测控电路课程设计 多路数据采集系统

中北大学

课程设计报告

学院（系）：信息商务学院

专业：测控技术与仪器

学生姓名：学号：

设计题目：多路数据采集系统

起迄日期: 2011.12.19. ~2012.01.04 .

设计地点:中北大学主楼1409、1417、1418 指导教师:杜红棉

专业负责人:靳鸿

目录1 数据采集系统的基本介绍

1.1题目

1.2数据采集系统的基本原理

1.3 数据采集系统的分类

1.4 数据采集系统的基本功能

1.5 数据采集系统的结构形式

1.6 数据采集系统设计的原则

2系统功能的介绍

2.1方案的论证

2.1．1模数转换的选择

2．1 2.87C51的选择

2．1.3.显示电路

2．1.4.电压/频率转换器

3数据采集系统的硬件设计

3.1传感器的介绍，分类及特点

3.2 信号放大电路

3.3 频率变换电路

3.4 信号调理电路

3.5 AD转换电路

3.6 单片机部分

3.7 串口电路

3.8数码管显示电路

4 软件设计部分

4.1主机系统电路图

4.2从机系统电路图

5小结

6数据分析

内容

本实验采用8051系列单片机，8051系列单片机基于简化的嵌入式控制系统结构，具有体积小、重量轻，具有很强的灵活性而且价格不高本系统现场模拟正弦波信号以及其他6路分压信号以供系统进行多路采样，采用ICL8038精密信号发生芯片产生频率可变的正弦波，然后由LM331芯片实现频率到电压的转换，之间还需对信号进行调理以符合系统要求

1数据采集系统的基本介绍

1.1题目

设计一个八路数据采集系统，系统原理框图如下：

主控器能对50米以外的各路数据，通过串行传输线进行采集的显示。具体设计任务是：

（1）现场模拟信号产生器。

（2）八路数据采集器。

（3）主控器。

要求（1）现场模拟信号产生器：自制一正弦波信号发生器，利用可变电阻改变振荡频率，使频率在200Hz～2kHz范围变化，再经频率电压变换后输出相应1～5V直流电压（200Hz对应1V，2kHz对应5V）。

（2）八路数据采集器：数据采集器第1路输入自制1～5V直流电压，第2～7路分别输入来自直流源的5，4，3，2，1，0V直流电压（各路输入可由分压器产生，不要求精度），第8路备用。将各路模拟信号分别转换成8位二进制数字信号，再经并/串变换电路，用串行码送入传输线路。

（3）主控器：主控器通过串行传输线路对各路数据进行采集和显示。采集方式包括循环采集（即1路、2路……8路、……1路）和选择采集（任选一路）二种方式。显示部分能同时显示地址和相应的数据。

1.2数据采集系统的结构原理

数据采集系统一般包括模拟信号的输入输出通道和数字信号的输入输出通道。数据采集系统的输入又称为数据的收集；数据采集系统的输出又称为数据的分配。

1.3 数据采集系统的分类

数据采集系统的结构形式多种多样，用途和功能也各不相同，常见的分类方法有以下几种：根据数据采集系统的功能分类：数据收集和数据分配；根据数据采集系统适应环境分类：隔离型和非隔离型，集中式和分布式，高速、中速和低速型；根据数据采集系统的控制功能分类：智能化数据采集系统，非智能化数据采集系统；根据模拟信号的性质分类：电压信号和电流信号，高电平信号和低电平信号，单端输入(SE)和差动输入(DE)，单极性和双极性；根据信号通道的结构方式分类：单通道方式，多通道方式。

1.4 数据采集系统的基本功能

数据采集系统的任务，具体地说，就是采集传感器输出的模拟信号并转换成计算机能识别的数字信号，然后送入计算机，根据不同的需要由计算机进行相应的计算和处理，得出所需的数据。与此同时，将计算得到的数根进行显示和打印，以便实现对某些物理量的监视。

1.5数据采集系统的结构形式

从硬件力向来看，白前数据采集系统的结构形式主要有两种：一种是微型计算机数据采集系统；另一种是集散型数据采集系统。微型计算机数据采集系统是由传感器、模拟多路开关、程控放大器、采样/保持器、AD转换器、计算机及外设等部分组成。集散型数据采集系统是计算机网络技术的产物，它由若干个“数据采集站”和一台上位机及通信线路组成。数据采集站一般是由单片机数据采集装置组成。位于生产设备附近，可独立完成数据采集和预处理任务，还可将数据以数字信号的形式传送给上位机。

1.6数据采集系统设计的基本原则

对于不同的采集对象，系统设计的具体要求是不相同的。但是，由于数据采集系统是由硬件和软件两部分组成的，因此，系统设计的一些基本原则是大体相同的。

2系统功能介绍

系统的结构框图如图所示。本系统执行的过程如下：传感器把采集的非电量信号转换成电压（0-5V）或电流（4-20mA）的标准信号，通过信号调理电路把模拟信号送到单片机内部的A/D 转换器，CPU 根据设定的采样周期，对多路通道信号进行循环采集，并读取A/D 转换器转换的数字信号，进行分析计算后将实测值送到液晶上指定的位置显示，同时通过键盘控制把有用的数据及采样时间存储在ROM中。最后通过串行通讯把ROM中的数据传送到PC 机，利用VB提供良好的界面和串口通信功能。

图1 原理框图

ICL8038正弦波信号发生器 LM331组成的F\V变换电路

主单片机AT89C52纠错、 AD转换电路 ADC0809 数据采集处理校验、显示单元

RS-458标准通信

图2系统所用原器件单元模块图

2．1 方案的论证

2.1．1模数转换的选择

A/D转换器的种类很多，就位数来分，有8位，10位，12位和16位等。位数越高分辨率就越高，价格也就越贵。A/D转换器的型号很多，在精度和转换速度上差异很大。

（a）双积分A/D转换器：双积分式是一种间接式A/D转换器，优点是转换精度高，速度快缺点是转换时间长，一般要40～50ms，适用于转换速度不快的场合。

（b）逐次逼近式A/D转换器：逐次逼近式的属于直接式A/D转换器，转换精度高，速度高，价格适中，是目前种类最多，应用最广的A/D转换器，典型的8位模数转换器有ADC0809。

鉴于方案（b）的转换速度比方案（a）快，价格适中，各类繁多，应用广泛，故本设计采用ADC0809。

2．12.87C51的选择

单片机是属于Embedded System(嵌入系统)，此系统的是把CPU 加上一些少量的内存和输出入组件(I/O)，都嵌入在一颗芯片内，再使用特定的组译和编译软件编辑程序，利用烧录器把程序储存到单芯片，如此加上一些简单的周边电路，即可变成一个控制系统。本设计中选用87C51其中内部已内建程序存储器ROM，不必再去外扩程序存储器，使用更加方便。

2．1.3.显示电路

LED数码管以发光二极管作为发光单元，单色，分段全彩管可用大楼，道路，河堤轮廓亮化，LED数码管可均匀排布形成大面积显示区域，可显示图案及文字，并可播放不同格式的视频文件。通过电脑下flash、动画、文字等文件，或使用动画设计软件设计个性化动画，播放各种动感变色的图文效果。

LED的优点：1.体积小 2.耗电量低 3.使用寿命长 4.高亮度、低热量5.环保 6.坚固耐用

所以在本系统中采用低功耗的LED4561A

2．1.4.电压/频率转换器

电压频率转换器VFC（Voltage Frequency Converter）是另一种实现模数转换功能的器件，将模拟电压量变换为脉冲信号，该输出脉冲信号的频率与输入电压的大小成正比。

所以在本系统中采用性能价格比高、外围电路简单、可单电源供电、低功耗的LM331。

3 数据采集系统的硬件设计

3．1 数据的采集部分

传感器的分类及特点

传感器根据被测物理量的不同分为温度传感器，压力传感器，湿度传感器，流量传感器等。传感器把采集的非电量信号转换成电压（0-5V）或电流（4-20mA）的标准信号，本系统采用温度传感器。

温度传感器测量物体温度的方法可分为接触式和非接触式。接触式测温法是将传感器置于与被测物体相同的热平衡中，使传感器与物体保持同一温度的测温法。实现这种方法有两种途径，一是利用介质受热膨胀的原理来检测温度，二是利用敏感元件电气参数随温度变化的特性来检测温度。非接触式测温法不必将传

感器与物体接触而检测物体辐射热的测温法。实现这种测温方法可利用物体的表面热辐射强度与温度的关系来检测温度。

3．2信号放大电路

正弦信号发生模块主要采用集成函数发生器ICL8038，ICL8038函数发生器是采用肖特基势垒二极管等先进工艺制成的单片集成电路芯片，具有电源电压范围宽、稳定度好、精度高等优点，外部只需接入很少的元件即可工作，可同时产生方波、三角波和正弦波。ICL8038及外围电路如图2所示，由8脚输入外部控制电压，调节电位器P1即可使2脚输出的正弦波信号频率发生变化，实现外部压控振荡。10，11脚之间接0．01 μF的振荡电容，4，5脚接电阻和电位器，调节正弦波失真度。

ICL8038精密函数发生器是采用肖特基势垒二极管等先进工艺制成的单片

集成电路芯片，电源电压范围宽、稳定度高、精度高、易于用等优点，外部只需接入很少的元件即可工作，可同时产生方波、三角波和正弦波，其函数波形的频率受内部或外电压控制，可被应用于压控振荡和FSK调制器。

1ICL8038芯片简介

1> 性能特点

具有在发生温度变化时产生低的频率漂移，最大不超过50ppm／℃；具有正弦波、三角波和方波等多种函数信号输出；正弦波输出具有低于1％的失真度；三角波输出具有0．1％高线性度；具有0．001Hz～1MHz的频率输出范围；工作变化周期宽，2％～98％之间任意可调；高的电平输出范围，从TTL电平至28V；易于使用，只需要很少的外部条件。

2> 管脚功能

图3为ICL8038的管脚图，下面介绍各引脚功能。

脚1、12（Sine Wave Adjust）：正弦波失真度调节；脚2（Sine Wave Out）：正弦波输出；脚3（Triangle Out）：三角波输出；脚4、5（Duty Cycle Frequency）：方波的占空比调节、正弦波和三角波的对称调节；脚6（V＋）：正电源±10V～±18V；脚7（FM Bias）：内部频率调节偏

图3ICL8038管脚图

置电压输；脚8(FM Sweep)：外部扫描频率电压输入；脚9（Square Wave Out）：方波输出，为开路结构；脚10（Timing Capacitor）：外接振荡电容；脚11 or GND）：负电原或地；脚13、14（NC）：空脚。

（V

－

图4信号放大电路

3.3频率变换电路

频率电压变换模块的设计采用集成芯片LM331，LM331采用新的温度补偿能隙基准电路，在整个工作温度范围内和低到5．O V电源电压下都有极高的精度。LM331的动态范围宽，可达100 dB；线性度好，最大非线性失真小于O．01％，工作频率低到0．1 Hz时尚有较好的线性度；转换精度高，数字分辨率可达12位；外接电路简单，只需接入几个外部元件就可方便构成V／F或F／V等变换电路，并且容易保证转换精度。本系统中的所设计的频率电压变换电路如图所示。

LM331是美国NS公司生产的性能价格比高、外围电路简单、可单电源供电、低功耗的精密电压/频率转换器集成电路。LM331动态范围宽达100dB，工作频率低到0．1Hz时尚有较好的线性度，数字分辨率达12位。LM331的输出驱动器采用集电极开路形式，因此可通过选择逻辑电流和外接电阻来灵活改变输出脉冲的逻辑电平，以适配TTL、DTL和CMOS等不同逻辑电路。LM331可工作在4．0V～40V之间，输出可高达40V，而且可以防止VCC短路。

LM331的特点：?保证线性：0.01％（最大）?低功耗：15mW 5V?广泛的全面频率：1Hz to 100kHz ?脉冲输出兼容所有的逻辑形式?宽动态范围：100db所以本设计选择LM331.

LM331的引脚图与功能介绍

图5 LM331的引脚图

功能说明：

1． CURRENT UOT PUT电流输入

2．REFERENCE CURRENT VOLTAGE 参考电压

3．LOGIC OUTPUT 逻辑输出

4．GND

5．R-C 定时器

6．THRESHOLD 阈值输入

7．COMPARATOR比较器输入

8．VCC

图6频率变换电路

3.4信号调理电路

信号调理模块包括信号放大整形电路和信号放大调理电路。图4为采用A／D824设计的信号放大整形及调理电路。图4(a)中由ICL8038产生的正弦波信号先经过1 μF电容高通滤波，再经A／D824反向放大2倍，然后经比较器，输出对应频率的方波信号，作为LM331的输入。200 Hz～2 kHz的方波信号经过LM331频

率电压变换芯片后，产生的信号Vo为O．22～2．22 V，为符合200 Hz～2 kHz 对应于1～5 V，故需对Vo进行调理，方案中的运算电路如图4(b)所示。

图7 信号调理电路

3.5 AD转换电路

A/D转换器芯片ADC0809简介 8路模拟信号的分时采集，片内有8路模拟选通开关，以及相应的通道抵制锁存用译码电路，其转换时间为100μs左右。

1. ADC0809的内部结构

ADC0809的内部逻辑结构图如图8所示。

图8 《ADC0809内部逻辑结构》

图中多路开关可选通8个模拟通道，允许8路模拟量分时输入，共用一个A/D转换器进行转换，这是一种经济的多路数据采集方法。地址锁存与译码电路完成对A、B、C 3个地址位进行锁存和译码，其译码输出用于通道选择，其转换结果通过三态输出锁存器存放、输出，因此可以直接与系统数据总线相连，表为通道选择表。

表 1 通道选择表

2．信号引脚

图9 《ADC0809引脚图》

ADC0809芯片为28引脚为双列直插式封装，对ADC0809主要信号引脚的功能说明如下：

IN7～IN0——模拟量输入通道

ALE——地址锁存允许信号。对应ALE上跳沿，A、B、C地址状态送入地址锁存器中。

START——转换启动信号。START上升沿时，复位ADC0809；START下降沿时启动芯片，开始进行A/D转换；在A/D转换期间，START应保持低

电平。本信号有时简写为ST.

A、B、C——地址线。通道端口选择线，A为低地址，C为高地址，引脚图中

为ADDA，ADDB和ADDC。其地址状态与通道对应关系见表9-1。CLK——时钟信号。ADC0809的内部没有时钟电路，所需时钟信号由外界提供，因此有时钟信号引脚。通常使用频率为500KHz的时钟信号EOC——转换结束信号。EOC=0,正在进行转换；EOC=1,转换结束。使用中该状态信号即可作为查询的状态标志，又可作为中断请求信号使用。

D7～D0——数据输出线。为三态缓冲输出形式，可以和单片机的数据线直接相连。D0为最低位，D7为最高

OE——输出允许信号。用于控制三态输出锁存器向单片机输出转换得到的数据。

OE=0，输出数据线呈高阻；OE=1，输出转换得到的数据。

Vcc—— +5V电源。

Vref——参考电源参考电压用来与输入的模拟信号进行比较，作为逐次逼近的基准。其典型值为+5V(Vref(+)=+5V, Vref(-)=-5V).

ADC0809的MCS-51单片机与接口

电路连接主要涉及两个问题。一是8路模拟信号通道的选择，二是A/D转换完成后转换数据的传送。

图10 ADC0809与MCS-51的连接

如图11所示模拟通道选择信号A、B、C分别接最低三位地址A0、A1、A2即（P0.0、P0.1、P0.2），而地址锁存允许信号ALE由P2.0控制，则8路模拟通道的地址为0FEF8H～0FEFFH.此外，通道地址选择以作写选通信号。

图11 AD0809与单片机的接口电路

3.6 单片机模块

87C51采用INTEL公司可靠的CHMOS工艺技术制造的高性能8位单片机，属于标准的MCS-51的体系结构和指令系统。它结合了HMOS的高速和高密度技术及CHMOS的低功耗特征，是80C51BH的EPROM版本，电改写光擦除的片内4kB EPROM。

87C51内置中央处理单元、128字节内部数据存储器RAM、32个双向输入/输出(I/O)口、2个16位定时/计数器和5个两级中断结构，一个全双工串行通信口，片内时钟振荡电路。快速脉冲编程，如编写4kB片内ROM仅需12秒。

此外，87C51还可通过两种软件选择空闲和掉电模式。在空闲模式下冻结CPU而RAM定时器、串行口和中断系统维持其功能。掉电模式下，保存RAM数据，时钟振荡停止，同时停止芯片内其它功能。

87C51的引脚图与功能介绍

图12 87C51引脚图

引脚说明：

——电源电压

V

CC

GND ——地

P0口——P0口是一组8位漏极开路型双向I/O口，作为输出口用时，每个引脚能驱动8个TTL逻辑门电路。当对0端口写入1时，可以作为高阻抗输

入端使用。当P0口访问外部程序存储器或数据存储器时，它还可设定

成地址数据总线复用的形式。在这种模式下，P0口具有内部上拉电阻。

在Flash编程时，P0口接收指令字节，同时输出指令字节在程序校验

时。程序校验时需要外接上拉电阻。

P1口——P1口是一带有内部上拉电阻的8位双向I/O口。P1口的输出缓冲能接受或输出4个TTL逻辑门电路。当对P1口写1时，它们被内部的上拉

电阻拉升为高电平，此时可以作为输入端使用。当作为输入端使用时

）。

P1口因为内部存在上拉电阻，当外部被拉低时会输出一个低电流（I

IL

P2口——P2是一带有内部上拉电阻的8位双向的I/O端口。P2口的输出缓冲能驱动4个TTL逻辑门电路。当向P2口写1时，通过内部上拉电阻把端口

拉到高电平，此时可以用作输入口。作为输入口，因为内部存在上拉电

）。P2口在访问外部程阻，某个引脚被外部信号拉低时会输出电流（I

IL

序存储器或16位地址的外部数据存储器（例如MOVX ＠ DPTR）时，P2

口送出高8位地址数据。在这种情况下，P2口使用强大的内部上拉电阻

功能当输出1时。当利用8位地址线访问外部数据存储器时（例MOVX ＠

R1），P2口输出特殊功能寄存器的内容。当Flash编程或校验时，P2口

同时接收高8位地址和一些控制信号。、

P3口——P3是一带有内部上拉电阻的8位双向的I/O端口。P3口的输出缓冲能驱动4个TTL逻辑门电路。当向P3口写1时，通过内部上拉电阻把端口

拉到高电平，此时可以用作输入口。作为输入口，因为内部存在上拉电

阻，某个引脚被外部信号拉低时会输出电流（I

）。

IL

P3口同时具有AT89C51的多种特殊功能，具体如下表3-1所示。

端口引脚第二功能

P3.0 RXD (串行输入口)

P3.1 TXD（串行输出口）

P3.2 0

INT (外部中断0)

P3.3 1

INT（外部中断1）

P3.4 T0（定时器0）

P3.5 T1（定时器1）

P3.6 WR（外部数据存储器写选通）

P3.7 RD（外部数据存储器都选通）

表2 P3口的第二功能

RST——复位输入。当振荡器工作时，RST引脚出现两个机器周期的高电平将使单片机复位。

ALE/PROG——当访问外部存储器时，地址锁存允许是一输出脉冲，用以锁存地址的低8位字节。当在Flash编程时还可以作为编程脉冲输出（PROG）。

一般情况下，ALE是以晶振频率的1/6输出，可以用作外部时钟或定时

目的。但也要注意，每当访问外部数据存储器时将跳过一个ALE脉冲。PSEN——程序存储允许时外部程序存储器的读选通信号。当AT89C52执行外部程序存储器的指令时，每个机器周期PSEN两次有效，除了当访问外部

数据存储器时，PSEN将跳过两个信号。

EA/V PP——外部访问允许。为了使单片机能够有效的传送外部数据存储器从0000H到FFFH单元的指令，EA必须同GND相连接。需要主要的是，如

果加密位1被编程，复位时EA端会自动内部锁存。当执行内部编程指令

端

时，EA应该接到V

CC

XTAL1——振荡器反相放大器以及内部时钟电路的输入端。

XTAL2——振荡器反相放大器的输出端。

本系统中，采用AT89C52作为CPU处理器，充分利用其硬件资源，结合74ls373锁存器，7404 、7402、74138等数字处理芯片，连接了各个硬件模块。地址分配如下：

ADC0809地址: 0111 1000 0000 0000B--0111 1111 XXXX XXXXB

4 系统各部分电路

4.1主机电路

本系统是基于61板实现的，主机的系统电路如图5所示，其中61板的电路主要包括MIC输入电路、音频输出电路、电源部分、PROBE接口电路。所以在主机的电路中，只需外接按键电路、三个LED电路、RS485接口电路

图13 主机系统电路图

串口电路

RS485接口电路

本系统用到的RS485的接口电路如图12所示，其中R1为阻抗匹配电阻，在传输距离比较短的情况下，可以不用。MAX3485使用半双工通讯，其中A与B口采用差分实现传输，RO口为读数据用，RE_N为读使能位（低电平有效），DE口为写数据使能（高电平有效），DI口为写数据用。本系统只需要几个功能键，键的数量比较少，所以采用独立式结构。独立式按键结构的特点是每个键单独占用1 根I/O 接口线，上拉电阻保证了按键断开时，I/O 口线有确定的高电平，。当用手按下一个键时，往往会出现所按键在闭合位置和断开位置之间跳几下才稳定到闭合状态的情况，在释放一个键时，也会出现类似的情况。这就是键抖动，抖动时间持续不一，与开关的机械特性有关，通常不会大于l0ms。若抖动问题不解决，就会引起对闭合键的多次读入。

为保证键扫描的正确，需进行去抖动处理。去抖动有硬件和软件两种方法。硬件方法就是在键盘中附加去抖动电路，如R-S 触发器或单稳态电路，从根上消除抖动产生的可能性。而软件方法：当发现有健按下时，不立即进行键盘扫描，而是延时10 毫秒后再进行。由于键按下的时间持续上百毫秒，延时后再扫描也不迟。系统中采用软件方法消除抖动影响.

4.2 从机电路

图14 从机系统电路图

图15 数码显示电路

图16 键盘输入电路

主机系统的主程序流程如图15所示，主机系统主要负责按键处理、语音播报 发送命令给从机，同时进行采样显示。

初始化

A/D 转换 读入数据 发送状态 数据处理

载波发送

接收状态

返回 数据发送完否

N

小结

本系统采用集成函数发生器ICL8038产生一正弦信号，用于模拟现场需要采集的数据，产生的模拟信号精度较高。

87C51属于标准的MCS-51的体系结构和指令系统。它结合了HMOS的高速和高密度技术及CHMOS的低功耗特征，是80C51BH的EPROM版本，电改写光擦除的片内4kB EPROM。

87C51内置中央处理单元、128字节内部数据存储器RAM、32个双向输入/输出(I/O)口、2个16位定时/计数器和5个两级中断结构，一个全双工串行通信口，片内时钟振荡电路。快速脉冲编程，如编写4kB片内ROM仅需12秒。

此外，87C51还可通过两种软件选择空闲和掉电模式。在空闲模式下冻结CPU 而RAM定时器、串行口和中断系统维持其功能。掉电模式下，保存RAM数据，时钟振荡停止，同时停止芯片内其它功能。

系统中单片机与上位机之间采用RS 485标准接口方式进行通讯，也可采用RS 232差分方式进行传输，以改善通讯速率和传输距离。

6实验数据分析

参数显示精度取决于多种因素，它与传感器的精度，A/D 转换的精度，数制转换的精度等有关。通过采集的数据分析可以看出，系统所采集的数据确实存在一定的误差。绝对误差会基本上随着实测值的增加而增加;当实测值小于2V时，相对误差有所增大，当实测值大于2V时，相对误差开始减小。经分析，模拟量采集的误差主要归因于以下几个方面:

(1) A/D转换精度所引起的误差。

(2) 单片机本身自带的A/D转换器的引脚输入漏电流所引起的误差。

(3) 测量工具即万用欧姆表为三位半精度，由此产生的测量误差。

(4) 模仿模拟量输入并非为实际的信号输入，它使得整个系统的功耗增大，从而导致系统电源电压变化，而电源电压同时为A/D转换提供了参考电压源，所以会引起采集的数据误差。

测控电路电子秤课设报告

《测控电路课程设计》报告题目人体电子秤设计 院系仪器科学与光电工程 专业测控技术与仪器 班级测控1102 学号 2011010652 学生姓名丁向友 指导老师刘国忠 实验时间 2014.06-2014.07 实验成绩

目录 一、课程设计目的及意义 (3) 二、系统设计的主要任务 (3) 三、总体方案设计 (3) 四、电路设计及调试 (4) 4.1称重传感器电路 (4) 4.2信号调理电路 (5) 4.2.1放大电路 (5) 4.2.2调零电路 (7) 4.3比较电路 (7) 4.4或非电路 (9) 4.5显示模块 (10) 4.6报警系统 (10) 五、电路调节 (10) 六、实验数据分析与处理 (11) 6.1准确性 (11) 6.2稳定性 (12) 6.3关键点电压 (13) 七、总结 (14) 八、参考文献 (14)

一、课程设计目的及意义 测控电路课程设计是测控电路课程体系的一个重要组成环节，独立实践教学环节是对《测控电路》理论部分的必要补充。 课程设计内容为典型测控系统电路设计，通过课程设计，使学生完成测控系统任务分析、电路总体设计、单元电路设计以及电路调试等各个环节。掌握有关传感器接口电路、信号处理电路、放大电路、滤波电路、运算电路、显示电路以及执行部件驱动电路等内容在测控系统中的使用方法。了解有关电子器件和集成电路的工作原理。 在课程设计中，做到理论联系实际，加深对理论知识的进一步理解，提高分析问题和解决问题的能力。本课程设计以AD620、LM741、LM339为核心，进行智能人体电子秤的设计,并详述该系统硬件的设计方法。该系统集称重、显示、报警于一体,功能齐全,实用性强，充分利用了电路分析、模拟电路、测控电路、信号分析与处理、传感器等课堂上学到的知识，有机的将所学到的知识融合在一起，投入到实际运用中，便于对知识的综合掌握及运用。 二、系统设计的主要任务 任务：设计一个人体电子秤测量系统。 要求： 1）基本要求 最大称重：150KG 用3位半数字显示表头显示体重，输入电压范围0-2V, 当体重大于W1时，点亮LED1，发出声音提示； 当体重小于W2时，点亮LED2，发出声音提示。 2）提高部分 提高线性度 可以设置W1和W2; 语音提示； 自由发挥 三、总体方案设计 本系统主要由称重传感器模块、滤波放大电路模块、调零模块、报警电路模块、LCD显示模块等部分组成。人体的体重信息由称重传感器转换成电信号,并通过测量电路进行滤波放大,通过显示电路进行显示,如体重超出设定范围系统还会报警。

八路抢答器课程设计

电子技术 课程设计 题目：八路抢答器的设计 学院（系): 专业班级：电子132 学生姓名：学生学号：13446413 指导教师： 设计时间：2015年6 月22日 2015年7月15日

电子技术课程设计任务书2 学院电子（怀）132 班同学：

计算机教研室指导教师_

目录 摘要-------------------------------------------------------------------------------------1 1八路抢答器-----------------------------------------------------------------------------------------2 1.1前言------------------------------------------------------------------------------------------------2 1.2八路抢答器功能-----------------------------------------2 2系统的组成及工作原理--------------------------------------2 2.1系统组成框图--------------------------------------------------------------------------------- 3 2.2系统的工作原理------------------------------------------------------------------------------ 3 3电路设计--------------------------------------------------- 4 3.1方案的选择------------------------------------------------------------------------------------ 4 3.1.1方案一---------------------------------------------------------------------------------------4 3.1.2方案二---------------------------------------------------------------------------------------5 3.1.3方案的选择---------------------------------------------------------------------------------5 3.2单元电路的设计------------------------------------------------------------------------------ 5 3.2.1抢答电路的设计---------------------------------------------------------------------------5 3.2.2定时电路的设计-------------------------------------------------------------------------11 3.2.3触发器电路的设计----------------------------------------------------------------------13 3.2.4多谐振荡器电路的设计----------------------------------------------------------------15 3.2.5秒脉冲产生电路的设计----------------------------------------------------------------16 4性能的测试------------------------------------------------17 5体会与总结------------------------------------------------------------------------------------- 18 参考文献-------------------------------------------------------------------------------------------18 附录：元器件列表----------------------------------------------------------------------------- 19

多路温度采集系统

小型多路温控采集系统设计一．系统说明

本系统采用51单片机作为控制器，控制温度采集及显示。 温度传感器选用DS18B20，其单总线的通信方式可以减少系统的线路连接。DS18B20支持多点组网功能，多个DS18B20可以并联在唯一的三线上，实现组网多点测温。DS18B20在使用中不需要任何外围元件，全部传感元件及转换电路集成在形如一只三极管的集成电路。内温范围－55℃～＋125℃，在-10～+85℃时精度为±℃可编程的分辨率为9～12位，对应的可分辨温度分别为℃、℃、℃和℃，可实现高精度测温。 同时本系统选用LCD1602作为显示器件，能够同时显示16x02即32个字符（16列2行）。其显示清晰，并可以显示阿拉伯数字、英文字母的大小写、常用的符号、和日文假名等，满足了系统要求。 二．系统电路图 三、程序流程图 四、程序解读 注：程序分两部分。可以先用程序二读出各个器件的序列号，再将序列号填入程序一的SN[4][8]数组中，若要加入更多的器件可以扩大数组，并在程序中增加读显的循环次数。 1.程序一：已知各个器件序列号读取温度 #include<> #define uchar unsigned char #define uint unsigned int uchar TMP[4]; 0”1”0c1”2”3”4”序二：读取DS18B20序列号程序 注：读ROM时，只能有一个器件与单片机通信。可以逐个相连来读出其ROM #include<> #define uchar unsigned char #define uint unsigned int uint sn[8]={0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x10}; sbit DQ=P3^7;//ds18b20与单片机连接口 sbit RS=P3^0; sbit RW=P3^1; sbit EN=P3^2; void delay1ms(unsigned int ms)//延时1毫秒（不够精确的）

测控电路课程设计

测控电路课程设计 目录 目录 (1) 设计任务与要求 (3) 1 .设计内容： (3) 本小组选择的题目 (3) 红外报警系统的设计与实现 (3) 一、课设背景： (3) 二、系统设计方案 (4) 1、结构框图： (4) 2、系统原理与原理图： (4) 3、系统的功能 (4) 三、传感器选择： (5) 热释电红外传感器RE200B (5) 选择的原因： (5) 工作原理： (5) 参数 (6) 四、单元电路设计 (6) 红外线采集接收电路 (6) 红外线采集接收电路电路图 (6) 信号的放大处理电路 (7) 信号的放大处理电路电路图 (7) 信号的比较电路 (7) 信号的比较电路电路图 (7) 信号的取反电路 (8)

信号的取反电路电路图 (8) 蜂鸣器报警电路 (8) 五、元器件选择 (8) LM741 (8) LM339 (9) HD74LS00P与非门芯片 (10) 六、电路接线图 (11) 七、调试过程： (12) 八、结果（数据、图表等） (12) 光照度测量 (14) 一、课设背景 (14) 二、系统设计方案 (14) 1、结构框图 (14) 2、系统的功能 (15) 3、系统原理与原理图 (15) 三、单元电路设计 (15) 1.Led发光和光电转换电路 (15) 2.I/V转换放大输出电路以及数字表头显示电路 (16) 3.比较电路及其发光报警电路 (16) 电路接线图 (16) 调试过程： (17) 结果（数据、图表等） (17)

设计任务与要求 1.设计内容： 室内环境参数测量及安防报警电路设计 温度、湿度、照度测量与显示、报警电路设计； 破门入室、破窗入室、室内防盗、火灾,燃气泄露等报警电路设计。 2.基本要求： 用电路实现，不用软件； 用数字表头实现测量值的显示； 能够设置环境参数测量值报警上下限，并实现声、光报警； 从1和2中各选一项完成； 3.提高部分： 完成1和2中功能或其它自选功能。 本小组选择的题目 室内环境参数测量及安防报警电路设计： 我们选择的是分别是光照度测量和红外报警系统的设计与实现。 红外报警系统的设计与实现 一、课设背景： 由于改革开放的深入发展，电子电器的飞速发展.人民的生活水平有了很大提高。各种高档家电产品和贵重物品为许多家庭所拥有。然而一些不法分子也是越来越多。这点就是看到了大部分人防盗意识还不够强.造成偷盗现象屡见不鲜。因此，越来越多的居民家庭对财产安全问题十分担忧。 报警器这时正为人们解决了不少问题.但是市场上的报警器大部分都是用于一些大公司财政机构。价格高昂,一般人们难以接受。如果再设计和生产一种价廉、性能灵敏可靠的防盗报警器，必将在防盗和保证财产安全方面发挥更加有效的作用。由于红外线是不见光，有很强的隐蔽性和保密性，因此在防盗、警戒等安保装置中得到了广泛的应用，此外，在电子防盗、人体探测等领域中, 被动式热释电红外探测器也以其价格低廉、技术性能稳定等特点而受到广大用户和专业人士的欢迎。 红外报警器大多数采用国外的先进技术,其功能也非常先进。其中包括被动

多路抢答器设计

课程设计报告 学生姓名:刘科学号：2014303010328 学院:电气工程学院 班级: 电自1418 题目: 多路抢答器设计 指导教师：杨修宇职称: 助理实验师 指导教师：张光烈职称: 副教授 2016年 7 月 7日

一．设计要求 设计一台四路抢答器，具体要求如下： （1）抢答开始时，由主持人按下复位开关清除信号，用发光二极管作为输出显示信号标志。 （2）当主持人宣布“抢答开始”后，先按键者相应的发光二极管点亮； （3）有人按键被响应的同时，应有信号发出去锁住其余几个抢答者的电路，不再接收其它信号，直到主持人再次清除信号为止。当达到限定时间时，发出声响以示警告。 （4）在电路中设计一个计时功能电路，要求计时电路按秒显示，最多时限为1分钟，当时间显示一旦到达59秒，下一秒系统自动取消抢答权，信号被自动清除，抢答重新开始。亦可倒计时显示。 二．设计原理及框图 如图1所示为四路抢答器的电路框图。其工作原理为：接通电源后，主持人将开关拨到“开始”状态，抢答器处于禁止状态，编号显示器灭灯，定时器显示设定时间；主持人将开关置“开始”状态，宣布"开始"抢答器工作。定时器倒计时，扬声器给出声响提示。选手在定时时间内抢答时，可以通过按按钮的快慢来决定由谁来回答，按得快的选手的编号显示在电子显示管上，抢答器完成（优先编码判断、编号锁存、编号显示、扬声器提示）。当一轮抢答之后，定时器停止、禁止二次抢答、定时器显示剩余时间。当一轮抢答时间结束后而四位选手没有抢答，定时器显示为零。如果再次抢答必须由主持人再次操作“开始”和“开始”状态开关，主持人按下开关后所有的显示及工作状态回到初始状态，以便进行下一次答题。 整个电路框图主要分为抢答电路和倒计时电路两部分，其中抢答器电路由编码器电路，触发器电路，译码器电路，数码管显示电路组成。译码电路用来译出编码，数码显示部分用来显示按下的选手号码。另一部分倒计时电路用来显示选手抢答剩余时间，由减法计数器和时钟振荡电路构成。

多路温度采集系统设计与实现

学校代码：11517 学号：201150712117 HENAN INSTITUTE OF ENGINEERING 毕业设计（论文） 题目多路温度采集系统设计与实现 学生姓名高宇照 专业班级电气工程及其自动化1121 学号201150712117 系（部）电气信息工程学院 指导教师(职称) 张秋慧（讲师） 完成时间2012 年 5 月13日

目录 摘要................................................................................................... I ABSTRACT ........................................................................................... II 1 前言 . (1) 1.1 背景介绍 (1) 1.2 研究设计意义及目的 (1) 1.3 发展情况 (2) 1.4 本设计主要内容 (3) 2 设计任务及方案论证 (4) 2.1 设计任务 (4) 2.2 设计方案的论证 (4) 2.3系统框图设计 (6) 3 多路温度采集系统硬件电路设计 (7) 3.1系统模块及模块介绍 (7) 3.1.1 系统整体模块控制 (7) 3.1.2 模块介绍及原理 (7) 3.2 系统基本硬件组成设计 (14) 3.2.1微机芯片工作电路设计 (14) 3.2.2 温度采集电路设计 (15) 3.2.3LCD1602的显示设计 (17) 3.2.4 报警电路的设计 (18) 3.2.5 电源部分的设计 (19) 3.3 系统设计的电路结构图 (21) 4 系统的软件设计 (22) 4.1 主程序设计 (22) 4.2 子程序设计 (23) 5 系统调试与性能分析 (27) 5.1 系统调试 (27) 5.2 性能分析 (29) 结论 (31) 致谢 (32)

单片机课程设计——温度采集电路

单片机课程设计报告 ————温度采集电路设计与仿真 一、设计目的 1、通过单片机课程设计，熟练掌握C语言与汇编语言的编程方法，将理论联系到实践中去，提高我们的动脑和动手的能力。 2、通过数字采集与控制系统的设计，掌握如何采集数据并在LCD上显示采集的数据合如何控制电机的使用方法，和简单程序的编写，最终提高我们的逻辑抽象能力。 二、设计任务和要求 任务：设计一个能够采集数据和控制电机的系统. 具体要求： （1）通过I/O口扩展5个按键 （2）单片机的P口外接8个拨码开关，作为8位数据输入 （3）通过I/O口外接DS18B20温度传感器，进行温度采集 （4）外接一步进电机，作为控制部分 （5）外接一LCM1602液晶屏，进行数据显示 （6）在PROTEUS软件中设计实现上述功能的电路，然后编写源程序实现如下功能： 按下按键“1”时在液晶屏上显示“DAN PIAN JI KE CHENG SHE JI”。 按下按键“2”时在液晶屏上显示自己的学号和姓名（拼音）。 按下按键“3”时进行温度采集并显示在液晶屏上。 按下按键“4”时通过拨码开关采集8位数据并显示在液晶屏上，数据大于200控制步进电机反转，小于50步进电机正转。 按下按键“5”时步进电机停止转动。 三、设计原理分析 1、显示“DAN PIAN JI KE CHENG SHE JI”与自己的学号和姓名（拼音）直接定义字符串然后送入1602LCD显示。 2、采集温度通过DS18B20温度传感器将采集的温度通过硬件电路转送入单片机内部，单片机内部将采集的温度转换成字符串然后送入1602LCD显示。 3、通过控制ULN2003来控制电机的正反转。（ULN2003是另一款电机脉冲分配芯片，由于其结构简单，价格低廉，而且无需外接功率放大电路，因此也常用来作为步进电机的驱动芯片）。 4、该电路系统采用“一线总线”数字传感器DS18B20实现温度的采集，采用液晶显示器进行数据显示。首先启动Proteus并从Proteus元件库中选择需要的元件绘制电路图并设置相应元件的参数值。 5、电路绘制完成以后，打开KeilμVision 2新建一个项目，命名为cewen．uv2。选择Project 菜单下的Select Device forTarget选择A T89C51。然后单击Project菜单下的Optionfor Target ‘Target1’项，选择Debug，使用Proteus VSM Em-ulator仿真。然后新建一个源文件cewen．c，

测控电路课程设计报告

课程设计 课程名称：测控电路 题目名称：PT100温度变送器设计学生学院：物信学院 专业班级：测控技术与仪器 班号：B13072021 学生组员：YU 指导老师：范志顺 2015-12-2

课程设计报告 一、实验要求：1.说明温度变送器的参数范围0~400度，经电压放大后为0.5-2.5V，经V/I转换成4~20mA输出的电流源。 二、实验原理： 1.同相放大及差分放大部分 2.电流源电路：

V/I 转换电路 对同相放大器有： 对差分放大器有： 三、实验准备： 参考文献：

PT100温度变送器：P t100温度变送器用于Pt100铂电阻信号需要 远距离传送、现场有较强干扰源存在或信号需要接入DCS系统时使用。SWP-TR-08铂电阻温度变送器采用独特的双层电路板结构，下层是信号调理电路，上层电路可定义传感器类 型和测量范围。 产品特点：1、线性化输出两线制4-20mA标准电流信号，模块化结构 2、热电阻温度变送器为引进英国温度计变送器散件组装，保持电路、制造工艺、结构和性能与原装温度变送器不变。 3、变送器有电源极性反接保护电路，当输出接线接反时对线路起保护作用(此时回路电流为零);传感器的不正确接线无论是高限或低限都将导致变送器输出饱和;产品具有 RFI/EMI保护，有利于提高了测量的稳定性。 4、SWP-TR全部采用进口电子元件，性能可靠，低温度漂移。 5、SWP-TR温度变送器量程用户不能自由修改，由生产商出厂时确认生产。 6、热电阻温度变送器电磁兼容性符合欧洲电工委员会(EC)的BS EN 50081-1和BS EN 50082-1标准。 7、热电阻变送器的接线通过壳体顶部的螺丝端子完成。为符合CE认证，信号输入接线长度不能超过3米，输出接线必须是屏蔽电缆，屏蔽线只能在一端接地。 8、变送器的中心孔用于热电阻信号接线，热电阻信号线通过螺丝直接拧在变送器的输入端子上。设计的螺丝端子接受内部或外部接线方式 技术指标：1、输入信号:Pt100铂电阻信号输入

多路抢答器的课程设计

多路抢答器课程设计报告 专业：电子信息工程 课程：多路抢答器设计 学生姓名学号：201312700053方秋实 201312700107李炳均 201312700103吴桐光 201312700102钟燏 201312700078孔健 2016年 6月

多路抢答器设计 摘要随着电子技术的飞速发展，基于单片机的控制系统已应用于工业、农业、 电力、电子、智能楼宇等行业，微型计算机作为嵌入式控制系统的主体与核心，代替了传统的控制系统的常规电子线路。 抢答器作为一种工具，已广泛应用于各种智力和知识竞赛场合。但抢答器的使用频率较低，且有的要么制作复杂，要么可靠性低。作为一个单位，如果专门购一台抢答器虽然在经济上可以承受，但每年使用的次数极少，往往因长期存放使（电子器件的）抢答器损坏，再购置的麻烦和及时性就会影响活动的开展，因此设计了本抢答器。 本设计是以四路抢答为基本理念。考虑到依需设定限时回答的功能，利用STC89C52单片机及外围接口实现的抢答系统，利用单片机的单线程无线循环的原理，将软、硬件有机地结合起来，使得系统能够正确地进行计时。同时使数码管能够正确地显示时间，并且给出指令的提示。系统能够实现：在抢答中，只有开始后抢答才有效，如果在开始抢答前抢答为无效；抢答限定时间和回答问题的时间可在20S设定；可以显示是哪位选手有效抢答，正确回答后，主持人按下加分按键，基本分是选手分数加10分，选手答错扣10分；回答问题时间倒记时显示，倒计时完后系统自动跳回时钟模式。 关键词:STC89C52；单片机；数码管；抢答器；智能 1 引言 目前各种各样的竞赛越来越多,无论是学校、工厂、军队还是益智性电视节目，其中用到抢答器的概率非常大。目前很多抢答器基本上采用小规模数字集成电路设计,使用起来不够理想。因此设计一款更易于使用和区分度高的抢答器成了非常迫切的任务。现在单片机已进入各个领域,以其功耗小、智能化而著称。所以若利用单片机来设计抢答器,便使以上问题得以解决。针对以上情况,本课程设计出以STC89C52单片机为核心的多路抢答器。它能根据不同的抢答输入信号,经过单片机的控制处理并产生不同的与输入信号相对应的输出信号,最后通过数码管显示相应的路数和答题时间以及各项命令等，使竞赛真正达到公正、公开、公平。

基于单片机的多路温度采集系统毕业设计(论文)外文翻译

华南理工大学学院 本科毕业设计（论文）外文翻译 外文原文名Structure and function of the MCS-51 series 中文译名MCS-51系列的功能和结构 学院电子信息工程学院 专业班级自动化一班 学生黎杰明 学生学号 3 指导教师吴实 填写日期2016年3月10日 页脚.

外文原文版出处：《association for computing machinery journal》1990, V ol.33 (12), pp.16-ff 译文成绩：指导教师（导师组长）签名： 译文： MCS-51系列的功能和结构 MSC-51系列单片机具有一个单芯片电脑的结构和功能，它是英特尔公司的系列产品的名称。这家公司在1976年推出后，引进8位单芯片的MCS-48系列计算机后于1980年推出的8位的MCS-51系列单芯片计算机。诸如此类的单芯片电脑有很多种，如8051，8031，8751，80C51BH,80C31BH等，其基本组成、基本性能和指令系统都是相同的。8051是51系列单芯片电脑的代表。 一个单芯片的计算机是由以下几个部分组成：（1）一个8位的微处理器（CPU）。（2）片数据存储器RAM（128B/256B）,它只读/写数据，如结果不在操作过程中，最终结果要显示数据（3）程序存储器ROM/EPROM(4KB/8KB).是用来保存程序一些初步的数据和切片的形式。但一些单芯片电脑没有考虑ROM/EPROM,如8031，8032，80C51等等。（4）4个8路运行的I/O接口，P0，P1，P2，P3，每个接口可以用作入口，也可以用作出口。（5）两个定时/计数器，每个定时方式也可以根据计算结果或定时控制实现计算机。（6）5个中断（7）一个全双工串行的I/UART（通用异步接收器I口/发送器（UART）），它是实现单芯片电脑或单芯片计算机和计算机的串行通信使用。（８）振荡器和时钟产生电路，需要考虑石英晶体微调能力。允许振荡频率为12MHz，每个上述的部分都是通过部数据总线连接。其中CPU是一个芯片计算机的核心，它是计算机的指挥中心，是由算术单元和控制器等部分组成。算术单元可以进行８位算术运算和逻辑运算，ALU单元是其中一种运算器，18个存储设备，暂存设备的积累设备进行协调，程序状态寄存器PSW积累了2个输入端的计数等检查暂时作为一个操作往往由人来操作，谁储存1输入的是它使操作去上暂时计数，另有一个操作的结果，回环协调。此外，协调往往是作为对8051的数据传输转运站考虑。作为一般的微处理器，解码的顺序。振荡器和定时电路等的程序计数器是一个由8个计数器为2，总计16位。这是一个字节的地址，其实程序计数器，是将在个人电脑进行。从而改变它的容可以改变它的程序进行。在8051的单芯片电脑的电路，

温度传感器课程设计

: 温度传感器课程设计报告 专业：电气化 年级： 13-2 学院：机电院 { 姓名：崔海艳 学号：35 … ^ -- 目录

1 引言 (3) 2 设计要求 (3) 3 工作原理 (3) 4 方案设计 (4) … 5 单元电路的设计和元器件的选择 (6) 微控制器模块 (6) 温度采集模块 (7) 报警模块 (9) 温度显示模块 (9) 其它外围电路 (10) 6 电源模块 (12) 7 程序设计 (13) — 流程图 (13) 程序分析 (16) 8. 实例测试 (18) 总结 (18) 参考文献 (19) \

。 1 引言 传感器是一种有趣的且值得研究的装置，它能通过测量外界的物理量，化学量或生物量来捕捉知识和信息，并能将被测量的非电学量转换成电学量。在生活中它为我们提供了很多方便，在传感器产品中，温度传感器是最主要的需求产品，它被应用在多个方面。总而言之，传感器的出现改变了我们的生活，生活因使用传感器也变得多姿多彩。 温度控制系统广泛应用于社会生活的各个领域，如家电、汽车、材料、电力电子等，常用的控制电路根据应用场合和所要求的性能指标有所不同，在工业企业中，如何提高温度控制对象的运行性能一直以来都是控制人员和现场技术人员努力解决的问题。这类控制对象惯性大，滞后现象严重，存在很多不确定的因素，难以建立精确的数学模型，从而导致控制系统性能不佳，甚至出现控制不稳定、失控现象。传统的继电器调温电路简单实用，但由于继电器动作频繁，可能会因触点不良而影响正常工作。控制领域还大量采用传统的PID控制方式，但PID控制对象的模型难以建立，并且当扰动因素不明确时，参数调整不便仍是普遍存在的问题。而采用数字温度传感器DS18B20，因其内部集成了A/D转换器，使得电路结构更加简单，而且减少了温度测量转换时的精度损失，使得测量温度更加精确。数字温度传感器DS18B20只用一个引脚即可与单片机进行通信，大大减少了接线的麻烦，使得单片机更加具有扩展性。由于DS18B20芯片的小型化，更加可以通过单跳数据线就可以和主电路连接，故可以把数字温度传感器DS18B20做成探头，探入到狭小的地方，增加了实用性。更能串接多个数字温度传感器DS18B20进行范围的温度检测 2 设计要求

测控电路课程设计

测控电路课程设计说明书 设计题目： 开关型振幅调制与解调电路的设计与调试 学院：电信学院 班级：测控122班 姓名：张小旭 学号：201206040235

目录 一：实验任务、要求及内容 (3) 二：实验过程及原理 (3) 三：分析误差原因 (11) 四：分析电路中产生的故障 (13) 五：实验总结 (13)

一：实验任务、要求及内容 1任务：利用场效应管的开关特性，实现低频信号的幅值调制与解调，以抑制噪声干扰，提高信噪比。 2要求：参考指定的资料，设计出相应的各部分电路，组装与调试该电路，试验其抗干扰性能。 3内容：（1）.分析各部分电路工作原理，选择相应的参数。 （2）.画出完整的电路图。 （3）.分析电路实验中产生的故障。 （4）.分析误差原因。 4电路参数：调制信号：正弦波频率<500HZ 幅值<0.1v 。 载波：方波频率：5——10KHZ 幅值：5——7v 占空比：50%。 调制后信号幅值>5v。 5时间安排建议：全部时间一周。其中：设计1-2天，调试2-3天，总结1天安排1天。 二：实验过程及原理 （一）元器件的可靠性检验： 1.运放的可靠性检验：先用运放搭成跟随器，输入正弦信号，用示波器检验器是否跟随；之后用运放搭成反向放大器，输入正弦信号看输出幅值与相位； 2.稳压管的匹配：将稳压二极管串联电阻构成稳压电路，接入电源，测其性能参数，选择稳压值相近的两个稳压管。

3导线的可靠性检验：把将要用到的导线全部用万用表检测其通断； （二）原理方框图： （三）方波发生电路： 原理图如下： 方波发生电路中，积分电路的电压电流关系: 001u [()]t o c Q i t dt Q C C ==+? 其中0Q 是t=0时电容器已存储的电荷，由ic=-Ii=-ui/R,得到： 001()t o i o u u t dt U RC =-+? 常量0o U 根据初始条件确定，即t=0时，o u （0）=0o U =Q0/C. 当输入为常量时，输出为： 0()i o o u u t t U RC =-+

多路智力抢答器程序

实验四多路智力抢答器 一、实验目的 1.熟悉智力竞赛抢答器的工作原理 2.掌握抢答电路、优先编码电路、锁存电路、定时电路、报警电路、时序控制电路、 译码电路、显示电路及报警电路的设计方法 二、实验任务 基本功能 1.设计一个多路智力竞赛抢答器，同时供8个选手参赛，编号分别为0到7，每个用 一抢答按键。 2.给节目主持人一个控制开关，实现系统清零和抢答的开始。 3.具有数据锁存和显示功能。抢答开始后，如果有选手按下抢答按键，其编号立即锁 存并显示在LED上，同时扬声器报警。此外，禁止其他选手再次抢答。选手编号一直保存到主持人清除。 扩展功能 1.具有定时抢答功能，可由主持人设定抢答时间。当抢答开始后，定时器开始倒计时， 并显示在LED上，同时扬声器发声提醒。 2.选手在规定时间内抢答有效，停止倒计时，并将倒计时时间显示在LED上，同时 报警。 3.在规定时间内，无人抢答时，电路报警提醒主持人，次后的抢答按键无效。 三、方案设计 1.原理框图： 抢答按键优先编码器数据锁存器显示译码抢答显示 主持人 时序控制电路报警电路 控制开关 脉冲产生电路定时电路显示译码定时显示 2.原理简述

定时抢答器的总体框图如上图所示，它由主体电路和扩展电路两部分组成。主体电路完成基本的抢答功能，即开始抢答后，当选手按动抢答键时，能显示选手的编号，同时能封锁输入电路，禁止其他选手抢答。扩展电路完成定时抢答的功能。 定时抢答器的工作过程是：接通电源时，节目主持人将开关置于“清除”位置，抢答器处于禁止工作状态，编号显示器灭灯，定时器倒计时。当定时时间到，却没有选手抢答时，系统报警，并封锁输入电路，禁止选手超时后抢答。当选手在定时时间内按动抢答键时，抢答器要完成以下四项工作：①优先缎电路立即分辨出抢答者的编号，并由锁存器进行锁存，然后由译码显示电路显示编号；②扬声器发出短暂声响，提醒节目主持人注意；③控制电路要对输入编码电路进行封锁，避免其他选手再次进行抢答；④控制电路要使定时器停止工作，时间显示器上显示剩余的抢答时间，并保持到主持人将系统清零为止。当选手将问题回答完毕，主持人操作控制开关，使系统回复到禁止工作状态，以便进行下一轮抢答。 四、电路设计 1.抢答部分 电路功能：一是将抢答选手的编号识别出并锁存显示到数码管上，二是使其他选手按键无效；三是有人抢答时输出时序控制信号，使计数电路停止工作并报警。 原理图： 与其他电路的接口： S：输入，与主持人总控相接，此处控制数码管的清零； /ST：输入，74148的使能控制端（由7400输入）； /YEX：输出，报警时序控制（与74121相连）； CTR：输出，报警时序控制（与7400相连）； 具体原理：该部分主要由74148优先编码器、锁存器74279、译码器7448组成和按键、

多路温度采集器设计

J I A N G S U U N I V E R S I T Y 《嵌入式项目应用实践》 恭喜你 学院名称：计算机科学与通信工程学院 班级：计院的孩子 小组成员：雷锋 教师姓名：你猜猜 2016年 5 月 10日

一．实验题目 多路温度采集系统的设计。 二．实验要求 a)使用PROTEUS 8和ARDUINO IDE 进行硬件电路设计和MCU程序设 计 b)使用ALTIUM DXP 进行PCB版图设计 c)三个人一组，完成项目。每组交一份报告，一份PPT并答辩。 1.使用PROTEUS 8和ARDUINO IDE 进行硬件电路设计和MCU程序设计： 将三种温度采集的温度值显示在屏幕上，同时利用串口输出温度值。 d)分别使用LM35、DS18B20、MAX6657器件进行温度采集，使用ARDUINO 设计MCU程序。 e)时用拨动开关进行温度来源选择，开关导通时，对应LED点亮，采到的 温度要输出到液晶屏和串口。即最多可以同时显示3个器件采集的温度，最少1个。当一个都没选时，用蜂鸣器提示。 f)设计时可能数字引脚不够，此时，A0可以做为14脚处理，A1做为15 脚，以此类推。 2.使用ALTIUM DXP进行PCB版图设计 a)在DXP中绘制原理图。 b)注意：DXP中没有MAX6675芯片，需自己创建原理图元件和PCB封装。 c)液晶屏用合适的接线座替代或自行设计。 d)增加电源变压器插座(假设输入为8V)和LM7805稳压芯片将电压稳定在 5V，并做为系统供电。 e)进行PCB版图设计，即进行PCB层数设置、元件布局和布线。设计时要 考虑线宽、布线规定、防噪声设计等。 f)注意：元件位置要合理，便于用户使用。

数字式温度计设计课程设计

课程设计说明书 课程设计名称：单片机课程设计 课程设计题目：数字式温度计的设计学院名称：电气信息学院 专业班级：15电力（3）班 学生学号：1504200623 学生姓名：曾高 学生成绩： 指导教师：易先军 课程设计时间：2017.10.30 至2017.11.5

格式说明（打印版格式，手写版不做要求） （1）任务书三项的内容用小四号宋体，1.5倍行距。 （2）目录（黑体，四号，居中，中间空四格），内容自动生成，宋体小四号。 （3）章的标题用四号黑体加粗（居中排）。 （4）章以下的标题用小四号宋体加粗（顶格排）。 （5）正文用小四号宋体，1.5倍行距；段落两端对齐，每个段落首行缩进两个字。 （6）图和表中文字用五号宋体，图名和表名分别置于图的下方和表的上方，用五号宋体（居中排）。（7）页眉中的文字采用五号宋体，居中排。页眉统一为：武汉工程大学本科课程设计。 （8）页码：封面、扉页不占页码；目录采用希腊字母Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ…排列，正文采用阿拉伯数字1、2、3…排列；页码位于页脚，居中位置。 （9）标题编号应统一，如：第一章，1，1.1，……；论文中的表、图和公式按章编号，如：表1.1、表1.2……；图1.2、图1.2……；公式（1.1）、公式（1.2）。

课程设计任务书 一、课程设计的任务和基本要求 (一)设计任务（从“单片机课程设计题目”汇总文档中任选1题，根 据所选课题的具体设计要求来填写此栏） 1. 用DS18B20设计一款能够显示当前温度值的温度计； 2. 通过切换按钮可以切换华氏度和摄氏度显示； 3. 测量精度误差在正负0.5摄氏度以内。 (二)基本要求 1.有硬件结构图、电路图及文字说明； 2.有程序设计的分析、思路说明； 3.有程序流程框图、程序代码及注释说明； 4.完成系统调试（硬件系统可以借助实验装置实现，也可在Proteus 软件中仿真模拟）； 5.有程序运行结果的截屏图片。

测控电路课程设计 光照强度测量显示电路

测控电路 课程设计 课程设计名称：光照强度测量显示电路 专业班级： 学生姓名： 学号： 指导教师：刘建娟 同组人姓名： 课程设计时间：2013.12.25—2014.01.03

测控电路课程设计任务书 学生姓名专业班级学号 题目光照强度测量显示电路 课题性质工程设计课题来源参考书指导教师刘建娟 主要内容（参数） 参考期刊、文献等资料设计光照强度测量显示电路，包括以下内容：（1）选择合适的传感器和放大电路；（2）设计A/D转换电路；（3）设计单片机程序；（4）设计数码管显示电路； 根据以上内容要求来设计电路图并具体分析电路图的特性。 任务要求（进度）第1-2天：确定课程设计题目，查阅相关技术资料； 第3-6天：确定设计内容及方案，并按照确定的方案设计单元电路，对各单元电路进行功能分析； 第7-8天：进一步修正方案并画出电路图； 第9-10天：撰写课程设计报告，将各部分内容完整地呈现在报告中，并对本次课程设计进行总结。 主要参考资料[1] 张国雄. 《测控电路》. 机械工业出版社. 2011 [2] 陈磊.单片机控制数字光强检测计的设计[J].大学物理实验.2009.4. [4] 孙圣和，王廷云，徐影..光纤测量与传感技术[M].哈尔滨工业大学出版社.2007 审查意见 系（教研室）主任签字：年月日

引言 照度与人们的生活有着密切的关系。充足的光照，可防止人们免遭意外事故的发生。反之，过暗的光线可引起人体疲劳的程度远远超过眼睛的本身。因此，不适或较差的照明条件是造成事故和疲劳的主要原因之一。现有统计资料表明，在所有职业劳动的事故中约有30%是直接或间接因光线不足所造成的。对体育场（馆）的光照要求是非常严格的，光照过强或过暗都会影响比赛的效果。 那么，人们居住的室内对照度的卫生学要求是如何呢？照度是在卫生学中一项十分重要的指标。光是指能引起人眼睛光亮感觉的电磁辐射，当光线进入眼睛后可产生的知觉称为视觉。人们所见的光是指可见光，其波长范围在380～760nm （纳米）之间。 采光可分为自然采光和人工光源两大类。自然采光是指室内和地区的天然照度，有直接的日光照散射光和周围物体的反射光，常用采光系数和自然照度表示。而采光系数是指采光口的有效面积与室内地面面积之比。一般住宅的采光系数在1/5～1/15之间，居住面积比在1/8～1/10之间（窗面积/室内地面面积）。自然照度系数是用于评价自然光的照度水平。它是反映室内的和同时从室外来的光照射关系。也反映出当地光气候（自然光能源和气候的阳光照度指标的总和）。 本设计采用AT89C51单片机组成光照强度测量显示系统，可以实现对光强的测量和显示。光强传感器采用光敏三极管，对光照强度进行实时采样。设计传感器放大电路，将太阳的强弱转变为电信号，并将强度值显示出来。将光敏三极管接入电路，受光照度不同时光敏三极管的集电极电流发生相应的变化，将采集的信号接入运算放大电路，再输入到ADC转换器，将模拟信号转换成数字信号输入单片机中，通过数码显示器显示出在不同光照强度下电路电压的变化值。光敏三极管和普通三极管的结构相类似。不同之处是光敏三极管必须有一个对光敏感的PN结作为感光面，一般用集电结作为受光结，因此，光敏二极管实质上是一种相当于在基极和集电极之间接有光敏二极管的普通二极管。 设计开始先查阅资料，如元器件资料，方案选择等，可以使用单片机方案，也可以使用模拟电路方案，设计显示电路时注意按照国标显示，并有相应的手动校正电路。其中运用到了许多基本知识，如：电路理论中电阻电路的分析、模拟电子线路中运算放大器、比较器、功率放大器等知识，数字电子线路中开关特性及数字信号等知识，传感器技术中的光电传感器原理及应用、测量电路等部分知识。

多路抢答器课程设计报告详解

课程设计说明书 题目：多路抢答器设计 二级学院机械工程学院 年级专业14级机械设计制造及其自动化学号1401210012 学生姓名曾骏 指导教师洪云 教师职称讲师

目录 摘要 (1) 一、绪论 (1) 1、单片机抢答器的背景 (1) 2、单片机的应用 (2) 3、抢答器的应用 (3) 二、方案设计 (4) 1、总方案设计 (4) 2、基本功能 (4) 3、扩展功能 (5) 三、硬件电路设计 (6) 1、单片机的选择 (6) 2、各模块设计 (7) 2.1、单片机最小系统 (7) 2.2、抢答按键电路 (8) 2.3、显示器电路 (8) 2.4、蜂鸣器音频输出电路 (9) 四、软件设计 (10) 1、程序设计 (10) 2、主程序设计 (11) 五、心得体会 (12) 附录 1.程序清单 (13) 2.硬件图 (23) 六、参考文献 (24)

摘要 此次设计使用AT89C51单片机为核心控制元件,设计一个简易的抢答器，与数码管、报警器等构成八路抢答器，利用了单片机的延时电路、按键复位电路、时钟电路、定时/中断电路等。设计的抢答器具有实时显示抢答选手的号码和抢答时间的特点，而复位电路，则使其能再开始新的一轮答题和比赛，与此同时还利用汇编语言编程，使其能够实现一些基本的功能。 本次设计系统实用性强、判断精确、操作简单、扩展功能强等。它的功能实现是比赛开始，主持人读完题之后按下总开关，则计时开始，此时数码管开始进行1s的减计时，直到有一个选手按下抢答按钮，这时对应的数码管上会显示出该选手的编号和抢答所用的时间，同时该选手的报警器也会发出声音，来提示有人抢答本题。如果在规定的30s时间内没有选手做出抢答，则此题作废，即开始重新一轮的抢答。 关键词：单片机、抢答器、数码管、报警器 一、绪论 1、单片机抢答器的背景 二十世纪跨越了三个“电”的时代，即电气时代、电子时代和现已进入的电脑时代。这种电脑，通常是指个人计算机，简称PC机。它由主机、键盘、显示器等组成。还有一类计算机，大多数人却不怎么熟悉。这种计算机就是把智能赋予各种机械的单片机（亦称微控制器）。单片机的最小系统只用了一片集成电路，即可进行简单运算和控制。因为它体积小，通常都藏在被控机械的“肚子”里。它在整个装置中，起着有如人脑的作用，要是它出了毛病，那么整个装置就将瘫痪。现在，这种单片机的使用领域已十分广泛，如智能仪表、实时工控、通讯设备、导航系统、家用电器等。各种产品一旦用上了单片机，就能起到使产品升级换代的功效，常在产品名称前冠以形容词--“智能型”。如智能型洗衣机等。现在有些工厂的技术人员或其它业余电子开发者搞出来的某些产品，不是电路太复杂，就是功能太简单且极易被仿制。究其原因，可能就卡在产品未使用单片机或其它可编程逻辑器件上。