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基于51单片机的酒精测试仪设计

基于51单片机的酒精测试仪设计
基于51单片机的酒精测试仪设计

基于51单片机的酒精测试仪设计

2013年7月

组长: 陈仲明

组员:陈秋萍,朱美琪,谢康,蔡夏南,向晨燚。

摘要

近年来,随着我国经济的发展,人民的生活水平提高,越来越多的人有了自己的私家车,而酒后驾车造成的交通事故也频频发生。如今国家法律出台道路交通安全法规定,饮酒后或者醉酒驾驶机动车发生重大交通事故,构成犯罪的,依法追究刑事责任,并由公安机关交通管理部门吊销机动车驾驶证,终生不得重新取得机动车驾驶证。

鉴于人们对于醉酒驾驶的逐渐重视,酒精测试课题便引起了广泛的关注。酒后驾车引起的交通事故是由于司机的过量饮酒造成人体内酒精浓度过高,麻痹神经,造成大脑反应迟缓,肢体不受控制等症状。为本课题研究的是一种以气敏传感器和单片机为主,监测空气酒精浓度,并具有LCD显示功能的空气酒精浓度监

测仪。此需要设计一智能仪器能够监测驾驶员体内酒精含量。本课题研究的是一种以气敏传感器和单片机为主,监测空气酒精浓度,并具有声报警功能及LCD显示功能的空气酒精浓度监测仪。其可监测出空气环境中和呼气中酒精浓度值,并根据不同的环境设定不同的阀值,对超过的阀值进行声报警,并显示阀值.来提示危害。

从而达到以下目的:(1)有利于社会公共交通安全;(2)提高人们法律意识;(3)使之便捷、安全、准确、高效,便于提高家庭酒精测试的普及化。

本作品是基于单片机控制ADC0809对TGS822酒精浓度取样来反映人体血液酒精浓度;以及对DS18B20获取温度

关键词:ADC0809;

目录

第1章绪论1

1.1精测试仪现状和发展趋势 (1)

1.2研究内容 (2)

第2章总体设计3

2.1本课题的设计任务及要求 (3)

2.1.1 设计任务 (3)

2.1.2 设计要求 (3)

2.2系统整机原理图分析 (4)

第3章硬件设计5

3.1单片机模块 (5)

3.2ADC0809资料 (7)

3.3酒精传感器模块 (9)

3.3.1传感器性能分析 (9)

3.3.2呼出酒精气体浓度与血液酒精浓度关系 (12)

3.4LCD模块 (13)

第4章系统软件15

4.1整机系统流程图 (16)

4.1.1ADC程序流程图 (16)

4.1.2 LCD程序流程图 (17)

第5章总结与展望 18

参考文献19

第1章绪论

1.1 精测试仪现状和发展趋势

喝酒后,呼出的气体会有酒味,表情行为会有反常。远古时代人们利用鼻子作为传感器,进行简单的呼出气体酒精测量。19世纪末出现了用体液对酒精进行定量分析。1927年,有科学家建议使用呼出气体做酒精浓度分析。用足球胆收集呼出气体后,通过硫酸和重铬酸钾的混合溶液,溶液的颜色会发生蓝一绿一黄的变化,同已知酒精浓度的标准试剂色管比较,就得到相应的BAC。现在,肺泡气中酒精的测量技术有了很大的进步,有先进微处理器的酒精测试仪已被商品化。越来越多的国家开始禁止酒后驾车。精确的呼出气体酒精测试和传统的法医血液酒精分析相比有许多优点,例如,进行无毒的采样,能进行现场处理,这样为交警节省了时间,使交通控制更高效,能避免运输和贮存有艾滋病病毒和肝炎病毒的血样。

由于最早使用BAC极限值来分辨酒后驾车,当呼出气体酒精浓度测量用于交通执法时,情况就变得错综复杂,要把所测量的呼出气体酒精浓度换算成血液酒精浓度。一般认为,2100:1呼出气体中所含的酒精和11血液中所含的酒精量相等。对于把结果转化成BAC的呼出气体酒精测量仪,呼气/血液酒精转换系数是决定测试精度的重要因素。在美国、加拿大、澳大利亚,定量分析呼出气体酒精测试仪已用了十多年,转化系数为2100:1。在美国许多州,0.10~2101BAC 为饮酒驾驶处罚极限,2100:1的BAC/BAC的转化系数直接体现在立法条例中,如果不这样,立法确定大于等于0.47m~1为犯罪极限,还得强调2100:1的转化系数。假设有这种可能,BAC是合法的,而BAC不合法,反之亦然。立法中存在的这种进退两难的问题,至今没有很好地解决。

BAC和BAC内在转化如下所述:

BAC=BAC×BAC/BAC转化系数

1.2研究内容

TGS822对酒精浓度的变化,其阻值产生相应的变化,然后通过取样电阻分压的变化表现出来;人体血液酒精浓度的不同,其呼出的气体中酒精浓度也不同。通过TGS822对呼出气体中酒精浓度的反应以取样电压的形式送入到ADC0809,进行A/D转换后并将转换的数据送入单片机进行分析处理,并判断是否醉酒驾车,再通过液晶板显示出来。

DS18B20其自身的温度传感器所产生的温度数字数据存入其自身的存储器,单片机对其控制读出温度数据,然后经过计算处理,将当前环境温度由液晶板输出。

第2章 总体设计

2.1 本课题的设计任务及要求

2.1.1 设计任务

设计并制作酒精测试仪,其组成如图2.1所示。TGS822对酒精浓度的变化,其阻值产生相应的变化,然后通过取样电阻分压的变化表现出来;人体血液酒精浓度的不同,其呼出的气体中酒精浓度也不同。通过TGS822对呼出气体中酒精浓度的反应以取样电压的形式送入到ADC0809,进行A/D 转换后并将转换的数据送入单片机进行分析处理,并判断是否醉酒驾车,再通过液晶板显示出来。

DS18B20其自身的温度传感器所产生的温度数字数据存入其自身的存储器,单片机对其控制读出温度数据,然后经过计算处理,将当前环境温度由液晶板输出。

图2.1系统设计方框图

2.1.2 设计要求

(1)传感器TGS822的电压模拟输出范围为0-5V ;

(2)模数转换芯片ADC0809采样电压范围为0-5V ,分辨率为8位,采样精度为5/256V ,达到256个量化级的数字电压,其工作频率为1MHz;

(3)单片机AT89C52工作频率为6 MHz ; 传感

LCD 显示输出

单片机

数字输出

控制输出

模数转换

模拟输出

(4)LCD显示器用50K 的可调电阻调节使其清晰显示,消除“鬼影”。2.2 系统整机原理图分析

如图2.2系统整机原理图,本系统工作原理如下:单片机的晶振为6MHz,可以直接通过ALE口输出1 MHz为ADC0809作为工作时钟而不需要进行分频,然后通过单片机的P2.0、P3.7分别控制ADC0809的ALE和START端口进行模数转换;通过P2.2、P2.3、P2.5分别控制ADDB、ADDC、ADDA端口进行选择模拟数据输入口;通过P0口进行ADC0809数据输出。TGS822的采样电压由ADC0809的IN0口输入,通过转换后由其D0-D7输出到单片机的P0口,然后通过传感器的特性公式计算由P1口将数据通过LCD的DB0-DB7输出。

第3章系统硬件设计

3.1系统硬件设计原理图分析

本硬件由五部分组成:单片机模块,模数转换模块,酒精传感器模块,温度传感模块。其系统硬件设计原理图如图3.2所示,其整机工作原理如下,本系统由单片机AT89C2控制,其直接控制三个模块:数转换模块将酒精传感器采集到模拟电压信号转换成输送到单片机控制处理,温度传感器DS18B20可以将采集到的温度信号直接以数字信号的形式传到单片机,LCD显示模块可以将经过单片机处理过的酒精气体浓度和温度的具体量化值显示。

图3.1系统硬件设计原理图

3.2单片机模块

单片机的选择

AT89S52是低功耗、高性能、采用CMOS工艺的8位单片机,其片内具有8KB 的可在线编程的Flash 存储器。该单片机采用了ATMEL公司的高密度、非易失性存

储器技术,与工业标准型80C51单片机的指令系统和引脚完全兼容;片内的Flash 存储器可在线重新编程,或者使用通用的非易失性存储器编程;通用的8位CPU与在线可编程Flash集成在一块芯片上,从而使AT89S52 功能更加完善,应用更加灵活;具有较高的性能价格比,使其在嵌入式控制系统中有着广泛的应用前景。

MCS单片机都采用40引脚的双列直插封装方式。下图为引脚排列图,40条引脚说明如下:

1.主电源引脚Vss和Vcc

(1)Vss接地

(2)Vcc正常操作时为+5伏电源

2.外接晶振引脚XTAL1和XTAL2

(1)XTAL1内部振荡电路反相放大器的输入端,是外接晶体的一个引脚。当采用外部振荡器时,此引脚接地。

(2)XTAL2内部振荡电路反相放大器的输出端。是外接晶体的另一端。当采用外部振荡器时,此引脚接外部振荡源。

3.控制或与其它电源复用引脚RST/VPD,ALE/和/Vpp

(1)RST/VPD 当振荡器运行时,在此引脚上出现两个机器周期的高电平(由低到高跳变),将使单片机复位在Vcc掉电期间,此引脚可接下图8051引脚排列图上备用电源,由VPD向内部提供备用电源,以保持内部RAM中的数据。

(2)ALE/正常操作时为ALE功能(允许地址锁存)提供把地址的低字节锁存到外部锁存器,ALE 引脚以不变的频率(振荡器频率的)周期性地发出正脉冲信号。因此,它可用作对外输出的时钟,或用于定时目的。但要注意,每当访问外部数据存储器时,将跳过一个ALE脉冲,ALE 端可以驱动(吸收或输出电流)八个LSTTL电路。对于EPROM型单片机,在EPROM编程期间,此引脚接收编程脉冲(功能)。

(3)外部程序存储器读选通信号输出端,在从外部程序存储取指令(或数据)期间,在每个机器周期内两次有效,同样可以驱动八LSTTL输入。

(4)/Vpp 、/Vpp为内部程序存储器和外部程序存储器选择端。当/Vpp为高电平时,访问内部程序存储器,当/Vpp为低电平时,则访问外部程序存储器。

对于EPROM型单片机,在EPROM编程期间,此引脚上加21伏EPROM编程电源(Vpp)。

4、输入/输出引脚P0.0 - P0.7,P1.0 - P1.7,P2.0 - P2.7,P3.0 - P3.7。

(1)P0口(P0.0 - P0.7)是一个8位漏极开路型双向I/O口,在访问外部存储器时,它是分时传送的低字节地址和数据总线,P0口能以吸收电流的方式驱动八个LSTTL负载。

(2)P1口(P1.0 - P1.7)是一个带有内部提升电阻的8位准双向I/O口。能驱动(吸收或输出电流)四个LSTTL负载。

(3)P2口(P2.0 - P2.7)是一个带有内部提升电阻的8位准双向I/O口,在访问外部存储器时,它输出高8位地址。P2口可以驱动(吸收或输出电流)四个LSTTL负载。

(4)P3口(P3.0 - P3.7)是一个带有内部提升电阻的8位准双向I/O口。能驱动(吸收或输出电流)四个LSTTL负载。

3.3 模数转换器模块

ADC0809性能的介绍

模数转换电路的功能是将连续变化的模拟量转换为离散的数字量,是架起模拟系统跟数字系统之间连接的桥梁。对于本系统而言,就是用于快速、高精度地对输入的酒精浓度信号进行采样编码,将其转换成单片机所能够处理的数字量。模数转换电路是本系统的关键部分,其性能的好坏直接影响整个系统的质量。根据A/D 转换器的工作原理可将A/D 转换器分成两大类:一类是直接型A/D转换器;另一类是间接型A/D 转换器。在直接型A/D 转换器中,输入的模拟电压被直接转换成数字代码,不经任何中间变量。在间接型A/D 转换器中,首先把输入的模拟电压转换成某种中间变量(时间、频率、脉冲宽度等等),然后再把这个中间变量转换为数字代码输出。

1.主要特性

(1)8路8位A/D转换器,即分辨率8位。

(2)具有转换起停控制端。

(3)转换时间为100μs。

(4)单个+5V电源供电。

(5)模拟输入电压范围0~+5V,不需零点和满刻度校准。

(6)工作温度范围为-40~+85摄氏度。

(7)低功耗,约15mW。

2.内部结构

ADC0809由4部分逻辑结构构成,如图3.3所示。

ADC0809是CMOS单片型逐次逼近式A/D转换器,它由8路模拟开关、地址锁存与译码器、比较器、8位开关树型D/A转换器、逐次逼近寄存器、三态输出锁存器等其它一些电路组成。因此,ADC0809可处理8路模拟量输入,且有三态输出能力,既可与各种微处理器相连,也可单独工作。输入输出与TTL兼容。

3.外部特性(引脚功能)

ADC0809芯片有28条引脚,采用双列直插式封装,如图3.3所示。下面说明各引脚功能。

IN0~IN7:8路模拟量输入端。

2-1~2-8:8位数字量输出端。

ADDA、ADDB、ADDC:3位地址输入线,用于选通8路模拟输入中的一路。

ALE:地址锁存允许信号,输入,高电平有效。

START:A/D转换启动信号,输入,高电平有效。

EOC:A/D转换结束信号,输出,当A/D转换结束时,此端输出一个高电平(转换期间一直为低电平)。

OE:数据输出允许信号,输入,高电平有效。当A/D转换结束时,此端输入一个高电平,才能打开输出三态门,输出数字量。

CLK:时钟脉冲输入端。要求时钟频率不高于640KHZ。

REF(+)、REF(-):基准电压。

Vcc:电源,单~+5V。

GND:地。

4. ADC0809的工作原理

ADC0809的工作过程是:首先输入3位地址,并使ALE=1,将地址存入地址锁存器中。此地址经译码选通8路模拟输入之一到比较器。START上升沿将逐次逼近寄存器复位。下降沿启动A/D转换,之后EOC输出信号变低,指示转换正在进行。直到A/D转换完成,EOC变为高电平,指示A/D转换结束,结果数据已存入锁存器,这个信号可用作中断申请。当OE输入高电平时,输出三态门

打开,转换结果的数字量输出到数据总线上。

图3.3 ADC0809系统内部结构框图和外部引脚图

3.4酒精传感器模块

3.4.1传感器性能分析

TGS822气体传感器的敏感材料是金属氧化物,最具代表性的是SnO2。金属氧化物晶体如SnO2在空气中被加热到一定高的温度时,氧被吸附在的带一个负电荷的晶体表面。然后,晶体表面的供与电子被转移到吸附的氧上,结果在一个空间电荷层留下正电荷。这样,表面势能形成一个势垒,从而阻碍电子流动。

在传感器的内部,电流流过SnO2微晶的结合部位(晶粒边界)。在晶粒边界,吸附的氧形成一个势垒阻止载流子自由移动,传感器的电阻即缘于这种势垒。还原性气体出现时,带有负电荷的氧的表面浓度降低,导致晶粒边界的势垒降低。降低了的势垒使传感器的阻值减小了。传感器阻值和还原性气体浓度之间的关系可由下面的一定范围气体浓度方程表示:Rs=A[C]-α

这里:Rs=传感器电阻A=常数[C]=气体浓度α=Rs曲线的斜率

费加罗气体传感器的气敏素子,使用在清洁空气中电导率低的SnO2。当存在检知对象气体时,传感器的电导率随空气中气体浓度增加而增大。使用简单的电路即可将电导率的变化,转换为与该气体浓度相对应的输出信号。TGS822 传感器

对酒精、有机溶剂灵敏度高,在酒精检测器等方面得到广泛使用。相同特性的TGS823,采用了陶瓷底座,可以在200℃的高温气氛中使用。

表3.3.1 TGS822性能参数一览表

型号素子类型TGS822 8系列

标准封装对象气体塑料、SUS双重金属网酒精、有机溶剂

检测范围50—5000ppm

标准回路

条件

标准试验条件下的电学

特性加热器电压VH 5.0+0.2V DC/AC

回路电压VC MAX 24V Ps≤15mw

负载电压

加热器电压

RL

RH

可变Ps≤15mw

38+3.0W (室温)

加热器功率PH 660+50mw VH=5.0V

传感器电阻RS 300ppm乙醇中1-10kW

灵敏度(Rs的变化率)0.4+0.1

Rs(EtOH:300ppm)

Rs(EtOH:50ppm)

标准试验条件试验气体条件

回路条件

20+2℃, 65+5%RH

VC=10.0+0.1V DC/AC

VH=5.0+0.05V DC/AC 预热条件七天以上

下图3.3.1中纵坐标也以传感器电阻比(Rs/Ro)表示,这里的Rs,Ro 定义如下:Rs=含300ppm 乙醇、各种温/湿度下的电阻值

Ro=含300ppm 乙醇、20℃65%R.H.下的电阻值

图3.3.1不同浓度气体对应的阻值

3.3.2呼出酒精气体浓度与血液酒精浓度关系

表3.3.2 血液与呼气酒精含量换算一览表

序号呼出气体中酒精

浓度mg/L

呼出气体中酒精

浓度10ˉ6

血液中酒精

浓度mg/100mL

1 0.0227 11.85 5

2 0.0454 23.69 10

3 0.0681 35.53 15

4 0.0909 47.43 20

5 0.113

6 59.28 25

6 0.1363 71.13 30

7 0.1591 83.02 35

8 0.1818 94.86 40

9 0.2045 106.71 45

10 0.2272 118.56 50

11 0.2500 130.45 55

12 0.2727 141.26 60

13 0.2954 154.15 65

14 0.3181 166.00 70

15 0.3409 177.89 75

16 0.3636 189.72 80

17 0.3863 201.15 85

18 0.4091 213.43 90

19 0.4318 225.33 95

20 0.4515 237.12 100

21 0.6618 355.68 150

22 0.9091 474.24 200

车辆驾驶人员血液中的酒精含量大于或等于80mg/100ml的驾驶行为。

表3.3.2血液酒精含量临界值一览表

行为类别对象临界值(mg/100ml)

饮酒驾驶车辆驾驶人员20

醉酒驾驶车辆驾驶人员80

由表3.3.2血液酒精含量临界值可以进行定量的分析车辆驾驶人员酒后驾驶后血液中的酒精浓度,进而对于该司机的酒驾行为类别进行定性,如血液酒精浓度低于20 mg/100ml,则认为是饮酒驾驶,可以对其酌情处理;如若血液酒精浓度超过了20 mg/100ml且低于80 mg/100ml,则认为是醉酒驾驶,应按照国家交通法规对其处理。

3.4 LCD显示模块

1602字符型LCD通常有14条引脚线或16条引脚线的LCD,多出来的2条线是背光电源线

VCC(15脚)和地线GND(16脚),其控制原理与14脚的LCD完全一样,其中:引脚符号功能说明

1 VSS 一般接地

2 VDD 接电源(+5V)

3 V0 液晶显示器对比度调整端,接正电源时对比度最弱,接地电源时对比度最高(对比度过高时会产生“鬼影”,使用时可以通过一个10K的电位器调整对比度)。

4 RS RS为寄存器选择,高电平1时选择数据寄存器、低电平0时选择指令寄存器。

5 R/W R/W为读写信号线,高电平(1)时进行读操作,低电平(0)时进行写操作。

6 E E(或EN)端为使能(enable)端,下降沿使能。

7 DB0 底4位三态、双向数据总线0位(最低位)

8 DB1 底4位三态、双向数据总线1位

9 DB2 底4位三态、双向数据总线2位

10 DB3 底4位三态、双向数据总线3位

11 DB4 高4位三态、双向数据总线4位

12 DB5 高4位三态、双向数据总线5位

13 DB6 高4位三态、双向数据总线6位

14 DB7 高4位三态、双向数据总线7位(最高位)(也是busy flang)

15 BLA 背光电源正极

16 BLK 背光电源负极

寄存器选择控制表即为ASCII码表

RS R/W 操作说明

0 0 写入指令寄存器(清除屏等)

0 1 都busy flag(DB7),以及读取位址计数器(DB0~DB6)值

1 0 写入数据寄存器(显示各字型等)

1 1 从数据寄存器读取数据

1602液晶模块内部的字符发生存储器(CGROM)已经存储了160个不同的点阵字符图形,这些字符有:阿拉伯数字、英文字母的大小写、常用的符号、和日文假名等,每一个字符都有一个固定的代码,比如大写的英文字母“A”的代码是01000001B(41H),显示时模块把地址41H中的点阵字符图形显示出来,我们就能看到字母“A”。

因为1602识别的是ASCII码,试验可以用ASCII码直接赋值,在单片机编程中还可以用字符型常量或变量赋值,如'A’。

图3.4 LCD1602外部引脚图

第4章系统软件开始

设置显示模式

延时

关显示

延时

清屏

延时

关显示

延时

设置第一行显示位显示第一行内容

控制ADC0809转换

读取数据

比较计算设置第一行显示内容显示第一行内容

延时

初始化DS18B20

跳过读序列号

启动温度转换

延时

初始化

跳过读序列号

读取温度值并计算设置第一行显示内容显示第一行内

设置第二行显示内容

显示第二行内

4.1整机系统流程图

4.1.1ADC 程序流程图

否 否

单片机对ADC 进行初始化,使其能进入正常工作状态,通过判断ADC 转换判断标志EOC,看其是否转换完毕,如果没有,则继续判断,如若完成则将ADC 转换的数据由单片机读取并计算,然后进入下一环节。

计算 读出数据 初始化 判断ADC 是

否转换完毕 开始

4.1.2 LCD 程序流程图

是 是

单片机对LCD 进行初始化,使其能进入正常工作状态,然后判断LCD 是否处于忙碌状态,如果是则继续判断,如若不是则将从ADC 转换后计算出来的结果通过输出指令输出,并判断计算出的结果处于哪种状态,并输出。

判断饮酒状态

开始

初始化LCD 写入数据

判断LCD

是否忙碌

饮酒驾驶

醉酒驾驶

基于-89C51单片机的秒表课程设计汇本

《单片机技术》 课程设计报告 题目:基于MCU-51单片机的秒表设计班级: 学号: 姓名: 同组人员: 指导教师:王瑞瑛、汪淳 2014年6月17日

目录 1课程设计的目的 (3) 2 课程设计题目描述和要求 (3) 2.1实验题目 (4) 2.2设计指标 (4) 2.3设计要求 (4) 2.4增加功能 (4) 2.5课程设计的难点 (4) 2.6课程设计容提要 (4) 3 课程设计报告容 (5) 3.1设计思路 (5) 3.2设计过程 (6) 3.3 程序流程及实验效果 (7) 3.4 实验效果 (16) 4 心得体会 (17)

基于MCS-51单片机的秒表设计 摘要:单片机控制秒表是集于单片机技术、模拟电子技术、数字技术为一体的机电一体化高科技产品,具有功耗低,安全性高,使用方便等优点。本次设计容为以8051 单片机为核心的秒表,它采用键盘输入,单片机技术控制。设计容以硬件电路设计,软件设计和PCB 板制作三部分来设计。利用单片机的定时器/计数器定时和计数的原理,用集成电路芯片、LED 数码管以及按键来设计计时器。将软、硬件有机地结合起来,使他拥有正确的计时、暂停、清零、并同时可以用数码管显示,在现实生中应用广泛。 关键词:秒表;8051;定时器;计数器 1 课程设计的目的 《单片机应用基础》课程设计是学好本门课程的又一重要实践性教学环节,课程设计的目的就是配合本课程的教学和平时实验,以达到巩固消化课程的容,进一步加强综合应用能力及单片机应用系统开发和设计能力的训练,启发创新思维,使之具有独立单片机产品和科研的基本技能,是以培养学生综合运用所学知识的过程,是知识转化为能力和能力转化为工程素质的重要阶段。 2 课程设计题目描述和要求

基于51单片机课程设计

基于51单片机课程设计报告 院系:电子通信工程 团组:电子设计大赛1组 姓名: 指导老师:

目录 一、摘要 (3) 二、系统方案的设计 (3) 三、硬件资源 (5) 四、硬件总体电路搭建 (13) 五、程序流程图 (14) 六、设计感想 (14) 七、参考文献 (16) 附录 (17) 附录 1 程序代码 (17)

一、摘要 本设计以STC89C51单片机为核心的温度控制系统的工作原理和设计方法。温度信号由温度芯片DS18B20采集,并以数字信号的方式传送给单片机。文中介绍了该控制系统的硬件部分,包括:温度检测电路、温度控制电路。单片机通过对信号进行相应处理,从而实现温度控制的目的。文中还着重介绍了软件设计部分,在这里采用模块化结构,主要模块有:数码管显示程序、键盘扫描及按键处理程序、温度信号处理程序、led控制程序、超温报警程序。 关键词:STC89C51单片机 DS18B20温度芯片温度控制 ,LED报警提示. 二、系统方案的设计 1、设计要求 基本功能: 不加热时实时显示时间,并可手动设置时间; 设定加热水温功能。人工设定热水器烧水的温度,范围在20~70度之间,打开开关后,根据设定温度与水温确定是否加热,及何时停止加热,可实时显示温度; 设定加热时间功能。限定烧水时间,加热时间内超过温度上限或低于温度下限报警,并可实时显示温度。 2、系统设计的框架

本课题设计的是一种以STC89C51单片机为主控制单元,以DS18B20为温度传感器的温度控制系统。该控制系统可以实时存储相关的温度数据并记录当前的时间。其主要包括:电源模块、温度测量及调理电路、键盘、数码管显示、指示灯、报警、继电器及单片机最小系统。 图1 系统设计框架 3 工作原理 温度传感器 DS18B20 从设备环境的不同位置采集温度,单片机STC8951获取采集的温度值,经处理后得到当前环境中一个比较稳定的温度值,再根据当前设定的温度上下限值,通过加热和降温对当前温度进行调整。当采集的温度经处理后超过设定温度的上限时,单片机通过三极管驱动继电器开启降温设备(压缩制冷器) ,当采集的温度经处理后低于设定温度的下时 , 单片机通过三极管驱动继电器开启升温设备 (加热器) ,这里采用通过LED1和LED2取代!!! 当由于环境温度变化太剧烈或由于加热或降温设备出现故障,或者温度传感头出现故障导致在一段时间内不能将环境温度调整到规定的温度限内的时候,单片机通过三极管驱动扬声器发出警笛声,这里采用HLLED提示。

80c51单片机交通灯课程设计报告1.pdf

80C51单片机交通灯课程设计报告 目录 第一章引言 (3) 第二章单片机概述 (4) 第三章芯片介绍 (6) 3.1AT89S51单片机介绍 (6) 3.1.1简介 (6) 3.1.2主要管脚介绍 (6) 3.274LS164介绍 (8) 3.3共阳数码管介绍 (8) 3.3.1分类简介 (8) 图3.3LED数码管引脚定义 (9) 3.3.2驱动方式 (9) 3.3.3主要参数 (10) 3.3.4应用范围 (10) 第四章系统硬件设计 (11) 4.1硬件设计要求 (11) 4.2硬件设计所用元器件 (11) 4.3硬件设计图 (11) 4.4设计流程图 (12) 第五章系统软件设计 (13) 5.1流程图 (13)

5.2程序设计 (14) 第六章结论 (16) 参考文献 (18)

第一章引言 在今天,红绿灯安装在各个道口上,已经成为疏导交通车辆最常见和最有效的手段。但这一技术在19世纪就已出现了。 1858年,在英国伦敦主要街头安装了以燃煤气为光源的红,蓝两色的机械扳手式信号灯,用以指挥马车通行。这是世界上最早的交通信号灯。1868年,英国机械工程师纳伊特在伦敦威斯敏斯特区的议会大厦前的广场上,安装了世界上最早的煤气红绿灯。它由红绿两以旋转式方形玻璃提灯组成,红色表示“停止”,绿色表示“注意”。1869年1月2日,煤气灯爆炸,使警察受伤,遂被取消。 1914年,电气启动的红绿灯出现在美国。这种红绿灯由红绿黄三色圆形的投光器组成,安装在纽约市5号大街的一座高塔上。红灯亮表示“停止”,绿灯亮表示“通行”。 智能的交通信号灯指挥着人和各种车辆的安全运行,实现红、黄、绿灯的自动指挥是城乡交通管理现代化的重要课题.在城乡街道的十字交叉路口,为了保证交通秩序和行人安全,一般在每条道路上各有一组红、黄、绿交通信号灯,其中红灯亮,表示该条道路禁止通行;黄灯亮,表示该条道路上未过停车线的车辆停止通行,已过停车线的车辆继续通行;绿灯亮,表示该条道路允许通行.交通灯控制电路自动控制十字路口两组红、黄、绿交通灯的状态转换,指挥各种车辆和行人安全通行,实现十字路口城乡交通管理自动化。 本文为了实现交通道路的管理,力求交通管理先进性、科学化.分析应用了单片机实现智能交通灯管制的控制系统,以及该系统软、硬件设计方法,实验证明该系统实现简单、经济,能够有效地疏导交通,提高交通路口的通行能力。

单片机课程设计题目

《单片机原理与应用》课程设计题目 1.基于单片机的电子秒表 本设计以MCS-51系列单片机为核心,采用常用电子器件设计,一个电源开关,两个按键,三位数码管显示,打开电源开关后显示8,每秒循环左移一位,即□□8—>□8□—>8□□—>□□8—>…,按A键开始计时,实时显示所经历的时间,按B键停止计时并显示从开始到当前时刻的时间,要求精确到0.1秒,量程为0~99.9秒。 要求按键输入采用中断方式,按键A接INT0,按键B接INT1。 2.智能电动百叶窗 本设计以MCS-51系列单片机为核心,采用常用电子器件设计,一个电源开关,用一台直流电机控制百叶窗叶片的旋转(正转/反转),用一个光敏电阻传感器测量室内光强度,并用两位数码管显示测量结果,设置三个按键:手动/自动切换、手动正转和手动反转,用一个发光二极管显示手动/自动状态,自动状态时二极管亮。 设置两个极限位置保护行程开关,用于保护百叶窗叶片:当正转到极限位置压下行程开关时,电机停止正转,但还可以反转;当反转到极限位置压下行程开关时,电机停止反转,但还可以正转。 按键输入采用中断方式,按键中断请求信号接INT0. 单片机根据设定光强S1和S2(S2 > S1)和实测光强P控制电机M的动作:当P<=S1时,控制M正转以增加进光量; 当P>S2时,控制M反转以减少进光量; 当S1S+1时,控制R断开电加热回路; 当S-1

基于51单片机简易电子琴的课程设计

基于51单片机简易电子琴 1 课题背景 单片微型计算机室大规模集成电路技术发展的产物,属于第四代电子计算机它具有高性能、高速度、体积小、价格低廉、稳定可靠、应用广泛的特点。他的应用必定导致传统的控制技术从根本上发生变革。因此,单片机的开发应用已成为高科技和工程领域的一项重大课题。 电子琴是现代电子科技与音乐结合的产物,是一种新型的键盘乐器。它在现代音乐扮演重要的角色,单片机具有强大的控制功能和灵活的编程实现特性,它已经溶入现代人们的生活中,成为不可替代的一部分。本文的主要内容是用AT89S52单片机为核心控制元件,设计一个电子琴。以单片机作为主控核心,与键盘扬声器等模块组成核心主控制模块,在主控模块上设有8个按键,和一个复位按键。 主要对使用单片机设计简易电子琴进行了分析,并介绍了基于单片机电子琴硬件的组成。利用单片机产生不同频率来获得我们要求的音阶,最终可随意弹奏要表达的音符。并且分别从原理图,主要芯片,个模块原理及各莫奎的程序的调试来详细阐述。 一首音乐是许多不同的音阶组成的,而每个音阶对应着不同的频率,这样我们就可以利用不同的频率的组合,构成我们想演奏的那首曲目。当然对于单片机来产生不同的频率非常方便,我们可以利用单片机的定时/计数器T0来产生这样的方波频率信号,因此,我们只要把一首歌曲的音阶对应频率关系编写正确就可以达到我们想要的曲目。 2 任务要求与总体设计方案 2.1 设计任务与要求 利用所给键盘的1,2,3,4,5,6,7,8八个键,能够发出7个不同的音调,而且有一个按键可以自动播放歌曲,要求按键按下时发声,松开延时一小段时间,中间再按别的键则发另外一音调的声音,当系统扫描到键盘按下,则快速检测出是哪一个按键被按下,然后单片机的定时器启动,发出一定频率的脉冲,该频率的脉冲经喇叭驱动电路放大滤波后,就会发出相应的音调。如果在前一个按下的键发声的同时有另一个按键被按下,则启动中断系统。前面的发音停止,转到后按的键的发音程序。发出后按的键的音调。 2.2 设计方案 2.2.1 播放模块 播放模块是由喇叭构成,它几乎不存在噪声,音响效果较好,而且由于所需驱动功率较小,且价格低廉,所以,被广泛应用。 2.2.2 按键控制模块

基于51单片机课程设计报告

单片机课程设计 课题:基于51单片机的交通灯设计 专业:机械设计制造及其自动化 学号: 指导教师:邵添 设计日期:2017/12/18 成绩: 大学城市科技学院电气学院 基于51单片机数字温度计设计报告

一、设计目的作用 本设计是一款简单实用的小型数字温度计,所采用的主要元件有传感器DS18B20,单片机AT89C52,,四位共阴极数码管一个,电容电阻若干。DS18B20支持“一线总线”接口,测量温度围-55°C~+125°C。在-10~+85°C围,精度为±0.5°C。18B20的精度较差,为±2°C 。现场温度直接以“一线总线”的数字方式传输,大大提高了系统的抗干扰性。适合于恶劣环境的现场温度测量,如:环境控制、设备或过程控制、测温类消费电子产品等。 本次数字温度计的设计共分为五部分,主控制器,LED显示部分,传感器部分,复位部分,按键设置部分,时钟电路。主控制器即单片机部分,用于存储程序和控制电路;LED显示部分是指四位共阴极数码管,用来显示温度;传感器部分,即温度传感器,用来采集温度,进行温度转换;复位部分,即复位电路,按键部分用来设置上下限报警温度。测量的总过程是,传感器采集到外部环境的温度,并进行转换后传到单片机,经过单片机处理判断后将温度传递到数码管显示。 二、设计要求 (1).利用DS18B20传感器实时检测温度并显示。 (2).利用数码管实时显示温度。 (3).当温度超过或者低于设定值时蜂鸣器报警,LED闪烁指示。 (4).能够手动设置上限和下限报警温度。 三、设计的具体实现 1、系统概述 方案一: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。 方案设计框图如下:

基于51单片机的电子琴设计课程设计

目录 前言 (2) 第1章基于51单片机的电子琴设计 (3) 1.1 电子琴的设计要求 (3) 1.2 电子琴设计所用设备及软件 (3) 1.3 总体设计方案 (3) 第2章系统硬件设计 (5) 2.1 琴键控制电路 (5) 2.2 音频功放电路 (6) 2.3 时钟-复位电路 (6) 2.4 LED显示电路 (6) 2.5 整体电路 (6) 第3章电子琴系统软件设计 (7) 3.1 系统硬件接口定义 (7) 3.2 主函数 (8) 3.2.1 主函数程序 (8) 3.3 按键扫描及LED显示函数 (9) 3.3.1 键盘去抖及LED显示子程序 (10) 3.4 中断函数 (11) 3.4.1 中断程序 (12) 第4章电子琴和调试 (12) 4.1 调试工具 (12) 4.2 调试结果 (13) 4.3 电子琴设计中的问题及解决方法 (14) 第5章电子琴设计总结 (15) 参考文献 (16) 附录 (17)

前言 音乐教育是学校美育的主要途径和最重要内容,它在陶冶情操、提高素养、开发智力,特别是在培养学生创新精神和实践能力方面发挥着独特的作用。近年来,我国音乐教育在理论与实践上都取得了有目共睹的成绩,探索并形成了具有中国特色的、较为完整的音乐教育教学体系。但我国音乐教育的改革力度离素质教育发展的要求还存在一定距离。如今,电子琴作为电子时代的新产物以其独特的功能和巨大的兼容性被人们广泛的接受和推崇。而在课堂教学方面,它拥有其它乐器无法比拟的两个瞬间:瞬间多元素思维的特殊的弹奏方法;瞬间多声部(包括多音色)展示的乐队音响效果的特点。结合电子琴自身强大的功能及独特的优点来进行音乐教育的实施,这样就应该大力推广电子琴进入音乐教室,让电子琴教学在音乐教育中发挥巨大的作用。现代乐器中,电子琴是高新科技在音乐领域的一个代表,体现了人类电子技术和艺术的完美结合。电子琴自动伴奏的稳定性、准确性,以及鲜明的强弱规律、随人设置的速度要求,都更便于人们由易到难、深入浅出的准确掌握歌曲节奏和乐曲风格,对其节奏的稳定性和准确性训练能起到非常大的作用。电子琴所包含的巨量的音乐信息和强大的音乐表现力可以帮助音乐教学更好地贯彻和落实素质教育,更有效地提高人们的音乐素质和能力。目前,市场上的电子琴可谓琳琅满目,功能也是越来越完备。以单片机作为主控核心,设计并制作的电子琴系统运行稳定,其优点是硬件电路简单、软件功能完善、控制系统可靠、性价比较高等,具有一定的实用与参考价值。这就为电子琴的普及提供了方便。 二、电子琴设计要求本设计主要是用AT89C51单片机为核心控制元件,设计一台电子琴。以单片机作为主控核心,与键盘、扬声器等模块组成核心主控制模块,在主控模块上设有7个按键和1个复位按键。本系统主要是完成2大功能:音乐自动播放、电子琴弹奏。关于声音的处理,使用单片机C语言,利用定时器来控制频率,而每个音符的符号只是存在自定义的表中。

51单片机课程设计源程序

TIME0_DOWN EQU F0 ;将F0设置为定时器0定时到标志 FINISH_ID EQU 30H ;学号发送标志 KEY_FLAG BIT 00H ;有键按下标志 KEY_LONG BIT 01H ;键长按 KEY_D EQU 31H ;键值存放地址 ADC0809_AD EQU 8000H ;设置ADC0809地址 DAC0832_AD EQU 0000H ;设置DAC0832地址 ADC_FLAG BIT 02H ;设置ADC0809读数据标志 ADC_DATE EQU 32H ;设置ADC0809数据地址 ADC_0 EQU 33H ;ADC0809转化为BCD码后个位存放地址 ADC_1 EQU 34H ;十分位存放地址 ADC_2 EQU 35H ;百分位存放地址 ADC_3 EQU 36H ;千分位存放地址 ORG 0000H ;程序开始,跳转至主程序 0000 020030 LJMP MAIN ORG 0003H ;外部中断0入口0003 020141 LJMP INT0_IN ORG 000BH ;设置定时器0中断入口地址 000B 020132 LJMP TIME0 ORG 0013H ;外部中断1入口0013 020151 LJMP INT1_IN ORG 0030H ;主程序开始地址 0030 758169 MAIN: MOV SP,#69H ;初始化堆栈指针 0033 C292 CLR P1.2 ;显示器清零 0035 D292 SETB P1.2 0037 753000 MOV FINISH_ID,#0 ;将标志位清零 003A C2D5 C LR TIME0_DOWN 003C C200 CLR KEY_FLAG 003E C201 CLR KEY_LONG 0040 753100 MOV KEY_D,#0 0043 C202 CLR ADC_FLAG 0045 753200 MOV ADC_DATE,#0 0048 753300 MOV ADC_0,#0 004B 753400 MOV ADC_1,#0 004E 753500 MOV ADC_2,#0 0051 753600 MOV ADC_3,#0 0054 C291 CLR P1.1 ;初始化键盘,行线置零,有键按下触发中断 0056 C293 CLR P1.3

51单片机红绿灯课程设计

1 电源提供方案 为使模块稳定工作,须有可靠电源。因此考虑了两种电源方案:方案一:采用独立的稳压电源。此方案的优点是稳定可靠,且有各种成熟电路可供选用;缺点是各模块都采用独立电源,会使系统复杂,且可能影响电路电平。 方案二:采用单片机控制模块提供电源。改方案的优点是系统简明扼要,节约成本;缺点是输出功率不高。综上所述,选择方案二。 2 显示界面方案 该系统要求完成倒计时功能。基于上述原因,我考虑了二种方案:方案一:采用数码管显示。这种方案只显示有限的符号和数码字符,简单,方便。方案二:采用点阵式LED 显示。这种方案虽然功能强大,并可方便的显示各种英文字符,汉字,图形等,但实现复杂,成本较高。 综上所述,选择方案一。 3 输入方案: 设计要求系统能调节灯亮时间,并可处理紧急情况,我研究了两种方案:方案一:采用8155扩展I/O 口及键盘,显示等。 该方案的优点是:使用灵活可编程,并且有RAM,及计数器。若用该方案,可提供较多I/O 口,但操作起来稍显复杂。 方案二:直接在I/O口线上接上按键开关。 由于该系统对于交通灯及数码管的控制,只用单片机本身的I/O 口就可实现,且本身的计数器及RAM已经够用。

综上所述,选择方案二。 3.1单片机交通控制系统的通行方案设计 设在十字路口,分为东西向和南北向,在任一时刻只有一个方向通行,另一方向禁行,持续一定时间,经过短暂的过渡时间,将通行禁行方向对换。其具体状态如下图所示。说明:黑色表示亮,白色表示灭。交通状态从状态1开始变换,直至状态6然后循环至状态1,周而复始,即如图2.1所示: 图1 交通状态 本系统采用MSC-51系列单片机AT89C51作为中心器件来设计交通灯控制器。实现以下功能:

单片机课程设计——基于51单片机的温度监控系统设计

单片机课程设计报告 题目:温度监控系统设计 学院:能源与动力工程学院 专业:测控技术与仪器专业 班级: 2班 成员:魏振杰 二〇一五年十二月

一、引言 温度是工业控制中主要的被控参数之一,特别是在冶金、化工、建材、食品、机械、石油等工业中,具有举足重轻的作用。对于不同场所、不同工艺、所需温度高低范围不同、精度不同,则采用的测温元件、测方法以及对温度的控制方法也将不同;产品工艺不同、控制温度的精度不同、时效不同,则对数据采集的精度和采用的控制算法也不同,因而,对温度的测控方法多种多样。 随着电子技术和微型计算机的迅速发展,微机测量和控制技术也得到了迅速的发展和广泛的应用。利用微机对温度进行测控的技术,也便随之而生,并得到日益发展和完善,越来越显示出其优越性。 作为获取信息的手段——传感器技术得到了显著的进步,其应用领域较广泛。传感器技术已成为衡量一个国家科学技术发展水平的重要标志之一。因此,了解并掌握各类传感器的基本结构、工作原理及特性是非常重要的。 为了提高对传感器的认识和了解,尤其是对温度传感器的深入研究以及其用法与用途,基于实用、广泛和典型的原则而设计了本系统。本系统利用传感器与单片机相结合,应用性比较强,本系统可以作为仓库温度监控系统,如果稍微改装可以做热水器温度调节系统、实验室温度监控系统,以及构成智能电饭煲等等。课题主要任务是完成环境温度监测,利用单片机实现温度监测并通过报警信号提示温度异常。本设计具有操作方便,控制灵活等优点。 本设计系统包括单片机,温度采集模块,显示模块,按键控制模块,报警和指示模块五个部分。文中对每个部分功能、实现过程作了详细介绍。整个系统的核心是进行温度监控,完成了课题所有要求。 二、实验目的和要求 2.1学习DS18B20温度传感芯片的结构和工作原理。 2.2掌握LED数码管显示的原理及编程方法。 2.3掌握独立式键盘的原理及使用方法。 2.4掌握51系列单片机数据采集及处理的方法。 三、方案设计

(完整word版)51单片机课程设计实验报告

51单片机课程设计报告 学院: 专业班级: 姓名: 指导教师: 设计时间:

51单片机课程设计 一、设计任务与要求 1.任务:制作并调试51单片机学习板 2.要求: (1)了解并能识别学习板上的各种元器件,会读元器件标示; (2)会看电路原理图; (3)制作51单片机学习板; (4)学会使用Keil C软件下载调试程序; 用调试程序将51单片机学习板调试成功。 二、总原理图及元器件清单 1.总原理图 2.元件清单 三、模块电路分析 1. 最小系统: 单片机最小系统电路分为振荡电路和复位电路, 振荡电路选用12MHz 高精度晶振, 振荡电容选用22p和30p 独石电容;

图 1 图 2 复位电路使用RC 电路,使用普通的电解电容与金属膜电阻即可; 图 3 当单片机上电瞬间由于电容电压不能突变会使电容两边的电位相同,此时RST 为高电平,之后随着时间推移电源负极通过电阻对电容放电,放完电时RST 为低电平。正常工作为低电平,高电平复位。 2. 显示模块: 分析发光二极管显示电路: 图 4 发光二极管显示电路分析:它是半导体二极管的一种,可以把电能转化成光能,常简写为

LED。发光二极管与普通二极管一样是由一个PN结组成,也具有单向导电性。当给发光二极管加上正向电压后,产生自发辐射的荧光。图中一共有五个发光二极管其中一个为电源指示灯,当学习板通电时会发光以指示状态。其余四个为功能状态指示灯,实际作用与学习板有关 分析数码管显示电路 图 5 数码管显示电路分析:数码管按段数分为七段数码管和八段数码管,图中所用为八段数码管(比七段管多了一个小数点显示位),按发光二极管单元连接方式分为共阳极数码管和共阴极数码管。共阳数码管是指将所有发光二极管的阳极接到一起形成公共阳极(COM)的数码管.共阴数码管是指将所有发光二极管的阴极接到一起形成公共阴极(COM)的数码管。数码管主要用来显示经电路板处理后的程序的运行结果。图中使用了八个八段数码管,可以显示八个0-15的数字。使用数码管可以直观的得到程序运行所显示的结果.也可以显示预置在学习板上的程序,主要通过16个开关来控制。 四、硬件调试 1、是否短路 用万用表检查P2两端是短路。电阻为0,则短路,电阻为一适值,电路正常。 2、焊接顺序 焊接的顺序很重要,按功能划分的器件进行焊接,顺序是功能部件的焊接--调试--另一功能部件的焊接,这样容易找到问题的所在。 3、器件功能 1)检查原理图连接是否正确 2)检查原理图与PCB图是否一致 3)检查原理图与器件的DATASHEET上引脚是否一致 4)用万用表检查是否有虚焊,引脚短路现象 5)查询器件的DATASHEET,分析一下时序是否一致,同时分析一下命令字是否正确 6)通过示波器对芯片各个引脚进行检查,检查地址线是否有信号的 7)飞线。用别的的口线进行控制,看看能不能对其进行正常操作,多试验,才能找到问题出现在什么地方。 1、详细描述硬件安装过程中出现的故障现象,并作故障分析,及解决方法。 六、软件调试

51单片机课程设计

课程设计说明书
课程设计名称






学生姓名
指导教师
单片机原理及应用课程设计 电子信息工程 140405 20141329 李延琦 胡黄水
2016 年 12 月 26 日

课程设计任务书
课程设计 题目
酒精测试仪
起止日期
2016 年 12 月 26 日— 2017 年 1 月 6 日
设计地点
计算机科学与工程学 院单片机实验室 3409
设计任务及日程安排: 设计任务:分两部分: (一)、设计实现类:进行软、硬件设计,并上机编程、联线、调试、 实现; 1.电子钟的设计 2.交通灯的设计 3.温度计的设计 4.点阵显示 5.电机调速 6.电子音乐发声(自己选曲) 7.键盘液晶显示系统 (二)、应用系统设计类:不须上机,查资料完成软、硬件设计画图。 查资料选定题目。 说明:第 1--7 题任选其二即可。(二)里题目自拟。 日程安排: 本次设计共二周时间,日程安排如下: 第 1 天:查阅资料,确定题目。 第 2--4 天:进实验室做实验,连接硬件并编写程序作相关的模块实验。 第 5--7 天:编写程序,并调试通过。观察及总结硬件实验现象和结果。 第 8--9 天:整理资料,撰写课程设计报告,准备答辩。 第 10 天:上交课程设计报告,答辩。 设计报告要求:
1. 设计报告里有两个内容,自选题目内容+附录(实验内容),每 位同学独立完成。 2. 自选题目不须上机实现,要求能正确完成硬件电路和软件程序 设计。内容包括: 1) 设计题目、任务与要求 2)硬件框图与电路图 3) 软件及流程图 (a)主要模块流程图 (b)源程序清单与注释 4) 总结 5) 参考资料 6)附录 实验上机调试内容
注:此任务书由指导教师在课程设计前填写,发给学生做为本门课程设计 的依据。

单片机课程设计——基于C51简易计算器

单片机双字节十六进制减法实验设计 摘要 本设计是基于51系列的单片机进行的双字节十六进制减法设计,可以完成计 算器的键盘输入,进行加、减、3位无符号数字的简单运算,并在LED上相应的显示结果。 设计过程在硬件与软件方面进行同步设计。硬件方面从功能考虑,首先选择内部存储资源丰富的AT89C51单片机,输入采用5个键盘。显示采用3位7段共阴极LED动态显示。软件方面从分析计算器功能、流程图设计,再到程序的编写进行系统设计。编程语言方面从程序总体设计以及高效性和功能性对C语言和汇编语言进行比较分析,针对计算器四则运算算法特别是乘法和除法运算的实现,最终选用KEIL公司的μVision3软件,采用汇编语言进行编程,并用proteus 仿真。 引言 十六进制减法计算器的原理与设计是单片机课程设计课题中的一个。在完成理论学习和必要的实验后,我们掌握了单片机的基本原理以及编程和各种基本功能的应用,但对单片机的硬件实际应用设计和单片机完整的用户程序设计还不清楚,实际动手能力不够,因此对该课程进行一次课程设计是有必要的。 单片机课程设计既要让学生巩固课本学到的理论,还要让学生学习单片机硬件电路设计和用户程序设计,使所学的知识更深一层的理解,十进制加法计算器原理与硬软件的课程设计主要是通过学生独立设计方案并自己动手用计算机电路设计软件,编写和调试,最后仿真用户程序,来加深对单片机的认识,充分发挥学生的个人创新能力,并提高学生对单片机的兴趣,同时学习查阅资料、参考资料的方法。 关键词:单片机、计算器、AT89C51芯片、汇编语言、数码管、加减

目录 摘要 (01) 引言 (01) 一、设计任务和要求............................. 1、1 设计要求 1、2 性能指标 1、3 设计方案的确定 二、单片机简要原理............................. 2、1 AT89C51的介绍 2、2 单片机最小系统 2、3 七段共阴极数码管 三、硬件设计................................... 3、1 键盘电路的设计 3、2 显示电路的设计 四、软件设计................................... 4、1 系统设计 4、2 显示电路的设计 五、调试与仿真................................. 5、1 Keil C51单片机软件开发系统 5、2 proteus的操作 六、心得体会.................................... 参考文献......................................... 附录1 系统硬件电路图............................ 附录2 程序清单.................................. 一、设计任务和要求

89C51单片机课程设计之秒表设计实验报告.

这里可以加学校LOGAL 单片机课程设计报告 院系:12级物信系 班别:光信息科学与技术7班 课程名称:秒表设计 姓名:龚俊才欧一景 学号:1210407033 1210407041 指导老师:张涛 2011.12.23

目录 1课程设计的目的和任务 1.1 单片机秒表课程设计的概述 1.2课程设计思路及描述 1.3 课程设计任务和要求 2硬件与软件的设计流程 2.1系统硬件方案设计 2.2软件方案设计 3 程序编写流程及课程设计效果3.1源程序及注释 3.2原理图分析 3.3课程设计效果 4 心得体会 5 相关查阅资料

1. 课程设计的目的和任务 1.1单片机秒表课程设计的概述 一、课程设计题目 秒表系统设计——用STC89C52RC设计一个4位LED数码显示“秒表”,显示时间为 00.00~99.99秒,每10毫秒自动加一,每1000毫秒自动加一秒。 二、增加功能 增加一个“复位”按键(即清零),一个“暂停”和“开始”按键。 三、课程设计的难点 单片机电子秒表需要解决三个主要问题,一是有关单片机定时器的使用;二是如何实现LED 的动态扫描显示;三是如何对键盘输入进行编程。 四、课程设计内容提要 本课程利用单片机的定时器/计数器定时和记数的原理,结合集成电路芯片8051、LED数码管以及课程箱上的按键来设计计时器。将软、硬件有机地结合起来,使得系统能够正确地进行计时,数码管能够正确地显示时间。其中本课程设计有两个开关按键:其中key1按键按下去时开始计时,即秒表开始键(同时也用作暂停键),key2按键按下去时数码管清零,复位为“00.00”. 五、课程设计的意义 1)通过本次课程设计加深对单片机课程的全面认识复习和掌握,对单片机课程的应用进一步 的了解。 2)掌握定时器、外部中断的设置和编程原理。 3)通过此次课程设计能够将单片机软硬件结合起来,对程序进行编辑,校验。 4)该课程通过单片机的定时器/计数器定时和计数原理,设计简单的计时器系统,拥有正确的 计时、暂停、清零,并同时可以用数码管显示,在现实生活中应用广泛,具有现实意义 六、课程设计仪器 a) 集成电路芯片8051,七段数码管,89C51单片机开发板 b) MCS-51系列单片机微机仿真课程系统中的软件(Keil uvision2)。

51单片机课程设计 AD转换

课程设计报告 华中师范大学武汉传媒学院 传媒技术学院 电子信息工程2011 仅发布百度文库,版权所有.

AD转换 要求: A.使用单片机实现AD转换 B.可以实现一位AD转换,并显示(保留4位数字)设计框图:

方案设计: AD转换时单片机设计比较重要的实验。模数转换芯片种类多,可以满足不同用途和不同精度功耗等。 外部模拟量选择的是简单的电位器,通过控制电位器来改变模拟电压。显示电压值采用一般的四位七段数码管。而AD转换芯片采用使用最广的ADC0809 ADC0809芯片有28条引脚,采用双列直插式封装,如图所示。 下面说明各引脚功能: ?IN0~IN7:8路模拟量输入端。 ?2-1~2-8:8位数字量输出端。 ?ADDA、ADDB、ADDC:3位地址输入线,用于选通8路模拟输入中的一路。?ALE:地址锁存允许信号,输入端,高电平有效。 ?START: A/D转换启动脉冲输入端,输入一个正脉冲(至少100ns宽)使其启动(脉冲上升沿使0809复位,下降沿启动A/D转换)。 ?EOC: A/D转换结束信号,输出端,当A/D转换结束时,此端输出一个高电平(转换期间一直为低电平)。 ?OE:数据输出允许信号,输入端,高电平有效。当A/D转换结束时,此端输入一个高电平,才能打开输出三态门,输出数字量。 ?CLK:时钟脉冲输入端。要求时钟频率不高于640KHz。

?REF(+)、REF(-):基准电压。 ?Vcc:电源,单一+5V。 ?GND:地 工作原理: 首先输入3位地址,并使ALE=1,将地址存入地址锁存器中。此地址经译码选通8路模拟输入之一到比较器。START上升沿将逐次逼近寄存器复位。下降沿启动A/D转换,之后EOC输出信号变低,指示转换正在进行。直到A/D转换完成,EOC 变为高电平,指示A/D转换结束,结果数据已存入锁存器,这个信号可用作中断申请。当OE输入高电平时,输出三态门打开,转换结果的数字量输出到数据总线上。 本次实验采用中断方式 把表明转换完成的状态信号(EOC)作为中断请求信号,以中断方式进行数据传送。 不管使用上述哪种方式,只要一旦确定转换完成,即可通过指令进行数据传送。 首先送出口地址并以信号有效时,OE信号即有效,把转换数据送上数据总线,供单片机接受。 采用中断可以减轻单片机负担。并可以使程序有更多的空间作二次开发。

(完整版)基于51单片机的4人抢答器课程设计

基于51单片机的4人抢答器设计 设计要求: 以单片机为核心,设计一个4位竞赛抢答器:同时供4名选手或4个代表队比赛,分别用4个按钮S0~S3表示。 设置一个系统清除和抢答控制开关S,开关由主持人控制。 抢答器具有锁存与显示功能。即选手按按钮,锁存相应的编号,并在优先抢答选手的编号一直保持到主持人将系统清除为止。 抢答器具有定时抢答功能,且一次抢答的时间由主持人设定(如30秒)。 当主持人启动“开始”键后,定时器进行减计时,同时扬声器发出短暂的声响,声响持续的时间为0.5s左右。 参赛选手在设定的时间内进行抢答,抢答有效,定时器停止工作,显示器上显示选手的编号和抢答的时间,并保持到主持人将系统清除为止。 如果定时时间已到,无人抢答,本次抢答无效,系统报警并禁止抢答,定时显示器上显示00。 工作原理: 通过键盘改变抢答的时间,原理与闹钟时间的设定相同,将定时时间的变量置为全局变量后,通过键盘扫描程序使每按下一次按键,时间加1(超过30时置0)。同时单片机不断进行按键扫描,当参赛选手的按键按下时,用于产生时钟信号的定时计数器停止计数,同时将选手编号(按键号)和抢答时间分别显示在LED上。

#include #define uchar unsigned char #define uint unsigned int uchar num; //定义中断变量,num计满20表示1秒时间到uchar num1; //十秒倒计时显示初始值 uchar flag1,flag2; //清零键及开始键按下标志位 uchar flag3,flag4=0; //定义键盘按下标志位 uchar code table[]={ 0x3f,0x06,0x5b,0x4f, 0x66,0x6d,0x7d,0x07, 0x7f,0x6f}; //数码管编码

51单片机电子时钟课程设计报告报告

目录 第一部分设计任务和要求 1.1单片机课程设计内 容 (2) 1.2单片机课程设计要求………………………………………………… 2 1.3系统运行流程………………………………………………………… 2 第二部分设计方案 2.1 总体设计方案说明 (2) 2.2 系统方框图 (3) 2.3 系统流程图 (3) 第三部分主要器材及基本简介 3.1 主要器材 (4) 3.2 主要器材简介 (4) 第四部分系统硬件设计 4.1 最小系统 (6) 4.2 LCD显示电路 (6) 4.3 键盘输入电路 (7) 4.4 蜂鸣器和LED灯电路 (7)

第五部分仿真电路图与仿真结果 (8) 第六部分课程设计总结 (8) 第七部分参考文献 (9) 附录A 实物图 附录B 系统源程序 第一部分设计任务和要求 1.1 单片机课程设计内容 利用STC89C51单片机和LCD1602电子显示屏实现电子时钟,可由按键进行调时和12/24小时切换。 1.2 单片机课程设计要求 1.能实现年、月、日、星期、时、分、秒的显示; 2.能实现调时功能; 3.能实现12/24小时制切换; 4.能实现8:00—22:00整点报时功能。 1.3 系统运行流程 程序首先进行初始化,在主程序的循环程序中首先调用数据处理程序,然后调用显示程序,在判断是否有按键按下。若有按键按下则转到相应的功能程序执行,没有按键按下则调用时间程序。若没到则循环执行。计时中断服务程序完成秒的计时及向分钟、小时的进位和星期、年、月、日的进位。调时闪烁中断服务程序

用于被调单元的闪烁显示。调时程序用于调整分钟、小时、星期、日、月、年,主要由主函数组成通过对相关子程序的调用,如图所示。实现了对时间的设置和修改、LCD显示数值等主要功能。相关的调整是靠对功能键的判断来实现的。第二部分设计方案 2.1 总体设计方案说明 1.程序设计及调试 根据单片机课程设计内容和要求,完成Protues仿真电路的设计和用Keil软件编写程序,并进行仿真模拟调试。 2.硬件焊接及调试 根据仿真电路图完成电路板的焊接,并进行软、硬件的调试,只到达到预期目的。3.后期处理 对设计过程进行总结,完成设计报告。 2.2 单片机系统方框图

单片机课程设计——基于C51简易计算器

单片机十进制加法计算器设计 摘要 本设计是基于51系列的单片机进行的十进制计算器系统设计,可以完成计 算器的键盘输入,进行加、减、乘、除3位无符号数字的简单四则运算,并在LED上相应的显示结果。 设计过程在硬件与软件方面进行同步设计。硬件方面从功能考虑,首先选择内部存储资源丰富的AT89C51单片机,输入采用4×4矩阵键盘。显示采用3位7段共阴极LED动态显示。软件方面从分析计算器功能、流程图设计,再到程序的编写进行系统设计。编程语言方面从程序总体设计以及高效性和功能性对C 语言和汇编语言进行比较分析,针对计算器四则运算算法特别是乘法和除法运算的实现,最终选用全球编译效率最高的KEIL公司的μVision3软件,采用汇编语言进行编程,并用proteus仿真。 引言 十进制加法计算器的原理与设计是单片机课程设计课题中的一个。在完成理论学习和必要的实验后,我们掌握了单片机的基本原理以及编程和各种基本功能的应用,但对单片机的硬件实际应用设计和单片机完整的用户程序设计还不清楚,实际动手能力不够,因此对该课程进行一次课程设计是有必要的。 单片机课程设计既要让学生巩固课本学到的理论,还要让学生学习单片机硬件电路设计和用户程序设计,使所学的知识更深一层的理解,十进制加法计算器原理与硬软件的课程设计主要是通过学生独立设计方案并自己动手用计算机电路设计软件,编写和调试,最后仿真用户程序,来加深对单片机的认识,充分发挥学生的个人创新能力,并提高学生对单片机的兴趣,同时学习查阅资料、参考资料的方法。 关键词:单片机、计算器、AT89C51芯片、汇编语言、数码管、加减乘除

目录 摘要 (01) 引言 (01) 一、设计任务和要求............................. 1、1 设计要求 1、2 性能指标 1、3 设计方案的确定 二、单片机简要原理............................. 2、1 AT89C51的介绍 2、2 单片机最小系统 2、3 七段共阳极数码管 三、硬件设计................................... 3、1 键盘电路的设计 3、2 显示电路的设计 四、软件设计................................... 4、1 系统设计 4、2 显示电路的设计 五、调试与仿真................................. 5、1 Keil C51单片机软件开发系统 5、2 proteus的操作 六、心得体会.................................... 参考文献......................................... 附录1 系统硬件电路图............................ 附录2 程序清单..................................

单片机课程设计--基于51单片机的万年历

单片机课程设计报告 万年历的设计

基于51单片机的万年历 摘要: 电子万年历是一种非常广泛日常计时工具,对现代社会越来越流行。它可以对年、月、日、周日、时、分、秒进行计时,使用寿命长,误差小。对于数字电子万年历采用直观的数字显示,可以同时显示年、月、日、周日、时、分、秒和温度等信息,还具有时间校准等功能。该电路采用AT89S52单片机作为核心,功耗小,能在3V的低压工作,电压可选用3~5V电压供电。 本设计是基于51系列的单片机进行的电子万年历设计,可以显示年月日时分秒及周信息,具有可调整日期和时间功能。在设计的同时对单片机的理论基础和外围扩展知识进行了比较全面准备。万年历的设计过程在硬件与软件方面进行同步设计。硬件部分主要由AT89C52单片机,LCD显示电路,以及调时按键电路等组成。在单片机的选择上本人使用了AT89C52单片机,该单片机适合于许多较为复杂控制应用场合。显示器使用了1602液晶显示,并且使用蜂鸣器实现了整点报警的功能,温度测试的功能实现使用了DS18B20,并实现了温度过高或过低时的温度报警。 软件方面主要包括日历程序、时间调整程序,显示程序等。程序采用C语言编写。所有程序编写完成后,在KeilC51软件中进行调试,

确定没有问题后,在Proteus软件中嵌入单片机内进行仿真,并最终实现基本要求。 综上所述此万年历具有读取方便、显示直观、功能多样、电路简洁、成本低廉等诸多优点,符合电子仪器仪表的发展趋势,具有广阔的市场前景。 一、设计要求 基本要求: 1,8 个数码管上显示,显示时间的格式为(假如当前时间是19:32:20)“19-32-20”; 2,具有日历功能; ③时间可以通过按键调整。 发挥部分: ④具有闹钟功能(可以设定多个)。 二:总体设计 电路设计框图

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