毕业论文:基于AVR单片机的脉冲计数器的设计-精品
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毕业设计论文基于单片机的多功能计算器的设计与实现毕业设计(论文)原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺:所呈交的毕业设计(论文),是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。
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作者签名:日期:年月日导师签名:日期:年月日摘要单片机是计算机制造技术高速发展下所诞生的产物,它是嵌入式系统的控制核心,如今,它已被广泛的应用于国民经济建设、军工产品及家用电器之中,而计算器作为一种方便快捷的计算工具在生活中得到了普遍使用。
本科毕业论文(2012届)题目单片机脉冲计数电路设计学院理学院专业应用物理专业班级08073211学号08072121学生姓名xx指导教师xx完成日期2011年12月摘要随着单片机技术和电子技术的不断发展(单片机在医学仪器领域得到广泛应用,其在生物医学信号处理和控制中发挥着越来越重要的作用。
各种生物医学信号经过放大、滤波等处理后(可将模拟信号转换为数字信号送到单片机处理(此外还可以通过单片机根据处理结果对医疗仪器进行控制)。
可以更精确简单便携的检测脉搏、心跳、血压等数据。
因此本论文所做脉冲计数系统采用了以单片机(PIC16F877A)为核心,结合相关的外围元器件例如六位8段数码管、复位电路,再配以相应的软件,达到制作简易脉冲计数器的目的。
以C语言为程序设计的基础,利用PIC单片机独有的CCP捕捉模式能实现脉冲的检测计算,频率实时显示在数码管上。
关键词:PIC16F877A;CCP捕捉模式;脉冲;C语言ABSTRACTWith the single chip microcomputer technology and electronic technology development of microcomputer in the medical instrument (was widely used in the, in the biomedical signal processing and control a more and more important role in biological medicine. Various signal amplified, filtering processing (analog signal after can be converted to digital signals to SCM processing (also can through the MCU according to deal with the results of the medical instrument control). It will be more accurate, simple and portable for the detection of heart beating, blood pressure and pulse data. This research of the digital clock with the single chip processor (PIC16F877A) as the core, combining related peripheral components such as six 8 period of digital tube and reset circuit, matching again with the corresponding software to create a simple counter to the purpose of the pulse. C language program is designed for the foundation, PIC microcontroller unique CCP capture mode is used to realize pulse test calculation, frequency real-time display in digital tubes.Keywords: PIC16F877A;CCP Capture mode;Pulse;C Language目录引言 (1)第一章方案选择 (2)1.1脉冲检测方案 (2)1.2显示方案 (2)1.3编程语言选择方案 (2)第一章系统设计 (4)2.1总体设计 (4)2.2主控制模块的方案选择与设计 (4)2.3芯片介绍 (4)2.3.1 基本介绍 (4)2.4主控模块电路 (10)2.5数码管显示电路设计 (11)2.6Protel99SE设计 (11)第三章软件设计 (13)3.1编程语言的选择 (13)3.2程序设计 (13)3.2.1程序流程图 (13)3.2.2 CPP捕捉中断函数 (14)3.2.3 初始化函数 (14)3.2.4 BCD转化函数 (17)3.2.5 延时函数 (18)第四章选材及应用软件 (20)4.1制作选材 (20)4.1.1 硬件选材 (20)4.1.2 电路制作 (20)4.2源程序编译与软件调试 (21)4.2.1 MPLAB和HI-TECH PICC软件简介 (21)第五章总结 (23)致谢 (25)参考文献 (26)附件 (27)引言单片机是一种集成在电路芯片,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计算机系统。
脉冲计数器的设计与分析详解脉冲计数器简介计数器是数字系统中用得较多的基本逻辑器件。
计数器采用全自动贴片封装工艺,具有很强的抗干扰能力,并具有多种输出功能和控制功能,多种计数模式,广泛运用于电力、石化、冶金、轻工、制药、航空等诸多领域。
技术参数1、水表脉冲一般为干簧管信号,水表计数要防止抖动、不丢脉冲。
在程序设计时,脉冲计数的优先级要大于其他程序的优先级。
水表脉冲计数自动保存在模块内的存储器里。
2、水表计数模块具有RS485自由通讯协议功能或者ModBus协议通讯功能,自由通讯协议应该简单明了,容易应用。
3、水表计数模块供电电源分外部供电和电池供电,并且电路板上要有容量大一点的电容。
外部供电为DC24V,当用外部供电时,电池停止供电;当外部供电中断时,电池供电,当外部供电和电池供电都中断后,电容供电。
当外部供电或者电池供电中断后,要有报警信号输出。
电池选用市场上的通用电池。
4、计算机根据RS485通讯协议或者ModBus通讯协议能对模块的地址进行更改、对模块里的数据进行设置。
并能读出模块的地址、计数数据、报警信息等。
5、水表模块的封装应防水、防潮、放静电、防冻、防高温,易于安装、拆卸和维护。
6、所有接线端子要至少能接0.5m2 线径的RVV或BVR电缆。
用处脉冲计数器当前应用范围主要有电表、水表、煤气表以及光电等等;下面就依水表计数模块简要讲述一下计数器的基本功能、操作方法及其技术参数等。
1、水表脉冲自动计数功能。
通讯时不妨碍计数;2、具有RS485自由协议或ModBus协议通讯功能;3、断电保持数据功能;4、通过计算机软件对模块内的地址、数据写功能和数据读功能;5、故障诊断输出功能;6、水表模块一般安装在现场,需要防水、防潮、防冻、防高温。
具有抗干扰能力;脉冲计数器设计与分析总体框图及模块设计NE555定时器产生脉冲信号→ 施密特触发器整形→ 计数器计数→ 数字信号译码→ 数码管显示CC40106由六个斯密特触发器电路组成。
随着电子技术的深入发展,各种智能仪器越...基于AVR单片机PWM功能的数控恒流源研制854减小字体增大字体作者:桂林电子科技大学梁坤胡鸿志来源:今日电子发布时间:2007-10-19 10:50:33随着电子技术的深入发展,各种智能仪器越来越多,涉及领域越来越广,而仪器对电源的要求也越来越高。
现今,电源设备有朝着数字化方向发展的趋势。
然而绝大多数数控电源设计是通过高位数的A/D和D/A芯片来实现的,这虽然能获得较高的精度,但也使得成本大为增加。
本文介绍一种基于AVR单片机PWM功能的低成本高精度数控恒流源,能够精确实现0~2A恒流。
系统框图图1为系统的总体框图。
本系统通过小键盘和LCD实现人机交流,小键盘负责接收要实现的电流值,LCD 12864负责显示。
AVR单片机根据输入的电流值产生对应的PWM波,经过滤波和功放电路后对压控恒流元件进行控制,产生电流,电流再经过采样电阻到达负载。
同时,对采样电阻两端信号进行差分和放大,送入ADC。
单片机根据采集到的值调整PWM 输出,从而调整了输出电流。
如此反复,直到电流达到设定要求。
图1 数控恒流源系统框图模块介绍1 人机接口模块本模块包括小键盘电路和液晶显示电路。
键盘设计为3×4键盘,由数字键0~9,功能键“删除”及“确认”组成,采用反转法实现键值识别。
显示电路由带中文字库的LCD 12864构成,该液晶可以每行8个汉字显示4行。
由于这部分电路比较简单,在此不详述。
2 核心控制模块系统的核心控制模块为AVR单片机(ATMEGA 16L)。
主要使用了AVR的PWM功能和A/D功能。
AVR单片机片内有一个具有16位PWM功能的定时/计数器。
在普通模式下,计数器不停地累加,计到最大值(TOP=0xffff)后溢出,返回到最小值0x0000重新开始。
当启用PWM 功能即在单片机的快速PWM模式下,通过调整OCR1A的值可实现输出PWM波的占空比变化。
脉冲计数器程序设计
专业
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姓名:
学号:
完成时间:
目录
1、课题设计的任务与要求: (3)
1.1课题设计的任务: (3)
1.2设计要求: (3)
2、设计思路与步骤: (3)
2.1 设计思路: (3)
2.2 设计步骤: (3)
3、参考资料 (5)
4、总结 (5)
1、课题设计的任务与要求:
1.1课题设计的任务:
在8051单片机的INTO引脚外接脉冲信号,要求每送来一个脉冲,把30H单元值加1,若30H单元记满则进位31H单元。
试利用中断结构,编制一个脉冲计数程序。
1.2设计要求:
1)用汇编语言编程;请在过程中加入必要的解释。
2)思路清晰、结构合理、层次清晰,设计简洁但又要能体现设计过程。
2、设计思路与步骤:
2.1 设计思路:
1)外部中断的设定;
2)当有中断产生,需要保护ACC寄存器。
在中断程序内,做加一动作。
2.2 设计步骤:
3、参考资料
3.1 <<MCS-51学习>>
4、总结
(整个课程设计过程中,你觉得学习到了什么,课设过程中自己做的不足的地方有哪些?对自己的学习有何启示?)。
班级学号苏州大学电子信息学院本科毕业设计论文题目学院专业学生姓名导师姓名毕业设计(论文)诚信声明书本人声明:本人所提交的毕业论文《基于单片机的脉冲频率计的设计与实现》是本人在指导老师下独立研究、写作的结果,论文中引用他人的无论以何种方式发布的文字、研究成果,均在论文中加以说明;有关教师、同学和其他人员对本文的写作、修订提出过并为我在论文中加以采纳的意见、建议,均已在我的致谢词中加以说明并深致谢意。
本论文和资料若有不实之处,本人承担一切相关责任。
论文作者:(签字)时间:2013 年月日指导老师已阅:(签字)时间: 2013 年月日苏州大学电子信息学院毕业设计(论文)任务书学生姓名王如顺学号指导教师马强职称学院电子信息工程学院专业电子信息工程题目名称基于单片机的脉冲频率计的设计与实现任务与要求:任务:1.掌握电子元器件的特性及其工作环境,学会查阅相关资料文献。
2.学会应用keil、Proteus、Protel等软件。
3.能够完成基本的硬件设计。
4. 学会调试系统软件、硬件,具备基本的故障排除能力。
要求:设计一个基于单片机控制的脉冲频率计,要求该频率计能够测得方波、三角波等多种波形的频率。
要求该频率计测量数值稳定,精度较高且安全经济。
要较强的实际应用意义。
开始日期2013年月日完成日期2013 年月日院长(签字)2013 年月日苏州大学电子信息学院毕业设计(论文)工作计划学生姓名王如顺学号指导教师王如顺职称学院电子信息学院专业电子信息工程题目名称基于单片机的脉冲频率计的设计与实现一、毕业设计(论文)进度起止时间工作内容2013.9.10-2013.10.10 查阅相关文献资料,学习有关电子元器件知识2013.10.11-2013.10.15 确立方案,检索相关技术资料,熟悉相关仿真软件,设计整体电路图原理和仿真PCB板,完成开题报告2013.10.16-2013.10.24 软件仿真设计,开始撰写论文2013.10.25—2012.10.30 进行系统软件和硬件调试2013.11.01—2012.11.24 整理资料,撰写毕业论文、论文答辩二、主要参考书目(资料)[1] 江晓安,董秀峰,杨颂华。
基于单片机毕业论文单片机是一种非常重要的微处理器,被广泛用于许多领域,如智能家居、汽车行业、医疗健康等。
在微处理器技术和应用方面,单片机已经成为一个重要的研究领域。
本文拟以双模脉冲计数器为例,论述我的毕业设计。
一. 研究背景随着计算机技术的发展,许多国家的工业生产在应用微处理器的控制技术。
在单片机的应用中,计数器广泛应用于信号处理、频率测量、速度测量、位置控制、编码器等方面。
为了满足计数精度和灵敏度的要求,本设计选择双模脉冲计数器。
二. 总体设计1. 系统功能双模脉冲计数器是一种多功能计数器,可以用来读取脉冲信号,并将计数结果在数码管上显示出来。
在实际应用中,双模脉冲计数器可用于工业自动化控制、物理实验、仪表测试等方面。
2. 系统框图系统框图如下所示:3. 系统硬件基础本设计使用51单片机(AT89S52)为核心,并利用I/O 口完成输入/输出任务。
同时,利用计数器的时钟输入调制来驱动数码管。
4. 系统软件设计程序采用C和汇编混合编程。
使用C语言实现按键扫描、计数脉冲数、显示计数结果等功能,使用汇编语言实现驱动显示模块任务。
5. 电路板设计本设计采用双面板,设计尺寸为100mm*80mm。
其中,一个面板主要用于系统模块的连接,另一个面板用于LCD、按键、LED灯、蜂鸣器、数码管等模块的连接。
三. 实验结果本设计的实验结果表明,双模脉冲计数器可以实现计数精度高、反应迅速、功能多样等特点,达到了设计预期结果。
四. 结论本设计结合了计算机控制技术和模拟电路技术,实现了双模脉冲计数器的功能。
同时,通过大量的实验和数据分析,证明了双模脉冲计数器具有良好的计数精度和反应速度。
未来实际应用中,双模脉冲计数器可以用于工业自动化控制、物理实验、仪表测试等方面。
总之,本设计结合了计算机控制技术和模拟电路技术,成功实现了双模脉冲计数器,对于提高计数精度、反应速度等具有重要的意义。
同时,本设计也展示了单片机技术在实际应用中的巨大优势和潜力。
基于AVR单片机的信号发生器设计The design of signal generator based onAVR SCM中文摘要信号发生器在科技领域和生产实践中有着非常广泛的应用。
在电子测量实验课程建设中,为了使学生深入了解信号发生器的原理以及工作流程,开发一套简易、实用的信号发生器具有重要的意义。
在查阅大量文献资料的基础上,通过对几种常用设计方案的对比分析,得出直接数字频率合成(DDS)技术设计的信号发生器具有控制灵活、频率分辨率高、相位连续、切换速度快、输出相位噪声低和可以产生任意波形等优点。
本文基于AVR单片机,采用DDS设计方案,对信号发生器的硬件设计和软件实现做了详细的分析,完成了软硬件的设计和调试,开发了一套用于实验教学的信号发生器。
该仪器通过键盘控制及LED 显示,实现了方波、正弦波、三角波和扫频波的输出,并且输出幅度、频率在一定范围内可调。
通过研究与实践,所研制的信号发生器已经能够满足实验室教学需求。
关键词信号发生器 AVR单片机 DDS 键盘控制目录1 绪论1.1 课题研究的背景及意义1.2 国内外研究现状及发展趋势1.3 本文主要研究的内容及指标要求2 系统方案设计与选择2.1 系统方案的设计2.2 系统方案的选择2.3 本章小结3 硬件系统的设计3.1 系统原理总体设计3.2 系统子模块电路设计3.3 本章小结4 软件系统的设计4.1 软件系统总体流程的设计4.2 软件系统子模块流的设计4.3 本章小结5 系统测试5.1 系统测试情况5.2 本章小结总结参考文献致谢1 绪论1.1 课题研究的背景及意义信号发生器又称为信号源或者振荡器,在科技领域和生产实践中有着十分广泛的应用,如熔炼、高频感应加热、超声诊断、淬火、核磁共振成像等,都需要频率或者高或者低、功率或者大或者小的振荡器,信号发生器作为一种基础的仪器,市场上有很多成品[1]。
在电子测量实验课程建设中,为了让初学者更好的深入了解它的原理,以及工作流程,使初学者能够参与到开发信号发生器的工程当中,开发一套简易的,实用的,容易上手的信号发生器是非常有必要的。
单片机脉冲计数电路设计毕业设计论文设计题目:单片机脉冲计数电路设计摘要:本设计针对单片机脉冲计数电路进行了研究与设计。
首先介绍了单片机的工作原理和脉冲计数的相关知识,然后详细介绍了设计的硬件电路和软件程序。
硬件电路包括信号输入模块、计数器模块和数码管显示模块,软件程序包括脉冲计数、时钟设置和数码管显示控制等功能。
通过实验验证了本设计电路的可行性和性能,达到了预期的设计目标。
关键词:单片机;脉冲计数;电路设计一、引言脉冲计数是电子测量中常用的一种方法,可以对特定事件的发生频率和周期进行测量和计算。
在实际应用中,脉冲计数广泛应用于科学实验、工程测量和工控系统等领域。
本设计旨在设计一种简单而高效的单片机脉冲计数电路,以满足实际应用的需求。
二、单片机的工作原理单片机是一种集成了中央处理器、存储器、输入输出接口和其他辅助设备的微型计算机。
其主要功能是根据程序进行数据处理,实现各种控制和计算任务。
单片机通过输入输出口与外部电路连接,实现信息的输入和输出。
三、脉冲计数原理脉冲计数是通过计数器实现的。
计数器是一种特殊的时序电路,可以根据输入的脉冲信号对计数器的值进行累加或减少。
通过读取计数器的值,可以得到脉冲信号的频率和周期。
计数器的工作原理是将输入的脉冲信号通过触发器进行分频,然后再通过多级触发器进行累加和计数。
四、硬件电路设计本设计的硬件电路包括信号输入模块、计数器模块和数码管显示模块。
信号输入模块负责接收外部脉冲信号并将其转换成适合单片机接口的信号。
计数器模块用于记录输入脉冲信号的数量和周期。
数码管显示模块用于将计数值以数字形式显示出来。
五、软件程序设计本设计的软件程序通过单片机的编程实现。
主要功能包括脉冲计数、时钟设置和数码管显示控制等。
脉冲计数功能通过定时中断实现,每次接收到脉冲信号后进行计数。
时钟设置功能通过设置单片机的时钟频率来确定计数精度。
数码管显示控制功能则通过控制数码管模块的引脚状态来实现。
目录 (1)摘要 (2)1 绪论 (3)2 方案设计 (5)2.1 方案比较与选择 (5)2.2 设计方案 (6)3 系统硬件设计 (7)3.1 电路设计应用环境简介 (7)3.2 脉冲输入电路 (8)3.2.1 光电耦合器 (8)3.2.2 脉冲输入电路设计 (8)3.3 单片机控制电路 (9)3.3.1 AVR单片机 (9)3.3.2 Atmega16简介 (10)3.3.3 单片机控制电路设计 (12)3.4 JTAG接口 (13)3.4.1 JTAG简介 (13)3.4.2 JTAG接口电路 (14)3.5 485通信电路 (14)3.5.1 MAX1487简介 (14)3.5.2 485通信电路设计 (15)3.6 电源电路 (16)3.6.1 CD4047简介 (16)3.6.2 电源电路设计 (18)4 系统软件设计 (19)4.1 应用环境简介 (19)4.2 主程序设计流程 (20)4.3 程序设计 (21)4.3.1 单片机 (21)4.3.2 串口通信 (21)5 制作与调试 (23)5.1 PCB图绘制 (23)5.2 调试 (24)6 总结 (25)致谢 (26)参考文献 (27)附录 (28)在数字系统中计数器的主要功能是对脉冲的个数进行计数,以实现测量、计数和控制的功能。
脉冲计数器可以实现测量过程的自动化,广泛应用于工业生产和科学实验中。
本文介绍了一种基于单片机的脉冲计数器的设计方法,系统以A VR单片机为控制器实现对输入脉冲的计数功能,编程方法采用JTAG接口实现在线编程,同时还采用485串行通信方式实现了与上位机的通信,将计数上传至上位机显示。
本文提供的设计方案原理简单、功耗低、成本低廉,同时在脉冲输入端增加了光电耦合器进行光电隔离,以达到抗干扰的效果。
关键字:计数器、A VR、JTAG接口、485串行通信在数字系统中计数器的主要功能是对脉冲的个数进行计数,以实现测量、计数和控制的功能。
计数器不仅能用于对一些时钟脉冲计数,还能用于分频、定时、产生节拍脉冲和脉冲序列及进行数字运算等方面,计算结果一般要由LCD或者LED显示屏才能显示。
计数器是由基本的计数单元和控制门所组成的,计数单元是由一系列具有存储信息功能的各类触发器所构成,这些触发器包括RS触发器、JK触发器、T触发器和D触发器等。
计数器分类:按照计数器中的触发器是否同时翻转来分类可以分为同步计数器和异步计数器;按照技术过程中数字增减来分类,可以分为加法计数器、减法计数器和可逆计数器,随着时钟信号不断增加为加法计数器,随是时钟信号不断减少的为减法计数器,可增可减的叫做可逆计数器。
计数器在数字系统中应用十分广泛,如电子计算机的控制器中对指令地址进行计数,以便顺序取出下一条指令;在运算器中做乘法和除法运算时记下加减法的次数,还可以在数字仪器中对脉冲实现计数。
脉冲计数器可以实现测量过程的自动化,广泛应用于工业生产和科学实验中。
脉冲计数器不仅可以对脉冲实现计数,还能根据脉冲数测量事件发生的频率,为大批量生产提高效率同时为维修提供低成本和便携性,而最早电子技术器都是为了诸如院子之类的现象进行技术而设计的,频率的测量都是用频率计,脉冲计数器的出现使其更适用于这些领域,而且功能比早期的频率计更加完善,使用也更加方便。
在实际应用中,光能实现对脉冲的计数是远远不够的,还需要根据计数结果实现相应的分析与控制,这就需要结合控制器和PC机了。
单片微型计算机(Single Chip Microcomputer)简称单片机。
它是把组成微型计算机的各功能部件:中央处理器CUP、随机存取存储器RAM、只读存储器ROM、I/O接口电路、定时器/计数器以及串行接口等部件制作在一块集成芯片中,构成一个完整的微型计算机。
利用单片机作为温度控制器的中心控制器,不但能使设计简化,还可以直接与PC机连接通信,实现产品的智能化。
在我国,单片机已广泛地应用在工业自动化控制、自动检测、智能仪器仪表、家用电器、电力电子、机电一体化设备等各个方面。
单片机的应用具有范围广的特点,对各个行业的技术改造和产品智能化的更新换代起着重要的推动作用。
采用单片机来对他们控制,不仅具有控制方便、简单和灵活性大等特点,而且还可以大幅度提高被控对象的技术指标,从而大大提高控制器的质量。
基于以上原因,本文提出了一种基于A VR单片机的脉冲计数器的设计方法,可以实现脉冲计数并上传至PC机的功能。
单片机与上位机采用485串行通信方式。
常用的串行通信有两种:232串行通信和485串行通信。
工业设备使用环境一般比较恶劣,可能存在噪声或电源谐波的干扰,232在这种环境下工作抗干扰能力远不及485,而且232只能是一对一控制,而485可以实现一对多控制;大部分232是9针接头,而485则用两根线就可以控制了。
因此工业环境下,串行通信大多数都采取485串行通信方式,这种方式具有设备简单、传输距离远、容易实现、维护方便等优点。
2 方案设计2.1 方案比较与选择对于控制芯片常用的可以选择的有CPLD器件(可编程逻辑器件)和单片机。
方案一:CPLD器件。
采用CPLD器件设计起来结构清晰,各个模块从硬件上设计起来相对简单,控制与显示模块间的连接也会比较方便,但是考虑到本设计的特点,CPLD器件在功能扩展上比较受限制,而且CPLD器件占用的资源也相对多一些,从成本上来讲,用CPLD来设计没有什么优势。
方案二:单片机。
单片机有丰富的中断源,方便本实验的设计,它的准确度相当高,并且C语言和汇编兼容的编程环境也很方便来实现一些调用。
I/O口功能也比较强大,方便使用,方便对设计进行扩展,使设计更加完善,成本也相对低一些,虽然在控制与显示的结合上有些复杂,但和前者相比用单片机设计还是比较可行的。
对于单片机的选择有以下几种:方案一:Intel公司推出的MCS-48系列单片机,被称为第一代单片机。
由于8048硬件结构相对简单,寻址能力也较弱,仅适用于一些简单实时控制场合。
方案二:MCS-51系列单片机称为第二代单片机,与8048相比,51系列单片的硬件结构和指令系统均有很大改进,51系列在片内存储器容量、I/O口的功能以及指令系统功能等方面,都大大地得到加强,如支持更大的存储空间,很强的外部扩展功能,速度提高了2-5倍,可完成布尔运算等。
51系列特别适用于实时控制、只能仪表等领域,是控制应用领域中最理想的8位机。
方案三:近年来,又出现了十六位单片机,即MCS-96系列,8096、8098是先进的十六位“片上计算机”,芯片内含有2000个以上晶体管,速度快,集成度高,适合于I/O密集场合的实时控制,但是设计过程较复杂,价格较高。
方案四:A VR系列单片机。
该系列单片机在吸收PIC及8051单片机的优点的基础上,做出了重大的改进,它的特点是:速度快、性能价格比高、系统内从新编程(ISP In-System Programming)、工作电压范围宽(2.7~6V)、抗干扰能力强。
根据上述比较可看出,A VR单片机在I/O功能、种类、数量级系统扩展和CPU处理上都有较高性能,可谓是性价比最佳的单片机。
因而本系统采用A VR 单片机作为中心控制器。
2.2 设计方案系统以A VR单片机为控制器对脉冲进行计数。
系统的供电电源选用24V直流输入5V直流输出的设计方法,5V直流电源可以直接用于电路板中的元器件供电。
脉冲输入端采用光耦隔离的方法抗干扰,与上位机的通信采用485串行通信方式,通信芯片选用MAX1487。
单片机的编程方式采用JTAG接口在线编程。
系统设计方框图如图2-1所示。
图2-1 系统设计方框图3 系统硬件设计3.1 电路设计应用环境简介Protel是Protel公司在80年代末推出的EDA软件,在电子行业的CAD软件中,它当之无愧地排在众多EDA软件的前面,是电子设计者的首选软件,它较早就在国内开始使用,在国内的普及率也最高,几乎所有的电子公司都要用到它。
早期的Protel主要作为印制板自动布线工具使用,运行在DOS环境,对硬件的要求很低,在无硬盘286机的1M内存下就能运行,但它的功能也较少,只有电原理图绘制与印制板设计功能,其印制板自动布线的布通率也低,而现今的Protel已发展到Protel 99(网络上可下载到它的测试板),是个庞大的EDA软件,完全安装有200多M,它工作在WINDOWS95环境下,是个完整的板级全方位电子设计系统,它包含了电原理图绘制、模拟电路与数字电路混合信号仿真、多层印制电路板设计(包含印制电路板自动布线)、可编程逻辑器件设计、图表生成、电子表格生成、支持宏操作等功能,并具有Client/Server(客户/服务器)体系结构,同时还兼容一些其它设计软件的文件格式,如ORCAD,PSPICE,EXCEL 等,其多层印制线路板的自动布线可实现高密度PCB100%布通率。
进行原理图设计步骤:一、新建设计数据库文件。
双击Protel图标,点击File(文件)中new项,新建设计数据库。
在Browse选项中选取需要存储的文件夹,然后点击OK即可建立自己的设计数据库。
二、打开和管理设计数据库。
Protel 99 包括许多设计例子,选择文件打开菜单\Design Explorer 99\Example \folder,点击photoplotter.ddb文件,左侧窗口呈现树状结构。
点Photohead.pcb 文件,PCB版图将出现,点Photohead.prj,原理图管理文件将被打开。
关闭文件,可以用鼠标右键,选择Close,也可以用CTRL+F4来关闭。
三、原理图连线设计。
利用Protel所提供的各种工具、命令进行画图工作,将事先放置好的元器件用具有电气意义的导线、网络标号等连接起来,布线结束后,一张完整的电路原理图基本完成。
四、检查原理图电性能可靠性。
打开设计数据库,点取文件夹下的.prj后缀原理图设计窗口,Protel99可以帮助我们进行电气规则检查.选择Tools下面的ERC,在“Rule Matrix”中选择要进行电气检查的项目,设置好各项后,在“Setup Electrical Rlues Check”对话框上选择“OK”即可运行电气规则检查,检查结果将被显示到界面上。
Protel 99软件沿袭了Protel以前版本方便易学的特点,内部界面与Protel 98大体相同,新增加了一些功能模块。
Protel公司引进了德国INCASES公司的先进技术,在Protel99中集成了信号完整性工具,精确的模型和板分析,帮助设计员在设计周期里利用信号完整性分析可获得一次性成功和消除盲目性。
3.2 脉冲输入电路3.2.1 光电耦合器光电耦合器亦称光电隔离器,简称光耦,是开关电源电路中常用的器件。