电子设计竞赛通信选拔题目文档格式.docx
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通过运算能够明白,恒流源提供给VD1、VD2的恒定电流约为0?
5mA。
二极管VD3起温度补偿作用,保证恒流源能提供稳固的电流。
二、测量显示原理
测量探头把待测温度转换为相应的电压后,因为要实现温度的数字显示,就必须有模拟/数字转换装置。
在附图中,IC1、IC2、IC3及其周围元件构成A/D转换、数字显示电路,这一部分电路以美国Motorola公司生产的A/D转换器MC14433为核心。
MC14433是单片CMOS3位双积分型A/D转换器,该A/D转换器转换精度高,达±
05%±
1字;
转换速率为2~25次/秒;
输入阻抗大于1000MΩ;
外围元件少,电路结构简单;
量程为1?
999V和199?
9mV两挡;
输出8421BCD代码,经译码后实现LED动态扫描显示。
MC14433的第2脚为外接基准电压Vref输入端;
第3脚为被测电压Vin输入端;
第1脚为模拟地,此端为高阻输入端,是被测电压和基准电压的地;
第{15}脚为过量程输出标志端OR,平常OR为高电平,当|Vin|>
Vref即超过量程时,OR为低电平。
被测电压Vin与基准电压Vref成下列比例关系(当小数点定位于4个LED数码管的十位数时):
输出读数=×
199?
9
在附图中,IC2(译码器MC14511)把IC1(MC14433)输出的BCD码译成十进制数显示,因为MC14433以扫描方式输出数据,因此只需要用一个译码器就能驱动4只共阴极LED数码管,其中千位数的数码管(最左边一个LED数码管)只接b、c两段。
4只LED数码管的公共阴极分别由IC3(MC1413)中的4个达林顿复合晶体管驱动。
负号由千位数的LED数码管之“g段”来显示,显示负号的“g段”由MC14433的Q2操纵,当输入负电压时(对应温度为0℃以下),Q2=“0”,显示负号的“g段”通过R15点亮;
当输入正电压时(对应温度为0℃以上),Q2=“1”,使MC1413的另一个达林顿复合晶体管把流过R15的电流旁路到地,使显示负号的“g段”熄灭。
小数点固定在十位数的LED数码管,通过R16给小数点“dp”提供电流,使小数点“dp”点亮。
在附图中,设置电位器RP1和RP2,其中RP1用于调剂沸点(100℃);
RP2用于调剂冰点(0℃)。
整个电路的直流电源由IC4(LM7809)提供,直流电源电压为+9V。
三、元器件选择
IC1为MC14433,可直截了当代换的有TSC14433、TC14433、5G14433等。
IC2为七段译码/驱动CMOS数字逻辑电路,可选用MC14511、HD14511、CD4511等。
IC3为七路达林顿复合晶体管,可选用MC1413、5G1413、ULN2003等。
其他元器件按图示进行选择即可。
四、制作
电路专门简单,便于在业余条件下制作。
因为MC14433和MC14511是CMOS集成电路,且最多只有24个引脚,因此宜使用IC插座。
先焊接好IC插座和其他元器件后,再将MC14433、MC14511、MC1413插入到相应的IC插座上即可。
五、调试方法
焊接、安装好电路后,该数显温度计需要通过调试方可正常使用。
调试前,先预备好0℃的冰水和100℃的沸水各1000ml。
调试步骤如下:
(1)将RP1调到最上端,使Vref为最高电压,把二极管测温探头置于0℃的冰水中,调剂RP2,使四只LED数码管显示的读数为“00.0”。
(2)将二极管测温探头置于100℃的沸水中,调剂RP1,使得四只LED数码管显示的读数为“100.0”,且IC1(MC14433)的第{15}脚OR为高电平。
经上述调试后,该数显温度计就能够正常工作了,其测温范畴是-50~+150℃。
该数显温度计的测温范畴仅受二极管测温探头的限制,若改用其他的温度传感器,则无需变动附图所示电路的其他部分,就可获得不同测温范畴的数显温度计。
▲
我五年前按照这图纸做的电路,但没有成功,显示的数字在不断的跳,不稳固在一个数值上,不知是什么缘故,因为其中考虑更换MC14433,但我那的价格要30元贵啊,假如不是那个问题我就不明白如何办了。
第一电路安装正确,其余MC1413和MC14511已更换多次没用,请高手指教。
1.DS18B20差不多知识
DS18B20数字温度计是DALLAS公司生产的1-Wire,即单总线器件,具有线路简单,体积小的特点。
因此用它来组成一个测温系统,具有线路简单,在一根通信线,能够挂专门多如此的数字温度计,十分方便。
1、DS18B20产品的特点
(1)、只要求一个端口即可实现通信。
(2)、在DS18B20中的每个器件上都有独一无二的序列号。
(3)、实际应用中不需要外部任何元器件即可实现测温。
(4)、测量温度范畴在-55。
C到+125。
C之间。
(5)、数字温度计的辨论率用户能够从9位到12位选择。
(6)、内部有温度上、下限告警设置。
2、DS18B20的引脚介绍
TO-92封装的DS18B20的引脚排列见图1,其引脚功能描述见表1。
(底视图)图1
表1 DS18B20详细引脚功能描述
序号
名称
引脚功能描述
1
GND
地信号
2
DQ
数据输入/输出引脚。
开漏单总线接口引脚。
当被用着在寄生电源下,也能够向器件提供电源。
3
VDD
可选择的VDD引脚。
当工作于寄生电源时,此引脚必须接地。
3.DS18B20的使用方法
由于DS18B20采纳的是1-Wire总线协议方式,即在一根数据线实现数据的双向传输,而对AT89S51单片机来说,硬件上并不支持单总线协议,因此,我们必须采纳软件的方法来模拟单总线的协议时序来完成对DS18B20芯片的访问。
由于DS18B20是在一根I/O线上读写数据,因此,对读写的数据位有着严格的时序要求。
DS18B20有严格的通信协议来保证各位数据传输的正确性和完整性。
该协议定义了几种信号的时序:
初始化时序、读时序、写时序。
所有时序差不多上将主机作为主设备,单总线器件作为从设备。
而每一次命令和数据的传输差不多上从主机主动启动写时序开始,假如要求单总线器件回送数据,在进行写命令后,主机需启动读时序完成数据接收。
数据和命令的传输差不多上低位在先。
DS18B20的复位时序
DS18B20的读时序
关于DS18B20的读时序分为读0时序和读1时序两个过程。
关于DS18B20的读时隙是从主机把单总线拉低之后,在15秒之内就得开释单总线,以让DS18B20把数据传输到单总线上。
DS18B20在完成一个读时序过程,至少需要60us才能完成。
DS18B20的写时序
关于DS18B20的写时序仍旧分为写0时序和写1时序两个过程。
关于DS18B20写0时序和写1时序的要求不同,当要写0时序时,单总线要被拉低至少60us,保证DS18B20能够在15us到45us之间能够正确地采样IO总线上的“0”电平,当要写1时序时,单总线被拉低之后,在15us之内就得开释单总线。
4.实验任务
用一片DS18B20构成测温系统,测量的温度精度达到0.1度,测量的温度的范畴在-20度到+100度之间,用8位数码管显示出来。
5.电路原理图
6.系统板上硬件连线
(1).把“单片机系统”区域中的P0.0-P0.7用8芯排线连接到“动态数码显示”区域中的ABCDEFGH端子上。
(2).把“单片机系统”区域中的P2.0-P2.7用8芯排线连接到“动态数码显示”区域中的S1S2S3S4S5S6S7S8端子上。
(3).把DS18B20芯片插入“四路单总线”区域中的任一个插座中,注意电源与地信号不要接反。
(4).把“四路单总线”区域中的对应的DQ端子连接到“单片机系统”区域中的P3.7/RD端子上。
7.C语言源程序
#include
unsignedcharcodedisplaybit[]={0xfe,0xfd,0xfb,0xf7,
0xef,0xdf,0xbf,0x7f};
unsignedcharcodedisplaycode[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,
0x66,0x6d,0x7d,0x07,
0x7f,0x6f,0x77,0x7c,
0x39,0x5e,0x79,0x71,0x00,0x40};
unsignedcharcodedotcode[32]={0,3,6,9,12,16,19,22,
25,28,31,34,38,41,44,48,
50,53,56,59,63,66,69,72,
75,78,81,84,88,91,94,97};
unsignedchardisplaycount;
unsignedchardisplaybuf[8]={16,16,16,16,16,16,16,16};
unsignedchartimecount;
unsignedcharreaddata[8];
sbitDQ=P3^7;
bitsflag;
bitresetpulse(void)
{
unsignedchari;
DQ=0;
for(i=255;
i>
0;
i--);
DQ=1;
for(i=60;
return(DQ);
for(i=200;
}
voidwritecommandtods18b20(unsignedcharcommand)
unsignedcharj;
for(i=0;
i<
8;
i++)
{
if((command&
0x01)==0)
for(j=35;
j>
j--);
}
else
for(j=2;
for(j=33;
command=_cror_(command,1);
unsignedcharreaddatafromds18b20(void)
unsignedchartemp;
temp=0;
temp=_cror_(temp,1);
_nop_();
for(j=10;
if(DQ==1)
temp=temp|0x80;
temp=temp|0x00;
for(j=200;
return(temp);
voidmain(void)
TMOD=0x01;
TH0=(65536-4000)/256;
TL0=(65536-4000)%6;
ET0=1;
EA=1;
while(resetpulse());
writecommandtods18b20(0xcc);
writecommandtods18b20(0x44);
TR0=1;
while
(1)
;
voidt0(void)interrupt1using0
unsignedcharx;
unsignedintresult;
if(displaycount==2)
P0=displaycode[displaybuf[displaycount]]|0x80;
P0=displaycode[displaybuf[displaycount]];
P2=displaybit[displaycount];
displaycount++;
if(displaycount==8)
displaycount=0;
timecount++;
if(timecount==150)
timecount=0;
writecommandtods18b20(0xbe);
readdata[0]=readdatafromds18b20();
readdata[1]=readdatafromds18b20();
for(x=0;
x<
x++)
displaybuf[x]=16;
sflag=0;
if((readdata[1]&
0xf8)!
=0x00)
sflag=1;
readdata[1]=~readdata[1];
readdata[0]=~readdata[0];
result=readdata[0]+1;
readdata[0]=result;
if(result>
255)
readdata[1]++;
readdata[1]=readdata[1]<
<
4;
readdata[1]=readdata[1]&
0x70;
x=readdata[0];
x=x>
>
x=x&
0x0f;
readdata[1]=readdata[1]|x;
x=2;
result=readdata[1];
while(result/10)
displaybuf[x]=result;
result=result/10;
x++;
if(sflag==1)
displaybuf[x+1]=17;
x=readdata[0]&
x=x<
1;
displaybuf[0]=(dotcode[x]);
displaybuf[1]=(dotcode[x])/10;
}
二.简易信号检测仪
1.设计一个简易正弦信号测试仪,能够实时测量输入正弦信号的频率和峰值,并通过数码管或LCD显示,信号源采纳现成的信号源,不用再设计;
2.正弦信号频率范畴100Hz~100KHz,峰值100mV~1V;
频率测量误差≤5%,峰值测量误差≤10%;
3.提高频率测量范畴10HZ~200KHz,测量误差≤2%;
4.提高峰值测量范畴50mV~2V,测量误差≤5%;
三.简易直流电机操纵
1.设计一个简易直流电机操纵电路,直流电机自选。
能够通过数码管或者LCD实时显示电机每分钟的转数;
2.能够通过按键操纵电机启动,正转,反转,停止;
3.通过键盘设定一个转动速度,范畴0~1000r/min,步进20。
电机恒定在设定速度下运行,误差≤5%;
4.报告。
所有题目不得使用任何现成开发板、学习板、模块(专门要注意不得使用任何别人开发制作的模块),必须全部自己设计焊接电路。
能够制作pcb,然而必须在pcb板子上添加自己的标识,比如姓名学号等。
否则按违规处理,取消竞赛资格。
参赛所用元器件,费用,场地由参赛队员自行解决。
竞赛期间,老师不负责答疑。
每个参赛队必须针对题目提交一份纸质报告,报告格式和内容按每届全国大学生电子竞赛要求完成,由参赛队自行上网查找格式要求。
学院有权保留制作得比较好得作品,假如不同意这点,则取消竞赛资格并退回作品给参赛队员。
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