微型计算机系统课程设计电气1114赵景波.docx
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微型计算机系统课程设计电气1114赵景波
微型计算机系统课程设计
题目:
1)基于AT89C51单片机的温度采集显示系统设计
2)基于AT89C51单片机的出租车计价器设计
3)基于AT89C51单片机的波形发生器设计
4)基于AT89C51单片机的电子钟的设计
5)基于AT89C51单片机的频率计的设计
6)基于AT89C51单片机的简易电子琴的设计
一班:
1,2,3题二班:
2,3,4题三班:
4,5,6题四班:
5,6,1题
课程设计的目的
1.进一步熟悉和掌握51单片机的结构及工作原理及其汇编语言;
2.掌握单片机的接口技术及相关外围芯片的外特性,控制方法。
3.通过课程设计,掌握以单片机为核心的电路设计的基本方法和技术,了解相关电路参数的计算方法。
4.掌握protel,keil等相关软件的应用;
5.通过实际程序设计和调试,逐步掌握模块化程序设计方法和调试技术。
6。
通过完成一个包括电路设计和程序开发的完整过程,使学生了解开发一单片机应用系统的全过程,为今后从事相应工作打下基础。
一.设计内容
设计内容包括:
硬件和软件设计两部分,硬件要求设计原理图,软件要求相应程序设计以及调试。
(一)设计一个温度采集系统,要求每1s采样一次,使用中断完成,其温度测量范围为-20-70度,精度要求1度。
显示部分为LED动态显示设计;并有键盘设计;
硬件设计:
1)最小系统设计:
AT89C51单片机为本设计的控制器,包括外扩ROM,RAM各32M(其大小由设计者自己设计),系统时钟电路、复位电路等构成的最小系统;
2)接口电路的设计:
设计者扩展一个并行接口〔8155或8255〕,键盘设计由设计者根据需要设计键盘的数量,显示采用LED显示,显示电路也根据显示的内容设计;
3)有开机显示状态(如显示888888);
4)温度采集使用0809芯片;
5)在完成基本设计功能同时可以增加功能。
软件设计:
1)主程序设计(包括初始化芯片,定时器,中断以及SP指针等);
2)各功能子程序设计,温度采集计算子程序、键盘子程序\显示子程序设计,定时,中断程序等;
(二)出租车计价按4公里起步费为7元,每公里2元计费,无等待计费功能。
要求每1s采样一次,假设轮胎周长1米,使用中断完成,费用精度要求1元。
显示部分为LED动态显示设计;并有键盘设计;
硬件设计:
1)最小系统设计:
AT89C51单片机为本设计的控制器,包括外扩ROM,RAM各32M(其大小由设计者自己设计),系统时钟电路、复位电路等构成的最小系统;
2)接口电路的设计:
设计者扩展一个并行接口〔8155或8255〕,键盘设计由设计者根据需要设计键盘的数量,显示采用LED显示,显示电路也根据显示的内容设计;
3)有开机显示状态(如显示888888);
4)在完成基本设计功能同时可以增加功能。
软件设计:
1)主程序设计(包括初始化芯片,定时器,中断以及SP指针等);
2)各功能子程序设计,里程计算子程序、键盘子程序\显示子程序设计,定时,中断程序等;
(三)简易波形发生器:
采用0832芯片实现,实现矩形波、锯齿波、三角波等波形;幅值分为5V,2.5V;频率分为50Hz,100Hz;显示部分为LED动态显示设计;并有键盘设计;
硬件设计:
1)最小系统设计:
AT89C51单片机为本设计的控制器,包括外扩ROM,RAM各32M(其大小由设计者自己设计),系统时钟电路、复位电路等构成的最小系统;
2)接口电路的设计:
设计者扩展一个并行接口〔8155或8255〕,键盘设计由设计者根据需要设计键盘的数量,显示采用LED显示,显示电路也根据显示的内容设计;
3)有开机显示状态(如显示888888);显示可选择幅值,波形序号;
4)采用0832芯片实现;
5)在完成基本设计功能同时可以增加功能。
软件设计:
1)主程序设计(包括初始化芯片,定时器,中断以及SP指针等);
2)各功能子程序设计,矩形波、锯齿波、三角波等波形产生子程序、键盘子程序\显示子程序设计,定时,中断程序等;
(四)基于AT89C51单片机的电子钟的设计
电子钟使用外接时钟芯片作为时钟源,精确到秒。
显示部分为LED动态显示设计;并有键盘设计;
硬件设计:
1)最小系统设计:
AT89C51单片机为本设计的控制器,包括外扩ROM,RAM各32M(其大小由设计者自己设计),系统时钟电路、复位电路等构成的最小系统;
2)接口电路的设计:
设计者扩展一个并行接口〔8155或8255〕,键盘设计由设计者根据需要设计键盘的数量,显示采用LED显示,显示电路也根据显示的内容设计(年、月、日,时、分、秒;可用两屏显示);
3)有开机显示状态(如显示888888);
4)在完成基本设计功能同时可以增加功能。
软件设计:
1)主程序设计(包括初始化芯片,定时器,中断以及SP指针等);
2)各功能子程序设计,键盘子程序、\显示子程序设计,定时,中断程序等;
5)基于AT89C51单片机的频率计的设计
频率计使用定时器的计数方式,记录频率的个数并显示;显示部分为LED动态显示设计;并有键盘设计;
硬件设计:
1)最小系统设计:
AT89C51单片机为本设计的控制器,包括外扩ROM,RAM各32M(其大小由设计者自己设计),系统时钟电路、复位电路等构成的最小系统;
2)接口电路的设计:
设计者扩展一个并行接口〔8155或8255〕,键盘设计由设计者根据需要设计键盘的数量,显示采用LED显示,显示电路也根据显示的内容设计;
3)有开机显示状态(如显示888888);
4)在完成基本设计功能同时可以增加功能。
软件设计:
1)主程序设计(包括初始化芯片,定时器,中断以及SP指针等);
2)各功能子程序设计,键盘子程序、\显示子程序设计,定时,中断程序等;
6)简易电子琴使用定时器的定时方式;显示部分为静态LED显示设计;并有至少7个键盘设计;利用所给键盘的1,2,3,4,5,6,7七个键,能够发出7个不同的音调,并且要求按下按键发声,松开延时一段时间停止。
硬件设计:
1)最小系统设计:
AT89C51单片机为本设计的控制器,包括外扩ROM,RAM各32M(其大小由设计者自己设计),系统时钟电路、复位电路等构成的最小系统;
2)接口电路的设计:
设计者扩展一个并行接口〔8155或8255〕,键盘设计由设计者根据需要设计键盘的数量,显示采用LED显示,显示电路也根据显示的内容设计;
3)有开机显示状态(如显示88);
4)在完成基本设计功能同时可以增加功能。
软件设计:
1)主程序设计(包括初始化芯片,定时器,中断以及SP指针等);
2)各功能子程序设计,键盘子程序、\显示子程序设计,定时,中断程序等;
三程设计具体要求
a)原理图设计
1.原理图设计要符合项目的工作原理,连线要正确。
2.图中所使用的元器件要合理选用,电阻,电容等器件的参数要正确标明。
3.原理图要完整,CPU,外围器件,扩器接口,输入/输出要一应俱全。
b)程序调试
1.根据要求,将总体项能分解成若干个子功能模块,每个功能模块完成一个特定的功能。
2.根据总体要求及分解的功能模块,确定各功能模块之间的关系,设直出完整的程序流程图。
c)设计说明书(手写)
1.设计的主要功能及意义
2原理图设计及原理图设计说明
protel图形式完成硬件设计,并简要说明设计目的,原理图中所使用的元器件功能;在本设计中的作用,各器件的工作过程及顺序。
3.程序设计说明
对程序设计总体功能及结构进行说明,对各子模块的功能以及各子模块之间的关系作较详细的描述。
4.体会及调试过程遇到的问题
5.参考文献
四设计完成时间(第十五周—十六周)
两周时间:
1)方案论证1天
2)芯片选择1天
3)硬件设计3天
4)软件设计3天
5)调试3天
6)设计报告2天
7)答辩1天
五评分标准:
设计制作40分(基本功能35分增加功能5分)
设计报告30分
答辩30分
六注意事项:
1)设计期间旷课3天或以上本设计不及格;
2)设计雷同50%以上不及格;
3)设计报告少于3000字不及格。
一班:
1,2,3题二班:
2,3,4题三班:
4,5,6题四班:
5,6,1题
AD590简介:
AD590是美国模拟器件公司生产的单片集成两端感温电流源。
它的主要特性如下:
1、流过器件的电流(mA)等于器件所处环境的热力学温度(开尔文)度数,即:
mA/K式中:
—流过器件(AD590)的电流,单位为mA;T—热力学温度,单位为K。
2、AD590的测温范围为-55℃~+150℃。
3、AD590的电源电压范围为4V~30V。
电源电压可在4V~6V范围变化,电流变化1mA,相当于温度变化1K。
AD590可以承受44V正向电压和20V反向电压,因而器件反接也不会被损坏。
4、精度高。
AD590共有I、J、K、L、M五档,其中M档精度最高,在-55℃~+150℃范围内,测量精度:
±0.3-±2.5℃。
AD590温度感测器是一种已经IC化的温度感测器,它会将温度转换为电流。
其规格如下:
温度每增加1℃,它会增加1μA输出电流。
可量测范围-55℃至150℃。
供应电压范围+4V至30V。
AD590温度传感器的使用
2007-06-0516:
26
AD590温度传感器是一种已经IC化的温度感测器,它会将温度转换为电流,在8051的各种课本中经常看到。
其规格如下:
1、度每增加1℃,它会增加1μA输出电流
2、可测量范围-55℃至150℃
3、供电电压范围+4V至+30V
AD590的管脚图及元件符号如下图所示:
AD590的输出电流值说明如下:
其输出电流是以绝对温度零度(-273℃)为基准,每增加1℃,它会增加1μA输出电流,因此在室温25℃时,其输出电流Iout=(273+25)=298μA。
AD590基本应用电路:
注意事项:
1、Vo的值为Io乘上10K,以室温25℃而言,输出值为10K×298μA=2.98V
2、测量Vo时,不可分出任何电流,否则测量值会不准。
AD590实际应用电路:
电路分析:
1、AD590的输出电流I=(273+T)μA(T为摄氏温度),因此测量的电压V为(273+T)μA×10K=(2.73+T/100)V。
为了将电压测量出来又务须使输出电流I不分流出来,我们使用电压跟随器其输出电压V2等于输入电压V。
2、由于一般电源供应教多器件之后,电源是带杂波的,因此我们使用齐纳二极管作为稳压元件,再利用可变电阻分压,其输出电压V1需调整至2.73V
3、接下来我们使用差动放大器其输出Vo为(100K/10K)×(V2-V1)=T/10,如果现在为摄氏28℃,输出电压为2.8V,输出电压接AD转换器,那么AD转换输出的数字量就和摄氏温度成线形比例关系。
2.8032总线型最小系统(3片组成)
温度测试步骤分析:
1)电流源AD590的输出电流I=(273+T)μA(T为摄氏温度),因此测量的电压V为(273+T)μA×10K=(2.73+T/100)V,即用10K把电流转化为电压信号。
2)课程设计要求-20--+70度,则电压范围为:
2.53—3.43V
3)用减法器处理,方法如下:
被减数为温度信号转换的电压信号,减数为2.5V,从而使电压范围为:
0.03V--0.93V。
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