苏州工业园区职业技术学院Word文档格式.docx
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具体目标如下:
1.通过电路的安装和调试,掌握电路的工作原理和性能指标要求。
2.训练查阅元器件资料、读电路图、检测元器件、安装和调试电路的能力。
3.掌握焊接PCB板及安装分立元件电路的要领和技巧。
4.熟悉常用仪器的使用方法和测试电路的方法。
三、项目计划
1.项目进度记录
序号
日期
主要工作任务
完成情况
1
2011年4月
确定项目选题
完成
2
查找资料
3
确定小组成员分工
4
2011年5月
拟定电路总体方案
5
确定电路并绘制电路原理图和PCB草图
6
计算电路参数参数
7
2011年6月
采购元器件等材料
8
组装电路板
9
电路调试
10
改进
11
整理项目手册并制作汇报PPT,做好答辩准备
2.项目的任务分配
姓名
徐以滔
负责人,工作分配及资料整理
季明珠、徐以滔
电子文档编写、元件的采购、焊接、组装、调试
吴鹏
秘书会议记录员及整理资料
季明珠张玲
资料的收集、绘制电路图
季明珠
陶燕斌
硬件设计PCB画原理图
季明珠、庄玲燕
图片资料的采集、调试
资料的收集、电路测试和检验
四、项目进程
1.主控系统方案分析
根据设计要求,我们采用单片机作为核心部件的方案。
如图4.1所示:
我们采用单片机作为整个系统的核心,以实现其既定的性能指标。
充分分析我们的系统,其关键在于实现温度报警的控制,而在这一点上,单片机就显现出来它的优势——控制简单、方便、快捷。
这样一来,单片机就可以充分发挥其资源丰富、有较为强大的控制功能及可位寻址操作功能、价格低廉等优点。
因此,这种方案是一种较为理想的方案。
图4.1以单片机为核心部件的结构图
根据分析我们选定了AT89S52单片机作为本设计的主控装置,52单片机具有功能强大的位操作指令,I/O口均可按位寻址,程序空间多达4K,对于本设计也绰绰有余,更可贵的是52单片机价格非常低廉。
在综合考虑了传感器、电机(用于直流电机控制)的驱动、显示和遥控接收等诸多因素后,我们决定采用一片单片机,充分利用AT89C52单片机的资源。
2.硬件设计
本任务采用的是电源电压VCC为5V,DS18B20温度传感器,数码管选用四位共阳红色数码管;
K1为进入/退出设置键;
K2为增加键;
K3为减少键。
温度报警器的原理图如图4.2所示。
图4.2电路原理图
3.软件设计
软件采用模块化设计方法,不仅易于编程和调试,也可减小软件故障率和提高软件的可靠性。
同时,对软件进行全面测试也是检验错误排除故障的重要手段。
模块说明如下:
变量缓冲区定义模块、主程序模块、按键扫描模块、任务处理模块、动态扫描显示模块、定时中断计时模块、软件延时模块、LED共阴数码管0~F显示字形常数表。
软件流程图如图4.3所示。
图4.3软件流程图
4.电路板组装
(1)元器件明细
温度报警器元件明细表
名称
型号规格
数量
配件图号
电阻器
4.7K
12
R1~8R11~14
10K
R9
100K
R10
排电阻
RP1/RP2
8段数码管
共阳极
DPY1~8
共阴极
DPY9
按钮
6*6*10
16
S0~15
晶振
11.0592MHz
X1
电容
30pF
C1、C2
10uF
C3、C5
220uF
C4
单片机电路插座
DIP40
13
温度传感器
DS18B20
14
蜂鸣器
15
单片机
TA89S51
U1
导线
若干
(2)手工焊接
元器件的装插应遵循先小后大、先轻后重、先低后高、先里后外的原则。
A.工具准备:
20W电烙铁一把,万用电表一个,尖嘴钳一把,螺丝刀一把,短接线、导线,焊锡丝和松香水若干。
B.焊接:
焊接时先焊接跳线,再焊接电阻,再焊电容,再焊集成块,再焊开关,最后焊晶体管等。
焊接时必须注意焊接质量,对于初学者,我们先在废旧的电路板上多练习几次,然后再正式焊接。
(3)电路调试
A.静态调试要点
对照元器件表,检查所有元器件的规格、型号有无装配错误,按原理图检查线路接线有无错误,集成块有无接反等故障。
重点检查显示时间的数码管(共阳)和显示按键的数码管(共阴)有无混淆使用,位选线和字选线的连接是否正确。
所有驱动用三极管的B、C、E极有无接错。
应特别注意电源系统的检查,以防本项目重点关注止电源短路和极性错误,并重点检查系统总线(地址总线、数据总线和控制总线)是否存在相互之间短路或与其他信号线路短路。
B.主要功能
数码管选用四位共阳红色数码管显示实时温度;
图4.4电路板调试
五、项目小结
通过本次学期项目的实施,将书本上学的东西应用于实践,学会了单片机应用系统的开发设计方法和流程,虽然过程中遇到了一些困难,但是在解决这些问题的过程无疑也是对自己自身专业素质的一种提高与肯定。
此次设计不仅增强了我们在专业设计方面的信心,鼓舞了我们,更是一次兴趣的培养。
在设计过程中主要注意事项如下:
1.单片机与键盘接口的设计
键盘是由若干个按键组成。
为了节省I/O线,通常将按键开关组成矩阵结构,采用扫描方式识别闭合键,键盘可通过一般I/O口与单片机连接,配合键盘扫描程序来实现单片机和键盘之间的通信。
为了从键盘上取得有特定含义的数据,软件必须做好三件事:
检测出当前已经有键被按下来;
消除掉键被按下时机械触点跳动引起的脉冲列的影响;
键码应译出,即识别出被按下的键处在键矩阵中具体的行、列的位置。
2.单片机与显示器接口方案的确定
显示器是用来指示单片机执行程序的结果以及工作状态。
常用的显示器有发光二极管LED显示器、CRT显示器、LCD显示器。
其中最常用的是LED数码显示管。
8段LED数码管能显示阿拉伯数字和部分英文字母以及特殊符号,有共阴极和共阳极之分。
显示方式有静态显示和动态扫描显示两种。
显示程序的功能是将显示缓冲区中的数字经过字变形后送数码管显示。
3.LED的静态显示和动态显示的区别
静态显示方式数码管较亮,且显示程序占用CPU的时间较少,但其硬件电路复杂,占用单片机口线多,成本高;
静态显示的电路复杂,虽然电路消耗一定的功率,如果采用低功耗电路和高亮度显示器可以得到很低的功耗。
动态显示方式硬件电路相对简单,成本较低,但其数码管显示亮度偏低,且采用动态扫描方式,显示程序占用CPU的时间较多。
具体应用时,应根据实际情况,选用合适的显示方式。
动态显示需要CPU控制显示的刷新,那么会消耗一定的功耗。
4.DS18B20温度计简要说明
温度测量范围0~99.9摄氏度
可设置上限报警温度、下限报警温度
即高于上限值或者低于下限值时蜂鸣器报警
默认上限报警温度为38℃、默认下限报警温度为5℃
报警值可设置范围:
最低上限报警值等于当前下限报警值
5.键盘输入程序的功能
A.判别键盘上有无键;
B.去除键的机械抖动,其方法为判别到键盘上有键闭合后,延时一段时间后再判别键盘的状态,若仍有闭合,则认为键盘上有一个键处于稳定的闭合期,否则认为是键的抖动;
C.判别闭合键的键号;
D.使CPU对键的一次闭合作一次处理,采用的方法为等待闭合键释放以后再作处理。
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