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图 1 基于 CH340G 芯片的 USB 接口电路李虹静，华中科技大学工程实训中心，研究方向：电工电子与PLC。
集成电路应用 第 37 卷 第 1 期（总第 316 期）2020 年 1 月 21开关量采集电路则采用的是 EL357N 光耦芯片来实现，其电路原理图如图 4 所示。
当 IN1 的电压为高于 5 V DC 时，U5 的管脚 1 和管脚 2 之间产生电势差，则其内部的发光二极管导通，从而使得 U5 的管脚 3 和管脚 4 之间导通，最终 INPT1 为低电平；当 IN1 的电压低于 5 时，U5 的管脚 1 和管脚 2 之间的电势差不足以点亮其内部的发光二极管，从而使得 U5 的管脚 3 和管脚 4 之间断开，最终 INPT1 为高电平。
二极管 D5 起到反向保护作用。
R11 为限流电阻。
依据 EL357N 的特性，IN1 的高电压极限值在 50 3 STC 单片机的软件设计STC 单片机的程序开发，则使用 Keil 5 开发工具。
依据开关量采集电路系统的硬件设计，其软件设计主要可以分为状态指示灯、UART 通信、开关量采集、蜂鸣器驱动等部分。
图 2 MCU 控制电路原理图图 3 CH340G 芯片 UART 口防电流倒灌电路图 4 基于 EL357N 光耦芯片的开关量采集电路图 5 系统状态指示灯和蜂鸣器驱动电路图 6 定时器 4 初始化及中断服务程序代码图 7 蜂鸣器驱动程序代码图像进行验证，选择另一张图片如图 5 所示。
Pytesseract 进行识别，识别后的结果如表 2 所示。
从识别结果中可以看到，经过预处理后数据的识别成功率可以达到 100%。
4 结语随着智能时代的来临和 Python 的日益普及，走进了实验室，将工程师从烦琐单调的数据处理中解放出来。
智能化测试和数据处理已经成为不可阻挡的趋势，人工智能逐步渗透到人们的工作和生活当中，给我们带来了高效准确的工作模式，也给我们带来了更多的思索。
摘要：单片机是以一个大规模集成电路为主组成的微型计算机，在一个芯片内含有计算机的基本功能部件：中央处理器CPU、存贮器和I/O接口，CPU通过内部的总线和存贮器、I/O接口相连。
典型的单片机内部结构如下图：1 单片机介绍单片机也被称为微控器，常用英文字母的缩写MCU表示单片机，它最早是被用在工业控制领域。
单片机由芯片内仅有CPU的专用处理器发展而来。
最早的设计理念是通过将大量外围设备和CPU集成在一个芯片中，使计算机系统更小，更容易集成进复杂的而对体积要求严格的控制设备当中。
INTEL的Z80是最早按照这种思想设计出的处理器，从此以后，单片机和专用处理器的发展便分道扬镳。
早期的单片机都是8位或4位的。
其中最成功的是INTEL的8031，因为简单可靠而性能不错获得了很大的好评。
此后在8031上发展出了MCS51系列单片机系统。
基于这一系统的单片机系统直到现在还在广泛使用。
随着工业控制领域要求的提高，开始出现了16位单片机，但因为性价比不理想并未得到很广泛的应用。
90年代后随着消费电子产品大发展，单片机技术得到了巨大提高。
随着INTEL i960系列特别是后来的ARM系列的广泛应用，32位单片机迅速取代16位单片机的高端地位，并且进入主流市场。
而传统的8位单片机的性能也得到了飞速提高，处理能力比起80年代提高了数百倍。
目前，高端的32位单片机主频已经超过300MHz，性能直追90年代中期的专用处理器，而普通的型号出厂价格跌落至1美元，最高端[1]的型号也只有10美元。
当代单片机系统已经不再只在裸机环境下开发和使用，大量专用的嵌入式操作系统被广泛应用在全系列的单片机上。
而在作为掌上电脑和手机核心处理的高端单片机甚至可以直接使用专用的Windows和Linux操作系统。
2 单片机历史单片机诞生于20世纪70年代末，经历了SCM、MCU、SoC三大阶段。
起初模型1.SCM 即单片微型计算机（Single Chip Microcomputer）阶段，主要是寻求最佳的单片形态嵌入式系统的最佳体系结构。
模拟电路课程设计报告课题名称：基于STC12系列单片机的串联型开关电源设计与实现--模拟电路部分开关电源主电路部分1、模拟电路原理图该电路图由一个三极管，电感，电阻，电容，二极管，还有就是接VCC和接GND端，电路相对比较简单，如图所示：模拟电路具体分析：输入电压E1是未经稳压的直流电压，晶体管BG1为调整管，即为开关管，PWM为矩形波控制开关的工作状态，电感L1和电容C1组成滤波电路，D1为续流二极管，R1为负载。
晶体管BG1串在输入电源与负载R之间，在晶体管的基极输入开关脉冲信号，BG被周期性的开关而处于饱和导通和截止状态。
当PWM为高电平时BG导通，D1因承受反压而截止，电感L1储存能量，电容C1充电；当PWM为低电平时BG截止，此时虽然发射极电流为零但是电感L1释放能量，其感应电动势使D1导通，电容C1放电。
二极管D1类似于行输出电路中的阻二极管，与开关晶体管处于相反的工作状态，在开关晶体管BG1导通时，D1则截止，而开关管BG1截止时，D1导通，从而使负载电路中有连续的电流导通，故称为续流二极管。
当BG的基极输入正脉冲时，BG饱和导通，电压E加至续流二极管的负极，所以二极管D1截止，输入电压E 经BG1-L1-C1-R1形成回路，回路电流经L1向电容C1充电，并向R1供电，当BG1基极输入为负脉冲时，BG1截止，根据电磁感应原理，此时L1上的磁能转变为电能，L1上所产生的电压为左负右正，此时D1导通L1上的感应电压通过D1继续向电容充电同时也供给负载RL1电流，这样由于D1的存在维持了负载电流的连续性。
这里L1和C1组成了良好的滤波电路，滤去输出直流电压中的开关脉冲频率的波纹及其谐波。
2、开关电源原理说明原理：在PWM端无输入时，三极管相当于闭合，三极管右边的电路无电流流过，此时RL两端的电压为0V。
当PWM端有电流输入时，三极管导通，电感L1和电容C1，可以分别防止电流和电压突变，有一定的稳压作用。
东莞理工学院本科毕业设计毕业设计题目：温湿度控制器学生姓名：学号：系别：专业班级：指导教师姓名及职称：刘华珠高级工程师起止时间：2011年11月—— 2012年6月摘要本论文介绍了一种以单片机STC12C5A60S2为主要控制器件，以PT100，SHT15分别为温，湿度传感器。
本设计主要包括硬件电路的设计和系统软件的设计。
硬件电路主要包括控制器，测温湿控制电路和显示电路等。
控制器用带有AD转换的单片机，温度传感器PT100，湿度传感器采用SHT15，显示电路采用1个8位共阴极LED数码管，用锁存器是显示效果更好。
测温湿控制电路由温湿度传感器和预置温湿度值比较报警电路组成，当实际测量温湿度值大于预置温湿度值时，发出报警信号（发光二极管点亮）而且使外电路驱动（继电器动作）。
软件部分主要包括主程序，测温湿度子程序，显示子程序和按键子程序等。
本次设计采用的SHT15湿度传感器包括一个电容式聚合体测湿元件和一个能隙式测温元件，并与一个14位的A/D器以及串行接口电路在同一芯片上实现无缝链接，从而具有超快响应，抗干扰能力强，性价比高等优点。
而且PT100在要求的范围内线性度很好。
关键词：温度测量, 湿度测量，温度算法，PT100，SHT15ABSTRACTThis paper presents a new design of digital thermometers and hygrometer. It includes a main control device-microcontroller STC12C5A60S2 and a temperature and humidity sensor. This design includes hardware and system software .The hardware design includes a main controller circuit, Temperature and Humidity measurement and control circuits and show circuit. Main controller uses SCM STC12C5A60S2，temperature sensor uses PT100，and humidity sensor uses SHT15，Show circuit is a total of eight circuits using digital LED of the Altogether. Driver show circuit uses atches (74573). Temperature and Humidity control circuit includes the temperature and humidity sensor and preset temperature and humidity values compared alarm circuit. When the actual measurement of temperature or humidity values is greater than the preset temperature or humidity values, the alarm signal (Light emitting diode is lit) is sent. And output circuit will be sent(Relay action) .The major software includes the main routines, temperature and humidity routines, show routines and digital-to-analog routines.The humidity sensor (SHT15) in this design includes a capacitive polymer sensing element for power consumption makes it the ultimate choice for even relative humidity and a band gap temperature sensor. Both the most demanding applications are seamlessly coupled to a 14bit analog to digital converter with a 14 and the A / D, as well as serial interface circuits in the same chip on the realization of a Gap link to a super-fast response, anti-interference capability and cost-effective advantages.And PT100 within the required range linearity is very good.The design of digital thermometers and hygrometer with STC12C5A60S2 and PT100 and SHT15, not only has a simple external circuit, but also has a high-precision measurement.KEY WORDS: temperature measurement, humidity measurements, PT100，SHT15目录前言 (1)一设计任务要求和温湿度计的发展史 (1)1.1 设计任务及要求 (1)1.2 设计温湿度计的依据和意义 (1)1.3 温度计的发展史 (2)1.4 湿度计的由来 (3)1.5 露点意义 (3)二设计任务分析及方案论证 (4)2.1 设计总体方案及方案论证 (4)2.2 元器件的选择 (5)2.2.1 主控制器芯片 (5)2.2.2 温湿度传感器 (7)2.2.3 驱动显示电路 (8)2.3 温湿度测量的方法及分析 (9)三硬件电路的设计 (10)3.1 主控制电路和测温湿控制电路 (10)3.2 驱动显示电路 (12)四软件设计及分析 (13)4.1 SHT15传输时序和指令集]7[与测温模块 (13)4.1.1通讯复位时序 (13)4.1.2启动传输时序 (14)4.1.3 数据传输和指令集 (14)4.1.4湿度的测量时序 (15)4.1.5 输出转换为物理量 (15)4.1.6 SHT15的DC特性 (17)4.2 程序流程图 (19)4.3 程序的设计 (20)4.3.1 SHT15的初始化程序 (20)4.3.2 毕业设计.c是主函数，做了温度的算法 (26)4.3.3 AD转换子程序 (35)4.3.4 LED显示子程序 (36)4.3.5 软件在硬件上的调试分析 (45)结论 (46)参考文献 (47)致谢 (48)附录 (48)引言温度与湿度与人们的生活息息相关。
基于stc15w4k32s4的课程设计的方向有：
1.智能家居控制系统：利用STC15W4K32S4单片机作为主控制
器，结合传感器、执行器等硬件设备，实现家居环境的智能化控制，如温度、湿度、光照等参数的监测和控制。
2.智能安防系统：利用STC15W4K32S4单片机实现安防系统的控
制，如烟雾报警、门窗监控、入侵报警等。
3.智能农业系统：结合传感器和执行器，实现农业环境的智能化
监测和控制，如土壤湿度、温度、光照等参数的监测和控制。
4.智能机器人：利用STC15W4K32S4单片机作为主控制器，实现
机器人的运动控制、传感器数据处理等功能。
5.数据采集系统：利用STC15W4K32S4单片机实现数据采集和处
理，如温度、压力、流量等参数的采集和显示。
单片机Learn By Do教学平台硬件设计【摘要】《单片机原理及应用》是一门实践性、工程性很强的专业技术基础课程，是学生将来在电子类公司或电子行业工作的最基本的技能，本实验台的设计由供电电源、CPU最小系统、RS232串行接口电路、RS485串行接口电路、键盘扫描电路、LCD接口电路、AI与信号发生器电路、DI输入电路和DO输出电路等，其中针对实训实验需要信号源进行模拟测试的问题，本实验台将一种函数信号发生器集成在其中，大大方便了实验项目的开展。
【关键词】单片机教学平台；STC12C5A；数据采集；模拟检测1.供电电路设计本设计之所以设计USB接口和电源适配器两种获取电源的方式，主要原因是满足不同实验的需求，当实验只涉及到完成简单编程训练时，USB接口提供的电源就可以满足需求，而当利用工业仿真平台进行实训训练时，则需要开通I/O 过程通道，此时USB接口提供的电源就无法满足需求，则需要使用电源适配器从交流220V电源点获取电源。
（1）电源接入。
本实验台使用5V电源作为工作电源。
考虑到获取电的方便性，设计了两种方式获取电源：一是采用USB接口（J1）从PC机中获取，另一个是使用电源适配器从交流220V电源点获取（J2）。
图1中，两路电源输入接在一个单刀双掷乒乓开关上（S1），由该开关互斥选择其中一路供电，在只有一路电源时，也实现电源开关的功能。
电源接入后采用电容器平滑滤波，供系统使用。
为了直观指示电源的工作状态，设计了一个LED指示灯指示实验台电源态。
图1 电源接入电路图（2）模拟电源。
模拟量信号调理电路所需±12V电源，采用广州金升阳公司的IA0512KS高精度DC/DC模块实现。
该电源模块实现将5V电源转换成±12V 电源，供模拟电路使用。
（3）DI/O电源。
DI过程通道和DO过程通道各采用一只5V到24V转换的B0524S模块（U1和U2）实现。
由于继电器操作时产生的噪声大，为了让两种过程通道之间互不干扰，本文在设计供电电源时，有意将二者分开供电。
stc单片机的硬件开发流程概述及解释说明1. 引言1.1 概述在当今科技发展日新月异的时代，单片机作为一种重要的嵌入式系统处理器，广泛应用于电子产品的开发和生产过程中。
STC单片机作为其中具有较高性能和稳定性的一类单片机，受到了广大开发者和工程师的青睐。
本文旨在对STC单片机的硬件开发流程进行全面梳理和解析，以帮助读者快速了解并掌握该流程。
文章将从引言、STC单片机硬件开发流程概述、硬件设计与布局、元器件选择与采购以及测试与调试阶段等方面进行详细介绍。
1.2 文章结构本文分为五个主要部分，每个部分又包含若干小节。
具体结构如下：1. 引言：介绍文章背景和整体结构。
2. STC单片机硬件开发流程概述：对STC单片机简介、硬件开发流程的概述以及开发环境准备进行阐述。
3. 硬件设计与布局：包括选型与特性分析、电路原理图设计以及PCB布局与走线规划等内容。
4. 元器件选择与采购：介绍元器件选型标准与参考资料、元器件供应商选择和采购注意事项，以及技术参数评估与确认等方面。
5. 测试与调试阶段：包括原理图检查与修正案例分享、PCB板制作及焊接注意事项，以及基本功能测试与故障排除方法论等部分。
通过以上结构的安排，读者可以循序渐进地了解STC单片机硬件开发流程的各个环节和关键要点。
1.3 目的本文的目的是让读者对STC单片机硬件开发流程有一个全面且清晰的认识。
通过学习本文，读者可以掌握STC单片机硬件开发流程概述、硬件设计与布局、元器件选择与采购，以及测试与调试阶段等内容。
同时，本文还会分享一些实际案例和注意事项，帮助读者在实际项目中更好地运用所学知识。
接下来，我们将首先介绍STC单片机硬件开发流程的概述。
2. STC单片机硬件开发流程概述2.1 STC单片机简介STC单片机是一种经典的低成本、高性能、简单易用的嵌入式微控制器。
它具有体积小、功耗低、可靠性高等特点，广泛应用于各个领域，例如家电控制、工业自动化、通信设备等。
课程设计报告课程名称单片机原理及应用设计题目STC51系列单片机的实验平台开发设计专业计算机与信息工程系课程设计任务书设计题目：基于STC51系列单片机的实验平台开发设计_________________________________________________________ 设计内容与要求：利用STC51系列单片机作为微控制器开发一套软、硬件结合的单片机实验平台，主要包括以下内容：1.电路原理图设计，主要包括集串口通信模块、数码管显示模块、LED发光二极管模块、键盘等接口电路的设计，并能够使用proteus软件进行模拟实际电路效果仿真。
2.学习集成电路等芯片的焊接方法与技巧，进行实际元器件的识别，进行电路板焊接。
3.在Keil C环境下，进行软件设计。
主要包括流水灯、数码管、定时器、键盘的控制等功能程序设计。
4.针对所开发的实验板，结合器件选择、原理图设计、硬件焊接、软件编程调试、软硬件联调等方面写出课程设计报告。
指导教师：2012年6月20日课程设计评语成绩：指导教师：_______________年月日设计过程1.电路原理图设计，主要包括集串口通信模块、数码管显示模块、LED发光二极管模块、键盘等接口电路的设计，并能够使用proteus软件进行模拟实际电路效果仿真。
实验原理图如下集串口通信模块数码管显示模块LED发光二极管模块键盘电源2.软件设计主要以定时器中断为主，因为进入定时器中断的频率为20赫兹，所以在定时器中断中判断是否需要流水灯的控制和清零。
定时器0中断流程图如下3.仿真结果当按下P3.2对应的开关时，因为P3.6对应开关闭合选择流水灯模式为正向流动当按下P3.2对应的开关时，因为P3.7对应开关闭合选择流水灯模式为逆向流动其余时间秒表正常计数当按下P3.3对应的开关时，秒表清零课程设计总结：1：本次的课程设计，使关于51系列单片机的，正是我们刚刚学到的51单片机，在平时课程的学习中，我们仅限于理论知识的讲解，即使知识是很扎实的，实际应用并不是这样的。
基于STC单片机学习平台的硬件电路设计
时间：2011-04-01 19:34:02 来源：作者：高菁左谨平刘军胜
0引言
随着计算机技术的发展，国内大部分理工科院校都开设了单片机课程。
为了学好这门课程，与单片机原理与技术有关的实验必不可少，而实验的工具就是学习板。
目前大多数的学习板采用的都是51系列的单片机，并行接口以及一些老的器件。
如今，产生了一些增强型的单片机，速度更快，有更多的功能，如串口可编程等等，也出现了许多串行接口的芯片和一些串行口标准。
本文提出了一种基于STC单片机学习平台的硬件电路设计，采用了一款新型的单片机型号一STC12C5410AD，在学习平台中加入了一些串行接口的芯片，接口标准包括RS-232、SPI、IIC、1-wire等。
学习平台的设计目标：ISP可编程、液晶屏显示、日历时钟（IIC接口芯片）、温度测量（1-wire接口芯片）、FLAH存储器（SPI接口芯片）、按键（腊换扫描按键）、电压测量（AD转换）。
1硬件系统概述
学习平台以STC12C5410AD为核心，结构图如图1所示。
1．1 STC12C5410AD单片机简介
STC12C5410AD单片机是宏晶科技在标准8051单片机内核基础上进行较大改进后推出的增强型单片机。
它是增强型8051单片机，单时钟／机器周期，工作电压5．5V一3．5V，工作频率范围0～35MHz，512字节片内数据存储器，10K字节片内Flash程序存储器，ISP （在系统可编程）／IAP（在应用可编程），可通过串口直接下载程序，EEPROM功能，6个16位定时／计数器，PWM（4路）／PCA（可编程计数器阵列，4路），8路10位A／D 转换，SPI同步通信口。
2硬件系统设计
2．1晶振，电源及复位电路
图2、图3和图4分别为复位电路、电源电路和晶振电路。
复位电路中的RST网络标号连接至STC12C5410AD单片机的引脚3，该电路上电复位。
由于STC12C5410AD单片机工作电压在5．5～3．5V之间，因此电源用的是5V的开关电源，为了AD转换准确，加入了一个LM7805稳压芯片。
2．2烧写程序电路
ISP（In—System Programming）在系统可编程，指的是电路板上的空白器件可以编程写入最终用户代码，而不方需式要擦从除电或路再板编卜程取。
下传器件统，的已80经51编单程片的机器调件试也可程以序用的I删SP要使用编程器或者仿真器，比较繁琐，而STC12C5410AD支持在ISP，只要加入图5中的电路，就可以通过串口利用STC单片机PC 端ISP下载摔制软件将要调试的程序写到电路板上的单片机中。
下图中的网络标号RxD和TxD分别连接到STC12C5410AD单片机中的P3．0口和P3．1口。
2．3按键电路
由于Io口资源有限，而STCl2C5410AD自带AD转换，因此采用AD转换做按键扫描，按键电路如图6。
其中BUTTON网络标号连至单片机的P1．0AD转换口。
2．4液晶显示电路
液晶显示电路示于图7，因为STC12C5410AD单片机的Io口有限，而1602液晶屏需要8个数据口，因此使用了一个74HC164芯片将串口的输入转为并口的输出，并且加入了一个74LS273锁存器芯片防止在串行移入的过程中将不需要的数据送入1602液晶屏，导致显示错误。
2．5日历时钟电路
日历时钟电路示于图8，采用的是Dallas公司推出的DS1302芯片，是IIC接口的芯片。
STC12C5410AD单片机没有IIC通信口，是用两个IO口通过软件来模拟IIC接口。
DS1302_SCLK和DS1302_DATA两个网络标号连接到STC12C5410AD单片机的P2．2和P2．3口，在这两个u上各加了一个10K的上拉电阻。
RST_DS1302网络标号连接到P0．0，用来复位DS1302芯片。
2．6测温电路
测温电路示于图9，采用的是Dallas公司的单总线数字式温度传感器DS18B20，因此小需要加入模数转换电路，直接将它的DQ脚接到单片机的一个IO口就可以了。
2．7 FLASH电路
电路如图10所示，AT25F512是SPI接口的Flash芯片。
STC12C5410AD自带SPI通讯端口，SCK、MISO、MOSI和Ss网络标号分别连接到单片机的P1．7、P1．6、P1．5和P0．3口，都加入了一个10K的上拉电阻。
2．8 DA转换电路
DA转换电路示于图11，利用单片机自带的PWM功能来实现DA转换。
4 结束语
本文提出了一种基于STC12C5410AD单片机的学习平台的硬件电路的设计，相对于传统的8051单片机，用STC12C5410AD单片机来设计电路的方法有一些不同，它没有8051的ALE（地址锁存）引脚等，因此不能将它的PoEl当成地址数据复用口。
学习平台的硬件电路中大部分采用的是串行口芯片，包括了大部分主流的串行口标准。
采用液晶屏代替数码管用来显示，加入了FLASH存储芯片，利用STC12C5410AD的PWM功能实现DA转换，充分利用了STC12C5410AD单片机的资源，同时芯片内自带看门狗硬件电路和Ⅱ科的M功能，适合用来当作教学实验的学习平台。
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