时间:2022-11-29 21:13:17
序论:在您撰写单片机理论论文时,参考他人的优秀作品可以开阔视野,小编为您整理的7篇范文,希望这些建议能够激发您的创作热情,引导您走向新的创作高度。
1.1指导教师培训及选题环节把控不严
由于学生的数量激增而教师队伍的数量基本上没有改变,以至于每位教师所要指导的学生的数量都有所增加,部分教师为第一次指导,对指导过程不是很了解,缺乏对课程设计各环节所需的必要的培训。课程设计工作开始前期,没有对题目进行精心的筛选。课程设计的题目是否合适,直接关乎到整个课程设计的成败。选题过于简单,学生做起来认为该门课程没有什么难度;选题难度过大,学生产生了畏难情绪,认为该设计无法实现,从而无法到达学以致用。
1.2设计过程流于形式思想上重视不够
由于学生人数过多,教师人数偏少。以至于设计过程处于“放羊”状态,教师在指导过程中,没有对同学们提出准确地要求,其原因是在该环节中指导教师都没有相应的实施方案,导致指导环节过于形式、敷衍,教师无法一一了解每位学生的设计情况。同学们也没有认真对待该环节,其主要原因是网络化程度的发展,很多相应的资料网络上一应俱全,同学们直接下载修改而不加思考,完成报告上交,没有主动去探索设计。种种原因使该课程设计流于形式。
1.3最终考核方式单一检查评价力度不足
在很多高校,课程设计的最终体现形式就是课程设计报告,只要学生在规定的时间内完成报告,一般就被认为通过了该环节的考查,考核形式单一。并且对整个设计过程的评价没有细分,体现不出设计过程中的工作量。
2课程设计组织实施管理及质量控制
2.1前期认真组织,确保选题质量
为了保证题目的难易程度适中,在课程设计前期,组织教学第一线的有经验的和常年指导学生参加电子设计类竞赛的教师根据自己的课题项目,从中精炼出一些适合学生完成课程设计的题目,每年保证有一定的更新率。并且对选出的题目也分出难度系数的等级,便于因材施教。而后,组织指导教师进行培训。讲解该课程设计的指导大纲,讲述指导过程中教师应该完成的任务,注意设计的时间节点,以便教师掌握学生的设计进度。尤其是第一次指导该课程设计的教师,为其指定帮带教师全程学习。建立教师评价办法,提升指导教师责任心,评价教师在整个指导过程中是否尽心指导学生选题、是否按时答疑并监督学生的进度、后期是否按要求进行答辩。检查评比工作由学院督导完成,并进行考核评分。评分结果直接作为优秀指导教师评定的依据,该结果作为下学年教师指导学生人数的依据。
2.2全程指导,把控各个环节
整个设计过程选题,答疑,设计,答辩,成绩评定几个环节。
1)选题环节
学生可以在教师指定的题库中选出适合自己或者自己感兴趣的题目;也可以根据自己的兴趣与指导教师商讨确定选择题库以外的题目,实现“双向选择”。该课程设计涉及自动化学院3个专业10个班,其中每班指定一名负责人。每位指导老师指导人数按学院单片机原理及系统设计课程设计上学年评价结果排名在前1/3的安排15~20名学生,排名在中间1/3的安排10~15名学生,排名在后1/3的人数较去年人数减少分派,带本课程的上课老师优先安排。每位指导教师指导学生人数不宜过多,保证指导教师有精力指导每一位同学。
2)答疑环节
该课程设计为期两周,各指导教师安排答疑的具体时间及地点。每位教师的答疑时间和答疑地点在课程设计开始后汇总到教务办以便学院督导检查,作为评价教师指导工作的依据之一。每位老师在课程设计期间应积极主动为学生答疑,固定答疑次数不少于五次,并根据情况检查学生的完成情况。该环节是最容易被忽视,但又是十分重要的环节。学生在整个设计过程中的表现只能通过答疑的形式体现出来。指导教师应该在每次答辩过程中不仅帮助学生解决问题,而且要针对每位同学的设计内容提出问题,检查其设计过程中是否对问题已经理解,辨别其是否存在抄袭他人设计的可能性。
3)学生自主设计环节
在整个设计过程中,一定要发挥学生的主观能动性。学生需要按照课程设计大纲的进度安排以及要求按时完成设计任务。熟悉设计任务和要求,查阅相关设计资料;进行系统软、硬件总体设计;设计电原理图,系统硬件调试;系统软件设计,设计仿真或实物调试;完成课程设计报告书;课程设计答辩。
4)答辩环节
答辩环节由小组答辩和集体答辩两个环节构成。小组答辩:该答辩过程是指导教师对本组所指导的学生进行答辩。首先由学生讲述自己的设计过程,而后指导教师提出问题,学生回答问题。最后指导教师根据答辩情况给出答辩的成绩。集体答辩:①每组的指导老师提交成绩汇总表并注明排在最后一名的原因,指定成绩排在本组内最后一名同学参加答辩。指导教师提交的成绩有一人或多于一人不及格者该学生成绩定为不及格本组不再派学生参加集体答辩。②每组排在第一名的同学参加优秀课程设计答辩。③答辩委员会根据答辩情况进行排序,并简要注明答辩存在问题情况。④若参加答辩的同学成绩评定与原成绩有较大出入时,该组同学的成绩按答辩同学的情况相应降级或升级。答辩组织:各专业组成专业答辩委员会,对评定优秀课程设计和集体答辩同学的答辩工作。答辩委员会由系主任任答辩委员会主席,答辩委员由系主任和课程负责人共同商定,答辩委员会成员由7~10人组成,指定一名老师为答辩秘书。在课程设计完成日的最后一天进行答辩,答辩题目为自己所做课程设计题目并提交自己的设计报告。
5)成绩评定
课程设计成绩分五部分:①平时表现及考勤占10%(即10分);②纪律及答疑占10%(即10分),遵守设计纪律,按时完成各阶段任务,认真答疑,积极提问;③设计过程占40%(即40分,含报告的修改10分,报告无修改符合要求得10分,修改一次和修改的正确性扣2分,修改5次数以上得0分;设计过程完成程度总计20分:方案设计5分,硬件设计5分,软件设计5分,系统调试5分;老师提问10分,根据提问问题及解答情况给分等)④设计报告和图纸占30%(即30分):(分值:30-27分)设计叙述清楚,书写规范;设计方案合理,设计内容正确;掌握基础理论知识,具有较强的分析问题和解决问题的能力。(分值:26-22分)设计叙述清楚,书写较为规范;设计方案较合理,设计内容较正确;较好的掌握基础理论知识,具有一定的分析问题和解决问题的能力。(分值:21-18分)设计叙述清楚,书写较规范;设计方案基本合理,设计内容基本正确;掌握一定基础理论知识,具有初步的分析、解决问题的能力。(分值:17-0分)设计叙述不清楚,书写不规范;设计方案基本合理,设计内容不正确;不掌握基础理论知识,不具备分析问题和解决问题的能力;⑤答辩占20%:分数根据学生对答辩委员会提出的问题回答情况进行给定。有下列情况之一者课程设计不及格:不能按时提交设计;设计报告有严重雷同者;图纸有严重雷同者;对老师的提问完全不能正确回答者;答辩不及格者获不按指定时间参加答辩者。
3结语
我所做的单片机串行通信发射机主要在实验室完成,参考有关的书籍和资料,个人完成电路的设计、焊接、检查、调试,再根据自己的硬件和通信协议用汇编语言编写发射和显示程序,然后加电调试,最终达到准确无误的发射和显示。在这过程中需要选择适当的元件,合理的电路图扎实的焊接技术,基本的故障排除和纠正能力,会使用基本的仪器对硬件进行调试,会熟练的运用汇编语言编写程序,会用相关的软件对自己的程序进行翻译,并烧进芯片中,要与对方接收机统一通信协议,要耐心的反复检查、修改和调试,直到达到预期目的。
单片机串行通信发射机采用串行工作方式,发射并显示两位数字信息,既显示00-99,使数据能够在不同地方传递。硬件部分主要分两大块,由AT89C51和多个按键组成的控制模块,包括时钟电路、控制信号电路,时钟采用6MHZ晶振和30pF的电容来组成内部时钟方式,控制信号用手动开关来控制,P1口来控制,P2、P3口产生信号并通过共阳极数码管来显示,软件采用汇编语言来编写,发射程序在通信协议一致的情况下完成数据的发射,同时显示程序对发射的数据加以显示。
毕业设计的目的是了解基本电路设计的流程,丰富自己的知识和理论,巩固所学的知识,提高自己的动手能力和实验能力,从而具备一定的设计能力。
我做得的毕业设计注重于对单片机串行发射的理论的理解,明白发射机的工作原理,以便以后单片机领域的开发和研制打下基础,提高自己的设计能力,培养创新能力,丰富自己的知识理论,做到理论和实际结合。本课题的重要意义还在于能在进一步层次了解单片机的工作原理,内部结构和工作状态。理解单片机的接口技术,中断技术,存储方式,时钟方式和控制方式,这样才能更好的利用单片机来做有效的设计。
我的毕业设计分为两个部分,硬件部分和软件部分。硬件部分介绍:单片机串行通信发射机电路的设计,单片机AT89C51的功能和其在电路的作用。介绍了AT89C51的管脚结构和每个管脚的作用及各自的连接方法。AT89C51与MCS-51兼容,4K字节可编程闪烁存储器,寿命:1000次可擦,数据保存10年,全静态工作:0HZ-24HZ,三级程序存储器锁定,128*8位内部RAM,32跟可编程I/O线,两个16位定时/计数器,5个中断源,5个可编程串行通道,低功耗的闲置和掉电模式,片内震荡和时钟电路,P0和P1可作为串行输入口,P3口因为其管脚有特殊功能,可连接其他电路。例如P3.0RXD作为串行输出口,其中时钟电路采用内时钟工作方式,控制信号采用手动控制。数据的传输方式分为单工、半双工、全双工和多工工作方式;串行通信有两种形式,异步和同步通信。介绍了串行串行口控制寄存器,电源管理寄存器PCON,中断允许寄存器IE,还介绍了数码显示管的工作方式、组成,共阳极和共阴极数码显示管的电路组成,有动态和静态显示两种方式,说明了不同显示方法与单片机的连接。再后来还介绍了硬件的焊接过程,及在焊接时遇到的问题和应该注意的方面。硬件焊接好后的检查电路、不装芯片上电检查及上电装芯片检查。软件部分:在了解电路设计原理后,根据原理和目的画出电路流程图,列出数码显示的断码表,计算波特率,设置串行口,在与接受机设置相同的通信协议的基础上编写显示和发射程序。编写完程序还要进行编译,这就必须会使用编译软件。介绍了编译软件的使用和使用过程中遇到的问题,及在编译后烧入芯片使用的软件PLDA,后来的加电调试,及遇到的问题,在没问题后与接受机连接,发射数据,直到对方准确接收到。在软件调试过程中将详细介绍调试遇到的问题,例如:通信协议是否相同,数码管是否与芯片连接对应,计数器是否开始计数等。
我所设计的单片机串行接口现在已经发展到无线收发的阶段,本文参考无线发射部分就是参考南华大学黄智伟、朱卫华的《单片机与嵌入式系统应用》一文,该串行无线发射电路结构简单、工作可靠,可方便地在单片机与单片机之间,构成一个点对点、一点对多点的无线串行数据传输通道。单片机无线串行接口电路由MICRF102单片发射器芯片、MICRF007单片接收器芯片组成,工作在300~440MHzISM频段;具有ASK调制和解调能力,抗干扰能力强,适合工业控制应用;采用PLL频率合成技术,频率稳定性好;接收灵敏度高达-96dBm,最大发射功率达-2.5dBm;数据速率可达2Kb/s;低工作电压:4.75~5.5V;功耗低,接收时电流3mA,发射时电流7.75mA,接收待机状态仅为0.5μA,发射待机状态仅为1.0μA;可用于单片机之间的串行数据无线传输,也可在单片机数据采集、遥测遥控等系统中应用。
最后介绍了毕业设计做完后的结论以及自己的心得体会。
2硬件
2.1硬件的基本组成:
单片机89C51、6M晶震、30pF电容、22uf/10V电容、1K电阻、共阳极数码显示管、按键。
2.2电路图
(见附录A)
2.3硬件介绍
2.3.1单片机概述
单片机也被称作“单片微型计算机”、“微控制器”、“嵌入式微控制器”。单片机一词最初是源于“SingleChipMicrocomputer”,简称SCM。随着SCM在技术上、体系结构上不断扩展其控制功能,单片机已不能用“单片微型计算机”来表达其内涵。国际上逐渐采用“MCU”(MicroControllerUnit)来代替,形成了单片机界公认的、最终统一的名词。为了与国际接轨,以后应将中文“单片机”一词和“MCU”唯一对应解释。在国内因为“单片机”一词已约定俗成,故而可继续沿用。
2.3.1.1单片机的发展历史
如果将8位单片机的推出作为起点,那么单片机的发展历史大致可以分为以下几个阶段:
第一阶段(1976—1978):单片机的探索阶段。以Intel公司的MCS-48为代表。MCS-48的推出是在工控领域的探索,参与这一探索的公司还有Motorola、Zilog等。都取得了满意的效果。这就是SCM的诞生年代,“单片机”一词即由此而来。
第二阶段(1978—1982):单片机的完善阶段。Intel公司在MCS-48基础上推出了完善的、典型的单片机系列MCS-51。它在以下几个方面奠定了典型的通用总线型单片机体系结构。
1.完善的外部总线。MCS-51设置了经典的8位单片机的总线结构,包括8位数据总线、16位地址总线、控制总线及具有多机通信功能的串行通信接口。
2.CPU功能单元的集中管理模式。
3.体现工控特性的地址空间及位操作方式。
4.指令系统趋于丰富和完善,并且增加了许多突出控制功能的指令。
第三阶段(1982—1990):8位单片机的巩固发展及16位单片机的推出阶段,也是单片机向微控制器发展的阶段。Intel公司推出的MCS-96系列单片机,将一些用于测控系统的模数转换器、程序运行监视器、脉宽调制器等纳入片中,体现了单片机的微控制器特征。
第四阶段(1990—):微控制器的全面发展阶段。随着单片机在各个领域全面、深入地发展和应用,出现了高速、大寻址范围、强运算能力的8位/16位/32位通用型单片机,以及小型廉价的专用型单片机。
2.3.1.2单片机的发展趋势
目前,单片机正朝着高性能和多品种方向发展,今后单片机的发展趋势将是进一步向着CMOS化、低功耗化、低电压化、低噪声与高可靠性、大容量化、高性能化、小容量、低价格化、电路内装化和串行扩展技术。随着半导体集成工艺的不断发展,单片机的集成度将更高、体积将更小和功能将更强。
2.3.1.3单片机的特点
单片机主要有如下特点:
1.有优异的性能价格比。
2.集成度高、体积小、有很高的可靠性。单片机把各功能部件集成在一块芯片上,内部采用总线结构,减少了各芯片之间的连线,大大提高了单片机的可靠性和抗干扰能力。另外,其体积小,对于强磁场环境易于采取屏蔽措施,适合在恶劣环境下工作。
3.制功能强。为了满足工业控制的要求,一般单片机的指令系统中均有极丰富的转移指令、I/O口的逻辑操作以及位处理功能。单片机的逻辑控制功能及运行速度均高于同一档次的微机。
4.低功耗、低电压,便于生产便携式产品。
5.外部总线增加了I2C(Inter-IntegratedCircuit)及SPI(SerialPeripheralInterface)等串行总线方式,进一步缩小了体积,简化了结构。
6.单片机的系统扩展和系统配置较典型、规范,容易构成各种规模的应用系统。
2.3.1.4单片机的应用
由于单片机具有显著的优点,它已成为科技领域的有力工具,人类生活的得力助手。它的应用遍及各个领域,主要表现在以下几个方面:
1.单片机在智能仪表中的应用
2.单片机在机电一体化中的应用
3.单片机在实时控制中的应用
4.单片机在分布式多机系统中的应用
5.单片机在人类生活中的应用
单片机已成为计算机发展和应用的一个重要方面,另一方面,单片机应用的重要意义还在于,它从根本上改变了传统的控制系统设计思想和设计方法。从前必须由模拟电路或数字电路实现的大部分功能,现在已能通过单片机来实现了。这种用软件代替硬件的控制技术也称为微控制技术,是对传统控制技术的一次革命。
A:由单片机组成控制器的结构和特点:
单片微型计算机是微型计算机发展中的一个重要分支,是把构成一台微型计算机的主要部件如中央处理器(CPU)、存储器(RAM/ROM)和各种功能I/O接口集成在一块芯片上的单芯片微型计算机(SingleChipMicroComputer),简称单片机.由于它的结构与指令功能都是按工业控制要求设计的,且近年来单片机着力扩展了各种控制功能如A/D、PWM等,因此我们更多时候称其为一个单片形态的微控制器(SingleChipMicroController),或直接称其为微控制器(MicroController)。
B:用单片机组成的微机控制系统具有以下特点:
1.受集成度限制,片内存储器容量较小,一般片内ROM小于4—8K字节,片内RAM小于256字节;但可在外部进行扩展,如MCS—51系列单片机的片外可擦可编程只读存储器(EPROM)、静态随机存储器(SRAM)可分别扩展至64K字节。
2.可靠性高。单片机芯片本身是按工业控制环境要求设计的,其抗工业噪声的能力优于一般通用CPU;程序指令及其常数、表格固化在ROM中不易破坏;常用信号通道均在一个芯片内,故可靠性高。
3.易扩展。片内具有计算机正常运行所必须的部件,芯片外部有许多供扩展用的总线及并行、串行输入/输出端口,很容易构成各种规模的微机控制系统。
4.控制功能强。为了满足工业控制要求,单片机的指令系统中有极丰富的条件分支转移指令、I/O口的逻辑操作以及位处理功能。一般来说,单片机的逻辑控制功能及运行速度均高于同一档次的微处理器。
5.一般的单片机内无监控程序或系统管理软件,软件开发工作量大。但近年来已开始出现了片内固化有BASIC解释程序及FROTH操作系统的单片机,使单片机系统的开发提高了一个新水平。
此外,单片机成本低、集成度高、控制功能多,可灵活地组装成各种智能控制装置,并能有针对性设计成专用系统,解决从简单到复杂的各种需要,实现最佳的性价比。特别是单片机与传统机械产品相结合,使原有机械产品的结构简化、控制智能化。如数控机床就是典型实例。近年来,单片机发展极快,其产量占微机产量的70%以上。目前,至少有50个系列400余种机型,性能和结构各不相同,INTEL、MOTOROLA、ZILCG等公司都有系列单片微型计算机。国内普及的几乎都是INTEL公司的产品。
近年来随着计算机在社会领域的渗透和大规模集成电路的发展,单片机的应用正在不断地走向深入,由于它具有功能强,体积小,功耗低,价格便宜,工作可靠,使用方便等特点,因此特别适合于与控制有关的系统,越来越广泛地应用于自动控制,智能化仪器,仪表,数据采集,军工产品以及家用电器等各个领域,单片机往往是作为一个核心部件来使用,在根据具体硬件结构,以及针对具体应用对象特点的软件结合,以作完善。
本次做的数字钟是以单片机(AT89C51)为核心,结合相关的元器件(共阴极LED数码显示器、BCD-锁存/7段译码/驱动器CC4511等),再配以相应的软件,达到制作简易数字钟的目的,其硬件部分难点在于元器件的选择、布局及焊接。
关键词:单片机AT89C51共阴极LED数码显示器BCD-锁存/7段译码/驱动器CC4511
Abstract
Inrecentyears,withcomputersintheinfiltrationandthedevelopmentoflarge-scaleintegratedcircuits.SCMapplicationissteadilydeepening,asithasstrongfunction,smallsize,lowpowerdissipation,lowprices,reliable,easytousefeatures,itisparticularlysuitedtoandcontrolofthesystem,increasinglywidelyusedinautomaticcontrol,intelligentinstruments,gauges,dataacquisition,militaryproductsandhouseholdappliances,andotherareas,isoftenmicrocontrollerasacorecomponenttouse,Inlightofspecifichardwarearchitecture,andapplication-specificsoftwarefeaturesobjectcombinetomakeperfect.
ThefiguresdobellonSCM(AT89C51)atthecore,Combinedwiththecomponents(atotalofcathodeLEDdigitaldisplay,BCD-latch/7ofdecoding/actuatorCC4511),andfactoringinthecorrespondingsoftware,Easytoproducedigitalclockpurposes,aspartofthehardwarecomponentsisadifficultchoice,layoutandwelding.
Keywords:SingleChipMicrocomputerAT89C51TotalcathodeLEDfiguresdisplayBCD-thelocksave/7thesegmentstranslatecode/actuatorCC4511
目录
摘要2
Abstract2
目录3
引言4
第一章题目5
1.2、课程设计目的5
第二章单片机发展历史5
2.1三大阶段5
2.2如果将8位单片机的推出作为起点6
2.3单片机的发展趋势7
第三章单片机的组成及特点9
3.1单片机的组成9
3.2单片机的特点9
3.3单片机的分类10
第四章单片机的应用10
4.1单片机的应用分类10
第五章数字种的构成12
5.1数字钟的构成12
5.2实验中所需的器材12
5.3方案选择与相关技术13
5.4AT89C51的单片机简介13
5.4.1主要特性15
5.4.2管脚说明16
5.4.3振荡器特性18
5.5CC4511集成简介19
5.5.14511集成分析19
5.5.24511的逻辑图20
5.6LED数码显示器简介21
5.6.1LED数码显示器的结构21
5.6.2LED数码显示器有两种连接方法22
第六章电路设计22
6.1电路接法22
6.1.1晶体振荡器与AT89C51的接法22
6.1.2单片机AT89C51的银脚的连接23
6.1.3译码器CC4511的银脚连接23
6.2数字钟电路图24
第七章调试过程:26
1)检测AT89C51运行否26
2)七段数码管26
总结26
参考文献26
致谢27
引言
20世纪末,电子技术获得了飞速的发展,在其推动下,现代电子产品几乎渗透了社会的各个领域,有力地推动了社会生产力的发展和社会信息化程度的提高,同时也使现代电子产品性能进一步提高,产品更新换代的节奏也越来越快。
时间对人们来说总是那么宝贵,工作的忙碌性和繁杂性容易使人忘记当前的时间。忘记了要做的事情,当事情不是很重要的时候,这种遗忘无伤大雅。但是,一旦重要事情,一时的耽误可能酿成大祸。
目前,单片机正朝着高性能和多品种方向发展趋势将是进一步向着CMOS化、低功耗、小体积、大容量、高性能、低价格和电路内装化等几个方面发展。下面是单片机的主要发展趋势。
单片机应用的重要意义还在于,它从根本上改变了传统的控制系统设计思想和设计方法。从前必须由模拟电路或数字电路实现的大部分功能,现在已能用单片机通过软件方法来实现了。这种软件代替硬件的控制技术也称为微控制技术,是传统控制技术的一次革命。
随着我国社会经济的发展,城市化、城镇化进程的加快,道路交通堵塞问题日趋严重,如何对交通进行合理的管理和调度而尽可能减少堵车现象成为目前我国很多地方尤其是特大城市急需解决的问题,显然交通灯在其中起着不可或缺的作用。本文就控制交通灯的方法进行了讨论,分析了各种方案的性价比,并用软、硬件加以实现。而后,对六车道以上道路的“十字交叉路通灯控制”进行了分析。最后,还对城市交通灯网的控制进行了展望。希望能给有关政府部门一些参考,更好地改善我们的城市交通。现今的交通发展迅速,车辆极具增加,马路不断扩宽,人行横道相对较少。在车流量较大的地段即便有人行横道,行人也很难通过马路。行人自控指示灯系统可以有效的改善这种状况。特别是像北京这样的大都市,经济飞速发展,车辆繁多,人口密集。缓解交通已成为当务之急.例如在我们新校区西门口(塔南路)就是这种情况,每天进出校门的学生特别多,大多还需要穿过这条繁忙的高速公路,这为学校师生带来大大的不便.该系统主要应用于交通领域,具有较高的实用价值。该系统利用红灯,黄灯,绿灯来指挥车辆和行人,以达到车辆停止,行人通行的目的,减少了交通拥挤现象,为行人节省了时间,即保证行人过马路时的安全,也减轻了交管部门的负担。本产品面对公共交通设施,并不注重经济收益,而是注重以后潜在的发展,从而带动相关产业。用户可以完全掌握行人自控指示灯系统的操作方法,以及各个按键的作用科学技术的突飞猛进直接把我们带进了信息化的社会,计算机的应用已普及到经济和社会生活的各个领域.
第二章设计要求与任务
第一节目的和要求:
1、实验要求:
编写程序,以89c52的端口作为输出口,控制4个双色LED灯(可发红、绿、黄光),模拟十字路通灯管理。
2、实验目的:
(1)学习I/0口扩展方法;掌握89c52的工作原理以及编程方法,了解软件与硬件的调试技术。
(2)学习模拟交通灯控制方法;(3)学习双色LED灯的使用;
第二节设计任务和设计内容:(CPU均采用89c52)
1.软件延时实现模拟路通灯控制:(如图1)
实验效果:软件延时控制A﹑C路口红灯,B﹑D路口绿灯亮60秒;然后A﹑C路口不变,B﹑D路口绿灯闪5下,然后B﹑D路口黄灯亮;再变为A﹑C路口绿灯,B﹑D红灯延时3秒;然后A﹑C路口绿灯闪5下,再黄灯亮,B﹑D不变。再循环······。并将绿灯剩余时间显示在LED上(该项编程可将其结果显示在计算机屏幕上代替)。
初始化
设置89c52
为输出
C口为输出
清LED
BD,AC四个方向全为红短延时
BD方向亮绿灯60秒
AC方向亮红灯
BD方向绿灯闪五次,AC方向灯不变
BD方向为黄灯延时
AC方向灯不变
有键按下?
有键按下?
BD方向亮红灯并延时3秒,AC方向亮绿灯
有键按下?
有键按下?
状态0
状态1
状态2
状态3
有键按下?
BD方向灯不变,
AC方向绿灯闪五次
状态4
BD方向灯不变,
AC方向黄灯延时
状态4
返回DOS
状态1
状态3
状态4
状态2
循环
运行
(图2流程图)
2.89c52定时器控制模拟交通灯:
实验效果:软件延时控制A﹑C路口红灯,B﹑D路口绿灯亮50秒;其余要求和第1点中的相同。
第三章设计方案及评估论证
第一节题意分析:
虽然题目是四个路口,其实这是用于人行横道处的
交通灯,也可用于不允许拐弯的主﹑副街道的交叉口处。
如图1所示,B、D方向是双向车道;A、C方向是人行横道。或者将BD看作主街道,而AC看作副街道,也是可以的。
第二节工作原理说明:
1.工作原理说明:
此方案是通过并行接口芯片89c52A和计
算机的硬件连接,以及通过软件延时的方法进行软件
编程,来实现十字路通灯的模拟控制。如图2(89c52A芯片)所示,1.主控制单片机
关键词:单片机RS—485总线数码管显示数据转换键盘处理
一、前言
目前检测温度一般采用热电偶或热敏电阻作为传感器,这种传感器至仪表之间一般都要用专用的温度补偿导线,而温度补偿导线价格很贵,并且线路太长也会影响测量精度。在实际应用中往往需要对较远处(1KM左右)的温度信号进行监视。现有的解决方案有很多,例如:
1、在现场用智能仪表对温度信号进行测量,用计算机作上位机与智能仪表进行通讯来实现远程温度监测(采用这种方案要增加计算机设备及相关计算机软件)。
2、NCU+DDC实现远程温度监测。用两个DDC,一个安装在现场测量温度,另一个安装在监视地,两个DDC通过NCU进行通讯从而实现远程温度监测。
但以上方案都存在成本高的问题,有没有低成本的解决方案呢?其实,在单片机应用日益广泛的今天,完全可以用单片机以极低的成本来实现远程温度监测。
二、问题的提出
我单位管理的锅炉房同时给两栋建筑物内的两家酒店供应蒸汽,由安装在两栋建筑物地下室的热交换器进行热交换后产生热水送给客房。从锅炉房至两个热交换站的距离分别约600米,值班人员要不停地奔波于两个热交换站与锅炉房之间进行设备巡视,检查热水温度是否控制在规定的范围,这样不仅增加了值班人员的劳动强度,同时也使锅炉房经常无人(因每班1人值班)。如果能在锅炉房显示两个热交换站内各热交换器的热水温度,则值班人员仅在热水温度异常时才需到各热交换站检查设备,这样便可解决上述问题。我公司曾就此问题找专业公司作过方案,其报价在人民币10万元左右,后因种种原因该项目未实施。经过分析,本人发现可以用单片机+智能仪表以低成本实现温度远程显示,并且经过实验取得了成功,现将设计方案简述如下:
三、控制要求及解决方案选择
1、两个热交换站分高低区共安装有8个热交换器,正常水温在45oC至65oC之间;两个热交换站与锅炉房的距离分别为500米和600米左右。
1步进电机原理简介
步进电机是数字控制电机,它将脉冲信号转变成角位移,即给一个脉冲信号,步进电机就转动一个角度,因此非常适合于单片机控制。步进电机可分为反应式步进电机(简称VR)、永磁式步进电机(简称PM)和混合式步进电机(简称HB)。
步进电机区别于其他控制电机的最大特点是,它是通过输入脉冲信号来进行控制的,即电机的总转动角度由输入脉冲数决定,而电机的转速由脉冲信号频率决定。
步进电机的驱动电路根据控制信号工作,控制信号由单片机产生。其基本原理作用如下:
(1)控制换相顺序
通电换相这一过程称为脉冲分配。例如:三相步进电机的三拍工作方式,其各相通电顺序为A-B-C-D,通电控制脉冲必须严格按照这一顺序分别控制A,B,C,D相的通断。
(2)控制步进电机的转向
如果给定工作方式正序换相通电,步进电机正转,如果按反序通电换相,则电机就反转。
(3)控制步进电机的速度
如果给步进电机发一个控制脉冲,它就转一步,再发一个脉冲,它会再转一步。两个脉冲的间隔越短,步进电机就转得越快。调整单片机发出的脉冲频率,就可以对步进电机进行调速。
(4)步进电机的静态指标及术语
相数:产生不同对极N、S磁场的激磁线圈对数。常用m表示。
拍数:完成一个磁场周期性变化所需脉冲数或导电状态用n表示,或指电机转过一个齿距角所需脉冲数,以四相电机为例,有四相四拍运行方式AB-BC-CD-DA-AB,四相八拍运行方式即A-AB-B-BC-C-CD-D-DA-A.
步距角:对应一个脉冲信号,电机转子转过的角位移用θ表示。θ=360度(转子齿数J*运行拍数),以常规二、四相,转子齿为50齿电机为例。四拍运行时步距角为θ=360度/(50*4)=1.8度(俗称整步),八拍运行时步距角为θ=360度/(50*8)=0.9度(俗称半步)。
定位转矩:电机在不通电状态下,电机转子自身的锁定力矩(由磁场齿形的谐波以及机械误差造成的)
静转矩:电机在额定静态电作用下,电机不作旋转运动时,电机转轴的锁定力矩。此力矩是衡量电机体积(几何尺寸)的标准,与驱动电压及驱动电源等无关。虽然静转矩与电磁激磁安匝数成正比,与定齿转子间的气隙有关,但过份
采用减小气隙,增加激磁安匝来提高静力矩是不可取的,这样会造成电机的发热及机械噪音。
(5)、步进电机动态指标及术语:
步距角精度:步进电机每转过一个步距角的实际值与理论值的误差。用百分比表示:误差/步距角*100%。不同运行拍数其值不同,四拍运行时应在5%之内,八拍运行时应在15%以内。
失步:电机运转时运转的步数,不等于理论上的步数。称之为失步。
失调角:转子齿轴线偏移定子齿轴线的角度,电机运转必存在失调角,由失调角产生的误差,采用细分驱动是不能解决的。
1.1概念
电子台历对于人们来说并不陌生,是日常生活中的一种计时工具,显示内容比较具体,包括:年、月、秒等,以其自身精确、使用方便等优势受到人们越来越多的关注。在电子台历使用过程中,能够在两个方面体现其特点,一方面,能够与软、硬件更新同步,为人们提供更加优质的服务,具有实时性特点;另一方面,结构简单,主要是将单片机作为基础,与LED显示电路等构成,而且在特殊环境影响下,能够进行实时调试,极大地提高了工作效率。
1.2设计原理
电子台历软件主要包括程序初始化、按键检测等,硬件则为单片机,由于单片机芯片接口数量较多,在实际应用中比较复杂。诚然,电子台历体积小,但是,其内部系统包含电源电路、时钟等部件,能够确保其稳定、正常运行,另外,在其设计中,台历前板显示屏幕是价格比较昂贵的数码管液晶显示器,能够有效突破传统仅能够显示一种字体的弊端,通过这种设计,不仅能够满足个性化需求,有效节约成本,还能够提高电子台历市场占有率。目前,Proteus系统电子台历应用范围比较广泛。
2在电子信息中单片机电子台历的应用
2.1激发学生兴趣,挖掘创新潜能
传统教学主要采用标准模块,学生被动地在课前对相关实验进行预习,并将事先编好的程序录入系统中进行验证即可,在很大程度上写弱了学生学习积极性和热情,而单片机教学不同,学生在教师引导下,可以利用单片机软件进行创新设计,有效激发学生兴趣,拓展学生思维,能够深入挖掘创新潜能。另外,该技术自身结构简单、学生操作难度较低,能够为学生进行自主实验提供支持,不仅能够优化教学,提升教学有效性,还能够充分调动学生积极性和热情。
2.2丰富教学内容,拓展知识范围
电子信息工程作为计算机应用科学的重要组成部分,是适应现代社会发展的基础,在社会经济迅速发展影响下,电子信息技术已经在社会各个领域中得到了广泛推广和普及,在推动社会、经济发展等方面具有重要作用。传统电子信息工程中的设计与运用,已经不能够更好地帮助学生参与现代社会发展,特别是在单片机在人们生活中的应用,使得人们对电子信息工程提出了更高的要求情况下。因此,将单片机技术引入教学中成为未来主要趋势,在教学中渗透,不仅能够丰富教学内容,丰富知识范围,还能够进一步激发学生创造力,提升自身专业技能。在实际教学中,教师要认识到单片机添加到教学中的重要性,并引导学生全面、系统了解和掌握单片机知识,从而推动电子信息工程实现可持续发展目标。
2.3提供实验素材,培养综合能力
电子信息工程发展过程中,实验在促进其不断发展中占据不可替代的重要位置,传统教学中,教师普遍将理论知识的传授作为课堂教学核心,在很大程度上限制学生发挥想象力和创造力,无法真正理解和掌握单片机技术相关内容,为了能够突破传统单一模式的缺陷,教师可以引导学生认识并掌握此设计相关知识,例如:台历结构等,并将单片机在电子台历中的运用作为实验课题,围绕实践操作进行模拟实验,在实验过程中,教师通过正确引导,使得学生在体会实验的同时,扎实的掌握基础知识,从而为进一步开展电子信息工程教学奠定坚实的基础。除此之外,教师还需要放手让学生自主进行实验,并及时发现自身存在的不足之处,参照原始实验过程进行对比,加以调整和优化,提高学习效率。通过这种方式,不仅能够使得学生更好地掌握专业知识,丰富知识面,还能够有效培养学生自主学习等综合能力,从而进一步挖掘电子信息工程。
3结语