單片機原理及應用設計（第二版）課件第十一章

第11章單片機應用系統設計11.1簡易電阻測量儀11.1.1設計目的利用單片機完成電阻值的測量，通過LED顯示器將測量結果顯示出來。11.1.2技術指標1.手動測量（按鍵控制單次測量）2.自動測量電阻值3.LED顯示電阻值4.測量范圍：10Ω～1KΩ5.測量精度：1Ω11.1.3設計方案電阻測量儀的原理是將被測電阻與基準電阻串聯，測量被測電阻兩端的電壓，將電壓值送入A/D轉換器轉換為數字量，然后通過單片機計算并輸出，利用LED顯示器顯示測量結果。本設計選用的基準電阻為100Ω，為節(jié)省I/O口線，利用8位串行A/D轉換器TLC549完成A/D轉換。測量原理為：通過測量被測電阻電壓，可以得到基準電阻兩端電壓，通過基準電阻電壓及電阻值，可得到串聯電路電流，根據該電流值和被測電阻電壓即可得到被測電阻阻值。11.2密碼鎖控制器11.2.1設計目的要求設計的電子密碼鎖的密碼用鍵盤上的數字按鍵產生的6位數字碼構成的密碼。如果輸入密碼正確開鎖（發(fā)光二極管量），如果密碼不正確，發(fā)出報警信號。11.2.2技術指標1.顯示位數：6位密碼顯示2.鍵盤設置密碼11.2.3設計方案1.密碼設置：每按一個數字鍵，就輸入一個數值，并在顯示器上的最右方顯示出該數值，并將先前已經輸入的數據依序左移一個數字位置。注意：密碼設置必須是在開鎖狀態(tài)下設置。2.數碼清除：按下此鍵可清除前面所有的輸入值，清除成為“000000”。3.密碼更改：按下此鍵時將目前的數字設定成新的密碼。4.激活電鎖：按下此鍵可將密碼鎖上鎖。5.解除電鎖：按下此鍵會檢查輸入的密碼是否正確，密碼正確即開鎖。6.密碼錯誤：聲光報警系統組成框圖及原理圖11.3簡易體育比賽計分器的設計11.3.1設計目的1.掌握單片機定時器/計數器的應用方法2.掌握單片機擴展顯示器、鍵盤的方法11.3.2技術指標1.系統可適用于多項體育比賽的計分2.鍵盤設置比賽的最高分數，達到最高分數時能夠進行聲光報警3.顯示比賽時間（比賽暫停時可顯示暫停時間），時間到時能夠進行聲光報警4.顯示器顯示比賽分數11.3.3設計方案本系統采用單片機AT89C51作為本設計的核心元件，利用74LS573驅動七段共陽LED顯示器。在此設計中共接入10個七段共陽LED顯示器，其中6個用于記錄甲、乙兩隊的分數，每隊3位，顯示分數范圍可達0-999，可滿足各種體育比賽需要；另外4個用于記錄比賽時間，其中兩個用于顯示分鐘，兩個用于顯示秒鐘，顯示時間范圍可達0-99分鐘，也可滿足各種比賽需要。比賽分兩種模式，一種為限定比賽時間，即賽前需設定比賽用時，比賽開始后進行倒計時，倒計時為零時停止比賽；另一種為限定比賽最高分數，即賽前需設定最高比賽分數，一方到達該分數即停止比賽。11.4IC卡讀寫器設計11.4.1設計目的1.掌握單片機I/O口擴展I2C總線的方法2.掌握單片機擴展顯示器、鍵盤的方法11.4.2技術指標1.可以對IC卡進行數據寫入（6位數據），并能夠顯示數據。2.可以對IC卡進行數據讀出（6位數據），并能夠顯示數據。11.4.3設計方案本設計以AT24C01為例，它具有1k的存貯容量，適用于2V～5V的低電壓/標準電壓的操作，具有低功耗和高可靠性等優(yōu)點。利用AT24C01和AT89C2051完成IC卡讀寫電路的實現。系統通過單片機擴展的矩陣鍵盤輸入，經過單片機處理后，將數據送到存儲器24C01里面，完成數據的寫入IC卡。讀IC卡時，將存儲器24C01里面的數據讀入單片機，通過單片機擴展的顯示器顯示出來。原理圖：11.5溫度檢測系統的設計11.5.1設計目的1.掌握單片機擴展數字溫度傳感器的方法2.掌握溫度傳感器的使用方法11.5.2技術指標1.測量溫度范圍：-30℃～+50℃2.分辨率：±0.2℃3.測量路數：8路自動巡檢11.5.3設計方案系統選用AT89C51作為控制器，完成對溫度信號的檢測、數據處理、顯示等控制工作；同時選用數字溫度傳感器DS18B20為溫度檢測器件，由于采用數字傳感器，電路不用考慮A/D轉換，只需設計指定某個I/O口作為與數字傳感器相連即可。DS18B20的數字溫度輸出通過“一線”總線方式，使多個DS18B20方便地組建成傳感器網絡，在DS18B20中的每個器件上都有獨一無二的序列號，為整個測量系統的建立和組合提供了更大可能性。測量溫度范圍在－55到＋125之間。1．DS18B20的內部結構2.DS18B20的寄存器存儲器組織圖

溫度檢測系統電路原理圖11.6簡易步進電機控制器的設計11.6.1設計目的1.掌握單片機對步進電機的控制方法2.掌握步進電機正轉、反轉、速度及步數控制的方法11.6.2技術指標 1.使用三向六拍步進電機2.使步進電機正向/反向旋轉3.旋轉用時為2秒11.6.3設計方案步進電機是將電脈沖信號轉變?yōu)榻俏灰苹蚓€位移的常用原動機。用戶僅點擊時可以通過控制脈沖個數來控制角位移量，從而達到準確定位的目