本科毕业设计 (论文)
基于单片机的皮带传输控制系统Belt Transmission Control System Based on Single Chip Microcomputer
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目录
1绪论 (1)
1.1 课题的研究背景 (1)
1.2 课题的研究目的与意义 (1)
1.3 皮带传输机的发展与现状 (2)
1.4课题的研究内容 (2)
2 皮带传输机的总体方案设计 (4)
2.1系统的功能要求 (4)
2.2 系统的组成结构 (4)
2.2.1系统的电源模块 (4)
2.2.2系统的组成结构 (5)
3 系统的硬件设计 (6)
总体电路 (6)
3.1 主控电路 (6)
3.2 限位开关电路的设计 (9)
3.2.1 限位开关 (9)
3.2.2 74LS08与门 (10)
3.3 电机驱动模块电路设计及电机电路 (11)
3.3.1 电机驱动模块介绍 (11)
3.3.2 电机电路 (13)
3.4 声光报警提示电路 (13)
3.4.1 灯光提示电路 (13)
3.4.2 声音报警电路 (14)
3.5 按键电路 (15)
3.6 指示灯 (16)
4 系统的软件设计 (18)
4.1 软件介绍 (18)
4.1.1 Altium Designer (18)
4.1.2 Proteus (18)
4.1.3 Keil uvision4 (19)
4.2 程序设计 (20)
4.3 系统程序流程图 (23)
5基于单片机的皮带传输控制系统的测试结果 (24)
结论 (27)
致谢 (28)
参考文献 (29)
1绪论
1.1 课题的研究背景
随着社会经济的飞速发展,古人传统的人搬牛拖的输送方式已经满足不了现代社会物资爆炸式增长下的输送需求以及复杂状况下(如山洞、极端天气等)运输的要求,皮带传输机由此应运而生。第一部带式输送机于1868年出现在英国,应用于多种场合,并发展演化出其他类型的输送机。
皮带传输机又称带式输送机,是一种依靠电机运转来带动传送带发生位移,从而将传送带上物体进行传送的装置,现已成为一种通用机械,它既可以运送零碎材料,也能够输送成件产品。皮带传输机不仅局限于材料传递,它还能够与企业生产过程中的工艺流程要求协同工作,构建现代化的自动化生产线。工作中噪音小,而且结构简单,便于维护,此外还有输送量大、成本低、通用性强等不容忽略的优势[1]。依靠摩擦力的作用,皮带传传输机不仅可以在水平方向上输送物资,还可以倾斜传送,已经成为工业生产领域不可缺少的部分。
当前,皮带传输机的控制系统主要依靠3种方式实现:
第一种是继电器控制系统:继电器有3个引脚,通过控制管脚端的电压来改变引脚的连接位置,已实现类似开关的功能;受材料和设计的影响,其闭合次数有着寿命的限制。作为依靠硬件逻辑连接的控制系统,继电器的可维修度最高,系统中每个器件的故障都可能引发整个系统崩溃,将故障扩大,不易查错。而且继电器的工作频率很低,触点的每次动作要耗时几十毫秒,在开闭时会产生电弧,对触点造成损伤的同时还伴随有机械磨损。综上所述,继电器控制系统使用时间短,工作时可靠性低,不建议使用。
（2）第二种是单片机控制系统:单片机又名微处理器,是在半导体晶元上运用超大规模集成技术以激光刻制而成的微型处理器。得益于集成电路技术的出现,单片机虽然很小,但是功能却很完备。它将计算机中的中央处理器CPU,随机存储器RAM,只读存储器ROM都集成到了一起,虽然在运算量上不能与真正的计算机相比,但却有着计算机不可替代的作用。单片机同时将输入输出口集成到了芯片上,可以使外部电路更简单,能实现较复杂的控制,具有较大的灵活性和适应性,而且控制精度高,能进行多机联网。
（3）第三种是工业控制计算机控制系统:工业控制计算机作为一种工具的总称,具有对生产步骤及机械装置、工艺设备进行监测和控制的能力。工业控制计算机有着重要的计算机属性和特征,比如包含计算机的中央处理器、硬盘、内存、外设及接口,还有操作系统、控制网络和协议、计算能力以及友好的人机界面[2]。堪称是功能最强大的控制制系统,优势突出，例如：极高的运行速度,强大的运算能力和接口功能、方便的软件环境;同样，缺点也很明显：成本高,体积大,通常只在大型控制系统中使用[3]。
1.2 课题的研究目的与意义
单片机控制系统略差于工业控制计算机控制系统，但大大优于继电器控制系统,可
以实现大部分的控制方式，而且种类多，价格低，通用性强，便于使用。工程师在选择控制系统的控制器时,要考虑多种方面的因素：选用的控制器功能否满足设计的需要；控制器的价格高低；开发的难度、周期等等,而单片机种类多样，所以通常都被优先考虑。而且,单片机的体积小,重量低,适用于很多小型的控制系统。
单片机控制系统的出现，使得皮带传输机的运用不仅仅局限与大型设备和工厂中，小型、移动式的皮带传输机的需求也得到满足，扩大了皮带传输机的应用范围，极大地满足人们和社会发展力的需求，促进经济和社会的发展。此外，单片机控制系统的出现可以避免技术垄断的局面，给人们更多样化、差异化的选择余地。
1.3 皮带传输机的发展与现状
我国对传送机很早就有了认识，早在唐朝就出现了高转筒车，其后不断发展，但动力主要是由人力、畜力提供，在自动化工业领域应用较晚。后来通过“八五”期间的奋力追赶,我国的皮带传输机发展的水平有了很大的提高，一些涉及功率大、距离长的技术瓶颈被顺利攻克。
在国外，皮带输送机技术的发展很快,主要从2个方面表现出来:一是皮带输送机的功能更多样，能满足更多的使用需求，因而应用范围更广阔;另一方面是皮带输送机本身的技术与装备有了巨大的发展,主要的发展方向转向研究制造长距离、大运量、高带速的大型皮带输送机,其核心技术涉及皮带传输机的动态分析与监控技术,用于提高皮带传输机的运行稳定性和可靠性[4]。
目前，其运用的主要技术和设备有下面4个特点[5]:
⑴设备大型化。
⑵监控方式上，主要运用的技术有动态分析、计算机监控以及机电一体化,实现了对输送机的实时监测和控制。
⑶电机驱动电动运用多级驱动和中间驱动及其功率平衡技术，使传输机输送能力更强。
⑷关键部分采用新型、可靠性高的器件，降低传输机的故障率。
1.4课题的研究内容
单片机控制的皮带传输控制,主要功能是控制皮带传输机的4个直流电机的启停,外加限位开关,实现对传送皮带的跑偏和断裂检测,避免人身和财产的损失。限位开关检测到异常信号,立即通过单片机控制外围的蜂鸣器和LED灯报警,提示操作人员关闭系统。本设计中,电机需要有输送能力,因此对其功率有一定的要求,所以电机的选型需要慎重。此外,电机的驱动和控制系统也要重点研究,能够在传送机发生故障时迅速的切换电机的工作状态,避免人身和财产的损失。
该项目的总体设计分为3个部分,分别是:
(1)硬件部分:主要涉及单片机型号的选择、监测装置的选择和监测电路的设计、电机驱动模块的设计、皮带传输机的设计、报警电路的设计、元器件参数的选择以及一些
数字逻辑电路的设计。
(2)软件部分:主要是选择合适的应用软件,用C语言编制单片机的控制程序以及原理图和仿真图的绘制,还有一些原理图库的设计。
(3)系统的综合调试与分析完善:在硬件和软件部分的设计都完成以后，将程序编译器生成的文件导入Protues软件的电路图中进行仿真运行,验证设计的正确性,分析系统的不足及原因,重新修改完善，不断往复。
2 皮带传输机的总体方案设计
本系统的主要功能是实现控制皮带传输机的多种模式切换以及传输机状态的实时检测并能够在传输机的异常状态下自动关闭控制系统的功能,下面对系统的功能要求和实现方案做个简单概述。
2.1系统的功能要求
基于单片机的皮带传输控制系统需要实现的主要功能如下:
(1)模式切换:自动模式:自动模式启动时,4个直流电机由由后向前每隔15秒依次启动,然后再间隔10秒后启动料斗。至此,系统进入完全启动状态。关闭时,首先关闭料斗,10秒后关闭第一个直流电机,然后每隔15秒向程序的堆栈一样,依次关闭剩下的直流电机。若是在发现异常状况,系统还没有完全启动需紧急关闭系统时,系统应该能够判断当前已经启动的部分,不再继续将未启动的部分继续启动,转而将已启动的部分依次关闭。手动模式则是一个复位开关对应一个直流电机,方便查找故障。复位开关按下奇数次是启动,偶数次是关闭。
(2)灯光报警功能:当限位开关检测到位置变化,产生的信号变化,被单片机获取分析,驱动蜂鸣器和LED灯对应的单片机端口状态改变,进行灯光报警。同时应该能够检测故障发生的位置,向异常关闭模式状态时,有序的关闭系统。
(3)指示功能:每个限位开关、电机和当前的运行模式都用相应的LED指示标明,便于查错。
2.2 系统的组成结构
2.2.1系统的电源模块
本系统的主要目的是用单片机控制皮带传输机,首要功能就是能够使皮带传输机的电机正常运转,而单片机自身的供电系统远不能满足电机运转的需要,所以需要在电机的驱动系统中外加电源。
因为电机是作为皮带传输机的动力装置，只需要能够在负载下正常运转即可，对于转速的变化等没有要求，所以本设计中选用直流电机，用直流电为电机提供能量。我们正常使用的市电都是220V的交流电，需要将其转化为电机需要的直流电，如图2.1所示的整流稳压电路很好的解决了这个问题，而且可以为单片机提供电源，仅仅只需在输出端并接稳压二极管和负载即可。改变稳压二极管的耐压值，就可以为负载提供不同的电位的直流电源。
图2.1 直流稳压电路
2.2.2系统的组成结构
本系统中使用的主要模块有限位开关、单片机及其复位和晶振模块、声光报警电路、L298N 电机驱动模块、按键控制模块、LED 指示灯以及控制程序等。
系统的组成结构如下：
3 系统的硬件设计
总体电路
图3.1 基于单片机控制的皮带传输系统硬件电路图
上图是Altium Designer软件绘制的电路总体电路图,包含了1个主控电路、2个电机驱动模块和4个直流电机、8个带独立指示灯的限位开关、模式指示灯、6个复位开关，1个作手动开关，一个作关闭自动模式开关，剩下4个对应手动模式下的电机，其中1个复用作自动模式开启开关。
3.1 主控电路
本设计中共使用了26个I/O口，包括两个中断口—外部中断0和外部中断1，因此选用的微处理器的并行口必须要大于20个，并具有中断控制功能。其产量应该高，这样价格低，被大众熟悉，稳定性有保障，便于大规模生产、维护，成本低。因此，选用STC89C52单片机最合适不过。
STC89C52作为一种功耗低、性能高的CMOS8位单片机,采用经典的MCS-51内核。STC公司在MCS-51内核的基础上进行了优化加强，使得STC89C52芯片的功能得到进一步的延伸，有着比MCS-51更多的功能。表1列举了两款微处理器的区别。
表3-1:STC89C52和MCS-51微处理器参数
微处理器型号STC89C52 MCS-51
程序存储器8KB4KB
数据存储器512B128B
输入输出口32个32个
看门狗有无
EEPROM4KB 无
定时计数器3个2个
外部中断4个2个
中断结构7向量4级（兼容51的）5向量2级
全双工串行口有有并行口P0~P3接口的功能如下:[5]
STC89C52单片机共有32根输入输出口,分为P0、P1、P2、P3，共4组，每组8根。
P0口——具有双重功能:一、8位双向I/O口,此时带负载能力较弱,通常在外部另接一组上拉电阻解决此问题;二、还能作为低8位地址/数据总线的接口连接外接存储器。
P1口——单一接口功能，8位准双向I/O口。
P2口——具有双重功能:一、8位准双向I/O口;二、作为单片机高8位地址的地址总线接口连接外接存储器,与P0口的低8位地址总线一起组成16位地址总线。
P3口——双重功能：一、8位准双向I/O口；二、作为第二功能使用，每一位功能定义如表3-2所示。
表3-2：P3口的第二功能
端口引脚第二功能
P3.0 P3.1 P3.2 P3.3 P3.4 P3.5 P3.6 P3.7
RXD（串行输入）
TXD（串行输出）
INT0（低电平有效，外部中断0）
INT1（低电平有效，外部中断1）
T0（定时器0/外部计数器）
T1（定时器1/外部计数器）
WR（低电平有效，外部数据存取器写选通
信号）
RD（低电平有效，外部数据存取器读选通信
号）
图3.2 STC89C52 DIP 封装图
STC89C52的中断技术概述:中断技术主要用于实时监测与控制,要求单片机能及时地响应中断请求源提出的服务请求,并作出快速响应、及时处理[6]。单片机的中断分为外外部中断和内部中断两种，外部中断通常需要与单片机的外部中断口相配合，内部中断由单片机的定时计数器产生。当微处理器检测到中断信号产生,会判断是否满足中断要求，一切条件都满足时，单片机就暂时中止当前正在执行的任务,跳入中断服务程序处理中断服务请求[7]。在中断服务任务执行完毕后,再跳回原来任务的终止处,继续执行原来未执行完的任务。中断也有中断优先级之分,外部中断0> 定时计数器0 >外部中断1>定时/计数器1>串行中断。
图3.3 中断的响应和处理过程
中断技术极大地提高了单片机的工作效率和实时性，去除了单片机在查询方式中的
等待现象，是单片机在进行多线程任务时经常使用的方式。
3.2 限位开关电路的设计
图3.4 限位开关电路
如图3.4所示，在这个电路中，不仅仅有限位开关，还有LED指示灯。在传输节的每
节传送带上都配两个限位开关，一个检测皮带的跑偏，另一个检测皮带的断裂。每个限
位开关都可以单独工作，一旦开关闭合，即表示皮带发生故障，此时电路导通，对应限
位开关的LED指示灯开始发光，这样便于查找故障，节省时间。
3.2.1 限位开关
限位开关又称行程开关,可以安装在静止或运动的物体上。与继电器的工作方式类似，当运动的物体靠近静止的物体时,开关的连杆驱动开关将原本闭合的开关打开或将打开的开关闭合，改变电路的导通状态去控制电路[8]。如图3.5所示
图3.5 限位开关
限位开关按接触方式分为接触式和非接触式两种。和字面意思一样，接触式就是限位开关与物体有着直接的接触，通过碰触改变限位开关的状态，达到控制的目的。非接触式就是借助各种不需接触就能传递信号的物质改变当前的限位开关电路的参数，以实现开关开闭的功能，比如能够被感应的射频，半导体的光电效应等。在本设计中选用接触式的限位开关,因为其价格更低,精度更高,不容易出现故障。
限位开关按照开关触点闭合和断开频率的不同,分为以下2种[9]。
(1)缓动开关:此类开关的闭合和断开运转切换的时间与开关的操作频率有关,操作的频率越快,开关的切换也越快，灵敏度高。
(2)速度开关:此类开关的闭合和断开的运转转换的时间为一常数，它与开关被操作的频率无关,只要开关触点移动到一定位置时,开关就会闭合或断开,此过程耗费的时间一般为弹簧弹跳所必须的时间。
此设计中选用速度开关，因为此设计中并没有对开关的操作频率有要求，只有皮带出现故障的时候才要求限位开关闭合，符合速度型限位开关的要求。
由于限位开关的复杂特性，电路图中选用闭合开关代替限位开关。
3.2.2 74LS08与门
图3.6是用74LS08连接成的与逻辑门电路。
图3.6 与门逻辑电路
与门的逻辑值如表3所示。
表3-3：与门的逻辑值
A B Q
0 0 0
0 1 0
1 0 0
1 1 1
任意一个限位开关闭合后，端口电压即置低，结合上表可知，输出端K也随之置低。输出端K与外部中断1口连接，当端口信号为低时，中断程序启动，运行声光报警模块，启动声光报警器，完成报警功能。
3.3 电机驱动模块电路设计及电机电路
3.3.1 电机驱动模块介绍
本设计中，电机驱动模块是以2块L298N芯片为核心，每个芯片配备8个IN4007二极管构成的保护电路共同组成，能够驱动100W以下的电机运转。驱动电路如图3.7所示
图3.7 L298N电机驱动模块
L298N是SGS公司的产品,内部包含4通道逻辑驱动电路,可以根据需要两两组合，驱
动两个直流电机。直接调节电源VSS端口的电压值就可改变输出电压值，输出最高可达50V;L298N芯片的输入口可直接连接单片机输入输出口;输出端接上保护电路就可直接连接电机,使用方便。L298接受数字逻辑电平信号，芯片的工作电压在5V左右。芯片的12脚VS接电源电压,电压调节范围在+2.5至46 V之间，VS值越大，电机的带负载能力越强，但不可超过上限，以免芯片被烧毁。芯片的输出电流最高可达2.5 A,可驱动电感性负载。L298N芯片的内部逻辑图如图3.8所示
图3.8 L298N内部逻辑图
L298有多种型号,此设计中采用芯片型,共有20个引脚。其中INPUT1、INPUT2、INPUT3、INPUT4端口连接单片机,控制电机的运行模式;OUT1、OUT2通过二极管组成的保护电路后连接电机1,OUT3、OUT4通过二极管组成的保护电路后连接电机2;ENA、ENB是L298N芯片的使能端,用于控制电机的启停,还可以连接单片机的PWM口,改变占空比实现调节电机转速的功能。传送带系统中均已电机作传送带的动力源,根据需要，本系统中电机无需改变电机转速,故而全部连接+5V高电平,电机也只需要正转和停止模式两种。L298N的引脚状态功能如表4所示
表3-4：L298N功能模块
ENA IN1 IN2 运行状态
0 1 1 1 1 X
1
1
X
1
1
停止
正转
反转
刹停
停止
在每根输出线上都加上2个反接的二极管是用于保护L298,因为电机作为感性负载，在运转过程中两边会产生反电势,冲击L298芯片,极易烧毁芯片。其原理是:当反电势为
正,大于电源电压0.7V以上时,上端的二极管被导通,此时输出线电压就被限制在电源的电压+0.7V间,不会大于这个数值；当反电势为负,低于-0.7V时,下端的二极管被导通,此时输出线电压就被限制位在-0.7V上,不会低于-0.7V了[10]。这两个二极管的功能就将输出线上电压被箝位在-0.7V~+Vcc+0.7V之间，保护电路的正常工作。
3.3.2 电机电路
图3.9 电机电路
如图3.9所示的电机电路,由4个单独的电机电路组成。每个电机电路中有1个直流电机，1个电阻以及一个发光二极管。直流电机在L298N驱动模块的操控下实现启停操作,但是电机的启动和停止都需要时间,在刚开始时不好凭肉眼观测,但是LED灯点亮不需要等待,这时可根据LED灯的亮灭判断电机的启停，因为本设计中电机的两端电压大，所以需要在LED灯的前端加入保护电阻。由于本系统中电机不存在反向运转,所以只需要1个LED灯即可，若是电机存在正反向运转，可以同原有的LED灯一样反向的加入电路中。
3.4 声光报警提示电路
3.4.1 灯光提示电路
图3.10灯光提示电路
LED全名发光二极管,也是单向导通，它是利用电场直接将电转换成光，与原来的白炽灯、节能灯利用三基色粉发光的原理都不同，效率高而且亮度强。LED产生的光是冷光，热度低、节能、功耗低、亮度高、寿命长而且辐射低，与传统的白炽灯、节能灯相比，优势极其明显，已成为全球最受瞩目的新一代光源，已被广泛的应用于家庭照明、汽车大灯、低温照明等各种场合，是21世纪最有发展前景的绿色照明光源[10]。本设计计就是采用LED灯作为声光报警的灯光提示部分。
LED灯左端连接单片机P2.5口，定义为LED口，电阻右端连接+5V电源。平时，LED口电压为高，LED灯两端都是高电平，不能导通，所以不能发光。当限位开关被触发后，单片机将LED口电压置低，此时LED灯两端形成压降，导通发光。程序中可以将LED端口的电压设计成高低往复的，使得LED灯变成闪烁的，更引人注目。此处LED灯作报警使用，所以选择红色，红色LED灯的导通压降在2V左右，导通电流在20mA左右，顾选择精度为1％的金属膜标称电阻，值为150Ω。
3.4.2 声音报警电路
图3.11声音报警电路
蜂鸣器作为一种小电流驱动的发声设备，广泛的应用于单片机系统的设计中，作为报警或提示使用。一般分为有源和无源两种,有源蜂鸣器采用直流电供电，无源蜂鸣器则是采用方波供电。
单片机端口的输出电流一般只有5mA,达不到使蜂鸣器工作的阀值，所以通常在需要使用驱动电路使得蜂鸣器进入正常工作状态。驱动电路一般使用三极管放大电路，包含以下3个部分:一个三极管、一个+5V电源、一个限流电阻，三极管的基极连接单片
机的beep端口。此设计中选用NPN型9013三极管和有源蜂鸣器。平时,单片机的beep 口置低,三极管的基极和发射集之间导通电压不足,三极管CE端不能导通,此时蜂鸣器两端无电动势，不工作。当限位开关被触发后,beep口电压置高,三极管BE集导通,则CE 端导通，蜂鸣器两端电压电势差约为3V，开始工作。另外,三极管在此电路中不仅仅充当开关的作用,它还有放大电流的作用。此设计中,BE集的导通压降约为0.7V,蜂鸣器的额定电压在3V,额定电流仅有几毫安,三极管的放大倍数在50以上,所以综合考虑,选用误差在1%的金属膜电阻,阻值为2.2K。
3.5 按键电路
图3.12按键电路
本设计中按键电路的功能是控制传送带的工作模式，通过上拉电阻和接地实现键值的变化，比单纯的接地更稳定。电路模块由6个复位按键组成，如图3.12所示复位按键S1~S4分别对应手动模式下电机1~电机4的控制，此外复位按键S1还具备在系统上电后，启动自动模式运行的功能。按键S5的功能是关闭自动运行模式，S6则是在自动系统关闭后手动模式的启动按钮。
单片机的键盘有独立键盘和矩阵式键盘两种形式，独立按键通常是一个按键对应一个端口，简洁，而且程序设计部分不复杂；矩阵键盘的优点是节省端口，在按键很多的设计中尤为使用。矩阵键盘是把按键按照宫格的方式排列，单片机的端口一部分作行检
目录 摘要 (1) 绪论 (1) 1.设计要求及功能分析 (1) 1.1 设计要求 (1) 1.2 基本功能 (2) 2.设计方案 (2) 2.1 硬件部分设计方案 (2) 2.1.1 单片机部分 (2) 2.1.2 按键部分 (2) 2.1.3 显示部分 (2) 2.2 软件部分设计方案 (2) 3.系统的硬件总体设计 (4) 3.1 系统的总体硬件设计 (4) 3.2 键盘连接电路 (4) 3.3 显示屏连接电路 (5) 3.4 单片机芯片AT89C51 (6) 3.5 外接电路 (7) 4.系统的软件总体设计 (8) 4.1 键盘识别程序设计 (8) 4.2 显示程序 (11) 4.3 运算程序 (11) 5.元器件清单及程序清单 (12) 5.1 元器件清单 (12) 5.2 程序清单 (12) 6.软件仿真 (18) 6.1 仿真验证 (18) 6.2 性能分析 (20) 6.3 出现故障及其原因 (20) 6.4 解决方法 (20) 结论 (20) 参考文献 (21) 致谢 (21) 附录PCB图 (22)
简易计算器的设计 学生：李飞马鹏超舒宏超 指导老师：王孝俭 摘要：单片机是指一个集成在一块芯片上的完整计算机系统。尽管他的大部分功能集成在一块小芯片上，但是它具有一个完整计算机所需要的大部分部件：CPU、内存、内部和外部总线系统，目前大部分还会具有外存。同时集成诸如通讯接口、定时器，实时时钟等外围设备。而现在最强大的单片机系统甚至可以将声音、图像、网络、复杂的输入输出系统集成在一块芯片上。单片机内部也用和电脑功能类似的模块，比如CPU，内存，并行总线，还有和硬盘作用相同的存储器件，不同的是它的这些部件性能都相对我们的家用电脑弱很多，不过价钱也是低的，一般不超过10元即可，用它来做一些控制电器一类不是很复杂的工作足矣了。我们现在用的全自动滚筒洗衣机、排烟罩、VCD等等的家电里面都可以看到它的身影！它主要是作为控制部分的核心部件。它是一种在线式实时控制计算机，在线式就是现场控制，需要的是有较强的抗干扰能力，较低的成本，这也是和离线式计算机的（比如家用PC）的主要区别。单片机比专用处理器最适合应用于嵌入式系统，因此它得到了最多的应用。事实上单片机是世界上数量最多的计算机。现代人类生活中所用的几乎每件电子和机械产品中都会集成有单片机。手机、电话、计算器、家用电器、电子玩具、掌上电脑以及鼠标等电脑配件中都配有1-2部单片机。而个人电脑中也会有为数不少的单片机在工作。汽车上一般配备40多部单片机，复杂的工业控制系统上甚至可能有数百台单片机在同时工作！单片机的数量不仅远超过PC机和其他计算的综合，甚至比人类的数量还要多。 关键词：单片机、计算器、控制电路、仿真。 绪论 设计要求掌握数码管移位动态扫描显示的编程方法，掌握矩阵扫描的编程方法，掌握数据在内部运算的编程方法。设计任务实现最大8位正整数加、减、乘、除，具备清零、等于功能，16个按键功能依次为：数字0、数字1、数字2、数字3、数字4、数字5、数字6、数字7、数字8、数字9、清零、等于、加、减、乘、除。 1．设计要求及功能分析 1.1设计要求： 本次单片微型计算机与接口技术课程设计做的是利用C51单片机为主体的计算器，实现了简单的加、减、乘、除功能。采取的是键盘输入和液晶显示屏的输出结果显示。主要硬件构成部分由四个，一个AT89C51单片机芯片，一个液晶显示屏，一个4*4键盘和一个排阻（10K）做P0口的上拉电阻，可以实现16位的数值操作计算。 1.2基本功能： 首先，计算器可现实8位数字，开机运行时，只有数码管最低位显示为“0”，其他位全部不显示；
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
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
AT89C51单片机简易计算器的设计 单片机的出现是计算机制造技术高速发展的产物，它是嵌入式控制系统的核心，如今，它已广泛的应用到我们生活的各个领域，电子、科技、通信、汽车、工业等。本设计是基于51系列单片机来进行的数字计算器系统设计，可以完成计算器的键盘输入，进行加、减、乘、除六位数范围内的基本四则运算，并在LCD上显示相应的结果。设计电路采用AT89C51单片机为主要控制电路，利用MM74C922作为计算器4*4键盘的扫描IC读取键盘上的输入。显示采用字符LCD静态显示。软件方面使用C语言编程，并用PROTUES仿真。 一、总体设计 根据功能和指标要求，本系统选用MCS-51系列单片机为主控机。通过扩展必要的外围接口电路，实现对计算器的设计。具体设计如下：（1）由于要设计的是简单的计算器，可以进行四则运算，为了得到较好的显示效果，采用LCD 显示数据和结果。 （2）另外键盘包括数字键（0～9）、符号键（+、-、×、÷）、清除键和等号键，故只需要16 个按键即可，设计中采用集成的计算键盘。 （3）执行过程：开机显示零，等待键入数值，当键入数字，通过LCD显示出来，当键入+、-、*、/运算符，计算器在内部执行数值转换和存储，并等待再次键入数值，当再键入数值后将显示键入的数
值，按等号就会在LCD上输出运算结果。 （4）错误提示：当计算器执行过程中有错误时，会在LCD上显示相应的提示,如：当输入的数值或计算得到的结果大于计算器的表示范围时，计算器会在LCD上提示溢出；当除数为0时，计算器会在LCD 上提示错误。 系统模块图： 二、硬件设计 （一）、总体硬件设计 本设计选用AT89C51单片机为主控单元。显示部分：采用LCD 静态显示。按键部分：采用4*4键盘；利用MM74C922为4*4的键盘扫描IC，读取输入的键值。 总体设计效果如下图：
课程设计说明书 课程设计名称：单片机课程设计 课程设计题目：四位数加法计算器的设计学院名称：电气信息学院 专业班级： 学生学号：
学生姓名： 学生成绩： 指导教师： 课程设计时间：至
格式说明（打印版格式，手写版不做要求） （1）任务书三项的内容用小四号宋体，倍行距。 （2）目录（黑体，四号，居中，中间空四格），内容自动生成，宋体小四号。 （3）章的标题用四号黑体加粗（居中排）。 （4）章以下的标题用小四号宋体加粗（顶格排）。 （5）正文用小四号宋体，倍行距；段落两端对齐，每个段落首行缩进两个字。 （6）图和表中文字用五号宋体，图名和表名分别置于图的下方和表的上方，用五号宋体（居中排）。（7）页眉中的文字采用五号宋体，居中排。页眉统一为：武汉工程大学本科课程设计。 （8）页码：封面、扉页不占页码；目录采用希腊字母Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ…排列，正文采用阿拉伯数字1、2、3…排列；页码位于页脚，居中位置。 （9）标题编号应统一，如：第一章，1，，……；论文中的表、图和公式按章编号，如：表、表……；图、图……；公式（）、公式（）。
课程设计任务书 一、课程设计的任务和基本要求 (一)设计任务（从“单片机课程设计题目”汇总文档中任选1题，根 据所选课题的具体设计要求来填写此栏） 1. 系统通过4x4的矩阵键盘输入数字及运算符。 2. 可以进行4位十进制数以内的加法运算，如果计算结果超过4位十进制数，则屏幕显示E。 3. 可以进行加法以外的计算(乘、除、减)。 4. 创新部分：使用LCD1602液晶显示屏进行显示，有开机欢迎界面，计算数据与结果分两行显示，支持小数运算。 (二)基本要求 1.有硬件结构图、电路图及文字说明； 2.有程序设计的分析、思路说明； 3.有程序流程框图、程序代码及注释说明； 4.完成系统调试（硬件系统可以借助实验装置实现，也可在Proteus 软件中仿真模拟）； 5.有程序运行结果的截屏图片。
AT89C51单片机简易计算器的设计 一、总体设计 根据功能和指标要求，本系统选用MCS-51系列单片机为主控机。通过扩展必要的外围接口电路，实现对计算器的设计。具体设计如下：（1）由于要设计的是简单的计算器，可以进行四则运算，为了得到较好的显示效果，采用LCD 显示数据和结果。 （2）另外键盘包括数字键（0～9）、符号键（+、-、×、÷）、清除键和等号键，故只需要16 个按键即可，设计中采用集成的计算键盘。 （3）执行过程：开机显示零，等待键入数值，当键入数字，通过LCD显示出来，当键入+、-、*、/运算符，计算器在内部执行数值转换和存储，并等待再次键入数值，当再键入数值后将显示键入的数值，按等号就会在LCD上输出运算结果。 （4）错误提示：当计算器执行过程中有错误时，会在LCD上显示相应的提示,如：当输入的数值或计算得到的结果大于计算器的表示范围时，计算器会在LCD上提示溢出；当除数为0时，计算器会在LCD 上提示错误。 系统模块图：
二、硬件设计 （一）、总体硬件设计 本设计选用AT89C51单片机为主控单元。显示部分：采用LCD 静态显示。按键部分：采用4*4键盘；利用MM74C922为4*4的键盘扫描IC，读取输入的键值。 总体设计效果如下图：
（二）、键盘接口电路 计算器输入数字和其他功能按键要用到很多按键，如果采用独立按键的方式，在这种情况下，编程会很简单，但是会占用大量的I/O 口资源，因此在很多情况下都不采用这种方式，而是采用矩阵键盘的方案。矩阵键盘采用四条I/O 线作为行线，四条I/O 线作为列线组成键盘，在行线和列线的每个交叉点上设置一个按键。这样键盘上按键的个数就为4×4个。这种行列式键盘结构能有效地提高单片机系统中I/O 口的利用率。 矩阵键盘的工作原理： 计算器的键盘布局如图2所示：一般有16个键组成，在单片机中正好可以用一个P口实现16个按键功能，这种形式在单片机系统中也最常用。 图 2 矩阵键盘布局图 矩阵键盘内部电路图如图3所示：
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
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
简易计算器 Simply Calculator 1 设计思想 此计算器有键盘部分、单片机、显示部分三部分组成，键盘部分主要完成输入功能；单片机主要完成数据处理功能，包括确定按键，完成运算，以及输出数据；显示器部分主要完成单片机输出的显示。 本设计的思路是利用单片机性能好，稳定性强的优点来实现系统的运行。设计大致可以分为三个步骤：第一步，硬件的选取和设计；第二步，程序的设计和调试；第三步，Protues 系统仿真。 硬件是设计的骨骼，不仅关系到设计总体方向的确定，还要综合考虑节能，环保，以及稳定性和经济性等各种因素。因此需要花费大量的时间。硬件的选取最为重要，包括选用的芯片，显示设备的选取，输入设备的选取等。本设计是通过单片机来实现的，因此选用了ATMEGA16单片机作为主体，输入设备选用矩阵键盘。程序是硬件的灵魂，是实现设计的中心环节。本设计使用的程序语言是C语言，在“ICC AVR”中运行，调试，直到运行出正确结果，然后输出后缀名为.HEX格式的文件，以备在Protues中仿真使用。程序是设计的关键，程序的调试需要大量的时间，耐心，还够要有足的细心才能成功。本设计中就出现了大量的错误，经过认真修改，最终才能运行出正确结果。最后的系统仿真是设计是否成功的验证，是设计不可缺少的重要环节。这就要求能掌握Protues的一些基本操作。2原理分析 矩阵键盘的扫描 —
》 图矩阵键盘图 如图所示，单片机的8个I/O口和矩阵键盘相连，用8个I/O口来控制矩阵键盘的16个按键是非常有意思的，首先我们设置单片机的PD0—PD7为输出，且PD0—PD3依次设置为低电平，而PD4—PD7设置为高电平，然后我们设置PD4—PD7为输入，而PD0—PD3仍然为输出，假如此时M1键按下，则PD0与PD4相连，因为PD0是低电平，而PD4是输入，所以PD4会被拉为低电平，同理，如果M2被按下，则PD5会被拉低，M3按下，PD6会被拉低，M4按下，PD7被拉低。这是判断有无键盘按下的过程，当我们判断是那一个键盘按下时，我们首先设置8个I/O口为输出，输出为FE,即，PD0为低电平，其他全为高电平，然后我们设置PD4—PD7为输入，如果M1被按下，则PD4会比被拉为低电平，此时会变成EE,同理可以知道M2被按下时会变为DE,M3被按下时会变为BE,M4被按下时会变为7E。同理我们可以设置8个I/O口输出FD来检测M5—M8是否被按下，设置8个I/O口输出FC来来检测M9—M12,设置8个I/O口输出F7来检测M13—M16,如果M1—M4没有被按下，就继续检测M4—M8,一次类推，就可以检测出16个按键了。在这次设计中，16个按键M1—M16所对应检测值分别为：EE，DE，BE，7E，ED，DD，BD，7D，EB，DB，BB，7B，E7，D7，B7，77。 数字显示与计算 本次设计选用的显示器是1602液晶显示器，此液晶显示器能显示32个字符，VSS接地,VDD接电源正极，E为时使能信号，R/W为读写选择端（H/L），RS为数据/命令选择端（H/L）,D0—D7为数据I/O口。 首先我们初始化液晶显示器，然后显示出第一个被按下的数，并且使光标右移，如果有第二个数按下，则据继续显示，以此类推，然后把所有显示出来的数换算成一个数，如果按下“+”号，则显示出“+”，并且同理显示出“+”号后面按下的数字，然后调用加子程序，运算出结果，如果按下的是“-”,则调用减子程序，如果按下“*”，则调用乘子程序，如果按下“/”，则调用除子程序。然后再调用显示结果子程序，显示出结果。 《
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
课程设计 题目名称简易计算器设计 课程名称单片机原理及应用 学生姓名 班级学号 2018年6 月20日
目录 一设计目的 本设计是基于51系列单片机来进行的简单数字计算器设计，可以完成计算器的键盘输入，进行加、减、乘、除六位整数数范围内的基本四则运算，并在LED上显示相应的结果。软件方面使用C语言编程，并用PROTUES仿真。 二总体设计及功能介绍 根据功能和指标要求，本系统选用MCS-51系列单片机为主控机，实现对计算器的设计。具体设计及功能如下： 由于要设计的是简单的计算器，可以进行四则运算，为了得到较好的显示效果，采用LED显示数据和结果； 另外键盘包括数字键（0～9）、符号键（+、-、×、÷）、清除键和等号键，故只需要16个按键即可，设计中采用集成的计算键盘； 执行过程：开机显示零，等待键入数值，当键入数字，通过LED显示出来，当键入+、-、*、/运算符，计算器在内部执行数值转换和存储，并等待再次键入数值，当再键入数值后将显示键入的数值，按等号就会在LED上输出运算结果。
三硬件仿真图 硬件部分比较简单，当键盘按键按下时它的那一行、那一列的端口为低电平。因此，只要扫描行、列端口是否都为低电平就可以确定是哪个键被按下。 四主程序流程图 程序的主要思想是：将按键抽象为字符，然后就是对字符的处理。将操作数分别转化为字符串存储，操作符存储为字符形式。然后调用compute()函数进行计算并返回结果。具体程序及看注释还有流程图 五程序源代码 #include
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..................................
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-----------------------------------11 1.4超声波倒车雷达系统工作原理-----------------------12 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---------------------16 2.2 超声波发射电路与接收电路及其距离测算程序-------17 2.3超声波检测接受电路-------------------------------18 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-------------------27 2.6.1倒车语音电路----------------------------------28 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-------------------------------------------31 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----------------------------------40 第五章测距仪改进的设想------------------------------41 第六章心得体会与总结--------------------------------42 第七章英语翻译及参考文献----------------------------44
单片机类 业设计 刷电子时钟的设计 刷全自动节水灌溉系统--硬件部 刷数 式温度计的设计 刷温度 控系统设计 刷基于单片机的语音提示测温系统的研究 刷简易无线电遥控系统 刷数 流 计 刷基于单片机的全自动洗衣机 刷水塔智能水 控 系统 刷温度箱模拟控 系统 刷超声波测距仪的设计 刷基于51单片机的L司号点阵显示屏系统的设计与实 16×16点阵显示屏 刷基于A切89分51单片机的数 电子时钟 刷基于单片机的步 电机的控 刷基于单片机的交流调 器设计 刷基于单片机的数 电压表的设计 刷单片机的数 钟设计 刷智能散热器控 器的设计 刷单片机打铃系统设计 刷基于单片机的交通信 灯控 电路设计 刷基于单片机的电话 程控 家用电器系统设计 刷基于单片机的安全 警器 刷基于单片机的 路抢答器设计 刷基于单片机的超声波测距系统的设计 刷基于MC分-51数 温度表的设计 刷电子体温计的设计 刷基于A切89C51的电话 程控 系统 刷基于A三R单片机幅度 调的号号分信 发生器 刷基于单片机的数控稳压电源的设计 刷基于单片机的室内一氧化碳 测及 警系统的研究 刷基于单片机的空调温度控 器设计 刷基于单片机的 编程多 能电子定时器 刷单片机的数 温度计设计 刷红外遥控密码锁的设计 刷基于61单片机的语音识别系统设计 刷家用 燃气体 警器的设计 刷基于数 温度计的多点温度检测系统 刷基于凌 单片机的语音实时采集系统设计 刷基于单片机的数 频率计的设计 刷基于单片机的数 电子钟设计 刷设施 境中温度测 电路设计 刷汽车倒车 撞 警器的设计 刷篮球赛计时记 器
刷基于单片机的家用智能总线式开关设计 刷设施 境中湿度检测电路设计 刷基于单片机的音乐合成器设计 刷设施 境中二氧化碳检测电路设计 刷基于单片机的水温控 系统设计 刷基于单片机的数 温度计的设计 刷基于单片机的火灾 警器 刷基于单片机的红外遥控开关设计 刷基于单片机的电子钟设计 刷基于单片机的红外遥控电子密码锁 刷大棚温湿度自动 控系统 刷基于单片机的电器遥控器的设计 刷单片机的语音 储与 放的研究 刷基于单片机的电 热炉温度控 系统设计 刷红外遥控电源开关 刷基于单片机的 频信 发生器设计 刷基于单片机的呼叫系统的设计 刷基于PIC16F876A单片机的超声波测距仪 刷基于单片机的密码锁设计 刷单片机步 电机转速控 器的设计 刷由A切89C51控 的太 能热水器 刷 盗与恒温系统的设计与 作 刷A切89分52单片机实验系统的开发与 用 刷基于单片机控 的数 气压计的设计与实 刷智能压力传感器系统设计 刷智能定时器 刷基于单片机的智能火灾 警系统 刷基于单片机的电子式转速 程表的设计 刷 交车汉 显示系统 刷单片机数 电压表的设计 刷精密三F转换器与MC分-51单片机的接口技术 刷基于单片机的居室安全 警系统设计 刷基于89C2051 IC卡读/写器的设计 刷PC机与单片机串行通信设计 刷球赛计时计 器设计 刷 系列PCL五层电 控 系统设计 刷自动起闭光控窗帘设计 刷单片机控 交通灯系统设计 刷基于单片机的电子密码锁 刷基于51单片机的多路温度采集控 系统 刷点阵电子显示屏-- 业设计 刷超声波测距仪-- 业设计 刷单片机对玩 小车的智能控 业设计论文 刷基于单片机控 的电机交流调速 业设计论文
《单片机课程设计报告》 教学院： 专业班级： 学号： 学生： 指导教师： 时间： 地点：
单片机课程设计任务书 一、课题名称 单片机课程设计 二、设计目的 为了进一步巩固学习的理论知识，增强学生对所学知识的实际应用能力和运用所学的知识解决实际问题的能力，开始为期两周的单片机课程设计。通过实训使学生在巩固所学知识的基础之上具有初步的单片机系统设计与应用能力。 三、设计容 设计基于51单片机的简易计算器系统电路，并以该电路为基础进行编程，要求能够实现0－99之间的数进行加、减、乘、除运算的功能。 四、设计要求 1、设计简易计算器，要求能对0－99之间的数进行加、减、乘、除运算。 2、用4×4的键盘作为输入设备。 3、用LED或LCD进行显示。 4、编写无符号数加、减、乘、除运算、输入和显示的程序。 5、对系统的进行综合和调试，使其具有对0－99之间的数进行加、减、乘、除运算的功能。 6、编写课程设计的总结
六、设计报告 课程设计报告的基本容至少包括封面、正文、附录三部分。课程设计报告要求统一格式，字体工整规。 1、封面 封面包括“《单片机课程设计》课程设计报告”、班级、、学号以及完成日期等。 2、正文 正文是实践设计报告的主体，具体由以下几部分组成： （1）课程设计题目； （2）课程设计任务与要求； （3）设计过程（包括设计方案、设计原理、创新点以及采用的新技术等）； （4）方案的比较与论证； （5）硬件电路设计，各个模块的设计与器件的选择； （6）软件程序的设计与调试； （7）课程设计总结（包括自己的收获与体会；遇到的问题和解决的方法；技术实现技巧和创新点；作品存在的问题和改进设想等）； 3．附录 附录1：系统设计原理图 附录2：系统硬件元器件清单 附录3：系统的程序 七、考核方式与成绩评定办法 及格（60分～69分）、60分以下为不及格。