电子实训设计报告.docx
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电子实训设计报告
电子系统设计实训报告
指导教师
学生姓名赵儒桐王华民孙敬周
学号2011008050352011002011008050
专业11级电子信息工程本科
教学单位物理与电子信息学院
完成时间2013年11月24日
目录
内容摘要1
关键词1
1绪论1
2系统设计2
2.1设计任务与要求2
2.2方案的选择与论证2
3系统硬件设计3
3.1电源模块4
3.2主控器模块5
3.3数码管显示模块6
3.4键盘显示模块7
3.5报警显示模块8
4系统硬件制作8
4.1硬件电路制作方法9
4.2硬件电路制作过程9
4.3硬件元件清单9
5实训总结10
参考文献10
摘要:
该系统以STC89C52RC40单片机为控制核心,实现外界环境温度信息采集、数值显示、报警的功能。
该系统由单片机最小系统模块、信息采集模块、数码管显示模块、键盘模块、报警模块组成。
此系统能实时采集周围的温度信息进行显示,程序内部设定有报警上下限,根据应用环境不同可设定不同的报警上下限。
该系统实现了对温度的自动监测,为设备的正常运行提供了条件,在工业中具有一定的实用价值和广泛的应用前景。
关键词:
AT89C52温度检测报警
1绪论
目前单片机渗透到我们生活的各个领域,几乎很难找到哪个领域没有单片机的踪迹。
导弹的导航装置,飞机上各种仪表的控制,计算机的网络通讯与数据传输,工业自动化过程的实时控制和数据处理,广泛使用的各种智能IC卡,民用豪华轿车的安全保障系统,录象机、摄象机、全自动洗衣机的控制,以及程控玩具、电子宠物等等,这些都离不开单片机。
更不用说自动控制领域的机器人、智能仪表、医疗器械了。
因此,单片机的学习、开发与应用必须重视。
温度是一个十分重要的物理量,对它的测量与控制有十分重要的意义。
随着现代工农业技术的发展及人们对生活环境要求的提高,人们也迫切需要检测与控制温度。
在控制领域中,对温度的控制有着举足轻重的作用。
例如陶瓷的烧烤,只有控制住温度的适度,才能制作出一件完美的艺术品,否则只是一件废品;还有如酿酒的过程,也需要对温度进行控制。
可见,在生活的许多方方面面都有着对温度进行感知和控制的需要。
本次设计的目的就是基于AT89C52单片机设计一个温度检测,报警的系统,该系统能实时采集周围的温度信息进行显示,程序内部设定有报警上下限,根据应用环境不同可设定不同的报警上下限。
该系统实现了对温度的自动监测,为设备的正常运行提供了条件,在工业中具有一定的实用价值和广泛的应用前景。
2系统设计
2.1设计任务与要求
2.1.1设计任务
基于AT89C52单片机设计温度检测报警,可以实时采集周围的温度信息进行显示,并且可以根据应用环境不同设定不同的报警上下限。
2.1.2设计要求
(1)实时温度检测并显示其对应的值。
(2)具有温度报警功能。
(3)可以设报警置温度上下限。
2.2方案的选择与论证
2.2.1总体设计方案
方案一:
采用51系列单片机作为整机的控制单元,将0-5V模拟电压信号通过AD0808模数转换成模拟温度值0-255℃,然后通过数码管显示其温度值。
此方案虽设计简单,程序编写复杂,可以增宽测量温度范围。
但对于我们此次设计的目的与要求并不需要太高要求。
方案二:
基于STC89C52单片机通过读取温度传感器DS18B20测量温度后存储的数据,之后送去数码管显示。
当高于或低于一定温度将分别利用红绿白灯报警。
由于DS18b20测量温度范围为-55℃~+125℃,适合生活中的应用。
本设计采用第二种方案。
为了能够使系统具备检测温度的大小,利用51系列单片机为主控制器,通过温度传感器DS18B20测量温度后存储的数据,之后送去数码管显示,当高于或低于一定温度将分别利用红绿白灯报警。
其中数码管通过驱动电路驱动显示。
3系统硬件设计
本系统由电源模块、主控模块、温度检测模块、键盘模块、温度显示模块、和报警模块6个模块组成,实现至少一个环境参量信息采集、数值显示、报警功能。
系统硬件组成框图如图3.1所示,整体电路图如图3.2所示。
图3.1系统硬件组成框图
图3.2系统整体电路图
3.1电源模块
电源模块为系统板上其它模块提供+5V电源,电源输入有两种方式,一种为交直流电源从电源插座输入,输入的电压要求,直流输入应大于7.5V,交流输入应大于5V,通过7805三端稳压器得到5V的直流电源供给系统其它模块工作,另一种为从USB接口获取+5V电源,只要用相应配套的USB线从电脑主机获取+5V直流电源,在电源模块中加有保护电路,即电路中有短路,不会对7805三端稳压器及电脑主机电源有损害!
其电路原理图如图3.3所示:
图.3.3电源电路图
3.2主控器模块
本系统控制器芯片采用AT89C52单片机,AT89C52单片STC89C52是STC公司生产的一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器,具有8K在系统可编程Flash存储器。
STC89C52使用经典的MCS-51内核,但做了很多的改进使得芯片具有传统51单片机不具备的功能。
在单芯片上,拥有灵巧的8位CPU和在系统可编程Flash,使得STC89C52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。
具有以下标准功能:
8k字节Flash,512字节RAM,32位I/O口线,看门狗定时器,内置4KBEEPROM,MAX810复位电路,3个16位定时器/计数器,4个外部中断,一个7向量4级中断结构(兼容传统51的5向量2级中断结构),全双工串行口。
另外STC89C52可降至0Hz静态逻辑操作,支持2种软件可选择节电模式。
空闲模式下,CPU停止工作,允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。
掉电保护方式下,RAM内容被保存,振荡器被冻结,单片机一切工作停止,直到下一个中断或硬件复位为止。
最高运作频率35MHz,6T/12T可选。
如下图3.4所示。
图3.4最小系统模块
3.3数码管显示模块
图3.5为数码管电路模块,图中为一个2位八段数码管,其接法为共阳极接法。
图3.5数码管显示电路
3.4键盘模块
3.5报警模块
四、系统硬件制作
4.1硬件电路制作方法
本系统电路制作采用的是万用表焊接。
4.2硬件电路制作过程
4.3硬件元件清单
系统元器件清单见表4.1
元器件清单表4.1:
(查找元器件并附元件图片)
器件名称
数量
备注
单片机STC89C52RC40
1
0.56英寸2位数码管红色共阳数码管5261BSLED数码管
1
7cm*9cm单面万能电路板(孔距2.54MM)
1
排阻(A09-102脚距2.54mm)
1
11.0592M晶振49S型无源晶振
1
轻触按钮4脚小按键6*6*4.3
4
LED红、绿、白色
4
瓷片电容30PF
2
(晶振电路)
电解电容22uF
1
(复位电路)
电阻10K
1
(复位电路)
排座2*2040脚双排
1
排针排座单排
若干
五设计总结
回顾起此次单片机课程设计,我仍感慨颇多,从理论到实践,在接近一月的日子里,可以说得是苦多于甜,但是可以学到很多的的东西,不仅是学习上的,而且是关于做人做事方面的感悟。
通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的,只有理论知识是远远不够的,只有把所学的理论知识与实践相结合起来,从理论中得出结论,才能真正为社会服务,从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。
我在设计的过程中遇到了许多问题,同时也发现了自己的不足之处,对以前所学过的知识理解得不够深刻,掌握得不够牢固,比如说不懂一些元器件的使用方法,对汇编语言掌握得不透彻。
还有,这次的设计让我明白了求人不如求己,虽然我们要讲究合作,但更重要的是自己,只有自己懂,自己做,才不会在关键时刻掉链子。
别人终究是一个陪衬,路总是要自己走,属于自己的任务就要自己搞。
所以,我们必须要时刻强大自己,别人终究是别人。
这个过程虽然不是很平坦,肯定会遇到各种各样的问题,但一旦征服了它那它就是你的东西了,当这样的厚积达到一定程度那你就能享受到薄发那刻的辉煌。
参考文献
[1]孙涵芳.MCS-51/96系列单片机原理及应用(修订版).北京航空航天大学出版社.1994
[2]李朝青.单片机原理及接口技术(第3版).北京航空航天大学出版社.2005
[3]周润景、袁伟亭、景晓松.Proteus在MCS-51&ARM7系统中的应用百例.电子工业出版社.2006
[4]阎石.数字电子技术基础(第四版).高等教育出版社.2004
[5]王幸之钟爱琴.AT89系列单片机原理与接口技术[M].北京:
北京航空航天大学出版社,2004.
[6]谭浩强.C程序设计(第二版)[M].北京:
清华大学出版社,1999
[7]赵亮.单片机C语音编程与实例[M].北京:
人民邮出版社,2004.
[8]康华光.电子技术基础数字部分(第四版)[M].北京:
高等教育出版社,1998.
[9]张毅刚.单片机原理及应用[M].北京:
高等教育出版社,2003.
[10]杨振江.A/D、D/A转换器接口技术与实用电路[M].西安:
西安电子科技大学出版社.
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