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单片机课程设计

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1鲁东大学LUDONG UNIVERSITY单片机课程设计报告题目热敏电阻温度控制系统设计院系信息与电气工程学院专业电子信息工程 2 班姓名王月香 20122212893王炎炎 20122213016刘远山 20122213041 指导教师常新华日期 2015-6-19目录第一部分：设计背景 (3)第二部分：系统主要功能 (5)第三部分：电路设计与参数选择 (5)第四部分：系统软件设计 (11)第五部分：系统调试与仪器使用 (21)第六部分：测试数据与结果分析 (23)第七部分：使用说明书 (23)第八部分：总结 (24)热敏电阻温度采集系统设计摘要温度在人类的生活中扮演着极其重要的角色,在冶金、钢铁、石化、水泥、玻璃、医药等行业温度的测量及为重要。

本次课程设计采用单片机了STC12C5A60S2和50K NTC热敏电阻为核心器件来设计热敏电阻测温系统。

通过NTC热敏电阻对外界温度信号进行采集，由于热敏电阻的阻值随外界温度变化而变化，再通过测量电路把阻值的变化转换为电压的变化，利用STC12C5A60S2单片机的集成AD把采集到的模拟电压信号转换为数字信号，利用单片机对数字信号进行处理后就可以得到相应的温度值，从而完成了对温度的测量。

该系统采用了STC12C5A60S2单片机、NTC热敏电阻、共阴极数码管显示、电容、排阻、晶振、电阻等元器件。

关键字：STC12C5A60S2单片机、热敏电阻、测温系统第一部分设计背景在人类的生活环境中，温度扮演着极其重要的角色。

无论你生活在哪里，从事什么工作，无时无刻不在与温度打着交道。

自18世纪工业革命以来，工业发展对是否能掌握温度有着绝对的联系。

在冶金、钢铁、石化、水泥、玻璃、医药等等行业，可以说几乎80%的工业部门都不得不考虑着温度的因素。

温度对于工业如此重要，由此推进了温度传感器的发展。

进入21世纪后，温度传感器正朝着高精度、多功能、总线标准化、高可靠性及安全性、开发虚拟传感器和网络传感器、研制单片测温系统等高科技的方向迅速发展。

在工农业生产中，温度检测及其控制占有举足轻重的地位，随着现代信息技术的飞速发展和传统工业改造的逐步实现，能够独立工作的温度检测和显示系统已经应用于诸多领域。

要达到较高的测量精度需要很好的解决引线误差补偿问题、多点测量切换误差问题和放大电路零点漂移误差等问题，使温度检测复杂化。

模拟信号在长距离传输过程中，抗电磁干扰时令设计者伤脑筋的问题，对于多点温度检测的场合，各被检测点到监测装置之间引线距离往往不同，此外，各敏感元件参数的不一致，这些都是造成误差的原因，并且难以完全清除。

单片机以其功能强、体积小、可靠性高、造价低和开发周期短等优点，成为自动化和各个测控领域中必不可少且广泛应用的器件，尤其在日常生活中也发挥越来越大的作用。

采用单片机对温度采集进行控制，不仅具有控制方便、组态简单和灵活性大等优点，而且可以大幅度提高被控数据的技术指标，从而能够大大提高产品的质量和数量。

第二部分系统主要功能本系统测量的温度范围为0-99摄氏度,可以通过数码管直观地显示出当前温度值。

第三部分电路设计与参数选择1、设计原理图1如图1所示，当外界温度变化时，热敏电阻的阻值随着发生变化，热敏电阻上分得的电压发生变化，通过单片机的IO口和集成AD可以获得热敏电阻的电压值为V，通过计算得出热敏电阻的阻值变化规律R=V*R1/(5-V)。

由于热敏电阻的阻值与温度有表1的对应关系，将各对应值用数组形式写入程序，通过查表便可以得到此时外界的温度值。

2.实验原理Matlab仿真与建模由已经给出的温度与电阻的数据写成两个矩阵，然后把这两个矩阵写入到Matlab中，然后使用matlab2013中的拟合工具进行曲线的拟合和图形的绘制下表为温度与电阻的关系：T R T R T R T R T R0 162.8960 41 25.5413 82 5.7732 123 1.6911 164 0.60061 154.8355 42 24.5379 83 5.5875 124 1.6455 165 0.58682 147.2203 43 23.5789 84 5.4086 125 1.6013 166 0.57333 140.0233 44 22.6622 85 5.2361 126 1.5585 167 0.56024 133.2193 45 21.7857 86 5.0700 127 1.5170 168 0.54755 126.7846 46 20.9473 87 4.9098 128 1.4767 169 0.53516 120.6973 47 20.1454 88 4.7554 129 1.4377 170 0.52317 114.9366 48 19.3781 89 4.6065 130 1.3999 171 0.51138 109.4834 49 18.6438 90 4.4629 131 1.3632 172 0.49989 104.3195 50 17.9409 91 4.3244 132 1.3276 173 0.488710 99.4280 51 17.2679 92 4.1908 133 1.2931 174 0.477811 94.7931 52 16.6234 93 4.0619 134 1.2597 175 0.467312 90.4000 53 16.0061 94 3.9376 135 1.2272 176 0.456913 86.2348 54 15.4147 95 3.8175 136 1.1956 177 0.446914 82.2845 55 14.8480 96 3.7017 137 1.1651 178 0.437115 78.5368 56 14.3048 97 3.5898 138 1.1354 179 0.427616 74.9803 57 13.7840 98 3.4818 139 1.1065 180 0.418317 71.6042 58 13.2847 99 3.3775 140 1.0786 181 0.409218 68.3985 59 12.8059 100 3.2768 141 1.0514 182 0.400419 65.3537 60 12.3466 101 3.1795 142 1.0250 183 0.391820 62.4608 61 11.9059 102 3.0854 143 0.9994 184 0.383421 59.7115 62 11.4830 103 2.9946 144 0.9745 185 0.375222 51.0980 63 11.0771 104 2.9068 145 0.9504 186 0.367223 54.6128 64 10.6875 105 2.8220 146 0.9269 187 0.359424 52.2490 65 10.3133 106 2.7400 147 0.9041 188 0.351825 50.0000 66 9.9540 107 2.6607 148 0.8819 189 0.344426 47.8597 67 9.6089 108 2.5840 149 0.8604 190 0.337227 45.8223 68 9.2774 109 2.5099 150 0.8395 191 0.330128 43.8823 69 8.9588 110 2.4381 151 0.8191 192 0.323229 42.0346 70 8.6526 111 2.3688 152 0.7994 193 0.316530 40.2743 71 8.3582 112 2.3017 153 0.7801 194 0.310031 38.5968 72 8.0753 113 2.2367 154 0.7615 195 0.303632 36.9979 73 7.8032 114 2.1739 155 0.7433 196 0.297433 35.4735 74 7.5414 115 2.1131 156 0.7256 197 0.291334 34.0197 75 7.2897 116 2.0542 157 0.7084 198 0.285335 32.6330 76 7.0475 117 1.9972 158 0.6917 199 0.279536 31.3098 77 6.8144 118 1.9420 159 0.6755 200 0.273937 30.0471 78 6.5901 119 1.8886 160 0.659738 28.8416 79 6.3741 120 1.8368 161 0.644339 27.6906 80 6.1662 121 1.7867 162 0.629340 26.5914 81 5.9660 122 1.7381 163 0.6147表1由上述表格绘制的温度与电阻的特性曲线：求解出的方程为：f(x) = a1*exp(-((x-b1)/c1)^2) + a2*exp(-((x-b2)/c2)^2)Coefficients (with 95% confidence bounds):a1 = 1.499e+16 (-9.221e+18, 9.251e+18)b1 = -575.3 (-1.121e+04, 1.006e+04)c1 = 99.88 (-820.5, 1020)a2 = 164.8 (-139.2, 468.9)b2 = -161.1 (-339.6, 17.35)c2 = 153.9 (98.01, 209.8)下一步使用VC6.0进行数学建模，并且对算法的正确性进行验证：程序代码为：# include <stdio.h># include <math.h>double R2TConvert(double dianZu){double wenDu;wenDu = 1.499e+16 * exp(- pow((dianZu+575.3)/99.88, 2)) + 164.8 * exp(- pow((dianZu + 161.1)/153.9, 2)) ;return wenDu;}double ADC_RES_2_VIN(double res){double Vin;Vin = (res / 256) * 5;return Vin;}double Vin_2_DianZu(double Vin){double dianZu;dianZu = ((5 * 24) - 24 * Vin) / Vin;return dianZu;}int main (void){unsigned char a = 128;double b = 1.499e+16;double c = (double)a;printf("%f\n", b);printf("当电阻为50的时候温度为：%f\n", R2TConvert(50));printf("当结果寄存器为128时Vo为：%f\n", ADC_RES_2_VIN(128));printf("当Vo为2.5V时电阻的值为：%f\n", Vin_2_DianZu(2.5));printf("当结果寄存器为128时温度值为：%d\n", (unsignedchar)R2TConvert( Vin_2_DianZu ( ADC_RES_2_VIN( c))));return 0;}仿真结果为：2、硬件电路3、元器件选用及连接表2系统所用的元器件及说明如表2所示。

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单片机课程设计任务及要求

单片机课程设计任务及要求

单片机课程设计任务及要求第一篇：单片机课程设计任务及要求13Z机制《单片机课程设计》任务书及要求一、本课程设计的目的和意义通过课程设计使学生深入理解单片机的基本结构和工作原理。

掌握单片机系统常用接口的设计及扩展方法。

掌握汇编语言程序设计和程序调试的技巧。

学会单片机应用系统的设计与开发，培养学生分析问题和解决问题的能力。

为学生将来在机械设计制造及其自动化及其他领域应用单片机技术打下良好基础。

二、设计任务及要求1.硬件设计：根据所选题目要求，完成基于单片机的完整硬件接口电路设计。

2.程序设计：根据需要画出程序流程图，设计出全部汇编程序并给出程序设计说明和程序注释。

3.设计文件：设计报告字数约4000~5000字（不包括程序清单），内容及格式要求如下：（1）报告内容的一般安排λ目录（1页）λ前言（1页）：说明所选题目的、当今应用说明、对课题的理解，及要解决的问题和课题的意义。

λ总体方案设计（3~4页）：通过列举和分析若干可行技术方案、原理，从中选定可行最优设计方案，给出组成原理（框图）及技术路线。

λ硬件设计（4~8页）：元器件选择与必要的介绍；单片机硬件系统及外围接口电路的设计，原理说明。

系统总电路图可占完整一页。

λ软件设计（6~10页）：设计各功能子程序、中断服务程序，及主程序，程序中应有必要的注释。

对于复杂程序结构可先绘制程序流程图。

λ设计小结（1页）：对设计中所存在的问题和不足进行分析和总结，提出建议、解决的方法和对这次设计实践的认识、收获和提高。

参考文献（1页）（2）设计报告书写要求以班级为单位购买徐师大标准的课程设计报告本，人手一册。

课程设计报告本应双面书写，每页的文字部分不得少于16行、每行不少于22字。

若整页为汇编语言程序，则该页不得少于20行。

设计说明书中插图总数不宜超过10个，插图可包括元器件图、单片机系统硬件电路图、程序流程图等，插图大小及所占篇幅根据线条密度定，线条不能太稀疏。

插图上下之外部不得留有超过一行文字高度的空白行。

单片机菜单课程设计

单片机菜单课程设计

单片机菜单课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握单片机菜单设计的原理和流程。

2. 使学生了解并熟练运用单片机编程语言进行菜单程序编写。

3. 让学生掌握菜单界面布局和交互设计的基本原则。

技能目标：1. 培养学生运用单片机进行菜单程序设计的能力。

2. 培养学生分析和解决菜单程序中问题的能力。

3. 提高学生团队协作和沟通能力，能在团队中共同完成菜单设计项目。

情感态度价值观目标：1. 激发学生对单片机编程的兴趣，培养自主学习和技术探究的精神。

2. 培养学生面对编程挑战时的耐心和毅力，增强克服困难的信心。

3. 引导学生关注单片机技术在现实生活中的应用，认识到科技对生活的影响。

课程性质：本课程为实践性较强的学科，要求学生在理论学习的基础上，动手实践，培养实际操作能力。

学生特点：学生具备一定的单片机基础知识，对编程有一定的了解，但实际操作能力有待提高。

教学要求：结合学生特点，注重理论与实践相结合，强调动手实践，培养学生编程思维和解决问题的能力。

通过课程目标的分解，使学生在完成具体学习成果的过程中，达到课程目标的要求。

二、教学内容本课程教学内容主要包括以下三个方面：1. 单片机菜单设计原理：介绍单片机菜单设计的概念、功能和分类，分析菜单设计的基本原理，包括菜单结构、菜单界面设计等。

教材章节：第三章 单片机菜单设计基础2. 单片机菜单程序编写：讲解单片机编程语言，以C语言为例，教授学生如何编写菜单程序，包括菜单项的添加、删除、修改等操作。

教材章节：第四章 单片机菜单编程实践教学安排：共4课时，分为以下两个阶段：阶段一：2课时，学习菜单程序的基本结构和编程方法。

阶段二：2课时，学习菜单项的添加、删除、修改等操作。

3. 单片机菜单设计实例：通过实际案例，教授学生如何进行菜单界面布局和交互设计，培养学生实际操作能力。

教材章节：第五章 单片机菜单设计实例教学安排：共4课时，分为以下两个阶段：阶段一：2课时，分析实例，讲解菜单界面布局和交互设计原则。

单片机系统的设计课程设计

单片机系统的设计课程设计

单片机系统的设计课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生理解单片机系统的基本原理和组成，掌握其设计流程和方法。

2. 使学生掌握单片机编程的基础知识，能运用C语言或汇编语言进行简单程序编写。

3. 帮助学生了解单片机系统在实际应用中的功能与作用，如智能家居、机器人等。

技能目标：1. 培养学生具备独立设计单片机系统的能力，包括硬件电路设计和软件编程。

2. 提高学生运用单片机解决实际问题的能力，如数据采集、信号处理等。

3. 培养学生动手实践和团队协作的能力，能够完成课程项目的设计与实施。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对单片机系统设计和开发产生兴趣，提高其学习积极性和主动性。

2. 培养学生具备创新精神和实践意识，敢于尝试新方法，解决实际问题。

3. 培养学生具备良好的团队合作精神和沟通能力，能够在团队中发挥积极作用。

课程性质：本课程为实践性较强的学科，要求学生在理解理论知识的基础上，动手实践，完成单片机系统的设计与实现。

学生特点：学生具备一定的电子技术基础和编程能力，对单片机系统有一定了解，但实践经验不足。

教学要求：结合学生特点，注重理论与实践相结合，充分调动学生的积极性，培养其创新能力和实践能力。

通过课程学习，使学生能够达到上述课程目标，为后续专业课程学习和实际工程应用打下坚实基础。

二、教学内容1. 单片机系统概述：介绍单片机的基本概念、发展历程、应用领域及未来发展趋势。

- 教材章节：第一章 单片机概述2. 单片机硬件结构：讲解单片机的内部结构、工作原理、主要性能指标及硬件连接方式。

- 教材章节：第二章 单片机硬件结构3. 单片机编程语言：学习单片机编程所需的基础知识，包括C语言和汇编语言。

- 教材章节：第三章 单片机编程语言4. 单片机I/O口编程：介绍I/O口的基本操作方法，包括输入、输出、中断等。

- 教材章节：第四章 单片机I/O口编程5. 单片机系统设计流程与方法：讲解单片机系统设计的步骤、方法及注意事项。

单片机正反转课程设计

单片机正反转课程设计

单片机正反转课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生理解单片机的基本工作原理，掌握单片机正反转电路的设计与实现方法。

2. 使学生掌握单片机编程中涉及的指令、语法和逻辑，并能运用C语言编写简单的正反转控制程序。

3. 帮助学生了解正反转控制在实际应用中的重要性，如自动化、机器人等领域。

技能目标：1. 培养学生动手搭建单片机正反转电路的能力，提高实践操作技能。

2. 培养学生运用编程软件（如Keil）进行单片机程序编写、调试和下载的能力。

3. 提高学生分析问题、解决问题的能力，使其能够针对实际问题设计合适的单片机控制系统。

情感态度价值观目标：1. 激发学生对单片机及电子制作的兴趣，培养其主动探究、创新实践的精神。

2. 培养学生团队协作、沟通交流的能力，使其在合作中共同解决问题，增进同学间的友谊。

3. 通过课程学习，使学生认识到科技对社会发展的积极作用，增强其社会责任感和使命感。

本课程针对高年级学生，在学生已具备一定电子基础和编程能力的基础上，通过本课程的学习，旨在提高学生的实际动手能力、编程思维和创新能力。

课程性质为实践性较强的综合设计课程，要求学生在理论学习与实践操作相结合的过程中，达到预定的学习目标。

通过分解课程目标为具体的学习成果，便于后续教学设计和评估的实施。

二、教学内容1. 理论部分：（1）单片机基本原理：介绍单片机的组成、工作原理和功能特点。

（2）C语言编程基础：回顾C语言基本语法、数据类型、运算符、控制语句等，为单片机编程打下基础。

（3）单片机I/O口编程：讲解如何通过编程控制I/O口的高低电平输出，实现正反转控制。

（4）正反转电路设计：介绍正反转电路的基本原理和设计方法。

2. 实践部分：（1）搭建正反转电路：指导学生动手搭建单片机正反转电路，包括电源、单片机、电机驱动模块等。

（2）编写程序：引导学生运用所学C语言知识，编写实现电机正反转的程序。

（3）程序下载与调试：教授学生如何将编写好的程序下载到单片机中，并进行调试。