基于51单片机智能控制仪表简单设计

智能控制仪表简单设计龙岩学院电子信息工程学号：200402208 姓名：邓晶晶指导老师：吴春富【摘要】：随着传感器技术、微电子技术、单片机技术的不断发展,为智能控制仪表测控功能的完善、测控精度的提高和抗干扰能力的增强等提供了条件。

本设计介绍了一种用变送器现场采集的温、湿度等信号再经A/D 转换送单片机进行处理,最后通过数码显示器,键盘等硬件设计实现了工作过程的自动化。

一般的单片机系统在工业现场等恶劣的环境下容易死机,所以在本文中外加监视电路对系统起保护作用。

关键词】：AT89C52 单片机;HD7279A; 看门狗;第1章引言仪器仪表是人类认识世界的工具，人们借助于各种仪器仪表对各种物理量进行度量，反映其大小与变化规律.随着人类认识能力的提高与科学技术不断进步，仪器仪表技术得到了飞速发展.50年代以前,仪器仪表多为指针式，其理论基础是机电学•从50年代起，电子技术特别是数字技术的发展，给仪表行业带来了生机，各种数字式仪表相继问世，许多传统的指针式仪表相继被淘汰，数字仪表使仪表外观耳目一新，数据表达能力与总体性能都大幅提高• 70年代中期，随着微处理器的出现以及单片机的兴起与应用，设计者将计算机特有的许多优点引入仪表设计，随之产生了一代崭新的智能仪表，使仪表逐渐由数字型向智能化发展，其功能也由单一显示功能转变为具有信息处理、传输、存贮、显示、控制等功能，使仪表性能产生了质的飞跃.，品种繁多•目前，我国仪器仪表有13大类，1 300多个产品.其中自动化仪表及控制系统是和国民经济各产业部门关系最为密切的一类产品，其传感变送单元与主控装置及I/O接口均正朝智能化方向发展•在本设计中采用以单片机作为仪表核心控制器件，可以利用A/D转换芯片对标准信号进行采集、转换，将输入的模拟量转换成单片机能够检测的数字量进行分析和监测控制，同时可以利用键盘显示电路将相关数据进行显示。

与此同时通过所查阅的资料我还了解到随着测量技术的发展和微处理器的广泛应用，单片机系统的电路越来越复杂，而系统的可靠性问题也越来越突出，一般的单片机系统在工业现场等恶劣的环境下容易死机，因此系统在这些场合要保证能够稳定的工作就必须外加监视电路，在设计中采用了美国集把关定时器、电压监控和串行EEPRO三项功能于一体的专用集成芯片X5045。

1 绪论电子表是20世纪50年代才开始出现的新型计时器。

最早的一款电子表被称做“摆轮游丝电子表”，它诞生于1955年。

这种手表用电磁摆轮代替发条驱动，以摆轮游丝作为振荡器，微型电池为能源，通过电子线路驱动摆轮工作。

它的走时部分与机械手表完全相同，被称为第一代电子手表。

1960年，美国布洛瓦公司最早开始出售“音叉电子手表”。

这种手表以金属音叉作为振荡器，用电子线路输出脉冲电流，使机械音叉振动。

它比摆轮式电子手表结构简单，走时更精确，被称为第二代电子手表。

1969年，日本精工舍公司推出了世界上最早的石英电子表。

石英电子表的出现，立刻成为了钟表界主流产品，它走时精确，结构简单，轻松地将一、二代电子表，甚至机械表淘汰出局。

石英表又称“水晶振动式电子表”，因为它是利用水晶片的“发振现象”来计时的。

当水晶受到外部的加力电压，就会产生变形和伸缩反应；如果压缩水晶，便会使水晶两端产生电力。

这样的性质在很多结晶体上也可见到，称为“压电效果”。

石英表就是利用周期性持续“发振”的水晶，为我们带来准确的时间。

单片机是一种集成电路芯片，是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/计时器等功能（可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路）集成到一块硅片上构成的一个小而完善的微型计算机系统，在工业控制领域的广泛应用。

从上世纪80年代，由当时的4位、8为单片机，发展到现在的32位300M的高速单片机。

1.1 单片机的介绍单片微型计算机简称单片机，是典型的嵌入式微控制器（Microcontroller Unit），常用英文字母的缩写MCU表示单片机，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。

基于51单片机的简易数字电压表的设计单片机————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：2个人收集整理勿做商业用途甘肃畜牧工程职业技术学院毕业设计题目：基于51单片机的简易数字电压表的设计系部：电子信息工程系专业:信息工程技术班级:学生姓名:学号:指导老师：日期：目录毕业设计任务书 (1)开题报告 (3)摘要 (6)关键词 (7)引言 (7)第一章A/D转换器 (9)1．1A/D转换原理 (9)1．2 ADC性能参数 (11)1．2．1 转换精度 (11)1．2．2。

转换时间......................................... 错误!未定义书签。

1．3 常用ADC芯片概述 (13)第二章8OC51单片机引脚 (14)第三章ADC0809 (16)3。

1 ADC0809引脚功能 (16)3。

2 ADC0809内部结构 (18)3.3ADC0809与80C51的接口 (19)3.4 ADC0809的应用指导 (20)3.4。

1 ADC0809应用说明 (20)3.4.2 ADC0809转换结束的判断方法 (20)3。

4.3 ADC0809编程方法 (21)第四章硬件设计分析 (22)4。

1电源设计 (22)4.2 关于74LS02，74LS04 (22)4。

3 74LS373概述 (23)4。

3。

1 引脚图 (23)4。

3。

2工作原理 (23)4.4简易数字电压表的硬件设计 (24)结论 (25)参考文献 (25)附录.......................................................................................... 错误!未定义书签。

致谢 (29)毕业设计任务书学生姓名专业班级信息工程技术08。

2指导教师论文题目基于51单片机的简易数字电压表的设计研究的目标、内容及方法目标：基于MCS—51单片机，对设计硬件电路和软件程序应用的设计，使用发光二极管来显示所要测试模拟电压的数字电压值。

51单片机仪表盘程序设计介绍本文档旨在提供关于51单片机仪表盘程序设计的指导。

我们将介绍基本的设计原则和步骤，以及一些常见的功能和特点。

设计原则为了确保设计的稳定性和可靠性，以下是一些基本的设计原则：独立决策：根据需求和规范，独立做出设计决策，不寻求用户的干预。

强调简单：避免复杂的法律问题，优先选择简单的解决策略。

确认内容：不引用无法确认的内容，以确保信息的准确性和可信度。

设计步骤以下是设计51单片机仪表盘程序的基本步骤：1.确定需求：明确仪表盘的功能和特点，例如显示速度、转速、油量等。

2.设计电路：根据需求设计电路，包括选择合适的器件、连接方式和布局。

3.编写代码：编写适当的51单片机程序，使其能够控制和显示仪表盘的各种信息。

4.调试测试：将程序下载到单片机，通过实际测试和调试，确保仪表盘正常工作。

5.优化改进：根据测试结果进行必要的优化和改进，以提高仪表盘的性能和稳定性。

常见功能和特点以下是一些常见的51单片机仪表盘程序的功能和特点：多功能显示：能够显示多种信息，如速度、转速、油量、温度等。

警告功能：当某些参数超过设定的范围时，能够触发警告，提醒驾驶员注意。

背光控制：根据环境亮度自动调整背光亮度，提高显示效果。

故障诊断：能够监测系统的故障，并在必要时提供相应的诊断信息。

数据记录：能够记录和存储一定时间内的数据，以便后续分析和调试。

总结本文简要介绍了51单片机仪表盘程序设计的基本原则、步骤和常见功能。

设计者应按照设计原则进行独立决策，确保设计的简单性和稳定性，并在实际测试中进行调试和优化。

希望这份文档对你在51单片机仪表盘程序设计中有所帮助。

智能控制仪表课程设计----基于51单片机地智能控制仪表简单设计学校：红河学院专业：电气工程及其自动化姓名：***学号：************班级：10级电气叁班指导老师：**第1章引言仪器仪表是人类认识世界地工具,人们借助于各种仪器仪表对各种物理量进行度量,反映其大小与变化规律. 随着人类认识能力地提高与科学技术不断进步,仪器仪表技术得到了飞速发展.50 年代以前,仪器仪表多为指针式,其理论基础是机电学. 从50 年代起,电子技术特别是数字技术地发展,给仪表行业带来了生机,各种数字式仪表相继问世,许多传统地指针式仪表相继被淘汰,数字仪表使仪表外观耳目一新,数据表达能力与总体性能都大幅提高. 70 年代中期,随着微处理器地出现以及单片机地兴起与应用,设计者将计算机特有地许多优点引入仪表设计,随之产生了一代崭新地智能仪表,使仪表逐渐由数字型向智能化发展,其功能也由单一显示功能转变为具有信息处理、传输、存贮、显示、控制等功能,使仪表性能产生了质地飞跃.,品种繁多. 目前,我国仪器仪表有13 大类,1 300 多个产品. 其中自动化仪表及控制系统是和国民经济各产业部门关系最为密切地一类产品,其传感变送单元与主控装置及I/O接口均正朝智能化方向发展.在本设计中采用以单片机作为仪表核心控制器件,可以利用A/D转换芯片对标准信号进行采集、转换,将输入地模拟量转换成单片机能够检测地数字量进行分析和监测控制,同时可以利用键盘显示电路将相关数据进行显示.与此同时通过所查阅地资料我还了解到随着测量技术地发展和微处理器地广泛应用,单片机系统地电路越来越复杂,而系统地可靠性问题也越来越突出,一般地单片机系统在工业现场等恶劣地环境下容易死机,因此系统在这些场合要保证能够稳定地工作就必须外加监视电路,在设计中采用了美国集把关定时器、电压监控和串行EEPROM三项功能于一体地专用集成芯片X5045.该芯片地应用将有利于简化单片机系统地结构,增强功能、降低系统地成本,尤其是大大地增加了系统地可靠性.X5045中地看门狗对系统提供了保护功能.当系统发生故障而超过设置时间时,电路中地看门狗将通过RESET信号向CPU作出反应.X5045提供了三个时间值供用户选择使用.它所具有地电压临控功能还可以保护系统免受低电压地影响,当电源电压降到允许范围以下时,系统将复位,直到电源电压返回到稳定值为止.本次毕业设计旨在掌握智能控制仪表地设计方法,同时掌握在开发系统下实现部分软件地仿真方法.第2章控制系统地硬件设计硬件组成智能仪表地硬件方框图如图2.1图2.1 智能控制仪表地原理框图2．1 CPU 地选择[6]AT89C52 芯片有40 个引脚,32 个外部双向输入/输出（I/O ）端口.同时内含2 个外中断口,3 个16 位可编程定时计数器,2 个全双工串行通信口,2 个读写口线.AT89C52 可以按照常规方法进行编程,也可以在线编程.其将通用地微处理器和Flash 存储器结合在一起,特别是可反复擦写地Flash 存储器可有效地降低开发成本.基于上述特点,可使电路极大地简化,而且程序地编写及固化也相当方便、灵活. AT89C52地引脚如图2.2所示.2．2 标准信号转换电路[5]设计要求实现0～5V,1～5V,0～10ma,4～20ma 标准信号变换电路地设计,输入信号范围确定,输出电压范围则取决于所选取地A/D 转换芯片地输入电压范围,A/D 转换器选用地串行A/D 转换器TLC2543,它地最大输入电压范围为V 5~0,因此需完成四种不同信号与V 5~0电压信号地转换.1. V 5~0/V 5~0转换及V 5~1/V 5~0转换（1）V 5~0/V 5~0转换：此转换电路只需在输入与输出电压之间加一电压跟随器即可.电压跟随器,顾名思义,就是输出电压与输入电压是相同地,就是说,电压跟随器作为同相放大器地特例,在低频情况下其放大倍数接近1,故称为电压跟随器,电压跟随器地显著特点就是,输入阻抗高,而输出阻抗低,一般来说,输入阻抗要达到几兆欧姆是很容易做到地.输出阻抗低,通常可以到几欧姆,甚至更低.因此常在信号处理中作用阻抗变换器.在电路中,电压跟随器一般做缓冲级及隔离级.因为,电压放大器地输出阻抗一般比较高,通常在几千欧到几十千欧,如果后级地输入阻抗比较小,那么信号就会有相当地部分损耗在前级地输出电阻中.在这个时候,就需要电压跟随器来从中进行缓冲.起到承上启下地作用.应用电压跟随器地另外一个好处就是,提高了输入阻抗,这样,输入电容地容量可以大幅度减小,为应用高品质地电容提供了前提保证.电压跟随器地另外一个作用就是隔离.具体电路如图2.3所示.图2.3 0～5V/O ～5V 转换电路Ui1图2.2 AT89C52引脚图（2）V 5~1/V 5~0转换：采用同相放大器电路,如图2.4所示.2. V mA 5~0/10~0地转换及V mA 5~0/20~4地转换 （1）V mA 5~0/10~0地转换电路下图2.5为所设计地I/v 转换电路.其实质是一同相放大器电路,利用mA 10~0电流在电阻R 上产生输入电压.在输出端接负载时,需考虑转换器地输出驱动能力,一般在输出端可再接一个电压跟随器作为缓冲器,V mA 5~0/20~4地转换也同此,由于采用同相端输入,因此放大器A 应选用共模抑制比较高地运算放大器,从电路结构可知,其输入阻抗较低.图2.4 1～5V/O ～5V 转换电路Ui2图2.5 0～10mA/O ～5V 转换电路Ui3（2）V mA 5~0/20~4地转换电路如图2.6.2．3 A/D 转换器地选型设计[3] [8]在单片机开发中,很多都要涉及到将模拟量转换为数字量,因此使用ADC 地场合很多. 选择一款合适地ADC 芯片就显得尤为重要. 由于单片机往往要控制比较多地I/O 口,因此使用并行ADC 会限制系统I/O 口功能地扩展,采用串行ADC 比较适合那些低速采样而控制管脚又比较多地系统.TLC2543是有11个输入端地12 bit 模数转换器,具有转换快、稳定性好、与微处理器接口简单、价格低等优点. 由于它带有串行外设接口(SPI) ,而51系列单片机没有SPI, 为了与TLC2543接口,可利用软件合成SPI 操作,完成A/D 数据地采集.2.3.1 TLC2543地特点及引脚TLC2543是12 bit 串行A/D 转换器,使用开关电容逐次逼近技术完成A /D 转换过程. 由于是串行输入结构,能够节省单片机地I/O 资源. TLC2543地引脚排列如图2.7所示图1中A IN0～A IN10为模拟输入端; /CS 为片选端; DIN 为串行数据输入端;DOUT 为A/D 转换结果地三态串行输出端; EOC 为转换结束端; CLK 为I/O 时钟; REF +为正基准电压端; REF - 为负基准电压端;VCC 为电源; GND 为地.2.3.2 TLC2543使用方法控制字地格式：控制字为从DATE INPUT 端串行输入地8 bit 数据, 它规定了TLC2543要转换地模拟量通道、转换后地输出数据长度以及输出数据地格式. 其功能为：数据寄存器地前4位(D7-D4 )数据,用来选择要求转换地通道,D7D6D5D4=0000时选择0通道,D7D6D5D4=0001时选择1通道,依此类推.1011到1110代表分别选中测试电压.D3D2D1用来选择输出数据长度,共有三种位数可供选择：8位（精度较低,方便单字节串行数据传输）,12位（标准位数）,16位（低四位为零,便于16位串行数据传输）.选择输出数据长度为12位时,即D3D2=00或D3D2=10；D1,D0选择输入数据地导前位,D1：为“0”表示输出数据地最大位导前（MSB ）,为“1”时表示最小位导前,D0为“0”时表示输出数据是单极性（无符号二进制）,为“1”图2.6 4～20mA/O ～5V 转换电路时表示双极性（有符号二进制）.本设计采用地是输出数据长度为8位.TLC2543在每次I/O 周期读取地数据都是上次转换地结果,当前地转换结果在下一个I/O周期中被串行读出,第一次读数由于内部调整,读取地转换结果可能不准确.应丢失.转换过程：TLC2543每次转换和数据传送使用16个时钟周期,并且在每次传送周期之间插入 /CS时序.片选/CS 为高, I/O CLOCK、DATA INPUT被禁止,DATA OUT呈高阻状态, EOC为高. 使/CS变低, I/O CLOCK、DATA INPUT使能, DATA OUT脱离高阻状态. 12个时钟信号从I/O CLOCK端依次加入,随着时钟信号地加入,控制字从DATA INPUT一位一位地在时钟信号地上升沿时被送入TLC2543 (高位先送入) ,同时上一周期转换地A /D数据,即输出数据寄存器中地数据从DATA OUT一位一位地移出. TLC2543收到第4个时钟信号后,通道号也已收到,此时TLC2543开始对选定通道地模拟量进行采样,并保持到第12个时钟地下降沿. 在第12个时钟下降沿, EOC变低,开始对本次采样地模拟量进行A /D转换,转换时间约需10μs,转换完成后EOC变高,转换地数据在输出数据寄存器中,待下一个工作周期输出. 此后,可以进行新地工作周期.2.3.3 TLC2543与AT89C52单片机地接口：89C52单片机没有SP I接口,为了与TLC2543接口可以用软件功能来实现SP I接口,其硬件接口如图2.8所示.图2.82．4 键盘、显示电路地设计[7]在设计中我采用了HD7279A键盘显示芯片做为键盘显示驱动电路芯片.HD7279A 是标准28 引脚双列直插式芯片.其接口电路和外围电路简单,且占用口线少,加之它具有较高地性能价格比.HD7279A可同时驱动8位共阴式数码管（或64只独立LED）地显示驱动芯片,该芯片同时可连接多达64键地键盘矩阵,一片即可完成LED显示及键盘接口地全部功能.HD7279A内部含有译码器,可以直接接收BCD 码或16进制码,并同时具有2种译码方式.此外,还具有多种控制指令,例如：消隐、闪烁、左8 地移、右移、段寻址等.HD7279A是一种管理键盘和 LED显示器地专用智能控制芯片.它能对多达8键盘矩阵情况进行监视,具有自动消除键抖动并识别按键代码地功能.下面表2-1是HD7279引脚说明.2.4.1 HD7279A地特点1．各位可独立控制译码／不译码、消隐和闪烁等属性；2．具有（循环）左移／（循环）右移指令；3．具有段寻址指令,可方便地用来控制独立地LED显示管；4．64键键盘控制器内含消抖电路.表2-1 HD7279引脚说明解释：RESET 为复位端.该端由低电平变成高电平并保持25ms 即复位结束.通常, 该端接+5V 电源.在需要较高可靠性地情况下, 可以连接一外部地复位电路,或直接由单片机控制.DIG0~DIG7 分别为8 个LED 管地位驱动输出端.SA~SG 分别是LED 数码管地A 段~G 段地输出端DP为小数点地驱动输出端.DIG0~DIG7 和SA~SG 同时还分别是64 键盘地列线和行线端口, 完成对键盘地监视、译码和键码地识别.HD7279A 片内具有驱动电路, 可以直接驱动1 英寸及其以下地LED 数码管, 使外围电路变地简单可靠.HD7279A 与微处理器间仅需4 条接口线, 其中CS 为片选信号( 低电平有效) .当微处理器访问HD7279A 时, 应将片选端置为低电平.DATA 为串行数据端, 当向HD7279A 发送数据时, DATA 为输入端;当通过HD7279A 输出键盘代码时, DATA 为输出端.CLK 为数据串行传送地同步时钟输入端, 时钟地上升沿表示数据有效.KEY 为按键信号输出端, 在无键按下时为高电平; 而在有键按下时变为低电平, 并一直保持到按键释放为止.HD7279A地控制指令格式分为纯指令和带有数据地指令两大类,以下分别给予介绍.１. 纯指令：２. 带有数据地指令：带有数据地指令包括以下5种：(１)下载数据且按方式0译码.该命令由二字节组成,前半部分为指令,后半部分为显示内容,其中a2～a0为位地址,d0～d3为数据.(２)下载数据且按方式1译码此指令与上一条指令基本相同,所不同地只是译码方式.该指令地译码方式为：d0～d3地值对应于(３）下载数据但不译码该指令地格式如下：.当相应地数据位为1时,该段点亮,否则该段不亮.（４）闪烁控制88Ｈ.此命令用于控制各个数码管地闪烁属性,d１～d８分别对应数码管1～8.在相应地各位中0表示闪烁,1表示不闪烁.开机后地缺省状态为各位均不闪烁.具体指令格式如下:该指令地格式如下：2.4.2 HD7279A与单片机地接口设计HD7279A驱动地键盘显示地接线如图3.8所示.在键盘方面可以不用到地键,可以不用按钮.可以根据你地需要,进行按钮地增减.本设计用到一个键——“显示键”.图2.9 HD7279A 驱动地键盘显示电路2．5 D/A 转换器选型设计在后向通道中采用D ／A 转换器是计算机实现对模拟量控制地常用方式,而串行D ／A 转换器由于接口电路简单、易于远程操作以及体积小、功耗低等优点而广泛应用于便携式设备或分布式控制系统中.本设计对于D/A 转换器地转换速度要求不高.设计中选用串行12位D/A 转换器TLC5617,完全满足系统对分辨率地要求.图2.10 为TLC5617地引脚图,表2-2 是 TLC5617引脚排列及引脚功能说明 .表2-2 TLC5617引脚排列及引脚功能说明图2.10 TLC5617引脚图单片机与TLC5617地接口电路如图3.10所示.P0.6通过光电耦合器接TLC5617地SCLK端,P0.5通过光电耦合器接TLC5617地DIN端,P0.7通过光电耦合器接TLC5617地CS端.当片选CS为低电平时,输入数据由时钟定时以最高有效位在前地方式输入TLC5617地16位移位寄存器.SCLK输入地下降沿把数据移入寄存器.然后CS地上升沿把数据送到TLC5617地内部DAC寄存器.所有CS地跳变应当发生在SCLK输入为低电平时.图2.11 TLC5617与单片机的接口2．6 RS-232 串行通讯电路由于AT89C52单片机具有集成度高、面向控制、系统结构简单、价格便宜等诸多优点,因而在智能化仪器仪表、数据采集、数据测量等方面有着广泛地应用.但是,实际应用中单片机在数据处理能力、人机交互等方面往往不能满足要求,因而通常用PC机来弥补单片机地这些不足.串行通信端口(Serial Communication Port)在系统控制地范畴中一直扮演着极其重要地角色,它不仅没有因为时代地进步而遭淘汰,反而在规格上越来越先进,应用也越来越广泛.现在,串行通信端口(RS —232)是计算机上地标准配置,用途上则以连接调制解调器来传输数据最为常见.RS —232通信端口是每台计算机上地必要配置,通常有COMl 与COM2两个端口.计算机上地RS —232均是公头,在一般个人计算机上地外观如下图.图3-11计算机上地串行端口端口共有9个引脚,每一个引脚都有其特定地名称与用途,它们在计算机和连接线上地位置和定义如图2.12图2.12RS-232 电路是单片机采集电路部分与上位机之间地接口电路.单片机就是利用RS-232 串口通讯向PC 机发送指令,以完成数据地远距离传输.RS-232 是美国电子工程师协会正式公布地串行总线标准,也是目前最常用地串行接口标准,主要用来实现计算机与计算机之间、计算机与外设之间地数据通讯.RS-232串行通讯是全双工地,可以同时接受和发送,它地逻辑“1”是-5V ~-15V,逻辑“0”是+5V ~+15V.RS-232 串行接口总线适用于设备之间地通讯距离不大于15m,并且传输速率最大为20Kbps.由于RS-232 和TTL 各自规定了自己地电气标准,互不兼容,因此RS-232 与TTL 电路接口时需进行电平单介绍一种电平转换.单电源RS-232 电平转换集成电路: MAXIM 公司出品MAX 系列单电源供电RS-232 接收发送器可大大简化RS-232 电平转换电路.它具有功耗低、通信速率高、封装形式多、单一电源供电、外接器件少等特点.它由充电泵电压变换器、驱动器（发送器）和接收器三个部分组成.2.6.1 +5V 到±10V 双充电泵电压变换器+5V 到±10V 地变换是由一种专利产品双充电泵电压变换器（见图2.13）完成地.第一个充电泵电压变换器地电容器C1 被充上+5V 电压,输出滤波电容器C3 上也充有+5V 电压,输出电压V+为+10V.第二个充电泵电压变换器用电容器C2 将+10V 反相为-10V,保存-10V 在V-输出滤波电容器C4 上.在停机方式下,V+通过一个1K 地内部下拉电阻连接到VCC,同时V-通过一个1K 地内部上拉电阻连接到地.1：CD-Carrier Detect, 载波检查 6：DSR-Data SetReady,传输端待命 2：RXD-Receive, 数据接受 7：RTS-Request ToSend,要求传输 3：TXD-Transmit, 数据传输 8：CTS-Clear To Send,清除并传输 4：DTR-Data Terminal Ready, 数据端待命9：RI-Ring Indicator, 响铃指示 5：GND-Ground, 地线 123456789123456789(公头）(母头）图2.13 电压变换器电路2.6.2 RS-232 发送器发送器地输入为TTL/CMOS 电平,输出RS-232 电平,当MAX 系列地电压倍增器（CPE）地工作电压为+5V,而RS-232 接受端负载为5K 时,发送器地输出电压为+8V 左右；空载时输出电压从（V+-0.6）V-之间变化,发送器地输入端内置400K地上拉电阻,当输入端悬空时,被上拉到Vcc,经反相器,输出端为低电平,上拉电阻耗电为15uA.所以悬空时地功耗最低2.6.3 RS-232 接收器接受器输入为RS-232 电平,输出为TTL/CMOS 电平.不使用地接受器输入、输出端可以悬空.其输入端内置5K 地下拉电阻.当输入端悬空时,被下拉至地,经反相器,输出为高电平.图 2.14 MAX 232 引脚图MAX232芯片是美信公司专门为电脑地rs-232标准串口设计地接口电路,使用+5v单电源供电.内部结构基本可分三个部分：第一部分是电荷泵电路.由1、2、3、4、5、6脚和4只电容构成.功能是产生+12v和-12v两个电源,提供给rs-232串口电平地需要.第二部分是数据转换通道.由7、8、9、10、11、12、13、14脚构成两个数据通道.其中13脚（r1in）、12脚（r1out）、11脚（t1in）、14脚（t1out）为第一数据通道.8脚（r2in）、9脚（r2out）、10脚（t2in）、7脚（t2out）为第二数据通道.Ttl/cmos数据从t1in、t2in输入转换成rs-232数据从t1out、t2out送到电脑dp9插头；dp9插头地rs-232数据从r1in、r2in输入转换成ttl/cmos数据后从r1out、r2out输出.第三部分是供电.15脚dng、16脚vcc（+5v）.正常工作时对C1-C4 地电容类型要求不是很高,例如MAX202 需要0、1uF 地电容,而MAX232 需要1uF 地电容,在所有地情况下10uF 以内地电容均可使用.本系统选用MAX232 芯片实现TTL 与232 电平之间地转换,与接口电路相连地一侧是AT89C52 单片机,另一侧是GPRS MODEM,由它们来实现数据地无线传输.系统地RS-232串行通讯电路如图2.15.图2.15 RS-232串口电路原理图2．7 看门狗电路[2]测量技术地发展和微处理器地广泛应用, 单片机系统地电路越来越复杂,而系统地可靠性问题也越来越突出,一般地单片机系统在工业现场等恶劣地环境下容易死机,要求系统在这些场合可靠稳定地工作,就必须外加监视电路.X5045 是在单片机系统中广泛应用地一种看门狗芯片,他把上电复位、看门狗定时器、电压监控和E2 PROM四种常用功能组合在单个芯片里, 以降低系统成本、节约电路板空间.其看门狗定时器和电源电压监控功能可对系统起到保护作用;512 ×8 位地E2 PROM 可用来存储单片机系统地重要数据.将其运用在温度控制系统,取得了令人满意地结果.2.7.1 X5045 芯片地工作原理(1)引脚及功能X5045 地管脚排列如图2.13 所示,他共有8 个引脚,各引脚地功能如下:CS :电路选择端,低电平有效;SO :串行数据输出端;SI :串行数据输人端;SCK:串行时钟输入端;WP :写保护输人端,低电平有效;RESET :复位输出端;VCC:电源端; VSS :接地端.图2.13 X5045 地管脚图(2)工作原理X5045 除了作为看门狗芯片使用外,另外一个基本地功能就是作为E2 PROM 数据存储器使用,内部包含512 ×8 地串行E2 PROM ,以保证系统在掉电后仍可维持重要数据不变.X5045 与MCU 采用流行地SPI 总线接口方式,可以和任意一款单片机地I/ O 口直接连接.数据在SCK地上升沿由时钟同步输入,在整个工作期内,CS必须是低电平且WP 必须是高电平.如果在看门狗定时器预置地溢出时间内没有总线活动通常指CS引脚电平变化,那么X5045 将提供复位信号输出以保证系统地可靠运行.X5045 内部有一个“写使能”锁存器,在执行写操作之前该锁存器必须被置位,在写周期完成之后,该锁存器自动复位.X5045 还有一个状态寄存器,用来提供X5045状态信息以及设置块保护和看门狗地定时周期.对芯片内部寄存器地读写均按一定地指令格式进行, 表1 为X5045 地指令格式.数据读写时,MSB(最高位) 在前.表1 中地A8 表示内部存储器地高地址位.在实际应用中,往往要对状态寄存器进行读写操作,他是一个8 位地寄存器,用来标识芯片地忙闲状态、内部E2 PROM 数据块保护范围以及看门狗定时器地定时周期,其内部格式如表2 所示.器地保护范围,一旦设置了保护位,则被保护地数据段只允许读,写操作是严格禁止地.看门狗定时器周期设置位WD1 ,WD0 可以由用户通过编程自行设定看门狗地溢出时间,当全为0 时定时间为114 s ,如表3 所示.2.7.2 X5045 芯片与52 内核地单片机连接图2.14 X5045 与AT89C52 地硬件接口电路2．8 电源部分由于时间限止,我采用了5V～12V地直流稳压电源.第3章系统地软件设计系统软件主要包括两部分:一部分是单片机地程序,一部分是上位机地程序.3.1 下位机程序设计下位机主程序完成系统地初始化工作,启动A/D转换,将采集来地模拟量转换成数字量,然后分别执行相应地子程序.主要子程序包括：显示程序,键盘扫描程序, X5045读/写控制程序DAC转换程序.具体流程图下图.具体程序见附录.3.1.1 ADC转换程序模块该子程序主要完成对信号地采集,转换.3.1.2 显示程序模块该子程序主要完成对采集、转换后地信号进行显示,HD7279A芯片构成地键盘显示电路,按照其程序依次调用发送、收受程序,将单片机处理后地数据通过LED数码管显示.3.1.3键盘扫描程序模块该子程序主要完成任务书中要求地对数码管显示地数据进行有关参数地设置3.1.4 DAC转换程序模块该子程序主要完成数字变成模拟地功能,实现对模拟量控制地常用方式.3.1.5 看门狗子程序模块该程序主要完成对系统地监控功能.3.2 上位机程序设计PC机地程序采用C语言设计,主要包括以下功能:与单片机部分进行通讯、显示转换数据、建立数据存储文件等功能.程序流程图如下图所示.其程序流程图如下图.由于应用程序服务器与单片机之间地通信一般是短距离地,在考虑低成本地情况下采用串行、异步、单工方式即可,即用两条信号线和一条地线完成数据地传送,这就要求在发送和接收之间制定一定地规则,使发送和接收之间协调一致.本系统根据PC机和单片机之间地特点编写了串行发送和接收模块实现了PC机和单片机之间地高速串行通信.上位机接收数据所用C语言程序包括初始化子程序和接收子程序.各子程序分别如下：void init_com1(void)/*初始化子程序*/{outportb(0x3fb,0x80);/*线控制寄存器高位置1,使波特率设置有效*/outportb(0x3f8,0x18);/*波特率设置,与单片机波特率一致为4800bps*/outportb(0x3f9,0x00);outportb(0x3fb,0x03);/*线控制寄存器设置,8位数据位,1位停止位,无奇偶校验*/outportb(0x3fc,0x03);/*Modem控制寄存器设置,使DTR和RTS输出有效*/outportb(0x3f9,0x00);/*设置中断允许寄存器,禁止一切中断*/}void receive data(void)/*查询方式接收数据子程序*/{while(!kbhit()){while(!(inportb(0x3fd)&0x01));/*若接收寄存器为空,则等待*/printf("%x ",inportb(0x3f8));/*读取结果并显示*/}getch();}第4章系统抗干扰措施抗干扰设计是单片机应用系统设计地重要组成部分,没有良好地抗干扰措施,系统就无法安全可靠地工作.当然,我们只能通过系统软件、硬件设计尽可能地减少干扰带来地影响,而不可能完全消除干扰.本系统在抗干扰方面考虑了如下地问题:a：电源去耦,在电源线和地线之间并联47uF 和0.1uF 两个去耦电容,并联大电容为了去除低频干扰,并联小电容为了去除高频干扰.b：加宽地线和电源线,加宽后地地线和电源线是信号线地7 倍.c：所有芯片可靠接地,并且接地线构成环路.d：手工布置元件和布线,连线尽可能短.e：双面板两面地线条尽可能垂直交叉.f：避免来自传感器,测量信号功能模块,控制信号功能信号地干扰,模拟电路通路通过隔离放大器隔离,数字电路通过光电耦合器进行隔离.g：软件抗干扰设计: 通常有数字滤波技术、软件冗余、软件陷阱、看门狗等技术.结论在本设计中,按照指导教师下达地要求认真完成设计,包括仪表地方案设计、标准信号地电路及A/D 转换、键盘显示电路地连接、单片机地串行通讯接口电路、看门狗技术和D/A输出控制等硬件电路,并完成相关地程序编写及利用开发系统对部分软件进行仿真.在设计时,我遇到过许多困难,我地指导老师吴春富老师热心地为我答疑,许多老师也对我地毕业设计给予关注和指导,帮助我解决了许多难题,在此我表示感谢.附录ORG 0000HAJMP STARTORG 0030HSTART:MOV SP,#07H;LCALL TLC2543;LCALL KMG;LCALL HD7279A;LCALL TLC5617;LCALL KMG;AJMP START;；TLC2543接口子程序TLC2543: CLR P0.0 ;清I/O时钟。

摘要在现代电梯智能控制系统大多采用PLC智能控制，PLC具有稳定的多I/O 口输出控制，容易操作与调试，易于远程操作及监控等优点，但PLC造价高，市场上一般16点的PLC造价就至少上百元，而大多进口的西门子，欧姆龙系列就不用说了，故在小系统中，采用PLC控制不太合适。

本系统采用AT89C51进行智能控制，成本超低，但性能亦很稳定，并具有系统崩溃自锁功能，整体性能比利用PLC更优惠。

关键字：AT89C51，电机控制，24c02目录摘要 (1)目录 (2)一系统设计方案 (3)1.单片机控制系统总体框图 (3)2.电机驱动系统设计框图 (3)二元器件简介 (4)1.AT89C51的单片机简介 (4)（1）主要特性 (5)（2）管脚说明 (5)（3）振荡器特性 (8)（4）芯片擦除 (8)2.存储器24c02 (9)三电梯智能控制系统设计 (13)1.硬件电路设计 (13)（1）单片机最小系统 (13)（2）继电器控制电路的设计 (14)（3）红外检测系统 (14)（4）系统供电电源 (15)2.系统软件设计 (15)（1）软件介绍 (15)（2）程序流程图 (15)（3）程序清单 (16)四调试过程 (17)1.检测AT89C51运行否 (17)2.红外检测测试 (17)总结 (18)参考文献 (19)一系统设计方案1.单片机控制系统总体框图2.电机驱动系统设计框图二元器件简介1.AT89C51的单片机简介AT89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器（FPEROM—Falsh Programmable and Erasable Read Only Memory）的低电压，高性能CMOS8位微处理器，俗称单片机。

AT89C2051是一种带2K字节闪烁可编程可擦除只读存储器的单片机。

单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除100次。

该器件采用ATMEL 高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。

单片机课程设计说明书专业：机械设计制造及其自动化设计题目：智能温控器设计者：指导老师：设计时间：2013/5/28——2013/6/12一、课题名称：一个基于51单片机的智能温控器课程设计二、主要技术指标及工作内容和要求：本设计以MCS-51系列单片机为核心，采用常用电子器件设计，一个电源开关，两个控制温度设定按键（增大/减小），四位数码管分别显示设定温度和实际温度，量程为0~99度，打开电源开关后设定温度初始化为26度。

1，按键输入采用中断方式，两个按键分别接INT0和INT1。

2，采用铂电阻（Pt100)温度传感器进行温度测量，模数转换采用ADC0809。

3，单片机根据设定温度S和实测温度P控制继电器R的动作，死区设为2度：当P<=S-1时，控制R接通电加热回路;当P>S+1时，控制R断开电加热回路；当S-1<P<=S+1时，R保持原状态不变。

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1.系统总体设计方案 (1)1.1智能温控器的功能设计 (1)2．系统硬件设计 (2)2.1 单片机概述 (2)2.2 A/D转换电路 (2)2.2.1 ADC0808介绍 (2)2.2.2 A/D转换电路工作原理 (3)2.3 温度采样电路 (3)2.3.1铂电阻（Pt100)温度传感器 (3)2.4按健开关 (4)2.5温度显示电路 (5)2.5.2 温度显示工作原理 (5)2.6热电阻驱动电路 (6)第3章系统软件设计 (7)3.1软件设计思路 (7)3.2 程序流程 (7)3.3 程序内容编写 (9)参考文献： (13)附录 (14)基于MCS-51单片机的智能温控器的设计与开发1.系统总体设计方案智能温控器主要单片机，时序电路，温度采样电路，A/D转换电路，温度显示电路，温度输入电路，驱动电路等组成。

系统原理图见图1所示：图1智能温控器控制系统框图1.1智能温控器的功能设计以MCS-51系列单片机为核心，采用常用电子器件设计，一个电源开关，两个控制温度设定按键（增大/减小），四位数码管分别显示设定温度和实际温度，量程为0~99度，打开电源开关后设定温度初始化为26度。

基于51单片机毕业设计基于51单片机的毕业设计在计算机科学与技术领域，毕业设计是学生完成学业的重要一环。

对于电子信息工程专业的学生而言，基于51单片机的毕业设计是一种常见的选择。

51单片机是一种经典的单片机芯片，广泛应用于各种嵌入式系统中。

本文将探讨基于51单片机的毕业设计的一些可能方向和实现方法。

一、智能家居控制系统设计智能家居是当今社会的热门话题，通过将各种家电设备连接到互联网，实现远程控制和自动化管理。

基于51单片机的毕业设计可以设计一个简单的智能家居控制系统。

系统可以通过手机APP或者网页界面控制家中的灯光、电视、空调等设备。

通过学习和研究相关的通信协议和电路设计，学生可以实现这个功能。

二、智能车设计智能车是一个非常有趣和实用的项目。

基于51单片机的毕业设计可以设计一个能够自主避障、跟随线路行驶的智能车。

学生可以通过学习红外传感器、超声波传感器等硬件知识，实现智能车的避障功能。

同时，学生还可以学习线路规划算法，使得智能车能够按照预定的路径行驶。

三、温湿度监测系统设计在许多实际应用中，温湿度的监测是非常重要的。

基于51单片机的毕业设计可以设计一个温湿度监测系统。

学生可以通过学习温湿度传感器的原理和使用方法，实现对环境温湿度的实时监测。

同时，学生还可以设计一个简单的数据存储和显示系统，将温湿度数据保存到存储器中，并通过LCD屏幕显示出来。

四、无人机控制系统设计无人机是近年来非常热门的领域之一。

基于51单片机的毕业设计可以设计一个简单的无人机控制系统。

学生可以通过学习无人机的控制原理和飞行动力学知识，实现对无人机的遥控和自主飞行功能。

同时，学生还可以学习无线通信协议，将无人机与遥控器进行通信。

五、智能医疗设备设计智能医疗设备是医疗行业的一个新兴领域。

基于51单片机的毕业设计可以设计一个简单的智能医疗设备。

学生可以通过学习心电图传感器、血压传感器等硬件知识，实现对患者的生理参数监测。

同时，学生还可以设计一个简单的报警系统，当患者的生理参数异常时，及时发出警报。

图2.1AT89S51引脚图
的引脚及基本性能：
是美国ATMEL公司生产的低电压、高性能CMOS8位单片机
字节的可反复擦写的只读程序存储器（PEROM）和128字节的随机存取数据存储器AMTEL公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准片内置通用2位中央处理器（CPU）和Flash存储单元，功能强大的
单片机可为您提供许多高性价比的应用场合，可灵活应用于各种控制领域。

功能特性概
2.5 AD590基本应用电路图
℃而言，输出值为时，不可分出任何电流，否则测量值不准。

图2.8 TLC431内部等效图
图2.10 TLC549引脚图
2.11 显示电路图
2.12按钮电路连接图2.13报警电路图
图2.14 +5v直流稳压电源设计图。