單片機課程設計報告及說明書要求

1、-PAGE . z容要求說明書有目錄、封面容：第1章. 介紹Freescale 系列單片機 第2章. 介紹Freescale 系列單片機的最小系統(tǒng) 第3章. 自己考試題目的電路圖 第4章. 自己考試題目的源程序 第5章 課程設計心得3.全部容包括封面、目錄超過10頁。格式參見后頁。封面JIANGSU UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 本科課程設計論文星輪行星輪轉(zhuǎn)換式可爬樓輪椅設計題目二號宋體學院名稱： 汽車與交通工程學院 專業(yè)： 汽車效勞工程 班級： 10東汽服1 *： 10321245*：戴 文 龍 二一三 年 九 月-. z目 錄標題三號黑體序 言標題一四號黑體1第1章 課

2、題分析與方案論證21.1課題任務分析標題二小四號黑體21.2設計方案2第2章 硬件電路52.1 A/D硬件單元52.2.1電路設計標題三五號黑體5參考文獻6致 7目錄二字3號黑體居中，下空一行為章、節(jié)、小節(jié)及其開場頁碼。章為4號黑體，節(jié)為小4號黑體，小節(jié)及其開場頁碼為小4號宋體。章與章之間空一行。序 言自從單片機問世以來，在國外，它已廣泛應用于自動控制、數(shù)據(jù)采集和處理、家用電器等各方面，同時也滲透到其它各個科技領域。在國，雖然起步較晚，但由于單片機價廉物美、功能強、體積小、使用靈活方便，得到開展越來越多的開展，尤其在工業(yè)過程控制、自動化儀器等領域得到廣泛應用。對推動國家的工業(yè)現(xiàn)代化進程有著重大

3、意義?，F(xiàn)代工業(yè)中絕大局部的動力裝置都是用電機來實現(xiàn)的，由于電機并不能自身對轉(zhuǎn)速進展控制，在以前只能用機械裝置對電機進展調(diào)速，隨著機械調(diào)速裝置在實際應用中暴露出來的噪音、能耗大以及易磨損、占用空間大、安裝不便等問題，人們開場把目光投向了電子調(diào)速。本設計目的就是利用單片機對當前國使用最多的三種電機進展調(diào)速。本說明書共分為4章，第一章課題分析與方案論證；第二章對硬件進展了詳細的說明；第三章對系統(tǒng)的軟件進展了分析；第四章有選擇地列舉了軟硬件在調(diào)試過程中出現(xiàn)的問題，并對問題作出了分析；其中重點是單片機的各接口單元電路的設計，以及數(shù)據(jù)的顯示處理。設計的最終成果是能通過按鈕對電機的速度進展控制，并實現(xiàn)對交流

4、電機轉(zhuǎn)速模擬量的采集，并通過LED進展顯示。第1章 課題分析與方案論證標題：每章標題以3號字黑體居中打印；章下空兩行為節(jié) ，以4號黑體左起頂格打??；節(jié)下空一行為小節(jié)，以小4號黑體左起頂個打印。換行打印設計論文正文。1.1課題任務分析本課題主要實現(xiàn)用單片機控制交流、直流、步進三種電機轉(zhuǎn)速的目的，并采集變頻器轉(zhuǎn)速輸出口的電流信號將交流電機的實際轉(zhuǎn)速顯示出來。首行縮進兩個字符采用小4號宋體字打印。行距1.5，字距為默認值。實驗室現(xiàn)有的西門子變頻器有一模擬量輸入口，在該口輸入0-10V的電壓，變頻器就可以輸出不同頻率的交流電，到達控制交流電機轉(zhuǎn)速的目的，為此對于交流電機的轉(zhuǎn)速控制只要將單片機產(chǎn)生的數(shù)字

5、信號轉(zhuǎn)化為模擬電壓信號與實驗室現(xiàn)有的西門子變頻器的模擬量輸入口接駁即可；交流電機的轉(zhuǎn)速顯示則需將變頻器輸出的電流模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號送單片機。步進電機通過環(huán)行分配器控制各繞組的通電順序運轉(zhuǎn)，分配器有軟件和硬件之分。實驗室的步進電機是通過硬件環(huán)行分配器驅(qū)動的，因而只要使單片機輸出不同頻率的脈沖至硬件環(huán)行分配器就可以控制步進電機的轉(zhuǎn)速。還可以從單片機上引出一個口，通過控制這個口的上下電平讓步進電機正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)。直流電機的轉(zhuǎn)速控制只要改變直流電機的輸入電壓就能實現(xiàn)，為此利用單片機產(chǎn)生PWM脈沖送直流電機的驅(qū)動電路，由驅(qū)動電路產(chǎn)生不同的電壓至直流電機，從而到達直流電機的轉(zhuǎn)速控制。本實驗平臺要求三種電機

6、的調(diào)速電路以及模/數(shù)轉(zhuǎn)換電路相互獨立，以便在以后做不同的實驗時只需將相應的電路與單片機控制電路接駁。為此需要將各電路的硬件和系統(tǒng)的軟件模塊化，其中硬件局部首先將各電路設計成一個個獨立的單元，然后用插口將各單元電路與單片機控制單元相連；軟件的模塊化則通過在主程序中調(diào)用各子程序?qū)崿F(xiàn)。1.2方案論證盡管所要控制的交流電機的額定轉(zhuǎn)速為1400r/min，所要的A/D、D/A芯片的分辨率最小為1/1400，但考慮到本次設計任務只是鍛煉我們的實踐能力和方便以后教學，沒有必要去片面的追求高精度而增加硬件本錢，為此直接選用了市面上較為常見的八位D/ADAC0809、A/DADC0832轉(zhuǎn)換芯片，而沒有將D/A

7、、A/D芯片的選擇在方案中作為考慮對象。本次方案論證主要對鍵盤/顯示接口電路進展選擇。方案一：1.鍵盤/顯示器單元電路方案選用通用并行接口芯片8155作LED顯示和鍵盤的輸入。其中，8155的PA口為輸出口，控制鍵盤列線的掃描，PA口同時又是4位LED顯示器的位掃描口，PB作為顯示器的段碼口，PC口作為鍵盤行線狀態(tài)的輸入口。2.交流電機單元的轉(zhuǎn)速控制方案由AT89C51單片機將鍵盤輸入信號進展判斷處理后經(jīng)P0輸出8位數(shù)字量信號經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換芯片DAC0832進展轉(zhuǎn)換,產(chǎn)生相應的模擬電壓信號，再將模擬電壓信號通過二級運算器放大后，輸入西門子變頻器MM420的模擬量輸入口,去控制交流電動機的轉(zhuǎn)動。3

8、.步進電機單元的轉(zhuǎn)速控制方案由AT89C51單片機將鍵盤輸入信號進展判斷處理后經(jīng)P1.0、P1.1口輸出步進電機的控制信號，經(jīng)74LS07正向放大后送步進電機驅(qū)動電路。4.直流電機單元的轉(zhuǎn)速控制方案由AT89C51單片機將鍵盤輸入信號進展判斷處理后經(jīng)P1.0口輸出PWM信號，將此脈沖信號送直流電機驅(qū)動電路控制直流電機的轉(zhuǎn)動。方案二：1.鍵盤/顯示器單元的電路方案選用五片串入并出移位存放器74LS164擴展五個8位并行輸出口：一個8位并行輸出口用于鍵盤的列線使用，其余的四個8位并行輸出口用于控制4個LED段選口作靜態(tài)顯示。2.交流電機單元的轉(zhuǎn)速控制方案由AT89C51單片機將鍵盤輸入信號進展判斷

9、處理后經(jīng)P0輸出8位數(shù)字量信號經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換芯片DAC0832進展轉(zhuǎn)換,產(chǎn)生相應的模擬電壓信號，再將模擬電壓信號通過二級運算器放大后，輸入西門子變頻器MM420的模擬量輸入口,去控制交流電動機的轉(zhuǎn)動。3.步進電機單元的轉(zhuǎn)速控制方案由AT89C51單片機將鍵盤輸入信號進展判斷處理后經(jīng)P1.0、P1.1口輸出步進電機的控制信號，經(jīng)74LS07正向放大后送步進電機驅(qū)動電路。4.直流電機單元的轉(zhuǎn)速控制方案由AT89C51單片機將鍵盤輸入信號進展判斷處理后經(jīng)P1.0口輸出PWM信號，將此脈沖信號送直流電機驅(qū)動電路控制直流電機的轉(zhuǎn)動。 綜合上述兩種方案，區(qū)別在于所采用的鍵盤、顯示接口電路不同。方案一：選用通

10、用并行接口芯片8155作LED顯示和鍵盤的輸入，這樣就會和 D/A轉(zhuǎn)換芯片DAC0832 共用P0口資源，需要進展片選，軟件工作量大，硬件接線復雜。 方案二：直接使用89C51的串換行口外擴鍵盤/顯示器。應用串行口方式0的輸入方式，在串行口外接移位存放器74LS164，構(gòu)成鍵盤/顯示器接口。這種靜態(tài)顯示方式的優(yōu)點是亮度大，顯示閃爍感小，且CPU不必頻繁地為顯示效勞，因而主程序可不必掃描顯示器，軟件設計比擬簡單，整個接口電路硬件也不復雜。通過比擬我發(fā)現(xiàn)，第二種方案軟、硬較第一種方案簡單，且充分利用了89C51單片機的串行口資源，節(jié)約了本錢。為此，我采用第二種方案。圖2-1 A/D接口電路圖下方居

11、中標明圖號和圖題。圖題假設采用中英文對照時，其英文字體為5號Times New Roman，中文字體為5號楷體。第2章 硬件電路本實驗平臺要求三種電機的調(diào)速電路以及模/數(shù)轉(zhuǎn)換電路相互獨立，以便在以后做不同的實驗時只需將相應的電路與單片機控制電路接駁。為此需要將各電路的硬件和系統(tǒng)的軟件模塊化，其中硬件局部首先將各電路設計成一個個獨立的單元，然后用插口將各單元電路與單片機控制單元相連；軟件的模塊化則通過在主程序中調(diào)用各子程序?qū)崿F(xiàn)。2.1 A/D接口單元A/D接口單元電路為采集到的變頻器的模擬量能被單片機識別提供解決方案，如圖2-1圖2-1必須在文中引用所示。電路設計本設計采用8位A/D轉(zhuǎn)換芯片AD

12、C0809，ADC0809的分辨率為1/255，而設計的交流電機的最高轉(zhuǎn)速為1275r/min，這樣本設計中的A/D采集的最小分辨率為5r/min。為了在以后的實驗中能用A/D轉(zhuǎn)換芯片單獨采集電壓信號，在設計中將ADC0809的INT0口和地線預留了接口，算例數(shù)值計算結(jié)果如表2-1表2-1必須在文中引用所示。表2-1 算例數(shù)值計算結(jié)果表格按章順序編號，如表2-1為第二章第一表。表應有標題，表內(nèi)必須按規(guī)定的符號注明單位5號字體居中打印。最大應力MPa屈服極限MPa平安裕度最大變形mm*方向Z方向438.67700.760.0760.415根據(jù)載荷概率分布及元件的條件壽命發(fā)生函數(shù)分別構(gòu)造元件的首級

13、加載失效概率發(fā)生函數(shù)UP0(z)：公式書寫應在文中另起一行。公式后應注明該式按章的順序編排。(2-1)參考文獻參考文獻是畢業(yè)論文設計說明書不可缺少的組成局部，也是作者對他人知識成果的成認和尊重。參考文獻15篇以上其中學術論文10篇以上，含2篇以上英文等外文論文；教材、學術專著等5部以上。參考文獻應按文中引用出現(xiàn)的順序列全，附于文末。1 宋培義，立新單片機原理接口技術與應用M.：中國播送電視臺，19992 新民，王燕芳微型計算機控制技術M：人民郵電，19993 馬志良單片機原理與控制技術M：機械工業(yè)，20024 廣弟，朱月秀，王秀山單片機根底第二版M：航空航天大學，20015 何宏單片機原理與接

14、口技術M：國防工業(yè)，20066 曉梅，育斌單片機原理綜合實驗教程M：理工大學，20047 義民，王順，巧伶具有相關失效模式的多自由度非線性構(gòu)造隨機振動系統(tǒng)的可靠性分析J中國科學，2003，33(9)：804-812參考文獻頁：另起一頁打印參考文獻3號黑體居中。按論文設計說明書中參考文獻出現(xiàn)的先后順序用阿拉伯數(shù)字連續(xù)編號，并將序號置于方括號內(nèi)，小4號宋體頂格打印。具體內(nèi)容有： 主要責任者專著作者、論文集主編、學位申報人、專利申請人、期刊文章作者、文章作者。多個責任者之間以，分隔，注意在本項數(shù)據(jù)中不得出現(xiàn)縮寫點.。主要責任者只列出*，其后不加著、編、主編等。 文獻題名及版本初版略。 文獻類型及載體

15、類型標識。文獻類型標識為：專著M，期刊J, 論文集C，學位論文D，報紙文章N，報告R，專利P。 出版項出版地、出版者、出版年。 文獻出處或電子文獻的可獲得地址。 文獻起止頁碼。 文獻標準編號標準號、專利號。 格式：a. 參考文獻假設是專著、論文集、學位論文、報告等：8 公茂法，馬寶甫，辰單片機人機接口實例M：航空航天大學，19989 胡汗才單片機原理及其接口技術M：清華大學，199610 振榮，晉明武，王毅平MCS51單片機原理及其實用技術M：人民郵電，200011 秉操，登舉，付壽英，*飛單片機接口技術及其在工業(yè)控制中的應用M：電子編輯部，199112 依軍單片微型計算機接口技術M：計算機協(xié)會，198813 俊謨單片機中級教程M：航空航天大學，200014 梁建明電阻爐爐溫控制系統(tǒng)J兵工自動化,2003,18(3