2023年全國碩士研究生考試考研英語一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁
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文檔簡介

1、<p>  課 程 設(shè) 計 說 明 書</p><p>  學(xué)生姓名: 學(xué) 號: </p><p>  學(xué) 院: 信息與通信工程學(xué)院 </p><p>  專 業(yè): 電子信息科學(xué)與技術(shù) </p><p>  題 目:

2、 光電轉(zhuǎn)速計的設(shè)計 </p><p>  2011 年 12 月 19 日</p><p>  課 程 設(shè) 計 任 務(wù) 書</p><p>  課 程 設(shè) 計 任 務(wù) 書</p><p><b>  目錄</b></p><p>  一、關(guān)

3、鍵字……………………………………………………………………1</p><p>  二、項目設(shè)計目的及技術(shù)要求……………………………………………1</p><p>  1)設(shè)計目的………………………………………………………………1</p><p>  2)技術(shù)要求………………………………………………………………1</p><p>  三、項目設(shè)計

4、方案論證………………………………………………………2</p><p>  1)方案結(jié)構(gòu)圖……………………………………………………………3</p><p>  2)方案論證………………………………………………………………3</p><p>  3)程序流程………………………………………………………………5</p><p>  4)電路圖…………

5、………………………………………………………6</p><p>  四、項目設(shè)計結(jié)果分析 ……………………………………………………8</p><p>  1) 系統(tǒng)調(diào)試 ……………………………………………………………9</p><p>  2) 實驗結(jié)果分析 ………………………………………………………9</p><p>  3)元件清單 ……

6、………………………………………………………9</p><p>  五、程序清單…………………………………………………………………10</p><p>  六、參考文獻…………………………………………………………………13</p><p><b>  一、關(guān)鍵字</b></p><p>  光電轉(zhuǎn)速計 51單片機 光電傳感

7、器</p><p>  二、項目設(shè)計目的及技術(shù)要求</p><p><b>  1)設(shè)計目的:</b></p><p>  1.熟悉掌握AT89C51系列單片微型計算機的工作原理;</p><p>  2. 掌握利用MCU創(chuàng)建工程項目,并可用于實際項目;</p><p>  3.理解51系列單片機

8、的信號采集,及其數(shù)據(jù)處理的過程;</p><p>  4.了解光電傳感器的工作原理及其使用方法。</p><p><b>  2)技術(shù)要求:</b></p><p>  1.光電轉(zhuǎn)速計要求:</p><p>  1).設(shè)計完整的轉(zhuǎn)速計智能產(chǎn)品;</p><p>  2).利用光電傳感器采集數(shù)據(jù);&

9、lt;/p><p>  3).利用AT89C52作為MCU,處理數(shù)據(jù),并顯示轉(zhuǎn)速。</p><p><b>  2.擴展部分要求:</b></p><p>  .使用LCD1602顯示信息;</p><p>  .擴展計算里程功能,計算產(chǎn)品運行的距離;</p><p>  .擴展外部存儲器EEPROM

10、,記錄總行程。</p><p><b>  報告要求:</b></p><p>  1).根據(jù)設(shè)計的電路,用protel工具,畫出完整的硬件電路圖及PCB板圖;</p><p>  2).熟悉C51語言,用C51完成系統(tǒng)的軟件編程,完成交通燈的控制程序;</p><p>  3).按要求撰寫課程設(shè)計報告。</p&g

11、t;<p>  三、項目設(shè)計方案論證</p><p><b>  1)方案結(jié)構(gòu)圖:</b></p><p><b>  2)方案論證:</b></p><p><b>  1.電源供電模塊</b></p><p>  為使模塊穩(wěn)定工作,須有可靠電源。我們考慮了兩種

12、電源方案</p><p>  方案一:采用獨立的穩(wěn)壓電源。此方案的優(yōu)點是穩(wěn)定可靠,且有各種成熟電路可供選用;缺點是各模塊都采用獨立電源,會使系統(tǒng)復(fù)雜,且可能影響電路電平。</p><p>  方案二:采用單片機控制模塊提供電源。改方案的優(yōu)點是系統(tǒng)簡明扼要,節(jié)約成本;缺點是輸出功率不高。</p><p>  綜上所述,我們選擇第二種方案。</p><

13、;p><b>  2.信號采集模塊</b></p><p>  該模塊分為兩個部分:光電傳感器部分和光脈沖信號整形部分。</p><p><b>  光電傳感器部分:</b></p><p>  方案一:選用單光束反射式紅外光電傳感器(ST188),其特點是:采用高發(fā)射功率紅外光電二極管和高靈敏度光電晶體管組成;其檢

14、測距離為4--13mm。 如右上圖為ST188封裝實物圖AK為發(fā)光二極管,EC為光敏三極管。它具有很好的開關(guān)特性,使用于耦合電路,控制電路,及信號傳遞電路。</p><p>  方案二:選用光敏電阻(P1201)作為光電傳感器。其特點是:采用硅光材料感光技術(shù),光敏電阻的阻值與其光強具有很好的線性關(guān)系;其檢測距離為:3mm--20mm</p><p>  如右上

15、圖為P1201實物封裝;其電阻值隨光強的增加而減小。光敏電阻廣泛用于光源的檢測,光照大小檢測。</p><p>  比較上述兩種方案,利用光電對管ST188的開關(guān)特性,檢測轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速比較容易實現(xiàn),因此選擇方案一。</p><p>  光脈沖信號整形部分:</p><p>  方案一:經(jīng)電壓比較器LM311,對光脈沖信號進行整形,得到一個較好的脈沖信號,在經(jīng)過施密特觸發(fā)

16、器進行二次整形,以便于單片機識別信號。另外,加一個電容進行濾波。</p><p>  方案二:經(jīng)電壓比較器LM393,對光脈沖信號進行整形,再由兩個與非門74LS00構(gòu)成的RS觸發(fā)器對信號進行濾波及二次整形。</p><p>  對比兩種方案,方案一較為經(jīng)濟,且實現(xiàn)方便,因此 選擇方案一。</p><p><b>  3.按鍵控制模塊</b>&

17、lt;/p><p>  按鍵是輸入設(shè)備,是人為控制的關(guān)鍵因素。</p><p>  方案一:利用矩陣按鍵,有多按鍵,輸入方便,控制簡單。但矩陣按鍵浪費CPU時間,影響工作效率。</p><p>  方案二:普通單排按鍵,CPU掃描簡便,效率較高,且易于控制。效率較矩陣按鍵有明顯提高。</p><p>  方案三:只用一個按鍵,利用其復(fù)用,可實現(xiàn)一

18、個按鍵控制多個功能。效率高實現(xiàn)方便。</p><p>  使用一個按鍵方便用戶控制,且節(jié)約成本。因此選擇方案三。</p><p>  4.EEPROM數(shù)據(jù)存儲模塊</p><p>  顯示里程需要記錄數(shù)據(jù),89C51系列片內(nèi)沒有EEPROM,因此,需要外接EEPROM。</p><p>  方案一:選用并行EEPROM(2804),4K內(nèi)存的

19、EEPROM。并行EEPROM寫入數(shù)據(jù)及讀出數(shù)據(jù)速度快,但其可擦寫次數(shù)少,不宜用于記錄里程。</p><p>  方案二:選用串行EEPROM(AT24C02),2K內(nèi)存的EEPROM。串行EEPROM使用的是總線技術(shù),單片機模擬總線方式,可實現(xiàn)對串行EEPROM的讀寫操作。AT24C02可擦寫次數(shù)達10萬次左右,可用于更新數(shù)據(jù)快的產(chǎn)品。</p><p>  綜合上述兩種方案,選擇價格較低

20、的串行EEPROM(AT24C02),較為合適。</p><p>  5.信息輸出顯示模塊</p><p>  顯示模塊是輸出設(shè)備,是人機交互的重要環(huán)節(jié)。</p><p>  方案一:選用開發(fā)板上的串行LED顯示轉(zhuǎn)速及里程,四位數(shù)碼管顯示的數(shù)據(jù)制約性比較大,無法實現(xiàn)顯示多個信息。</p><p>  方案二:選用LCD1602顯示信息,LCD

21、1602可顯示2*16個字符。極大地滿足了多信息輸出的需要。</p><p>  綜合上述兩種方案,因此選擇方案二的LCD1602進行信息輸出。</p><p><b>  3)程序流程:</b></p><p>  該產(chǎn)品系統(tǒng)程序分為四個部分:LCD驅(qū)動,EEPROM驅(qū)動,初始化,定時器及中斷采樣!各個部分詳細程序流程圖如下所示:</p

22、><p><b>  4)電路圖:</b></p><p><b>  原理圖</b></p><p><b>  仿真圖</b></p><p><b>  PCB圖</b></p><p>  四、項目設(shè)計結(jié)果分析</p>

23、;<p><b>  1) 系統(tǒng)調(diào)試</b></p><p> ?。?).LCD顯示初始化測試</p><p>  搭建完成LCD1602,下載程序,調(diào)試結(jié)果。在LCD上從左到右顯示“DAN PIAN JI KE SHE !”“GUANG DIAN ZHUAN SU JI!”顯示完畢后清屏。接著從左到右依次顯示姓名學(xué)號!然后顯示出示的轉(zhuǎn)速及里程。初始化完

24、畢!</p><p> ?。?).AT24C02讀寫的測試</p><p>  連接AT24C02到電路上,下載程序,調(diào)試結(jié)果。先向AT24C02中寫入數(shù)據(jù)123456,掉電后讀取AT24C02內(nèi)存的數(shù)據(jù),并在里程中顯示,得到結(jié)果12.3456。調(diào)試完成</p><p>  (3).按鍵功能測試</p><p>  以上部分調(diào)試完成后,測試按

25、鍵功能,按下按鍵切換顯示的狀態(tài)??稍谵D(zhuǎn)速及速度中循環(huán)轉(zhuǎn)換顯示。若長按按鍵,轉(zhuǎn)速及里程數(shù)據(jù)清空。功能實現(xiàn)則調(diào)試完成!</p><p><b> ?。?).系統(tǒng)測試</b></p><p>  連接電路,下載程序,單片機上電,進行系統(tǒng)測試!</p><p>  初始化完成后,光電對管對檢測盤進行檢測,引入INT1引腳中,進行信號采集及其處理,顯示轉(zhuǎn)

26、速信息,存儲里程信息并顯示。</p><p>  用按鍵控制顯示方式,切換顯示轉(zhuǎn)速及速度。長按清空所有存儲數(shù)據(jù)。</p><p><b>  系統(tǒng)測試完成!</b></p><p><b>  2) 實驗結(jié)果分析</b></p><p>  運行程序,LCD上顯示轉(zhuǎn)速和里程或速度和里程。調(diào)節(jié)調(diào)速電位

27、計,電機轉(zhuǎn)速發(fā)生變化,并在LCD上顯示相對應(yīng)的轉(zhuǎn)速或速度。長按控制按鈕,將里程數(shù)據(jù)清零,使遮光板轉(zhuǎn)動進行檢測。</p><p>  由于遮光板有八條反射板,因此每接收八個光脈沖信號,里程將自動加1.57M,并加以顯示。沒接收兩個光脈沖信號,讀取之間的時間值為int_tp ms。因此可以計算出相應(yīng)的速度值和轉(zhuǎn)速值!</p><p><b>  3 )元件清單</b>&l

28、t;/p><p>  元件型號數(shù)量</p><p>  LCD1602JHD162A1個</p><p>  光電對管ST1881個</p><p>  電壓比較器LM3111個</p><p>  施密特觸發(fā)器CD4010

29、61個</p><p>  EEPROM AT24C02 1個 </p><p>  電阻180,10K 10個</p><p><b>  五、程序清單:</b></p><p>  // 1602 2*16字符 第一行0x80 第二行0xc0

30、</p><p>  // 24C02存儲 0x00-0x06: 99 99 99 99 cm </p><p>  // 0x2e,0x6b,0x6d,0x06,0x07,0x20,0x3d 0x30-0x36開始是數(shù)字0-9 </p><p>  //------頭-----------------------------------------------

31、--------- </p><p><b>  //申明 </b></p><p>  #include "REG52.H" </p><p>  #include "INTRINS.H" </p><p>  #define uchar unsigned char </p

32、><p>  #define uint unsigned int</p><p>  //輪周長1.57m及各位值 1ms取 1.57*(1/1)*1000*100/8 </p><p>  #define spee 19625</p><p>  #define roun 12500</p><p>  #de

33、fine mile_h 1 </p><p>  #define mile_m 5 </p><p>  #define mile_l 7</p><p>  unsigned char code display_kecheng[]={"Dan Pian Ji Ke She! "}; //單片機課設(shè)</p><p>  

34、unsigned char code display_timu[] ={"Guang Dian Zhuan Su!"};//光電轉(zhuǎn)速計</p><p>  unsigned char code display_xingming[]={"Ma Shu Guang Gao Yang Ma Rui "};//姓名 </p><p>  

35、unsigned char code display_xuehao[] ={"0805014134 0805014113 0805014129 "};//學(xué)號</p><p>  unsigned char code display_round[] ={"*Round= . r/s"};//顯示速度</p><p>  unsigned ch

36、ar code display_speed[] ={"*Spped= . m/s"};//顯示速度</p><p>  unsigned char code display_mile[] ={"* Mile= . km"};//顯示里程</p><p>  unsigned char code digit[]={"0123456

37、789"}; //數(shù)字代碼 </p><p>  //單片機IO連接 </p><p>  #define LCD1602A_IO P0 </p><p>  sbit LCD1602A_RS = P1^0; </p><p>  sbit LCD1602A_RW = P1^1; </p><p&g

38、t;  sbit LCD1602A_EN = P1^2; </p><p>  sbit AT24C02_SDA = P3^0;</p><p>  sbit AT24C02_SCL = P3^1; </p><p>  sbit SIGN = P3^3; </p><p>  sbit KEY = P3^4;&

39、lt;/p><p>  //液晶驅(qū)動函數(shù)定義 `</p><p>  void LCD_RD_BUSY(void); //讀忙信號 </p><p>  void LCD_WR_CMD(uchar); //寫操作命令 </p><p>  void LCD_WR_DAT(uchar); //寫數(shù)據(jù) </p><p&

40、gt;  void LCD_WR(uchar,uchar); //輸出一個字符 </p><p>  //存儲IC驅(qū)動函數(shù)定義 </p><p>  void AT24C02_START(void); //開啟 </p><p>  void AT24C02_STOP(void); //停止 </p><p> 

41、 void AT24C02_CK(void); //時鐘 </p><p>  void AT24C02_WR_byte(uchar); //寫入單字節(jié) </p><p>  uchar AT24C02_RD_byte(void); //讀入單字節(jié) </p><p>  uchar AT24C02_RD(uchar); /

42、/從24c02的地址address中讀取一個字節(jié)數(shù)據(jù) </p><p>  void AT24C02_WR(uchar,uchar); //向24c02的address地址中寫入一字節(jié)數(shù)據(jù)info </p><p>  void AT24C02_WRAMD(void); //向AT24C02寫入數(shù)據(jù)</p><p>  void AT24C02_RD

43、AMD(void); //向AT24C02讀出數(shù)據(jù)</p><p><b>  //函數(shù)定義 </b></p><p>  void _init(void); //軟硬件初始化</p><p>  void LCD_init(void); //顯示題目,姓名,學(xué)號初始化 </p><p&g

44、t;  void AT24C02_init(void); //里程初始化</p><p>  void T1_INT1_init(void);//定時器初始化</p><p>  void dis_speed(void);//顯示速度</p><p>  void dis_round(void);//顯示轉(zhuǎn)速</p>&

45、lt;p>  void dis_dis(void); //顯示里程</p><p>  void key_cont(void);//按鍵控制顯示</p><p>  void _nus(uchar); //us延時 </p><p>  void _nms(uchar); //ms延時 </p>

46、<p><b>  //變量定義 </b></p><p>  uchar d_var[6]={0,0,0,0,0,0}; //距離的cm值0x00-0x05雙數(shù)計算</p><p>  uint timej; //時間周期個數(shù) </p><p>  uint timei; //顯示周期 </p&

47、gt;<p>  uint int_tp; //周期個數(shù)傳遞 </p><p>  uint sj; //s指示計數(shù) 存儲 </p><p>  uint ml;//里程 末位 0.01m </p><p>  uint sh;//顯示轉(zhuǎn)變</p><p>  //----

48、--主體-------------------------------------------------------- </p><p><b>  //主函數(shù) </b></p><p>  void main() </p><p><b>  { </b></p><p>  _init(

49、);</p><p><b>  while(1)</b></p><p><b>  {</b></p><p>  key_cont();</p><p><b>  };</b></p><p><b>  } </b>&

50、lt;/p><p>  //----END--------------------------------------------------------------- </p><p><b>  六、參考文獻</b></p><p>  [1]樓然苗等 51 系列單片機設(shè)計實例 北京航空航天出版社2003.3 </p>&

51、lt;p>  本書是為希望掌握單片機設(shè)計應(yīng)用技術(shù)的電子愛好者而編著的,除簡要地介紹51系列單片機的硬件資源及指令外,本書重點列舉了13個實際應(yīng)用設(shè)計實例。文中對實例的硬件電路原理、軟件設(shè)計的思路及功能模塊進行了詳細的介紹,并給出了完整的源程序及注釋,這對單片機初學(xué)者迅速理解單片機的設(shè)計應(yīng)用原理具有很好的效果。讀者可以參考書中給出的硬件電路及源程序進行實驗設(shè)計練習(xí),從而逐步掌握具體應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計方法。</p><

52、p>  [2] 唐俊翟等 單片機原理與應(yīng)用 冶金工業(yè)出版社2003.9 </p><p>  本書詳細講解了NCS-51單片機的原理及應(yīng)用。全書共11章,內(nèi)容包括單片機概述,硬件結(jié)構(gòu),指令系統(tǒng)及程序設(shè)計,定時器/計數(shù)器,中斷系統(tǒng),串行通信,擴展存儲器技術(shù),I/O口擴展設(shè)計,與鍵盤、顯示器、打印機的接口,與A/D、D/A轉(zhuǎn)換器的接口等,最后還介紹了應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計,并以實例的形式加以說明。</

53、p><p>  [3] 劉瑞新等 單片機原理及應(yīng)用教程 機械工業(yè)出版社 2003.7 </p><p>  本書詳盡地介紹了MCS—51系列單片機的硬件結(jié)構(gòu)、指令系統(tǒng)及編程、內(nèi)部功能及接口、系統(tǒng)外部功能的擴展、單片機系統(tǒng)開發(fā)及應(yīng)用實例,最后介紹了新型串行總線接口芯片、其他單片機類型及選購。書中通過大量的例題和由淺入深的單片機應(yīng)用實例,引導(dǎo)讀者逐步認識、熟知、應(yīng)用單片機。各章后配有

54、習(xí)題以鞏固學(xué)生所學(xué)的知識。 </p><p>  [4] 吳國經(jīng)等 單片機應(yīng)用技術(shù) 中國電力出版社2004.1 </p><p>  本書為高等學(xué)校培養(yǎng)應(yīng)用型人才教材之一,由具有豐富教學(xué)經(jīng)驗的一線教師編寫。本書是通用單片微型計算機應(yīng)用技術(shù)的入門教材,全書共12章及5附錄。內(nèi)容包括:計算機應(yīng)用的基礎(chǔ)知識、MCS-51單片機的內(nèi)部結(jié)構(gòu)原理和存儲系統(tǒng)、MCS-51系列單片機指

55、令系統(tǒng)、匯編語言程序設(shè)計、中斷與定時/計數(shù)器、單片機輸入/輸出端口及常用接口技術(shù)、單片機應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計方法及3個具體的應(yīng)用實例(包括硬件設(shè)計原理圖和軟件例程)、單片機仿真實驗系統(tǒng)和DBUGX編程軟件的使用方法、26個單片機軟硬件實驗指導(dǎo)。附錄中還附有常用集成電路引腳圖等參考資料以及學(xué)生實驗參考程序。</p><p>  [5] 馬忠梅等單片機C語言應(yīng)用程序設(shè)計 北京航空航天大學(xué)出版社 2003 </p&

56、gt;<p>  本書是針對目前最通用的單片機8051和目前最流行的程序設(shè)計語言C,以Franklin/Keil的C51編譯器為工具,講解單片機的C語言程序設(shè)計的教材。全書共十三章,既有單片機基礎(chǔ)知識部分;C5l P6基礎(chǔ)部分:數(shù)據(jù)與運算控制語句、構(gòu)造數(shù)據(jù)類型及函數(shù)與程序結(jié)構(gòu);又有C51的應(yīng)用部分:內(nèi)部資源、擴展資源、輸出控制、數(shù)據(jù)采集、機間通信及人機交互的C編程。本書還軟件工程推祟的模塊化編程技術(shù)有所闡述,特別還為實時控

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