btec單片機(jī)課程設(shè)計(jì)報(bào)告

1、<p><b>　　目 錄</b></p><p>　　一、前言 ……………………………………………………2</p><p>　　二、課程設(shè)計(jì)說明書 ………………………………………3</p><p>　　項(xiàng)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(shè)計(jì) ………………………………………………4</p&g

3、t;<p>　　1、硬軟件平臺(tái)………………………………………………………4</p><p>　　2、總體框圖 ………………………………………………………4</p><p>　　3、整體設(shè)計(jì)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(hào)轉(zhuǎn)換開關(guān)…………………………………………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(zhuǎn)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(jié) ………………………………………

6、…………13</p><p>　　六、鳴謝…………………………………………… ………14</p><p>　　七、參考文獻(xiàn) …………………………………………………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(chǎn)中的各個(gè)領(lǐng)域，凡是有自動(dòng)控制要求的地方都會(huì)有單片機(jī)的身影出現(xiàn)，從簡(jiǎn)單到復(fù)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(jī)的使用需求。</p><p>　　單片機(jī)的應(yīng)用有利于產(chǎn)品的小型化、多功能化和智能化，有助于提高勞動(dòng)效率，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，提高產(chǎn)品質(zhì)量，改善勞動(dòng)環(huán)境，減少能源和材料消耗，保證安全等，</p><p>　　但是，單片機(jī)應(yīng)用的意義絕不僅限于它的廣闊的

8、范圍以及所帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)效益上，更重要的意義還在于：?jiǎn)纹瑱C(jī)的應(yīng)用正從根本上改變著傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)思想和設(shè)計(jì)方法。從前必須由模擬電路或數(shù)字電路實(shí)現(xiàn)的大部分控制功能，現(xiàn)在已經(jīng)能使用單片機(jī)通過軟件（程序）方法實(shí)現(xiàn)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(shù)，稱為微控制技術(shù)。微控制技術(shù)是一種全新的概念，是對(duì)傳統(tǒng)控制技術(shù)的一次革命。隨著單片機(jī)應(yīng)用的推廣普及，微控制技術(shù)必將不斷發(fā)展、日益完善和更加充實(shí)！</p><p

9、><b>　　2004年12月</b></p><p><b>　　課程設(shè)計(jì)說明書</b></p><p>　　1．項(xiàng) 目：熱電偶多路溫度檢測(cè)儀 </p><p>　　設(shè)計(jì)多路轉(zhuǎn)換開關(guān)、差分放大電路等對(duì)4種不同熱電偶的輸出信號(hào)巡回檢測(cè)、 顯示、鍵盤參數(shù)設(shè)置、 打印溫度等功能。</p><p&

10、gt;<b>　　2．具體要求：</b></p><p>　　（1）ADC0809轉(zhuǎn)換</p><p><b>　?。?）LED顯示</b></p><p><b>　?。?）鍵盤參數(shù)設(shè)置</b></p><p><b>　　（4）模擬量輸出</b><

11、;/p><p><b>　?。?）數(shù)據(jù)打印</b></p><p><b>　　3、系統(tǒng)綜述：</b></p><p>　　根據(jù)以上要求，本系統(tǒng)從軟件到硬件都做了精心的設(shè)計(jì)，其特色如下：</p><p>　　（1）四級(jí)量程轉(zhuǎn)換，提高了分辨率</p><p>　?。?）設(shè)定報(bào)警閥值

12、，屏蔽字母鍵，防止誤動(dòng)作</p><p>　　（3）采用采樣多次取其均值的數(shù)字濾波技術(shù)，使顯示更穩(wěn)定</p><p>　?。?）設(shè)定值可任意給定和修改</p><p>　?。?）設(shè)定值和所選量程及AD采樣值都在LED上顯示，便于核對(duì)</p><p>　　（6）設(shè)定報(bào)警閥值和量程轉(zhuǎn)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(shè)定報(bào)警閥值</p><p>　　按下NEXT鍵，開始顯示溫度</p><p>　　5．課程設(shè)計(jì)所用芯片：</p><p><b>　　溫度傳感器</b></p><p><b>　　差動(dòng)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(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　1

16、．軟硬件平臺(tái)</b></p><p>　　啟東計(jì)算機(jī)廠ＤＶＣＣ 實(shí)驗(yàn)儀器產(chǎn)品介紹：</p><p>　　ＤＶＣＣ系列實(shí)驗(yàn)儀為啟東計(jì)算機(jī)廠深入研究教學(xué)實(shí)驗(yàn)的需求，結(jié)合多年單片機(jī)仿真器的強(qiáng)大技術(shù)實(shí)力，潛心開發(fā)研制生產(chǎn)的新一代實(shí)驗(yàn)儀系列產(chǎn)品。</p><p>　?。模郑茫脤?shí)驗(yàn)系統(tǒng)為實(shí)驗(yàn)儀的最新版本配套軟件,運(yùn)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(diào)試/實(shí)驗(yàn)指南于一體。</p><p>　　調(diào)試部分調(diào)試軟件方便實(shí)用，可方便得進(jìn)行實(shí)驗(yàn)源程序的調(diào)試，各種系統(tǒng)寄存器、標(biāo)志位、RAM區(qū)方便直觀地的顯示修改。實(shí)驗(yàn)指南部分包含實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)原理圖、實(shí)驗(yàn)位置圖、以及實(shí)驗(yàn)中用到的部分芯片資料。</p><p>　　2．熱電偶多路溫度檢測(cè)儀的總體結(jié)構(gòu)框圖：</p><p

18、><b>　　3．總體設(shè)計(jì)思路：</b></p><p>　　根據(jù)課程設(shè)計(jì)總體結(jié)構(gòu)框圖，擬定了如下設(shè)計(jì)思路：</p><p>　　傳感器部分：使用溫度傳感器進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)溫度數(shù)據(jù)采集，并把溫度信號(hào)通過傳感器轉(zhuǎn)變成電壓信號(hào)，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(lái)的電信號(hào)進(jìn)行濾波處理，去除干擾

19、信號(hào)和不適合測(cè)量溫度的電信號(hào)。使用差動(dòng)放大器，給電信號(hào)進(jìn)行放大，適合A/D轉(zhuǎn)換。</p><p>　　A/D轉(zhuǎn)換：使用A/D0809把電信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，并進(jìn)行標(biāo)度轉(zhuǎn)換，使輸出量為0~99的十進(jìn)制數(shù)，存在單片機(jī)的內(nèi)存單元中。</p><p>　　LED顯示：把A/D轉(zhuǎn)化的并已經(jīng)存放在單片機(jī)中的數(shù)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(shè)計(jì)鍵盤，實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的控制。</p><p>　　燈光報(bào)警：設(shè)定上限、下限進(jìn)行報(bào)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(hào)處理單元（放大器，濾波器等）、 A/D轉(zhuǎn)換、微

21、處理器（MCU）、鍵盤、顯示、打印、報(bào)警、多路轉(zhuǎn)換開關(guān)、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(shè)計(jì)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(hù)管、絕緣套管、接線端子、熱電極組成基本結(jié)構(gòu)，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(jié)構(gòu)原理是：由導(dǎo)體、高純氧化鎂和不銹鋼保護(hù)管經(jīng)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(jié)構(gòu)，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(dòng)、熱響應(yīng)時(shí)間快和堅(jiān)固耐用等許多優(yōu)點(diǎn)。它和裝配式熱電偶一樣，作為測(cè)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(cè)量各種生產(chǎn)過程中從0℃～800℃范圍內(nèi)的液體、氣體介質(zhì)以及固體表面的溫度。</p><p>　　2、多路模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換開關(guān)（MUX）</p><p>　　多路轉(zhuǎn)換器有普通型和精密型兩種，本設(shè)計(jì)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(gè)系統(tǒng)而言，各種電磁干擾在接口處最為嚴(yán)重，它既能將系統(tǒng)外部的電磁干擾傳導(dǎo)或輻射到系統(tǒng)內(nèi)部，又可將系統(tǒng)內(nèi)部的電磁干擾傳導(dǎo)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(hào)傳輸，同時(shí)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(yùn)算放大器的重要組成單元，它既能放大直流信號(hào)，又能放大交流信號(hào)；它對(duì)差模信號(hào)具有很強(qiáng)的放大能力，而對(duì)共模信號(hào)卻具有很強(qiáng)的抑制能力。 差

26、分式放大電路是一個(gè)雙口網(wǎng)絡(luò)，每個(gè)端口有兩個(gè)端子，可以輸入兩個(gè)信號(hào)，輸出兩個(gè)信號(hào)。其端口結(jié)構(gòu)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(gè)雙口網(wǎng)絡(luò)，但每個(gè)端口都有一個(gè)端子接地。因此，只能輸入一個(gè)信號(hào)，輸出一個(gè)信號(hào)。</p><p><b>　　5．A/D轉(zhuǎn)換電路</b></p><p>　　本設(shè)計(jì)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(zhuǎn)換芯片，其分辨率為8位，轉(zhuǎn)換時(shí)間為100微秒，輸入電壓為0-5伏，單電源，中速，無(wú)漏碼，不必調(diào)零和調(diào)滿刻度。使用簡(jiǎn)單，但必須外加時(shí)鐘。</p><p>　　6．微處

28、理器（MCU）</p><p>　　80C51是INTEL公司MCS-51系列單片機(jī)中最基本的產(chǎn)品，它采用INTEL公司可靠的CHMOS工藝技術(shù)制造的高性能8位單片機(jī)，屬于標(biāo)準(zhǔn)的MCS-51的HCMOS產(chǎn)品。它結(jié)合了HMOS的高速和高密度技術(shù)及CHMOS的低功耗特征，它繼承和擴(kuò)展了MCS-48單片機(jī)的體系結(jié)構(gòu)和指令系統(tǒng)。     80C51內(nèi)置中央處理單元、128字節(jié)內(nèi)

29、部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器RAM、32個(gè)雙向輸入/輸出(I/O)口、2個(gè)16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器和5個(gè)兩級(jí)中斷結(jié)構(gòu)，一個(gè)全雙工串行通信口，片內(nèi)時(shí)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(jié)CPU而RAM定時(shí)器、串行口和中斷系統(tǒng)維持其功能。掉電模式下，保存RAM數(shù)據(jù)，時(shí)鐘振蕩停止，同時(shí)停止芯片內(nèi)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(shù)字鍵，數(shù)碼管上應(yīng)相應(yīng)能顯示按下的數(shù)字，按下功能鍵，能相應(yīng)執(zhí)行其它功能程序。</p><p>　　利用8279可以實(shí)現(xiàn)對(duì)鍵盤/

31、顯示器的自動(dòng)掃描，以減輕CPU負(fù)擔(dān)，具有顯示穩(wěn)定，程序簡(jiǎn)單，不會(huì)出現(xiàn)誤動(dòng)作等特點(diǎn)。本設(shè)計(jì)利用8279實(shí)現(xiàn)顯示掃描自動(dòng)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(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)系統(tǒng)上按F2鍵進(jìn)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(shù)字鍵，數(shù)碼管上應(yīng)相應(yīng)能顯示按下的數(shù)字，按下功能鍵，能相應(yīng)執(zhí)行其它功能程序。</p><p><b>　　8279流程框圖

34、：</b></p><p><b>　　總結(jié)</b></p><p>　　為期兩周的課程設(shè)計(jì)結(jié)束了。通過本次的智能儀器課程設(shè)計(jì)，加深了我單片機(jī)方面的知識(shí)也經(jīng)驗(yàn)，也提高了我對(duì)課本上知識(shí)的認(rèn)識(shí)。在設(shè)計(jì)的過程中，培養(yǎng)并提高了個(gè)人的動(dòng)手能力和實(shí)踐能力。</p><p>　　在實(shí)驗(yàn)的同時(shí)也遇到了不少的困難，對(duì)芯片的不熟悉、還有對(duì)課本上的知識(shí)不

35、能完全弄懂，所以對(duì)著這個(gè)課題顯得還有點(diǎn)難。</p><p>　　本設(shè)計(jì)我采用的是使用一個(gè)模塊作為主模塊進(jìn)行全局控制，與各個(gè)功能模塊相連，實(shí)現(xiàn)各自的功能，然后再把這些模塊結(jié)合起來(lái)。</p><p>　　本次實(shí)驗(yàn)中我把鍵盤這個(gè)模塊作為主控制模塊， </p><p>　　總的來(lái)說達(dá)到了老師所給的設(shè)計(jì)要求。并且促進(jìn)了個(gè)人思維的發(fā)展，提高了自己的創(chuàng)新意識(shí)，對(duì)以后到社會(huì)中工作奠

36、定了一個(gè)好的基礎(chǔ)。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　1．楊欣榮．《智能儀器原理、設(shè)計(jì)與發(fā)展》．中南大學(xué)出版社，2003</p><p>　　2．徐仁貴等．《單片微型計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)》．機(jī)械工業(yè)出版社，2001</p><p>　　3．李廣弟等．《單片機(jī)基礎(chǔ)》修訂本．北京航空航天大學(xué)出版社，

37、2001</p><p>　　4．公茂法等．《單片機(jī)人機(jī)接口實(shí)例》．北京航空航天大學(xué)出版社，1998</p><p>　　5．王福瑞等．《單片微機(jī)測(cè)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)大全》．北京航空航天大學(xué)出版社，1999</p><p>　　6．徐仁貴等．《單片微型計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)》．機(jī)械工業(yè)出版社，2001</p><p>　　7．先鋒工作室編．《單片機(jī)程序設(shè)計(jì)實(shí)