单片微型计算机技术及其应用课程设计报告.docx
- 文档编号:16635889
- 上传时间:2023-07-15
- 格式:DOCX
- 页数:12
- 大小:269.58KB
单片微型计算机技术及其应用课程设计报告.docx
《单片微型计算机技术及其应用课程设计报告.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《单片微型计算机技术及其应用课程设计报告.docx(12页珍藏版)》请在冰点文库上搜索。
单片微型计算机技术及其应用课程设计报告
《单片微型计算机技术及其应用》
课程设计报告
题目:
温度采集报警系统的设计
:
2017年3月20日
附件:
课程设计底页
《单片微型计算机技术及其应用》
课程设计成绩评定
成绩评定:
(百分制)
指导教师签字:
评阅时间:
目录
(空一行)
1标题3
1.1标题3
1.2标题3
2标题4
2.1标题4
参考文献7
(要求:
给出一级目录及二级目录,中文宋体小四,字母TimeNewRoman体小四号,1.5倍行距)
1.前言
随着社会的发展特别是工业的发展,人民生活的改善,安全问题变得更加重要。
目前,在许多情况下,都需要对环境的温度进行限定,其中包括人的生活工作环境、仪器设备的工作环境以及动植物的生长环境等。
如果环境温度超过或低于限定值,必定对所处环境的人和设备造成影响,甚至给个人和社会造成巨大的损失。
随着单片机技术的飞速发展,利用单片机设计温控系统成为控制技术发展的需要。
本文提出了一种基于单片机的温度预警系统的设计方案,并采用PROTEUS进行了仿真。
该系统不仅可以高精度的测量温度,同时对温度进行实时监控并做到超温报警,有较高的实用价值。
2.系统设计的总体方案
本设计方案总体框图如图1所示,它是由单片机、四路数据采集模块、集成功放模块、人机交互界面和系统电源等组成。
本设计系统以AT89C52单片机作为控制核心,数据采集部分由温度传感器DS18B20组成;人机交互界面为4×4矩阵键盘输入和LCD1602液晶显示,可以方便的输入数据和直观的显示。
系统电源为+5V电源供电。
软件部分采用C语言进行编程,实现了该设计的全部控制功能。
该温度预警系统的测量范围为-55℃~+125℃。
当检测的温度高于最高或最低温度设定值时,实现报警功能。
3.电路设计
3.1单片机
AT89S52单片机是ATMEL公司推出的高档型AT89S系列单片机中的增强型产品。
AT89S52是一个低功耗、高性能CMOS8为单片机,片内含8KBytesISP的可反复擦写1000次的Flash只读程序存储器。
期间采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术制造,兼容标准MCS-51指令系统及80C51引脚结构。
芯片内集成了通用8位中央处理器和ISPFlash存储单元,功能强大的微型计算机的AT89S52可为许多嵌入式控制应用系统提供高性价比的解决方案。
3.2温度采集电路
由单片机获取非电信号的温度信息,必须通过温度传感器。
传统的温度测量多以热敏电阻作为温度传感器,但是,热敏电路可靠性较差,测量温度精度低,因此使用DS18B20温度传感器采集温度。
DS18B20是美国达拉斯(Dallas)公司的单数字温度传感器芯片,DS18B20具有体积小,功耗低,抗干扰能力强,易于微处理器连接等特点,其测量范围-55℃~+125℃,最大分辨率为0.0625℃,在-25℃~+85℃范围内其测温标准度为±0.5℃。
DS18B20只有三个引脚,一个接地,一个接电源,一个数字输入/输出引脚,由于DS18B20采用单总线结构,本系统的四个温度传感器并联在三线上,数据输入/输出接单片机的P1.7口,电源与数字输入输出脚间需要接一个4.7K的电阻,实现多点组网功能。
3.3报警电路设计
本系统报警电路使用LM386作为报警器的功率放大器。
LM386是一种音频集成功放,具有自身功耗低、电压增益可调整、电源电压范围大、外接元件少和总谐波失真小等优点,广泛应用于录音机和收音机之中。
LM386的输入端接单片机的P3.4引脚,输出端接扬声器,电路图如图2所示。
当实际温度超过或低于设置的温度值时,单片机相应引脚输出一定频率的信号,信号经过音频功放放大之后,发出报警声。
3.4显示接口电路设计
系统采用液晶显示模块来显示4路温度采集值及温度设定值。
本系统采用LCD12864液晶显示模块。
LCD12864是一种具有4位/8位并行、2线或三线串行多接口方式,内部含有国际一级、二级简体中文字库的点阵图形液晶显示模块,其显示分辨率为128×64,可以显示8×4行16×16点阵的汉字。
同时又具有低电压低功耗等特点。
在本系统,LCD12864的3个控制端RS(数据/命令选择端)、R/W(读/写选择端)、E(使能信号)分别连接单片机的P3。
7、P3.0、P3.3,用来对LCD12864进行控制;LCD12864的8个数据端连接单片机的P0口,用来向LCD12864写入数据。
液晶的第3引脚为液晶显示偏压信号,用来调节显示的对比度;第1、2引脚为液晶的电源接口;第19、20引脚是显示器背光灯的电源接口。
3.5键盘接口电路设计
键盘在单片机应用系统中能够实现向单片机输入数据、传送命令等功能,是人干预单片机的主要手段。
本系统采用了4×4矩阵键盘实现对温度值和功能键的设定。
四条行线接单片机P2口的高4位,四条列线接单片机P2口的低4位。
初始化时键盘行线为高电平,列线为低电平。
键盘的行线接4输入与门,4输入与门的输出接单片机的外部中断0引脚P3.2口。
当有键按下时,将产生中断,在中断程序里对按键进行扫描,得到按键的键值。
3.6电源电路的设计
电源是整个系统的能量来源,它直接关系到系统能否运行。
在本系统中单片机、液晶显示、报警等电路需要5V的电源,因此电路中选用稳压芯片7805,其最大输出电流为1.5A,能够满足系统的要求。
4.软件设计
4.1软件设计应用环境与设计语言
本设计软件的设计是在Keil C51的环境下编译的。
Keil C51是美国Keil Software公司出品的51系列兼容单片机C语言软件开发系统,软件提供丰富的库函数和功能强大的集成开发调试工具,全Windows界面。
Keil C51标准C编译器为8051微控制器的软件开发提供了C语言环境,同时保留了汇编代码高效、快速的特点。
4.2系统的流程如图4-1所示。
4.3初始化子程序
使用DS18B20时,单片机先向DS18B20送出复位信号,单片机将数据拉低并保持480~960μs;再释放数据线,由上拉电阻拉高15~60μs;然后再由DS18B20发出低电平60~24060~240μs,就完成了复位操作[3]。
4.4读子程序
读数据之前,单片机先将数据线拉低,再释放。
DS18B20在数据线从高电平跳低后15μs内将数据送到数据线上。
单片机在15μs后读数据线。
4.5写子程序
在单片机对DS18B20写数据时,应先将数据线拉低1μs以上,再写入数据(写1为高,写0为低)。
待单片机写入的数据变化15~60μs后,DS18B20将对数据线采样。
单片机写入数据到DS18B20的保持时间为60~120μs。
5.Proteus软件介绍
Proteus是由英国Labcenter公司开发的嵌入式系统仿真及开发平台,该软件具有以下特点:
5.1能进行智能原理布图;进行单片机软件调试和单片机与外围电路的协同仿真;满足单片机软件仿真系统的标准。
5.2支持常见的单片机类型和飞利浦公司ARM7(LPC系列)处理器及常见的外围器件如8255,ADC0809。
5.3可以与KeilμVersion3,ADSl两个集成开发环境结合,把用汇编和C语言编写的程序编译后,进行软、硬件结合的系统仿真。
结论
通过对自己在大学两年时间里所学的知识的回顾,并充分发挥对所学知识的理解和对毕业设计的思考及书面表达能力,最终完成了本设计。
这为自己今后进一步深化学习,积累了一定宝贵的经验。
撰写论文的过程也是专业知识的学习过程,它使我运用已有的专业基础知识,对其进行设计,分析和解决一个理论问题或实际问题,把知识转化为能力的实际训练。
培养了我运用所学知识解决实际问题的能力。
本次论文设计,使我加深了对单片机的认识,并且熟悉了单片机系统的设计流程,收获丰硕。
技术在不断进步,机械式时钟已经被淘汰,电子时代已经到来。
做为新时代的我们,更应该提高自身能力,适应新时代的发展。
知识来自实践,多从生活中探寻所需要的。
从这次的论文设计中,我真正的体会到,知识的重要性,特别是要理论联系实际,把我们所学的理论知识运用到实际生活当中,要用知识改变一切。
从这次的论文设计中,我真正的体会到,知识的重要性,特别是要理论联系实际,把我们所学的理论知识运用到实际生活当中,要用知识改变一切。
参考文献
[1] 陈权昌,李兴富.单片机原理及应用[M].广州:
华南理工大学出版社2007.84~102
[2] 李庆亮.C语言程序设计实用教程[M].北京:
机械工业出版社,2005.32~58
[3] 杨志忠.数字电子技术[M].北京:
高等教育出版社,2003.125~132
[4] 及力.Protel 99 SE原理图与PCB设计教程[M].北京:
电子工业出版社,2007.89~150
[5] 徐江海.单片机实用教程[M].北京:
机械工业出版社,2006.128~156
[6] 胡宴如.模拟电子技术[M].北京:
高等教育出版社,2008.60~104
[7] 汪文,陈林.单片机原理及应用[M].湖北:
华中科技大学出版社,2007.36~68
[8] 康华光.电子技术基础数字部分[M].北京:
高等教育出版社,2008.203~209
附录汇编语言程序
voidreadtmpds18B20()
{
uchartemL,temH,tmp;
initds18B20();
writebyteds18B20(0xCC);
writebyteds18B20(0x44);
delay(300);
initds18B20();
writebyteds18B20(0xCC);
writebyteds18B20(0xBE);
temL=readbyteds18B20();∥温度低八位
temH=readbyte18B20();∥温度高八位
if((temH&0xf8)!
=0x00)
{
temL=~temL;
temH=~temH;
tmp=temL+1;
temL=tmp;
if(tmp>255)
temH++;
}
EA=1;∥开总中断,开显示,防止读写18b20后关闭显示,导致数码管不能显示
te=(((temL>>4)|((temH<<4)&0x70))*10)+df_Table[temL&0x0F];∥整数部分
*10+小数部分得到温度值的10倍
}
2.3数码管显示函数show()
voidshow(uintt)
{
C0=0;∥第一位数码管使能
P0=a[t/100];∥显示温度的十位
delay
(2);∥延时
C0=1;
P0=0xff;∥消隐
C1=0;
P0=a[(t/10)%10];∥显示温度值的个位
32
第6期李华,等:
基于AT89S52单片机的数字温度报警器实现
port=0;∥显示小数点
delay
(2);
C1=1;
port=1;
P0=0xff;
C2=0;
P0=a[t%10];∥显示温度值的小数
delay
(2);
C2=1;
P0=0xff;
}
标题(小二号,居中加粗)
(空一行)
(报告正文部分):
(要求:
正文部分一律用小四号字,宋体,1.5倍行距,段前段后设置为0。
一级大标题四号靠左,加粗。
二级大标题小四靠左,不加粗。
)
课程设计报告的内容如下(标题供参考,具体内容可以由自己安排):
1.绪论或引言
2.设计方案(或系统的组成框图)
(根据选定的课题写出设计思路、给出总体设计框图)
3.硬件电路设计(下面写具体各模块电路设计)
3.1主控模块
3.2显示模块
3.3按键输入模块
3.4XXXXXXXXXXXXXXXX
4.软件设计
4.1主程序设计
4.2**子程序设计
4.3**子程序设计
5.Proteus仿真
6.总结(设计后的体会和建议)
参考文献(四号居中,宋体加粗)
[1]柴诚敬,刘国维,李阿娜,《化工原理课程设计》,天津,天津科学技术出版社,1994年
[2]…………………………………………………………………………..
(要求:
小四号字,宋体,1.5倍行距。
按作者、书名、出版地、出版社、出版时间格式逐一列出,中间用逗号格开)
注意:
封面和目录页不标页码,正文第1页开始标页码“1”,页码居中,本模板已分好节,可直接套用。
图号标于图的下方,表号标于表的上方,黑体五号字。
第1章的图分别标为“图1-1图名、图1-2图名”等,第2章的图标为“图2-1图名,图2-2图名”等,依次类推,如下所示:
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 单片 微型计算机 技术 及其 应用 课程设计 报告