btec單片機課程設計報告

1、<p><b>　　目 錄</b></p><p>　　一、前言 ……………………………………………………2</p><p>　　二、課程設計說明書 ………………………………………3</p><p>　　項目………………………………………………………………3</p><p>　　具體要求…………………………

2、………………………………3</p><p>　　系統(tǒng)概述…………………………………………………………3</p><p>　　操作指南…………………………………………………………3</p><p>　　所用芯片…………………………………………………………4</p><p>　　三、總體設計 ………………………………………………4</p&g

3、t;<p>　　1、硬軟件平臺………………………………………………………4</p><p>　　2、總體框圖 ………………………………………………………4</p><p>　　3、整體設計思路 …………………………………………………5</p><p>　　4、程序總框圖………………………………………………………5</p><p&

4、gt;　　四、硬件部分 ………………………………………………6</p><p>　　1、傳感器……………………………………………………………7</p><p>　　2、多路模擬信號轉換開關…………………………………………7</p><p>　　3、濾波器……………………………………………………………8</p><p>　　4、差分式放大電路

5、 ………………………………………………8</p><p>　　5、A/D轉換電路啊…………………………………… ……8</p><p>　　微處理器（MCU） ………………………………………………9</p><p>　　鍵盤顯示… ……………………………………………………11</p><p>　　五、總結 ………………………………………

6、…………13</p><p>　　六、鳴謝…………………………………………… ………14</p><p>　　七、參考文獻 …………………………………………………15</p><p><b>　　附：系統(tǒng)總體原理圖</b></p><p><b>　　前言</b></p><p&

7、gt;　　在生活和生產中的各個領域，凡是有自動控制要求的地方都會有單片機的身影出現，從簡單到復雜，從空中、地面到地下，凡是能想像到的地方幾乎都有單片機的使用需求。</p><p>　　單片機的應用有利于產品的小型化、多功能化和智能化，有助于提高勞動效率，減輕勞動強度，提高產品質量，改善勞動環(huán)境，減少能源和材料消耗，保證安全等，</p><p>　　但是，單片機應用的意義絕不僅限于它的廣闊的

8、范圍以及所帶來的經濟效益上，更重要的意義還在于：單片機的應用正從根本上改變著傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)設計思想和設計方法。從前必須由模擬電路或數字電路實現的大部分控制功能，現在已經能使用單片機通過軟件（程序）方法實現了。這種以軟件取代硬件并提高系統(tǒng)性能的控制系統(tǒng)“軟化”技術，稱為微控制技術。微控制技術是一種全新的概念，是對傳統(tǒng)控制技術的一次革命。隨著單片機應用的推廣普及，微控制技術必將不斷發(fā)展、日益完善和更加充實！</p><p

9、><b>　　2004年12月</b></p><p><b>　　課程設計說明書</b></p><p>　　1．項 目：熱電偶多路溫度檢測儀 </p><p>　　設計多路轉換開關、差分放大電路等對4種不同熱電偶的輸出信號巡回檢測、 顯示、鍵盤參數設置、 打印溫度等功能。</p><p&

10、gt;<b>　　2．具體要求：</b></p><p>　?。?）ADC0809轉換</p><p><b>　?。?）LED顯示</b></p><p><b>　　（3）鍵盤參數設置</b></p><p><b>　?。?）模擬量輸出</b><

11、;/p><p><b>　?。?）數據打印</b></p><p><b>　　3、系統(tǒng)綜述：</b></p><p>　　根據以上要求，本系統(tǒng)從軟件到硬件都做了精心的設計，其特色如下：</p><p>　　（1）四級量程轉換，提高了分辨率</p><p>　　（2）設定報警閥值

12、，屏蔽字母鍵，防止誤動作</p><p>　?。?）采用采樣多次取其均值的數字濾波技術，使顯示更穩(wěn)定</p><p>　?。?）設定值可任意給定和修改</p><p>　?。?）設定值和所選量程及AD采樣值都在LED上顯示，便于核對</p><p>　?。?）設定報警閥值和量程轉換均可在線修改</p><p><

13、b>　　4、操作指南：</b></p><p><b>　　鍵的定義：</b></p><p><b>　　量程選擇：</b></p><p><b>　　具體步驟：</b></p><p>　　按下EXEC鍵，選擇量程</p><p>

14、;　　按下LAST鍵，設定報警閥值</p><p>　　按下NEXT鍵，開始顯示溫度</p><p>　　5．課程設計所用芯片：</p><p><b>　　溫度傳感器</b></p><p><b>　　差動放大濾波器</b></p><p><b>　　80C5

15、1</b></p><p><b>　　A/D0809</b></p><p><b>　　AD7503</b></p><p>　　8279專用接口芯片</p><p><b>　　總體設計</b></p><p><b>　　1

16、．軟硬件平臺</b></p><p>　　啟東計算機廠ＤＶＣＣ 實驗儀器產品介紹：</p><p>　　ＤＶＣＣ系列實驗儀為啟東計算機廠深入研究教學實驗的需求，結合多年單片機仿真器的強大技術實力，潛心開發(fā)研制生產的新一代實驗儀系列產品。</p><p>　?。模郑茫脤嶒炏到y(tǒng)為實驗儀的最新版本配套軟件,運行于中文</p><p>　

17、　Win9X/NT的純32位集成環(huán)境，集源文件編輯/調試/實驗指南于一體。</p><p>　　調試部分調試軟件方便實用，可方便得進行實驗源程序的調試，各種系統(tǒng)寄存器、標志位、RAM區(qū)方便直觀地的顯示修改。實驗指南部分包含實驗目的、實驗內容、實驗原理圖、實驗位置圖、以及實驗中用到的部分芯片資料。</p><p>　　2．熱電偶多路溫度檢測儀的總體結構框圖：</p><p

18、><b>　　3．總體設計思路：</b></p><p>　　根據課程設計總體結構框圖，擬定了如下設計思路：</p><p>　　傳感器部分：使用溫度傳感器進行現場溫度數據采集，并把溫度信號通過傳感器轉變成電壓信號，傳送給濾波電路。</p><p>　　濾波放大電路部分：使用低通濾波器，把從溫度傳感器傳送過來的電信號進行濾波處理，去除干擾

19、信號和不適合測量溫度的電信號。使用差動放大器，給電信號進行放大，適合A/D轉換。</p><p>　　A/D轉換：使用A/D0809把電信號轉換成數字信號，并進行標度轉換，使輸出量為0~99的十進制數，存在單片機的內存單元中。</p><p>　　LED顯示：把A/D轉化的并已經存放在單片機中的數字讀入顯示緩沖區(qū)，在LED顯示器上循環(huán)顯示。</p><p>　　鍵盤

20、控制：設計鍵盤，實現對整個系統(tǒng)的控制。</p><p>　　燈光報警：設定上限、下限進行報警。 </p><p><b>　　4．程序總框圖</b></p><p><b>　　硬件部分</b></p><p>　　要求：系統(tǒng)硬件部分包括傳感器、前置信號處理單元（放大器，濾波器等）、 A/D轉換、微

21、處理器（MCU）、鍵盤、顯示、打印、報警、多路轉換開關、程控增益放大電路、通信接口電路等；</p><p><b>　　1．傳感器</b></p><p>　　本設計采用的是熱電偶溫度傳感器。</p><p>　　熱電偶分裝配式熱電偶和鎧裝熱電偶兩種。</p><p><b>　　裝配式熱電偶 </b&g

22、t;</p><p>　　裝配式熱電偶主要由接線盒、保護管、絕緣套管、接線端子、熱電極組成基本結構，并配以各種安裝固定裝置組成。 </p><p><b>　　鎧裝熱電偶 </b></p><p>　　鎧裝熱電偶的結構原理是：由導體、高純氧化鎂和不銹鋼保護管經多次一體拉制而成,主要由接線盒、接線端子和鎧裝熱電偶組成基本結構，并配以各種安裝固定裝

23、置組成，具有能彎曲、耐高壓、耐震動、熱響應時間快和堅固耐用等許多優(yōu)點。它和裝配式熱電偶一樣，作為測量溫度的傳感器，通常和顯示儀表、記錄儀和控制器配套使用，也可以作為裝配式熱電偶的感溫元件，可以直接測量各種生產過程中從0℃～800℃范圍內的液體、氣體介質以及固體表面的溫度。</p><p>　　2、多路模擬信號轉換開關（MUX）</p><p>　　多路轉換器有普通型和精密型兩種，本設計采用

24、后一AD7503。</p><p><b>　　其單端連接圖如下：</b></p><p><b>　　3． 濾波器</b></p><p>　　就一個系統(tǒng)而言，各種電磁干擾在接口處最為嚴重，它既能將系統(tǒng)外部的電磁干擾傳導或輻射到系統(tǒng)內部，又可將系統(tǒng)內部的電磁干擾傳導或輻射到系統(tǒng)外部。因此，接口處的連接器在抗電磁干擾中起著

25、極其重要的作用，用于某控制系統(tǒng)的信號傳輸，同時起到抗電磁干擾的作用。</p><p>　　濾波組件的電路原理圖</p><p><b>　　4．差分式放大電路</b></p><p>　　差分式放大電路是集成電路運算放大器的重要組成單元，它既能放大直流信號，又能放大交流信號；它對差模信號具有很強的放大能力，而對共模信號卻具有很強的抑制能力。 差

26、分式放大電路是一個雙口網絡，每個端口有兩個端子，可以輸入兩個信號，輸出兩個信號。其端口結構示意圖如圖1所示。</p><p>　　注意：普通放大電路也可以看成是一個雙口網絡，但每個端口都有一個端子接地。因此，只能輸入一個信號，輸出一個信號。</p><p><b>　　5．A/D轉換電路</b></p><p>　　本設計采用的是A/D0809

27、，其原理圖和芯片引腳圖如下：</p><p>　　ADC0809原理圖</p><p>　　A/D 0809芯片接口及基本資料</p><p>　　A/D0809是8位8路A/D轉換芯片，其分辨率為8位，轉換時間為100微秒，輸入電壓為0-5伏，單電源，中速，無漏碼，不必調零和調滿刻度。使用簡單，但必須外加時鐘。</p><p>　　6．微處

28、理器（MCU）</p><p>　　80C51是INTEL公司MCS-51系列單片機中最基本的產品，它采用INTEL公司可靠的CHMOS工藝技術制造的高性能8位單片機，屬于標準的MCS-51的HCMOS產品。它結合了HMOS的高速和高密度技術及CHMOS的低功耗特征，它繼承和擴展了MCS-48單片機的體系結構和指令系統(tǒng)。     80C51內置中央處理單元、128字節(jié)內

29、部數據存儲器RAM、32個雙向輸入/輸出(I/O)口、2個16位定時/計數器和5個兩級中斷結構，一個全雙工串行通信口，片內時鐘振蕩電路。    此外，80C51還可工作于低功耗模式，可通過兩種軟件選擇空閑和掉電模式。在空閑模式下凍結CPU而RAM定時器、串行口和中斷系統(tǒng)維持其功能。掉電模式下，保存RAM數據，時鐘振蕩停止，同時停止芯片內其它功能。80C51有PDIP(40pin)和PLCC(44pin

30、)兩種封裝形式。</p><p><b>　　7．鍵盤顯示</b></p><p><b>　　 原理與功能：</b></p><p>　　 在外接的鍵盤功能板上，按數字鍵，數碼管上應相應能顯示按下的數字，按下功能鍵，能相應執(zhí)行其它功能程序。</p><p>　　利用8279可以實現對鍵盤/

31、顯示器的自動掃描，以減輕CPU負擔，具有顯示穩(wěn)定，程序簡單，不會出現誤動作等特點。本設計利用8279實現顯示掃描自動化。</p><p>　　 其中8279芯片接口與8279工作原理如圖所示：</p><p><b>　　接口原理與接線圖：</b></p><p>　　1．將DVCC實驗系統(tǒng)上J8插座與鍵盤顯示板用扁平電纜相連。2.將KEY

32、區(qū)D0—D7用8芯排線連到BUS2區(qū)XD0—XD7上。</p><p>　　3. 將KEY區(qū)WR、RD、ALE分別連到BUS3區(qū)XWR、XRD、ALE上。4.KEY區(qū)A0連到BUS1區(qū)XA0上。</p><p>　　5. KEY區(qū)RST連到MP區(qū)SP上。</p><p>　　6. KEY區(qū)KCS連到SELET區(qū)的Y3上。</p><p&g

33、t;　　7. 在DVCC實驗系統(tǒng)上按F2鍵進入仿真1態(tài)，即顯示“P.....”，從起始地址08F0H開始連續(xù)執(zhí)行程序。</p><p>　　8279的使用原理圖如下：</p><p>　　從以上的原理圖可以看出在外接的鍵盤功能板上，按數字鍵，數碼管上應相應能顯示按下的數字，按下功能鍵，能相應執(zhí)行其它功能程序。</p><p><b>　　8279流程框圖

34、：</b></p><p><b>　　總結</b></p><p>　　為期兩周的課程設計結束了。通過本次的智能儀器課程設計，加深了我單片機方面的知識也經驗，也提高了我對課本上知識的認識。在設計的過程中，培養(yǎng)并提高了個人的動手能力和實踐能力。</p><p>　　在實驗的同時也遇到了不少的困難，對芯片的不熟悉、還有對課本上的知識不

35、能完全弄懂，所以對著這個課題顯得還有點難。</p><p>　　本設計我采用的是使用一個模塊作為主模塊進行全局控制，與各個功能模塊相連，實現各自的功能，然后再把這些模塊結合起來。</p><p>　　本次實驗中我把鍵盤這個模塊作為主控制模塊， </p><p>　　總的來說達到了老師所給的設計要求。并且促進了個人思維的發(fā)展，提高了自己的創(chuàng)新意識，對以后到社會中工作奠

36、定了一個好的基礎。</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　1．楊欣榮．《智能儀器原理、設計與發(fā)展》．中南大學出版社，2003</p><p>　　2．徐仁貴等．《單片微型計算機應用技術》．機械工業(yè)出版社，2001</p><p>　　3．李廣弟等．《單片機基礎》修訂本．北京航空航天大學出版社，

37、2001</p><p>　　4．公茂法等．《單片機人機接口實例》．北京航空航天大學出版社，1998</p><p>　　5．王福瑞等．《單片微機測控系統(tǒng)設計大全》．北京航空航天大學出版社，1999</p><p>　　6．徐仁貴等．《單片微型計算機應用技術》．機械工業(yè)出版社，2001</p><p>　　7．先鋒工作室編．《單片機程序設計實