单片机及模数综合系统设计
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基于STM32单片机的温度控制系统设计一、本文概述本文旨在探讨基于STM32单片机的温度控制系统的设计。
我们将从系统需求分析、硬件设计、软件编程以及系统测试等多个方面进行全面而详细的介绍。
STM32单片机作为一款高性能、低功耗的微控制器,广泛应用于各类嵌入式系统中。
通过STM32单片机实现温度控制,不仅可以精确控制目标温度,而且能够实现系统的智能化和自动化。
本文将介绍如何通过STM32单片机,结合传感器、执行器等硬件设备,构建一套高效、稳定的温度控制系统,以满足不同应用场景的需求。
在本文中,我们将首先分析温度控制系统的基本需求,包括温度范围、精度、稳定性等关键指标。
随后,我们将详细介绍系统的硬件设计,包括STM32单片机的选型、传感器和执行器的选择、电路设计等。
在软件编程方面,我们将介绍如何使用STM32的开发环境进行程序编写,包括温度数据的采集、处理、显示以及控制策略的实现等。
我们将对系统进行测试,以验证其性能和稳定性。
通过本文的阐述,读者可以深入了解基于STM32单片机的温度控制系统的设计过程,掌握相关硬件和软件技术,为实际应用提供有力支持。
本文也为从事嵌入式系统设计和开发的工程师提供了一定的参考和借鉴。
二、系统总体设计基于STM32单片机的温度控制系统设计,主要围绕实现精确的温度监测与控制展开。
系统的总体设计目标是构建一个稳定、可靠且高效的环境温度控制平台,能够实时采集环境温度,并根据预设的温度阈值进行智能调节,以实现对环境温度的精确控制。
在系统总体设计中,我们采用了模块化设计的思想,将整个系统划分为多个功能模块,包括温度采集模块、控制算法模块、执行机构模块以及人机交互模块等。
这样的设计方式不仅提高了系统的可维护性和可扩展性,同时也便于后续的调试与优化。
温度采集模块是系统的感知层,负责实时采集环境温度数据。
我们选用高精度温度传感器作为采集元件,将其与STM32单片机相连,通过ADC(模数转换器)将模拟信号转换为数字信号,供后续处理使用。
内容提要单片微型计算机简称单片机,是典型的嵌入式微控制器,常用英文字母的缩写MCU表示单片机,它最早是被用在工业控制领域。
单片机由芯片内仅有CPU的专用处理器发展而来。
最早的设计理念是通过将大量外围设备和CPU集成在一个芯片中,使计算机系统更小,更容易集成进复杂的而对体积要求严格的控制设备当中。
单片机又称单片微控制器,它不是完成某一个逻辑功能的芯片,而是把一个计算机系统集成到一个芯片上。
相当于一个微型的计算机,和计算机相比,单片机只缺少了I/O设备。
概括的讲:一块芯片就成了一台计算机。
它的体积小、质量轻、价格便宜、为学习、应用和开发提供了便利条件。
同时,学习使用单片机是了解计算机原理与结构的最佳选择。
单片机是靠程序运行的,并且可以修改。
通过不同的程序实现不同的功能,尤其是特殊的独特的一些功能,这是别的器件需要费很大力气才能做到的,有些则是花大力气也很难做到的。
一个不是很复杂的功能要是用美国50年代开发的74系列,或者60年代的CD4000系列这些纯硬件来搞定的话,电路一定是一块大PCB板!但是如果要是用美国70年代成功投放市场的系列单片机,结果就会有天壤之别!只因为单片机的通过你编写的程序可以实现高智能,高效率,以及高可靠性!目前单片机渗透到我们生活的各个领域,几乎很难找到哪个领域没有单片机的踪迹。
导弹的导航装置,飞机上各种仪表的控制,计算机的网络通讯与数据传输,工业自动化过程的实时控制和数据处理,广泛使用的各种智能IC卡,民用豪华轿车的安全保障系统,录像机、摄像机、全自动洗衣机的控制,以及程控玩具、电子宠物等等,这些都离不开单片机。
更不用说自动控制领域的机器人、智能仪表、医疗器械以及各种智能机械了。
所以说对于单片机课程的学习对于我们电子信息工程专业的学生来说至关重要,然而学习单片机课程设计是其一个极为重要的实践环节,无论是硬件扩展、接口应用还是编程方法、程序调试,都离不开该环节。
单片机课程设计过程中,学生通过查阅资料、接口设计、程序设计、安装调试等环节,完成一个涉及MCS-51单片机多种资源应用并具有综合功能的小系统目标板的设计与编程应用。
电子工程设计第二阶段设计报告电子工程设计第二阶段设计报告11电子工程设计第二阶段报告题目:温度测量系统专业: 通信工程小组: 14 姓名学号: 张亦驰 于伦指导教师: 司农完成日期:2011.12.20目录目录温度控制系统温度控制系统一 总述………………………………………………………总述………………………………………………………3 3二 设计任务与要求…………………………………………设计任务与要求…………………………………………3 3三 单片机……………………………………………………单片机……………………………………………………4 4四 D/A 转换电路……………………………………………转换电路……………………………………………8 8五 A/D 转换电路……………………………………………转换电路……………………………………………11 11六 显示键盘电路……………………………………………显示键盘电路……………………………………………14 14七 温度测量系统……………………………………………温度测量系统……………………………………………22 22 八 心得体会…………………………………………………心得体会…………………………………………………25 25九 附录………………………………………………………附录………………………………………………………26 26摘要:摘要:第一阶段我们已经完成了电源板和变送器。
本学期的第二阶段要求是完成这个系统中单片机,个系统中单片机,A/D A/D A/D,,D/A 转换电路和显示与键盘控制电路部分。
温度控制系统总体概述(一)、总述电子工程设计训练是一门综合理论知识,实践操作,电子电路系统的设计、实现、调试、调试、故障排查等方面的综合性训练。
故障排查等方面的综合性训练。
故障排查等方面的综合性训练。
第一阶段只完成了电源以及变送器第一阶段只完成了电源以及变送器部分。
本阶段工作量非常大,需要完成单片机,数模,模数转换电路和显示与键盘控制电路部分,并且完成测温系统的测试。
伟福®伟福Lab8000系列单片机仿真实验系统使用说明书南京伟福实业有限公司® 伟福Lab8000单片机仿真实验系统 目录 - ii -目 录第一章 概述 (1)第二章 伟福实验系统组成和结构 (3)1. 实验系统的硬件组成.............................................. (3)2. 实验系统的仿真板简介......... ......... ......... .. (15)3. 实验系统的调试方法......... ......... ......... ................... ....... .. (16)第三章 MCS51系列单片机实验 (17)MCS96系列单片机实验 (18)8088/86系列CPU 实验 (19)ARM LPC2103 MCU 实验 (20)PIC5X 系列CPU 实验 .............. .... . (20)软件实验1. 存储器块清零(51/96/88/PIC) (21)2. 二进制到BCD 码转换(51/96/88/PIC) (22)3. 二进制到ASCII 码转换(51/96/88/PIC) (23)4. 内存块移动(51/96/88/PIC) (24)5. 程序跳转表(51/96/88/PIC) (25)6. 数据排序(51/96/88/PIC) (26)硬件实验1. IO 口输入输出(51/96/PIC/ARM) (27)2. 继电器控制(51/96/PIC/ARM) (29)3. 用74HC245读入数据(51/96/88/ARM ) (30)4. 用74HC273输出数据(51/96/88/ARM) (31)5. PWM 转换电压实验(51/96/PIC/ARM) (32)6. 音频控制(51/96/PIC/ARM) (33)7. 用8255输入、输出(51/96/88/ARM) (34)8. 串行数转换并行数(51/96/PIC/ARM) (35)9. 并行数转换串行数(51/96/PIC/ARM) (37)10. 计数器实验(51/PIC/ARM) (39)11. 外部中断实验(51/96/ARM) (40)12. 定时器实验(51/96/PIC/ARM) (42)13. D/A 数模转换实验(51/96/88/ARM) (44)14. A/D 模数转换实验(51/96/88/ARM) ..................... . (46)15. 外部中断实验(急救车与交通灯) (51/96/ARM) (48)16. 八段数码管显示(51/96/88/PIC/ARM) (50)® 伟福Lab8000单片机仿真实验系统 目录 - ii -17. 键盘扫描显示实验(51/96/88/ARM) (52)18. 电子时钟(51/96/88/PIC/ARM) (54)19. 单片机串行口通讯实验(51/96/ARM) (56)20. 1-Wire 总线实验(51/96/PIC/ARM) (58)21. 直流电机控制实验(51/96/88/ARM) (60)22. 步进电机控制实验(51/96/88/PIC/ARM) (62)23. 温度传感器实验(51/96/88/ARM) (65)24. 液晶显示屏控制实验(51/96/88/ARM) (67)25. 电子琴实验(51/96/88/ARM) (68)26. 空调温度控制实验(51/96/88/ARM) (70)27. 计算器实验(51/96/88/ARM) (73)28. 用HSO 方式输出PWM 波形(96) (75)29. 用HSI 方式测量脉冲宽度(96) (76)30. 用HSI 中断方式统计脉冲个数(96) (77)31. 计数器实验(96) (79)32. 用片内A/D 做模数转换实验(96) (80)32. PWM 转换电压实验(88) (81)34. 8253计数器实验(88) (82)35. 8259外部中断实验(88) (83)36. 8253定时器实验(88) (85)37. 8251A 串行口通讯实验(88) (87)38. 8237 DMA 实验(88) (89)39. 压力传感器实验(51/96/88/ARM ) (91)40. 红外通讯实验(51/96/88/ARM) (92)41. 16x16点阵显示实验(51/96/88/ARM).......................................................... ..9642. I2C 总线实验(51/96/PIC/ARM).. ................................................................. ..9843. SPI 总线实验(51/96/PIC/ARM) ............................................................. ... . (100)第四章 ARM LPC2103仿真板说明........................................................................... (101)在KEIL 和ADS 开发环境中安装LAB8000的驱动.............................. . (103)在KEIL 开发环境中安装LAB8000的驱动..….................. ..... ...... ............... ..106调试时可能出现的错误信息及原因................. ........... .................................. (110)第五章 逻辑分析工具 (111)第六章 系统自检功能..............................................…….............................................. .114® 伟福Lab8000单片机仿真实验系统 目录 - ii -本实验说明书包括8051、80C196、8088/86、ARM 、PIC57五种MCU 的实验说明(MCS51有6个软件实验、31个硬件实验,MCS96有6个软件实验、35个硬件实验,8088/86有6个软件实验、25个硬件实验,PIC57有6个软件实验、14个硬件实验,ARM 提供了32个硬件实验)。
基于单片机的多路数据采集系统设计摘要数据采集是指从带有模拟、数字被测单元的传感器或者其他设备中对非电量或电量信号进行自动采集,再送到上位机中进行分析和处理。
近年来,众人时刻关注着数据采集及其应用的发展和市场形势。
广大人们的关注使得数据采集系统的发展有了质的飞跃,它被广泛用于各种数字市场。
本文介绍了数据采集的相关概念和基本原理,设计了基于STM32F407的多路数据采集系统的硬件和软件的实现方法及实现过程,并经过调试完成其主要功能和主要技术指标。
硬件部分包括:主控电路、信号采集处理电路、TFT液晶显示电路、SD 卡存储电路、串口通讯电路。
实现过程是以STM32F407为控制核心,通过模数转换器,实时对输入信号进行采样,得到一串数据流,通过控制器的处理实现数据的采集和显示。
软件部分包括:信号采集分析算法、嵌入式操作系统移植、UC-GUI人机交互界面设计、文件管理系统移植。
主要实现了对采集数据的存储和分析,频率和幅值的计算,液晶屏的控制和界面显示。
程序是在keil uVision的集成开发环境中用C语言写成的,编程具有模块化的特点,因此可读性比较高,维护成本较低。
最后,用Altium designer(DXP)设计了数据采集系统的原理图,并制作了PCB电路板。
在实验室里制作了数据采集系统并进行了系统调试,经过调试,达到了所应该实现的功能和技术指标。
关键词:多路数据采集,STM32F407,液晶显示MULTI-CHANNEL DATA ACQUISITION SYSTEMBASED ON SINGLE CHIP DESIGNABSTRACTData acquisition is the automatic acquisition of non electric or electric quantity signals from sensors and other devices, such as analog and digital.In recent years, data acquisition and its application has gradually become the focus of attention. Therefore, the data acquisition system has been rapid development, it is widely used in various fields.The software part includes: signal acquisition and the embedded operating system transplant, UC-GUI man-machine interface design. Mainly realizes the storage and analysis of the collected data, calculate the frequency and am plitude of the LCD screen display and control interface. The program is written by C language in the integrated development environment KEIL uVision and modular programming makes the program readable and easy maintenance features Finally, using designer Altium to design and manufacture the digital oscilloscope circuit board PCB. In the laboratory, the digital oscilloscope has been made and the system has been debugged. After debugging, it has achieved the function and technical index that should be realized.KEY WORDS: Multi-channel data acquisition,STM32F407,liquid-crystal display目录摘要 (I)ABSTRACT (II)1绪论 (1)1.1研究背景及其目的意义 (1)1.2国内外研究现状 (2)1.3研究的主要内容 (2)2系统总体方案设计 (4)2.1系统总体设计方案 (4)2.2系统总体框图 (4)2.3硬件系统方案设计 (4)2.3.1单片机的选择 (5)2.3.2信号衰减和放大电路 (5)2.3.3A/D模数转换器的选择 (6)2.3.4显示部分 (6)2.4软件系统方案设计 (6)2.5本章小结 (7)3硬件电路设计 (8)3.1电源部分 (8)3.2信号调理部分 (10)3.3信号采样 (12)3.4系统控制部分 (12)3.5本章小结 (14)1绪论1.1研究背景及其目的意义最近几年,众人时刻关注着数据采集及其应用的发展和市场形势。
基于单片机的数据采集和无线数据传输系统设计一、本文概述随着信息技术的快速发展和物联网的广泛应用,数据采集和无线数据传输在各个领域都发挥着越来越重要的作用。
基于单片机的数据采集和无线数据传输系统设计,以其低成本、高效率、易扩展等特点,受到了广泛关注和应用。
本文旨在探讨基于单片机的数据采集和无线数据传输系统的设计原理、实现方法以及在实际应用中的优势与挑战。
本文将首先介绍系统的整体架构,包括数据采集模块、单片机处理模块和无线数据传输模块的设计。
然后,详细阐述各个模块的工作原理和实现技术,包括传感器选型、数据采集电路设计、单片机选型与编程、无线传输协议选择以及数据传输的稳定性与可靠性保障等。
本文还将分析该系统设计在实际应用中的性能表现,如数据传输速度、传输距离、功耗等,并通过具体案例展示其在环境监测、智能家居、工业自动化等领域的应用效果。
文章将总结该系统设计的优点与不足,并对未来发展方向进行展望,以期为相关领域的研究和实践提供有益的参考和启示。
二、单片机基础知识单片机(Microcontroller Unit,MCU)是一种集成电路芯片,它采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU、随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计数器等功能集成到一块硅片上,构成一个小而完善的微型计算机系统。
单片机具有体积小、功耗低、控制功能强、扩展灵活、抗干扰能力强、性价比高等一系列优点,因此在工业控制、智能仪表、汽车电子、通信设备、家用电器、航空航天等许多领域得到了广泛应用。
单片机按照其内部结构可以分为多种类型,例如8051系列、AVR 系列、PIC系列、ARM系列等。
每种类型的单片机都有其独特的指令集、架构和外设接口,因此在使用时需要了解其具体的特性和编程方法。
在数据采集和无线数据传输系统设计中,单片机通常作为核心控制器,负责数据的采集、处理、存储和传输。
通过编程,单片机可以控制外设进行数据采集,如使用ADC(模数转换器)将模拟信号转换为数字信号,或者使用传感器接口读取传感器的输出值。
电子技术综合实验箱使用说明目录一、系统简介 (1)二、配置 (2)三、软、硬件安装 (2)四、系统功能介绍 (4)五、MCU单片机小系统详述 (22)六、ISE9.1简明教程 (36)七、电子技术综合实验箱实验项目简介 (48)实验一、流水灯控制实验 (48)实验二、数码管显示实验 (50)实验三、液晶显示实验 (52)实验四、串行A/D实验 (53)实验五、串行D/A实验 (54)实验六、232通讯实验 (55)实验七、鼠标键盘驱动及VGA显示实验 (57)实验八:简易电子琴实验 (61)实验九:音乐回放实验 (62)实验十:等精度频率计实验 (62)实验十一:DDS实验 (64)实验十一:扩展部分实验(只提供方案) (66)实验一、数字存储示波器 (66)实验二、频谱分析仪 (68)八、ISE9.1i安装步骤 (73)电子技术综合实验箱使用说明书一、系统简介电子技术综合实验箱是由长沙鑫三知科教设备有限公司研发的,以单片机与FPGA为核心的综合实验系统。
主要适用于各高校参加全国大学电子竞赛的赛前辅导,以及本科生的单片机与FPGA的入门级教学,同时该实验系统也可作为研究生、中小企业的电子工程师等使用者的开发平台和辅助培训工具。
开发工程师可使用VHDL语言、Verilog语言、原理图或方程式,结合Xilinx集成开发环境开发FPGA的应用,使用C语言或汇编语言开发单片机应用程序。
二、配置2.1 基本配置★ 1. 5V、3.3V、1.8V板上电源★ 2. 40万门SpartanⅢXC3S400 FPGA★ 3. 支持JTAG、Slave Serial、Select MAP 等多种加载模式★ 4. 支持FPGA EEPROM配置,EEPROM 芯片为XCF02S★ 5. 内置50MHZ晶振,满足高速设计要求★ 6. 以STC89c58RD+为核心的单片机最小系统★7. 高速AD/DA模块★8. 支持标准RS232串行接口★9. PS2键盘接口、PS2鼠标接口,支持3D、4D滚轮鼠标★10. VGA监视器接口,支持800×600、1600×1200或自定义分辨率★11. 12864点阵LCD显示(可选)2.2 可选配置★12. 大容量高速SRAM模块,容量128KB ★13. 直接数字合成DDS模块★14. 语音处理模块三、软、硬件安装3.1 开发套件内容★电子技术综合实验箱;★FPGA下载线;★串口电缆;★用户手册(含原理图和元器件清单);★CD-ROM(含ISE7.1、ModelSim6.0、Keilc51、ISPlay v1.5开发软件(数据手册);3.2 电子技术综合实验箱各模块基本配置:◎底板:★+12V、-12V、5V、-5V、3.3V、1.8V电源★VGA显示接口★PS2鼠标、键盘接口★RS232串行通信接口★音频输入/输出接口★LCD接口★2个独立按键★8个发光二极管★电源指示灯★各模块插座◎FPGA模块:★SpartanⅢXC3S400 40万门FPGA★XCF02S(2Mbit)Configuration PROM ★内置3.3V、2.5V、1.8V、1.2V电源★内置Jtag下载电路★电源指示★内/外部电源切换开关◎MCU模块:★51系列核心单片机,与多款型号兼容★地址、数据、中断等多种扩展接口★内置ISP下载电路★8个7段数码管★128*64点阵液晶★4行4列按键★32K静态SRAM★ TLC549 AD芯片★ TLV5618 DA芯片★11.059MHz晶振;3.3 硬件安装图 3.1 硬件安装示意图硬件的安装过程非常简单,如图3.1所示,将各模块插到对应的位置。
STM32单片机原理及硬件电路设计研究一、概述随着科技的飞速发展,微控制器(MCU)已广泛应用于各个领域,而STM32单片机作为其中的佼佼者,因其强大的性能、灵活的配置和广泛的应用领域而备受关注。
STM32单片机是由STMicroelectronics 公司推出的一款基于ARM CortexM系列内核的32位微控制器,其融合了高性能、低功耗、易于编程和丰富的外设接口等优点,使得STM32单片机在嵌入式系统、工业自动化、智能家居、汽车电子等领域得到了广泛应用。
本文旨在对STM32单片机的原理及硬件电路设计进行深入的研究和探讨。
我们将对STM32单片机的内部架构、工作原理和性能特点进行详细的阐述,帮助读者了解其基本构成和工作方式。
我们将重点关注STM32单片机的硬件电路设计,包括电源电路、时钟电路、复位电路、外设接口电路等关键部分的设计要点和注意事项,以期为STM32单片机的实际应用提供有益的参考和指导。
本文还将对STM32单片机的开发环境、编程语言和开发工具进行介绍,帮助读者快速掌握STM32单片机的开发流程和技巧。
同时,我们还将通过实际案例,展示STM32单片机在不同领域的应用实例,以加深读者对其实际应用价值的理解和认识。
1. STM32单片机的背景与意义自微控制器技术诞生以来,其在各个领域的应用日益广泛,从家用电器到工业自动化,从汽车电子到航天科技,都留下了微控制器的身影。
在这一背景下,STM32单片机的出现无疑为微控制器市场注入了新的活力。
作为由意法半导体(STMicroelectronics)推出的一款32位ARM CortexM系列单片机,STM32以其高性能、低功耗和丰富的外设功能,成为了众多应用领域中的首选微控制器之一。
STM32单片机的研发和应用,源于ARM公司在2004年推出的CortexM3内核。
CortexM3内核具有低功耗、高性能和易于开发等优势,为微控制器市场带来了全新的设计理念。
基于51单片机的温控系统设计1.引言1.1 概述概述部分的内容可以包括以下几个方面:温控系统是一种广泛应用于各个领域的实时温度控制系统。
随着科技的发展和人们对生活质量的要求提高,温控系统在工业、家居、医疗、农业等领域得到了广泛应用。
温度作为一个重要的物理量,对于许多过程和设备的稳定运行至关重要。
因此,设计一种高效可靠的温控系统对于提高工作效率和产品质量具有重要意义。
本文将基于51单片机设计一个温控系统,通过对系统的整体结构和工作原理的介绍,可以深入了解温控系统在实际应用中的工作机制。
以及本文重点研究的51单片机在温控系统中的应用。
首先,本文将介绍温控系统的原理。
温控系统的核心是温度传感器、控制器和执行器三部分组成。
温度传感器用于实时检测环境温度,通过控制器对温度数据进行处理,并通过执行器对环境温度进行调节。
本文将详细介绍这三个组成部分的工作原理及其在温控系统中的作用。
其次,本文将重点介绍51单片机在温控系统中的应用。
51单片机作为一种经典的微控制器,具有体积小、功耗低、性能稳定等优点,广泛应用于各种嵌入式应用中。
本文将分析51单片机的特点,并介绍其在温控系统中的具体应用,包括温度传感器的数据采集、控制器的数据处理以及执行器的控制等方面。
最后,本文将对设计的可行性进行分析,并总结本文的研究结果。
通过对温控系统的设计和实现,将验证51单片机在温控系统中的应用效果,并对未来的研究方向和发展趋势进行展望。
通过本文的研究,可以为温控系统的设计与应用提供一定的参考和指导,同时也为利用51单片机进行嵌入式系统设计的工程师和研究人员提供一定的技术支持。
1.2文章结构文章结构部分的内容可以包含以下内容:文章结构部分旨在介绍整篇文章的组织结构和各个部分的内容。
本篇文章基于51单片机的温控系统设计,总共分为引言、正文和结论三部分。
引言部分主要包括概述、文章结构和目的三个小节。
首先,概述部分介绍了本文的主题,即基于51单片机的温控系统设计。
基于AT89C52单片机温度控制系统的设计一、本文概述本文旨在介绍一种基于AT89C52单片机的温度控制系统的设计。
随着工业自动化和智能家居的快速发展,温度控制成为了许多应用场景中不可或缺的一部分。
AT89C52单片机作为一种常用的低功耗、高性能的微控制器,在温度控制系统中具有广泛的应用前景。
本文将详细介绍该系统的设计思路、硬件组成、软件编程以及实际应用效果,为相关领域的研究者和工程师提供有益的参考。
本文将概述温度控制系统的基本原理和重要性,阐述为何选择AT89C52单片机作为核心控制器。
接着,将详细介绍系统的硬件设计,包括温度传感器、执行器、显示模块等关键部件的选型与连接。
在软件编程方面,将阐述如何通过编程实现温度的采集、处理、显示和控制等功能。
还将探讨系统的稳定性、可靠性和安全性等方面的问题,并提出相应的解决方案。
本文将展示该温度控制系统的实际应用效果,通过实例分析其在不同场景中的表现,进一步验证系统的可行性和实用性。
本文的研究成果将为基于AT89C52单片机的温度控制系统设计提供有益的参考和指导,有助于推动相关领域的技术进步和应用发展。
二、系统硬件设计在设计基于AT89C52单片机的温度控制系统时,硬件设计是关键环节。
整个系统硬件主要包括AT89C52单片机、温度传感器、显示模块、控制执行机构以及电源模块等部分。
AT89C52单片机作为系统的核心,负责接收温度传感器的信号,进行数据处理,并根据预设的温度阈值发出控制指令。
AT89C52是一款8位CMOS微控制器,具有高性能、低功耗、高可靠性等特点,非常适合用于此类温度控制系统中。
温度传感器是系统的感知元件,用于实时采集环境温度信息。
在本设计中,我们选用了DS18B20数字温度传感器,它可以直接输出数字信号,简化了与单片机的接口电路,提高了系统的抗干扰能力。
显示模块负责将当前温度以及设定温度显示出来,方便用户查看。
我们采用了LCD1602液晶显示屏,它可以清晰地显示数字和字母,而且功耗低,寿命长。
基于单片机实现数据采集的设计摘要:本论文的目的就是设计实现一个具有一定实用性的实时数据采集系统。
本文介绍了基于单片机的数据采集的硬件设计和软件设计。
数据采集系统是模拟域与数字域之间必不可少的纽带,它的存在具有非常重要的作用。
数据采集与通信控制采用了模块化的设计,数据采集与通信控制采用了单片机AT89C51 来实现,硬件部分是以单片机为核心,还包括A/D 模数转换模块,显示模块,和串行接口电路。
本系统能够对8 路模拟量,8 路开关量和1 路脉冲量进行数据采集。
被测数据通过TLC0838 进行模数转换,实现对采集到的数据进行模拟量到数字量的转换,并将转换后的数据通过串行口MAX232 传输到上位机,由上位机负责数据的接受、处理和显示,并用LCD 显示器来显示所采集的结果。
对脉冲量进行采集时,通过施密特触发器进行整形后再送入单片机。
本文对数据采集系统、模数转换系统、数据显示、数据通信等程序进行了设计。
关键词:数据采集AT89C51 单片机TLC0838 MAX232TP274 :A :1003-9082 (2017) 02-0298-01前言数据采集,又称数据获取,是利用一种装置,从系统外部采集数据并输入到系统内部的一个接口。
数据采集技术广泛应用在各个领域。
近年来,数据采集及其应用受到了人们越来越广泛的关注,数据采集系统也有了迅速的发展,它可以广泛的应用于各种领域。
本文设计的数据采集系统,它的主要功能是完成数据采集、处理、显示、控制以及与PC 机之间的通信等。
在该系统中需要将模拟量转换为数据量,而A/D 是将模拟量转换为数字量的器件,他需要考虑的指标有:分辨率、转换时间、转换误差等等。
而单片机是该系统的基本的微处理系统,它完成数据读取、处理及逻辑控制,数据传输等一系列的任务。
本系统对数据采集系统体系结构及功能进行分析,设计并实现采用单片机为核心,扩展电源电路、复位电路、LCD 接口电路等,并配有标准RS-232 串行通信接口。
单片机及模数综合系统设计课题名称:基于STC12系列单片机的串联型开关电源设计与实现--单片机控制部分学院专业班级学号姓名实验目的:通过编程显示开关电源的输入输出电压。
实验内容:程序功能主要包括如下几个部分:1、键盘输入数据部分;2、数码管数据显示部分;3、控制PWM输出部分;4、AD转换部分(完成万用表的功能,即测量开关电源输出电压);5、难点:闭环控制算法。
即通过AD采集数据控制PWM输出,PWM控制开关电源输出,以达到稳定。
即让开关电源输出电压稳定在用户键盘设定的电压设计思路:程序主要包括:A/D转换部分,PWM部分,键盘输入设置电压部分,数码管显示部分。
(1)主程序先进行数码管初始显示,然后通过比较获取电压与预设电压之间的误差,调节占空比,减小误差,得到更准确的数值。
#include "Include.h"void Main_System_Init(void){//相关资源初始化PWM_Drv_Init();}void main(void){unsigned int i = 0x00;extern unsigned int ADC_Result[8];uchar c=128;//char xdata DigitBit[8]={0x31,0x38,'.',0x35,0x35,0x00};//char xdata DispCharBuf[12] = {0x00};extern float setkey;extern float b;for(i = 0x00;i < 3000;i++); //开机延时Main_System_Init();//系统相关资源初始while(1){PWM0_Drv_SetDuty(c);//设置初始占空比keysetV();//调用键盘模块程序,if(b<setkey){for(;b<setkey;c--){PWM0_Drv_SetDuty(c);//设置占空比ADC_Drv_Service();//ADC中断函数调用,处理ADC结果b=ADC_Result[ADC_channel]*5.0/1024;ADC_Drv_Demo();//显示获取的电压值keysetV();}}else if(b>setkey){ for(;b>setkey;c++){ PWM0_Drv_SetDuty(c);ADC_Drv_Service();b=ADC_Result[ADC_channel]*5.0/1024;ADC_Drv_Demo();keysetV();}}else if(b==setkey){ PWM0_Drv_SetDuty(c);ADC_Drv_Service();b=ADC_Result[ADC_channel]*5.0/1024;ADC_Drv_Demo();keysetV();}}}头文件如下:#ifndef __INCLUDE_H__#define __INCLUDE_H__#define TRUE 1#define FALSE 0#include "stc12c5a60s2.h"#include "math.h"#include "stdio.h"#include "intrins.h"#include "KeyBoard_Drv.h"#include "PWM_Drv.h"#include "ADC_Drv.h"#include "SMG.h"#include "stdlib.h"#define uchar unsigned char#endif(2)键盘设置输入电压部分预置初始输入电压为3V。
K1按下之后电压减少0.1V;K2按下之后电压增加0.1V;程序当中引用了郭老师的按键消抖程序。
电压最大为4.1V最小为1.1V。
键盘部分程序如下:include "Include.h"/************************ 公有变量定义区 ****************************/ sbit k1 = P2^4;sbit k2 = P2^5;sbit k3 = P2^6;sbit k4 = P2^7;float setkey;/********************************************************************* *函数名: key*函数功能:k1控制电压加0.1; k2控制电压减0.1*函数参数:无*返回类型:无*********************************************************************/void keysetv(){static float a=3.0;if(k1==0){delay(200);if(k1==0)a=a+0.1;while(!k1);delay(200);while(!k1);}if(k2==0){delay(200);if(k2==0)a=a-0.1;while(!k2);delay(200);while(!k2);}if(a>4.1) a=1.1;if(a<1.1) a=4.1;setkey=a;show1(a*10);}键盘头文件如下:#ifndef __KEYBOARD_DRV_H__#define __KEYBOARD_DRV_H__extern void keysetv();#endif(3)数码管显示部分实验采用的是4个共阳级数码管。
前两位显示获取的电压,后两位显示的是设置的电压。
数码管部分给获取与预置的电压都预先放大了10倍,然后分别除以10进行取整取余运算,如何分别显示;由于小数点一直存在,所以我选择了小数点常亮语句。
程序如下:#include "include.h"sbit SMG_q = P3^0; //定义数码管阳级控制脚(千位)sbit SMG_b = P3^1; //定义数码管阳级控制脚(百位)sbit SMG_s = P3^2; //定义数码管阳级控制脚(十位)sbit SMG_g = P3^3; //定义数码管阳级控制脚(个位)unsigned char code Tab[10]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90};unsigned int k;unsigned int j;unsigned int n;/********************************************************************* *函数名:delay*函数功能:快速动态扫描*函数参数:无*返回类型:无*说明:*********************************************************************/ void delay(unsigned int n){unsigned int a,b;unsigned int m;for(m=0;m<n;m++){{for(b=12;b>0;b--) // 一毫秒for(a=29;a>0;a--);}}}/********************************************************************* *函数名:show1*函数功能:后2位数的数码显示器显示设置电压*函数参数: k*返回类型:无*说明:*********************************************************************/ void show1(unsigned int k) // 后两位数码管显示数字k 即设定的电压值{SMG_s=0; //P1.2引脚输出低电平,数码管十位接通P0=Tab[k/10]; //显示k十位上的数delay(5);SMG_s=1;SMG_g=0; //P1.3引脚输出低电平,数码管个位接通P0=Tab[k%10];//显示k个位上的数delay(5);SMG_g=1;SMG_s=0;P0=0x7f;delay(5);SMG_s=1;}/********************************************************************* *函数名:show2*函数功能:前2位数的数码显示器显示获取电压(只用于ADC_Drv_Demo函数)*函数参数: j*返回类型:无*说明:*********************************************************************/ void show2(unsigned int j) // 前两位数码管显示数字j 即获取的电压值{ SMG_q=0; //P1.0引脚输出低电平,数码管千位接通P0=Tab[j/10]; //显示j十位上的数delay(5);SMG_q=1;SMG_b=0; //P1.1引脚输出低电平,数码管百位接通P0=Tab[j%10];//显示j个位上的数delay(5);SMG_b=1; //关闭所有显示器SMG_q=0;P0=0x7f;delay(5);SMG_q=1;}数码管头文件如下:#ifndef __SMG_H__#define __SMG_H__extern unsigned char i;extern unsigned int x;extern void delay(unsigned int n);extern void show1(unsigned int k);extern void show2(unsigned int j);#endif(4)A/D转换与A/D转换相关的寄存器* 1. P1ASF:P1口模拟功能控制寄存器(只能写,不能读;不可位寻址)* B7 B6 B5 B4 B3 B2 B1 B0* P17ASF P16ASF P15ASF P14ASF P13ASF P12ASF P11ASF P10ASF* P1nASF: =1时,P1.n作为模拟功能A/D使用;=0时,P1.n作为普通I/O口** 2. ADC_CONTR:ADC控制寄存器(不可位寻址)* !!建议使用MOV赋值语句,不要用‘与’和‘或’语句* B7 B6 B5 B4 B3 B2 B1 B0 * ADC_POWER SPEED1 SPEED0 ADC_FLAG ADC_START CHS2 CHS1 CHS0 * ADC_POWER:ADC电源控制位。