单片机应用系统设计实例
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51单片机技术与应用系统开发案例精选随着科技的不断进步和发展,单片机技术已经在各个领域得到了广泛的应用。
单片机技术作为嵌入式系统的核心,具有体积小、功耗低、成本低等特点,因此在自动化控制、电子产品、通信设备等领域都有着重要的应用价值。
本文将从多个案例出发,介绍一些51单片机技术的应用系统开发案例,以期帮助读者更好地了解单片机技术的应用和发展。
1. 智能家居系统智能家居系统是当今物联网技术中的热门应用之一,而单片机技术在智能家居系统中扮演着重要的角色。
通过使用51单片机,可以实现家庭灯光、空调、窗帘等设备的远程控制,从而提高家居的智能化水平。
通过单片机技术,还可以实现家庭安防系统的监控和报警功能,保障家庭成员的安全。
2. 工业控制系统在工业领域,单片机技术也有着广泛的应用。
在自动化生产线上,通过单片机可以实现对设备运行状态的实时监测和控制,提高生产效率和产品质量。
单片机技术还可以应用于温度、湿度、压力等参数的采集和控制,为工业生产提供可靠的技术支持。
3. 智能交通系统随着城市交通的不断发展以及车辆数量的持续增加,智能交通系统的需求也日益凸显。
通过单片机技术,可以实现智能交通信号灯的控制、车辆导航系统的优化等功能,提高交通系统的智能化水平,减少交通拥堵和交通事故的发生。
4. 医疗器械在医疗器械领域,单片机技术应用也十分广泛。
通过单片机可以实现医疗设备的精准控制和监测,比如体温计、血压计、心电图仪等设备,都可以通过单片机实现对生理参数的准确测量和分析,为临床诊断提供可靠的数据支持。
5. 智能手环智能手环作为一种智能可穿戴设备,通过内置的传感器和单片机芯片,可以实现对用户的健康数据进行实时监测和分析,比如步数、心率、睡眠质量等。
通过单片机技术,可以实现智能手环与手机的蓝牙通信,将用户的健康数据同步到手机App上,为用户提供科学的健康管理方案。
通过以上案例的介绍,我们可以看出,51单片机技术在各个领域都有着重要的应用价值,为各行业的发展提供了强大的技术支持。
单片机开发案例在现代科技的浪潮中,单片机以其强大的功能和广泛的应用领域,成为了电子工程师们手中的得力工具。
从智能家居到工业自动化,从医疗设备到消费电子,单片机的身影无处不在。
下面,让我们一起来深入了解几个单片机开发的案例。
案例一:智能温度控制系统在工业生产中,对温度的精确控制至关重要。
为了实现这一目标,我们基于单片机开发了一套智能温度控制系统。
首先,我们选用了一款性能稳定、功能强大的单片机,如 STM32系列。
它具有丰富的外设资源和较高的运算速度,能够满足系统的实时性要求。
温度传感器采用了高精度的热敏电阻或热电偶,将温度变化转化为电信号。
这些电信号经过放大、滤波等处理后,输入到单片机的模拟数字转换器(ADC)中,单片机对转换后的数字信号进行处理和计算,得到当前的温度值。
根据设定的温度范围,单片机通过控制继电器或可控硅等器件,来调节加热或冷却设备的工作状态。
例如,当温度低于下限值时,单片机控制加热设备开启;当温度高于上限值时,控制冷却设备启动。
为了实现人机交互,我们还配备了液晶显示屏(LCD)和按键。
通过显示屏可以实时显示当前温度和设定的温度范围,按键则用于设置温度上下限等参数。
在软件方面,我们采用了 C 语言进行编程。
通过合理的算法和控制逻辑,实现了温度的精确控制和稳定运行。
同时,还加入了故障检测和报警功能,当传感器故障或温度异常时,系统能够及时发出警报,提醒工作人员进行处理。
案例二:智能家居灯光控制系统随着人们生活水平的提高,对家居智能化的需求也日益增长。
智能家居灯光控制系统就是其中的一个重要应用。
在这个系统中,我们选用了低功耗的单片机,如 Arduino 系列。
它具有简单易用、成本低廉的特点,非常适合智能家居应用。
灯光控制采用了智能灯泡或 LED 灯带,通过蓝牙或 WiFi 模块与单片机进行通信。
用户可以通过手机 APP 或语音指令,向单片机发送控制信号。
单片机接收到控制信号后,解析并执行相应的操作。
几个单片机应用实例例一:一个液晶显示的数字式电脑温度计液晶显示器分很多种类,按显示方式可分为段式,行点阵式和全点阵式。
段式与数码管类似,行点阵式一般是英文字符,全点阵式可显示任何信息,如汉字、图形、图表等。
这里我们介绍一种八段式四位LCD显示器,该显示器内置驱动器,串行数据传送,使用非常方便。
原理图如下图:下图是长沙太阳人科技开发有限公司生产的4位带串行接口的液晶显示模块SMS0403 的外部引线简图:有关该模块的具体参数,请查看该公司网站。
此例中使用的温度传感器为美国DALLAS公司生产的单总线式数字温度传感器。
该传感器本站有其详细的资料可供下载。
此例稍加改动,即可做成温控器。
下载驱动该模块的源程序LCD.PLM例2: LED显示电脑电子钟本例介绍一种用LED制作的电脑电子钟(电脑万年历)。
原理图如下图所示:上图中,CPU选用的是AT89C2051,时钟芯片选用的是Dallas公司的DS1302, 温度传感器选用的是Dallas公司的数字温度传感器DS1820,显示驱动芯片选用的是德州仪器公司的TPIC6B595,也可选用与其兼容的芯片NC595或国产的AMT9595。
整个电子钟用两个键来调节时间和日期。
一个是位选键,一个是数字调节键。
按一下位选键,头两位数字开始闪动,进入设定调节状态,此时按数字调节键,当前闪动位的数字就可改变。
全部参数调节完后,五秒钟内没有任何键按下,则数字停止闪动,退出设定调节状态。
源程序清单如下(无温度显示程序):start:do;$include(reg51.dcl)declare (sclk,io,rst) bit at (0b3h) register; /* p33,p34,p35 */ declare (command,data,n,temp1,num) byte;declare a(9) byte;declare ab(6) byte;declare aco(11) byte constant (0fdh,60h,0dah,0f2h,66h,0b6h,0beh,0e0h,0feh,0f6h,00h);declare week(11) byte constant (0edh,028h,0dch,7ch,39h,75h,0f5h,2ch,0fdh,7dh,00h);declare da literally 'p15',clk literally 'p16',ale literally 'p17', mk literally 'p11',sk literally 'p12';clear:procedure;sclk=0;io=0;rst=0;end clear;send1302:procedure(comm);declare (i,comm) byte;do i=0 to 7;comm=scr(comm,1);io=cy;call time(1);sclk=0;call time(1);sclk=1;end;end send1302;wbyt1:procedure(com,dat);/*字节写过程*/ declare (com,dat) byte;call clear;rst=1;call send1302(com);call send1302(dat);call clear;end wbyt1;wbyt8:procedure;/*时钟多字节突发模式写过程*/ declare j byte;call clear;a(7)=A(6);a(6)=a(0);rst=1;call send1302(command);do j=1 to 8;call send1302(a(j));end;call clear;end wbyt8;RBYT1:PROCEDURE;DECLARE I BYTE;CALL CLEAR;RST=1;call send1302(0c1h);IO=1;DO I=0 TO 7;SCLK=1;SCLK=0;CY=IO;N=SCR(N,1);END;A(8)=N;CALL CLEAR;END RBYT1;send595:procedure;declare k byte;do k=0 to 7;data=scr(data,1);da=cy;clk=1;clk=0;end;end send595;send595_1:procedure;declare k byte;do k=0 to 7;data=scr(data,1);da1=cy;clk1=1;clk1=0;end;end send595_1;rb1:procedure(abc,j);DECLARE (I,j,abc) BYTE;CALL CLEAR;RST=1;call send1302(abc);IO=1;DO I=0 TO 7;SCLK=1;SCLK=0;CY=IO;N=SCR(N,1);END;ab(j)=N;ab(j)=dec(ab(j));CALL CLEAR;end rb1;rbyt6:procedure;call rb1(0f1h,0);call rb1(0f3h,1);call rb1(0f5h,2);call rb1(0f7h,3);call rb1(0f9h,4);call rb1(0fbh,5);call rb1(0fdh,6);end rbyt6;wbyt6:procedure;call wbyt1(8eh,0); /* write enable */ call wbyt1(0f0h,ab(0));call wbyt1(0f2h,ab(1));call wbyt1(0f4h,ab(2));call wbyt1(0f6h,ab(3));call wbyt1(0f8h,ab(4));call wbyt1(0fah,ab(5));call wbyt1(0fch,ab(6));call wbyt1(8eh,80h); /* write disable */end wbyt6;rbyt8:procedure;/*时钟多字节突发模式读过程*/ declare (i,j) byte;call clear;rst=1;call send1302(command);io=1;do j=1 to 8;do i=0 to 7;sclk=1;call time(1);sclk=0;cy=io;n=scr(n,1);end;a(j)=n;end;call clear;a(0)=a(6);a(6)=A(7);a(0)=a(0) and 0fh;if a(0)>6 then a(0)=0;CALL RBYT1;if (a(1)=0 and a(2)=0 and a(3)=0) thendo;do num=0 to 35;call time(250);end;temp1=1;end;if temp1=1 thendo;temp1=0;ab(4)=ab(4)+1;if ab(4)>99h thendo;ab(4)=0;ab(5)=ab(5)+1;if ab(5)>99h then ab(5)=0;end;call wbyt6;end;end rbyt8;display:procedure; /*jieya,yima,fasong*/ declare (i,n,m) byte;n=a(0) and 0fh; /* send week */data=week(n);call send595;n=a(4); /* send date */n=n and 0fh;data=aco(n);call send595;n=a(4);n=shr(n,4);data=aco(n);call send595;do i=1 to 3; /* send second,minute,hour */ n=a(i);n=n and 0fh;data=aco(n);call send595;n=a(i);n=shr(n,4);data=aco(n);call send595;end;do i=5 to 6; /* send month,year */n=a(i);n=n and 0fh;data=aco(n);call send595;n=a(i);n=shr(n,4);data=aco(n);call send595;end;n=a(8); /* send 19 or 20 */n=n and 0fh;data=aco(n);call send595;n=a(8);n=shr(n,4);data=aco(n);call send595;do m=0 to 5;n=ab(m);n=n and 0fh;data=aco(n);call send595_1;n=ab(m);n=shr(n,4);data=aco(n);call send595_1;end;ale=0;ale=1;end display;beginset:procedure;a(0)=06h;a(1)=58h;a(2)=59h;a(3)=23h;a(4)=30h;a(5)=06h;a(6)=97h;a(7)=00;a(8)=19h; /* set date/time (1997,7,1,8:00:00,week 3) */ call wbyt1(8eh,0); /* write enable*/call wbyt1(80h,00h);/* start colock */call wbyt1(0beh,0abh);/*两个二极管与8K电阻串联充电*/ command=0beh; /* write colock/date */call wbyt8;call wbyt1(0c0h,a(8));call wbyt1(8eh,80h); /* set write protect bit */end beginset;key:procedure;declare (i,time1,k1,tem) byte;call time(100);k1=7;time1=30;if mk=0 thendo;do while time1>0;week: if k1=0 thendo;do i=0 to 5;/* call hz(a(0)); */end;do i=0 to 3;/* call hz0; */end;end;tem=a(k1);if k1=7 then tem=a(8);a(k1)=0aah;if k1=7 then a(8)=0aah;call display;call time(254);call time (254);a(k1)=tem;if k1=7 then a(8)=tem;call display;call time(254);call time(254);call time(254);time1=time1-1;if mk=0 thendo;call time(100); /*MOD KEY PROCESS*/TIME1=30;IF MK=0 THENDO;k1=k1-1;DO WHILE K1=0FFH;K1=7;END;END;end;IF SK=0 THENDO;CALL TIME(100); /*SET KEY PROCESS*/ TIME1=30;IF SK=0 THENDO;tem=tem+1;tem=dec(tem);DO CASE K1;DO WHILE tem=7;/*week*/tem=0;END;DO WHILE tem=60H;/*scond*/tem=0;END;DO WHILE tem=60H;/*minute*/tem=0;END;DO WHILE tem=24H;/*hour*/tem=0;END;DO WHILE tem=32H;/*date*/tem=1;END;DO WHILE tem=13H;/*month*/tem=1;END;DO while tem=100h; /* YEAR */tem=00;END;DO WHILE TEM>=21H;tem=19H;END;END;A(K1)=tem;if k1=7 then a(8)=tem;END;END;END;END;end key;main$program:mk=1;sk=1;temp1=0;num=0;p32=1;if sk=0 then call beginset;clk=0;da=0;ale=1;loop:do while mk=1 ;if a(0)>6 then a(0)=0;command=0bfh;call rbyt8;call display;do while mk=0;call key;call wbyt1(8eh,0);command=0beh;call wbyt8;call wbyt1(0C0H,A(8));call wbyt1(8eh,80h);end;end;goto loop;end start;例3:一个6位LED、4个按键的显示板按键和显示是单片机系统的基本输入输出部件,下面介绍一个由74LS164驱动的6位数码管和4个按键组成的通用仪表面板。