單片機(jī)設(shè)計(jì)報(bào)告 模板

1、單片機(jī)原理及系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)評(píng)語(yǔ)：考勤10分守紀(jì)10分過(guò)程30分設(shè)計(jì)報(bào)告30分答辯20分總成績(jī)(100)專(zhuān) 業(yè)： 電氣工程及自動(dòng)化 班 級(jí)： 氣1403 姓 名: 王攀 學(xué) 號(hào)： 201408901 指導(dǎo)教師： 茍軍年 蘭州交通大學(xué)自動(dòng)化與電氣工程學(xué)院2016年12月31日單片機(jī)原理及系統(tǒng)課程設(shè)報(bào)告基于單片機(jī)的多路數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)1 引言 經(jīng)過(guò)這次課程設(shè)計(jì)進(jìn)一步的去培養(yǎng)學(xué)生的工程設(shè)計(jì)能力和工程設(shè)計(jì)思想，同樣把書(shū)本的知識(shí)應(yīng)用到實(shí)際當(dāng)中去，考察了學(xué)生的實(shí)際操作能力和理論知識(shí)與實(shí)際應(yīng)用相結(jié)合的能力。1.1 設(shè)計(jì)目的 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)用于將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為計(jì)算機(jī)可以識(shí)別的數(shù)字信號(hào)。該系統(tǒng)目的是便于對(duì)某些物理量進(jìn)行監(jiān)

2、視。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的好壞取決于他的精度和速度。設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)在保證精度的情況下盡可能的提高速度以滿(mǎn)足實(shí)時(shí)采樣、實(shí)時(shí)處理、實(shí)時(shí)控制的要求。在科學(xué)研究中應(yīng)用該系統(tǒng)可以獲得大量動(dòng)態(tài)物理量，是研究瞬間物理過(guò)程的重要手段，亦是獲取科學(xué)奧秘的重要手段之一。本文采用的方法設(shè)計(jì)，用到的集成芯片主要有89C51單片機(jī)、ADC0808等。ADC0808主要作用是對(duì)八路模擬信號(hào)進(jìn)行選擇采集，并將其轉(zhuǎn)化為八位數(shù)字信號(hào),再送至主控制器(89C51單片機(jī))輸出顯示。2 設(shè)計(jì)方案及原理2.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案 利用MCS-51系列單片機(jī)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)易數(shù)字電壓表測(cè)量05v的8路輸入電壓值，并在四位數(shù)碼管上輪流顯示或單路選擇顯示。測(cè)量誤差約為

3、±0.05V。 系統(tǒng)設(shè)計(jì)方框圖如圖1所示。2.2 設(shè)計(jì)原理 通過(guò)調(diào)節(jié)可變電阻實(shí)現(xiàn)0-5V的電壓輸出作為8路輸入信號(hào)使用，每路信號(hào)用2位LED顯示采集的結(jié)果。報(bào)警：任意一路超過(guò)某一門(mén)限（自己設(shè)定）是，發(fā)出報(bào)警（聲音+燈閃爍，并通過(guò)燈指示是哪一路報(bào)警），同時(shí)停止采集。3.1電路原理圖P3.0為開(kāi)始搶答，P3.1為停止，P1.0-P1.7為八路搶答輸入，數(shù)碼管段選P0口，位選P2口低3位，蜂鳴器輸出為P3.6口。P3.4為時(shí)間加1調(diào)整，P3.5時(shí)間減1調(diào)整，P3.2搶答時(shí)間調(diào)整鍵，P3.3答題時(shí)間調(diào)整鍵，如圖1。圖1 系統(tǒng)原理總框圖3.2硬件電路板焊接該搶答器系統(tǒng)由按鍵模塊、非法搶答模塊、

4、正確搶答模塊、調(diào)整搶答時(shí)間模塊、調(diào)整回答時(shí)間模塊和數(shù)碼顯示等六個(gè)模塊構(gòu)成，現(xiàn)將主要的元器件羅列如下。如表1。表1 硬件電路板主要元器件名稱(chēng)單位數(shù)量AT89C51芯片四位共陰極數(shù)碼管電阻電阻電容晶振自復(fù)式開(kāi)關(guān)電路板10k30pf12MHz150×200111121141 在我們共同進(jìn)行了實(shí)物電路的搭建工作后，由陳會(huì)麗完成實(shí)物電路版的焊接過(guò)程。4 軟件設(shè)計(jì) 4.1 Proteus軟件仿真 4.11時(shí)鐘電路 XTAL1是片內(nèi)振蕩器的反相放大器輸入端，XTAL2則是輸出端，使用外部振蕩器時(shí)，外部振蕩信號(hào)應(yīng)直接加到XTAL1，而XTAL2懸空。內(nèi)部方式時(shí)，時(shí)鐘發(fā)生器對(duì)振蕩脈沖二分頻，如晶振為1

5、2MHz，時(shí)鐘頻率就為6MHz。晶振的頻率可以在1MHz-24MHz內(nèi)選擇。電容取30PF左右。系統(tǒng)的時(shí)鐘電路設(shè)計(jì)是采用的內(nèi)部方式，即利用芯片內(nèi)部的振蕩電路如圖2所示2。 圖2時(shí)鐘電路圖 4.12復(fù)位電路 復(fù)位電路如下圖3所示，按鍵沒(méi)有按下時(shí)，RST端接電容下極板是低電平，按鍵按下時(shí)，RST端接在電阻上端變?yōu)楦唠娖剑_(dá)到復(fù)位的目的2。 圖3復(fù)位電路圖 4.13數(shù)據(jù)采集模塊 通過(guò)ADC0809采集數(shù)據(jù)，輸入到單片機(jī)內(nèi)，如圖4所示： 圖4數(shù)據(jù)采集模塊電路圖 4.14顯示電路 通過(guò)4位數(shù)碼管來(lái)顯示，如圖5所示： 圖5顯示電路圖 4.2 程序流程圖在本設(shè)計(jì)中包括了主程序，顯示子程序，A/D轉(zhuǎn)換子程序，

6、數(shù)據(jù)處理子程序。主流程圖如6： 圖6 主程序流程圖顯示子程序其設(shè)計(jì)流程圖如圖7：圖7 顯示子流程圖 A/D轉(zhuǎn)換子程序流程圖如圖8：圖8 A/D轉(zhuǎn)換子流程圖數(shù)據(jù)處理子程序，其流程圖如圖9。圖9 倒計(jì)時(shí)中斷流程圖總 結(jié)在本次設(shè)計(jì)八路多功能搶答器的課設(shè)過(guò)程中，我們利用AT89C51單片機(jī)及外圍接口實(shí)現(xiàn)搶答系統(tǒng)，利用單片機(jī)的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器定時(shí)和計(jì)數(shù)的原理實(shí)現(xiàn)對(duì)選手搶答時(shí)間和答題時(shí)間的限制的功能，我們結(jié)合匯編語(yǔ)言源程序，利用Proteus和Keil軟件設(shè)計(jì)出實(shí)驗(yàn)電路，并且完成了電路板的焊接工作，將軟件和硬件結(jié)合在一起完成了課設(shè)的任務(wù)。在本次課設(shè)中，我意識(shí)到將理論知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合的重要性，對(duì)于單片機(jī)這樣的

7、課程，僅僅通過(guò)了解課本上的知識(shí)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的,我通過(guò)查資料和搜集有關(guān)文獻(xiàn)，培養(yǎng)了自學(xué)能力，通過(guò)利用軟件仿真和焊接電路，在很大程度上提高了我的動(dòng)手能力。我們?cè)谡n設(shè)的過(guò)程中，遇到了很多問(wèn)題，比如我在仿真的過(guò)程中錯(cuò)把共陰極數(shù)碼管接成了共陽(yáng)極數(shù)碼管，使得數(shù)碼管無(wú)法正常顯示，通過(guò)查資料我明白了共陰極數(shù)碼管是高電平驅(qū)動(dòng)，公共端是負(fù)極，共陽(yáng)極數(shù)碼管是低電平驅(qū)動(dòng)，公共端是正極，類(lèi)似的問(wèn)題出現(xiàn)了很多，我們通過(guò)一一排查，終于完成了課設(shè)任務(wù)，結(jié)果表明，有付出必有收獲，把握重點(diǎn)、攻克難關(guān)，活學(xué)活用對(duì)于牢固的掌握知識(shí)，是非常有用的。在此次課設(shè)中，我學(xué)到了很多，也通過(guò)不斷糾正自己的錯(cuò)誤，意識(shí)到自身的不足，我對(duì)知識(shí)的掌握還沒(méi)

8、有實(shí)現(xiàn)深層次的理解記憶，我相信這些教訓(xùn)都為我以后的學(xué)習(xí)奠定了良好的基礎(chǔ)，時(shí)刻牢記團(tuán)隊(duì)合作、堅(jiān)持與努力的重要性。參 考 文 獻(xiàn)1 王思明,張金敏,茍軍年.單片機(jī)原理及應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)M.北京:人民郵電出版社,2008.2 馮育長(zhǎng),鄒小兵.單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)例指導(dǎo)M. 西安：西安電子科技大學(xué)出版社,2004.說(shuō)明：1. 一級(jí)標(biāo)題、二級(jí)標(biāo)題及表格、圖的格式參考模板進(jìn)行設(shè)置；以現(xiàn)有模板為主，不得更改。格式具體要求通過(guò)選擇相應(yīng)內(nèi)容部分查看WORD模板里所含的設(shè)置參數(shù)。2. 負(fù)責(zé)硬件設(shè)計(jì)的同學(xué)，報(bào)告中應(yīng)該重點(diǎn)體現(xiàn)硬件的設(shè)計(jì)思路，原理等，負(fù)責(zé)軟件設(shè)計(jì)的同學(xué)，報(bào)告中應(yīng)該以軟件實(shí)現(xiàn)思路，流程等內(nèi)容為主。3. 注意所

9、有截圖的寬度約占3分之2頁(yè)面，所有的圖、表、公式必須在報(bào)告中引用。附錄B 源程序LED1 EQU 30H ;初始化定義 LED2 EQU 31H LED3 EQU 32H ;存放三個(gè)數(shù)碼管的段碼 ADC EQU 35H ;存放轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù) ST BIT P3.2 OE BIT P3.0 EOC BIT P3.1 ;定義ADC0809的功能控制引腳 ORG 0000H LJMP MAIN ;跳轉(zhuǎn)到主程序執(zhí)行ORG 0030H MAIN: MOV LED1,#00H MOV LED2,#00H MOV LED3,#00H ;寄存器初始化 CLR P3.4 SETB P3.5 CLR P3.6 ;選

10、擇ADC0809的通道2 WAIT: CLR ST SETB ST CLR ST ;在脈沖下降沿啟動(dòng)轉(zhuǎn)換 JNB EOC,$ ;等待轉(zhuǎn)換結(jié)束 SETB OE ;允許輸出信號(hào) MOV ADC,P1 ;暫存A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果 CLR OE ;關(guān)閉輸出 MOV A,ADC ;將轉(zhuǎn)換結(jié)果放入A中，準(zhǔn)備個(gè)位數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換 MOV B,#50 ;變換個(gè)位調(diào)整值50送BDIV AB MOV LED1,A ;將變換后的個(gè)位值送顯示緩沖區(qū)LED1 MOV A,B ;將變換結(jié)果的余數(shù)放入A中，準(zhǔn)備十分位變換 MOV B,#5 ;變換十分位調(diào)整值5送BDIV AB MOV LED2,A ;將變換后的十分位值送LED2 MOV

11、 LED3,B ;最后的余數(shù)作百分位值送LED3 LCALL DISP ;調(diào)用顯示程序 AJMP WAIT DISP:MOV R1,#LED1 ; 顯示子程序 CJNE R1,#5,GO ;R1=5V?是往下執(zhí)行，否，則到GOMOV LED2,#0H ;是5V，即最高值，將小數(shù)的十分位清零MOV LED3,#0H ;將小數(shù)的百分位清零GO:MOV R2,#3 ;顯示位數(shù)賦初值，用到3位數(shù)碼管 MOV R3,#0FDH ;掃描初值送R3DISP1:MOV P2,#0FFH ;關(guān)閉顯示，目的防止亂碼 MOV A,R1 ;顯示值送A MOV DPTR,#TAB ;送表地址給DPTR MOVC A,A+DPTR ;查表取段碼 CJNE R2,#3,GO1 ;判斷是否個(gè)位數(shù)碼管？否則跳到GO1 ORL A,#80H ;將整數(shù)的數(shù)碼管顯示小數(shù)點(diǎn) GO1:MOV P0,A ;送段碼給P0口MOV A,R3 MOV P2,A ;送位碼給P2口 LCALL DELAY ;調(diào)用延時(shí) MOV R3,A RL A ;改變位碼 MOV R3,A INC R1 ;改變段碼 DJNZ