第一章課程設計內容與要求分析第一章課程設計內容與要求分析111111單片機課程設計報告TOC\o"1-5"\h\z班級：姓名：學號：指導教師：撰寫日期：目錄目錄TOC\o"1-5"\h\z第一章課程設計內容與要求分析2課程設計內容2課程設計要求分析2系統單元電路組成2第二章控制系統硬件設計0系統框圖0設計原理0芯片介紹0相應的命令控制字格式4硬件連接圖0第三章控制系統程序設計0程序框圖0程序清單0第四章實驗數據00通道數據分析表0程序運行圖0單片機原理及應用課程設計總結0參考文獻0附錄一：硬件圖連接0附錄二：程序清單2附錄三：程序運行圖錯誤！未定義書簽。第一章課程設計內容與要求分析第一章課程設計內容與要求分析單片機數據采集控制器第一章課程設計內容與要求分析1.1．課程設計內容運用單片機原理及其應用等課程知識,根據題目要求進行軟硬件系統的設計和調試,從而加深對本課程知識的理解,把學過的比較零碎的知識系統化，比較系統的學習開發單片機應用系統的基本步驟和基本方法，使學生應用知識能力、設計能力、調試能力以及報告撰寫能力等有一定的提高。1.2．課程設計要求分析用單片機設計數據采集控制系統，基本要求如下：i可實現路數據的采集，假設8路信號均為的電壓信號；2采集數據可通過數碼管顯示，顯示格式為：通道號電壓值，如0143可通過鍵盤設置采集方式；（單點采集、多路巡測、采集時間間隔）4具有異常數據聲音報警功能：對第一路數據可設置正常數據的上限值和下限值，當采集的數據出現異常，發出報警信號。5可輸出路順序控制信號，設每路順序控制信號為一位，順序控制的流程為:珊3秒延時3秒延時6秒延時1秒工序］>IJ?2?工后3?工序4?工作56可輸出頻率為的方波，三角波，正弦波*1.2.1系統單元電路組成T■.T■.4卜7,43”ST驍T圖仙門口FEMlE圖一鍵盤掃描電路*RB朝VRW圖三顯示工誨I工拿2寸Nr?專43”ST驍T圖仙門口FEMlE圖一鍵盤掃描電路*RB朝VRW圖三顯示工誨I工拿2寸Nr?專髀制制oilABCDEFGDP123458第二章控制系統硬件設計2.1．系統框圖管顯示噗塊4ABCOSO^微處理器AT89C51aDACCS3%器。255%鍵盤覆塊#2.21設計原理鍵盤覆塊#內存儲器.應該是用計算機控制的多路數據自動

、處理、分析計算以及從檢測的數據數據采集系統，從嚴格的意義上來說，檢測或巡回檢測，并且能夠對應該是用計算機控制的多路數據自動

、處理、分析計算以及從檢測的數據第二章控制系統硬件設計第二章控制系統硬件設計第二章控制系統硬件設計第二章控制系統硬件設計數據采集形同一般有數據輸入通道，數據存儲與管理，數據處理，數據輸出及顯示這五個部分組成。輸入通道要實現對被測對象的檢測，采樣和信號轉換工作。數據存儲與管理要用數據存儲器把采集到的數據存儲起來，建立相應的數據庫，并進行管理和調用。數據處理就是從采集到原始數據中，刪除有關干擾噪聲，無關信息和必要的信息，提取出反應被測對象特征的重要信息。另外，就是對數據進行統計分析，以便于檢索；或者吧數據恢復成原來物理量的形式，以可輸出的形態在輸出設備上輸出，例如打印，顯示，繪圖等。數據輸出及顯示就是把數據以適當的形式進行輸出和顯示。本課程設計以單片機芯片為控制核心和數據采集電路、數碼管顯示電路以及供電系統四大部分構成數據采集和功能顯示。當有模擬信號輸入時，單片機控制轉換器，把要輸入的模擬信號轉換成相應的數字信號存入到單片機的內存中，再控制顯示驅動器把內存中的數字信號顯示出來。通過鍵盤來改變中顯示的數據，把改變的數據通過控制轉換器輸出成相應的模擬信號。2.3?...（）芯片介紹S7ARTEOC0ECLOCK%慈SNDD.AI'DCALE二;%"?-叫IN.—INAIIS7ARTEOC0ECLOCK%慈SNDD.AI'DCALE二;%"?-叫IN.—INAII仙主要特性：）路位/轉換器，即分辨率位。2）具有轉換起停控制端。）轉換時間為四）單個+電源供電）模擬輸入電壓范圍?+，不需零點和滿刻度校準。）工作溫度范圍為?+攝氏度）低功耗，約內部結構：是單片型逐次逼近式/轉換器，內部結構如圖3所示，它由路模擬開關、地址鎖存與譯碼器、比較器、位開關樹型轉換、外部特性（引腳功能）：芯片有條引腳，采用雙列直插式封裝，如圖.所示。下面說1明各引腳功能。?N路模擬量輸入端。?-位數字量輸出端。位地址輸入線，用于選通路模擬輸入的一路L地址鎖存允許信號，輸入，高電平有效。A/轉換啟動信號，輸入，高電平有效。o/轉換結束信號，輸出，當/轉換結束時，此端輸出一個高電平(轉換期間一直為低電平)。：數據輸出允許信號，輸入，高電平有效。當/轉換結束時，此端輸入一個高電平，才能打開輸出三態門，輸出數字量。:時鐘脈沖輸入端。要求時鐘頻率不高于。()、()：基準電壓。:電源，單一+V:地。的工作過程是：首先輸入位地址，并使E將地址存入地址鎖存器中。此地址經譯碼選通路模擬輸入之一到比較器。上升沿將逐次逼近寄存器復位。下降沿啟動/轉換，之后輸出信號變低，指示轉換正在進行。直到/轉換完成，變為高電平，指示/轉換結束，結果數據已存入鎖存器，這個信號可用作中斷申請。當輸入高電平是，輸出三態門打開，轉換結果的數字量輸出到數據總線上(2)MCS-51系列單片機是美國公司開發的位單片機，又可以分為多個子系列。系列單片機共有條引一一腳，包括條接口引腳、——條控制引腳、條電源引腳、條二6時鐘引腳：一一引腳說明：——?：口位口線，第一二3功能作為通用接口，第二功能一—一作為存儲器擴展時的地址數據復一用口。TOC\o"1-5"\h\z——_一°一—一?：口位口線，通用—接口無第二功能。——6?：口位口線，第一-5R一一功能作為通用接口，第二功能——1第二章控制系統硬件設計第二章控制系統硬件設計第二章控制系統硬件設計第二章控制系統硬件設計1111作為存儲器擴展時傳送高8位地址。?.口位口線，第一功能作為通用接口，第二功能作為為單片機的控制信號。:地址鎖存允許編程脈沖輸入信號線（輸出信號）:片外程序存儲器開發信號引腳（輸出信號）：片外程序存儲器使用信號引腳編程電源輸入引腳/復位備用電源引腳芯片介紹：是美國數據公司的CS芯片介紹：是美國數據公司的CS1、'20Vcc蝌R1219ILEAGND318科R2D3417XFERD2516D4D1615D5DO114D6VREF813D7Rfb912I0UT1DGND101110UT2DAC0832：反饋信號輸入線，調整：電源電壓線，為+?+位轉化器，片內帶數據鎖存器，電流輸出，輸出電流穩定時間為N，功耗為，其引腳說明如下：?7數據輸入線，電平：數據鎖存允許控制信號線：片選信號線，低電平有效：數據鎖存器寫選通輸入線，負脈沖有效：數據傳輸控制信號輸入線，低電平有效：寄存器寫選通輸入線，低電平有效:電流輸出線，當寄存器為全OUT11時電流最大：電流輸出線，其值與I之和為一常數端外接電阻值可以調整轉換滿量程精度5范圍:基準電壓輸入線，范圍為：一?十F:模擬地：數字地

是1一3個83-譯8碼器，共16個引腳，其引腳說明如下：A、bc選擇端即信號輸入端11GVccB215Y0、23使能端，其中、低電平4—314Y1Y2有效，高電平有效E2——E3512Y3Y4?：譯碼輸出信號，始終只有一個為低Y710——Y5電平GND89Y6:電源端，+：線路地()管腳功能：Vcc5±DsQe()管腳功能：Vcc5±DsQe匕%備CP"^□ni19rfifttinnrmiuiiuihfinr1||2|3456|7||S||B|10MRQj/D[R口之口之口gQgGND的控制端端相連。腳是復位低電平有效當腳是低電平時輸出腳、、、Q、、、全部輸出即全部復位當腳為高電平時腳是鎖存控制端并且是上升沿觸發鎖存當腳有一個上升沿電立即鎖存輸入腳3、4、7、8、1、31、417、18的電平狀態電并且立即呈現在在輸出腳上.第一腳：主清除端，低電平觸發，即當為低電平時，芯片被清除，輸出全為（低電平）；P）：觸發端，上升沿觸發，即當從低到高電平時，的數據通過芯片，為時將數據鎖存，的數據不變

2A0B032A0B03A1B14A2B25A3B36A4B47A5B58A6B69A7B719CE1AB/BA74LS245U91817161514131211還具有雙向三態功能，既可以輸出，也可以輸入數據。當0單片機的0口總線負載達到或超過0最大負載能力時，必須接入等總線驅動器。當片選端低電平有效時，DIR=“0”，信號由向傳輸；（接收）DIR=“1”，信號由向傳輸；（發送）當為高電平時，、均為高阻態。傳輸；（接收）PAs——140—PAs——140—F聞FA2——232—PA5FAi——338—PAfiF%——437—前——536一瓶CS——&35—EESETGND一734DaAx?a33-DiAjO932一DsFCt1031DsFCe一FC51112302電一D4—Il5FDi——13—D&FCo——1427—DrFCi——1526—￥匚匚PCs——1625—FBtFCs——IT24—F&PBa——1823—FB5P5j.——1922FEMFBi——zo21—8255A0-口輸入輸出線。R口芯片它具有個位的并行I口具有三種工作方式,可通過程序改變其功能,因而使用靈活,通用性強,可作為單片機與多種外圍設備連接時的中間接口電路。825有5三種基本工作方式，三種工作方式由工作方式控制字決定方式控制字由通過輸入輸出指令來提供三個端口中口被分為兩個部分上半部分隨口稱為組下半部分隨口稱為組其中口可工作與方式0、1和，而口只能工作在方式0和1。共有40個引腳,采用雙列直插式封裝,各引腳功能如下：D0D三態雙向數據線與單片機數據總線連接用來傳送數據信息。s片選信號線，低電平有效，表示芯片被選中。RD：讀出信號線，低電平有效，控制數據的讀出。R寫入信號線，低電平有效，控制數據的寫入。:電源。0:口輸入輸出線。0-口輸入輸出線。：復位信號線。10地址線，用來選擇內部端口。：D地線。2.4.?????其中定時計數器工作方式控制字格式如下：TMOD字節地址：第三章控制系統程序設計第三章控制系統程序設計第三章控制系統程序設計第三章控制系統程序設計1111方式字方式字其中，、為方式選擇，為定時計數選擇，為定時器計數器工作方式選擇中斷允許寄存器格式如下：IE字節地址：A8H為開中斷標志串口中斷允許標志/定時器計數器中斷允許標志位/中斷允許位2.5．硬件連接圖（詳見附錄一）第三章控制系統程序設計3.1．程序框圖

圖1主.程序流程圖開始十六進制數存放于A,A/51所得人內的商即為電壓整數位的十進制數R0-1,即到存放

電壓小數位將B內存放的余

數除以5,即得

電壓小數位的十

進制數判斷小數位是否溢出一,YNR0+1,回到整數位將原整數+1R0-1,到小數位

將小數位滯子程序結束4圖3報.警子程序流程圖圖2十.六進制轉化十進制

子程序流程圖圖4顯示子程序流程圖圖5中.斷子程序流程圖圖5中.斷子程序流程圖圖6鍵.盤掃描子程序流程圖1111第四章實驗數據3.2．程序清單（詳見附錄二）第四章實驗數據4.1．0通道顯示值4.1．0通道顯示值測量值絕對誤差相對誤差數據分析表表1十進制轉換誤差分析表由表中數據可以得出，顯示值與實際值的誤差還比較大，通過采用查表法來轉換十進制數將可以減小此次轉換的誤差。4.2．程序運行圖（詳見附件三）單片機原理及應用課程設計總結通過本次實驗，基本上等于對我們做了一次系統的集中式培訓，加深了我們對單片機知識的了解。在這次實驗的軟件編程上，我們運用到了的轉換程序、的轉換程序、鍵盤掃描的程序、十六進制與十進制轉換的程序、中斷程序及報警的相應程序設計,在原有的基礎上鞏固了我們編寫類似程序的能力。在硬件上運用到了單片機、轉換器、轉換器，定時器，數碼管，譯碼器等芯片，加深了我們對硬件電路的了解。雖然此次編寫完成的程序精度不夠高，誤差偏大，但是我們已經掌握了1單片機原理及應用課程設計總結改進的方法，比如用查表法來十進制轉換就能大大提高精度，這里由于時間關系沒能來的及改正，相信在以后的實習過程中，我們將能更好的運用各類方法來完成任務。總結人姓名

年月日參考文獻參考文獻11［1徐］愛卿，孫涵芳，盛煥鳴單片機微型計算機應用和開發系統背景航空航天大學出版社199年2張毅剛，彭喜元，孟升衛，劉兆慶單片機使用子程序設計（第二版）哈爾濱工業大學出版社20年03［3］陳建鐸單片機應用技術（第一版）陜西科學技術出版社19年91［4］陳建鐸08單0片9機原理及應用技術（第一版）電子工業出版社19年9片［片胡］漢才單片機原理及接口技術（第二版）清華大學出版社20年04附錄一：硬件圖連接+.?K■；TEwT；■U215UtUJ25MADDAINIADDB3DT川Z3D5五巴IH21bdhMIN72-32-tmp.T2干印c工王OUTPUTENABLE2-7華討侶叫■EsDi「T1S,EAUbin17,n_12敗ON[iVREF(t)VREFH131G口口?XTAL1PDn'ADDPD.i/ACii叩工也癥j<TAL2FD^AD3叩必*PD^ADfpum叨gPSTP0.7/AD?FZD'.hEPZ.Ii'mA厚加口pseitPNHM1ALEF工骸位EAP2S'A13FZ.S'.h.UFZ.TfAISFinFIDfRXDF1.1F3.1iTKDFilnsrnnP13P33INT1P1,1P3,-HT]P1￡P3ST1PLSP制帆F1.7P3.TfH.D1S口3L5_SLH-S壬叫￡['1田艮翥@R5EDR,TE什iDiaii131+15F當AT=&；S1■=TE-T=；t[<□如['1Q1D3Q2D3Q3口4口，ncnceEqT01r郎t<iST-L剪5團也必ts-tt用*王圄tgTf1|?1S-Dh['??CLKMP.7*LS7T3■■■TEg?■'D1''''UhQ?tZLt$_n[>□3VIO*u"11'工，二■,J—Ij'UILED-R￡D■；TE：'：T：'.[■+13咐4麗,開甲？??.:;T&R：:二J8NDHDA1H1.A2HZ焙B3AtB*BfM昨A?B7i5e_ABi'BA?+LS+￡：TB；7r：-1231blblblb愷173倍17一131Z11附錄二：程序清單中斷初始化定義指針地址顯示緩沖區初值（放六個數碼管的數據緩沖區）位控制口鍵掃口段控制口鍵盤讀入口顯示緩沖TOC\o"1-5"\h\z顯示據鍵盤掃描地址為E選擇輸入控制口為判斷鍵盤是否有按鍵按下，沒有則保存數據顯示，有則跳至將通道號保存到R5據顯示據將通道號得值返回給緩存區7CH通道號得值給A,A的通道采樣取出采樣值判斷是否超出特定范圍進行報警定義的地址為A存放電壓值采樣值送顯示緩沖區循環參考文獻參考文獻11參考文獻-鍵-盤-有-按-鍵-按-下-時-的-顯-示H,A判斷按鍵值是否大于7是則選擇多路巡測，不是則單點采集進行單點采集將通道號的值存到緩存區的通道采樣顯示取出采樣值定義的地址為，存放電壓值采樣值送顯示緩沖區1循8環顯示內存放通道號選擇輸入控制的通道采樣顯示取出采樣值通道號值存入緩存區采樣值送顯示緩沖區8循環中-斷-程-序-,延#時，即通道號自動加1;R7+1判斷路通道是否循環完成，完成則從通道重新開始將原十六進制數除以1得到的商即為轉換后十進制電壓的整數位的值地址減1，即到存放電壓小數位地;址將余數除以得到電壓小數位的值