MSP430实现的多路电源开关控制器
基于MSP430G2211实现的多路电源开关
控制器
第一章作品概述 (2)
第一节基本情况 (2)
第二节软硬件总体设计方案 (2)
第二章作品硬件系统设计 (4)
第一节MSP430G2系列Launchpad开发板组成及硬件资源情况介绍 (4)
第二节关键器件选型以及性能指标参数 (4)
第三节单元电路介绍 (5)
第五节PCB板设计要求和注意事项 (9)
第六节安装调试注意事项 (12)
第三章作品软件系统设计 (14)
第一节程序流程图介绍 (14)
第二节CCS设计与调试方法介绍 (19)
第四章总结与思考 (23)
第一章作品概述
第一节基本情况
本作品使用MSP430G2211单片机实现了通过按键对四路功率继电器进行选择控制，达到对四路交流电源加电/断电的控制要求，由于是对220V市电进行控制，所以作品中尽可能的考虑了使用安全问题，使用了隔离电路以及在每一路上都有功率限制。
第二节软硬件总体设计方案
系统总体设计框图如下
图1.1 系统总体设计框图
为了实现安全的控制220V的交流电，本作品使用隔离控制大功率继电器的方式实现。220V交流电引入系统后，经过继电器和保险管后再经过四路插座输出。在控制继电器的方式上，为了安全起见，控制信号通过光耦隔离之后控制继电器。本作品可以实现4路220W 的功率输出控制。
各个模块之间的具体工作关系如下，用户通过键盘像MSP430处理器发送命令，MSP430G2211处理器在检测到案件后，会对相应的继电器控制I/O置位，注意此时的控制信号是隔离之前的信号；此信号经过隔离模块之后交给控制模块，用来控制相应的继电器动作，从而使得不同的通道导通。
第二章作品硬件系统设计
第一节MSP430G2系列Launchpad开发板组成及硬件资源情况介绍
MSP430G2系列Launchpad是TI推出的一款低成本的开发平台。它适用于适用于TI 最新MSP430G2xx 系列产品其基于USB 的集成型仿真器可提供为全系列MSP430G2xx 器件开发应用所必需的所有软、硬件。LaunchPad 具有集成的DIP 目标插座，可支持多达20 个引脚，从而使MSP430 Value Line 器件能够简便地插入LaunchPad 电路板中。此外，其还可提供板上Flash 仿真工具，以直接连接至PC 轻松进行编程、调试和评估。LaunchPad 试验板还能够对eZ430-RF2500T 目标板、eZ430-Chronos 手表模块eZ430-F2012T/F2013T 目标板进行编程。此外，它还提供了从MSP430G2xx 器件到主机PC 或相连目标板的9600 波特UART 串行连接。
MSP430G2系列Launchpad开发板硬件资源：
? USB 调试与编程接口无需驱动即可安装使用，且具备高达9600 波特的UART 串行通信速度
? 支持所有采用PDIP14 或PDIP20 封装的MSP430G2xx 和MSP430F20xx 器件
? 分别连接至绿光和红光LED 的两个通用数字I/O 引脚可提供视觉反馈
? 两个按钮可实现用户反馈和芯片复位
? 器件引脚可通过插座引出，既可以方便的用于调试，也可用来添加定制的扩展板? 高质量的20 引脚DIP 插座，可轻松简便地插入目标器件或将其移除
第二节关键器件选型以及性能指标参数
作为大功率电源开关的核心器件，大功率继电器的选型对整个系统的可靠性和性能都起着至关重要的作用。本作品中选用了厦门宏发电声生产的HF115-1ZS1型大功率继电器。其关键指标如下：
1.触点负载达到12A,250VAC,完全可以满足1A,220VAC的通过能力要求
2.最大切换电压和电流达到440VAC和12A。
3.触点间耐压达到1000VAC。
实物图如图2.1所示
图2.1 继电器实物图
在对驱动的要求上，该继电器的线圈驱动规格为：驱动电压大于 3.5V，驱动电流大于80mA。
综上可见，HF115-1ZS1型大功率继电器可以完全满足本作品的要求。
第三节单元电路介绍
1.MSP430G2211控制系统模块
模块电路如下
图2.2 单片机系统控制模块电路
如图2.1所示，P1.6,P1.7,P2.6,P2.7用于产生四个继电器的控制信号，由于本系统是用于大功率电源控制，从安全上考虑，在系统上电单片机复位阶段，由于I/O电平不确定，
有可能会给后级带来安全隐患，所以这里将四路I/O口全部下拉，用改变I/O口方向的方法实现控制电平的切换。这样，在系统复位到对I/O初始化的过程内电平都可控。确保了系统可靠性。同时由于G2211系列I/O资源较少，这里同时将指示灯功能也通过硬件的方法实现，高电平的时候继电器导通，并电量相应LED。
在按键控制方法上，由于G2系列单片机已经内置了上拉电阻，所以这里只需要将相应的P1.1,P1.2,P1.4,P1.5口与按键相连接地即可。
2.继电器控制模块
图2.3 继电器控制模块电路
这里使用一种最常用的继电器控制电路，同时为了保证系统安全，在每一路都增加的电流峰值吸收电路和保险管。
图2.4 继电器驱动电路
ULN2003是一款大功率的达林顿管阵列芯片，用在控制继电器上可以省略掉续流二极管。这里将经过光耦隔离出来的单片机控制信号进行电平转换和功率放大，以达到驱动继电器的目的。在继电器驱动中，R13和C1用于吸收在继电器切换瞬间的电流尖峰，以免造成单片机干扰。
3.控制信号隔离模块
图2.5 控制信号隔离模块
为了确保控制安全，控制信号全部经过4一片TLP521-芯片进行电器隔离，将强电弱电完全分离。
4.隔离电源模块
图2.6 隔离电源模块
由于控制信号的隔离，因此系统电源也隔离为两套。V电源引进系统后，一路经过直接供给用于驱动继电器和ULN2003；另一路经过DC-DC隔离模块之后供给单片机系统。
第四节系统元器件清单
系统元件清单如下
第五节PCB板设计要求和注意事项
由于本系统引入了220交流电，为了满足强电安全规范，在PCB设计时，应该将220V 电源的走线宽度大于50mil,走线间距大于20mil,以满足爬电距离要求。在加工PCB时也应要求PCB板厚度大于1.2mm。
同时由于强电和弱点采用了电器隔离，所以在对弱点走线和覆铜是应该尽量远离强电走线。需要在光耦芯片TLP521-4下面机械层开槽以增加爬电距离。
图2.7 机械隔离完整系统原理图如图2.8
图2.8 完整系统原理图系统PCB图如图2.9，2.10
图2.9 系统PCB正面
图2.10 系统PCB图背面
第六节安装调试注意事项
由于本系统涉及到了强电，所以在上电之前请务必将保险管安装到位，同时对涉及到220V的接线端子，请务必使用耐压参数合格的产品。系统板实物图如图2.11
图2.11 系统版实物图
在系统加电之前，请检查好保险管的规格参数，这里使用的1A的保险管。根据本作品的设计，输入和输出的一根线是接通的，另一根线由继电器控制，所以为了确保安全，在改变负载之前请确保电源已经彻底断开。
系统连接实物图如图2.12所示
图2.12 系统连接实物图
第三章作品软件系统设计
第一节程序流程图介绍
1.程序流程图
图3.1 系统总流程图
图3.2 中断服务程序流程图
程序流程说明：由于控制继电器的I/O口采用的下拉方式，所以控制程序使用改变I/O 方向的方式来改变输出电平。例如，需要将P1.6口输出高电平时，需要将P1.6输出设为高，同时将方向设置为输出模式；如果希望P1.6输出低电平，则将P1.6口方向置为输入即可。这样可以保证在系统复位时也有确定的低电平输出。
2.程序代码及注释
#include"msp430g2231.h"
void Sys_Clk_Init();
void Delay(unsigned int time);
void Port_Init();
//对I/O操作口进行宏定义，方便后面的操作
#define CONTROL_1_HIGH P1DIR|=BIT6 //将P1.6口设置为输出模式，输出高
#define CONTROL_1_LOW P1DIR&=~BIT6 //将P1.6口设置为输入模式，通过下来电阻使其输出低
#define CONTROL_2_HIGH P1DIR|=BIT7
#define CONTROL_2_LOW P1DIR&=~BIT7
#define CONTROL_3_HIGH P2DIR|=BIT7
#define CONTROL_3_LOW P2DIR&=~BIT7
#define CONTROL_4_HIGH P2DIR|=BIT6
#define CONTROL_4_LOW P2DIR&=~BIT6
unsigned char PushCnt=0; //记录按下的次数，该变量决定了I/O口的反转
void main()
{
WDTCTL=WDTPW+WDTHOLD; //关闭看门狗
Sys_Clk_Init(); //系统时钟初始化
Delay(60000); //略微延时等待系统时钟稳定
Port_Init(); //I/O口初始化设置
_EINT(); //打开系统总中断
while(1)
{};
}
#pragma vector=PORT1_VECTOR
__interrupt void Port_Control()
{
//按键消抖
unsigned char Pushkey;
Pushkey=P1IFG&(BIT1+BIT2+BIT4+BIT5);
Delay(20000);
if((P1IN&Pushkey)==Pushkey)
{
P1IFG=0;
return; //如果是毛刺直接返回
}
//不是毛刺，进入按键处理程序
if(Pushkey&BIT1) //如果按下BIT1
{
if(PushCnt&BIT1) //检测上一次I/O状态
{
CONTROL_4_HIGH; //如果上一次为低则这一次将其设置为高，反之亦然 }
else
{
CONTROL_4_LOW;
}
PushCnt^=BIT1; //记录响应按键的动作
}
if(Pushkey&BIT2)
{
if(PushCnt&BIT2) {
CONTROL_3_HIGH; }
else
{
CONTROL_3_LOW; }
PushCnt^=BIT2;
}
if(Pushkey&BIT4)
{
if(PushCnt&BIT3) {
CONTROL_2_HIGH; }
else
{
CONTROL_2_LOW; }
PushCnt^=BIT3;
}
if(Pushkey&BIT5)
{
if(PushCnt&BIT4) {
CONTROL_1_HIGH; }
else
{
CONTROL_1_LOW;
}
PushCnt^=BIT4;
}
P1IFG=0;
return;
}
/*******************************************************
函数名称：Sys_Clk_Init
函数功能：对系统时钟进行初始化
入口参数：无
出口参数：无
*******************************************************/
void Sys_Clk_Init()
{
DCOCTL = 0xA0;//使用内部DCO,频率约为32768*51=1632kHz
BCSCTL1= 0x07;//ACLK不分频 RSEL=7
BCSCTL2= 0; //MCLK时钟源选为DCOCLK，不分频，SMCLK选为DCOCLK,不分频}
//延时程序
void Delay(unsigned int time)
{
for(unsigned int i=0;i } //端口初始化,将继电器的控制端口设置为输出高，通过切换方向来改变输出电平//把键盘的端口设置为输出高，同时方向设置为输入，内部上拉打开 void Port_Init() { //系统开机指示灯 P1DIR|=BIT0; P1OUT|=BIT0; //键盘端口输入 P1OUT|=BIT1+BIT2+BIT4+BIT5; //把输出设置为高，否则上拉不起效 P1REN|=BIT1+BIT2+BIT4+BIT5; //上拉打开 P1IE|=BIT1+BIT2+BIT4+BIT5; P1IES|=BIT1+BIT2+BIT4+BIT5; //继电器设置,通过切换端口方向来改变输出电平，输入时为低电平，输出时为高电平 P1OUT|=BIT6+BIT7; P2OUT|=BIT6+BIT7; P2SEL=0; } 第二节 CCS设计与调试方法介绍 https://www.sodocs.net/doc/d87505058.html,S概述 Code Composer Studio? (CCStudio) 是用于德州仪器 (TI) 嵌入式处理器系列的集成开发环境 (IDE)。 CCStudio 包含一整套用于开发和调试嵌入式应用的工具。它包含适用于每个 TI 器件系列的编译器、源码编辑器、项目构建环境、调试器、描述器、仿真器、实时操作系统以及多种其他功能。 Code Composer Studio 以 Eclipse 开源软件框架为基础。 Eclipse 软件框架最初作为创建开发工具的开放框架而被开发。 Eclipse 为构建软件开发环境提供了出色的软件框架，并且逐渐成为备受众多嵌入式软件供应商青睐的标准框架。 CCStudio 将 Eclipse 软件框架的优点和 TI 先进的嵌入式调试功能相结合，为嵌入式开发人员提供了一个引人注目、功能丰富的开发环境。 2.建立新的工程 双击桌面的CCS图标后会进行一系列的加载，同时会询问开发者选择一个工作空间路径。如图 图3.3 设置工作空间 我们选择一个常用的开发代码文件夹，注意路径中不能有中文，否则会出现错误。接下来进入主界面，如图 图3.4 主界面 选择File-New-CCS Project,进入如图所示界面 水温控制系统（B题） 摘要 在能源日益紧张的今天，电热水器，饮水机和电饭煲之类的家用电器在保温时，由于其简单的温控系统，利用温敏电阻来实现温控，因而会造成很大的能源浪费。但是利用AT89C51 单片机为核心，配合温度传感器，信号处理电路，显示电路，输出控制电路，故障报警电路等组成的控制系统却能解决这个问题。单片机可将温度传感器检测到的水温模拟量转换成数字量，并显示于1602显示器上。该系统具有灵活性强，易于操作，可靠性高等优点，将会有更广阔的开发前景。 水温控制系统概述 能源问题已经是当前最为热门的话题，离开能源的日子，世界将失去一切颜色，人们将寸步难行，我们知道虽然电能是可再生能源，但是在今天还是有很多的电能是依靠火力，核电等一系列不可再生的自然资源所产生，一旦这些自然资源耗尽，我们将面临电能资源的巨大的缺口，因而本设计从开源节流的角度出发，节省电能，保护环境。 一、设计任务 设计并制作一个水温自动控制系统，控制对象为 1 升净水，容器为搪瓷器皿。水温可以在一定范围内由人工设定，并能在环境温度降低时实现自动控制，以保持设定的温度基本不变。 二、要求 1、基本要求 （1）温度设定范围为：40～90℃，最小区分度为1℃，标定温度≤1℃。 （2）环境温度降低时温度控制的静态误差≤1℃。 （3）能显示水的实际温度。 第2页，共11页 2、发挥部分 （1）采用适当的控制方法，当设定温度突变（由40℃提高到60℃）时，减小系统的调节时间和超调量。 （2）温度控制的静态误差≤0.2℃。 （3）在设定温度发生突变时，自动打印水温随时间变化的曲线。 （4）其他。 一系统方案选择 1.1 温度传感器的选取 目前市场上温度传感器较多，主要有以下几种方案： 方案一：选用铂电阻温度传感器。此类温度传感器线性度、稳定性等方面性能都很好,但其成本较高。 方案二：采用热敏电阻。选用此类元器件有价格便宜的优点，但由于热敏电阻的非线性特性会影响系统的精度。 方案三：采用DS18B20温度传感器。DS18B20是DALLAS公司生产的一线式数字温度传感器，具有3引脚TO－92小体积封装形式；温度测量范围为－55℃～＋125℃,可编程为9位～12位A/D转换精度，测温分辨率可达0.0625℃，被测温度用符号扩展的16位数字量方式串行输出远端引入。此器件具有体积小、质量轻、线形度好、性能稳定等优点其各方面特性都满足此系统的设计要求。 比较以上三种方案，方案三具有明显的优点，因此选用方案三。 1.2温度显示模块 方案一：采用8个LED八段数码管分别显示温度的十位、个位和小数位。数码管具有低能耗，低损耗、寿命长、耐老化、对外界环境要求低。但LED八度数码管引脚排列不规则，动态显示时要加驱动电路，硬件电路复杂。 方案二：采用带有字库的12864液晶显示屏。12864液晶显示屏具有低功耗，轻薄短小无辐射危险，平面显示及影像稳定、不闪烁、可视面积大、画面 目录 第一章课程设计要求及电路说明 (3) 1.1课程设计要求与技术指标 (3) 1.2课程设计电路说明 (4) 第二章课程设计及结果分析 (6) 2.1课程设计思想 (6) 2.2课程设计问题及解决办法 (6) 2.3调试结果分析 (7) 第三章课程设计方案特点及体会 (8) 3.1 课程设计方案特点 (8) 3.2 课程设计心得体会 (9) 参考文献 (9) 附录 (9) 第一章课程设计要求及电路说明 1.1课程设计要求与技术指标 温度控制器的设计 设计要求与技术指标： 1、设计要求 （1）设计一个温度控制器电路； （2）根据性能指标，计算元件参数，选好元件，设计电路并画出电路图； （3）撰写设计报告。 2、技术指标 温度测量范围0—99℃，精度误差为0.1℃；LED数码管直读显示；温度报警指示灯。 1.2课程设计电路说明 1.2.1系统单元电路组成 温度计电路设计总体设计方框图如图1所示，控制器采用单片机AT89S51，温度传感器采用DS18B20，用3位LED数码管以串口传送数据实现温度显示。 1.2.2设计电路说明 主控制器：CPU是整个控制部分的核心,由STC89C52芯片连同附加电路构成的单片机最小系统作为数据处理及控制模块. 显示电路：显示电路采用4个共阳LED数码管，用于显示温度计的数值。报警电路：报警电路由蜂鸣器和三极管组成，当测量温度超过设计的温度时，该电路就会发出报警。 温度传感器：主要由DS18B20芯片组成，用于温度的采集。 时钟振荡：时钟振荡电路由晶振和电容组成，为STC89C52芯片提供稳定的时钟频率。 第二章课程设计及结果分析 2.1课程设计 2.1.1设计方案论证与比较 显示电路方案 方案一：采用数码管动态显示 使用一个七段LED数码管，采用动态显示的方法来显示各项指标，此方法价格成本低，而且自己也比较熟悉，实验室也常备有此元件。 方案二：采用LCD液晶显示 采用1602 LCD液晶显示，此方案显示内容相对丰富，且布线较为简单。 综合上述原因，采用方案一，使用数码管作为显示电路。 测温电路方案 方案一：采用模拟温度传感器测温 由于本设计是测温电路，可以使用热敏电阻之类的器件利用其感温效应，在将随被测温度变化的电压或电流采集过来，进行A/D转换后，就可以用单片机进行数据的处理，在显示电路上，就可以将被测温度显示出来，这种设计需要用到A/D转换电路，感温电路比较麻烦。 方案二：采用数字温度传感器 经过查询相关的资料，发现在单片机电路设计中，大多数都是使用传感器，所以可以采用一只温度传感器DS18B20，此传感器，可以很容易直接读取被测温度值，进行转换，就可以满足设计要求。 综合考虑，很容易看出，采用方案二，电路比较简单，软件设计也比较简单，故采用了方案二。 2.1.2设计总体方案 根据上述方案比较，结合题目要可以将系统分为主控模块，显示模块，温度采集模块和报警模块，其框图如下： 简易数字频率计设计报告 设计内容： 1、测量信号：方波、正弦波、三角波； 2、测量频率范围: 1Hz~9999Hz； 3、显示方式：4位十进制数显示； 4、时基电路由由555构成的多谐振荡器产生（当标准时间的精度要求较高时，应通过晶体振荡器分频获得）； 5、当被测信号的频率超出测量范围时，报警。 设计报告书写格式： 1、选题介绍和设计系统实现的功能； 2、系统设计结构框图及原理； 3、采用芯片简介； 4、设计的完整电路以及仿真结果； 5、Protel绘制的电路原理图； 6、制作的PCB； 7、课程设计过程心得体会（负责了哪些内容、学到了什么、遇到的难题及解决方法等）。 电子课程设计过程： 系统设计→在Multisim2001下仿真→应用Protel 99SE绘制电路原理图→制作PCB →撰写设计报告 简易数字频率计课程设计报告 第一章技术指标 1.1整体功能要求 1.2系统结构要求 1.3电气指标 1.4扩展指标 1.5设计条件 第二章整体方案设计 2.1 算法设计 2.2 整体方框图及原理 第三章单元电路设计 3.1 时基电路设计 3.2闸门电路设计 3.3控制电路设计 3.4 小数点显示电路设计 3.5整体电路图 3.6整机原件清单 第四章测试与调整 4.1 时基电路的调测 4.2 显示电路的调测 4-3 计数电路的调测 4.4 控制电路的调测 4.5 整体指标测试 第五章设计小结 5.1 设计任务完成情况 5.2 问题及改进 5.3心得体会附录 参考文献 第一章技术指标 1.整体功能要求 频率计主要用于测量正弦波、矩形波、三角波和尖脉冲等周期信号的频率值。其扩展功能可以测量信号的周期和脉冲宽度。 2.系统结构要求 数字频率计的整体结构要求如图所示。图中被测信号为外部信号，送入测量电路进行处理、测量，档位转换用于选择测试的项目------频率、周期或脉宽，若测量频率则进一步选择档位。 数字频率计整体方案结构方框图 3.电气指标 3.1被测信号波形：正弦波、三角波和矩形波。 3.2 测量频率范围：分三档： 1Hz~999Hz 0.01kHz~9.99kHz 0.1kHz~99.9kHz 3.3 测量周期范围：1ms~1s。 3.4 测量脉宽范围：1ms~1s。 3.5测量精度：显示3位有效数字（要求分析1Hz、1kHz和999kHz的测量误 差）。 3.6当被测信号的频率超出测量范围时,报警. 4.扩展指标 要求测量频率值时，1Hz~99.9kHz的精度均为+1。 MSP430单片机课程设计 一．设计要求 数字温度计 （1）用数码管（或LCD）显示温度和提示信息； （2）通过内部温度传感器芯片测量环境温度； （3）有手动测量（按测量键单次测量）和自动测量（实时测量）两种工作模式； （4）通过按键设置工作模式和自动测量的采样时间（1秒～1小时）； （5）具备温度报警功能，温度过高或过低报警。 二．系统组成 系统由G2Launch Pad及其拓展板构成，单片机为MSP430G2553。 I2的通信方式对IO进行拓展，芯片为TCA6416A； 使用C 使用HT1621控制LCD; 三．系统流程 拓展的四个按键key1、key2、key3、key4分别对应单次测量、定时测量、定时时间的增、减。定时时间分别为1s,5s,15s,30s,60s。在自动测量模式下，当温度超过设定温度上限 即报警，报警时在LCD屏幕显示ERROR同时LED2闪烁，在5s后显示0℃。此时可重新开始手动或自动测量温度。 系统示意图： 四.演示 a)手动测量温度 b)自动测量温度 c)报警 显示ERROR同时LED闪烁d）设置时间界面 五．代码部分 #include "MSP430G2553.h" #include "TCA6416A.h" #include "LCD_128.h" #include "HT1621.h" #include "DAC8411.h" #define CPU_F ((double)8000000) #define delay_us(x) __delay_cycles((long)(CPU_F*(double)x/1000000.0)) #define delay_ms(x) __delay_cycles((long)(CPU_F*(double)x/1000.0)) static int t=0; long temp; long IntDeg; void ADC10_ISR(void); void ADC10_init(void); void LCD_Init(); void LCD_Display(); void GPIO_init(); void I2C_IODect(); void Error_Display(); void WDT_Ontime(void); void LCD_Init_AUTO(); void LCD1S_Display(); 成绩： 重庆邮电大学 自动化学院综合实验报告 题目：51系列单片机闭环温度控制 学生姓名：蒋运和 班级：0841004 学号：2010213316 同组人员：李海涛陈超 指导教师：郭鹏 完成时间：2013年12月 一、实验名称： 51系列单片机闭环温度控制实验 ——基于Protuse仿真实验平台实现 基本情况： 1. 学生姓名： 2. 学号： 3. 班级： 4. 同组其他成员： 二、实验内容(实验原理介绍) 1、系统基本原理 计算机控制技术实训，即温度闭环控制，根据实际要求，即加温速度、超调量、调节时间级误差参数，选择PID控制参数级算法，实现对温度的自动控制。 闭环温度控制系统原理如图： 2、PID算法的数字实现 本次试验通过8031通过OVEN 是模拟加热的装置，加一定的电压便开始不停的升温，直到电压要消失则开始降温。仿真时，U形加热器为红色时表示正在加热，发红时将直流电压放过来接，就会制冷，变绿。T端输出的是电压，温度越高，电压就越高。 8031对温度的控制是通过可控硅调控实现的。可控硅通过时间可以通过可控硅控制板上控制脉冲控制。该触发脉冲想8031用软件在P1.3引脚上产生，受过零同步脉冲后经光偶管和驱动器输送到可控硅的控制级上。偏差控制原理是要求对所需温度求出偏差值，然后对偏差值处理而获得控制信号去调节加热装置的温度。 PID控制方程式： 式中e是指测量值与给定值之间的偏差 TD 微分时间 T 积分时间 KP 调节器的放大系数 将上式离散化得到数字PID位置式算法，式中在位置算法的基础之上得到数字PID 增量式算法： 3、硬件电路设计 在温度控制中，经常采用是硬件电路主要有两大部分组成：模拟部分和数字部分，对这两部分调节仪表进行调节，但都存在着许多缺点，用单片机进行温度控制使构成的系统灵活，可靠性高，并可用软件对传感器信号进行抗干拢滤波和非线性补偿处理，可大大提高控制质量和自动化水平；总的来说本系统由四大模块组成，它们是输入模块、单片机系统模块、计算机显示与控制模块和输出控制模块。输入模块主要完成对温度信号的采集和转换工作，由温度传感器及其与单片机的接口部分组成。利用模拟加热的 过程控制大作业 1确定被控对象 我的课题是以加热器为被控对象，设计一个加热器出口水温控制系统。 2课题的背景和研究意义 温度是工业对象中的主要被控参数之一，在工业企业中如何提高诸如电炉这样的温度控制对象的运行性能一直是现场技术人员努力解决的问题。温度控制对于大型工业控制、制冷和制热等工程具有广阔的应用前景。温度控制系统在国内各行各业的应用虽然已经十分广泛，但从国内生产的温度控制器来讲，总体发展水平仍然不高，同日本、美国、德国等先进国家相比，仍然有着较大的差距。近几年来快速发展了多种先进的温度控制方式，如：PID控制，模糊控 制，神经网络及遗传算法控制等。这些控制技术大大的提高了控制精度，不但使控制变得简便，而且使产品的质量更好，降低了产品的成本，提高了生产效率。 3生产过程和工艺流程 当前国内小型加热器一般分为两种类型，电加热式和燃油加热式。我选用立式盘管燃油式加热器为例，由燃油供给系统、鼓风系统、燃烧器、加热管、控制系统等组成。它的工艺流程如下：首先盘管加热器的受热面是一组盘管。给水从加热器的底部进入内盘管，水沿内盘管螺旋上升至加热器上部，随即进外盘管，水沿外盘管螺旋下降至加热器底部。水在内外盘管中受热，最后从加热器底部排出同时燃油对加热器进行加热，使加热器达到一定温度，这样就可以改变流过加热器盘管的水的温度，来控制出水口水温。 4分析被控对象特性，建立数学模型 对于被控对象的特性，我选择通过实验方法应用Matlab软件仿真出来并建 立其数学模型。通过得出的实验数据确定被控对象的数学模型：W s = 2 e- i.5s。 4.5s+1 5控制方案 对于加热器出口水温的控制系统，我们可以选用水出口温度为被控参量，燃 料流量为控制变量，来进行分析。同时该系统也属于温度控制系统，具有滞后 较大、纯滞后时间较长、扰动幅值大、负荷变化频繁、剧烈等特点。对于动态 特性复杂、存在多种扰动或扰动幅度较大，控制质量要求高的生产过程，用简 单控制系统无法实现良好的性能，也满足不了工艺控制精度要求，而串级控制 系统属于复杂控制系统，主要用于对象容量滞后较大、纯滞后时间较长、扰动 幅值大、负荷变化频繁、剧烈的被控过程，所以这时可以考虑用串级控制系统。 系统的结构示意图如下： 水出口視度8 工作原理：如果出现外部干扰，使稳态工况遭到破坏，串级控制系统立即开 始控制工作。根据扰动施加点的位置不同，分 3 种情况：( 1) 扰动作用于副回 路；( 2) 扰动作用于主过程；( 3)扰动同时作用于副回路和主过程。在这里主 要介绍第二种情况。假设此时 系统的控制方框图如下: 长安大学 电子技术课程设计 数字频率计的设计 专业： 班级： 姓名 指导教师： 日期： 目录 引言 第一章系统概述 一、设计方案的选择 1、计数法 2、计时法 二、整体框图及原理 第二章单元电路设计 一、放大电路设计 二、闸门电路设计 三、时基电路设计 四、控制电路设计 五、报警电路设计 六、整体电路图 七、整机元件清单 第三章设计小结 一、设计任务完成情况 二、问题及改进 三、心得体会 鸣谢 附录 引言 题目：数字频率计的设计 初始条件： 本设计可以使用在数模电理论课上学过或没学过的集成器件和必要的门电路构建简易频率计，用数码管显示频率计数值。 要求完成的主要任务： ①设计一个频率计。要求用4位7段数码管显示待测频率，并用发光二极管表示单位。 ②测量频率的范围：100hz—100khz。 ③测量信号类型：正弦波和方波。 ④具有超量程报警功能。 摘要： 本次课程设是基于TTL系列芯片的简易数字频率计,数字频率计应用所学的数字电路和模拟电路的知识进行设计。在设计过程中，所有电路仿真均基于Multisim仿真软件。本课程设计介绍了简易频率计的设计方案及其基本原理，并着重介绍了频率计各单元电路的设计思路，原理及仿真，整体电路的的工作原理，控制器件的工作情况。设计共有三大组成部分：一是原理电路的设计，本部分详细讲解了电路的理论实现，是关键部分；二是性能测试，这部分用于测试设计是否符合任务要求。三是是对本次课程设计的总结。 关键字：频率计、TTL芯片、时基电路、逻辑控制、分频、计数、报警 第一章系统概述 一、设计方案的选择 信号的频率就是信号在单位时间内所产生的脉冲个数，其表达式为f=N/T，其中f为被测信号的频率，N为计数器所累计的脉冲个数，T为产生N个脉冲所需的时间。计数器所记录的结果，就是被测信号的频率。如在1s内记录1000个脉冲，则被测信号的频率为1000HZ。测量频率的基本方法有两种：计数法和计时法，或称测频法和测周期法。 1、计数法 计数法是将被测信号通过一个定时闸门加到计数器进行计数的方法，如果闸门打开的时间为T，计数器得到的计数值为N1，则被测频率为f=N1/T。改变时间T，则可改变测量频率范围。如图（1-1-1） 计数值N1 被测信号 标准闸门 T 图 1-1-1 测频法测量原理 设在T期间，计数器的精确计数值应为N,根据计数器的计数特性可知，N1的绝对误差是N1=N+1,N1的相对误差为δN1=(N1-N)/N=1/N。由N1的相对误差可知，N的数值愈大，相对误差愈小，成反比关系。因此，在f以确定的条件下，为减少N的相对误差，可通过增大T的方法来降低测量误差。当T为某确定值时（通常取1s），则有f1=N1,而f=N，故有f1的相对误差：δf1=(f1-f)/f=1/f 从上式可知f1的相对误差与f成反比关系，即信号频率越高，误差越小；而信号频率越低，则测量误差越大。因此测频法适合用于对高频信号的测量，频率越高，测量精度也越高。 院系：计算机科学学院专业：智能科学与技术年级： 2012 学号：2012213865 姓名：冉靖 指导教师：王文涛 2014年 6月1日 一. 以下是端口的各个寄存器的使用方式： 1．方向寄存器：PxDIR：Bit=1，输出模式；Bit=0，输入模式。 2．输入寄存器：PxIN，Bit=1，输入高电平；Bit=0，输入低电平。 3．输出寄存器：PxOUT，Bit=1，输出高电平；Bit=0，输出低电平。 4．上下拉电阻使能寄存器：PxREN，Bit=1，使能；Bit=0，禁用。 5．功能选择寄存器：PxSEL，Bit=0，选择为I/O端口；Bit=1，选择为外设功能。6．驱动强度寄存器：PxDS，Bit=0，低驱动强度；Bit=1，高驱动强度。 7．中断使能寄存器：PxIE，Bit=1，允许中断；Bit=0，禁止中断。 8．中断触发沿寄存器：PxIES，Bit=1，下降沿置位，Bit=0：上升沿置位。 9．中断标志寄存器：PxIFG，Bit=0：没有中断请求；Bit=1：有中断请求。 二．实验相关电路图： 1 MSP430F6638 P4 口功能框图： 主板上右下角S1~S5按键与MSP430F6638 P4.0~P4.4口连接： 2按键模块原理图： 我们需要设置两个相关的寄存器：P4OUT和P4DIR。其中P4DIR为方向寄存器，P4OUT 为数据输出寄存器。 主板上右下角LED1~LED5指示灯与MSP430F6638 P4.5~P4.7、P5.7、P8.0连接： 3 LED指示灯模块原理图： P4IN和P4OUT分别是输入数据和输出数据寄存器，PDIR为方向寄存器，P4REN 为使能寄存器： #define P4IN (PBIN_H) /* Port 4 Input */ #define P4OUT (PBOUT_H) /* Port 4 Output */ #define P4DIR(PBDIR_H) /* Port 4 Direction */ #define P4REN (PBREN_H) /* Port 4 Resistor Enable */ 三实验分析 1 编程思路： 关闭看门狗定时器后，对P4.0 的输出方式、输出模式和使能方式初始化，然后进行查询判断，最后对P4.0 的电平高低分别作处理来控制LED 灯。 程序流程图： 2 关键代码分析： #include 温度控制电路实验报告 篇一：温度压力控制器实验报告 温度、压力控制器设计 实 验 报 告 设计题目：温度、压力控制器设计 一、设计目的 1 ?学习基本理论在实践中综合运用的初步经验，掌握微机控制系统设计的基本方法； 2.学会单片机模块的应用及程序设计的方法； 3?培养实践技能，提高分析和解决实际问题的能力。 二、设计任务及要求 1.利用赛思仿真系统，以MCS51单片机为CPU设计系统。 2?设计一数据采集系统，每5分钟采集一次温度信号、10分钟采集一次压力信号。并实时显示温度、压力值。 3.比较温度、压力的采集值和设定值，控制升温、降温及升压、降压时间，使温度、压力为一恒值。 4?设温度范围为：-10—+40°C、压力范围为0—100P&；升温、降温时间和温度上升、下降的比例为1°C/分钟，升压、降压时间和压力上升、下降的比例为10P"分钟。 5?画出原理图、编写相关程序及说明，并在G6E及赛思 仿真系统上仿真实现。 三、设计构思 本系统硬件结构以80C51单片机为CPU进行设计，外围扩展模数转换电路、声光报警电路、LED显示电路及向上位PC机的传输电路，软件使用汇编语言编写，采用分时操作的原理设计。 四、实验设备及元件 PC机1台、赛思仿真系统一套 五、硬件电路设计 单片微型计算机又称为微控制器，它是一种面向控制的大规模集成电路芯片。使用80C51来构成各种控制系统，可大大简化硬件结构，降低成本。 1.系统构架 2.单片机复位电路 简单复位电路中，干扰易串入复位端，在大多数情况下不会造成单片机的错误复位，但会引起内部某些寄存器的错误复位，故为了保证复位电路的可靠性，将RC电路接斯密特电路后再接入单片机和外围IC的RESET引脚。 3.单片机晶振电路 晶振采用12MHz,即单片机的机器周期为1卩so 4.报警电路 郑州科技学院 《模拟电子技术》课程设计 题目温度控制器 学生姓名 专业班级 学号 院（系）信息工程学院 指导教师 完成时间 2015年12月31日 郑州科技学院 模拟电子技术课程设计任务书 专业 14级通信工程班级 2班学号姓名 一、设计题目温度控制器 二、设计任务与要求 1、当温度低于设定温度时，两个加热丝同时通电加热，指示灯发光； 2、当水温高于设定温度时，两根加热丝都不通电，指示灯熄灭； 3、根据上述要求选定设计方案，画出系统框图，并写出详细的设计过程； 4、利用Multisim软件画出一套完整的设计电路图，并列出所有的元件清单； 5、安装调试并按规定格式写出课程设计报告书. 三、参考文献 [1]吴友宇.模拟电子技术基础[M]. 清华大学出版社,2009.52~55. [2]孙梅生.电子技术基础课程设计[M]. 高等教育出版社,2005.25~28. [3]徐国华.电子技能实训教程[M]. 北京航空航天大学出版社,2006.13 ~15. [4]陈杰,黄鸿.传感器与检测技术[M].北京:高等教育出版社,2008.22~25. [5]翟玉文等.电子设计与实践[M].北京:北京中国电力出版社,2005.11~13. [6]万嘉若,林康运.电子线路基础[M]. 高等教育出版社,2006.27 ~29. 四、设计时间 2015 年12月21 日至2015 年12 月31 日 指导教师签名： 年月日 本设计是一种结构简单、性能稳定、使用方便、价格低廉、使用寿命长、具有一定的实用性等优点的温度控制电路。本文设计了一种温度控制器电路，该系统采用模拟技术进行温度的采集与控制。主要由电源模块，温度采集模块，继电器模块组成。 现代社会科学技术的发展可以说是突飞猛进，很多传统的东西都被成本更低、功能更多、使用更方便的电子产品所替代，本课程设计是一个以温度传感器采用LM35的环境温度简易测控系统，用于替代传统的低精度、不易读数的温度计。但系统预留了足够的扩展空间，并提供了简单的扩展方式供参考，实际使用中可根据需要改成多路转换，既可以增加湿度等测控对象，也能减少外界因素对系统的干扰。 首先温度传感器把温度信号转换为电流信号，通过放大器变成电压信号，然后送入两个反向输入的运算放大器组成的比较器电路，让电位器来改变温度范围的取值，最后信号送入比较器电路，通过比较来判断控制电路是否需要工作。此方案是采用传统的模拟控制方法，选用模拟电路，用电位器设定给定值，反馈的温度值与给定的温度值比较后，决定是否加热。 关键词：温度传感器比较器继电器 MSP430单片机应用技术 实验报告 学号：XXXXXXXX 实验1 一、实验题目：UCS实验 二、实验目的 设置DCO FLL reference =ACLK=LFXT1 = 32768Hz, MCLK = SMCLK = 8MHz，输出ACLK、SMCLK，用示波器观察并拍照。 UCS，MCLK、 SMCLK 8MHz 的 1 2 六、实验结果 实验２ 一、实验题目：ＦＬＬ＋应用实验 二、实验目的 检测P1.4 输入，遇上升沿进端口中断，在中断服务程序内翻转P4.1 状态。 三、实验仪器和设备 计算机、开发板、示波器、信号源、电源、Code Comeposer Studio v5 四、实验步骤 1、用电缆连接开发板USB2口和电脑USB口，打开电源开关SW1，电源指示灯D5点亮； 2、运行ＣＣＳＶ５； WDT 1、用电缆连接开发板USB2口和电脑USB口，打开电源开关SW1，电源指示灯D5点亮； 2、运行ＣＣＳＶ５； ３、新建工作空间ｗｏｒｋｓｐａｃｅ； ４、新建工程ｐｒｏｊｅｃｔ与源文件ｍａｉｎ．Ｃ； ５、编写程序； ６、编译、调试、下载程序到单片机； ７、观察、分析、保存运行结果。 五、实验程序 实验４ 一、实验题目：ＷＤＴ＿Ａ实验 二、实验目的 定时模式 1 2 六、实验结果 实验５一、实验题目：Ｔｉｍｅｒ＿Ａ实验 二、实验目的 比较模式-Timer_A0，两路PWM 输出，增减计数模式，时钟源SMCLK，输出模式7 TACLK = SMCLK = default DCOCLKDIV。PWM周期CCR0 = 512-1，P1.6 输出PWM占空比CCR1 = 37.5%，P1.7输出PWM占空比CCR1 =12.5%。 要求： （1）用示波器观察两路PWM 输出的波形并拍照，测量周期、正脉宽等参数，与理论值进行对比分析。 （2 （3 1 2 实验６ 一、实验题目：ＡＤＣ１２实验 二、实验目的 ADC12 单次采样A0 端口，根据转换结果控制LED 状态。 温度控制电路设计一、设计任务 设计一温度控制电路并进行仿真。 二、设计要求 基本功能：利用AD590作为测温传感器，T L 为低温报警门限温度值，T H 为高 温报警门限温度值。当T小于T L 时，低温警报LED亮并启动加热器；当T大于 T H 时，高温警报LED亮并启动风扇；当T介于T L 、T H 之间时，LED全灭，加热器 与风扇都不工作（假设T L ＝20℃，T H ＝30℃）。 扩展功能：用LED数码管显示测量温度值（十进制或十六进制均可）。 三、设计方案 AD590是美国ANALOG DEVICES公司的单片集成两端感温电流源，其输出电流与绝对温度成比例。在4V至30V电源电压范围内，该器件可充当一个高阻抗、恒流调节器，调节系数为1μA/K。AD590适用于150℃以下、目前采用传统电气温度传感器的任何温度检测应用。低成本的单芯片集成电路及无需支持电路的特点，使它成为许多温度测量应用的一种很有吸引力的备选方案。应用AD590时，无需线性化电路、精密电压放大器、电阻测量电路和冷结补偿。 主要特性：流过器件的电流(μA) 等于器件所处环境的热力学温度(K) 度数；AD590的测温范围为- 55℃~+150℃；AD590的电源电压范围为4～30 V，可以承受44V正向电压和20V反向电压，因而器件即使反接也不会被损坏；输出电阻为710mΩ；精度高，AD590在-55℃~+-150℃范围内，非线性误差仅为±0.3℃。 基本使用方法如右图。 AD590的输出电流是以绝对温度零度（-273℃）为基准， 每增加1℃，它会增加1μA输出电流，因此在室温25℃时，其 输出电流I out =（273+25）=298μA。 V o 的值为I o 乘上10K，以室温25℃而言，输出值为 10K×298μA=2.98V 。 测量V o 时，不可分出任何电流，否则测量值会不准。 温度控制电路设计框图如下： 温度控制电路框图 由于Multisim中没有AD590温度传感器，根据它的工作特性，可以采用恒流源来替代该传感器，通过改变电流值模拟环境温度变化。通过温度校正电路得 简易数字频率计电路设计 摘要 请对内容进行简短的陈述，一般不超过300字 关键字：周期；频率；数码管，锁存器，计数器，中规模电路，定时器 在电子技术中，频率是最基本的参数之一，并且与许多电参量的测量方案、测量结果都有十分密切的关系，因此频率的测量就显得更为重要。 数字频率计是用数字显示被测信号频率的仪器，被测信号可以是正弦波、方波或其它周期性变化的信号。如配以适当的传感器，可以对多种物理量进行测试，比如机械振动的频率、转速、声音的频率以及产品的计件等等。因此，数字频率计是一种应用很广泛的仪器。 本章要求设计一个简易的数字频率计，测量给定信号的频率，并用十进制数字显示。数字频率计主要由放大整形电路、闸门电路、计数器电路、锁存器、数码管、时基电路、逻辑控制、译码显示电路几部分组成。 目录 前言 (1) 1.数字频率计的原理 (2) 2.系统框图 (3) 3.系统各功能单元电路设计 (3) 3.1 时基电路设计 (3) 3.2 放大整形电路 (4) 3.3 逻辑控制电路 (5) 3.4 锁存单元 (6) 3.5 分频电路 (7) 3.6 显示器 (7) 3.7 报警电路 (8) 4.系统总电路图 (10) 结束语 (11) 参考文献 (12) 前言 数字频率计是一种专门对被测信号频率进行测量的电子测量仪器。被测信号可以是正弦波、方波或其它周期性变化的信号。数字频率计主要由放大整形电路、闸门电路、计数器电路、锁存器、时基电路、逻辑控制、译码显示电路几部分组成。 在传统的电子测量仪器中，示波器在进行频率测量时测量精度较低，误差较大。频谱仪可以准确的测量频率并显示被测信号的频谱，但测量速度较慢，无法实时快速的跟踪捕捉到被测信号频率的变化。正是由于频率计能够快速准确的捕捉到被测信号频率的变化，因此，频率计拥有非常广泛的应用范围。 在传统的生产制造企业中，频率计被广泛的应用在产线的生产测试中。频率计能够快速的捕捉到晶体振荡器输出频率的变化，用户通过使用频率计能够迅速的发现有故障的晶振产品，确保产品质量。 频率计被用来对各种电子测量设备的本地振荡器进行校准。在无线通讯测试中，频率计既可以被用来对无线通讯基站的主时钟进行校准，还可以被用来对无线电台的跳频信号和频率调制信号进行分析。 430单片机点亮LED实验报告 一.安装实验软件IAR 二．编写点亮LED灯程序 1.使P1.0口LED灯会不停的闪烁着，程序 #include Delay_Ms(600);//稍作延时 } } 下载进去看到了P1.0口LED灯会不停的闪烁着。 2.实验目的让两盏灯交换闪烁程序 #include"msp430g2553.h" void main(void) { void Blink_LED(); WDTCTL=WDTPW+WDTHOLD; //关闭看门狗 P1DIR=BIT6; P2DIR=BIT0; while(1) { Blink_LED(); } } void Blink_LED() { _delay_cycles(1000000); //控制第二个LED P1OUT^=BIT6; _delay_cycles(1000000); //控制第一个LED P2OUT^=BIT0; 北京电子科技学院 课程设计报告 ( 2010 – 2011年度第一学期) 名称：模拟电子技术课程设计 题目：温度测量控制系统的设计与制作 学号： 学生姓名： 指导教师： 成绩： 日期：2010年11月17日 目录 一、电子技术课程设计的目的与要求 (3) 二、课程设计名称及设计要求 (3) 三、总体设计思想 (3) 四、系统框图及简要说明 (4) 五、单元电路设计（原理、芯片、参数计算等） (4) 六、总体电路 (5) 七、仿真结果 (8) 八、实测结果分析 (9) 九、心得体会 (9) 附录I：元器件清单 (11) 附录II：multisim仿真图 (11) 附录III：参考文献 (11) 一、电子技术课程设计的目的与要求 （一）电子技术课程设计的目的 课程设计作为模拟电子技术课程的重要组成部分，目的是使学生进一步理解课程内容，基本掌握电子系统设计和调试的方法，增加集成电路应用知识，培养学生实际动手能力以及分析、解决问题的能力。 按照本专业培养方案要求，在学完专业基础课模拟电子技术课程后，应进行课程设计，其目的是使学生更好地巩固和加深对基础知识的理解，学会设计小型电子系统的方法，独立完成系统设计及调试，增强学生理论联系实际的能力，提高学生电路分析和设计能力。通过实践教学引导学生在理论指导下有所创新，为专业课的学习和日后工程实践奠定基础。 （二）电子技术课程设计的要求 1．教学基本要求 要求学生独立完成选题设计，掌握数字系统设计方法；完成系统的组装及调试工作；在课程设计中要注重培养工程质量意识，按要求写出课程设计报告。 教师应事先准备好课程设计任务书、指导学生查阅有关资料，安排适当的时间进行答疑，帮助学生解决课程设计过程中的问题。 2．能力培养要求 （1）通过查阅手册和有关文献资料培养学生独立分析和解决实际问题的能力。 （2）通过实际电路方案的分析比较、设计计算、元件选取、安装调试等环节，掌握简单实用电路的分析方法和工程设计方法。 （3）掌握常用仪器设备的使用方法，学会简单的实验调试，提高动手能力。 （4）综合应用课程中学到的理论知识去独立完成一个设计任务。 （5）培养严肃认真的工作作风和严谨的科学态度。 二、课程设计名称及设计要求 （一）课程设计名称 设计题目：温度测量控制系统的设计与制作 （二）课程设计要求 1、设计任务 要求设计制作一个可以测量温度的测量控制系统，测量温度范围：室温0～50℃，测量精度±1℃。 2、技术指标及要求： （1）当温度在室温0℃～50℃之间变化时，系统输出端1相应在0～5V之间变化。 （2）当输出端1电压大于3V时，输出端2为低电平；当输出端1小于2V时，输出端2为高电平。 输出端1电压小于3V并大于2V时，输出端2保持不变。 三、总体设计思想 使用温度传感器完成系统设计中将实现温度信号转化为电压信号这一要求，该器件具有良好的线性和互换性,测量精度高,并具有消除电源波动的特性。因此，我们可以利用它的这些特性，实现从温度到电流的转化；但是，又考虑到温度传感器应用在电路中后，相当于电流源的作用，产生的是电流信号，所以，应用一个接地电阻使电流信号在传输过程中转化为电压信号。接下来应该是对产生电压信号的传输与调整，这里要用到电压跟随器、加减运算电路，这些电路的实现都离不开集成运放对信号进行运算以及电位器对电压调节，所以选用了集成运放LM324和电位器；最后为实现技术指标（当输出端1电压大于3V时，输出端2为低电平；当输出端1小于2V时，输出端2为高电平。输出端1电压小于3V并大于2V时，输出端2保持不变。）中的要求，选用了555定时器LM555CM。 通过以上分析，电路的总体设计思想就明确了，即我们使用温度传感器AD590将温度转化成电压信号，然后通过一系列的集成运放电路，使表示温度的电压放大，从而线性地落在0～5V这个区间里。最后通过一个555设计的电路实现当输出电压在2与3V这两点上实现输出高低电平的变化。 哈尔滨工业大学 简易频率计的仿真设计 目录 1设计要求 2?总电路图及工作原理 3?电路组成介绍 3.1脉冲形成电路 3.2闸门电路 3.3时基电路 3.4计数译码显示电路 4.电路的测试 5.分析与评价 附录：元器件清单 1 ?设计要求 本次设计任务是要求设计一个简易的数字频率计，即用数字显示被测信号频率的仪 器，数字频率计的设计指标有： 1. 测量信号：正弦信号、方波信号等周期变化的物理信号; 2. 测量频率范围：0Hz~9999Hz 3. 显示方式：4位十进制数显示。 2. 电路工作原理 频率计总电路图如下所示: 2単汙汕驚工 ---------- k 频率计的基本原理：通过将被测周期信号整形为同频率的方波信号后，利用555定时器组成的振荡电路所产生的频率为1Hz的标准方波，作为基准时钟，与被整形后的方波信号一起经过闸门电路处理输入计数电路，再利用74LS90N的十进制计数功能进行级联计数，计数后输入8位数据/地址锁存器74LS273N以实现锁存和清零功能，最后输入到译码显示电路中，用BCD7段译码器显示出来，这样就实现了对被测周期信号的频率测量并显示的功能。 频率计的工作原理流程图如下所示： 3. 电路组成介绍 3.1脉冲形成电路 脉冲形成电路由信号发生器与整形电路组成，输入信号先经过限幅器，再经过施密特 触发器整形，当输入信号幅度较小时，限幅器的二极管均截止，不起限副作用。由555组成的施密特触发器对经过限幅器的信号进行整形得到标准的方波信号。线路图如下所示： L 1 1 r 1 r 闸门电路 3.2闸门电路 闸门电路的作用是控制计数器的输入脉冲，在电路中用一个与非门来实现（如下图所 标注）。当标准信号（正脉冲）来到时闸门开通，被侧信号的脉冲通过闸门进入计时器计 数；正脉冲结束时闸门关闭，计数器无时钟脉冲输入 72 R2 VA - IS. THZ R 71 C5 lOnF ZFG ■ 丄 D1 X1 N?07 75 D2 jtl NdOOT MSP430单片机实验报告 专业： 姓名： 学号： MSP430单片机实验报告 设计目标：使8位数码管显示“5201314.”，深入了解串行数据接口。 实现过程：主要分为主函数、驱动8位数码管函数、驱动1位数码管函数及延时函数。 延时函数：采用for循环。 驱动1位数码管子函数：设置74HC164的时钟传输和数传输，声明变量，使数据表中每一个要表示的字符的每一位都与shift做与运算从而进行传输，上升沿将传输数据传送出去。驱动1位数码管子函数的流程图如图1所示。 图1 驱动1位数码管子函数流程图 驱动8位数码管子函数：调用8次驱动1位数码管子函数。驱动8位数码管子函数流程图如图2所示。 图2 驱动8位数码管流程图 while 图3 主函数流程图 实验结果：供电后，数码管显示“5201314.”字样。 源程序： /************* 程序名称：5201314.*************/ /***程序功能:通过模拟同步串口控制8个共阳数码管***/ /*******P5.1 数据管脚，P5.3 同步时钟管脚*******/ #include 目录 一、实验目的---------------------------------2 二、预习与参考------------------------------- 2 三、实验（设计）的要求与数据------------------- 2 四、实验（设计）仪器设备和材料清单-------------- 2 五、实验过程---------------------------------2 （一）硬件的连接- --------- ----------------------- 2 （二）软件的设计与测试结果--------------------------3 六、实验过程遇到问题与解决--------------------11 七、实验心得--------------------------------12 八、参考资料-------------------------------12 一、实验目的 设计制作和调试一个由工业控制机控制的温度测控系统。通过这个过程学习温度的采样方法，A/D变换方法以及数字滤波的方法。通过时间过程掌握温度的几种控制方式，了解利用计算机进行自动控制的系统结构。 二、预习与参考 C语言、计算机控制技术、自动控制原理 三、实验（设计）的要求与数据 温度控制指标：60～80℃之间任选；偏差：1℃。 1．每组4~5同学，每个小组根据实验室提供的设备及设计要求，设计并制作出实际电路组成一个完整的计算机温度控制测控系统。 2．根据设备情况以及被控对象，选择1~2种合适的控制算法，编制程序框图和源程序，并进行实际操作和调试通过。 四、实验（设计）仪器设备和材料清单 工业控制机、烘箱、温度变送器、直流电源、万用表、温度计等 五、实验过程 （一）.硬件的连接 图1 硬件接线图水温自动控制系统实验报告汇总
温度控制器的设计
简易数字频率计设计
MSP430单片机实验报告v3.0
51系列单片机闭环温度控制 实验报告
加热器温度控制设计
数字频率计的设计
单片机实验报告
温度控制电路实验报告
温度控制器课程设计要点
南理工 王宏波 MSP430F6638单片机实验报告
温度控制电路设计---实验报告
简易数字频率计电路设计
430单片机点亮LED实验报告
温度测量控制系统的设计与制作实验报告(汇编)
multisim简易数字频率计
MSP430单片机实验报告
计算机温度控制实验报告1