单片机课程设计报告-完整版word
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51单片机课程设计报告学院:专业班级:姓名:指导教师:设计时间:51单片机课程设计一、设计任务与要求1.任务:制作并调试51单片机学习板2.要求:(1)了解并能识别学习板上的各种元器件,会读元器件标示;(2)会看电路原理图;(3)制作51单片机学习板;(4)学会使用Keil C软件下载调试程序;用调试程序将51单片机学习板调试成功。
二、总原理图及元器件清单1.总原理图2.元件清单三、模块电路分析1. 最小系统:单片机最小系统电路分为振荡电路和复位电路,振荡电路选用12MHz 高精度晶振, 振荡电容选用22p和30p 独石电容;图 1 图 2复位电路使用RC 电路,使用普通的电解电容与金属膜电阻即可;图 3当单片机上电瞬间由于电容电压不能突变会使电容两边的电位相同,此时RST为高电平,之后随着时间推移电源负极通过电阻对电容放电,放完电时RST为低电平。
正常工作为低电平,高电平复位。
2. 显示模块:分析发光二极管显示电路:图 4发光二极管显示电路分析:它是半导体二极管的一种,可以把电能转化成光能,常简写为LED。
发光二极管与普通二极管一样是由一个PN结组成,也具有单向导电性。
当给发光二极管加上正向电压后,产生自发辐射的荧光。
图中一共有五个发光二极管其中一个为电源指示灯,当学习板通电时会发光以指示状态。
其余四个为功能状态指示灯,实际作用与学习板有关分析数码管显示电路图 5数码管显示电路分析:数码管按段数分为七段数码管和八段数码管,图中所用为八段数码管(比七段管多了一个小数点显示位),按发光二极管单元连接方式分为共阳极数码管和共阴极数码管。
共阳数码管是指将所有发光二极管的阳极接到一起形成公共阳极(COM)的数码管.共阴数码管是指将所有发光二极管的阴极接到一起形成公共阴极(COM)的数码管。
数码管主要用来显示经电路板处理后的程序的运行结果。
图中使用了八个八段数码管,可以显示八个0-15的数字。
使用数码管可以直观的得到程序运行所显示的结果.也可以显示预置在学习板上的程序,主要通过16个开关来控制。
单片机课程设计报告单片机课程设计报告一、设计目的本次课程设计的目的是通过实践操作,了解和掌握单片机的基本原理、控制方法和应用技术,提高学生的综合素质和实践能力。
二、设计内容本次课程设计的内容是设计一个基于单片机的温度控制系统。
系统通过读取温度传感器的数据,对温度进行监测,并根据设定的温度范围控制加热和制冷设备的开关。
三、设计原理1. 硬件设计:本设计采用STC89C52单片机作为控制核心,并使用LM35温度传感器进行温度检测。
另外,还需要接入一个电阻加热器和一个制冷装置,用于温度控制。
2. 软件设计:单片机程序的设计主要包括以下几个部分:(1) 温度获取:通过ADC接口读取温度传感器的模拟信号,并转换为数字信号。
(2) 温度比较:将获取到的温度值与设定的温度上下限进行比较,判断是否需要开启加热或制冷设备。
(3) 加热控制:若温度低于设定上限,单片机将控制电阻加热器开启,加热提高温度。
(4) 制冷控制:若温度高于设定下限,单片机将控制制冷装置开启,制冷降低温度。
(5) 显示功能:将当前温度值和控制状态通过数码管显示出来,方便观察和调试。
四、设计步骤1. 硬件搭建:将STC89C52连接好电源和调试下载线,将温度传感器和数码管连接到对应的引脚,并连接电阻加热器和制冷装置。
2. 软件开发:使用Keil C51软件进行编程。
根据设计原理,逐步实现温度获取、温度比较、加热控制、制冷控制和显示功能。
3. 调试测试:将程序下载到单片机,进行硬件和软件的调试测试。
通过串口调试助手观察温度变化和控制状态是否正确。
4. 优化改进:根据测试结果,对程序进行优化和改进,提高系统的性能和可靠性。
五、设计总结通过本次单片机课程设计,我对单片机的原理和应用有了更深入的了解。
通过实践操作,我掌握了单片机的编程方法和调试技巧。
在设计过程中,我也遇到了一些问题,如温度传感器的误差和加热控制的精度等,但通过不断学习和改进,最终完成了设计任务。
课程设计单片机文档一、课程目标知识目标:1. 让学生理解单片机的基本组成、工作原理和功能特点。
2. 使学生掌握单片机编程的基本语法和常用指令。
3. 帮助学生了解单片机在日常生活和工业控制中的应用。
技能目标:1. 培养学生能够运用单片机进行简单的程序设计和电路搭建。
2. 提高学生动手实践能力,能够独立完成单片机控制系统的调试与优化。
3. 培养学生运用所学知识解决实际问题的能力。
情感态度价值观目标:1. 激发学生对单片机及电子技术的兴趣,培养其创新意识和探究精神。
2. 引导学生关注单片机技术在工业、农业、医疗等领域的应用,增强学生的社会责任感和使命感。
3. 培养学生良好的团队合作意识,学会与他人分享、交流学习心得。
课程性质:本课程旨在让学生掌握单片机的基本知识和技能,提高学生的动手实践能力和创新能力。
学生特点:学生具备一定的电子技术基础知识,对单片机有一定的好奇心,但编程和实践经验相对不足。
教学要求:结合学生特点,注重理论与实践相结合,以实例教学为主,引导学生主动参与课堂讨论和实践活动,培养其独立思考和解决问题的能力。
将课程目标分解为具体的学习成果,便于教学设计和评估。
二、教学内容1. 单片机概述- 单片机的发展历程- 单片机的组成与分类- 单片机的应用领域2. 单片机硬件结构- 中央处理器(CPU)- 存储器(ROM、RAM)- 输入/输出接口(I/O口)- 定时器/计数器- 串行通信接口3. 单片机编程基础- 汇编语言概述- 常用指令与语法- 程序结构及设计方法4. 单片机系统设计与实践- 系统设计流程- 常用外围电路设计- 程序下载与调试- 实例分析:LED灯控制、温度测量等5. 单片机应用案例- 智能家居控制系统- 工业自动化控制- 嵌入式系统设计教学内容安排与进度:第一周:单片机概述及硬件结构第二周:单片机编程基础第三周:单片机系统设计与实践第四周:单片机应用案例分析与讨论教学内容与教材关联性:本教学内容依据教材相关章节编写,涵盖单片机的基本概念、硬件结构、编程基础、系统设计与实践等方面,确保学生能够系统、全面地掌握单片机相关知识。
单片机课程设计报告项目简介本文档将详细介绍单片机课程设计项目的背景、目标、实施过程和结果。
本项目旨在通过单片机开发一个特定功能的系统,并实现相应的硬件和软件设计。
背景单片机是一种集成电路,集中了处理器、存储器和其他外围器件的功能。
它的小巧、低功耗和低成本使得它成为嵌入式系统中常用的控制器。
单片机课程设计是大多数电子工程专业的必修课程,通过实际设计和开发单片机系统,提高学生在硬件和软件方面的实践能力。
目标本项目的主要目标是设计一个基于单片机的系统,能够完成特定任务。
我们选择了一个温度监控系统作为设计任务,主要包括以下功能: - 采集温度数据 - 实时显示温度 - 根据设定温度报警设计过程硬件设计在硬件设计方面,我们选用了ATmega328P单片机作为主控芯片,通过使用温度传感器LM35来采集温度数据。
单片机与温度传感器之间通过模拟输入引脚连接。
为了实现实时显示温度,我们选择了一个七段LED显示器,将数字信号发送至显示器实现温度的显示。
此外,我们还使用按钮来设置报警温度,并通过蜂鸣器进行报警。
软件设计在软件设计方面,我们使用C语言进行单片机程序的编写。
通过编写相应的代码,实现以下功能: 1. 初始化单片机及相关外设 2. 采集温度数据并进行处理 3. 将温度数据转换为七段LED显示所需的数字信号 4. 设置报警温度,并进行判断 5. 当温度超过报警温度时,触发蜂鸣器进行报警实施结果经过设计和实施,我们成功实现了温度监控系统的目标功能。
在系统测试中,我们能够准确采集温度数据,并通过七段LED显示器实时显示。
当温度超过设定的报警温度时,系统能够准确触发蜂鸣器进行报警。
整个系统工作稳定,达到了预期效果。
总结单片机课程设计是电子工程专业中重要的实践环节,通过实际设计和开发单片机系统,可以提高学生的动手能力和解决问题的能力。
本项目以温度监控系统为例,详细介绍了硬件和软件的设计过程,并展示了最终的实施结果。
在未来的学习和工作中,我们将继续积极运用单片机技术,深入研究和探索更多的应用领域。
单片机课程设计报告1. 引言本文档旨在总结并详细介绍单片机课程设计的相关内容。
本次课程设计的主题为XXXX,我将在接下来的章节中介绍该课程设计的目标、设计思路、具体实施过程以及结论。
2. 设计目标本次单片机课程设计的目标是XXXX。
通过该设计,我希望能够进一步提升对单片机的理解和应用能力,掌握单片机的基本原理、编程技巧以及相关技术。
3. 设计思路在进行单片机课程设计之前,我对基于单片机的XXXX进行了详细的调研和学习,确定了设计思路和方案。
该设计主要分为以下几个步骤:3.1 步骤一:需求分析在开始设计之前,我首先进行了对需求的分析。
通过与指导老师和同学们的交流,我了解到XXXX,因此在设计中需要考虑到XXXX的特点和要求。
3.2 步骤二:系统设计基于对需求的分析,我进行了系统设计。
该系统涵盖了硬件和软件两个方面。
硬件方面,我选择了XXXX作为主控芯片,并设计了适配的电路板;软件方面,我使用XXXX编程语言进行开发,并设计了相应的算法和逻辑控制。
3.3 步骤三:系统实现在完成系统设计后,我开始进行系统实现。
首先,我搭建了相应的实验环境和开发平台,确保能够顺利进行编程和仿真。
然后,根据系统设计中的硬件和软件需求,逐步实现了系统功能。
3.4 步骤四:系统测试在完成系统实现后,我进行了系统测试。
通过模拟实际应用场景,对系统进行了功能性测试和稳定性测试,保证系统可以正常运行并且满足设计需求。
4. 设计实施在设计实施阶段,我按照设计思路和步骤进行了详细的操作和编程工作。
具体实施过程如下:4.1 实施步骤一:需求分析在这一步骤中,我与指导老师进行了深入的交流,详细了解了项目的需求和目标。
4.2 实施步骤二:系统设计基于需求分析的结果,我进行了系统设计。
首先,我绘制了电路图,并选择了合适的单片机作为主控芯片。
在软件方面,我使用XXXX编程语言进行开发。
4.3 实施步骤三:系统实现在系统设计完成后,我开始进行系统实现。
XX工程学院单片机课程设计报告题目:流水灯学生姓名:学号:系部名称:职业技术学院班级:机电一体化Z11-1 指导教师:目录摘要 (3)一、课程设计题目 (4)二、设计任务及要求 (4)三、实验方案 (4)四、流程图 (4)五、硬件电路 (6)六、软件设计 (6)1 主体程序 (6)2 键扫描子程序 (6)3 闪烁控制程序 (6)4 延时子程序 (6)5 源程序设计 (7)七、功能调试 (12)八、设计总结 (12)九、参考文献 (13)【摘要】单片机课程设计主要是为了让我们增进对单片机芯片电路的感性认识,加深对理论方面的理解。
了解软硬件的有关知识,并掌握软件设计过程、方法及实现,为以后设计和实现应用系统打下良好基础。
另外,通过简单课题的设计练习,使我们了解必须提交的各项工程文件,达到巩固、充实和综合运用所学知识解决实际问题的目的。
一、课程设计题目:流水灯二、设计任务及要求:任务:完成对接在P1,P3口的发光二极管闪亮控制程序的设计1.用程序延时方法让P1的一个LED小灯每隔1S交替闪亮2.用程序延时方法让P1的8个LED小灯循环(每个亮50MS)闪亮3.用程序延时方法让P1的8个LED小灯追逐闪亮(50MS间隔变化)4.用程序延时方法让P1、P3的16个LED小灯循环(每个亮50MS)闪亮要求:1. 根据硬件电路原理,画出接线2. 设计出相应的软件程序三、实验方案:方案:单片机采用40脚的89C52标准双列直插系列,有4个标准输入/输出端口共32位控制端口。
本次设计采用并行口低电平(吸电流)直接驱动LED发光管发光形式,选择了P1和P3口的16个端口进行模拟LED小灯控制,如要多些小灯单元可再将P2口、P0口及其他空余端口用LED小灯驱动控制。
因系统功能要求能控制灯亮的方式,在P0.0—P0.3端口接了4个按键小开关,每个小开关可控制一种亮灯方式。
在端口较紧张的情况下,LED小灯驱动也可用串入/并出移位寄存器(如74HC595),单片机用并行移位方式进行驱动。
51单片机课程设计报告一、课程目标知识目标:1. 理解51单片机的硬件结构、工作原理及其功能特点;2. 学会使用51单片机的指令系统进行程序设计;3. 掌握51单片机与外围电路的接口技术,能实现简单的硬件控制功能;4. 了解51单片机在嵌入式系统中的应用及发展趋势。
技能目标:1. 能够运用C语言编写51单片机的程序,实现基础控制功能;2. 能够运用仿真软件对51单片机程序进行调试,分析并解决简单问题;3. 能够设计简单的51单片机硬件系统,进行电路连接和功能测试;4. 培养学生的动手能力、创新能力和团队协作能力。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对电子技术的兴趣,激发学习热情;2. 培养学生严谨、务实的科学态度,提高自主学习能力;3. 培养学生关注社会发展,了解科技在生活中的应用,增强社会责任感;4. 培养学生团队合作精神,尊重他人意见,善于沟通交流。
课程性质:本课程为实践性较强的电子技术课程,以51单片机为核心,结合硬件和软件,培养学生的实际操作能力和创新能力。
学生特点:学生具备一定的电子技术基础知识,对单片机有一定了解,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,强调动手实践,提高学生的实际操作能力和解决问题的能力。
通过课程学习,使学生能够独立完成简单的51单片机控制系统设计。
二、教学内容根据课程目标,教学内容分为以下几个部分:1. 51单片机硬件结构及原理- 熟悉51单片机的内部结构、引脚功能;- 掌握51单片机的工作原理及性能特点。
2. 51单片机指令系统与编程- 学习51单片机的指令集,理解各指令的功能和使用方法;- 掌握C语言在51单片机编程中的应用。
3. 51单片机外围接口技术- 学习51单片机与常见外围电路(如LED、LCD、键盘等)的接口技术;- 掌握外围设备的控制原理及编程方法。
4. 仿真软件的使用- 学习使用Keil、Proteus等仿真软件进行51单片机程序设计和调试;- 掌握仿真软件的操作方法,提高程序调试效率。
单片机课程设计报告模板单片机课程设计报告一、设计目的本次单片机课程设计旨在培养我们对单片机的基本认知和应用能力,通过对STC89C52单片机的学习和实践,提升我们的编程能力和创新思维,同时让我们深入了解单片机的工作原理和应用场景,为未来工作和学习打下坚实基础。
二、设计内容本次课程设计主要涵盖了单片机的基本原理、C语言编程以及电路设计。
我们以智能家居为例,设计了一个可以通过Wi-Fi连接到手机APP控制家电的智能开关系统。
1.单片机的选择我们选择STC89C52作为单片机的核心控制器,这是一款8位高性能单片机,拥有大容量闪存和SRAM存储器、多种定时器和计数器、16位定时器等重要功能,非常适合用于物联网控制和智能家居领域。
2.开发环境的搭建我们采用KEIL软件和PROTEUS电路仿真软件作为开发工具,为了让我们更加熟练地使用这两款软件,我们在课堂上进行了详细的讲解和实践操作,学习了单片机的汇编、C语言编程、调试和调试工具的使用。
3.电路设计为了实现智能家居的控制,我们需要搭建一个能够与单片机相互协作的电路。
我们选择了常见的继电器来控制家电设备的开和关。
具体的电路设计方案如下:①按键电路:在电路中加入按键触发模块,实现单片机中断、感应等功能。
②Wi-Fi WiFi模块:为了实现远程控制,我们使用了ESP8266模块和手机APP进行通讯。
③继电器模块:该模块内置独立的继电器驱动IC,设计电容保护电路和DIP开关控制当前继电器输出端口,保障免受电磁干扰和防止继电器共振。
4.软件设计本次课程设计的重点是编写单片机程序。
我们通过不断的实践和调试,成功编写了相应的程序,实现了以下功能:①通过Wi-Fi模块连接到手机APP,实现APP和单片机的通讯。
②实现对接ESP8266模块,并正确设置ESP8266模块的IP地址和端口号。
③通过单片机控制继电器模块,实现对家电的远程控制。
5.上位机程序设计上位机程序我们选择了Visual Studio C++作为开发工具,通过Socket编程实现了与单片机的通讯。
单片机课程设计报告单片机课程设计报告一、设计目的本次设计旨在通过对单片机的学习和实践,锻炼学生的综合能力和创新思维,提高学生对单片机工作原理的理解和应用能力。
二、设计内容本次设计以控制LED灯的闪烁为主题,在实现基本闪烁功能的基础上,加入了渐变效果和呼吸灯效果等功能。
三、设计过程1. 硬件设计:(1)准备材料:单片机主板、蓝色LED灯、电阻、杜邦线等;(2)连线:按照电路图将单片机与蓝色LED灯连接起来;(3)测试:使用万用表对电路进行测试,确保电路连接正常。
2. 软件设计:(1)编写主程序:在Keil C中编写主程序,设置LED灯闪烁的时间间隔;(2)编写闪烁函数:编写一个函数使LED灯在设定的时间间隔内闪烁;(3)编写渐变函数:利用PWM(脉冲宽度调制)技术,使LED灯的亮度逐渐增加或减小;(4)编写呼吸灯函数:利用PWM技术,使LED灯呼吸般变亮变暗;(5)调试程序:将程序下载到单片机主板上,通过调试工具进行调试,确保LED灯能按照设计要求正常闪烁、渐变和呼吸。
四、设计结果经过反复调试和修改,最终实现了LED灯的闪烁、渐变和呼吸灯等效果。
LED灯的闪烁时间可以通过修改程序中的参数进行调整,渐变和呼吸灯效果可以根据需求进行改动。
五、心得体会通过本次设计,我对单片机的原理和应用有了更深入的了解。
在实践中,我遇到了许多问题,比如电路连接错误、程序调试失败等,但通过钻研、查找资料和与同学、老师讨论,我逐渐解决了这些问题。
这个过程让我学会了不断尝试和学习,培养了我的耐心和解决问题的能力。
六、改进意见在进行本次设计时,由于时间和条件的限制,我只实现了LED灯的基本闪烁、渐变和呼吸灯效果,但这些功能在实际应用中已经比较常见。
如果有更多的时间和资源,我可以进一步完善程序,增加更多创新的功能,或是将LED灯与其他传感器结合,实现更复杂的控制。
总结:通过本次单片机课程设计,我不仅对单片机有了更深入的认识,也锻炼了实践能力和创新思维。
目录第一章系统概要 (1)1.1系统背景 (1)1.2 系统功能框图 (1)第二章系统硬件设计 (2)2.1 系统原理图 (2)2.2 单片机(MCU)模块 (2)2.2.1 MC908GP32单片机性能概述 (2)2.2.2 内部结构简图与引脚功能 (3)2.2.3 GP32最小系统 (4)2.3 传感器模块 (4)2.4 信号放大模块 (5)2.5 A/D转换模块 (5)2.5.1 进行A/D转换的基本问题 (5)2.5.2 A/D转换模块的基本编程方法 (5)2.5.3 A/D芯片TCL2543概述 (6)2.6 串行通信模块 (8)2.6.1 串行通信常用概念 (8)2.6.2 RS-232C总线标准 (9)2.6.3 串口通信的主要功能 (10)第三章系统软件设计 (10)3.1 MCU方(C)程序 (10)3.1.1 系统主函数模块 (11)3.1.2 GP32系统初始化程序 (11)3.1.3 A/D转换模块 (12)3.1.4 串行口初始化子程序 (15)3.1.5 串口通行程序段 (15)3.2 PC方(VB)程序 (17)3.3 PC方(VB)程序 (19)3.4 PC方界面 (24)第四章系统测试 (25)第五章总结展望 (25)5.1 总结 (25)5.2 展望 (25)参考文献 (25)第一章系统概要1.1系统背景随着电子技术和微型计算机的迅速发展,单片机应用与控制技术得到了迅速的发展和广泛的应用。
温度则是系统常需要测量、控制和保持的一个量。
本设计的目的是以MC908GP32单片机为核心设计出一个温度测量采样传感系统。
具体设计是将温度传感器采样得到的模拟信号转换成数字信号,通过串口在PC的界面显示出来。
用温度传感器将被测温度转换为电量,经过放大滤波电路处理后,由模数转换器将模拟量转换为数字量,再与单片机相连,通过可编程键盘显示接口芯片实现温度限值的设定。
.被测量经过温度传感器转换为电量,再放大后送给A/D转换器。
电量经过A/D转换为二进制数值,单片机根据设计目的完成相应的软件处理。
处理完毕后,送键盘显示处理芯片,然后再由数码管显示。
一个完整的A/D转换过程中,必须包括取样、保持、量化与编码等几部分电路。
在两次取样之间,应将取样的模拟信号暂时储存到下个取样脉冲到来,这个动作称之为保持。
量化与编码电路是A/D转换器的核心组成的部分,一般对取样值的量化方式有只舍去不进位和有舍去有进位两种。
基于温度传感器的采样系统就是利用集成电路温度传感器和A/D 转换器两个主要模块完成。
这是一种低成本的利用单片机I/O口实现的温度检测电路, 该电路非常简单, 易于实现, 并且适用于几乎所有类型的单片机。
因此它是目前在国内外应用最为普遍的一种集成传感器,典型产品有AD590、AD592、TMP17、LM135等;1.2 系统功能框图模拟信号MCU工作支撑电路保障MCU能正常运行,如电源电路、晶振电路及必要的滤波电路等。
实际模拟信号一般来自相应的传感器。
例如,要测量室内的温度,就需要温度传感器。
但是,一般传感器将实际的模拟信号转成的电信号都比较弱,MCU无法直接获得该信号,需要将其放大,然后经过模/数(A/D)转换变为数字信号,进行处理。
目前许多MCU内部包含A/D转换模块,实际应用时也可根据需要外接A/D转换芯片。
对MCU来说,模拟信号通过A/D转换变成相应的数字序列进行处理。
常用的通信方式有:异步串行(SCI)通信方式、串行外设接口(SPI)通信方式、并行通信方式、USB通信方式、网络通信(uIP)方式等。
最后设计将温度传感器采样得到的模拟信号转换成数字信号,通过串口在PC的界面显示出来。
第二章系统硬件设计2.1 系统原理图2.2 单片机(MCU)模块2.2.1 MC908GP32单片机性能概述MC908GP32是MC908GP 系列中的一个型号,MC68HC908GP32有40脚、42脚、44脚三种封装形式;MC68HC908GP32的主要特点概述如下:(1)512B片内RAM;32K片内Flash程序存储器,具有在线编程能力和保密功能。
(2)时钟发生器模块,具有32KHz晶振PLL电路,可产生各种工作频率;8MHz内部总线频率。
(3)增强的HC05 CPU结构;16种寻址方式(比HC05多8种);16位变址寄存器和堆栈指针;存储器至存储器数据传送;快速8×8乘法指令;快速16/8除法指令;扩展的循环控制功能;BCD功能。
(4)33根通用I/O脚,包括26根多功能I/O脚和5或7根专用I/O脚;PTA、PTC和PTD的输入口有可选择的上拉电阻;PTC0—PTC4有15mA吸流和放流能力,其他口有10mA吸流和放流能力 (总体驱动电流应小于150mA);所有口有最高5mA输入电流保护功能。
(5)增强型串行通讯口SCI;串行外围接口SPI;两个16位双通道定时器接口模块(TIM1和TIM2),每个通道可选择为输入捕捉、输出比较和PWM,其时钟可分别选为内部时钟的1、2、4、8、6、32和64的分频值;带时钟预分频的定时基模块有8种周期性实时中断(1、4、16、256、512、1024、2048和4096Hz),可在STOP方式时使用外部32KHz晶振周期性唤醒CPU;8位键盘唤醒口。
(6)系统保护特性:计算机工作正常(COP)复位;低电压检测复位,可选为3V或5V操作;非法指令码检测复位;非法地址检测复位。
(7)具有PDIP40、SDIP42和QFP44封装形式。
(8)优化用于控制应用;优化支持C语言。
2.2.2 内部结构简图与引脚功能1. 内部结构简图(44引脚)单片机(以下简称GP32单片机)的三种封装形式只是引脚数量和形式有所区别,其它方面是一致的。
图中I/O 口是按 44引脚的GP32给出的。
从内部结构简图可以看出,GP32内部有以下主要部分:CPU08、存储器、定时器接口模块、定时基模块、看门狗模块、通用I/O接口、串行通信接口 SCI、串行外设接口SPI、断点模块、A/D转换模块、键盘中断模块、时钟发生模块及锁相环电路、低电压禁止模块、复位与中断模块、监控模块MON和系统设置模块。
2. GP32单片机的引脚功能(1)电源类引脚:VDD 、VSS(20引脚、19引脚):电源供给端。
VDDAD/VREFH、VSSAD/VREFL(31引脚、32引脚):内部A/D转换模块的电源供给及参考电压输入端。
VDDA、VSSA(1引脚、2引脚):时钟发生器模块(CGM)的电源供给端。
(2)控制类引脚:RST(6引脚):外部低有效复位输入或输出引脚,有内部上拉电阻。
IRQ(14引脚):外部中断输入引脚,有内部上拉电阻。
(4)I/O类引脚:PTA7/KBD7-PTA0/KBD0(42-35引脚):8位通用双向I/O接口,每个可编程为键盘输入引脚。
PTB7/AD7-PTBO/AD0(32-25引脚):8位通用双向I/O接口,也可作为8位A/D转换输入引脚。
PTC4-PTC0(11-7引脚):5位通用双向I/O接口。
PTD7/T2CH1-PTD0/SS(24-21引脚、18-15引脚):8种特殊功能、双向I/O接口,其中PTD4-PTD7用于定时器模块(TIM1和TIM2)。
SPSCK、MOSI、MISO、SS用语串行外围接口(SPI)。
PTE1/TxD、PTE0/RxD(12引脚、13引脚):2位双向I/O接口或串行通信。
(4)其他:CGMXFC(3引脚):CGM的外部滤波电容连接引脚。
OSC1、OSC2(5引脚、4引脚):芯片内振荡器引脚。
2.2.3 GP32最小系统文字叙述(最小系统介绍,自己输入)硬件结构,但仅有一个MCU是无法工作的,它必须与上节讲述了以MC908GP32单片机为原型的HC08系列MCU 的其他相应的外围电路一起,才能构成一个最小系统。
MC908GP32芯片(以40脚封装为例)最小系统的外围支撑电路包括电源与滤波电路、晶振电路和复位电路,其中各个部分的功能如下:1.电源供给与滤波GP32芯片的20、19脚(VDD、VSS)为芯片的电源输入端,1、2脚(VDDA、VSSA)为内部PLL模块的电源供给。
接在电源与地之间的0.1µF电容为滤波电容。
PLL电路目的在于由频率小的外部晶振产生较大频率的内部总线时钟,提高芯片的抗干扰性。
由于这部分内容涉及的编程内容很少,但原理较难理解,所以放入第14章介绍。
这里只要知道GP32内有PLL电路就可以了,而且GP32内的PLL电路模块需要外接电源。
在MCU的第3脚,接有内部PLL模块的外部滤波电路。
滤波电路的作用主要是增强电路工作稳定性。
2.晶振电路接MCU第4、5脚(OSC2、OSC1)之间的电路为晶振电路,这里选用的晶振频率为f=32.768KHz。
通过内部PLL电路模块,可获得小于等于8MHz的内部总线频率。
电路及其元件参数是由GP32参考手册确定的。
实际开发中,嵌入式应用工程师往往根据参考手册提供的电路及参数,通过自己的实践,构筑MCU的外围支撑电路,而不深究其工作原理。
3.复位电路接在MCU第6脚( )的电路为芯片硬件复位电路。
正常工作时该脚通过10K电阻接到电源正极(这里设为5V 电源供电),所以应为高电平。
若按下复位按钮RST,则第6脚通过51Ω接地,为低电平,芯片复位。
2.3 传感器模块温度传感器采用的是NS公司生产的LM35。
LM35是NS公司生产的集成电路温度传感器系列产品之一。
它具有很高的工作精度和较宽的线性工作范围,该器件输出电压与摄氏温度线性成比例。
因而,从使用角度来说, LM35与用开尔文标准的线性温度传感器相比更有优越之处,LM35无需外部校准或微调,可以提供±1/4℃的常用的室温精度。
其部分参数如下:工作电压:直流4~30V;工作电流:小于133μA输出电压:+6V~-1.0V输出阻抗:1mA负载时0.1Ω;精度:0.5℃精度(在+25℃时);漏泄电流:小于60μA;比例因数:线性+10.0mV/℃;非线性值:±1/4℃;校准方式:直接用摄氏温度校准;封装:密封TO-46晶体管封装或塑料TO-92晶体管封装;图1使用温度范围:-55~+150℃额定范围。
引脚介绍:①正电源Vcc;②输出;③输出地/电源地。
LM35外部电路图如图2所示图22.4 信号放大模块由于温度传感器LM35输出的电压范围为0~0.99 V,虽然该电压范围在A/D转换器的输入允许电压范围内,但该电压信号较弱,如果不进行放大直接进行A/D转换则会导致转换成的数字量太小、精度低。
系统中选用通用型放大器μA741对LM35输出的电压信号进行幅度放大,还可对其进行阻抗匹配、波形变换、噪声抑制等处理。