本科毕业设计（论文）基于单片机的智能风扇系统的设计
学院名称：电气信息工程学院学院
专业：测控技术与仪器
班级：10测控2W
学号：10314211
姓名：刘斌
指导教师姓名：苗兰民
二〇一四年六月
基于单片机的智能风扇系统的设计
摘要：本设计实现了不同温度时风扇不同转速的控制和显示，通过适当改进可以用于智能家居等应用领域。本文用AT89S52单片机和DS18B20温度传感器完成了对温度的实时测量，与风压传感器实现了对风压的采集，并通过LCD1602液晶屏显示温度的高低和一些控制信息，同时允许实时的控制和调整。
本文以嵌入式温度控制系统为例进行研究，完成了对实时温度的监测和控制。经过AT89S52单片机采用线性的控制方式，使风扇在设定的档位下运转。本系统外界环境温度信号由数字温度传感器DS18B20进行采集，经处理后用于风扇的转速档位的控制和实时温度的显示。本设计通过PWM调制技术实现对风扇的转速的调整，当温度超过设定的档位温度值后，风扇自动切换对应的档位挡，以适应相应的散热需求，而且不同的档位对应的温度是可以实时修改的，用户可以通过键盘进行温度设定。实验测试证明，本设计可靠。
关键词：单片机；DS18B20；风压传感器；矩阵键盘；PWM；1602液晶屏
The smart fan design microcontroller-based systems
Abstract：The design and implementation of the different speeds at different temperature fan control and display, through appropriate improvements can be used for smart home applications. In this paper, The AT89S52 MCU and DS18B20 temperature sensor to achieve a measurement of the temperature, with wind pressure sensors to achieve a collection of wind pressure ,and by 1602 the level of the LCD display temperature and some control information, and allows real-time control and adjustments.
In this paper, an embedded temperature control system as an example to study, to get the real-time temperature monitoring and control. The AT89S52 microcontroller by using a linear control mode, the fan working at the set position. The system temperature signal collected by the digital temperature sensor DS18B20, treated for speed control and real-time display of the fan. The design and implementation of adjustment of the fan speed through PWM modulation technique.When the gear temperature exceeds the real set temperature, the fan automatically switches corresponding gear block to accommodate the corresponding cooling requirements, and the temperature corresponding to different stalls range can be changed in real time, User the sematrix keyboard to set the temperature. Experimental tests proved reliable in this design.
Keywords: microcontroller；DS18B20；wind pressure sensors；sematrix keyboard；
PWM；1602 LCD Screen
目录
第1章绪论 (1)
第2章关键技术及研究 (2)
2.1 主控电路 (2)
2.2 AT89S52的结构 (2)
2.2.1 管脚说明 (3)
2.2.2 主要特性 (4)
2.2.3 振荡器特性 (5)
2.2.4 AT89S52单片机的工作周期 (5)
2.3 单片机的工作方式和工作过程 (6)
第3章硬件电路设计与实现 (7)
3.1开发流程 (7)
3.2 总体设计方案 (8)
3.3硬件电路设计 (8)
3.3.1 电源电路 (8)
3.3.2 复位电路 (9)
3.3.3 晶振电路 (10)
3.3.4 键盘输入电路 (10)
3.3.5 温度采集电路 (11)
3.3.6 风压采集电路 (12)
3.3.7 LCD液晶显示电路 (15)
3.3.8 电机控制电路 (17)
第4章软件的程序实现 (18)
4.1 主程序工作流程介绍 (18)
4.2 PWM设计控制 (20)
4.3 LCD液晶显示软件设计 (21)
4.4温度采集软件设计 (22)
4.5风压采集软件设计 (23)
第5章系统的软硬件调试 (24)
5.1硬件设计与软件设计间的关系 (24)
5.2 硬件调试 (24)
5.2.1 上电前的调试 (24)
5.2.2 上电后的调试 (24)
5.2.3 各模块调试 (24)
5.3调试遇到的问题及解决方案 (25)
5.4软硬件联调 (25)
第6章结论 (26)
致谢 (27)
参考文献 (28)
附录一电路原理图 (29)
附录二源程序清单 (30)
附录三实物图 (39)
附录四元器件清单 (40)
第1章绪论
一直以来温度对人们的生活和社会生产活动来说，其影响是非常巨大的，从动植物的生长到工业生产都离不开一个合适的温度，所以温度的智能控制对人类生产生活是至关重要的；随着社会生活质量的不断提高，对环境温度的要求越来越严格，等温度检测和前端设备具有重要的意义。
目前家用电风扇几乎家家都有，但是这些家用风扇都是手动开关的机械风扇，基本功能很简单，传统的电风扇有一档，二档，三档以及停止按键，好一点的风扇就是外加一个定时功能。缺点很明显，电风扇手动控制档位，当外界温度降低时，不能自动降速后者关闭风扇，一旦到了晚上人们熟睡时很难察觉，人们就很容易被风扇吹感冒。因此需要温度传感器这样的器件实现对风扇的智能控制，但是传感器的发展一直没有停止，所以可以说温度传感器的发展也限制了国内温度控制领域的发展。
在我国国内的一些传感器技术现在是处于发展阶段，正在向数字化，智能化，多功能，微型化，智能化的方向转型的发展阶段，传感器的发展带动着科技水平的发展，它不仅会促进产业转型期的各种系统，而且这种趋势可以发展建立新型的工业变革，这是以后一个新的经济增长点。
本设计风压传感器选用MD-PS002 压力传感器，功能相对较多，但是在常见实验器件中接触不多，适用于较高的应用范围，基本传感器性能保护良好，并且在较高要求领域中体现出较高的性价比。
本设计在温度传感器的选择上省了很多事，应为目前接触最多也是最为常用的温度传感器就是DS18B20数字温度传感器，应为具有体积小，功耗低，包装简单，测量范围宽，易于处理，抗干扰能力强等。是我们学生毕业设计经常选用的实验器件。其高性能，使电路更简单。测温控温的范围在-55℃至+125℃，可应用于电器、工业生产等领域。
第2章关键技术及研究
2.1 主控电路
本次设计选用AT89S52单片机作为控制中心，应用独立式按键进行状态选择和参数的设定[1]。它具有较低的入住率和资源的高性能的特点。通过DS18B20温度传感器采集周围的温度，读取风压传感器采集的风压，对电机风扇进行温度风压控制。
AT89S52支持汇编编程语言和C语言，并且部分设计可以直接进行替换实现相应的功能。
2.2 AT89S52的结构
如图2-1所示为AT89S52单片机的基本组成的功能图。在这块芯片上，你可以看到，在这一个芯片，集成了计算机的主要部分，包括CPU，内存，和可编程的I / O端口，串行端口等，各个部分通过单片机的内部总线连接后，便可实现各项功能。下面是几个单片机主要部分的详细介绍。
1.中央处理器（CPU）
中央处理器（CPU）是单片机的控制指挥中心，由运算器和控制器组成。一个8位的CPU[4]。
2.数据存储器（内部RAM）
一个单片机的256B RAM单元，但后者的128单元的特殊寄存器占用，如寄存器提供只有前128个单位用户，用于存放可读写的数据[16]。
图2-1 AT89S52功能结构图
3. 并行I/O端口
本设计的单片机AT89S52的由4个8位的I / O（P0，P1，P2，P3），可以实现并行输入/输出数据。
4. 串行端口
为了实现穿行通信，但啤机必须要有相应的硬件接口电路。该接口电路作为单片机的一个组成部分，集成在单片机内部[5]。AT89S52单片机有一个全双工的串行接口，可作为通用一部接收端和发送端使用，也可同步移位寄存器使用，还可以用于网络通信[6]。
5. 时钟电路
单片机芯片内部都有时钟电路。时钟电路产生一个单芯片的时钟脉冲序列，为12MHz 的振荡器频率的最大公差系统。
6. 内部总线
上述所有的部分都只能通过内部总线连接他们后，便可形成一个完整的计算机系统。
2.2.1 管脚说明
本次设计使用的单片机采用40引脚如下图2-2所示。表2-1是对相关引脚的简便介绍。
图2-2 AT89S52引脚图
表2-1 单片机引脚介绍
2.2.2 主要特性
该单片机主要特性很多，也就是其优点很多，下面列了几个优点但并没有完全列全。
（1）与MCS-51 兼容
（2）8K字节可编程闪烁存储器
（3）寿命长
（4）低功耗的闲置和掉电模式
（5）片内振荡器和时钟电路
2.2.3 振荡器特性
另外，AT89S52有稳态逻辑，低功耗模式下的情况下，零频率的静态逻辑，支持两种软件可选。单片机在闲置形式下，虽然中央处理器CPU停止工作。但其他一些功能包括定时计数器，RAM，串口等仍在继续工作。
2.2.4 AT89S52单片机的工作周期
单片机内部必须有一个准确的定时脉冲用于系统的定时操作。这种定时脉冲是由晶体振荡器产生的，下图是单片机的几个工作周期，如图2-3所示，表2-2简单介绍了几个工作周期。
图 2-3 晶体振荡器产生的周期
表2-2 工作周期详细介绍
控制单元是供应链管理的神经中枢，主振频率为基础（主要振动周期振荡周期），定时控制器的CPU，解码指令，然后发送控制信号。在一般情况下，在相P1的算术逻辑运算，以及内部寄存器之间转移过程中相P2，外部观察不到内部时钟信号，因此，XTAL2引脚振荡信号作为参考。
2.3 单片机的工作方式和工作过程
单片机的工作方式有很多中，最常见的也是最基本的工作方式有复位操作、掉电保护和低功耗、编程、流程实行、校验与加密等形式[7]。
单片机在工作的时候，常常需要回到初始状态。因为当单片机在工作过程中如果出现与预期结果不符合的状态是时，或者直接停止运作的时候，这是就需要进行复位操作，单片机的复位操作就好比将整个单片机运行系统清零，让系统从新开始运转，得到预期想要的结果，让单片机系统恢复正常运行的一个关键性操作。复位以后，单片机就可以从头开始新的工作，根据存储在单片机里的程序，程序运行以后，发出一个又一个的指令，这时单片机根据程序指令进行控制操作，实现预期设计功能。
第3章硬件电路设计与实现
3.1开发流程
在设计前期进行设计调研。首先是可行性调研：可行性调研的目的是分析完成这个项目的可能性。对于这项工作，但国内外文献，看看是否有任何类似的工作。如果有其他人，分析是如何开展这项工作，有什么优点和缺点，值得学习；如果不是，需要进一步调查，重点应放在该链接的实现，首先从理论上分析，探索的可能性，如果需要有客观条件，然后结合实际情况，再决定能否立项的问题[8]。
系统总体方案的设计。在可行性研究，如果选择，下一步的总体方案设计，对系统。工作的重点应放在项目的技术难度，另一方面，参考更详细，更具体的信息，根据系统的不同部位和要实现的功能，对国内同类产品的性能与国外参考，制定相关设计任务书，完成设计计划。
设计方案细化，确定软硬件功能。一旦整体方案出来，下一步是完善项目，需要明确的硬件来完成这部分，利用软件完成。也要考虑软件生成的硬件的本质是降低了系统的实时性能，提高了加工成本，及软件设计，开发周期也将增加的成本，因此系统的软硬件功能分配应根据系统的要求及实际情况而合理安排，统一考虑。在确定人员，划分的工作安排，提供的接口参数，你应该考虑硬件和软件的具体问题。
一个单片机系统通过一系列的调研、各种设计、制做PCB版、元件焊接后，在单片机中放入事先编制好的软件程序，单片机系统即可运行。但成功的吗？几乎不可能。因为在运行时间的微控制器，人类无法控制的，所以为了能够调试程序，检查硬件和操作系统软件，然后，它需要使用单片机控制的模拟开发工具，并不能总是变化的一些性能数据和操作过程的操作的结果，这是真正的调试仿真场景。
3.2 总体设计方案
基于单片机的智能风扇的控制系统，其系统控制电路设计总体硬件设计框图如图3-1所示，控制器采用的主要控制器是单片机AT89S52，其温度传感器采用DS18B20，用MD-PS002采集风压，用LCD1602实现温度显示，风扇采用的是5V直流电机。
图3-1 系统硬件设计框图
上图中主要介绍了该系统的整体硬件设计结构框图，其主要控制器AT89S52作为整个控制部分的核心，输入部分有输入电源，温度采集部分和风压采集部分，其输入电源这里我们要注意的是因为设计中其负载采用的直流电机其调速过程中所需的功率可能较大，通常我们会采用那个笔记本的USB电源来对其供电，电脑USB的输出最大电流一般在1000MA左右，因此其供电能力不够，因此在控制调速的过程中会因供电能力不够出现问题，这里我们可以采用一个12V 2A的单独电源来对风扇供电，不过在的电路设计中其每个模块之间是共地的。这里温度采集模块也作为其输入模块，温度采集模块主要采用的是DS18B20；风压采集模块也为输入模块，主要采用MD-PS002。主控制器采集到输入的温度信息之后经控制器处理首先在显示模块LCD1602中进行实时的数据显示，主要是将采集到的温度经处理之后配合PWM来驱动控制输出，输出驱动控制对象直流电机从而实现设计的目标功能。
3.3硬件电路设计
该设计其硬件电路部分主要包括：电源电路，复位电路，晶振电路，键盘输入电路，温度采集电路，风压采集电路，LCD显示电路、电机控制电路，单片机最小系统等电路。
3.3.1 电源电路
为了简化硬件电路的设计，电源电路直接用数据线USB接入，给电路板进行供电。
硬件电路板上的元器件都是5V供电，但是电风扇为了调速，电压太小会不够明显，所
以采用一个12V 2A的电源适配器单独给电风扇进行供电。它是将220V的交流电转化为12V的直流电，采用的模式是：RQ-1220MB，相关参数INPUT：AC100-240V250/60Hz，OUTPUT：12V DC 2A。这样在电机进行调速时，足够的电压提供足够的功率，让风扇档位调速时显现的更加明显，保证风扇能够实现基本转速档位的功能。
3.3.2 复位电路
单片机在工作的时候，常常需要回到初始状态。因为当单片机在工作过程中如果出现与预期结果不符合的状态是时，或者直接停止运作的时候，这是就需要进行复位操作，单片机的复位操作就好比将整个单片机运行系统清零，让系统从新开始运转，得到预期想要的结果，让单片机系统恢复正常运行的一个关键性操作。单片机AT89S52有一个复位引脚RST，它是施密特触发输入，当振荡器起振后，该引脚上出现2个机器周期（即24个时钟周期）以上的高电平,使器件复位，只要RST保持高电平，单片机保持复位状态,此时ALE、P0、P1、P2、P3口等都输出高电平,RST变为低电平后，退出复位，CPU 从初始状态开始工作[14]。由于51单片机的复位主要是由外部的复位电路来实现对系统复位的，所以这种复位电路通常采用的是上电单片机自动复位和按钮单片机复位两种方式。复位自动功率是通过外部复位电路的电容器充电。只要小于1毫秒的上升时间的力量，它能实现功率自动复位。水平的降低是通过电阻的第一端与电源连通的实现。按键手动复位如图3-2所示：
图3-2 复位电路原理图
复位电路是单片机最小系统的组成部分之一，组成部分虽然相对简单，但起到的作用却并不简单，它是整个系统正常运行的开端。主要由一个按键，一个10uf的电解电
容和一个10K的电阻组成。让后接到单片机的复位端口。硬件焊接好时，当按下复位键后，整个单片机系统回到初始状态，正常运行。说明复位电路工作正常，实现系统正常复位功能。
3.3.3 晶振电路
晶体是在单片机中非常重要，单片机各功能单元操作的参考时钟频率。晶振电路同样也是单片机最小系统的组成部分，由两个瓷片电容和一个晶振组成，本次设计选用的是12MHz的晶振，该电路可产生时钟信号，内部时钟方式如图3-3所示：
图3-3 内部时钟电路原理图
如图所示一个稳定的自激振荡器电路是将该高增益反相放大器的输入端为芯片引脚XTAL1，输出引脚XTAL2分别与石英晶体振荡器和微调电容器连接[17]，在选定的典型电路的电容值通常约30pF。晶体的振荡频率范围1.2mhz-12mhz。晶体频率高，系统的时钟频率高，运行速度更快的芯片。为了提高温度稳定性，应使用NPO高频电容的温度稳定性和良好的性能。使用这种设计是内部时钟模式。由于脉冲信号的外部时钟模式和外部冲击，单片机在工作。本设计采用单片机，不需要的振荡信号。
3.3.4 键盘输入电路
在本设计中主要选用了单片机的P1.0，P1.1，P1.2口进行高速档位、中速档位及低速档位的显示,用二极管灯展示。4个按键分别接单片机的P3.2，P3.3，P3.4，P3.5，分别是低速，中速，高速,停止的控制按键。按键硬件电路如下图3-4所示。
图3-4 键盘输入电路原理图
按键开关按下以后，对应的二极管指示灯闪亮，同时单片机控制风扇对应的档位，风扇开始工作，实现风扇的基本手动功能。图中的电阻起限流作用，保护电路，以防二极管指示灯烧坏。按键开关电路焊接好以后便可通电调试，因为它们是共电源，共地的，它们是并联的键盘输入电路，按键按下电路导通，指示灯亮，则说明电路导通，硬件电路没有问题。后期电路软硬件联调时，当按键按下时，风扇处于相应转速档位，表明开关可以正常使用。
3.3.5 温度采集电路
如今温度传感器的类型种类非常多，但我们学生目前接触最多的是DS18B20温度数字传感器，它不仅引脚简单，而且性能相对稳定，器件微小，功耗也小，使用起来方便简单，也能够很好的实现温度采集功能，因此本次设计采用的是DS18B20温度传感器。在焊接时，3个引脚可以直接焊接到电路板上，也可以用排针和杜邦线引出来，好处就是，器件不占电路板空间，还可以回收继续利用。
DS18B20温度传感器是用来检测周围环境温度的，并将其检测到的温度信号传送入单片机。应用下图如3-5所示：
1脚为GND为电源地
2脚为DQ为数字信号输入/输出端
3脚为VCC为外接供电电源输入端
图3-5 DS18B20外形管脚及单片机与温度传感器电路图
DS18B20使用外部电源，通过AT89S52 P3.7端口的读写操作。在I / O线连接到4.7K上拉电阻的同时，防止当前问题。温度显示及温度控制是本次设计的主要部分及功能。由于温度传感器的发展比较迅速，因此温度采集电路相对简单了许多只需要将温度传感器与单片机的一个接口相连进行数据传送就可以了。传感器将检测到周围温度信号送给单片机，完成温度采集的功能。温度采集到后，显示到液晶屏上。同时温度采集也是为了用来控制风扇转速的，这才是其主要目的，采集到的温度反馈给单片机，单片机根据程序作出相应的指令来控制风扇的档位转速。
3.3.6 风压采集电路
MD-PS002 压力传感器
应用
(1) 消费品：轮胎压力计，高度计和压力测量仪表
(2) 产业：空气压力控制，便携式压力计，压力开关
(3) 汽车：轮胎压力，诊断仪，泵，蒸汽发动机和悬架的控制，绝对压力传感器
(4) 医疗：病人监控和诊断设备
特征
(1) 固态、MEMS技术、高可靠性
(2) 低成本，小尺寸
(3) 非线性〈0.20%FSO
(4) 压阻式传感器技术，硅/硅键合片，稳定性
性能指标：
(1) 电气性能22℃
(2) 工作温度-40~125 ℃
(3) 存储温度-55~150 ℃
(4) 最大过压6X
(5) 通常压力2X
(6) 兼容介质气体
技术指标：
(1) 零点输出±8 mV/v ±10 mV/v
(2) 65 - 75 - 115 mV的满量程输出125 mV的170 - 280 MV
(3) 0.20%±0.25%线性±FSO FSO
(4) 迟滞和反复性±0.1 %
(5) 零温度系数±30 μv/v/℃
(6) 电阻温度系数0.30 %/℃
(7) 灵敏度温度系数-0.20 %FSO/℃
(8) 0.10%±FSO零热滞
(9)持久稳定性±0.2 %FSO
图3-6 MD-PS002实物图及引脚定义
图3-7 MD-PS002特性曲线
图3-8单片机与风压传感器连接电路图
如上图3-8所示，单片机与风压传感器的连接图，风压传感器通过采集外界环境的风力信号，将风压信号转化为电压信号发送给单片机，单片机根据程序设定的信号指令来控制风扇工作的停止。实现对风扇风压控制的功能。风压传感器的工作意义就在于有风的情况下就不需要让风扇继续工作，造成不必要的浪费。提高风扇的工作效率。风压传感器与温度传感器实现的功能相似，但由于器件本身的原因，所采集到的信号不够稳定，有时有信号变化，有时信号变化不够明显，因此导致风压采集出现问题，不够精确，甚至采集不到风力情况。导致后期风压控制功能难以完全实现，风扇转动的停止受到外界风力控制表现的不够明显。毕竟对风压传感器接触比较少，性能方面不是很了解，出现问题时也难以找到一个方法解决。也有可能是风压传感器的选用问题，可以找另外的风压传感器代替MD-PS002，可能风压控制方面可以有所改善。所以在做设计之前，器件的选择也是相当重要的一个环节，可以提高设计效率，减少时间的浪费。同时也能很好的达到设计的目标和要求。
3.3.7 LCD液晶显示电路
（1）LCD1602工作原理及引脚介绍
设计中使用的1602液晶显示器，用来显示测到的周围环境温度以及显示采集到的风压。
LCD1602采用标准14脚（无背光）或者16脚（带背光）接口，各引脚功能如表3-1所示。表3-2为主要引脚功能详细介绍。
. .. 单片机系统课程设计报告 题目：基于单片机的温控风扇的设计 专业：电子信息工程 学号： 2013131033 学生姓名：＿黄家快＿ 指导教师：王艳春＿＿＿ 2015 年11 月15日
. .. 目录错误!未定义书签。 摘要...................................................................................................................... I Abstract ............................................................................................错误!未定义书签。第一章整体方案设计 .. (1) 1.1 前言 (1) 1.2 系统整体设计 (1) 1.3方案论证 (2) 1.3.1 温度传感器的选择 (2) 1.3.2 控制核心的选择 (3) 1.3.3 温度显示器件的选择 (3) 1.3.4 调速方式的选择 (3) 第二章各单元模块的硬件设计 (5) 2.1系统器件简介 (5) 2.1.1 DS18B20单线数字温度传感器简介 (5) 2.1.2 达林顿反向驱动器ULN2803简介 (5) 2.1.3 AT89C52单片机简介 (6) 2.1.4 LED数码管简介 (7) 2.2 各部分电路设计 (8) 2.2.1 开关复位与晶振电路 (9) 2.2.2 独立键盘连接电路 (9) 2.2.3 数码管显示电路 (10) 2.2.4 温度采集电路 (11) 2.2.5 风扇电机驱动与调速电路 (12) 第三章软件设计 (14) 3.1 程序设置 (14) 3.2 用Keil C51编写程序 (14) 3.3 用Proteus进行仿真 (15) 3.3.1 Proteus简介 (15) 3.3.2 本设计基于Proteus的仿真 (16) 第四章系统调试 (21) 4.1 软件调试 (21) 4.1.1 按键显示部分的调试 (21) 4.1.2 传感器DS18B20温度采集部分调试 (21) 4.1.3 电动机调速电路部分调试 (21) 4.2 硬件调试 (22) 4.2.1 按键显示部分的调试 (22) 4.2.2 传感器DS18B20温度采集部分调试 (22) 4.2.3 电动机调速电路部分调试 (22) 4.3 系统功能 (23) 4.3.1 系统实现的功能 (23) 4.3.2 系统功能分析 (23) 结论 (24) 参考文献 (25)
单片机原理及应用课程设计教学大纲 课程设计名称：单片机原理及应用课程设计编号：E1010020 课程设计学分：2.0 课程设计周（时）数：2周课程设计授课单位：测控技术及仪器指导方式: 集体辅导与个别辅导相结合课程设计适用专业：测控技术与仪器、自动化、电气工程及其自动化 课程设计教材及主要参考资料： 《单片机原理及应用》，张毅刚，高等教育出版社，2004年， 《单片机教程》，蔡惟铮编，东北大学出版社，2001年， 服务课程名称：单片机原理服务课程编号：T1010020 服务课程讲课学时：40 服务课程学分：2.5 一、课程设计教学目的及基本要求 1．了解并掌握单片机的原理、结构、指令、运行模式、功能模块及应用开发方法。 2．提高综合运用所学的理论知识独立分析和解决问题的能力。 3．掌握汇编语言的设计和调试。 4. 掌握C－51语言的设计和调试。 二、课程设计内容及安排 1．掌握各种进制数的特点及其转换方法。 2．掌握MCS-51单片机的硬件结构的特点，详细了解MCS-51单片机的各种资源。 3．了解单片机的指令系统、指令格式及其意义。 4．理解中断的基本概念，了解单片机的中断响应。 5．掌握存储器的分类，熟练掌握存储器的扩展。 6．了解单片机的接口技术及其串行通讯方式。 7．编写课程设计报告，掌握汇编语言的设计和调试方法。 设计题目: 1．交通灯控制系统 实验目的：（1）学习输出口的使用方法；（2）学习延时子程序的编写；（3）交通灯的控制规律 实验要求：设计并且制作交通灯控制系统，编制控制系统监控软件；交通灯控制软件，要求以单片机为核心，P1口输出口接三只发光二极管（红绿黄）， 编写程序，使发光二极管按交通灯的控制规律点亮。 思考问题：改变延时常数，使发光二极管闪亮时间改变。红绿灯不允许同时点亮，红绿灯交换时黄灯闪烁，考虑车流量情况，改变交通灯指挥状况，单路 口/多路口情况，寻求最佳交通流量。
温度控制系统设计 题目: 基于51单片机的温度控制系统设计姓名: 学院: 电气工程与自动化学院 专业: 电气工程及其自动化 班级: 学号: 指导教师:
2015年5月31日 摘要： (3) 一、系统设计 (3) 1.1 项目概要 (3) 1.2设计任务和要求： (4) 二、硬件设计 (4) 2.1 硬件设计概要 (4) 2.2 信息处理模块 (4) 2.3 温度采集模块 (5) 2.3.1传感器DS18b20简介 (5) 2.3.2实验模拟电路图 (7) 2.3.3程序流程图 (6) 2.4控制调节模块 (9) 2.4.1升温调节系统 (9) 2.4.2温度上下限调节系统 (8) 2.43报警电路系统 (9) 2.5显示模块 (12) 三、两周实习总结 (13) 四、参考文献 (13) 五、附录 (15)
5.1原理图 (15) 摘要： 在现代工业生产中，温度是常用的测量被控因素。本设计是基于51单片机控制，将DS18B20温度传感器实时温度转化，并通过1602液晶对温度实行实时显示，并通过加热片（PWM波，改变其占空比）加热与步进电机降温逐次逼近的方式，将温度保持在设定温度，通过按键调节温度报警区域，实现对温度在0℃-99℃控制的自动化。实验结果表明此结构完全可行，温度偏差可达0.1℃以内。 关键字：AT89C51单片机；温控；DS18b20 一、系统设计 1.1 项目概要 温度控制系统无论是工业生产过程，还是日常生活都起着非常重要的作用，过低或过高的温度环境不仅是一种资源的浪费，同时也会对机器和工作人员的寿命产生严重影响，极有可能造成严重的经济财产损失，给生活生产带来许多利的因素，基于AT89C51的单片机温度控制系统与传统的温度控制相比具有操作方便、价价格便宜、精确度高和开展容易等优点，因此市场前景好。
单片机的电子密码锁 目录 第一章绪论......................................................... . (2) 1.1电子密码锁简介......................................................... .. (2) 1.2电子密码锁设计的背景及意 义............................................................................. . (3) 第2章总体设计............................................................................. . (3) 2.1设计分析............................................................................. (3) 2.2系统结构............................................................................. (4) 第3章硬件电路设计............................................................................. (5) 3.1单片机最小系统设计............................................................................. . (5) 3.1.1时钟电路............................................................................. (5) 3.1.2 复位电 路 ............................................................................ . (6) 3.1.3 最小系 统 ............................................................................
《单片机原理与应用》课程设计题目 1．基于单片机的电子秒表 本设计以MCS-51系列单片机为核心，采用常用电子器件设计，一个电源开关，两个按键，三位数码管显示，打开电源开关后显示8，每秒循环左移一位，即□□8—>□8□—>8□□—>□□8—>…，按A键开始计时，实时显示所经历的时间，按B键停止计时并显示从开始到当前时刻的时间，要求精确到0.1秒，量程为0～99.9秒。 要求按键输入采用中断方式，按键A接INT0，按键B接INT1。 2．智能电动百叶窗 本设计以MCS-51系列单片机为核心，采用常用电子器件设计，一个电源开关，用一台直流电机控制百叶窗叶片的旋转（正转/反转），用一个光敏电阻传感器测量室内光强度，并用两位数码管显示测量结果，设置三个按键：手动/自动切换、手动正转和手动反转，用一个发光二极管显示手动/自动状态，自动状态时二极管亮。 设置两个极限位置保护行程开关，用于保护百叶窗叶片：当正转到极限位置压下行程开关时，电机停止正转，但还可以反转；当反转到极限位置压下行程开关时，电机停止反转，但还可以正转。 按键输入采用中断方式，按键中断请求信号接INT0. 单片机根据设定光强S1和S2（S2 > S1）和实测光强P控制电机M的动作：当P<=S1时，控制M正转以增加进光量； 当P>S2时，控制M反转以减少进光量； 当S1 目录 摘要............................................................................................................................................................. I ABSTRACT .....................................................................................................................................................II 第1章绪论 . (1) 1.1 单片机的概述 (1) 1.2 单片机的基本结构 (1) 第2章单片机最小系统介绍 (4) 2.1单片机最小系统电路介绍 (4) 2.2电路设计方案 (4) 第3章单片机最小系统的硬件设计 (7) 3.1硬件原理图 (7) 3.2系统各组成模块介绍 (8) 3.2.1 振荡电路 (8) 3.2.2 电源电路 (7) 3.2.3 程序下载电路 (9) 3.2.4 外存储电路 (10) 3.2.5 数码管显示电路和矩阵键盘电路 (11) 3.2.6 液晶显示电路 (12) 3.2.7 复位电路 (13) 第4章安装与调试 (15) 4.1调试方法和结果 (15) 4.1.1电源部分安装调试 (15) 4.1.2 STC89C52单片机最小化系统主控制部分安装调试 (15) 4.1.3 程序下载部分电路安装调试 (16) 4.1.4 外存储电路调试 (16) 4.1.5 数码管显示电路和键盘电路调试 (16) 总结和体会 (17) 致谢 (18) 参考文献 (19) 附录 (20) 项目编号___201111 ___ 江南大学物联网工程学院 大学生创新训练计划结题报告 项目名称基于51单片机的智能窗帘控制系统设计与实现项目负责人晶 所学专业电气工程及其自动化 所在学院物联网工程学院 (手机) 电子信箱diamond-heartqq. 项目起止年月2011/11-2012/05 第一指导教师肖永松 专业技术职务工程师 (手机) 电子信箱https://www.doczj.com/doc/eb11191232.html, 结题日期2012年5月 江南大学物联网工程学院创新训练计划项目结题验收表学院名称：物联网工程学院填写日期：2012 年5 月 大学生创新训练计划 《基于AT89C51单片机的智能窗帘控制系统》成果精粹 江南大学 二○一二年五月 简介 随着物联网概念的发展，智能家居的理念也渐渐渗透到我们的生活中，受此启发，我们想尝试着做一个智能窗帘的控制系统，希望可以通过光强和时间来控制窗帘的开合。恰好我们都进行了电路、模电数电的学习，也曾初步接触了单片机，我们想通过设计这个控制系统来加深我们对所学容的理解和掌握，更加熟悉使用protel等专业软件。 计划设计一个系统可以实现以下功能： 在自动模式下，在设定的时间，如早成6点至晚上8点，晚上8点至早晨6点，时间控制，可以避免室开灯造成窗帘自动拉开。通过光强控制，在设定光照强度围，窗帘拉开，超过设定强度，如夏日中午，为避免房间被光直射造成温度过高，窗帘关闭。在手动模式下，通过按键来调整窗帘的开合状态。 最终设计使用STC89C51单片机，STC89C51有512字节的数据存储空间，是AT89C51的两倍，并且带有4K字节的EEPROM存储空间，可以断电后保存资料，可以直接使用串口下载，而AT89C51需要专用下载器。 控制系统可以实现对光信号的采集、转换、传输，并根据单片机接收到的信号，结合时钟电路的信号，对步进电机进行控制，通过控制步进电机转向及转动圈数，来实现对窗帘的打开及拉合控制。 设计时对硬件进行了模块化分析，以STC89C51作为主控芯片，光信号采集使用光敏模块，数模转换主要使用PCF8591芯片，显示模块采用1602液晶显示器，时钟电路采用DS1302芯片，电机驱动器主要使用ULN2003。 课程设计( 论文) 课程名称单片机 题目名称简易密码锁的设计学院高等技术学院 专业班级高1 1 0 9 学号3869 学生姓名刘欢 指导教师胡立强 11月28 日 目录 一，任务目的 (3) 二，任务要求 (3) 三，电路与元器件 (4) 四，程序设计 (5) 五，程序运行测试 (6) 六，任务小结 (7) 七，心得体会 (8) 八，参考文献 (9) 1.任务目的 经过对具有四个按键输入和一个数码管显示的简易密码锁的设计与制作, 让读者理解C语言中数组的基本概念和应用技术, 并初步了解单片机与键盘和LED数码管的接口电路设计及编程控制方法。 2.任务要求 在一些智能门控管理系统, 需要输入正确的密码才能开锁。基于单片机控制的密码锁硬件电路包括三部分: 按键、数码显示和电控开锁驱动电路, 三者的对应关系如图表3.16所示。 表3.16 简易密码锁状态 简易密码锁的基本功能如下: 4个按键, 分别代表数字0,1,2,3: 密码在程序中事先设定, 为0-3之间的一个数字; 上电复位后, 密码锁初始状态为关闭, 密码管显示符号”—”; 当按下数字键后, 若与事先设定的密码相同, 则数码管显示字符”P”, 打开锁, 3秒后恢复锁定状态, 等待下一次密码的输入, 否则显示字符”E”持续3秒, 保持锁定状态并等待下次输入。 3.电路与元器件 根据任务要求, 用一位LED数码管作为显示器件, 显示密码锁的状态信息, 数码管采用静态连接方式; 4个按键连接到P0口的低四位 P0.0-P0.3引脚, 设P0.0连接数字”0”按键、P0.1连接数字”1”按键, 依次类推; 锁的开、关电路用P3.0控制的一个发光二极管代替, 发光二极管点亮表示锁打开, 熄灭表示锁定。根据以上分析, 采用如图3.21所示的连接电路。 图3.21 简易密码锁电路 简易密码锁电路所需元器件清单如表3.17所示。 元器件名称参数数量元器件名 称 参数数量 插座DIP40 1 电阻103 1 单片机AT89SC51 1 电解电容22UF 1 毕业设计（论文）《基于单片机控制的红外线遥控电风扇设计》 专业（系）电气工程系 班级车辆电子101 学生姓名 指导老师 完成日期 目录 摘要 (1) 第1章任务与要求 (1) 1.1课题概述 (1) 1.1.1设计简介 (1) 1.1.2 任务要求 (2) 1.2 设计内容与要求 (2) 1.3参数要求 (2) 第2章引言 (3) 2.1研究背景 (3) 2.2论文研究目标和意义 (4) 2.3论文章节安排 (4) 第3章方案论证与设计 (6) 3.1 总体设计分析 (6) 3.2 方案的选择与设计 (6) 3.2.1信号调制及红外信号方案 (6) 3.2.2电机调速方案 (7) 3.3 方案确定 (8) 第4章系统电路设计 (9) 4.1 原理分析 (9) 4.1.1硬件设计 (12) 4.1.2软件设计 (9) 4.2原理图 (26) 4.3 PCB (28) 第5章电路调试 (29) 5.1调试的设备 (31) 5.2调试步骤 (31) 5.2.1 XXXXXX (31) 5.2.2 XXXXXX (31) 第6章使用说明 (32) 6.1 使用方法 (32) 6.1.1 XXXXXX (32) 6.1.2 XXXXXX (32) 6.2故障分析 (32) 6.2.1 XXXXXX (32) 6.2.2 XXXXXX (32) 第7章心得体会 (34) 参考文献 (35) 摘要 本系统以51系列单片机为核心，旨在开发一种新型遥控电风扇控制系统，该系统由遥控发射模块，风扇接收控制模块组成，使系统可以以遥控或手动的方式对系统进行控制。遥控发射模块主要以AT89C2051单片机核心，外加键盘，和红外信号整形与发射电路一起组成遥控器，键盘作入，单片机主要完成信号的编码及信号与载波的调制，调制信号经发射末端整形放大发射出。接收部分主要以AT89C51为主控中心，配以键盘，红外接收模块，电机驱动模块，液晶显示模块，及相应指示灯；红外接收模块，键盘，液晶显示模块，指示灯共同完成人机交互功能；单片机主控中心接收各种输入，驱动液晶，指示灯，控制电机驱动模块来调节电机转速。电机主要采用直接PWM无级调速。 关键词：遥控电风扇控制系统；PWM无级调速；红外发射，红外接收 Abstract The system is of 51 series single-chip microcomputer as the core, to develop a new type of remote control electric control system, the system fired by remote control module, the fan control module receiving the composition, the system can be remote or manually controlled. Remote Control Transmitter Module AT89C2051 mainly single-chip core, plus a keyboard, and infrared signals with the launch of plastic components with a remote control circuit, a keyboard for entry, the main achieve single-chip signal encoding and signal modulation and carrier modulation signal launch the end of the plastic surgery to enlarge the launch. AT89C51 a receiver module for the main control center, with a keyboard, infrared receiver modules, motor drive modules, liquid crystal display module, and the corresponding indicator light; infrared receiver module, keyboard, liquid crystal display module, a common indicator achieve human-computer interaction function; single chip main control center to receive a variety of input, drive liquid crystal,led, motor drive control module to adjust the motor speed. Direct PWM motor speed control. Key words: Remote fan control system; PWM speed control; infrared emission; infrared receiver 单片机原理与接口技术课程设计题目汇总 说明：为便于同学提前探讨开发思路，特将本课程设计的可选题目发给大家。 每个同学可以在以下题目中选一题要求：课程设计考核内容包括：源程序；设计报告文档基于单片机的电子时钟设计设计内容：1、用LCD液晶作为显示设备（30分） 2、可以分别设定小时，分钟和秒，复位后时间为：00: 00：00 （30 分） 3、能实现日期的设置，年、月、日（30分） 4、其他创新内容（10分）如：闹钟功能；显示星期；整点音乐报时等。 图示： 2010-04-09 MON 11:06:42 基于单片机的交通灯显示系统（一） 设计内容：1、东西方向、南北方向均有红、黄、绿三种信号灯；（30 分） 2、带紧急制动按钮，按钮按下，所有方向亮红灯；再次按下，恢复正常显 示（20分） 3、夜间模式按钮按下，所有方向显示黄灯闪烁（20分） 4、实时提醒绿灯亮的剩余时间（30分）图示： 基于单片机的交通灯显示系统（二） 设计内容：1、东西干道和南北干道的通行分左行、右行、直行，其中左行、右行固定15秒；直行固定30秒（40分） 2、信号灯分绿灯（3种）、红灯、黄灯，每次绿灯换红灯时，黄灯亮3秒 钟。（30分） 3、东西干道和南北干道交替控制，每次干道绿灯交替时，有 3 秒钟所有干道的交通灯都是黄灯闪烁3秒钟，提示已经进入路口的车辆迅速通过。（30分） 4、其他创新内容。（10分） 图示: 四、基于单片机的波形发生器设计 设计内容：1、设计一款能产生3种以上波形的波形发生器（30分） 2、设计波形选择按钮（采用3个独立按键）（10分） 3、点阵显示波形图案（20分） 4、能同时输出两种波形（30分） 5、显示频率（10分） 图示： 五、基于单片机的LED点阵广告牌设计 设计内容：1、能显示不同字符、图形的LED点阵广告牌（30分） 2、用独立按键控制不同字符的切换效果（如闪烁、静止、平移）（30 分） 3、可通过串口从电脑下载更新需要显示的字符（30分） 4、其他创新功能（10分） 图示：略 六、基于单片机的篮球计分器设计 设计内容：1、设计LCD显示篮球比分牌（30分） 2、通过加分按钮可以给A队或B队加分（20分） 3、设计对调功能，A队和B队分数互换，意味着中场交换场地。（20 分） 4、显示比赛倒计时功能（20分） 5、创新内容：如显示第几小节（10分） 显示： A 083: B 079 4th Period 10:25 简易智能交通灯设计 1、设计背景 自从1886两个德国人发明了第一辆汽车交通灯改变了交通路况，交通问题也渐渐被人们所重视。从英国伦敦街头的第一个以燃煤气为光源的红，蓝两色的机械扳手式信号灯，到现在以电为光源的红黄绿三色交通灯，不知不觉中交通信号灯在人们日常生活中占据了重要地位。随着人们社会活动日益增加，经济发展，汽车数量急剧增加，城市道路日渐拥挤，交通灯更加显示出了它的功能，使得交通得到有效管制，对于交通疏导，提高道路导通能力，减少交通事故有显著的效果。 近年来，随着科技的飞速发展，电子器件也随之广泛应用，其中单片机也不断深入人民的生活当中。本次课程设计以模拟交通灯系统利用单片机AT89C51作为核心元件，实现了通过信号灯对路面状况的智能控制。在一定程度上解决了交通路口堵塞、车辆停车，特殊情况的交通灯等待时间不合理、急车强通等问题。在该次的设计系统具有结构简单、可靠性高、成本低、实时性好、安装维护方便等优点，有广泛的应用前景。 本模拟系统由单片机软件系统，两位8段数码管和LED灯显示系统。和复位电路控制电路等组成，较好的模拟了对交通路面的控制。 1.1 设计思路 （1）分析目前交通路口的基本控制技术以及各种通行方案，并以此为基础提出自己的交通控制的初步方案。 （2）确定系统交通控制的总体设计，包括，十字路口具体的通行禁行方案设计以及系统应拥有的各项功能，在这里，本设计除了有信号灯状态控制能实现基本的交通功能，还增加了倒计时显示提示，并基于实际情况，又增加了紧急状况处理和通行时间可调这两项特特殊功能。 （3）进行倒计时显示电路，灯状态电路，特殊情况按键电路的设计和对各器件的选择及连接，大体分配各个器件及模块的基本功能要求。 （4）进行软件系统的设计和仿真中，程序在KEIL软件中用单片机c语言编写，电路的搭建和仿真实现是在proteus软件中实现的。在本次课程设计中通过对单片机内部结构和工作情况做了一定的研究，充分了解定时器，中断以及延时原理，为本次智能交通灯的设计提供了理论基础。 单片机课程设计题目汇总（一） 说明：为便于同学提前探讨开发思路，自学相关内容，特将本课程设计的可选题目发给大家。本次题目为其一部分，稍后会有另一部分。鼓励大家自己设计题目。 要求：每个小组2-3人，每个题目最多限两个小组选；课程设计考核内容包括：C51源程序；现场显示结果；设计报告文档（文档的格式稍后公布，请注意查收）。 一、基于单片机的电子时钟设计 设计内容：1、用ＬＣＤ液晶作为显示设备（30分） 2、可以分别设定小时，分钟和秒，复位后时间为：00：00：00 （30分） 3、能实现日期的设置，年、月、日（30分） 4、其他创新内容（10分）如：闹钟功能；显示星期；整点音乐 报时等。 提示：用专用时钟芯片DS1302。 图示： 二、基于单片机的交通灯显示系统（一） 设计内容：１、东西方向、南北方向均有红、黄、绿三种信号灯；（30分） 2、带紧急制动按钮，按钮按下，所有方向亮红灯；再次按下， 恢复正常显示（20分） ３、夜间模式按钮按下，所有方向显示黄灯闪烁（20分） 4、实时提醒绿灯亮的剩余时间（30分） 图示： 三、基于单片机的交通灯显示系统（二） 设计内容：1、东西干道和南北干道的通行分左行、右行、直行，其中左行、右行固定15秒；直行固定30秒（40分） 2、信号灯分绿灯（3种）、红灯、黄灯，每次绿灯换红灯时，黄 灯亮3秒钟。（30分） 3、东西干道和南北干道交替控制，每次干道绿灯交替时，有3 秒钟所有干道的交通灯都是黄灯闪烁3秒钟，提示已经进入路口的车辆迅速通过。（30分） 4、其他创新内容。（10分） 图示： 四、基于单片机的波形发生器设计 设计内容：1、设计一款能产生3种以上波形的波形发生器（30分） 2、设计波形选择按钮（采用3个独立按键）（10分） 3、点阵显示波形图案（20分） 4、能同时输出两种波形（30分） 5、显示频率（10分） 图示： 五、基于单片机的LED点阵广告牌设计 设计内容：1、能显示不同字符、图形的LED点阵广告牌（30分） 2、用独立按键控制不同字符的切换效果（如闪烁、静止、平移） （30分） 3、可通过串口从电脑下载更新需要显示的字符（30分） 4、其他创新功能（10分） 图示：略 六、基于单片机的篮球计分器设计 设计内容：1、设计LCD显示篮球比分牌（30分） 2、通过加分按钮可以给A队或B队加分（20分） 3、设计对调功能，A队和B队分数互换，意味着中场交换场地。 （20分） 4、显示比赛倒计时功能（20分） 5、创新内容：如显示第几小节（10分） 显示： 七、基于单片机的电子贺卡设计 设计内容：1、设计基于单片机的伴奏乐曲（30分） 基于单片机的智能电风扇毕业设计 目录 摘要 ................................................................... I 1.引言 .. (1) 1.1课题研究的意义与作用 (1) 1.2 研究现状及发展趋势 (2) 2.系统总体设计 (4) 2.1 本设计的任务要求 (4) 2.2系统的整体设计 (4) 3.系统硬件模块的设计 (4) 3.1 单片机系统模块的设计 (4) 3.1.1 STC89C52单片机的简介 (5) 3.1.2 单片机时钟电路的设计 (6) 3.1.3单片机复位电路的设计 (6) 3.2 液晶显示模块 (7) 3.2.1 LCD1602的简介 (7) 3.2.2 液晶显示模块的设计 (8) 3.3温度采集模块的设计 (9) 3.3.1 DS18B20简介 (9) 3.3.2 DS18B20的特点 (10) 3.4 继电器模块的设计 (10) 3.4.1 继电器简介 (10) 3.4.2 电磁式继电器工作原理 (11) 3.4.3 继电器电路的设计 (11) 3.5调速电路的设计 (11) 3.5.1 固态继电器简介 (11) 3.5.2 MGR-1 D4810型固态继电器特点 (12) 3.5.3 固态继电器调速原理 (13) 3.6 红外遥控模块的设计 (13) 3.6.1 红外遥控原理 (13) 3.6.2 红外发射端 (13) 3.6.3 MYS-1838红外接收端 (14) 3.7 实时时钟模块电路的设计 (15) 3.7.1 DS1302时钟芯片简介 (15) 3.7.2 DS1302工作原理 (16) 3.7.3 实时时钟模块电路的设计 (17) 3.8 报警提示电路的设计 (17) 3.8.1 蜂鸣器简介 (17) 3.8.2 有缘压电式蜂鸣器工作原理 (17) 3.8.3 电路的设计 (17) 3.9 感光模块的设计 (18) 3.9.1 光敏电阻简介 (18) 3.9.2 光敏电阻传感器模块 (18) 单片机系统 课程设计 成绩评定表 设计课题排队叫号系统设计 学院名称：电气工程学院 专业班级： 学生姓名： 学号： 指导教师： 设计地点： 设计时间： 指导教师意见： 成绩: 签名：年月日 单片机系统课程设计 课程设计名称：排队叫号系统设计 专业班级： 学生姓名： 学号： 指导教师： 课程设计地点： 课程设计时间： 单片机系统课程设计任务书 学生姓名专业班级学号 题目 课题性质工程设计课题来源选题指导教师 主要内容（参数） 利用排队叫号系统，实现以下功能： 1、取票：顾客取一张号票吗，上面有号码、等候人数、时间等 2、休息等待：持号票在休息区休息并留意显示屏音箱叫号 3、按键叫号：工作人员办完一笔业务后按下叫号器上的下一位按钮 4、前去办理：叫号时根据显示屏音箱的信息到指定位置享受一对一的服务。 任务要求（进度） 第1-2天：熟悉课程设计任务及要求，查阅技术资料，确定设计方案。 第3-4天：按照确定的方案设计单元电路。要求画出单元电路图，元件及元件参数选择要有依据，各单元电路的设计要有详细论述。 第5-6天：软件设计，编写程序。 第7-8天：实验室调试。 第9-10天：撰写课程设计报告。要求内容完整、图表清晰、文理流畅、格式规范、方案合理、设计正确，篇幅不少于6000字。 主要参考资料[1] 康万新.毕业设计指导及案例剖析—应用电子技术方向[M].北京:清华大学出版社,2007. [2] 杨连国.医院智能排队叫号系统的设计与实现[D].南京:东南大学,2006. [3] 胡汉才.单片机原理及其接口技术[M].北京:清华大学出版社,2004. 审查意见 系（教研室）主任签字：年月日 智能控制仪表简单设计 龙岩学院电子信息工程 学号：200402208 姓名：邓晶晶指导老师：吴春富 【摘要】：随着传感器技术、微电子技术、单片机技术的不断发展,为智能控制仪表测控功能的完善、 测控精度的提高和抗干扰能力的增强等提供了条件。本设计介绍了一种用变送器现场采集的温、湿度等信号再经A/D 转换送单片机进行处理,最后通过数码显示器,键盘等硬件设计实现了工作过程的自动化。一般的单片机系统在工业现场等恶劣的环境下容易死机,所以在本文中外加监视电路对系统起保护作 用。 关键词】：AT89C52 单片机;HD7279A; 看门狗; 第1章引言 仪器仪表是人类认识世界的工具，人们借助于各种仪器仪表对各种物理量进行度量，反映其大小与变化规律.随着人类认识能力的提高与科学技术不断进步，仪器仪表技术得到了飞速发展.50年代以前, 仪器仪表多为指针式，其理论基础是机电学?从50年代起，电子技术特别是数字技术的发展，给仪表行业带来了生机，各种数字式仪表相继问世，许多传统的指针式仪表相继被淘汰，数字仪表使仪表外观耳目 一新，数据表达能力与总体性能都大幅提高? 70年代中期，随着微处理器的出现以及单片机的兴起与应 用，设计者将计算机特有的许多优点引入仪表设计，随之产生了一代崭新的智能仪表，使仪表逐渐由数字型向智能化发展，其功能也由单一显示功能转变为具有信息处理、传输、存贮、显示、控制等功能，使仪 表性能产生了质的飞跃.，品种繁多?目前，我国仪器仪表有13大类，1 300多个产品.其中自动化仪表及控制系统是和国民经济各产业部门关系最为密切的一类产品，其传感变送单元与主控装置及I/O接口 均正朝智能化方向发展?在本设计中采用以单片机作为仪表核心控制器件，可以利用A/D转换芯片对标 准信号进行采集、转换，将输入的模拟量转换成单片机能够检测的数字量进行分析和监测控制，同时可 以利用键盘显示电路将相关数据进行显示。与此同时通过所查阅的资料我还了解到随着测量技术的发展 和微处理器的广泛应用，单片机系统的电路越来越复杂，而系统的可靠性问题也越来越突出，一般的单 片机系统在工业现场等恶劣的环境下容易死机，因此系统在这些场合要保证能够稳定的工作就必须外加 监视电路，在设计中采用了美国集把关定时器、电压监控和串行EEPRO三项功能于一体的专用集成芯 片X5045。该芯片的应用将有利于简化单片机系统的结构，增强功能、降低系统的成本，尤其是大大的增加了系统的可靠性。X5045中的看门狗对系统提供了保护功能。当系统发生故障而超过设置时间时，电路中的看门狗将通过RESET言号向CPU作出反应。X5045提供了三个时间值供用户选择使用。它所具 有的电压临控功能还可以保护系统免受低电压的影响，当电源电压降到允许范围以下时，系统将复位，直到电源电压返回到稳定值为止。本次毕业设计旨在掌握智能控制仪表的设计方法，同时掌握在开发系 统下实现部分软件的仿真方法。 第2章控制系统的硬件设计 硬件组成智能仪表的硬件方框图如图 2.1 图2.1 智能控制仪表的原理框图 2 . .. . .. .. 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。 《单片机原理及应用课程设计》教学大纲 适用专业：电子信息科学与技术 学时：一周学分： 课程编号：课程类别：专业课 开课单位：信息工程学院编写人：李丹 一、课程设计目的和要求 1、设计目的 通过课程设计，可将所学过的电子技术、模/数转换技术、传感器技术、单片机技术及智能仪器等知识综合串联起来，通过理论联系实际，从题目分析、电路设计调试、程序编制调试到传感器的标定等这一完整的实验过程，培养学生正确的设计思想，使学生充分发挥主观能动性，去独立解决实际问题，以达到提升学生的综合能力、动手能力、文献资料查阅能力的作用，从而培养和提高学生的独立工作能力及解决实际问题的能力，为毕业设计和以后的工作打下一个良好的基础。 2、设计要求 a．了解并掌握单片机的原理、结构、指令、运行模式、功能模块及应用开发方法。 b．提高综合运用所学的理论知识独立分析和解决问题的能力。 c．掌握汇编语言的设计和调试。 二、课程设计方式 集体辅导与个别辅导相结合 三、课程设计内容 1．课程设计课题及要求 A类题目：（此类题目主要在“THGMZ-3型单片机·微机·CPLD·FPGA·网络接口开发综合实验装置”上完成） 题目1：V/F转换模块设计 设计任务：调试F/V变换电路 设计要求： 1）测量Vin和Fout，画出V/F线。 2）Fout接入8051的INT0或INT1，编程由单片机完成测量及显示项目 参考资料：见附件1。 题目2：F/V转换模块设计 设计任务：调试F/V变换电路 设计要求： 1）测量Fin和Vout，画出F/V线。 2）Fin接单片机I/O口，编程由单片机产生频率信号。 参考资料：见附件1。 《单片机原理及实训教程》 课程设计 设计题目单片机智能流水灯控制器 院系电子电气工程学院 班级 12级电气（一）班 姓名侯东伟学号 2012481015 设计地点实验楼 指导教师翟红程职称副教授 指导教师签字 设计日期 14年6月16——14年6月22 目录 封面-------------------------------1 目录-------------------------------2 前言-------------------------------3 一、设计要求及M C S-51单片机简介-----------4 二、硬件组成-----------------------5 三、电源提供系统-------------------6 四、程序流程图---------------------7 五、晶振延时计算-------------------8 六、源程序-------------------------8 七、元件清单---------------------10 结束语----------------------------11 参考文献---------------------------11 前言 自计算机问世以来，单片机技术在社会各领域中得到了广泛的应用。在流水灯控制系统中，单片机更是取代了由齿轮调节延迟时间的旧式市发展速度，成为日后此系统中的核心部分。由于单片机具有一些突出的优点：体积小、重量轻、电源单一、功耗低；功能强、价格低；数据大都在单片机内部传送，运行速度快、抗干扰能力强、可靠性高，所以单片机被广泛的应用于测控系统、数据采集、智能仪器仪表、机电一体化产品、智能接口、计算机通信以及单片机的多级系统等领域。 本文主要用的是单片机，课题名称为单片机智能流水灯控制。通过本课题的设计以后，使我了解到了单片机的许多方面的应用。本课程设计介绍了一种由MCS-89C51集成块编程实现的控制电路，它完成了单片机流水灯控制功能，并给出了具体的硬件电路和相应的程序。这种控制电路可靠性，灵活性高，使用范围广，特别适合中小城市的交通灯、霓虹灯等的应用。而且，它对其他类似系统的开发具有一定的借鉴意义。 通过本次实训实习，使我掌握了一定的电子产品设计、制作技能和调试技术，巩固电子技术的理论知识，锻炼和提高自己的动手能力和综合运用知识解决实际问题的能力及实践动手能力。 关键词：LED 单片机控制系统流水灯 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..................................单片机最小系统课程设计
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