哈尔滨理工大学--单片机课程设计-程序+电路
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Harbin Institute of Technology单片机原理与应用实验报告学生姓名:学号:班级:专业:任课教师:所在单位:软件实验在软件实验部分,通过实验程序的调试,使学生熟悉MCS-51的指令系统,了解程序设计过程,掌握汇编语言设计方法以及如何使用实验系统提供的调试手段来排除程序错误。
实验一清零程序一、实验目的掌握汇编语言设计和调试方法,熟悉键盘操作。
二、实验内容把2000~20FFh的内容清零。
三、程序框图四、实验过程实验中利用MOVX语句,将外部存储器指定内容清零。
利用数据指针DPTR完成数据传送工作。
程序采用用循环结构完成,R0移动单元的个数,可用CJNE比较语句判断循环是否结束。
五、实验结果及分析【问题回答】清零前2000H~20FFH中为内存里的随机数,清零后全变为0。
六、实验源程序;清零程序ORG 0640HMOV DPTR,#2000H ;(2000H)送DPTRMOV R0,#00HHERE: MOVX @DPTR,A ;0送(DPTR)INC DPTR ;DPTR+1INC R0CJNE R0,#0FFH,HERESJMP $END实验二拆字程序一、实验目的掌握汇编语言设计和调试方法。
二、实验内容把2000H的内容拆开,高位送2001H低位,低位送2002H低位,2001H、2002H高位清零,一般本程序用于把数据送显示缓冲区时用。
三、程序框图四、实验过程将寄存器中内容送入2000H,分别将高低四位移到低位,将高四位置零然后移入2001H 和2002H中。
利用MOVX指令、DPTR指针可实现数据的传送,利用高低四位交换指令SWAP和与指令ANL可进行对高低位的清零。
五、实验结果及分析【问题回答】将ANL A,#0FH改为ORL A,#0F0H可以实现将高位置为1。
六、实验源程序; 拆字程序START:MOV DPTR,#2000HMOVX A,@DPTRMOV R0,ASWAP AANL A,#0FHINC DPTRMOVX @DPTR,AMOV A,R0ANL A,#0FHINC DPTRMOVX @DPTR,AENDEND实验三拼字程序一、实验目的进一步掌握汇编语言设计和调试方法。
单片机原理及应用
适用专业名称:仪器科学与技术电子信息(仪器仪表工程)
参考书目:
单片机原理及接口技术(第3版)李朝青,北京航空航天大学出版社
一、考试目的与要求
通过单片机原理科目的考试,考察学生是否理解单片机原理及应用的基本方法,是否掌握指令系统及程序设计的基础知识,是否了解单片机的硬件结构,是否掌握存储器结构、中断系统、IO口、定时器、串行接口等单片机应用知识,是否了解单片机存储器扩展手段和应用系统的开发、调试方法。
二、试卷结构(满分50分)
内容比例:
单片机原理:50分
题型比例:
1.填空题约15分
2.简答题约15分
3.单选与判断正误约10分
4.汇编语言编程题约10分
三、考试内容与要求
1.51系列单片机硬件结构
1)掌握单片机的结构与特点;
2)掌握存储器配置;
3)掌握复位操作;
4)掌握IO口的的特点;。
哈工程单片机课程设计一、课程目标知识目标:1. 理解单片机的原理与结构,掌握单片机的基本工作方式;2. 学会使用单片机编程语言进行程序设计,并能实现简单的控制功能;3. 了解单片机在工程领域的应用,掌握相关传感器与执行器的接口技术。
技能目标:1. 能够运用所学知识,独立设计并实现基于单片机的控制系统;2. 培养学生动手能力,学会使用相关开发工具与调试设备;3. 提高学生的问题分析能力,培养他们解决实际工程问题的能力。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对单片机技术的兴趣,激发他们学习相关工程的热情;2. 增强学生的团队协作意识,培养他们相互学习、共同进步的精神;3. 引导学生认识到单片机技术在我国工程领域的重要地位,树立为祖国工程技术事业贡献力量的信念。
本课程针对哈尔滨工程大学单片机课程设计,结合学生年级特点,注重理论与实践相结合,培养学生具备扎实的单片机基础知识,较强的动手实践能力,以及解决实际工程问题的综合素质。
通过本课程的学习,使学生能够在工程领域发挥所学,为我国工程技术事业做出贡献。
二、教学内容1. 单片机原理与结构:介绍单片机的基本组成、工作原理及性能特点,对应教材第一章内容;- 单片机的内部结构;- 单片机的工作原理;- 单片机的性能指标。
2. 单片机编程语言:学习单片机编程语言(如C语言、汇编语言等),对应教材第二章内容;- 编程语言的基本语法;- 编程实例分析;- 程序设计与调试方法。
3. 单片机接口技术:学习单片机与传感器、执行器的接口技术,对应教材第三章内容;- 常用接口电路;- 传感器与单片机的接口设计;- 执行器与单片机的接口设计。
4. 单片机控制系统设计:结合实际案例,学习单片机控制系统设计方法,对应教材第四章内容;- 控制系统设计步骤;- 系统分析与设计;- 系统调试与优化。
5. 实践环节:组织学生进行单片机控制系统设计与实现,结合教材内容进行实际操作;- 设计简单的单片机控制系统;- 动手编程与调试;- 分析并解决实际问题。
软件实验在软件实验部分,通过实验程序的调试,使学生熟悉MCS-51的指令系统,了解程序设计过程,掌握汇编语言设计方法以及如何使用实验系统提供的调试手段来排除程序错误。
实验一清零程序一、实验目的掌握汇编语言设计和调试方法,熟悉键盘操作。
二、实验内容把2000~20FFh的内容清零。
三、程序框图四、实验过程(1)实验中定义R0为循环次数,利用定义了初值的数据指针DPTR不断加1指向需要被清零的外部数据存储器单元。
(2)再利用MOVX语句,将外部存储器指定内容清零。
(3)用CJNE比较语句判断循环是否结束。
五、实验结果及分析问题回答:清零前2000H~20FFH中为内存里的随机数,清零后全变为0。
六、实验源程序;清零程序ORG 0000HMOV DPTR,#2000HMOV R0,#0FFHORG 0660HMAIN: MOV A,#00HMOVX @DPTR,AINC DPTRDJNZ R0,MAINEND实验二拆字程序一、实验目的掌握汇编语言设计和调试方法。
二、实验内容把2000h的内容拆开,高位送2001h低位,低位送2002h低位,2001h、2002h高位清零,一般本程序用于把数据送显示缓冲区时用。
三、程序框图四、实验过程(1)定义数据指针DPTR为2000H,将其中内容送入累加器A中,利用高低四位交换语句SWAP可将高四位移至低四位,再用语句ANL与0FH进行与操作取出高四位送入2001H低位(2)再次让数据指针DPTR为2000H,将其中内容送入累加器A中,直接与0FH相与取出低四位送入2002H低位。
五、实验结果及分析问题回答:将ANL A,#0FH改为ORL A,#0F0H可以实现将高位置为1。
六、实验源程序;拆字程序ORG 0000HMAIN: MOV DPL, #00HMOV DPH, #20HMOVX A, @DPTRSWAP AANL A, #0FHINC DPTR-3-MOVX @DPTR, AMOV DPL,#00HMOVX A, @DPTRANL A, #0FHINC DPTRINC DPTRMOVX @DPTR, AEND实验三拼字程序一、实验目的进一步掌握汇编语言设计和调试方法。
单片机原理及应用
适用专业名称:电子信息(电子与通信工程)、信息与通信工程(信号与信息处理)
参考书目:
《单片机原理与应用及C51程序设计》(第三版)清华大学出版社2014
一、考试目的与要求
测试考生掌握单片机技术的基本原理和基本方法,以及对单片机设计和应用的能力。
考生应掌握单片机硬件结构组成基本原理,掌握单片机基本指令及软件编程方法,掌握单片机的扩展应用方法。
二、试卷结构(满分50分)
内容比例:
单片机原理基础约30%
对硬件的理解及掌握约40%
设计及编程约30%
题型比例:
1.名词解释题约30%
2.简答题约40%
3.编程题约30%
三、考试内容与要求
考试内容
单片机的特点及概念;80C51的基本结构和应用模式;80C51的指令系统和编程(C或者汇编均可);80C51的中断系统和定时/计数器。
考试要求。
单片机课程设计任务书题目:基于单片机的温度数据采集系统设计一.设计要求1.被测量温度范围:0~500℃,温度分辨率为0.5℃。
2.被测温度点:4个,每2秒测量一次。
3.显示器要求:通道号1位,温度4位(精度到小数点后一位)。
显示方式为定点显示和轮流显示。
4.键盘要求:(1)定点显示设定;(2)轮流显示设定;(3)其他功能键。
二.设计内容1.单片机及电源管理模块设计。
单片机可选用AT89S51及其兼容系列,电源管理模块要实现高精密稳压输出,为单片机及A/D转换器供电。
2.传感器及放大器设计。
传感器可以选用镍铬—镍硅热电偶(分度号K),放大器要实现热电偶输出的mV级信号到A/D输入V级信号放大。
3.多路转换开关及A/D转换器设计。
多路开关可以选用CD4052,A/D可选用MC14433等。
4.显示器设计。
可以选用LED显示或LCD显示。
5.键盘电路设计。
实现定点显示按键;轮流显示按键;其他功能键。
6.系统软件设计。
系统初始化模块,键盘扫描模块,显示模块,数据采集模块,标度变换模块等。
引言:在生产和日常生活中,温度的测量及控制十分重要,实时温度检测系统在各个方面应用十分广泛。
消防电气的非破坏性温度检测,大型电力、通讯设备过热故障预知检测,各类机械组件的过热预警,医疗相关设备的温度测试等等都离不开温度数据采集控制系统。
随着科学技术的发展,电子学技术也随之迅猛发展,同时带动了大批相关产业的发展,其应用范围也越来越广泛。
近年来单片机发展也同样十分迅速,单片机已经渗透到工业、农业、国防等各个领域,单片机以其体积小,可靠性高,造价低,开发周期短的特点被广泛推广与应用。
传统的温度采集不仅耗时而且精度低,远不能满足各行业对温度数据高精度,高可靠性的要求。
温度的控制及测量对保证产品质量、提高生产效率、节约能源、生产安全、促进国民经济的发展起到重要作用。
在单片机温度测量系统中关键是测量温度,控制温度和保持温度。
温度测量是工业对象的主要被控参数之一。
哈尔滨理工大学荣成学院单片机原理课程设计
课程设计安排
1 课程设计实验地点:实验楼2-402室
2 课程设计指导教师:高原,候甲童,邹丽君,孙克伟
3 本次课程设计参加班级:
11级机电一体化(1-3);
4 本次课程设计实验时间安排
15周(11.18--11.24)
星期一星期二星期三星期四星期五星期六星期日
上午机电一体
化1班
机电一体
化2班
机电一体
化3班
提交课程
设计报告
下午机电一体
化1班机电一体
化2班
机电一体
化3班
5 课程设计分组:见附表
根据班级和学号顺序按5人为一组划分
6 本次课程设计题目安排:
1)简易电子琴
2)LED 16*16点阵显示
3)电子钟
4)数字式温度计
5)语音报站
6)图形点阵显示
7 课程设计的阶段安排:
1)根据题目,查找资料,确定方案
2)编写程序,调试,上机实验
注意上机实验时,请带好之前做实验用的单片机实验指导书
3)整理资料,上交课程设计报告
7 课程设计的验收方式:
课程设计报告要求根据任务书要求撰写,要求A4纸10页左右,打印。
课程设计
课程名称:电子系统设计(单片机)
设计题目:
班级:
学号:
姓名:
指导教师:
完成时间:
哈尔滨工程大学教务处制
课程设计名称
学生、指导教师
1.课程设计方案
要完成的课程设计要求、说明设计内容、应用的原理,所涉及并要求掌握的知识点。
2.课程设计硬件设计
要完成的课程设计硬件连线等,以及相关硬件使用说明。
(有电路图原理图填上)3.课程设计软件设计与流程图
要完成的课程设计软件流程图,适当说明。
4.课程设计成果
对课程设计成果进行分析,(有照片的尽量贴上照片),完成课程设计要求,整理相应截图、说明等,并进行相关参数调整说明。
说明能达到什么指标。
(如果有proteus仿真加上,可以适当加分)
5.课程设计所需元器件表
6.课程设计检查表(检查时达到的效果说明)。
哈尔滨理工大学实验报告课程名称:单片机学院:自动化学院专业班级:电技12-2学生姓名:学号:指导教师:钟伟锋实验一一.实验目的1、熟悉S51E单片机用户板的基本组成;2、初步掌握单片机在线编程,脱机运行流程;二.实验内容及设计流程编译程序,用单片机下载程序进行硬件测试。
三.硬件描述语言实验程序1ORG 0000HSJMP MAINORG 0030HMAIN: MOV A,#0FEHMOV B,#100DIV ABMOV R0,#21HMOV @R0,ADEC R0MOV A,#10XCH A,BDIV ABSWAP AADD A,BMOV @R0,ASJMP $四.仿真结果及分析实验二一.实验目的1、熟悉S51E单片机用户板的基本组成;2、初步掌握单片机在线编程,脱机运行流程;二.实验内容及设计流程编译程序,用单片机下载程序进行硬件测试。
三.硬件描述语言实验程序(设系统频率为12MHz)ORG 0000HLP: MOV P1, #81HLCALL DELAYMOV P1, #42HLCALL DELAYMOV P1, #24HLCALL DELAYMOV P1, #18HLCALL DELAYMOV P1, #24HLCALL DELAYMOV P1, #42HLCALL DELAYSJMP LPDELAY: MOV R2, #64HL1: MOV R3, #0C8HL2: DJNZ R3, L2DJNZ R2, L1RET四.仿真结果及分析实验三一.实验目的1、熟悉S51E单片机用户板的基本组成;2、初步掌握单片机在线编程,脱机运行流程;二.实验内容及设计流程编译程序,用单片机下载程序进行硬件测试。
三.硬件描述语言(顶层文件)a)(1)输出口控制程序ORG 0000HMOV A,#0FEHMAIN: MOV P1, ARL ALCALL DELAYAJMP MAINDELAY: MOV R7,#255DL: MOV R6,#255DJNZ R6,$DJNZ R7,DLRETEND(2)输入口控制输出口程序key bit p3.3ORG 0000H ;伪指令LJMP MAIN ;跳转到单片机的主程序ORG 0100H ;伪指令,单片机主程序的开始MAIN: MOV P1, #0FFH ;将P1口上的灯全部关掉MOV P2,#0FFHclr key ;将键盘列线拉低MOV A, P2 ;从P2口上读出按键状态ANL A, #11111100B ;选出状态位置CJNE A, #01111100B,M_01 ;比较键值,是第一个键吗LJMP M_001 ;是的M_01: CJNE A, #10111100B,M_02 ;是第二个键吗LJMP M_002 ;是第二个键M_02: CJNE A, #11011100B,M_03 ;是第三个键吗LJMP M_003 ;是第三个键M_03: CJNE A, #11101100B,M_04 ;是第四个键吗LJMP M_004 ;是第四个键M_04: CJNE A, #11110100B,M_05 ;是第五个键吗LJMP M_005 ;是第五个键M_05: CJNE A, #11111000B,M_06 ;是第六个键吗LJMP M_006 ;是第六个键M_06: LJMP MAIN ;无键,跳回去重新判断M_001: CLR P1.0 ;打开第一个灯LCALL DEL ;调延时子程序SETB P1.0 ;关闭第一个灯LJMP MAIN ;跳回去重新判断M_002: CLR P1.1 ;打开第二个灯LCALL DELSETB P1.1LJMP MAINM_003: CLR P1.2 ;打开第三个灯LCALL DELSETB P1.2LJMP MAINM_004: CLR P1.3 ;打开第四个灯LCALL DELSETB P1.3LJMP MAINM_005: CLR P1.4 ;打开第五个灯LCALL DELSETB P1.4LJMP MAINM_006: CLR P1.5 ;打开第六个灯LCALL DELSETB P1.5LJMP MAINDEL: MOV R6, #0FFH ;延时子程序DEL_1: MOV R7, #0FFHDEL_0: NOPNOPDJNZ R7, DEL_0DJNZ R6, DEL_1RETEND四.仿真结果及分析实验四一.实验目的了解80C51系列单片机具有5 个中断要求,即2 个外部中断,2 个定时器中断及1个串行断口中断。
哈尔滨理工大学荣成学院单片机原理课程设计题目:基于DS1302的实时时钟显示班级:姓名:学号:年月号目录一、题目简介二、实现方案三、电路SCH图四、软件流程图五、软件设计源程序六、心得体会七、参考文献一、题目简介本文采用单片机控制系统的基础上综合应用时钟芯片DSI302和Proteus软件。
单片机是一个基本微型计算机,由AT89C52单片机一个芯片通过简单的电路连接,便可组成最小的应用系统,利用集成在单片机内部的接口,实现并行,串行数据传输,定时计数控制,中断等功能,从而完成一定检测控制功能。
希望通过研究与设计了解DS1302芯片的内部结构,工作方式,各引脚功能及I/O接口的使用,用LCD显示器代替显示器代替指针显示进而显示时间,减小了计时误差,这种表有时、分、秒显示时间的功能,还可以进行时和分的校时,片选的灵活性好。
二、实现方案基于DS1302的电子万年历设计一、系统硬件电路图的设计按照系统设计功能的要求,初步确定设计系统由主控模块,时钟模块,存储模块,键盘接口模块,显示模块和闹铃模块共6个模块组成。
主控芯片使用52系列STC89S52单片机,时钟芯片使用美国DALLAS公司推出的一种高性能,地功耗,带RAM的时钟芯片DS1302作为主要计时芯片,可以做到计时准确。
更重要的是,DS1302可以在很小电流的后备下继续计时,并可编程选择多种充电电流来对后备电源进行慢速充电,可以保证后备电源基本不耗电。
二、系统核心部分---闪电存储器件STC89C511、STC89C51具有下列主要性能:8KB可编程序Flash存储器全静态工作:0HZ—24MHZ三级程序存储器保密128 X 8 字节内部RAM32条可编程序I/O线2个16位定时器/计数器6个中断源可编程序串行口片内时钟振荡器2、AT89C51的引脚及其功能AT89C51的管脚(1)主要电源引脚(a)VCC电源端(b)GND接地线(2)外接晶体引脚XTAL1和XTAL2(a)XTAL1:在单片机内部,它是构成片内振荡器的反相放大器的输入端。
Harbin Institute of Technology《微机与微控制器原理》课课程设计报告基于数字温度传感器的数字温度设计*名:**学号: **********班级: 1705008指导教师:***哈尔滨工业大学《微机与微控制器原理》课程设计评分及标准课程设计题目: 基于数字温度传感器的数字温度计一、课程设计任务要求利用数字温度传感器DS18B20与单片机结合来测量温度。
利用数字温度传感器DS18B20测量温度信号,计算后在LED数码管上显示相应的温度值。
其测量温度为-55℃~125℃.数字温度计所测量的温度采用数字显示,控制器使用单片机AT89C51,测温传感器使用DS18B20,采用3位共阳LED来进行显示。
二、工作原理从温度传感器DS18B20可以很容易读取被测温度值,进行转换即可满足实验要求,由单片机对DS18B20进行初始化,先将DQ拉高再将其拉低电平持续480us~960us后释放,等待15us~60us,若DS18B20被初始化成功,则会由DQ线发出一持续60~240us的低电平,由其判断是否初始化成功,再通过写入程序对芯片发出指令,主要指令为跳过RAM匹配,启动温度转换,当单片机从DS18B20芯片读取数据时,将DQ从高拉到低进行初始化,在此后15us内若DQ为1则采样1,若为0,则采用0(注意当DQ拉低后需延时一段时间等待DQ电平稳定),采用两个8位变量分别记录温度低位与高位,再通过一个16位的全局变量,将从芯片中读取的温度进行整合得到所需数据,通过数据转换函数将所得数据转为十进制温度,通过表中数据传递至数码管端显示。
独特的一线接口,只需要一条口线通信多点能力,简化了分布式温度传感应用无需外部元件可用数据总线供电,电压范围为3.0 V至5.5 V 无需备用电源测量温度范围为-55 ° C至+125 ℃ 。
华氏相当于是-67 ° F到257° F。
哈理工单片机实验讲义单片机原理(第 2分册)哈尔滨理工大学2021年7月1日- 1 -目录计算机控制实验室 (1)数据排序与多字节十进制加法实验...............(3)定时器 /计数器实验........................(7)外部中断实验............................(10) 8255扩展并行口实验.......................(13)串行口通讯实验.............................(15) A/D、D/A转换实验.. (21)单片机原理- 2 -撰写人姓名:____________ 撰写时间:_________________ 审查人姓名:_________________实验全过程记录实验名称时间数据排序与多字节十进制加法实验学号学号地点姓名同实验者 1:数据排序一实验目的:班组班组 1.了解数据排序的简单算法。
2.了解数列的有序和无序概念二实验内容:Size equ 5 Array equ 50h Change equ 0mov 50h,#02h mov 51h,#01h mov 52h,#03h mov53h,#05h mov 54h,#04h Sort:mov r0, #Array mov r7, #Size-1 clr ChangeGoon:mov a, @r0 mov r2, ainc r0- 3 -mov B, @r0 cjne a, B, NotEqual sjmp NextNotEqual:jc Nextsetb Change xch a, @r0 dec r0 xch a, @r0 inc r0 Next:djnz r7, Goon;jb Change, Sort ljmp $ end三实验用设备仪器及材料:计算机伟福实验箱万用表四实验原理图:- 4 -设置数据区地址设置数据区长度清除交换标志当前地址取数A 地址加1 当前地址取数B 是 A<=B?否设置交换标志否数据比较完是否全部有序?是交换A,B数位置五实验方法及步骤:有序的数列更有利于查找。
《单片机原理及接口技术》课程设计报告设计题目班级姓名学号指导教师单片机课程设计任务书题目:基于单片机的温度数据采集系统设计一.设计要求1.被测量温度范围:0~500℃,温度分辨率为0.5℃。
2.被测温度点:4个,每2秒测量一次。
3.显示器要求:通道号1位,温度4位(精度到小数点后一位)。
显示方式为定点显示和轮流显示。
4.键盘要求:(1)定点显示设定;(2)轮流显示设定;(3)其他功能键。
二.设计内容1.单片机及电源管理模块设计。
单片机可选用AT89S51及其兼容系列,电源管理模块要实现高精密稳压输出,为单片机及A/D转换器供电。
2.传感器及放大器设计。
传感器可以选用镍铬—镍硅热电偶(分度号K),放大器要实现热电偶输出的mV级信号到A/D输入V级信号放大。
3.多路转换开关及A/D转换器设计。
多路开关可以选用CD4052,A/D可选用MC14433等。
4.显示器设计。
可以选用LED显示或LCD显示。
5.键盘电路设计。
实现定点显示按键;轮流显示按键;其他功能键。
6.系统软件设计。
系统初始化模块,键盘扫描模块,显示模块,数据采集模块,标度变换模块等。
三.设计报告要求设计报告应按以下格式书写:(1)封面;(2)设计任务书;(3)目录;(4)正文;(5)参考文献。
其中正文应包含以下内容:(1)系统总体功能及技术指标描述;(2)各模块电路原理描述;(3)系统各部分电路图及总体电路图(用PROTEL绘制);(4)软件流程图及软件清单;(5)设计总结及体会。
四、参考资料1、李全利,单片机原理及接口技术,高等教育出版社,20042、于永,51单片机常用模块与综合系统设计实例精讲,电子工业出版社,2007引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,通过MC14433模数转换对所测的温度进行数字量变化。
单片机数据处理之后,,将当前温度信息发送到LCD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切换定点显示功能与轮流显示功能,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,采用微机进行温度检测,数字显示,信息存储及实时控制。
目录:一、系统总体功能及技术指标的描述-------------------------4二、各模块电路原理描述------------------------------------42.1单片机及AT89C51引脚说明----------------------------42.2、电源模块设计---------------- -----------------------72.3、传感器模块设计-------------------------------------72.4、放大器---------------------------------------------92.5、多路转换 -------------------------------------------92.6、A/D转换器------------------------------------------112.7、显示器设计------------------------------------------132.8、键盘电路设-------------------------------------------142.9、电路总体设计图---------------------------------------15三、软件流程-------------------------------------------------16四、程序清单------------------------------------------------17五、设计总结及体会-------------------------------------------23六、参考资料---------------------------------------------------23一、系统总体功能及技术指标的描述1,基于单片机的温度数据采集系统,实现实时的温度的数据采集与显示,采用1602液晶显示温度读数和所选通道号,以实现对数据的实时控制。
2,技术指标要求:1.被测量温度范围:0~500℃,温度分辨率为0.5℃。
2.被测温度点:4个,每2秒测量一次。
3.显示器要求:通道号1位,温度4位(精度到小数点后一位)。
显示方式为定点显示和轮流显示。
4.键盘要求:(1)定点显示设定;(2)轮流显示设定;(3)其他功能键。
二、各模块电路原理描述2.1单片机及电源模块设计如图所示为AT89C51芯片的引脚图。
兼容标准MCS-51指令系统的AT89C51单片机是一个低功耗、高性能CHMOS的单片机,片内含4KB在线可编程Flash存储器的单片机。
它与通用80C51系列单片机的指令系统和引脚兼容。
AT89C51单片机片内的Flash可允许在线重新编程,也可用通用非易失性存储编程器编程;片内数据存储器内含128字节的RAM;有40个引脚,32个外部双向输入/输出(I/O)端口;具有两个16位可编程定时器;中断系统是具有6个中断源、5个中断矢量、2级中断优先级的中断结构;震荡器频率0到33MHZ,因此我们在此选用12MHZ的晶振是比较合理的;具有片内看门狗定时器;具有断电标志POF等等。
AT89S51具有PDIP、TQFP和PLCC三种封装形式[8]。
2.2、AT89C51引脚说明P0口:8位、开漏级、双向I/O口。
P0口可作为通用I/O口,但须外接上拉电阻;作为输出口,每各引脚可吸收8各TTL的灌电流。
作为输入时,首先应将引脚置1。
P0也可用做访问外部程序存储器和数据存储器时的低8位地址/数据总线的复用线。
在该模式下,P0口含有内部上拉电阻。
在FLASH编程时,P0口接收代码字节数据;在编程效验时,P0口输出代码字节数据(需要外接上拉电阻)。
P1口:8位、双向I/0口,内部含有上拉电阻。
P1口可作普通I/O口。
输出缓冲器可驱动四个TTL负载;用作输入时,先将引脚置1,由片内上拉电阻将其抬到高电平。
P1口的引脚可由外部负载拉到低电平,通过上拉电阻提供电流。
在FLASH并行编程和校验时,P1口可输入低字节地址。
在串行编程和效验时,P1.5/MO-SI,P1.6/MISO和P1.7/SCK分别是串行数据输入、输出和移位脉冲引脚。
P2口:具有内部上拉电阻的8位双向I/O口。
P2口用做输出口时,可驱动4各TTL负载;用做输入口时,先将引脚置1,由内部上拉电阻将其提高到高电平。
若负载为低电平,则通过内部上拉电阻向外部输出电流。
CPU访问外部16位地址的存储器时,P2口提供高8位地址。
当CPU用8位地址寻址外部存储时,P2口为P2特殊功能寄存器的内容。
在FLASH并行编程和校验时,P2口可输入高字节地址和某些控制信号。
P3口:具有内部上拉电阻的8位双向口。
P3口用做输出口时,输出缓冲器可吸收4各TTL的灌电流;用做输入口时,首先将引脚置1,由内部上拉电阻抬位高电平。
若外部的负载是低电平,则通过内部上拉电阻向输出电流。
在与FLASH并行编程和校验时,P3口可输入某些控制信号。
P3口除了通用I/O口功能外,还有替代功能,如表5.3-1所示。
表5.3-1 P3口的替代功能RST:复位端。
当振荡器工作时,此引脚上出现两个机器周期的高电平将系统复位。
ALE/ :当访问外部存储器时,ALE(允许地址锁存)是一个用于锁存地址的低8位字节的书粗脉冲。
在Flash 编程期间,此引脚也可用于输入编程脉冲()。
在正常操作情况下,ALE以振荡器频率的1/6的固定速率发出脉冲,它是用作对外输出的时钟,需要注意的是,每当访问外部数据存储器时,将跳过一个ALE脉冲。
如果希望禁止ALE操作,可通过将特殊功能寄存器中位地址为8EH那位置的“0”来实现。
该位置的“1”后。
ALE仅在MOVE 或MOVC指令期间激活,否则ALE引脚将被略微拉高。
若微控制器在外部执行方式,ALE禁止位无效。
:外部程序存储器读选取通信号。
当AT89S51在读取外部程序时,每个机器周期将PSEN激活两次。
在此期间内,每当访问外部数据存储器时,将跳过两个信号。
/Vpp:访问外部程序存储器允许端。
为了能够从外部程序存储器的0000H至FFFFH单元中取指令,必须接地,然而要注意的是,若对加密位1进行编程,则在复位时,的状态在内部被锁存。
执行内部程序应接VCC。
不当选择12V编程电源时,在Flash编程期间,这个引脚可接12V编程电压。
XTAL1:振荡器反向放大器输入端和内部时钟发生器的输入端。
XTAL2:振荡器反相放大器输出端。
单片机最小系统设计原理图:电源模块设计:在影响单片机系统可靠性的诸多因素中,电源干扰可谓首屈一指,据统计,计算机应用系统的运行故障有90%以上是由电源噪声引起的。
为了提高系统供电可靠性,交流供电应采用交流稳压器,防止电源的过压和欠压,直流电源抗干扰措施有采用高质量集成稳压电路单独供电,采用直流开关电源,采用DC-DC变换器。
本次设计决定采用MAXim公司的高电压低功耗线性变换器MAX 1616作为电压变换,采用该器件将输入的24V电压变换为5V电压,给外围5V的器件供电。
MAX1616具有如下特点:1.4~28V电压输入范围。
2.最大80uA的静态工作电流。
3.3V/5V电压可选输出。
4.30mA输出电流。
本电路采用该器件将输入的24V电压变成5V电压,给外围5V的器件供电,其中二极管D1是保护二极管,防止输入电压接反可能带来的对电路的影响和破坏。
电源管理模块电路图如下:传感器模块设计数据的采集应用热电偶作为温度传感器,热电偶是一种感温元件 , 它把温度信号转换成热电动势信号 , 通过电气仪表转换成被测介质的温度。
热电偶测温的基本原理是两种不同成份的均质导体组成闭合回路 , 当两端存在温度梯度时 , 回路中就会有电流通过,此时两端之间就存在 Seebeck 电动势——热电动势,这就是所谓的塞贝克效应。
两种不同成份的均质导体为热电极,温度较高的一端为工作端,温度较低的一端为自由端,自由端通常处于某个恒定的温度下。