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基于51单片机的多功能信号发生器

基于51单片机的多功能信号发生器
基于51单片机的多功能信号发生器

河南理工大学

《微机原理与单片机接口技术》

课程设计报告

多功能信号发生器设计

2013年1月10 日

摘要

本次设计是一个多功能信号发生器,可以产生、方波、锯齿波和三角波。函数信号发生器的设计方法有多种,利用单片机设计的函数信号发生器具有编程灵活,功能更以扩充等实际的优点。设计原理图如下图所示,其中单片机通过软件对键盘输入的频率数值进行处理,处理结果送与D/A转换部分实现数/模转换,输出的电流再经过电流/电压转换环节,进而形成模拟电压波形,最后经过过载

保护电路输出。同时在数码管内显示该频率数值。波形的切换可以通过按键直接实现。在编程语言上,我们选择自身比较熟悉的C语言,这样在后期波形的调试及与硬件衔接方面更容易发挥出自身优势。根据设计的要求,对各种波形的频率和幅度进行程序的编写,并将所写程序装入单片机的程序存储器中。在程序运行中,当接收到来自外界的命令,需要输出某种波形时再调用相应的中断服务子程序和波形发生程序,经电路的数/模转换器和运算放大器处理后,从信号发生器的输出端口输出。经过设计及后期长时间的调试,设计的所有功能均已实现:(1)具有产生方波、锯齿波、三角波三种周期性波形的功能。(2)输出波形的频率范围为100Hz~1kHz;频率步进间隔≤100Hz。(3)输出波形幅度范围0~5V,可按步进0.1V(峰-峰值)调整。(4)具有显示输出波形的类型、周期和幅度的功能。

关键词:单片机,函数发生器,共阴极数码管

目录

第一章绪论 (3)

1.1选题背景及其意义 (3)

1.2单片机概述 (3)

1.3信号发生器的分类 (4)

1.4 研究内容 (4)

第二章方案的设计与选择 (4)

2.1 方案的比较 (4)

2.2 设计原理 (4)

2.3 设计思想 (5)

2.4 设计功能 (5)

第三章硬件设计 (5)

3.1 硬件原理框图 (6)

3.2 主控电路 (6)

3.3 数/模转换电路 (7)

3.4 按键接口电路 (7)

3.5 时钟电路 (7)

第四章ADC0832内部结构及配置 (7)

4.1D/A转换器DAC0832 (8)

第五章实验结果 (9)

5.1实验输出波形 (9)

第六章设计总结 (9)

参考文献 (10)

附录 (10)

1元件清单 (10)

2源程序 (11)

第一章绪论

1.1选题背景及其意义

信号发生器又称信号源或振荡器,在生产实践和科技领域中有着广泛的应用。各种波形曲线均可以用三角函数方程式来表示。能够产生多种波形,如方波、锯齿波、三角波、正弦波的电路被称为函数信号发生器。在通信、广播、电视系统,在工业、农业、生物医学领域内,函数信号发生器在实验室和设备检测中具有十分广泛的用途。

1.2单片机概述

随着大规模集成电路技术的发展,中央处理器(CPU)、随机存取存储(RAM)、

只读存储器(ROM)、(I/O)接口、定时器/计数器和串行通信接口,以及其他一些计算机外围电路等均可集成在一块芯片上构成单片微型计算机,简称为单片机。单片机具有体积小、成本低,性能稳定、使用寿命长等特点。

1.3信号发生器的分类

信号发生器应用广泛,种类繁多,性能各异,分类也不尽一致。按照频率范围分类可以分为:超低频信号发生器、低频信号发生器、视频信号发生器、高频波形发生器、甚高频波形发生器和超高频信号发生器。按照输出波形分类可以分为:正弦信号发生器和非正弦信号发生器,非正弦信号发生器又包括:脉冲信号发生器,函数信号发生器、扫频信号发生器、数字序列波形发生器、图形信号发生器、噪声信号发生器等。按照信号发生器性能指标可以分为一般信号发生器和标准信号发生器。前者指对输出信号的频率、幅度的准确度和稳定度以及波形失真等要求不高的一类信号发生器。后者是指其输出信号的频率、幅度、调制系数等在一定范围内连续可调,并且读数准确、稳定、屏蔽良好的中、高档信号发生器。

1.4 研究内容

本文是做基于单片机的信号发生器的设计,将采用编程的方法来实现三角波、锯齿波、矩形波、正弦波的发生。根据设计的要求,对各种波形的频率和幅度进行程序的编写,并将所写程序装入单片机的程序存储器中。在程序运行中,当接收到来自外界的命令,需要输出某种波形时再调用相应的中断服务子程序和波形发生程序,经电路的数/模转换器和运算放大器处理后,从信号发生器的输出端口输出。

第二章方案的设计与选择

2.1 方案的比较

方案一:采用单片函数发生器(如8038),8038可同时产生正弦波、方波等,而且方法简单易行,用D/A转换器的输出来改变调制电压,也可以实现数控调整频率,但产生信号的频率稳定度不高。

方案二:采用锁相式频率合成器,利用锁相环,将压控振荡器的输出频率锁定在所需频率上,该方案性能良好,但难以达到输出频率覆盖系数的要求,且电路复杂。

方案三:采用单片机编程的方法来实现。该方法可以通过编程的方法来控制信号波形的频率和幅度,而且在硬件电路不变的情况下,通过改变程序来实现频率的变换。此外,由于通过编程方法产生的是数字信号,所以信号的精度可以做的很高。

鉴于方案一的信号频率不够稳定和方案二的电路复杂,频率覆盖系数难以达标等缺点,所以决定采用方案三的设计方法。它不仅采用软硬件结合,软件控制硬件的方法来实现,使得信号频率的稳定性和精度的准确性得以保证,而且它使用的几种元器件都是常用的元器件,容易得到,且价格便宜,使得硬件的开销达到最省。

2.2 设计原理

数字信号可以通过数/模转换器转换成模拟信号,因此可通过产生数字信号再转换成模拟信号的方法来获得所需要的波形。89C51单片机本身就是一个完整的微型计算机,具有组成微型计算机的各部分部件:中央处理器CPU、随机存取存储器RAM、只读存储器ROM、I/O接口电路、定时器/计数器以及串行通讯

接口等,只要将89C51再配置键盘及其接口、显示器及其接口、数模转换及波形输出、指示灯及其接口等四部分,即可构成所需的波形发生器。

89C51是整个波形发生器的核心部分,通过程序的编写和执行,产生各种各样的信号,并从键盘接收数据,进行各种功能的转换和信号幅度的调节。当数字信号经过接口电路到达转换电路,将其转换成模拟信号也就是所需要的输出波形。

2.3 设计思想

该设计设计一个低频信号发生器,我们采用的是AT89C51单片机用软件实现信号的输出。该单片机是一个微型计算机,包括中央处理器CPU,RAM,ROM、I/O接口电路、定时计数器、串行通讯等,是波形设计的核心。总体原理为:利用AT89C51单片机构造低频信号发生器,可产生正弦波,方波,三角波,锯齿波四种波形,通过C语言对单片机的编程即可产生相应的波形信号,并可以通过键盘进行各种功能的转换和信号频率的控制,当输出的数字信号通过数模转换成模拟信号也就得到所需要的信号波形,通过运算放大器的放大输出波形,同时让显示器显示输出的波形信息。

本方案其主要模块包括复位电路、时钟信号、键盘控制、D/A转化及LED显示。其各个模块的工作原理如下:

(1)复位电路是为单片机复位使用,使单片机接口初始化;89C51等CMOS51系列单片机的复位引脚RET是施密特触发输入脚,内部有一个上拉低电阻,当振荡器起振以后,在RST引脚上输出2个机械周期以上的高电平,器件变进入复位状态开始,此时ALE、PSEN、P0、P1、P2、P4输出高电平,RST上输入返回低电平以后,变退出复位状态开始

工作。该方案采用的是人工开关复位,在系统运行时,按一下开关,就在RST

断出现一段高电平,使器件复位。

(2)时钟信号是产生单片机工作的时钟信号,控制着计算机的工作节奏,可以通过提高时钟频率来提高CPU的速度。89C51内部有一个可控的反相放大器,引脚XTAL1、XTAL2为反相放大器输入端和输出端,在XTAL1、XTAL2上外接12MHZ 晶振和30pF电容便组成振荡器。时钟信号常用于CPU定时和计数。程读取闭合的键号,实现相应的信号输出。其步骤主要是a、判断是否有键按下;b、去抖动,延时20ms左右;c、识别被按下的键号;d、处理,实现功能。

(4)D/A转换也称为数模转换,是把数字量变换成模拟量的线性电路。单片机产生的数字信号通过DAC0832转化成模拟信号,输出相应的电流值,通过集成运算放大器可以取出模拟量得电压值,最后利用示波器获得输出的模拟信号的波形;衡量数模转换的性能指标有分辨率、转换时间、精度、线性度等。

LED显示器用由若干个发光二极管按一定的规律排列而成,是一种能够将电能转化为可见光的固态的半导体器件,它可以直接把电转化为光用于是显示相关输出波形的信息,包括信号的类型和频率。

2.4 设计功能

(1)具有产生方波、锯齿波、三角波三种周期性波形的功能。

(2)输出波形的频率范围为100Hz~1kHz;频率步进间隔≤100Hz。

(3)输出波形幅度范围0~5V,可按步进0.1V(峰-峰值)调整。

(4)具有显示输出波形的类型、周期和幅度的功能。

第三章硬件设计

3.1 硬件原理框图

硬件原理方框图如图3.1所示。

图3.1 硬件原理框图

3.2 主控电路

AT89C51单处机内部设置两个16位可编程的定时器/计数器T0和T1,它们具有计数器方式和定时器方式两种工作方式及4种工作模式。在波形发生器中,将其作定时器使用,用它来精确地确定波形的两个采样点输出之间的延迟时间。模式1采用的是16位计数器,当T0或T1被允许计数后,从初值开始加计数,最高位产生溢出时向CPU请求中断。中断系统是使处理器具有对外界异步事件的处理能力而设置的。当中央处理器CPU正在处理某件事的时候外界发生了紧急事件,要求CPU暂停当前的工作,转而去处理这个紧急事件。在波形发生器中,只用到片内定时器/计数器溢出时产生的中断请求,即是在AT89C51输出一个波形采样点信号后,接着启动定时器,在定时器未产生中断之前,AT89C51等待,直到定时器计时结束,产生中断请求,AT89C51响应中断,接着输出下一个采样点信号,如此循环产生所需要的信号波形[6]。如图3.2所示,AT89C51从P0口接收来自键盘的信号,并通过P2口输出一些控制信号,将其输入到8155的信号控制端,用于控制其信号的输入、输出。如果有键按下,则在读控制端会产生一个读信号,使单片机读入信号。如果有信号输出,则在写控制端产生一个写信号,并将所要输出的信号通过8155的PB口输出,并在数码管上显示出来

3.3 数/模转换电路

由于单片机产生的是数字信号,要想得到所需要的波形,就要把数字信号转换成模拟信号,所以该文选用价格低廉、接口简单、转换控制容易并具有8位分辨率的数模转换器DAC0832。DAC0832主要由8位输入寄存器、8位DAC寄存器、8位D/A转换器以及输入控制电路四部分组成。但实际上,DAC0832输出的电量也不是真正能连续可调,而是以其绝对分辨率为单位增减,是准模拟量的输出。DAC0832是电流型输出,在应用时外接运放使之成为电压型输出。由图3.3可知,DAC0832的片选地址为7FFFH,当P25有效时,若P0口向其送的数据为00H,则U1 的输出电压为0V;若P0口向其送的数据为0FFH时,则U1的输出电压为-5V. 故当U1 输出电压为0V时,由公式得:V out = - 5V.当输出电压为- 5V时,可得:V out = +5V,所以输出波形的电压变化范围为- 5V~+ 5V. 故可推得,当P0所送数据为80H时,V out为0

3.4 按键接口电路

3.5 时钟电路

8051单片机有两个引脚(XTAL1,XTAL2)用于外接石英晶体和微调电容,从而构成时钟电路,其电路图如图3.5所示。电容C1、C2对振荡频率有稳定作用,其容量的选择为30pf,振荡器选择频率为11.0592MHz的石英晶体。由于频率较大时,三角波、正弦波、锯齿波中每一点的延时时间为几微秒,故延时时间还要加上指令时间才能获得较大的频率波形。

第四章ADC0832内部结构及配置

完成D/A转换或A/D转换的线路有多种,特别是单片大规模集成A/D、D/A 问世,为实现这种转换提供了极大的方便。借助手册提供的器件性能指标及典型应用电路,即可正确使用这些器件。本设计将采用大规模集成电路DAC0832实现D/A转换。

4.1D/A转换器DAC0832

DAC0832是采用CMOS工艺制成的单片直流输出型8位数/模转换器。如图6所示,它由倒T型R-2R电阻网络、模拟开关、运算放大器和参考电压VREF四大部分组成。

一个8位D/A转换器有8个输入端(其中每个输入端是8位二进制数的一位),有一个模拟输出端。输入可有28=256个不同的二进制组态,输出为256个电压之一,即输出电压不是整个电压范围内任意值,而只能是256个可能值。图7

是DAC0832的逻辑框图和引脚排列。

D0-D7:数字信号输入端。

ILE:输入寄存器允许,高电平有效。

CS:片选信号,低电平有效。

WR1:写信号1,低电平有效

XFER:传送控制信号,低电平有效。

WR2:写信号2,低电平有效。

IOUT1、IOUT2:DAC电流输出端。

Rfb:是集成在片内的外接运放的反馈电阻

DAC0832的逻辑框图和引脚排列

Vref:基准电压(-10-+10V)。

Vcc:是源电压(+5-+15V)。

AGND:模拟地 NGND:数字地,可与AGND接在一起使用。

DAC0832输出的是电流,一般要求输出是电压,所以还必须经过一个外接的运算放大器转换成电压。

IN0-IN7:8路模拟信号输入端。

A1、A2、A0 :地址输入端。ALE地址锁存允许输入信号,在此脚施加正脉冲,上升沿有效,此时锁存地址码,从而选通相应的模拟信号通道,以便进行A/D 转换。

START:启动信号输入端,应在此脚施加正脉冲,当上升沿到达时,内部逐次逼近寄存器复位,在下降沿到达后,开始A/D转换过程。

EOC:转换结束输出信号(转换接受标志),高电平有效。

OE:输入允许信号,高电平有效。

CLOCK(CP):时钟信号输入端,外接时钟频率一般为640kHz。

Vcc:+5V单电源供电。

Vref(+),Vref(-):基准电压的正极、负极。一般Vref(+)接+5V电源,Vref(-)接地。D7-D0:数字信号输出端。由A2、A1、A0三地址输入端选通8路模拟信号中的任何一路进行A/D转换。

第五章实验结果

5.1实验输出波形

第六章设计总结

制作函数信号发生器随设计思想不同,具有多种方法,本文只是一种可能实现的方法。此法的频率控制和幅度控制分辨率高,且硬件集成度高,整机自动化程度高,性能优良,具有很高的实用价值。该信号发生器在调试时,总是出现许多的错

误,软件上除了许多的问题,之后纠正和向老师、同学请教慢慢的改了过来。可是在仿真时依然存在很多的问题,开始的时候是仿真出不了波形,之后改了改电路的一根线,出现了。在频率的调节问题更多,而使频率无法调节,同时信号的频率无法在LED显示,鉴于此,我认为应该是输出中断除了问题,造成所定义的频率的个位,十位,百位都没有跟随键盘的输入而赋值,使其值时钟为初始设定值。同时该信号源设计尚存在的不足之处,主要有两个方面,第一为缺乏频率准确显示的手段可以配备相应的数字频率计模块,但如何将显示的精度与信号源的频段配合有待讨论研究;第二为D/A转换时可以加一个锁存器,并且放大电路有待进一步改进使其具有更强的输出能力。

参考文献

[1] 程全.基于AT89C52实现的多种波形发生器的设计[J].周口师范学院学报,2005.22(5):57~58.

[2] 周明德.微型计算机系统原理及应用[M].北京:清华大学出版社,2002.341~364.

[3] 刘乐善.微型计算机接口技术及应用[M].北京:北京航空航天大学出版社,2001.258~264.

[4] 童诗白.模拟电路技术基础[M].北京:高等教育出版社,2000.171~202.

[5] 杜华.任意波形发生器及应用[J].国外电子测量技术,2005.1:38~40.

[6] 张友德.单片微型机原理、应用与实践[M].上海:复旦大学出版社,2004.40~44.

[7] 程朗.基于8051单片机的双通道波形发生器的设计与实现[J].计算机工程与应用,2004.8:100~103.

[8] 张永瑞.电子测量技术基础[M].西安:西安电子科技大学出版社,2006.61~101.

[9] 李叶紫. MCS-51单片机应用教程[M].北京:清华大学出版社,2004.232~238

附录

1元件清单

2源程序

#include

#define uchar unsigned char

#define step 4

#define fosc 110592

#define ft fosc/100/12

uchar pdata DAC0832;

uchar code sindot[64]={0x80,0x8c,0x98,0xa5,0xb0,0xbc,0xc7,0xd1,

0xda,0xe2,0xea,0xf0,0xf6,0xfa,0xfd,0xff,0xff,0xff,0xfd,0xfa,

0xf6,0xf0,0xea,0xe3,0xda,0xd1,0xc7,0xbc,0xb1,0xa5,0x99,

0x8c,0x80,0x73,0x67,0x5b,0x4f,0x43,0x39,0x2e,0x25,0x1d,

0x15,0xf,0x9,0x5,0x2,0x0,0x0,0x0,0x2,0x5,0x9,0xe,0x15,0x1c,

0x25,0x2e,0x38,0x43,0x4e,0x5a,0x66,0x73};

uchar code sanjiao[64]={0x80,0x88,0x90,0x98,0xA0,0xA8,0xB0,0xB8,0xC0,0xC8,0xD0,0xD8,0xE0,0xE8,0 xF0,0xF8,

0xFF,0xF8,0xF0,0xE8,0xE0,0xD8,0xD0,0xC8,0xC0,0xB8,0xB0,0xA8,0xA0,0x98,0x90,0x88,

0x80,0x78,0x70,0x68,0x60,0x58,0x50,0x48,0x40,0x38,0x30,0x28,0x20,0x18,0x10,0x08,

0x00,0x08,0x10,0x18,0x20,0x28,0x30,0x38,0x40,0x48,0x50,0x58,0x60,0x68,0x70,0x78

};

sbit d1=P2^0;

sbit d2=P2^1;

sbit d3=P2^2;

sbit d4=P2^3;

sbit d5=P2^4;

sbit d6=P2^5;

uchar i,k,j=12,keyzhi,h0,h1,l0,l1,l2;

/****************延迟函数**********************/

void delay(uchar m)

{

for(i=0;i

}

/*********键盘扫描函数***********/

void scankey()

{

h0=1;h1=1;l0=0;l1=0;l2=0;

if(h0==0)

{ delay(500);

if(h0==0)

{ l0=0;l1=1;l2=1;

if(h0==0)

{

keyzhi=0;

while(h0==0);

}l1=0;l0=1;l2=1;

if(h0==0)

{

keyzhi=1;

while(h0==0);

}l0=1;l1=1;l2=0;

if(h0==0)

{

keyzhi=2;

while(h0==0);

}

}

}if(h1==0)

{ delay(500);

if(h1==0)

{ h0=1;l0=0;l1=1;l2=1;

if(h1==0)

{

keyzhi=3;

while(h1==0);

}h0=1;l0=1;l1=0;l2=1;

if(h1==0)

{

keyzhi=4;

while(h1==0);

}h0=1;l0=1;l1=1;l2=0;

if(h1==0)

{

keyzhi=5;

while(h1==0);

}

}

}

}

/*****************幅度设置*********************/

void amp_set()

{

bit set=1;

change=1;

key_value=0;

while(key_value!=6)

{

if(!key_flag) key_flag=key_up(); //按键未弹起时需检测弹起

if(key_flag) {key_scan();if(key_value!=0)key_flag=0;} //前次按键弹起后才能再次扫描按键

if(key_value==2) {set=~set;key_value=0;}

else

{

if(set)

{

if(key_value==4){vpp+=10;if(vpp>99) vpp=(90+vpp%10);key_value=0;}

if(key_value==5){vpp-=10;if(vpp>99) vpp=2;key_value=0;}

else if(key_value!=6) key_value=0;

}

if(!set)

{

if(key_value==4){vpp=(vpp/10*10)+((vpp%10)+1)%10;key_value=0;}

if(key_value==5){vpp=(vpp/10*10)+((vpp%10)-1)%10;key_value=0;}

else if(key_value!=6) key_value=0;

}

}

dis1(vpp/10,1);delay(1);

dis(vpp%10,2);delay(1);

}

key_value=0;

}

/*****************频率设置*********************/

void frq_set()

{

change=1;

key_value=0;

while(key_value!=6)

{

if(!key_flag) key_flag=key_up(); //按键未弹起时需检测弹起

if(key_flag) {key_scan();if(key_value!=0)key_flag=0;} //前次按键弹起后才能再次扫描按键

if(key_value==4){frq=frq+10;key_value=0;if(frq>100) frq=100;}

else if(key_value==5){frq=frq-10;key_value=0;if(frq==0) frq=10;}

else if(key_value!=6){key_value=0;}

dis(0,4);delay(1);

dis(0,3);delay(1);

dis(frq/10%10,2);delay(1);

if(frq/100) {dis(1,1);delay(1);}

}

key_value=0;

}

/*********正弦波函数*********/

void sin()

{TF0=0;

TR0=0;

P1M1=0X00;

P1M0=0XFF; //设置P1口为强推挽输出

TMOD=0x01;

TH0=(66536-ft)/256;

TL0=(66536-ft)%256;

EA=1;

ET0=1;

TR0=1;

if(d1==0)

{

for(k=0;k<64;)

{

DAC0832=sindot[k];

k++;

}

}

frq_set();

amp_set();

}

/*********锯齿波函数*********/

void juchi()

{TF0=0;

TR0=0;

P1M1=0X00;

P1M0=0XFF; //设置P1口为强推挽输出

TMOD=0x01;

TH0=(66536-ft)/256;

TL0=(66536-ft)%256;

EA=1;

ET0=1;

TR0=1;

if(d2==0)

{

for(k=0;k<250;)

{

DAC0832=k;

k+=step;

}

}

frq_set();

amp_set();

}

/*********三角波函数*********/

void san()

{TF0=0;

TR0=0;

P1M1=0X00;

P1M0=0XFF; //设置P1口为强推挽输出TMOD=0x01;

TH0=(66536-ft)/256;

TL0=(66536-ft)%256;

EA=1;

ET0=1;

TR0=1;

if(d3==0)

{

for(k=0;k<64;)

{

DAC0832=sanjiao[k];

k++;

}

frq_set();

amp_set();

}

}

/*********方波函数*********/

void fang()

{TF0=0;

TR0=0;

P1M1=0X00;

P1M0=0XFF; //设置P1口为强推挽输出TMOD=0x01;

TH0=(66536-ft)/256;

TL0=(66536-ft)%256;

EA=1;

ET0=1;

TR0=1;

if(d4==0)

{

for(k=0;k<250;)

{ if(k<125)

{

DAC0832=0xff;

k+=step;

}

if(k>=125)

{

DAC0832=0;

k+=step;

}

}

frq_set();

amp_set();

}

}

void main()

{

while(1)

{

if(d1==0)

sin();

if(d2==0)

juchi();

if(d3==0)

san();

if(d4==0)

fang();

}

}

基于51单片机的实时时钟设计报告

课程设计(论文)任务书 信息工程学院信息工程专业(2)班 一、课程设计(论文)题目嵌入式课程设计 二、课程设计(论文)工作自 2014 年 6 月 9 日起至2014年 6月15日止。 三、课程设计(论文) 地点: 5-402 单片机实验室 四、课程设计(论文)内容要求: 1.本课程设计的目的 (1)使学生掌握单片机各功能模块的基本工作原理; (2)培养学生单片机应用系统的设计能力; (3)使学生能够较熟练地使用proteus工具完成单片机系统仿真。 (4)培养学生分析、解决问题的能力; (5)提高学生的科技论文写作能力。 2.课程设计的任务及要求 1)基本要求: (1)分析所设计系统中各功能模块的工作原理; (2)选用合适的器件(芯片); (3)提出系统的设计方案(要有系统电路原理图); (4)对所设计系统进行调试。 2)创新要求: 在基本要求达到后,可进行创新设计,如改善单片机应用系统的性能。 3)课程设计论文编写要求 (1)要按照书稿的规格打印撰写论文。 (2)论文包括目录(自动生成)、摘要、正文、小结、参考文献、附录等。 (3)论文装订按学校的统一要求完成。 4)答辩与评分标准: (1)完成原理分析:20分; (2)完成设计过程:30分; (3)完成调试:20分; (4)回答问题:20分; (5)格式规范性(10分)。

5)参考文献: (1)张齐.《单片机原理与嵌入式系统设计》电子工业出版社 (2)周润景.《PROTUES入门实用教程》机械工业出版社 (3)任向民.《微机接口技术实用教程》清华大学出版社 (4)https://www.sodocs.net/doc/6b14414039.html,/view/a5a9ceebf8c75fbfc77db2be.html 6)课程设计进度安排 内容天数地点 构思及收集资料1图书馆 系统设计与调试 4 实验室 撰写论文2图书馆、实验室 学生签名: 2014 年6 月9日 课程设计(论文)评审意见 (1)完成原理分析(20分):优()、良()、中()、一般()、差(); (2)设计分析(30分):优()、良()、中()、一般()、差(); (3)完成调试(20分):优()、良()、中()、一般()、差(); (4)回答问题(20分):优()、良()、中()、一般()、差(); (5)格式规范性(10分):优()、良()、中()、一般()、差(); 评阅人:职称: 2014 年6 月15 日

基于51单片机课程设计

基于51单片机课程设计报告 院系:电子通信工程 团组:电子设计大赛1组 姓名: 指导老师:

目录 一、摘要 (3) 二、系统方案的设计 (3) 三、硬件资源 (5) 四、硬件总体电路搭建 (13) 五、程序流程图 (14) 六、设计感想 (14) 七、参考文献 (16) 附录 (17) 附录 1 程序代码 (17)

一、摘要 本设计以STC89C51单片机为核心的温度控制系统的工作原理和设计方法。温度信号由温度芯片DS18B20采集,并以数字信号的方式传送给单片机。文中介绍了该控制系统的硬件部分,包括:温度检测电路、温度控制电路。单片机通过对信号进行相应处理,从而实现温度控制的目的。文中还着重介绍了软件设计部分,在这里采用模块化结构,主要模块有:数码管显示程序、键盘扫描及按键处理程序、温度信号处理程序、led控制程序、超温报警程序。 关键词:STC89C51单片机 DS18B20温度芯片温度控制 ,LED报警提示. 二、系统方案的设计 1、设计要求 基本功能: 不加热时实时显示时间,并可手动设置时间; 设定加热水温功能。人工设定热水器烧水的温度,范围在20~70度之间,打开开关后,根据设定温度与水温确定是否加热,及何时停止加热,可实时显示温度; 设定加热时间功能。限定烧水时间,加热时间内超过温度上限或低于温度下限报警,并可实时显示温度。 2、系统设计的框架

本课题设计的是一种以STC89C51单片机为主控制单元,以DS18B20为温度传感器的温度控制系统。该控制系统可以实时存储相关的温度数据并记录当前的时间。其主要包括:电源模块、温度测量及调理电路、键盘、数码管显示、指示灯、报警、继电器及单片机最小系统。 图1 系统设计框架 3 工作原理 温度传感器 DS18B20 从设备环境的不同位置采集温度,单片机STC8951获取采集的温度值,经处理后得到当前环境中一个比较稳定的温度值,再根据当前设定的温度上下限值,通过加热和降温对当前温度进行调整。当采集的温度经处理后超过设定温度的上限时,单片机通过三极管驱动继电器开启降温设备(压缩制冷器) ,当采集的温度经处理后低于设定温度的下时 , 单片机通过三极管驱动继电器开启升温设备 (加热器) ,这里采用通过LED1和LED2取代!!! 当由于环境温度变化太剧烈或由于加热或降温设备出现故障,或者温度传感头出现故障导致在一段时间内不能将环境温度调整到规定的温度限内的时候,单片机通过三极管驱动扬声器发出警笛声,这里采用HLLED提示。

基于51单片机的的温度报警器设计

1引言 (1) 1.1 单片机的应用背景 (1) 2 总体设计方案 (2) 2.1 功能简介 (2) 2.2 设计思路 (2) 2.3 芯片器材 (3) 3 硬件设计 (3) 3.1 AT89C51 (3) 3.1.1 AT98C51引脚图 (3) 3.1.2 AT89C51结构特点 (5) 3.2 温度获取 (5) (7) 3.3 时钟电路 (8) 3.4 温度显示电路 (8) 3.5报警电路 (10) (10) 4 程序设计 (10) 4.1 程序流程图 (11) 4.2 初始化子程序 (11) 4.3 读子程序 (12) 4.4 写子程序 (13) 4.5 数据处理子程序 (13) 4.6 显示子程序 (15) 4.7报警子程序 (17) 5 实验仿真 (18) (18) 6 总结 (19) 参考文献 (20) 附录 (21) 1引言 1.1 单片机的应用背景 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,计算机的网络通信与数据传输,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、摄像机、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、医疗机械了。

世面上主要的单片机类型有Motorola 单片机、Microchip 单片机、东芝单片机、8051单片机、Atmel 单片机等。此次课设中用到的是ATMEL公司,下面着重介绍一下ATMEL公司的单片机。 ATMEL 公司是世界上著名的高性能低功耗非易失性存储器和数字集成电路的一流半导体制造公司。ATMEL 公司最令人注目的是它的EEPROM 电可擦除技术闪速存储器技术和质量高可靠性的生产技术。在CMOS 器件生产领域中,ATMEL 的先进设计水平优秀的生产工艺及封装技术一直处于世界的领先地位。这些技术用于单片机生产,使单片机也具有优秀的品质在结构性能和功能等方面都有明显的优势,ATMEL 公司的单片机是目前世界上一种独具特色。 而性能卓越的单片机它在计算机外部设备通讯设备自动化工业控制宇航设备仪器仪表和各种消费类产品中都有着广泛的应用前景。其生产的AT90系列是增强型RISC内载FLASH单片机,通常称为A VR系列。AT91M系列是基于ARM7TDMI 嵌入式处理器的ATMEL 16/32 微处理器系列中的一个新成员,该处理器用高密度的16 位指令集实现了高效的32 位RISC 结构且功耗很低。另外ATMAL的增强型51系列单片机目前在市场上仍然十分流行,其中AT89S51十分活跃。 当今社会,人们在追求高质量的生活,所以生活中离不开单片机,根据国家权威统计显示,目前我国的单片机容量达3亿片,且每年以大约20%的速度增长,但在世界市场我国的占有率还不到1%。沿海地区尤其像电子产品高度发达的深圳大部分单片机应用更是广泛,这种发展趋势也不断向内地辐射,因此,学好单片机有很重要的意义。 2 总体设计方案 2.1 功能简介 8位LED数码管直接显示DS18B20所测量的温度,超出-50~110℃范围时喇叭报警,并且对应的发光二极管开始闪烁,在温度范围内时喇叭停止报警并且数码管显示其温度,测量精度为0.5℃。 2.2 设计思路

基于51单片机的简易计算器制作

基于51单片机的简易计算器制作专业:电气信息班级:11级电类一班 姓名:王康胡松勇 时间:2012年7月12日 一:设计任务 本系统选用AT89C52单片机为主控机。通过扩展必要的外围接口电路,实现对计算器的设计,具体设计如下: (1)由于设计的计算器要进行四则运算,为了得到较好的显示效果,经综合分析后,最后采用LED 显示数据和结果。 (2)采用键盘输入方式,键盘包括数字键(0~9)、符号键(+、-、×、÷)、清除键(on\c)和等号键(=),故只需要16 个按键即可,设计中采用集成的计算键盘。 (3)在执行过程中,开机显示零,等待键入数值,当键入数字,通过LED显示出来,当键入+、-、*、/运算符,计算器在内部执行数值转换和存储,并等待再次键入数值,当再键入数值后将显示键入的数值,按等号就会在LED上输出运算结果。 (4)错误提示:当计算器执行过程中有错误时,会在LCD上显示相应的提示,如:当输入的数值或计算得到的结果大于计算器的表示范围时,计算器会在LED上提示八个0;当除数为0时,计算器会在LED上会提示八个负号。 设计要求:分别对键盘输入检测模块;LED显示模块;算术运算模块;错误处理及提示模块进行设计,并用Visio画系统方框图,keil与protues仿真 分析其设计结果。 二.硬件设计 单片机最小系统 CPU:A T89C52 显示模块:两个4位7段共阴极数码管 输入模块:4*4矩阵键盘 1.电路图

电路图说明 本电路图采用AT89C52作为中处理器,以4*4矩阵键盘扫描输入,用两个74HC573(锁存器)控制分别控制数码管的位于段,并以动态显示的方式显示键盘输入结果及运算结果。为编程方便,以一个一位共阴极数码管显示负号。 三,程序设计 #include #define Lint long int #define uint unsigned int #define uchar unsigned char sbit dula=P2^6; //锁存器段选sbit wela=P2^7; sbit display_g=P2^0; //负号段选 sbit display_w=P2^1; //负号位选uchar code table[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f, //0,1,2,3

AT89C51单片机电子时钟设计资料

AT89C51单片机电子时钟设计 学院: 专业: 学号: 学生:

目录 1 电子时钟 (4) 1.1 电子时钟简介 (4) 1.2 电子时钟的基本特点 (4) 1.3 电子时钟的原理 (4) 2 单片机识的相关知识 (4) 2.1单片机简介 (4) 2.2 单片机的特点 (5) 2.3 AT89C51单片机介绍 (5) 3 设计方案的选择 (7) 3.1计时方案 (7) 3.2 显示方案 (7) 3.3 数码管显示工作原理 (8) 3.4 键盘电路设计 (9) 3.5 主控模块AT89C51 (9) 4 系统软件设计 (9) 附录 (12)

摘要:单片机自20世纪70年代问世以来,以其极高的性能价格比,受到人们的重视和关注。单片机体积小、重量轻、抗干扰能力强、环境要求不高、价格低廉、可靠性高、灵活性好、开发较为容易。由于具有上述优点,单片机已广泛地应用在工业自动化控制、自动检测、智能仪器仪表、家用电器、电力电子、机电一体化设备等各个方面,而51单片机是各单片机中最为典型和最有代表性的一种。这次设计通过对它的学习、应用,以AT89C51芯片为核心,辅以必要的电路,设计了一个简易的电子时钟,它由4.5V直流电源供电,通过数码管能够准确显示时间,调整时间,从而到达学习、设计、开发软、硬件的能力。 关键词:单片机;电子时钟;AT89C51

1 电子时钟 1.1 电子时钟简介 本设计采用AT89C51单片机,以汇编语言为程序设计的基础,设计一个用六位数码管显示时、分、秒的时钟。现代的电子时钟是基于单片机的一种计时工具,采用延时程序产生一定的时间中断,用于一秒的定义,通过计数方式进行满六十秒分钟进一,满六十分小时进一,满二十四小时小时清零,从而达到计时的功能,是人民日常生活不可缺少的工具。 1.2 电子时钟的基本特点 现在高精度的计时工具大多数都使用了石英晶体振荡器,由于电子钟、石英钟、石英表都采用了石英技术,因此走时精度高,稳定性好,使用方便,不需要经常调试,数字式电子钟用集成电路计时时,译码代替机械式传动,用LED显示器代替指针显示进而显示时间,减小了计时误差,这种表具有时、分、秒显示时间的功能,还可以进行时和分的校对,片选的灵活性好。 1.3 电子时钟的原理 该电子时钟由AT89C51,键盘,八段数码管等构成,采用晶振电路作为驱动电路,由延时程序和循环程序产生的一秒定时,达到时分秒的计时,六十秒为一分钟,六十分钟为一小时,满二十四小时为一天。而电路中唯一的一个控制键却拥有多种不同的功能,按下又松开,可以实现屏蔽数码管显示的功能,达到省电的目的;直接按下不松开,则可以通过按键实现分钟的累加,每按一次分钟加一;而连续两次按下按键不放松,则可实现小时的调节,同样每按一次小时加一。 2 单片机识的相关知识 2.1单片机简介 单片机是指一个集成在一块芯片上的完整计算机系统。尽管他的大部分功能集成在一块小芯片上,但是它具有一个完整计算机所需要的大部分部件:CPU、内存、内部和外部总线系统,目前大部分还会具有外存。同时集成诸如通讯接口、定时器,实时时钟等外围设备。而现在最强大的单片机系统甚至可以将声音、图像、网络、复杂的输入输出系统集成在一块芯片上。

基于51单片机简易电子琴的课程设计

基于51单片机简易电子琴 1 课题背景 单片微型计算机室大规模集成电路技术发展的产物,属于第四代电子计算机它具有高性能、高速度、体积小、价格低廉、稳定可靠、应用广泛的特点。他的应用必定导致传统的控制技术从根本上发生变革。因此,单片机的开发应用已成为高科技和工程领域的一项重大课题。 电子琴是现代电子科技与音乐结合的产物,是一种新型的键盘乐器。它在现代音乐扮演重要的角色,单片机具有强大的控制功能和灵活的编程实现特性,它已经溶入现代人们的生活中,成为不可替代的一部分。本文的主要内容是用AT89S52单片机为核心控制元件,设计一个电子琴。以单片机作为主控核心,与键盘扬声器等模块组成核心主控制模块,在主控模块上设有8个按键,和一个复位按键。 主要对使用单片机设计简易电子琴进行了分析,并介绍了基于单片机电子琴硬件的组成。利用单片机产生不同频率来获得我们要求的音阶,最终可随意弹奏要表达的音符。并且分别从原理图,主要芯片,个模块原理及各莫奎的程序的调试来详细阐述。 一首音乐是许多不同的音阶组成的,而每个音阶对应着不同的频率,这样我们就可以利用不同的频率的组合,构成我们想演奏的那首曲目。当然对于单片机来产生不同的频率非常方便,我们可以利用单片机的定时/计数器T0来产生这样的方波频率信号,因此,我们只要把一首歌曲的音阶对应频率关系编写正确就可以达到我们想要的曲目。 2 任务要求与总体设计方案 2.1 设计任务与要求 利用所给键盘的1,2,3,4,5,6,7,8八个键,能够发出7个不同的音调,而且有一个按键可以自动播放歌曲,要求按键按下时发声,松开延时一小段时间,中间再按别的键则发另外一音调的声音,当系统扫描到键盘按下,则快速检测出是哪一个按键被按下,然后单片机的定时器启动,发出一定频率的脉冲,该频率的脉冲经喇叭驱动电路放大滤波后,就会发出相应的音调。如果在前一个按下的键发声的同时有另一个按键被按下,则启动中断系统。前面的发音停止,转到后按的键的发音程序。发出后按的键的音调。 2.2 设计方案 2.2.1 播放模块 播放模块是由喇叭构成,它几乎不存在噪声,音响效果较好,而且由于所需驱动功率较小,且价格低廉,所以,被广泛应用。 2.2.2 按键控制模块

基于51单片机的一氧化碳报警器的设计

基于51单片机的一氧化碳报警器的设计 本文设计了一款能够自动检测房间内一氧化碳气体浓度的报警器,当气敏传感器检测到的浓度值大于安全值时,报警器发出报警信号并控制外部的排风扇和电磁阀进行事故处理;整个过程中通过LED实时显示一氧化碳气体的浓度值。 标签:一氧化碳;气体传感器;单片机;检测;浓度 一、引言 现今,单片机技术快速发展、应用广泛,涉及到现实生活中的各个领域,单片机技术产品和设备的应用促进了生产技术水平的不断提高。本文中的气体浓度检测系统正是单片机应用系统中的一种。这次设计使用的气体传感器就是要测量一氧化碳浓度的动态信号,然后利用A/D转换芯片将浓度值转换为数字值,实现整个系统的检测与事故处理功能,实现智能控制。 二、系统硬件设计 (一)系统硬件电路组成 本系统属于单片机在系统检测及工程控制方面的应用。为保证可靠运行,整个硬件系统包括三个部分:主控模块、浓度检测及显示模块、报警及事故处理模块,其中,主控模块以单片机为中心,对其他模块的运行进行控制;浓度检测及显示模块的功能是将房间中的一氧化碳浓度值转换成为单片机能够处理的数字信号,并且将浓度值通过LED显示出来;报警及事故处理模块是此系统的外围电路,它的功能实现形式最人性化,体现了智能控制,在检测到一氧化碳的浓度超过指定值时会启动蜂鸣器报警,报警无效后即会进行事故处理,启动排气扇和关闭电磁阀来防止事故的发生。 (二)系统各个模块功能说明 1.主控模块 系统选用单片机控制,采用MCS-51单片机。MCS-51系列单片机是美国Intel 公司1980年推出的一种高性能8位单片微型计算机,内带4K字节的内存和程序保护系统,便于程序的调试修改和保密。它的主要功能是和ADC0809芯片一起共同接收检测信号,通过对数字信号的处理来控制外围电路及显示电路。模数转换芯片采用ADC0809,接收经过运算放大器处理后的一氧化碳传感器的检测值,检测结果经过ADC0809处理后送单片机进行数据处理。处理后的信息将通过单片机控制,在LED显示管上显示出来,并且控制事故处理模块。 2.气体浓度检测模块

基于51单片机的计算器设计

目录 第一章引言 (3) 1.1 简述简易计算器 (3) 1.2 本设计主要任务 (3) 1.3 系统主要功能 (4) 第二章系统主要硬件电路设计 (4) 2.1 系统的硬件构成及功能 (4) 2.2 键盘电路设计 (5) 2.3 显示电路设计 (6) 第三章系统软件设计 (7) 3.1 计算器的软件规划 (7) 3.2 键盘扫描的程序设计 (7) 3.3 显示模块的程序设计 (8) 3.4 主程序的设计 (9) 3.5 软件的可靠性设计 (9) 第四章调试 (9) 第五章结束语 (10) 参考文献 (11) 附录源程序 (11)

第一章引言 1.1 简述简易计算器 近几年单片机技术的发展很快,其中电子产品的更新速度迅猛。计算器是日常生活中比较的常见的电子产品之一。如何才能使计算器技术更加的成熟,充分利用已有的软件和硬件条件,设计出更出色的计算器呢? 本设计是以AT89S52单片机为核心的计算器模拟系统设计,输入采用4×6矩阵键盘,可以进行加、减、乘、除9位带符号数字运算,并在LCD1602上显示操作过程。 科技的进步告别了以前复杂的模拟电路,一块几厘米平方的单片机可以省去很多繁琐的电路。现在应用较广泛的是科学计算器,与我们日常所用的简单计算器有较大差别,除了能进行加减乘除,科学计算器还可以进行正数的四则运算和乘方、开方运算,具有指数、对数、三角函数、反三角函数及存储等计算功能。计算器的未来是小型化和轻便化,现在市面上出现的使用太阳能电池的计算器, 使用ASIC设计的计算器,如使用纯软件实现的计算器等,未来的智能化计算器将是我们的发展方向,更希望成为应用广泛的计算工具。 1.2 本设计主要任务 以下是初步设定的矩阵键盘简易计算器的功能: 1.扩展4*6键盘,其中10个数字,5个功能键,1个清零 2.强化对于电路的焊接 3.使用五位数码管接口电路 4. 完成十进制的四则运算(加、减、乘、除); 5. 实现结果低于五位的连续运算; 6. 使用keil 软件编写程序,使用汇编语言; 7. 最后用ptoteus模拟仿真; 8.学会对电路的调试

基于51系列单片机及DS1302时钟芯片的电子时钟Proteus仿真_报告

目录 摘要 一、引言 (1) 二、基于单片机的电子时钟硬件选择分析 (2) 2.1主要IC芯片选择 (2) 2.1.1微处理器选择 (2) 2.1.2 DS1302简介 (4) 2.1.3 DS1302引脚说明 (4) 2.2电子时钟硬件电路设计 (5) 2.2.1时钟电路设计 (6) 2.2.2整点报时功能 (7) 三、Protel软件画原理图 (8) 3.1系统工作流程图 (8) 3.2原理图 (9) 四、proteus软件仿真及调试 (9) 4.1电路板的仿真 (9) 4.2软件调试 (9) 五、源程序 (10) 六、课设心得 (13) 七、参考文献 (13)

基于单片机电子时钟设计 摘要 电子时钟主要是利用电子技术将时钟电子化、数字化,拥有时钟精确、体积小、界面友好、可扩展性能强等特点,被广泛应用于生活和工作当中。另外,在生活和工农业生产中,也常常需要温度,这就需要电子时钟具有多功能性。 本设计主要为实现一款可正常显示时钟/日历、带有定时闹铃的多功能电子时钟。 本文对当前电子钟开发手段进行了比较和分析,最终确定了采用单片机技术实现多功能电子时钟。本设计应用AT89C52芯片作为核心,6位LED数码管显示,使用DS1302实时时钟日历芯片完成时钟/日历的基本功能。这种实现方法的优点是电路简单,性能可靠,实时性好,时间精确,操作简单,编程容易。 该电子时钟可以应用于一般的生活和工作中,也可通过改装,提高性能,增加新功能,从而给人们的生活和工作带来更多的方便。 关键词:电子时钟;多功能;AT89C52;时钟日历芯片

一、引言 时间是人类生活必不可少的重要元素,如果没有时间的概念,社会将不会有所发展和进步。从古代的水漏、十二天干地支,到后来的机械钟表以及当今的石英钟,都充分显现出了时间的重要,同时也代表着科技的进步。致力于计时器的研究和充分发挥时钟的作用,将有着重要的意义。 1.1 多功能电子时钟研究的背景和意义 20世纪末,电子技术获得了飞速的发展。在其推动下,现代电子产品几乎渗透到了社会的各个领域,有力的推动和提高了社会生产力的发展与信息化程度,同时也使现代电子产品性能进一步提升,产品更新换代的节奏也越来越快。 时间对人们来说总是那么宝贵,工作的忙碌性和繁杂容易使人忘记当前的时间。然而遇到重大事情的时候,一旦忘记时间,就会给自己或他人造成很大麻烦。平时我们要求上班准时,约会或召开会议必然要提及时间;火车要准点到达,航班要准点起飞;工业生产中,很多环节都需要用时间来确定工序替换时刻。所以说能随时准确的知道时间并利用时间,是我们生活和工作中必不可少的[1]。 电子钟是采用电子电路实现对时、分、秒进行数字显示的计时装臵,广泛应用于个人家庭,车站,码头办公室等公共场所,成为人们日常生活中不可少的必需品。由于数字集成电路的发展和石英晶体振荡器的广泛应用,使得数字钟的精度,远远超过老式钟表,钟表的数字化给人们生产生活带来了极大的方便,而且大大地扩展了钟表原先的报时功能。诸如定时自动报警、0按时自动打铃、定时广播、自动起闭路灯、定时开关烘箱、通断动力设备、甚至各种定时电气的自动启用等,所有这些,都是以钟表数字化为基础的。因此,研究数字钟及扩大其应用,有着非常现实的意义。

基于51单片机的电子琴设计课程设计

目录 前言 (2) 第1章基于51单片机的电子琴设计 (3) 1.1 电子琴的设计要求 (3) 1.2 电子琴设计所用设备及软件 (3) 1.3 总体设计方案 (3) 第2章系统硬件设计 (5) 2.1 琴键控制电路 (5) 2.2 音频功放电路 (6) 2.3 时钟-复位电路 (6) 2.4 LED显示电路 (6) 2.5 整体电路 (6) 第3章电子琴系统软件设计 (7) 3.1 系统硬件接口定义 (7) 3.2 主函数 (8) 3.2.1 主函数程序 (8) 3.3 按键扫描及LED显示函数 (9) 3.3.1 键盘去抖及LED显示子程序 (10) 3.4 中断函数 (11) 3.4.1 中断程序 (12) 第4章电子琴和调试 (12) 4.1 调试工具 (12) 4.2 调试结果 (13) 4.3 电子琴设计中的问题及解决方法 (14) 第5章电子琴设计总结 (15) 参考文献 (16) 附录 (17)

前言 音乐教育是学校美育的主要途径和最重要内容,它在陶冶情操、提高素养、开发智力,特别是在培养学生创新精神和实践能力方面发挥着独特的作用。近年来,我国音乐教育在理论与实践上都取得了有目共睹的成绩,探索并形成了具有中国特色的、较为完整的音乐教育教学体系。但我国音乐教育的改革力度离素质教育发展的要求还存在一定距离。如今,电子琴作为电子时代的新产物以其独特的功能和巨大的兼容性被人们广泛的接受和推崇。而在课堂教学方面,它拥有其它乐器无法比拟的两个瞬间:瞬间多元素思维的特殊的弹奏方法;瞬间多声部(包括多音色)展示的乐队音响效果的特点。结合电子琴自身强大的功能及独特的优点来进行音乐教育的实施,这样就应该大力推广电子琴进入音乐教室,让电子琴教学在音乐教育中发挥巨大的作用。现代乐器中,电子琴是高新科技在音乐领域的一个代表,体现了人类电子技术和艺术的完美结合。电子琴自动伴奏的稳定性、准确性,以及鲜明的强弱规律、随人设置的速度要求,都更便于人们由易到难、深入浅出的准确掌握歌曲节奏和乐曲风格,对其节奏的稳定性和准确性训练能起到非常大的作用。电子琴所包含的巨量的音乐信息和强大的音乐表现力可以帮助音乐教学更好地贯彻和落实素质教育,更有效地提高人们的音乐素质和能力。目前,市场上的电子琴可谓琳琅满目,功能也是越来越完备。以单片机作为主控核心,设计并制作的电子琴系统运行稳定,其优点是硬件电路简单、软件功能完善、控制系统可靠、性价比较高等,具有一定的实用与参考价值。这就为电子琴的普及提供了方便。 二、电子琴设计要求本设计主要是用AT89C51单片机为核心控制元件,设计一台电子琴。以单片机作为主控核心,与键盘、扬声器等模块组成核心主控制模块,在主控模块上设有7个按键和1个复位按键。本系统主要是完成2大功能:音乐自动播放、电子琴弹奏。关于声音的处理,使用单片机C语言,利用定时器来控制频率,而每个音符的符号只是存在自定义的表中。

基于51单片机的温湿度报警器

引言 网络通信技术的发展,使监控系统广泛应用于工农业生产等领域,因此,粮情检测技术粮情检测属监控系统范畴,近年来,由于计算机技术、超大规模集成电路技术和的研究在软、硬件等方面都有了一定的进展。 早期粮情监测主要采用温度计测量法,它是将温度计放入特制的插杆中,根据经验插在粮堆的多个测温点,管理人员定期拔出读数,确定粮温的高、低,决定是否倒粮。这种方法对储粮有一定的作用,但由于温度计精度、人工读数的人为因素等原因,温度检测不仅速度慢,而且精度低,抽样不彻底,局部粮温过高不易被及时发现,导致因局部粮食发霉变质引起大面积坏粮的情况时有发生。随着科技的发展,从1978 年开始,采用电阻式温度传感器、采样器、模数转换器、报警器等组成的储粮监测系统出现,它可对各粮库的各个测温点进行巡回检测,检测速度、精度大大提高,降低了劳动强度,但由于电阻传感器的灵敏度低,致检测精度、系统可靠性还不够理想。至1990 年,粮情检测系统有了很大的改善和提高,系统在布线上采用矩阵式布线技术,简化了数据采集部分的线路,在传感器方面应用了半导体、热电偶等器件;在线路传输上采用了串行传输方式,从而减少了传输线根数;采用单板机进行数据处理,并采用各种手段提高数据传输及检测速度,通过软硬件技术的结合,检测精度和可靠性较前有很大提高。但温度传感器的线性度差,系统的检测精度仍不理想,无法大面积推广。近年来,随着单片机功能的日益强大和计算机的广泛应用,粮情检测的准确性、稳定性要求越来越高。寻找最佳配置和最好的性价比成为粮情监测研究的热点国外在粮情监控技术上已达到了很成熟的地步,高科技数字式传感器广泛应用于粮情检测系统。这种传感器采用了半导体集成电路与微控制器最新技术,在一个管芯上集成

基于51单片机的计算器设计程序代码汇编

DBUF EQU 30H TEMP EQU 40H YJ EQU 50H ;结果存放 YJ1 EQU 51H ;中间结果存放GONG EQU 52H ;功能键存放 ORG 00H START: MOV R3,#0 ;初始化显示为空MOV GONG,#0 MOV 30H,#10H MOV 31H,#10H MOV 32H,#10H MOV 33H,#10H MOV 34H,#10H MLOOP: CALL DISP ;PAN调显示子程序WAIT: CALL TESTKEY ; 判断有无按键JZ WAIT CALL GETKEY ;读键 INC R3 ;按键个数 CJNE A,#0,NEXT1 ; 判断就是否数字键 LJMP E1 ; 转数字键处理NEXT1: CJNE A,#1,NEXT2 LJMP E1 NEXT2: CJNE A,#2,NEXT3 LJMP E1 NEXT3: CJNE A,#3,NEXT4 LJMP E1 NEXT4: CJNE A,#4,NEXT5 LJMP E1 NEXT5: CJNE A,#5,NEXT6 LJMP E1 NEXT6: CJNE A,#6,NEXT7 LJMP E1 NEXT7: CJNE A,#7,NEXT8 LJMP E1 NEXT8: CJNE A,#8,NEXT9 LJMP E1 NEXT9: CJNE A,#9,NEXT10 LJMP E1 NEXT10: CJNE A,#10,NEXT11 ;判断就是否功能键LJMP E2 ;转功能键处理NEXT11: CJNE A,#11,NEXT12 LJMP E2 NEXT12: CJNE A,#12, NEXT13 LJMP E2

基于51单片机的电子时钟的设计

目录 0 前言 (1) 1 总体方案设计 (2) 2 硬件电路设计 (2) 3 软件设计 (5) 4 调试分析及说明 (7) 5 结论 (9) 参考文献 (9) 课设体会 (10) 附录1 电路原理 (12) 附录2 程序清单 (13)

电子时钟的设计 许山沈阳航空航天大学自动化学院 摘要:传统的数字电子时钟采用了较多的分立元器件,不仅占用了很大的空间而且利用率也比很低,随着系统设计复杂度的不断提高,用传统时钟系统设计方法很难满足设计需求。 单片机是集CPU、RAM、ROM、定时器/计数器和多种接口于一体的微控制器。它体积小、成本低、功能强,广泛应用于智能产品和工业自动化上。而51系列的单片机是各单片机中最为典型和最有代表性的一种。,本次设计提出了系统总体设计方案,并设计了各部分硬件模块和软件流程,在用C语言设计了具体软件程序后,将各个模块完全编译通过过后,结果证明了该设计系统的可行性。该设计给出了以AT89C2051为核心,利用单片机的运算和控制功能,并采用系统化LED显示模块实时显示数字的设计方案,适当地解决了实际生产和日常生活中对计时高精确度的要求,因此该设计在现代社会中具有广泛的应用性。 关键字:AT89C2051,C语言程序,电子钟。 0前言 利用51单片机开发电子时钟,实现时间显示、调整和闹铃功能。具体要求如下: (1)按以上要求制定设计方案,并绘制出系统工作框图; (2)按要求设计部分外围电路,并与单片机仿真器、单片机实验箱、电源等正确可靠的连接,给出电路原理图; (3)用仿真器及单片机实验箱进行程序设计与调试;

(4)利用键盘输入调整秒、分和小时时刻,数码管显示时间; (5)实现闹钟功能,在设定的时间给出声音提示。 1总体方案设计 该电子时钟由89C51,BUTTON,1602 LCD液晶屏等构成,采用晶振电路作为驱动电路,利用单片机内部定时计数器0通过软件扩展产生的一秒定时,达到时分秒的计时,六十秒为一分钟,六十分钟为一小时,满二十四小时为一天。闹钟和时钟的时分秒的调节是由一个按键控制,而另外一个按键控制时钟和闹钟的时间的调节。 图1 系统结构框图 该电子时钟由STC89C51,BUTTON,1602 LCD液晶屏等构成,采用晶振电路作为驱动电路,晶振电路的晶振频率为12MHZ,使用的定时器/计数器工作方式0,通过软件扩展产生的一秒定时,达到时分秒的计时,60秒为一分钟,60分钟为一小时,24小时为一天,又重00:00:00开始计时。没有按键按键按下时,时钟正常运行,当按下调节时钟按键K1,就会关闭时钟,当按下闹钟按键K3时时钟就会进入设置时间界面,但是时钟不会停止工作,按K2键,,就可以对时钟和闹钟要设置的时间进行调整。 2硬件电路设计

单片机课程设计——基于51单片机的温度监控系统设计

单片机课程设计报告 题目:温度监控系统设计 学院:能源与动力工程学院 专业:测控技术与仪器专业 班级: 2班 成员:魏振杰 二〇一五年十二月

一、引言 温度是工业控制中主要的被控参数之一,特别是在冶金、化工、建材、食品、机械、石油等工业中,具有举足重轻的作用。对于不同场所、不同工艺、所需温度高低范围不同、精度不同,则采用的测温元件、测方法以及对温度的控制方法也将不同;产品工艺不同、控制温度的精度不同、时效不同,则对数据采集的精度和采用的控制算法也不同,因而,对温度的测控方法多种多样。 随着电子技术和微型计算机的迅速发展,微机测量和控制技术也得到了迅速的发展和广泛的应用。利用微机对温度进行测控的技术,也便随之而生,并得到日益发展和完善,越来越显示出其优越性。 作为获取信息的手段——传感器技术得到了显著的进步,其应用领域较广泛。传感器技术已成为衡量一个国家科学技术发展水平的重要标志之一。因此,了解并掌握各类传感器的基本结构、工作原理及特性是非常重要的。 为了提高对传感器的认识和了解,尤其是对温度传感器的深入研究以及其用法与用途,基于实用、广泛和典型的原则而设计了本系统。本系统利用传感器与单片机相结合,应用性比较强,本系统可以作为仓库温度监控系统,如果稍微改装可以做热水器温度调节系统、实验室温度监控系统,以及构成智能电饭煲等等。课题主要任务是完成环境温度监测,利用单片机实现温度监测并通过报警信号提示温度异常。本设计具有操作方便,控制灵活等优点。 本设计系统包括单片机,温度采集模块,显示模块,按键控制模块,报警和指示模块五个部分。文中对每个部分功能、实现过程作了详细介绍。整个系统的核心是进行温度监控,完成了课题所有要求。 二、实验目的和要求 2.1学习DS18B20温度传感芯片的结构和工作原理。 2.2掌握LED数码管显示的原理及编程方法。 2.3掌握独立式键盘的原理及使用方法。 2.4掌握51系列单片机数据采集及处理的方法。 三、方案设计

基于51单片机的报警器设计

引言 报警器,防盗报警器,是对用于发生警情、危险、紧急情况等状况下以声音、光线、气压等形式发出警报的电子产品的统称。随着科技的进步,机械式报警器越来越多地被先进的电子报警器代替,经常应用于系统故障、安全防范、交通运输、医疗救护、应急救灾等领域,与社会生产、生活密不可分。 防盗报警系统通常由:探测器(又称报警器)、传输通道和报警控制器三部分构成。报警探测器是由传感器和信号处理组成的,用来探测入侵者入侵行为的,由电子和机械部件组成的装置,是防盗报警系统的关键,而传感器又是报警探测器的核心元件。采用不同原理的传感器件,可以构成不同种类、不同用途、达到不同探测目的的报警探测装置,单片微型计算机,通常简称为单片机,它采用大规模集成电路技术把微处理器和随机存取数据存储器,只读程序存储器,输入输出电路以及定时计数器。串行通信口,时钟电路。脉冲调制电路。模拟多路转换器,A/D转换器等电路集成到单独的一块芯片上,构成一个最小的完善的计算机系统,这些电路能在软件的控制下单独。准确,迅速,高效的完成程序设计者现规定的任务。因为由单片机构成的电路玩玩具有体积小,成本低,功能强,可靠性高,功耗低,电路简洁,开发和改进容易等等一系列有点,因此就有优异地性价比,从而使它在多方面得到了越来越多的使用,本次设计就是基于单片机的报警器设计。

一设计基本电路原理和思路 该报警器得设计思路是首先,利用光敏电阻构成光敏开关,光敏开关的作用是为单片机报警主电路提供报警信号,即通过光敏开关实现高低电平信号的转换,报警信号通过单片机软件处理实现信号的转换,在利用转换的信号驱动扬声器继而用声音输出进行报警,本次实验是通过光照的变化,利用光敏电阻随光照强度变化,阻值发生变化的特性首先实现的开关电路,即报警信号的来源是关照,报警主电路由单片机和音频放大模块组成,利用单片机上写入的程序,实现当报警信号输入单片机,其就会产生频率不等的信号。以驱动扬声器报警。 采用光敏电阻的光控开关 这是两种开关电路的主要原理:利用功率MOS场效应管可以作功率开关,开关的敏感元件可以采用光敏电阻LDR,当光线照射的光敏电阻上时,LDR呈低阻值,有信号加在场效应晶体管的栅极上,源漏极间导通,从而使继电器线圈K改变状态,产生控制作用或发出信号,如果将光敏电阻LDR接在地电位处,则在暗时无光线照射的光敏电阻,光敏电阻阻值高,故VMOS管栅极电位高,导通使灯L亮,反之,当有光线照射到LDR上时,VMOS栅极处于低电位截止,灯L 不亮。 本次试验采用试验一电路,即利用继电器线圈构成的电子开关达到采集信号的目的。具体是当有光线照到LDR上时,光敏电阻阻值减小,对应VMOS门级电压增加,电磁开关上流过的电流增加,引起电磁开光开启,开关k1闭合,端口输入高电平,报警电路导通,即可实现报警功能,光敏开关控制电路置于端口P1.0与总开关K1之间。

基于51单片机的数字计算器的设计

《单片机技术及其应用》课程设计报告 专业:通信工程 班级:09312班 姓名:某某某 学号:09031069 指导教师: 二0一二年六月十八日

目录 1设计目的 (1) 2 设计题目描述与要求 (1) 3 设计过程 (2) 4硬件总体方案及说明 (6) 5 软件总体方案及设计流程 (9) 6 调试与仿真 (13) 7 心得体会 (14) 8 指导老师意见 (15) 9 参考文献 (16) 附录一 (16) 附录二 (21)

基于51单片机的数字计算器的设计 1设计目的 简易计算器的原理与设计是单片机课程设计课题中的一个。在完成理论学习和必要的实验后,我们掌握了单片机的基本原理以及编程和各种基本功能的应用,但对单片机的硬件实际应用和单片机完整程序设计还不清楚,实际动手能力不够,因此对该课程进行一次课程设计是有必要的。单片机课程设计既巩固了课本学到的理论,还学到了单片机硬件电路和程序设计,简易计算器课程设计通过自己动手用计算机电路设计软件,编写和调试,最后仿真,来加深对单片机的认识,充分发挥我们的个人创新和动手能力,并提高我们对单片机的兴趣,同时学习查阅资料、参考资料的方法。 本设计是基于51系列的单片机进行的简易计算器系统设计,可以完成计算器的键盘输入,进行加、减、乘、除3位无符号数字的简单四则运算,并在LED 上相应的显示结果。 设计过程在硬件与软件方面进行同步设计。硬件选择AT89C51单片机和74ls164,输入用4×4矩阵键盘。显示用5位7段共阴极LED静态显示。软件从分析计算器功能、流程图设计,再到程序的编写进行系统设计。选用编译效率最高的Keil软件进行编程,并用proteus仿真。 2 设计题目描述与要求 基于AT89C51数字计算器设计的基本要求与基本思路: (1)扩展4*4键盘,其中10个数字,5个功能键,1个清零 (2)使用五位数码管接口电路

单片机课程设计——基于C51简易计算器

单片机双字节十六进制减法实验设计 摘要 本设计是基于51系列的单片机进行的双字节十六进制减法设计,可以完成计 算器的键盘输入,进行加、减、3位无符号数字的简单运算,并在LED上相应的显示结果。 设计过程在硬件与软件方面进行同步设计。硬件方面从功能考虑,首先选择内部存储资源丰富的AT89C51单片机,输入采用5个键盘。显示采用3位7段共阴极LED动态显示。软件方面从分析计算器功能、流程图设计,再到程序的编写进行系统设计。编程语言方面从程序总体设计以及高效性和功能性对C语言和汇编语言进行比较分析,针对计算器四则运算算法特别是乘法和除法运算的实现,最终选用KEIL公司的μVision3软件,采用汇编语言进行编程,并用proteus 仿真。 引言 十六进制减法计算器的原理与设计是单片机课程设计课题中的一个。在完成理论学习和必要的实验后,我们掌握了单片机的基本原理以及编程和各种基本功能的应用,但对单片机的硬件实际应用设计和单片机完整的用户程序设计还不清楚,实际动手能力不够,因此对该课程进行一次课程设计是有必要的。 单片机课程设计既要让学生巩固课本学到的理论,还要让学生学习单片机硬件电路设计和用户程序设计,使所学的知识更深一层的理解,十进制加法计算器原理与硬软件的课程设计主要是通过学生独立设计方案并自己动手用计算机电路设计软件,编写和调试,最后仿真用户程序,来加深对单片机的认识,充分发挥学生的个人创新能力,并提高学生对单片机的兴趣,同时学习查阅资料、参考资料的方法。 关键词:单片机、计算器、AT89C51芯片、汇编语言、数码管、加减

目录 摘要 (01) 引言 (01) 一、设计任务和要求............................. 1、1 设计要求 1、2 性能指标 1、3 设计方案的确定 二、单片机简要原理............................. 2、1 AT89C51的介绍 2、2 单片机最小系统 2、3 七段共阴极数码管 三、硬件设计................................... 3、1 键盘电路的设计 3、2 显示电路的设计 四、软件设计................................... 4、1 系统设计 4、2 显示电路的设计 五、调试与仿真................................. 5、1 Keil C51单片机软件开发系统 5、2 proteus的操作 六、心得体会.................................... 参考文献......................................... 附录1 系统硬件电路图............................ 附录2 程序清单.................................. 一、设计任务和要求

基于C51单片机的声光报警器设计说明

本科课程设计报告 题目:基于C51单片机的声光报警器设计院(系):电气与信息工程学院 专业:电子信息工程 班级: 姓名: 学号:2009021986 指导教师: 设计日期:2012年11月29日 报告书写要求

1、报告封皮标题栏为宋体小三号居中,下划线需右边对齐。 2、报告的撰写要求条理清晰、语言准确、表述简明。报告中段首空两个字符,中文字体为宋体五号,数字、字符、字母为Times New Roman五号,且单教研室主任意见: 3、报告中插图应与文字紧密配合,文图相符,技术容正确。每个图都应配有图题(由图号和图名组成)。图题(宋体小五号)置于图下居中,其中图号按顺序编排,图名在图号之后空一格排写。图中若有分图时,分图号用(a)、(b)等置于分图之下。 4、报告中插表应与文字紧密配合,文表相符,技术容正确。表格不加左、右边线,每个表应配有表题(由表号和表名组成)。表题(宋体小五号)置于表上居中,其中表号按顺序编排,表名在表号之后空一格排写。 5、报告中公式原则上居中书写。若公式前有文字(如“解”、“假定”等),文字顶格书写,公式仍居中写。公式末不加标点。公式序号按顺序编排,如报告中第一部分的第一个公式序号为“(1-1)”,文中引用公式时,一般用“见式(1-1)”或“由公式(1-1)”。 6、参考文献反映报告的取材来源,是报告不可缺少的组成部分,参考文献数量一般为8~10篇。引用文献标示应置于所引容最末句的右上角,用小五号字体。所引文献编号用阿拉伯数字置于方括号“[ ]”中,如“二次铣削[1]”。参考文献应按在文中出现的顺序编排,常用参考文献编写项目和顺序规定如下:(1)著作图书文献:序号└─┘作者.书名.版次.出版者,出版年:引用部分起止页 第一版应省略 (2)翻译图书文献:序号└─┘作者.书名.译者.版次.出版者,出版年:引用部分起止页 第一版应省略 (3)学术刊物文献:序号└─┘作者.文章名.学术刊物名.年,卷(期):引用部分起止页 (4)学术会议文献:序号└─┘作者.文章名.编者名.会议名称,会议地址,年份.出版地,出版者,出版年:引用部分起止页 (5)学位论文类参考文献:序号└─┘研究生名.学位论文题目.学校及学位论文级别.答辩年份:引用部分起止页 7、若设计完成实物制作需在报告后附录硬件电路原理图和实物测试图,附录的序号采用“附录1”、“附录2”等,并注明附录的容。 8、设计报告应按如下容和顺序A4纸双面打印(标注页码)、左侧装订成册。

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