当于短路，RST引脚为高电平，10ms之后电容充电饱和，单片机复位，之后RST引脚被10k电阻拉到低电平。按键按下时，电容通过1k电阻放电，按键松开后类似于上电的过程，电容又经历一个10ms充电过程，使得RST引脚维持了10ms的高电平，单片机复位。
图2.3 上电复位电路原理图
2.2 水位检测电路设计
MPS20N0020D-S型液压传感器将水位转换成电压信号输出，但该信号在几十毫伏数量级别，必须经过信号调理电路进行放大才能供后级电路读取[5]，再利用AD0809转换
芯片进行数模转换，输出数据供单片机读取。
2.2.1信号采集电路设计
本设计采用MPS20N0020D-S型液压传感器检测液位，其基本参数如下：
测量压力范围 3 PSI 20KPa
最大过压能力3倍测量范围
分辨率0.0145 PSI 100Pa
工作电源 5 VDC
输入阻抗4—6 KΩ
输出阻抗4—6 KΩ
工作温度-40—85 ℃-40°F--+185°F
存储温度-40—125 ℃40°F--+257°F
可接触介质清洁、干燥、无
腐蚀性气体
零偏电压±25 mV
满量程输出电压30—60 mV
桥电阻4—6 KΩ
线性度±0.3 %F.S.
迟滞±0.7 %F.S.
零偏温度系数±0.08 %F.S./ ℃
灵敏度温度系数-0.21 %F.S./ ℃
液压传感器内部结构及引脚分布如图2.4所示。
（a）内部结构（b）引脚分布图
图2.4MPS20N0020D-S型液压计
由图2.4知，该液位传感器由四个电阻构成，将6脚和1脚接在一起就形成了一个电阻电桥。从5脚和2脚输入5V电压，3脚和1-6脚可作为信号的输出。水位的变化会影响内部电阻阻值的变化，进而引起电桥输出电压的变化。
该液位传感器的工作电路搭建非常简单，将1脚和6脚连在一起后，只需将2脚连
接+5V，5脚接地，那么3脚和1-6脚就作为信号的输出，其电路图如图2.5所示：
图2.5 液位传感器工作电路原理图
2.2.2信号调理电路设计
液位传感器的量程为2m水柱，满量程输出为30—60mV，由于要求检测的水位在40cm之内，所以液位传感器的输出电压最大值在7—15mV之间，不能直接输入ADC0809进行数模转换，中间需要信号调理电路将电压信号转换到0到5V之间[6]。(1)运算放大器OP07A简介
OP07A是一种低噪声，非斩波稳零的双极性运算放大器。由于OP07A具有非常低的输入失调电压（最大为25μV），所以OP07A在很多应用场合不需要额外的调零措施。OP07A同时具有输入偏置电流低（为±2nA）和开环增益高（为300V/mV）的特点，这种低失调、高开环增益的特性使得OP07A特别适用于高增益的测量设备和放大传感器的微弱信号等方面。
足够宽的输入电压范围（最少±13V）与高达110dB的共模抑制比和高输入阻抗的结合，在同相电路阻态中提供了很高的精度，即使在很高的闭环增益下，也能保持极好的线性和增益精度。
失调和增益对时间或温度变化的稳定性也是极好的。不加外调零措施的OP07A的精度和稳定性，即使在高增益下也能使OP07A成为一种新的仪器用和军用的工业标准。
OP07A适用于在-55℃到+125℃的整个军用范围内，其主要性能特性如表2.2所示。
表2.2OP07A主要性能参数
参数名称OP07A
输入失调电压10uV
输入偏置电流700pA
输入失调电流300pA
开环增益Min：150
Max：1500
频率响应、截止频率0.6MHz
转换速率0.3V/us
表2.2（续）OP07A主要性能参数参数名称OP07A
输入阻抗差模
共模80MΩ200GΩ
共模抑制比CMRR 123dB 共模输入电压范围±14V 输出电压摆幅±12V
电源电压正常工作电压
最低工作电压
最高工作电压±15V ±2.0V ±22V
OP07A具有上述的众多优异特性，因此，它特别适合于作数据采集系统中的有源滤波器、精密仪表放大器高质量的积分器与高输入阻抗的放大器等。采用一个OP07A就能单独组成具有高输入阻抗，高性能的差动放大器，它的引脚分布如图2.6。
图2.6 OP07A的功能引脚分布
（2）仪表放大器概述
为了解决抑制共模输入电压与增益调节和阻抗匹配之间的互相牵连和矛盾，提出了仪表放大器（又称为测量放大器）[7]，其原理如图2.7所示，可以很容易地看出U1和U2之间的直流阻抗接近无穷大，满足了直流电桥的阻抗匹配要求。
仪表放大器由3个运算放大器组成，可将其分为两级来进行分析。前级由两个同相放大器组合而成，输出分别是U3和U6；后级由A3和R4、R5、R6、R7组成，后级的输入为U3和U6，后级的输出为U0。
图2.7仪表放大器电路原理图
A1和A2按理想放大器分析，可得到U4=U1，U5=U2的结论，则R3上的电流为：
3
2
1R U U I -= (1)
并进一步推得
3
R1
2113R U U U U ）（-+= (2)
3R2
2126R U U U U ）（--= (3)
若定义:
21U U Udif -=,则
)3
2
11(63R R R Udif U U ++
?=-…………………...……（4） U3-U6是后级的差分输入电压，若保证R4=R6，R5=R7，则后级为标准的差动放大器，其输出为：
R4
R5)R3R2R1(14563?++?=?-=Udif R R U U Uo ）（[8]
(5)
在仪表放大器的电路设计中取R2=R1，R4=R5则仪表放大器的输出为：
）（3
1
21R R Udif Uo +?= (6)
如果R7的接地端（参考电位端）的电位为Ur ，则上述推导中的o U 换为Ur U -o ,
上述推导仍然成立。
由仪表放大器的输出表达式知调节R3即可方便地调节仪表放大器的增益，集成化的仪表放大器大多采用这样的设计用外接的R3来调节仪表放大器的放大倍数。 仪表放大器的输入失调：可以证明，在前级的A1和A2参数匹配，即它们的外部电路参数相同且其电气特性（包括失调参数）也相同的情况下，两个输入端的失调所导致的输出是互相抵消的，尤其是在集成仪表放大器中，A1和A2用相同工艺制作，所以集成的仪表放大器的输入失调很小。A3组成的后级放大器是一个标准的差动放大器，其产生的输出误差失调在增益为1的情况下也是很小的。
仪表放大器的共模干扰：通过对电路的分析可以知道，在前级的A1和A2参数匹配，两个输入端的共模干扰信号在R3上不产生电流，因此也不会得到放大，这就是说在输出电压中不会出现共模干扰信号的影响，说明仪表放大器对于共模干扰信号具有很强的抑制能力。
（3）信号调理电路设计
根据上面对仪表放大器的论述，设计出的液位传感器信号调理电路如图2.8所示:
图2.8 液位传感器电路原理图
水压传感器的满量程输出为30mv-60mv，水箱水位为40cm时输出电压在7—15mV 之间，要放大到5V供AD采样就要对此电流进行700倍左右的放大。若最大输出电压按照7mV计算，那么放大倍数可以这样计算：第一级将输入信号放大7倍左右，第二级再对电压放大100倍。第一级的电阻VR3可调，可以调整增益。经放大后的信号大致为：
? (7)
?
7mV=
4.9V
100
7
再对增益进行调整即可将电压放大到适合的档位。
经过上面的论述，根据式（6），最终选取出的元件参数如图2.8所示，R1=R2=50k Ω,R5=R7=100kΩ，R3=50kΩ可调，R4=R6=1kΩ。结合上述增益计算方法，若R3取16kΩ，则可计算该放大电路的增益为
?
?
+）
（（增益可调） (8)
2
725
(100k/1k)
50k/16k
1=
2.2.3接口电路设计
单片机处理的数字信号，而信号调理电路输出的为模拟量，单片机不能直接进行处理，中间需要数模转换电路，将模拟量转换为数字量。
（1） ADC0809芯片功能简介
ADC0809是8路模拟信号的分时采集模数转换芯片，片内有8路模拟选通开关，以及相应的通道锁存电路，其转换时间为100μs左右。
ADC0809的引脚分布如图2.9所示，对其主要信号引脚的功能说明如下：
·IN0-IN7——模拟量输入通道。
·ALE ——地址锁存允许信号。对应ALE上跳沿，A、B、C地址状态送入地址锁存器中。
·START ——转换启动信号。START上升沿时，复位ADC0809；START下降沿时启动芯片，开始进行A/D转换；在A/D转换期间，START应保持低电平。本信号有时
简写为ST。
·A、B、C——地址线。通道端口选择线，A为低地址，C为高地址，引脚图中为ADDA，ADDB和ADDC。其地址状态与通道对应关系见表2.3。
·CLK ——时钟信号。ADC0809的内部没有时钟电路，所需时钟信号由外界提供，因此有时钟信号引脚。通常使用频率为500KHz的时钟信号
·EOC ——转换结束信号。EOC=0,正在进行转换；EOC=1,转换结束。使用中该状态信号即可作为查询的状态标志，又可作为中断请求信号使用。
·D0-D7——数据输出线。为三态缓冲输出形式，可以和单片机的数据线直接相连。D0为最低位，D7为最高
·OE ——输出允许信号。用于控制三态输出锁存器向单片机输出转换得到的数据。
OE=0，输出数据线呈高阻；OE=1，输出转换得到的数据。
·Vcc —— +5V电源。
·Vref ——参考电源参考电压用来与输入的模拟信号进行比较，作为逐次逼近的基
准。其典型值为+5V(Vref
(+)=+5V, Vref
(-)
=-5V)。
图2.9 ADC0809引脚图
图2.10 ADC0809内部逻辑结构
Vref+ Vref-
如图2.10所示，图中多路开关可选通8个模拟通道，允许8路模拟量分时输入，共用一个A/D转换器进行转换，这是一种经济的多路数据采集方法。地址锁存与译码电路完成对A、B、C 3个地址位进行锁存和译码，其译码输出用于通道选择，其转换结果通过三态输出锁存器存放、输出，因此可以直接与系统数据总线相连，表2.3为通道选择表。
表2.3 通道选择表
C B A 被选择的通道
0 0 0 IN0
0 0 1 IN1
0 1 0 IN2
0 1 1 IN3
1 0 0 IN4
1 0 1 IN5
1 1 0 IN6
1 1 1 IN7
A/D转换后得到的数据应及时传送给单片机进行处理。数据传送的关键问题是如何确认A/D转换的完成，因为只有确认完成后，才能进行传送，为此可采用下述三种方式。a）定时传送方式
对于一种A/D转换其来说，转换时间作为一项技术指标是已知的和固定的。例如ADC0809转换时间为128μs，相当于6MHz的MCS-51单片机共64个机器周期。可据此设计一个延时子程序，A/D转换启动后即调用此子程序，延迟时间一到，转换肯定已经完成了，接着就可进行数据传送。
b）查询方式
A/D转换芯片由表明转换完成的状态信号，例如ADC0809的EOC端。因此可以用查询方式，测试EOC的状态，即可却只转换是否完成，并接着进行数据传送。
c）中断方式
把表明转换完成的状态信号（EOC）作为中断请求信号，以中断方式进行数据传送。不管使用上述那种方式，只要一旦确定转换完成，即可通过指令进行数据传送。首先送出口地址并以RD信号有效时，OE信号即有效，把转换数据送上数据总线，供单片机接受。不管使用上述那种方式，只要一旦确认转换结束，便可通过指令进行数据传送。
设计中采用的定时传送方式。
（2）AD0809接口电路设计
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
单片机课程设计报告书 课题名称 基于单片机的广告灯课程设计 姓 名 学 号 院 系 专 业 指导教师 2011年 6月10日 ※ ※※※※※※※※ ※※ ※※ ※※ 2008级学生单片机 课程设计
基于单片机的广告灯课程设计 1、设计目的 本设计以AT89S51单片机为核心并用它来控制发光二极管双灯点亮循环的实验装置，用AT89S51单片机控制16个发光二极管发光，实现亮点从高到低位，从左到右，从单到双的循环移动。通过PROTEL软件设计、仿真，并能从中掌握通过软件控制发光二极管的思路和技巧。这次设计重点就在于利用单片机的知识去控制系统的运行。 2、设计要求 1）广告流水灯具有控制的功能。 2）设置一个系统使广告流水灯能够规律性和周期性的闪烁功能。 3）能够使其制动化和中断的功能。 3、设计总框图与方案 图3.1系统框图 本次课程设计是用流水灯的变化来表示不同的效果。主体选用AT89S51单片机使用多个发光二极管，通过编程来实现“流水灯”的花样变化。 4、硬件电路的设计 4.1系统电路图
图4.1 广告灯的硬件原理电路图 这个电路图中都为低电位亮，高电位灭即‘0’亮‘1’灭，就这样通过查表控制‘0’与‘1’的变化来控制发光二极管的亮灭。中断中也是如此，通过取反的手段来控制灯的亮灭。按照图4.1进行仿真，通过编程来实现“流水灯”的花样变化。AT89S51的P1、P3口分别接一组发光二极管，发光二极管另一端接电源输出，故为高电平。P1、P3口输出电平的变化控制二极管的发光情况。当P1、P3口的输出电平为低时，LED灯亮；反之，不亮。 5、软件设计 5.1 流程图与程序 图5.1程序总流程图 本实验流程中，用AT89S51单片机控制16个发光二极管发光。其中二极管一端接高电平，另一端接AT89S51芯片输出端口，通过控制各输出端口高低电平的变化决定二极管是否发光，从而使广告流水灯能够规律性和周期性地分别实现一个亮灯的左右移动、一个不亮灯的左右移动、灯的从两边到中间及单双等交替闪烁等花样变化。 6、系统仿真 在Proteus的ISIS 7.1sp2软件环境下画出电路原理图，接下来就是将设计的程序在Keil C51 μVision2开发集成环境上编译成机器语言，进入Proteus 的ISIS，鼠标左键点击菜单“Debug”，选中“use romote debuger monitor”，便可实现KeilC与Proteus连接调试。首先在Proteus中双击单片机AT89C51,将KeilC下编程生成的 .HEX文件导入到AT89C51中,可在Proteus中单击全速仿真运行按钮，进行现象的查看,能清楚地观察到芯片上每一个引脚的电平变化，红色代表高电平，蓝色代表低电平；如果现象不正确，则在KeilC中单步调试程序，并在Proteus观察现象，那一步不正确则对该段的程序进行修改，调试直到仿真完全成功为止。 图6.1 Proteus软件环境下画出电路原理图 图6.2效果一
基于51单片机的多路温度采集控制系统设计 言： 随着现代信息技术的飞速发展，温度测量控制系统在工业、农业及人们的日常生活中扮演着一个越来越重要的角色，它对人们的生活具有很大的影响，所以温度采集控制系统的设计与研究有十分重要的意义。 本次设计的目的在于学习基于51单片机的多路温度采集控制系统设计的基本流程。本设计采用单片机作为数据处理与控制单元，为了进行数据处理，单片机控制数字温度传感器，把温度信号通过单总线从数字温度传感器传递到单片机上。单片机数据处理之后，发出控制信息改变报警和控制执行模块的状态，同时将当前温度信息发送到LED进行显示。本系统可以实现多路温度信号采集与显示，可以使用按键来设置温度限定值，通过进行温度数据的运算处理，发出控制信号达到控制蜂鸣器和继电器的目的。 我所采用的控制芯片为AT89c51，此芯片功能较为强大，能够满足设计要求。通过对电路的设计，对芯片的外围扩展，来达到对某一车间温度的控制和调节功能。 关键词：温度多路温度采集驱动电路 正文： 1、温度控制器电路设计 本电路由89C51单片机温度传感器、模数转换器ADC0809、窜入并出移位寄存器74LS164、数码管、和LED显示电路等组成。由热敏电阻温度传感器测量环境温度，将其电压值送入ADC0809的IN0通道进行模数转换，转换所得的数字量由数据端D7-D0输出到89C51的P0口，经软件处理后将测量的温度值经单片机的RXD端窜行输出到74LS164，经74LS164 窜并转换后，输出到数码管的7个显示段，用数字形式显示出当前的温度值。89C51的P2.0、P2.1、P2.2分别接入ADC0809通道地址选择端A、B、C，因此ADC0809的IN0通道的地址为F0FFH。输出驱动控制信号由p1.0输出，4个LED为状态指示，其中，LED1为输出驱动指示，LED2为温度正常指示，LED3为高于上限温度指示，LED4为低于下限温度指示。当温度高于上限温度值时，有p1.0输出驱动信号，驱动外设电路工作，同时LED1亮、LED2灭、LED3亮、LED4灭。外设电路工作后，温度下降，当温度降到正常温度后，LED1亮、LED2亮、LED3灭、LED4灭。温度继续下降，当温度降到下限温度值时，p1.0信号停止输出，外设电路停止工作，同时LED1灭、LED2灭、LED3灭、LED4亮。当外设电路停止工作后，温度开始上升，接着进行下一工作周期。 2、温度控制器程序设计 本软件系统有1个主程序，6个子程序组成。6个子程序为定时/计数器0中断服务程序、温度采集及模数转换子程序ADCON、温度计算子程序CALCU、驱动控制子程序DRVCON、十进制转换子程序METRICCON 及数码管显示子程序DISP。 （1）主程序 主程序进行系统初始化操作，主要是进行定时/计数器的初始化。 （2）定时/计数器0中断服务程序 应用定时计数器0中断的目的是进行定时采样，消除数码管温度显示的闪烁现象，用户可以根据实际环境温度变化率进行采样时间调整。每当定时时间到，调用温度采集机模数转换子程序ADCON，得到一个温度样本，并将其转换为数字量，传送给89C51单片机，然后在调用温度计算子程序CALCU，驱动控制子程序DRVCON，十进制转换子程序MERTRICCON，温度数码显示子程序DISP。
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 一、引言········ 二、设计课题········· 三、系统总体方案········· 四、系统硬件设计······ 1.硬件电路原理图 2.元件清单 五、系统软件设计········· 1.软件流程图 2.程序清单 六、系统实物图········ 七、课程设计体会········ 八、参考文献及网站········· 九、附录·········
一．引言 单片机因将其主要组成部分集成在一个芯片上而得名，就是把中央处理器、随机存储器、只读存储器、中断系统、定时器/计数器以及I/O接口电路等部件集成在一个芯片上。 基于单片机设计的数字钟精确度较高，因为在程序的执行过程中，任何指令都不影响定时器的正常计数，即便程序很长也不会影响中断的时间。 数字钟是采用数字电路实现对日期、时、分、秒，数字显示的计时装置，由于数字集成电路的发展和石英晶体振荡器的广泛应用，使得数字钟的精度，远远超过老式钟表，钟表的数字化给人们生产生活带来了极大的方便，而且大大地扩展了钟表的报时功能。数字钟已成为人们日常生活中的必需品，广泛应用于家庭、车站、码头、剧院、办公室等场所，给人们的生活、学习、工作带来极大的方便。不仅如此，在现代化的进程中，也离不开电子钟的相关功能和原理，比如机械手的控制、家务的自动化、定时自动报警、按时自动打铃、时间程序自动控制、定时广播、自动起闭路灯、定时开关烘箱、通断动力设备、甚至各种定时电气的自动启用等，所有这些，都是以钟表数字化为基础的。而且是控制的核心部分。因此，研究数字钟及扩大其应用，有着非常现实的意义。 本设计使用12MHZ晶振与单片机AT89C51相连接，以AT89C51芯片为核心，采用动态扫描方式显示，通过使用该单片机，加之在显示电路部分使用HD74LS373驱动电路，实现在8个LED数码管上显示时间，通过4个按键进行调时、复位等功能，在实现各功能时数码管进行相应显示。软件部分用C语言实现，分为显示、延迟、调时、复位等部分。通过软硬件结合达到最终目的。
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。
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
1 LED电子显示屏原理 1.1 L ED电子显示屏概述 LED电子显示屏（Light Emitting Diode Panel）是由几百--几十万个半导体发光二极管构成的像素点，按矩阵均匀排列组成。利用不同的半导体材料可以制造不同色彩的LED像素点。目前应用最广的是红色、绿色、黄色。而蓝色和纯绿色LED的开发已经达到了实用阶段。LED显示屏是一种通过控制半导体发光二极管的亮度的方式，来显示文字、图形、图像、动画、行情、视频、录像信号等各种信息的显示屏幕。 LED显示屏分为图文显示屏和条幅显示屏，均由LED矩阵块组成。图文显示屏可与计算机同步显示汉字、英文文本和图形；而条幅显示屏则适用于小容量的字符信息显示。LED显示屏因为其像素单元是主动发光的，具有亮度高，视角广、工作电压低、功耗小、寿命长、耐冲击和性能稳定等优点。因而被广泛应用于车站、码头、机场、商场、医院、宾馆、银行、证券市场、建筑市场、拍卖行、工业企业管理和其它公共场所。 LED显示屏的发展前景极为广阔，目前正朝着更高亮度、更高气候耐受性、更高的发光密度、更高的发光均匀性，可靠性、全色化方向发展。 1.2 LED显示屏动态显示原理 LED点阵显示系统中各模块的显示方式：有静态和动态显示两种。静态显示原理简单、控制方便，但硬件接线复杂，在实际应用中一般采用动态显示方式，动态显示采用扫描的方式工作，由峰值较大的窄脉冲电压驱动，从上到下逐次不断地对显示屏的各行进行选通，同时又向各列送出表示图形或文字信息的列数据信号，反复循环以上操作，就可显示各种图形或文字信息。 点阵式LED汉字广告屏绝大部分是采用动态扫描显示方式，这种显示方式巧妙地利用了人眼的视觉暂留特性。将连续的几帧画面高速的循环显示，只要帧速率高于24帧/秒，人眼看起来就是一个完整的，相对静止的画面。最典型的例子就是电影放映机。在电子领域中，因为这种动态扫描显示方式极大的缩减了发
单片机系统的设计 The Standardization Office was revised on the afternoon of December 13, 2020
第4章 单片机系统的设计 引言 用V/F 变换器作A/D 转换时，通常由一些硬件电路如振荡器、二分频器、计数器和门电路组成，而由计数器计得的计数值即A/D 转换结果再通过接口电路送入微计算机进行处理，较为复杂和不便，或者采用F/BCD 变换电路将V/F 变换器输出的频率信号变为BCD 码再通过接口电路送入微计算机，也较为复杂，而且还要对BCD 码进行变换。这些方法成本都较高。 本设计介绍一种以单片机直接与V/F 变换器接口进行A/D 转换的方法，不须额外的硬件电路，完全利用单片机内部的硬件资源，简单方便，成本最低，大大地提高了V/F 变换器作为A/D 转换电路的可行性。 当前，单片机特别是Intel 公司的MCS-51系列单片机已在智能仪器仪表和过程控制等方面得到广泛应用，大有取代Z80之势，因此A/D 转换电路与单片机的接口方法也是人们所关注的。下面将主要介绍MCS-51系列的单片机8031为主控器件的硬件电路。 主控器Intel 8031简介 P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7P3.0P3.1P3.2P3.3 P3.4P3.5P3.6P3.7XTAL 1 XTAL 2 V SS RST/VPD RXD TXD T0 T10INT P0.0P0.1P0.2P0.3P0.4P0.5P0.6P0.7 P2.7P2.6P2.5P2.4P2.3P2.2P2.1P2.0 1INT WR RD EA /V P P ALE V CC PSEN 4039383736353433323130292827262524232221 2019181716151413121110 987654321 8031P1.0 图4-1 8031引脚图 8031 cite-feet figure
2016-2017学年第1学期 单片机应用系统设计/工程实践 (课号:103G06B/D/E) 实验报告 项目名称：基于AT89C51单片机温度报警系统 学号 姓名 班级 学院信息科学与工程学院 完成时间
目录 一、项目功能及要求 (3) 1.1、课程设计的性质和目的 (3) 1.3、项目设计要求 (3) 二、系统方案设计及原理 (3) 2.1、设计主要内容 (3) 2.2 、AT89C51单片机简介 (3) 2.3 、DS18B20简介 (4) 2.4 、数码管显示 (5) 2.5、报警电路 (6) 三、系统结构及硬件实现 (7) 3.1、总电路图 (7) 3.2、单片机控制流程图 (8) 四、软件设计过程 (8) 五、实验结果及分析 (8) 5.1 、Proteus仿真 (8) 5.2 、C程序调试 (9) 六、收获及自我评价 (14) 七、参考文献 (15)
一、项目功能及要求 1.1、课程设计的性质和目的 本温度报警器以AT89C51单片机为控制核心,由一数字温度传感器DS18B20测量被控温度，结合7段LED以及驱动LED的74LS245组合而成。当被测量值超出预设范围则发出警报，且精度高。 利用现代虚拟仿真技术可对设计进行仿真实验，与单片机仿真联系紧密的为proteus仿真，利用keil软件设计单片机控制系统，然后与proteus进行联合调试，可对设计的正确性进行检验。 1.2、课程设计的要求 1、遵循硬件设计模块化。 2、要求程序设计结构化。 3、程序简明易懂，多运用输入输出提示，有出错信息及必要的注释。 4、要求程序结构合理，语句使用得当。 5、适当追求编程技巧和程序运行效率。 1.3、项目设计要求 1、基于AT89C51单片机温度报警系统； 2、设计3个按键分别为：设置按钮、温度加、温度减； 3、DS18B20温度传感器采集温度，并在数码管上显示按键的区别； 二、系统方案设计及原理 2.1、设计主要内容 本设计以AT89C51单片机为核心，从而建立一个控制系统，实现通过3个按键控制温度，以达到设置温度上下限的功能，并在数码管上显示三个数字当前的温度上下限设置值和DS18B20温度采集值的显示（精确到小数点后一位），当温度高于上限或者低于下限蜂鸣器报警。 2.2 、AT89C51单片机简介 AT89C51是一个低功耗，高性能CMOS8位单片机,片内含4kBytes ISP(In-system programmable)的可反复擦写1000次的Flash只读程序存储器，器件采用A TMEL公司的高密度、非易失性存储技术制造，兼容标准MCS-51指令系统及89C51引脚结构，芯片内集成了通用8位中央处理器和ISP Flash存储单元，功能强大的微型计算机的AT89C51可为许多嵌入式控制应用系统提供高性价比的解决方案.AT89C51具有如下特点：40个引脚，4k Bytes Flash片内程序存储器，128 bytes的随机存取数据存储器，32个外部双向输入/输出（I/O）口，5个中断优先级2层中断嵌套中断，2个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口，片内时钟振荡器。 此外，AT89C51设计和配置了振荡频率可为0Hz并可通过软件设置省电模式。空闲模式下，CPU暂停工作，而RAM定时计数器，串行口，外中断系统可继续工作，掉电模式冻结振荡器而保存RAM的数据，停止芯片其它功能直至外中断激活或硬件复位。同时该芯片还具有PDIP、TQFP和PLCC等三种封装形式，以适应不同产品的需求。AT89C51单片机的基本结构和外部引脚如下图所示。
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
基于单片机的秒表课程设计
基于单片机的秒表课程设计 姓名： 班级： 学号： 专业： 指导老师： 年月日
目录1、总体设计方案简介 1.1设计课程任务 1.2系统分析 1.3系统方案 1.4方案论证 2、硬件设计 2.1控制芯片的介绍 2.2硬件接线 2.2.1硬件接线接口 2.2.2硬件接线图 3、软件设计 3.1程序设计思路 3.2流程图 3.3源程序 3.4仿真结果 4、元件清单 5、心得体会
基于单片机的秒表课程设计 摘要 本设计的成品是在单片机最小系统的基础上增加显示电路和控制电路来完成数字式秒表的硬件电路的。电子秒表电路主要由AT89S51单片机最小系统电路、七段数码管动态显示电路和控制电路组成，它能实现八段数码显示和计时，能通过控制电路控制时间的暂停和开始。 关键字：AT89S51 数码管最小系统 1总体设计方案简介 1.1设计课题任务 设计一个具有特定功能的数字式秒表。用AT89C52设计一个2位LED 数码显示“秒表”,显示时间为00-59,另设计一个“开始”按钮和一个“复位”按钮。按键说明：按“开始”按键，开始计数，数码管从00开始每秒自动加一；按“复位”按键，系统清零，数码管显示00。 1.2系统分析 设计的电路主要是能多次计时，计时的多少通过显示电路出来，设计框图如图所示； 控制部 分技术和 存储部显示部分
1.3系统方案 利用AT89C52单片机设计数显定时器。此方案采用AT89C52单片机系统来实现。AT89C52芯片内含8KB 的EEPROM ，不需要外扩展存储器，可是系统整体结构更为简单。设计框图如图所示； 1.4方案论证 此方案是以AT89C52芯片为中心控制系统，可实现计时、清零等功能，大大提高了系统的智能化，也是的系统所测结果精度大大提高。所以此方案可行。 2硬件设计 2.1控制芯片的介绍 AT89S52是一种低功耗、高性能的片内含有4KB 快闪可编程/擦除只读存储器，的8位CMOS 微控制器，使用高密度、非易失存储技术制造， 外部控制开关 AT89C52 单 片 机 七段数码显示
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
单片机十进制加法计算器设计 摘要 本设计是基于51系列的单片机进行的十进制计算器系统设计，可以完成计 算器的键盘输入，进行加、减、乘、除3位无符号数字的简单四则运算，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4×4矩阵键盘。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，最终选用全球编译效率最高的KEIL公司的μVision3软件，采用汇编语言进行编程，并用proteus仿真。 引言 十进制加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、加减乘除
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 七段共阳极数码管 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..................................