基于51单片机的波形发生器的设计

目录

1 引言 (1)

1.1 题目要求及分析 (1)

1.1.1 示意图 (1)

1.2 设计要求 (1)

2 波形发生器系统设计方案 (2)

2.1 方案的设计思路 (2)

2.2 设计框图及系统介绍 (2)

2.3 选择合适的设计方案 (2)

3 主要硬件电路及器件介绍 (4)

3.1 80C51单片机 (4)

3.2 DAC0832 (5)

3.3 数码显示管 (6)

4 系统的硬件设计 (8)

4.1 硬件原理框图 (8)

4.2 89C51系统设计 (8)

4.3 时钟电路 (9)

4.4 复位电路 (9)

4.5 键盘接口电路 (10)

4.7 数模转换器 (11)

5 系统软件设计 (12)

5.1 流程图： (12)

5.2 产生波形图 (12)

5.2.1 正弦波 (12)

5.2.2 三角波 (13)

5.2.3 方波 (14)

6 结论 (16)

主要参考文献 (17)

致谢...................................................... 错误！未定义书签。

1引言

1.1题目要求及分析

题目：基于51单片机的波形发生器设计，即由51单片机控制产生正弦波、方波、三角波等的多种波形。

1.1.1示意图

图1：系统流程示意图

1.2设计要求

(1) 系统具有产生正弦波、三角波、方波三种周期性波形的功能。

(2) 用键盘控制上述三种波形（同周期）的生成，以及由基波和它的谐波（5次以下）线性组合的波形。

(3) 系统具有存储波形功能。

(4) 系统输出波形的频率范围为1Hz～1MHz，重复频率可调，频率步进间隔≤100Hz，非正弦波的频率按照10次谐波来计算。

(5) 系统输出波形幅度范围0～5V。

(6) 系统具有显示输出波形的类型、重复频率和幅度的功能。

2波形发生器系统设计方案

设计并制作一个波形信号发生器，能够产生正弦波、方波、三角波的波形，其中不使用DDS和一些专用的波形产生芯片。并让系统的频率范围在1Hz～1MHZ可调节，在频率范围在1HZ～10KHz时，步进小于或等于10Hz，在频率范围在10KHz～1MHz时，步进小于或等于100Hz，并且电压在0～5V范围，能够实时的显示波形的类型、频率和幅值。

2.1方案的设计思路

以AT89C51单片机作为系统的控制核心，其中P0口接DAC0832作为信号输入同时进行数模转换，P1口用来接键盘，P2口接LED显示器，由程序来控制P0口产生的波形，再由按键和按键次数控制波形的种类、频率和幅值的大小，并且能够通过按键来控制波形频率值和幅度值。由运算放大器DAC0832来实现输出电流到电压的转换，即实现数字信号到模拟信号的转换。另外在LED上显示实时的频率值和幅度值，产生的波形在示波器显示。并且通过按键来决定波形数据的存储方式，在按键按下后，就把当时的波形所对应的幅度值、频率值等参数存储下来。

波形的合成：在波形的合成时，通过外部中断高低电平的延时的时间来进行解码，在采样的时，对正弦波，三角波，方波都只取了20个采样点，因为采样点越少，其频率能够达到的值就会越大，合成时就是对幅值点进行一个叠加来输出一组波形。

2.2设计框图及系统介绍

系统主要部分设计框图如下图所示：

图2：框图设计

2.3选择合适的设计方案

方案一：采用模拟分立元件或单片函数发生器就可以产生正弦波、方波、三角波，方法简单。通过调整外部元件也可以实现输出频率的改变，但采用模拟元器件造成元件分散

性太大，从而产生的频率稳定性较差、抗干扰能力低、灵活性较差、而且精度低，不能实现任意波形转换和波形运算输出等方面自主控制功能。

方案二：采用专业的锁相式频率合成方案，这种锁相式频率合成是一种高稳定度和高精确度的大量离散技术，他能够准确的产生波形，可以很好的解决频率稳定精确的情况下又要求频率在较大的范围内可调的问题。但是频率受VCO可变频率范围上的影响，高低频率比无法做到很高，还有其只能产生正弦波或方波，不能满足产生三角波的要求。

方案三：采用AT89C51单片机和数模转换器DAC0832实现波形的产生。波形的产生方法是用AT89C51单片机执行波形程序，向DAC0832转换器的输入端输入相应的数据，从而在DA转换电路输出端再通过运放电路转换得到相应的电压波形。在AT89C51的P1口接按键控制波形的种类和波形的频率，每种波形对应一种按键方式。此方案原理简单，同时适合操作，实现起来也相对较容易。

经比较，方案三的设计能够更好的实现和完成题目的要求，产生的三种波形和频率可由按键控制，并通过按键改变来转换不同的波形，也能够在示波器上显示出所要求的波形。波形的频率步进也可以实现调节，具有线路简单、可行性高、符合设计要求等优点。在本设计的基础上，加上LED数码显示管，从而能够在LED上显示出频率值、幅度值信息。输出的波形也较稳定，精度较高，通过滤波电路使得系统的抗干扰性增强，电路简单，性价比高。综上所述，我们选择了第三种方案。

3主要硬件电路及器件介绍

3.180C51单片机

图3：8051引脚图

80C51单片机按功能划分，由8个部件组成：微处理器（CPU）、数据存储器（RAM）、程序存储器（ROM/EPROM）、四个I/O口（P0口、P1口、P2口、P3口）、串行口、定时器/计数器、中断系统及特殊功能寄存器（SFR）的集中控制方式[1]。

各功能部件的介绍：

(1) 数据存储器(RAM)：片内为128个字节单元，片外最多可扩展至64K字节。用以存放数据，我们称之为片内数据存储器。

(2) 程序存储器(ROM/EPROM）：片内ROM为4K，片外最多可扩展至64K字节。

(3) 中断系统：具有5级中断的中断系统，2级中断优先权。

(4) 定时器/计数器：2个16位的定时器/计数器，具有四种工作方式。

(5) 串行口：1个全双工的串行通信接口，具有四种工作方式。

(6) 特殊功能寄存器（SFR）共有21个，每个寄存器占一个存储单元。

(7) 微处理器：为8位CPU，内部具有一个8位CPU（位处理器），不仅可处理字节数据，还可以进行位变量的处理。

另外还有四个8位双向并行的输入/输出（I/O）端口，每个端口都有八条引线和一个输出驱动器和一个输入缓冲器。这四个端口的功能不完全相同。P0口既可作一般I/O端口使用，又可作地址/数据总线使用；P1口是一个准双向并行口，作通用并行I/O口使用；

P2口除了可作为通用I/O使用外，还可在CPU访问外部存储器时作高八位地址线使用；P3口是一个多功能口除具有准双向I/O功能外，还具有第二功能。

控制引脚介绍：

(1) 电源：单片机使用的是5V电源，其中40引脚接电源正级，20引脚接地。

(2) 时钟引脚XTAL1、XTAL2时钟引脚外接晶体与片内反相放大器构成了振荡器，产生片内CPU时钟控制信号。此引脚也可外接晶体振荡器。

(3)RST：当时钟电路开始工作时，在此引脚上出现24个时钟周期以上的高电平能够使单片机复位。另外我们在此引脚与V CC之间连接一个24兆欧的下拉电阻，在外接电路之间连接二个36微法的电容，可以保证有效的复位。在单片机正常工作时，此引脚应为≤0.5V低电平。

(4) ALE：当访问外部程序存储器时ALE（地址锁存允许）输出脉冲用于16位地址中的低8位的锁存信号，以便P0口实现地址/数据复用。当不去访问外部锁存器时，ALE端将输出一个1/6的时钟频率正脉冲信号输出，此频率约为时钟振荡器的1/6。但是每当访问外部数据存储器时，在两个机器周期中ALE只出现一次，即ALE会跳过一个脉冲。因此，严格来说，用户不能用ALE做时钟源或定时。ALE端可以驱动8个TTL负载

(5) /PSEN（29脚）：此引脚是单片机访问片外ROM存储器的读选通信号。在执行访问片外ROM的MOVC指令期间，每个机器周期PSEN上产生一个负脉冲，用于对于片外ROM数据存储器选通，这两次有效的/PSEN信号不出现。其他情况下，/PSEN线均为高电平封锁状态。

(6) /EA/VPP（31脚）：当EA端保持高电平时并且程序地址小于4KB时，读取内部存储器指令，但在PC值超过4KB程序地址时则执行外部存储器内的程序；当/EA保持低电平时，不管地址大小则只访问外部程序存储器，一律读取外部程序存储器指令[2]。

3.2 DAC0832

图4：DAC0832引脚图

DAC0832是8分辨率的D/A转换芯片，集成电路内有两级输入寄存器。由8位输入锁存器、8位DAC寄存器、8位D/A 转换器及转换控制电路四部分构成。8位输入锁存器用于存放主机送来的数字量，使输入数字得到缓冲和锁存，并加以控制。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[3]。DAC0832芯片具备双缓冲、单缓冲和直通三种输入方式，以便适于各种电路的需要(如要求多路D/A异步输入、同步转换等)。

DAC0832的引脚功能如下：

(1) D0～D7：数字信号输入端。

(2) ILE：输入寄存器允许，高电平有效。

(3) CS：片选信号，低电平有效。

(4) WR1：写信号1，低电平有效。

(5) XFER：传送控制信号，低电平有效。

(6) WR2：写信号2，低电平有效。

(7) IOUT1、IOUT2：DAC电流输出端。

(8) RFB：是集成在片内的外接运放的反馈电阻。

(9) VREF：基准电压（-10～10V）。

(10) Vcc：是源电压（+5～+15V）。

(11) AGND：模拟地NGND：数字地，可与AGND接在一起使用。

3.3数码显示管

通过控制7个笔画段的亮或暗，和控制一个小数点的亮和暗来实现数码管显示。LED 显示器有共阴极和共阳极2种形式。共阳极显示器是发光二极管的阳极连接在一起，当需要显示某字符时，只需要将共阳极端接高电平，根据显示需要让a-h中某些位置接低电平。共阴极显示器是发光二极管的阴极连接在一起，当需要显示某字符时，只需要将共阴极端接低电平，a-h中某些位接高电平即可。

显示器的工作方式分为静态显示方式和动态显示方式两种：

(1) 静态显示方式就是显示器在显示一个字符时，相应的发光二极管恒定的导通或截止，例如a、b、c、d、e、f导通，g截止时显示“0”，这种使显示器显示字符的字形数据常称为段数据。静态显示方式的每一个七段显示器，需要由一个8位并行口控制。优点是显示稳定，提高了工作效率，缺点是位数较多时显示口随之增加。

(2) 动态显示方式是一位一位的轮流点亮各位显示器，对于每一位显示器来说，每隔一段时间点亮一次。显示器的亮度既与导通电流有关，也与点亮时间和间隔时间的比例有关。调整电流和时间参数可以实现亮度较高较稳定的显示，如显示器的位数不大于8位，

则控制显示器公共极的电位只需要一个8位口（位数据口），控制字形也需要一个8位口（段数据口）。要使显示管显示不同的数字或者字符，需要使端口输出相应的字型码。

表1：显示器的字形与字码关系

4系统的硬件设计

4.1硬件原理框图

对于该波形发生器的设计，我们采用了以AT89C51 单片机芯片作为核心处理器，编程实现各种不同类型信号的产生，最后通过D/A转换输出到示波器。结构简单，思路井井有条。根据设计的基本要求，我们又把其细分为不同的功能模块，各个功能模块相互联系，相互协调，通过单片机程序构成一个统一的整体。其整体电路原理框图如图5所示：

4.289C51系统设计

89C51单片机是该波形发生器的核心，具有2个定时器，32个并行I/O口，1个串行I/O口，5个中断源[4]。由于本设计功能简单，数据处理容易，数据存储空间也足够，因为我们采用了片选法选择芯片，进行芯片的选择和地址的译码。在单片机最小系统中，单片机从P1口接收来自键盘的信号，并通过P0口输出控制信号，通过DA转换芯片最终由示波器显示输出波形，P2控制显示器段选码，P3口中的P3.4-P3.6通过74LS138译码器控制位选码，输出显示信息。如果有键盘按下，则在控制器端产生一个读信号，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，并通过示波器和显示器显示相应的信息。

单片机引脚分配如下：

RST：用于复位电路；

XTAL1，XTAL2：外接晶振，产生时钟信号；

P0口：键盘输出信号。

P1口：8位数字信号输出，外接DAC0832;具体为：P1.0、P1.1波形选择；P1.2、P1.3、P1.4频率个位，十位，百位调节；P1.5频率加减控制；P1.6跳出循环。

P2口：LED显示器段选码；

P3口：P3.0锁存器74HC573片选信号；P3.2中断控制；P3.4-P3.6为74LS138输入信号，译码控制LED显示器位选。P3.7为74LS138片选码。

4.3时钟电路

单片机的时钟信号通常用两种电路形式得到：内部振荡和外部振荡方式。在引脚XTAL1 和XTAL2外接晶体振荡器，构成了内部振荡方式。由于单片机内部有一个高增益的反相放大器，当外接晶振后，就构成了自激振荡，并产生振动时钟脉冲。晶振通常选用6MHZ、12MHZ、24MHZ。我们选择了24MHZ和晶振分别接引脚XTAL1和XTAL2，电容C1，C2均选择为30pF，对振荡器的频率有稳定作用，当频率较大时，正弦波方波、三角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。

图6：时钟电路

4.4复位电路

复位引脚RST通过一个施密特触发器与复位电路相连，施密特触发器用来抑制噪声。复位电路通常采用上电自动复位和按钮复位两种方式。在每个机器周期的S5P2，施密特触发器的输出电平由复位电路采样一次，然后才能得到内部复位操作所需要的信号。本设计选择了按键复位如图7, 在系统运行时，按一下开关，就在RST 断出现一段高电平，使图6时钟电路图器件复位。此时ALE、PSEN、P0、P1、P2、P4输出高电平，在RST上输入返回低电平以后，就退出复位状态开始工作。

图7：按键复位

4.5键盘接口电路

常用的键盘电路一般为矩阵式，但是对于此设计，为了方便程序的简单化，我们采用了一般的键盘接口输出信号。具体实现方法：P1.0、P1.1用来作为波形选择，其中当P1.0=0，P1.1=0输出正弦波，当P1.0=0，P1.1=1输出三角波，当P1.0=1，P1.1=1输出方波。P1.2、P1.3、P1.4 用来作为频率个位，十位，百位调节；P1.5控制频率加减；P1.6跳出循环。

图8：键盘接口电路

4.6 LED显示电路

本设计选择了8位共阴极数码管如图9，它的8个发光二极管的阴极（二极管正端）连接在一起，通常公共阴极接低电平，其它管脚接驱动电路输出端。当某段驱动电路的输出端为低电平时，则该端所连接的字段导通并点亮，根据发光字段的不同组合可显示出各种数字或字符。此时，要求段驱动电路能吸收额定的位置导通电流，还需根据外接电源及额定位置导通电流来确定相应的限流电阻。显示电路用于显示信号的波形种类和信号的频率，并且使系统能根据按键实时显示相关信息。该系统中添加74LHC573锁存器，用于驱动数码显示管，使其更易于控制，增加显示的准确性。使用74LS138译码器，利用P3.4-P3.6控制数码管的位选。

图9：数码管显示电路

4.7数模转换器

由于单片机输出的是数字信号，因为要得到模拟信号的波形就必须对其进行数模换。我们采用了DAC0832数模转换器，该芯片由8位输入锁存器、8位DAC寄存器、8位D/A转换器及转换控制电路四部分构成。由于其输出为电流输出，因为外加运算放大器OP07使之装换为电压输出。最后通过示波器显示输出的波形。

图10：D/A转换电路

5 系统软件设计

5.1流程图：

图11：流程图

5.2产生波形图

本设计将各种波形的数据通过P1.0口和P1.1口选择，送往在单片机的程序储存器里，通过改变信号的频率的个位，十位，百位来改变这个频率，然后计算其技术初值，开启中断，通过改变D/A转换器输出波形。

5.2.1正弦波

图12：仿真正弦波

正弦波程序如下：

void zhengxuanbo()

{

uint k=0;

while(1)

{

P0=table[k++];

delay(t);

xianshiqi(t);

if(k==182)

{

k=0;

}

if(s5==0)

{

t=t+1;

}

if(s6==0)

{

t=t-1;

}

}

}

5.2.2 三角波

产生三角波的原理：三角波产生是通过P0口将00H送入寄存器A中，DAC0832输出A 中的内容，通过A中数值的加1递升，同时延时，当A中的内容为0FF时，A中的内容减1递减，从而循环产生三角波[5]。

图13：仿真三角波

三角波程序：void sanjiaobo()

{

uint j=0;

while(1)

{

P0=j;

delay(t);

j=j+1;

P0=j;

delay(t);

xianshiqi(t);

if(j==256)

{

if(j!=0)

{

j=j-1;

P0=j;

delay(t);

xianshiqi(t);

if(s5==0)

{

t=t+1;

}

if(s6==0)

{

t=t-1;

}

}

}

if(s5==0)

{

t=t+1;

}

if(s6==0)

{

t=t-1;

}

}

}

5.2.3 方波

产生方波的原理：方波产生是通过P0口将00H输出给DAC0808，输出对应模拟量，然后读取P2口的状态，取反后作为延时常量，延时时间到，将FFH输出时，同样输出对应模拟量，再延时，从而得到方波。

图14：仿真方波

方波程序：void fangbo()

{

while(1)

{

P0=256;

delay(t);

P0=0;

delay(t);

xianshiqi(t);

if(s5==0)

{

t=t+1;

}

if(s6==0)

{

t=t-1;

}

}

}

6结论

在三个多月的时间里，终于顺利地完成了此次论文设计，并从中学习到了很多的知识和经验，对单片机以及C语言有了更深刻的了解。本次课程设计也发现了许多问题，此次单片机的设计硬件电路较为简单，而程序的设计在当中占据很重要的部分，它考验我们灵活的运用所学知识，培养了我们在遇到问题善于解决的良好学习态度，使我认识到设计思路更节省了时间。灵活运用，以书本知识为基础灵活的扩展，学习前人的经验，向高层次迈进。当然还是存在不足的地方，例如当频率过小的时候矩形波会有些失真，转换器转换时可以加一个锁存器，放大电路设计上还有待进一步改进，使其具有更强的输出能力等。

主要参考文献：

[1] 张鑫.单片机原理及应用[M]. 北京：电子工业出版社，2005.8.

[2] 梅丽凤，王艳秋，王毓铎. 单片机原理及其接口技术[M].北京：清华大学出版社，2006.8.

[3] 张毅刚，彭喜源，谭晓昀，曲春波.MCS-51单片机应用设计[M].哈尔滨：哈尔滨工业大学出版

社，1997.

[4] 张洪润，易涛. 单片机应用技术教程[M]. 北京：清华大学出版社，2006.10.

[5] 丁向荣，谢俊，王彩申. 单片机C 语言编程与实践[M]. 北京：电子工业出版社，2009.8.

《混凝土设计原理》.

《混凝土设计原理》实验指导书 （土木工程专业用） 南京工业大学土木工程学院

目录 实验一：单筋矩形截面梁破坏 (1) 实验二：受弯构件斜截面破坏 (4) 实验三：偏心受压柱破坏 (10)

试验一单筋矩形截面梁破坏 学时：2学时 实验性质：综合性实验 目的要求： 通过对适筋梁、超筋梁和少筋梁的试验，加强对钢筋混凝土梁正截面受弯破坏过程的认识，了解正截面科学研究的基本方法，验证受弯构件正截面承载力计算方式。 实验内容： 1、观测适筋梁、超筋梁的裂缝出现和开展过程、挠度变化以及破坏特征，并记下开裂荷载实测值（P cr）和破坏荷载实测值（P u）。 2、量测适筋梁在各级荷载下的跨中挠度值，绘制梁跨中的荷载（内力）一挠度曲线（M-f曲线）。 3、量测适筋梁在纯弯区段沿截面高度的平均应变，绘出沿梁高度的应变分布图形，验证平截面假定。 4、通过在主筋上测定的应变，验证钢筋屈服与梁破坏之间的关系。 5、观察和描绘试件破坏情况和特征，比较适筋梁与超筋梁的破坏形态及破坏荷载。 6、根据规范方法计算试件破坏承载力理论值并与试验值比较。 试件设计与制作： 1、试件设计为确保梁正截面强度破坏，在剪弯区段所配箍筋需加强，纵筋端部锚固 足够可靠。 图1-1和表1-1给出了L-1(适筋梁)、L-2（超筋梁）L-3（少筋梁）的配筋详图及截面参数，混凝土采用C15，纵向受力筋采用HPB235钢筋（带弯钩）和HRB335钢筋（不带弯钩）。 212 28 6@100 220 28 6@100 2 6 28 6@100

注：砼采用C15，保护层厚度取20mm。制作时预留砼立方试块（150*150*150）。 L-3（少筋梁） L-2（超筋梁） L-1（适筋梁） 受弯试验梁施工图 图1-1试件尺寸和配筋图

基于51单片机系统设计

基于51单片机的多路温度采集控制系统设计 言： 随着现代信息技术的飞速发展，温度测量控制系统在工业、农业及人们的日常生活中扮演着一个越来越重要的角色，它对人们的生活具有很大的影响，所以温度采集控制系统的设计与研究有十分重要的意义。 本次设计的目的在于学习基于51单片机的多路温度采集控制系统设计的基本流程。本设计采用单片机作为数据处理与控制单元，为了进行数据处理，单片机控制数字温度传感器，把温度信号通过单总线从数字温度传感器传递到单片机上。单片机数据处理之后，发出控制信息改变报警和控制执行模块的状态，同时将当前温度信息发送到LED进行显示。本系统可以实现多路温度信号采集与显示，可以使用按键来设置温度限定值，通过进行温度数据的运算处理，发出控制信号达到控制蜂鸣器和继电器的目的。 我所采用的控制芯片为AT89c51，此芯片功能较为强大，能够满足设计要求。通过对电路的设计，对芯片的外围扩展，来达到对某一车间温度的控制和调节功能。 关键词：温度多路温度采集驱动电路 正文： 1、温度控制器电路设计 本电路由89C51单片机温度传感器、模数转换器ADC0809、窜入并出移位寄存器74LS164、数码管、和LED显示电路等组成。由热敏电阻温度传感器测量环境温度，将其电压值送入ADC0809的IN0通道进行模数转换，转换所得的数字量由数据端D7-D0输出到89C51的P0口，经软件处理后将测量的温度值经单片机的RXD端窜行输出到74LS164，经74LS164 窜并转换后，输出到数码管的7个显示段，用数字形式显示出当前的温度值。89C51的P2.0、P2.1、P2.2分别接入ADC0809通道地址选择端A、B、C，因此ADC0809的IN0通道的地址为F0FFH。输出驱动控制信号由p1.0输出，4个LED为状态指示，其中，LED1为输出驱动指示，LED2为温度正常指示，LED3为高于上限温度指示，LED4为低于下限温度指示。当温度高于上限温度值时，有p1.0输出驱动信号，驱动外设电路工作，同时LED1亮、LED2灭、LED3亮、LED4灭。外设电路工作后，温度下降，当温度降到正常温度后，LED1亮、LED2亮、LED3灭、LED4灭。温度继续下降，当温度降到下限温度值时，p1.0信号停止输出，外设电路停止工作，同时LED1灭、LED2灭、LED3灭、LED4亮。当外设电路停止工作后，温度开始上升，接着进行下一工作周期。 2、温度控制器程序设计 本软件系统有1个主程序，6个子程序组成。6个子程序为定时/计数器0中断服务程序、温度采集及模数转换子程序ADCON、温度计算子程序CALCU、驱动控制子程序DRVCON、十进制转换子程序METRICCON 及数码管显示子程序DISP。 （1）主程序 主程序进行系统初始化操作，主要是进行定时/计数器的初始化。 （2）定时/计数器0中断服务程序 应用定时计数器0中断的目的是进行定时采样，消除数码管温度显示的闪烁现象，用户可以根据实际环境温度变化率进行采样时间调整。每当定时时间到，调用温度采集机模数转换子程序ADCON，得到一个温度样本，并将其转换为数字量，传送给89C51单片机，然后在调用温度计算子程序CALCU，驱动控制子程序DRVCON，十进制转换子程序MERTRICCON，温度数码显示子程序DISP。

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。

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80C51单片机交通灯课程设计报告 目录 第一章引言 (3) 第二章单片机概述 (4) 第三章芯片介绍 (6) 3.1AT89S51单片机介绍 (6) 3.1.1简介 (6) 3.1.2主要管脚介绍 (6) 3.274LS164介绍 (8) 3.3共阳数码管介绍 (8) 3.3.1分类简介 (8) 图3.3LED数码管引脚定义 (9) 3.3.2驱动方式 (9) 3.3.3主要参数 (10) 3.3.4应用范围 (10) 第四章系统硬件设计 (11) 4.1硬件设计要求 (11) 4.2硬件设计所用元器件 (11) 4.3硬件设计图 (11) 4.4设计流程图 (12) 第五章系统软件设计 (13) 5.1流程图 (13)

5.2程序设计 (14) 第六章结论 (16) 参考文献 (18)

第一章引言 在今天，红绿灯安装在各个道口上，已经成为疏导交通车辆最常见和最有效的手段。但这一技术在19世纪就已出现了。 1858年，在英国伦敦主要街头安装了以燃煤气为光源的红，蓝两色的机械扳手式信号灯，用以指挥马车通行。这是世界上最早的交通信号灯。1868年，英国机械工程师纳伊特在伦敦威斯敏斯特区的议会大厦前的广场上，安装了世界上最早的煤气红绿灯。它由红绿两以旋转式方形玻璃提灯组成，红色表示“停止”，绿色表示“注意”。1869年1月2日，煤气灯爆炸，使警察受伤，遂被取消。 1914年，电气启动的红绿灯出现在美国。这种红绿灯由红绿黄三色圆形的投光器组成，安装在纽约市5号大街的一座高塔上。红灯亮表示“停止”，绿灯亮表示“通行”。 智能的交通信号灯指挥着人和各种车辆的安全运行,实现红、黄、绿灯的自动指挥是城乡交通管理现代化的重要课题.在城乡街道的十字交叉路口,为了保证交通秩序和行人安全,一般在每条道路上各有一组红、黄、绿交通信号灯,其中红灯亮,表示该条道路禁止通行;黄灯亮,表示该条道路上未过停车线的车辆停止通行,已过停车线的车辆继续通行;绿灯亮,表示该条道路允许通行.交通灯控制电路自动控制十字路口两组红、黄、绿交通灯的状态转换,指挥各种车辆和行人安全通行,实现十字路口城乡交通管理自动化。 本文为了实现交通道路的管理,力求交通管理先进性、科学化.分析应用了单片机实现智能交通灯管制的控制系统,以及该系统软、硬件设计方法,实验证明该系统实现简单、经济,能够有效地疏导交通,提高交通路口的通行能力。

(完整word版)基于51单片机的温度控制系统设计

基于51单片机的水温自动控制系统 0 引言 在现代的各种工业生产中 ,很多地方都需要用到温度控制系统。而智能化的控制系统成为一种发展的趋势。本文所阐述的就是一种基于89C51单片机的温度控制系统。本温控系统可应用于温度范围30℃到96℃。 1 设计任务、要求和技术指标 1.1任务 设计并制作一水温自动控制系统，可以在一定范围（30℃到96℃）内自动调节温度，使水温保持在一定的范围（30℃到96℃）内。 1.2要求 （1）利用模拟温度传感器检测温度，要求检测电路尽可能简单。 （2）当液位低于某一值时，停止加热。 （3）用AD转换器把采集到的模拟温度值送入单片机。 （4）无竞争-冒险，无抖动。 1.3技术指标 （1）温度显示误差不超过1℃。 （2）温度显示范围为0℃—99℃。 （3）程序部分用PID算法实现温度自动控制。 （4）检测信号为电压信号。 2 方案分析与论证 2.1主控系统分析与论证 根据设计要求和所学的专业知识，采用AT89C51为本系统的核心控制器件。AT89C51是一种带4K字节闪存可编程可擦除只读存储器的低电压，高性能CMOS 8位微处理器。其引脚图如图1所示。 2.2显示系统分析与论证 显示模块主要用于显示时间，由于显示范围为0～99℃，因此可采用两个共阴的数码管作为显示元件。在显示驱动电路中拟订了两种设计方案： 方案一：采用静态显示的方案 采用三片移位寄存器74LS164作为显示电路，其优点在于占用主控系统的I/O口少，编程简单且静态显示的内容无闪烁，但电路消耗的电流较大。 方案二：采用动态显示的方案 由单片机的I/O口直接带数码管实现动态显示，占用资源少，动态控制节省了驱动芯片的成本，节省了电 ,但编程比较复杂，亮度不如静态的好。 由于对电路的功耗要求不大，因此就在尽量节省I/O口线的前提下选用方案一的静态显示。

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单片机课程设计报告

单片机课程设计 课题：基于51单片机的交通灯设计 专业：机械设计制造及其自动化 学号： 指导教师：邵添 设计日期：2017/12/18 成绩： 大学城市科技学院电气学院 基于51单片机数字温度计设计报告

一、设计目的作用 本设计是一款简单实用的小型数字温度计，所采用的主要元件有传感器DS18B20，单片机AT89C52，，四位共阴极数码管一个，电容电阻若干。DS18B20支持“一线总线”接口，测量温度围-55°C~+125°C。在-10~+85°C围,精度为±0.5°C。18B20的精度较差，为±2°C 。现场温度直接以“一线总线”的数字方式传输，大大提高了系统的抗干扰性。适合于恶劣环境的现场温度测量，如：环境控制、设备或过程控制、测温类消费电子产品等。 本次数字温度计的设计共分为五部分，主控制器，LED显示部分，传感器部分，复位部分，按键设置部分，时钟电路。主控制器即单片机部分，用于存储程序和控制电路；LED显示部分是指四位共阴极数码管，用来显示温度；传感器部分，即温度传感器，用来采集温度，进行温度转换；复位部分，即复位电路，按键部分用来设置上下限报警温度。测量的总过程是，传感器采集到外部环境的温度，并进行转换后传到单片机，经过单片机处理判断后将温度传递到数码管显示。 二、设计要求 （1）．利用DS18B20传感器实时检测温度并显示。 （2）．利用数码管实时显示温度。 （3）．当温度超过或者低于设定值时蜂鸣器报警，LED闪烁指示。 （4）.能够手动设置上限和下限报警温度。 三、设计的具体实现 1、系统概述 方案一：由于本设计是测温电路，可以使用热敏电阻之类的器件利用其感温效应，在将随被测温度变化的电压或电流采集过来，进行A/D转换后，就可以用单片机进行数据的处理，在显示电路上，就可以将被测温度显示出来，这种设计需要用到A/D转换电路，感温电路比较麻烦。 方案设计框图如下：

基于51单片机的温度控制系统的设计

基于单片机的温度控制系统设计 1.设计要求 要求设计一个温度测量系统，在超过限制值的时候能进行声光报警。具体设计要求如下： ①数码管或液晶显示屏显示室内当前的温度； ②在不超过最高温度的情况下，能够通过按键设置想要的温度并显示；设有四个按键，分别是设置键、加1键、减1键和启动/复位键； ③DS18B20温度采集； ④超过设置值的±5℃时发出超限报警，采用声光报警，上限报警用红灯指示，下限报警用黄灯指示，正常用绿灯指示。 2.方案论证 根据设计要求，本次设计是基于单片机的课程设计，由于实现功能比较简单，我们学习中接触到的51系列单片机完全可以实现上述功能，因此可以选用AT89C51单片机。温度采集直接可以用设计要求中所要求的DS18B20。报警和指示模块中，可以选用3种不同颜色的LED灯作为指示灯，报警鸣笛采用蜂鸣器。显示模块有两种方案可供选择。 方案一：使用LED数码管显示采集温度和设定温度； 方案二：使用LCD液晶显示屏来显示采集温度和设定温度。 LED数码管结构简单，使用方便，但在使用时，若用动态显示则需要不断更改位选和段选信号，且显示时数码管不断闪动，使人眼容易疲劳；若采用静态显示则又需要更多硬件支持。LCD显示屏可识别性较好，背光亮度可调，而且比LED 数码管显示更多字符，但是编程要求比LED数码管要高。综合考虑之后，我选用了LCD显示屏作为温度显示器件，由于显示字符多，在进行上下限警戒值设定时同样可以采集并显示当前温度，可以直观的看到实际温度与警戒温度的对比。LCD 显示模块可以选用RT1602C。

3.硬件设计 根据设计要求，硬件系统主要包含6个部分，即单片机时钟电路、复位电路、键盘接口模块、温度采集模块、LCD 显示模块、报警与指示模块。其相互联系如下图1所示： 图1 硬件电路设计框图 单片机时钟电路 形成单片机时钟信号的方式有内部时钟方式和外部时钟方式。本次设计采用内部时钟方式，如图2所示。 单片机内部有一个用于构成振荡器的高增益反相放大器，引脚XTAL1和XTAL2分别为此放大器的输入端和输出端，其频率范围为~12MHz ，经由片外晶体振荡器或陶瓷振荡器与两个匹配电容一 起形成了一个自激振荡电路，为单片机提供时钟源。 复位电路 复位是单片机的初始化操作，其作用是使CPU 和系统中的其他部件都处于一个确定的初始状态，并从这个状态开始工作，以防止电源系统不稳定造成CPU 工作不正常。在系统中，有时会出现工作不正常的情况，为了从异常状态中恢复，同时也为了系统调试方便，需要设计一个复位电路。 单片机的复位电路有上电复位和按键复位两种形式，因为本次设计要求需要有启动/复位键，因此本次设计采用按键复位，如图3。复位电路主要完成系统 图2 单片机内部时钟方式电路 图3 单片机按键复位电路

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。

工程设计原理(答案)

填空题： （1）结构的功能要求包括：安全性、适用性和耐久性。 （2）根据结构的功能要求将极限状态分为承载能力极限状态和正常使用极限状态。（3）结构上的荷载可以分为三类：永久荷载、可变荷载和偶然荷载。（4）可变荷载的代表值包括：标准值、组合值、频率值和准永久值。（5）按照混凝土的强度指标的表示：fcuk为立方体标准强度、ft为轴心抗拉强度设计值、fc为轴心抗压强度设计值。 （6）按照钢材的强度指标的表示：f为钢材抗拉强度设计值、fv为钢材的抗剪强度设计值。 （7）钢筋混凝土轴心受压杆件的长细比越大，稳定系数φ的值越小，因此其承载内力越差。 （8）钢筋混凝土偏心受压构件按破坏特征可以分为大偏心受压破坏和小偏心受压破坏两类。 （9）钢筋混凝土受弯构件正截面破坏的三种形态：少筋破坏、适筋破坏和超筋破坏。其中适筋破坏作为正截面承载力计算的依据。 （10）钢筋混凝土受弯构件斜截面破坏的三种形态：斜拉破坏、剪压破坏和斜压破坏。其中剪压破坏作为斜截面承载力计算的依据。 （11）为满足斜截面受弯承载力的要求，弯起钢筋的起弯点至少距离该钢筋的充分利用点 0.5倍h0以上。 （12）一钢筋混凝土主梁中配有纵筋、箍筋和吊筋，其中纵筋的作用是承受的内力为弯矩、箍筋承受的内力为剪力、吊筋的作用是承受集中荷载。 （13）对于钢筋混凝土连续梁，跨中承受正弯矩作用、支座承受负弯矩作用，因此计算纵筋在跨中应配置在截面的底部，而在支座截面应配置在截面的顶部。（14）砌体结构的承重方案有：横墙承重方案、纵墙承重方案、纵横墙承重方案和内框架承重方案。 （15）按照房屋空间工作性能，砌体房屋的静力计算方案分为：弹性方案、刚性方案和刚弹性方案。 （16）钢结构构件的承载力计算是以计算截面的控制应力不超过相应材料强度为基本表达式，包括强度计算和整体稳定性计算。 （17）钢结构受弯构件稳定性包括整体稳定性和局部稳定性，当发生整体失稳的荷载一般较发生强度破坏时的荷载小，设计时整体稳定性应通过计算保证，而局部稳定性则以构造措施加以保证。 （18）钢结构构件的连接方式有：焊接、铆接及螺栓连接。 （19）普通螺栓的受剪连接的可能破坏形式有：螺栓杆剪切破坏、孔壁挤压破坏以及连接板拉断破坏。 （20）平面框架采用近似方法内力计算时，竖向荷载作用下可用分层法计算，水平荷载作用下可用 D值法计算。 （21）多跨连续梁按活载最不利原则确定内力时，求跨中最大弯矩活荷载的布置原则是本跨布置、隔跨布置，求支座最大弯矩活荷载的布置原则是支座左右两跨布置活荷载，然后隔跨布置活荷载。 （22）现浇钢筋混凝土楼盖结构中，矩形楼板的内力计算可根据长边长度lx和短边长度ly 的比值分为单向板和双向板，即当lx/ly大于 3 时按单向板计算，而lx/ly在2和3 之

基于51单片机最小系统设计

基础强化训练任务书 学生姓名：董勇涛专业班级：电子0902 指导教师：洪建勋工作单位：信息工程学院 题目：基于51单片机最小系统设计 一、训练目的 主要目的就是对学生进行基础课程、基本技能、基本动手能力的强化训练，提高学生的基础理论知识、基本动手能力，提高人才培养的基本素质。 二、训练内容和要求 1、基础课程和基本技能强化训练 (1)设计一个基于51单片机最小系统电路； (2)对所设计电路的基本原理进行分析； 2、文献检索与利用、论文撰写规范强化训练 要求学生掌握基本的文献检索方法，科学查找和利用文献资料，同时要求学生获得正确地撰写论文的基本能力，其中包括基本格式、基本排版技巧和文献参考资料的写法、公式编排、图表规范制作、中英文摘要的写法等训练。 3、基本动手能力和知识应用能力强化训练 (1)学习PROTEL软件； (2)绘制电路的原理图和PCB版图，要求图纸绘制清晰、布线合理、符合绘图规范； 4、查阅至少5篇参考文献，按《武汉理工大学课程设计工作规范》要求撰写基础强化训练报告书，全文用A4纸打印。 三、初始条件 计算机；Microsoft Office Word 软件；PROTEL软件 四、时间安排 1、20011年7 月 11日集中，作基础强化训练具体实施计划与报告格式要求的说明； 学生查阅相关资料，学习电路的工作原理。 2、2011年7 月 12日，电路设计与分析。 3、2011年7 月 13日至2010年7 月 14日，相关电路原理图和PCB版图的绘制。 4、2011年7 月15日上交基础强化训练成果及报告，进行答辩。 指导教师签名：年月日系主任（或责任教师）签名：年月日 目录 摘要.................................................................................................................... 错误!未定义书签。

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

(完整word版)51单片机课程设计实验报告

51单片机课程设计报告 学院： 专业班级： 姓名： 指导教师： 设计时间：

51单片机课程设计 一、设计任务与要求 1.任务：制作并调试51单片机学习板 2.要求： （1）了解并能识别学习板上的各种元器件，会读元器件标示； （2）会看电路原理图； （3）制作51单片机学习板； （4）学会使用Keil C软件下载调试程序； 用调试程序将51单片机学习板调试成功。 二、总原理图及元器件清单 1．总原理图 2．元件清单 三、模块电路分析 1. 最小系统： 单片机最小系统电路分为振荡电路和复位电路， 振荡电路选用12MHz 高精度晶振, 振荡电容选用22p和30p 独石电容;

图 1 图 2 复位电路使用RC 电路，使用普通的电解电容与金属膜电阻即可； 图 3 当单片机上电瞬间由于电容电压不能突变会使电容两边的电位相同，此时RST 为高电平，之后随着时间推移电源负极通过电阻对电容放电，放完电时RST 为低电平。正常工作为低电平，高电平复位。 2. 显示模块： 分析发光二极管显示电路： 图 4 发光二极管显示电路分析:它是半导体二极管的一种,可以把电能转化成光能,常简写为

LED。发光二极管与普通二极管一样是由一个PN结组成,也具有单向导电性。当给发光二极管加上正向电压后,产生自发辐射的荧光。图中一共有五个发光二极管其中一个为电源指示灯,当学习板通电时会发光以指示状态。其余四个为功能状态指示灯,实际作用与学习板有关 分析数码管显示电路 图 5 数码管显示电路分析:数码管按段数分为七段数码管和八段数码管,图中所用为八段数码管(比七段管多了一个小数点显示位),按发光二极管单元连接方式分为共阳极数码管和共阴极数码管。共阳数码管是指将所有发光二极管的阳极接到一起形成公共阳极(COM)的数码管.共阴数码管是指将所有发光二极管的阴极接到一起形成公共阴极(COM)的数码管。数码管主要用来显示经电路板处理后的程序的运行结果。图中使用了八个八段数码管,可以显示八个0-15的数字。使用数码管可以直观的得到程序运行所显示的结果.也可以显示预置在学习板上的程序,主要通过16个开关来控制。 四、硬件调试 1、是否短路 用万用表检查P2两端是短路。电阻为0，则短路，电阻为一适值，电路正常。 2、焊接顺序 焊接的顺序很重要，按功能划分的器件进行焊接，顺序是功能部件的焊接--调试--另一功能部件的焊接，这样容易找到问题的所在。 3、器件功能 1）检查原理图连接是否正确 2）检查原理图与PCB图是否一致 3）检查原理图与器件的DATASHEET上引脚是否一致 4）用万用表检查是否有虚焊，引脚短路现象 5）查询器件的DATASHEET，分析一下时序是否一致，同时分析一下命令字是否正确 6）通过示波器对芯片各个引脚进行检查，检查地址线是否有信号的 7）飞线。用别的的口线进行控制，看看能不能对其进行正常操作，多试验，才能找到问题出现在什么地方。 1、详细描述硬件安装过程中出现的故障现象，并作故障分析，及解决方法。 六、软件调试

基础工程课程设计之条形基础设计

基础工程课程设计之条形基础设计基础工程设计原理课程设计 拟建场地位于某市市中心区，场区原有建筑现己拆迁。原定设计方案为四座小高层建筑（详见：基坑开挖场地及勘探点平面布置图），现建筑方案修改为五层（第 五层为跃式）多层框架建筑，平面布置不变。框架柱间距为6～7.5m，基础底面设计埋深为1.4m，框架中柱设计荷载为900～1000kN，角、边柱设计荷载为500～800kN (见图1)，框架柱截面尺寸为400mm×400mm。 基础混凝土材料采用C25，基底设置C7.5、厚度100mm 的混凝土垫层；配筋采用?级普通圆钢筋。设计计算内容： （1）在不考虑地基处理时，某中轴线柱下条形基础（两端为边柱）按地基承载力确 定的基础底宽度是否满足沉降要求？ （2）若通过地基处理（地基处理深度从基础底面以下4.5m 内），使得地基承载力设计值达到150kPa，进行如下设计计算： 1）根据地基强度确定中轴线柱下条形基础（两端为边柱、角与边柱需考虑100kN?m 的力矩荷载）的基础底面尺寸； 2）分别按倒置梁法、弹性地基梁法（可按等截面弹性地基梁）计算柱下条形

基础的内力分布； 3）基础配筋、冲切验算； 4）完成有关计算部分的计算简图、基础配筋图等。 由设计勘察资料得 第一层： 3,18kN/m,杂填土有上层滞水 m 第二层： 3,,18.1kN/m粘土 e,1.093 f,100kPa I,0.64 kL 第三层： 3,,18.1kN/m淤泥质粉质粘土 f,65kPa k 第四层： 3,,17.7kN/m 粉砂与淤泥质粘土互层有孔隙承压水 地基资料如图2-1所示 已知基础地面设计埋深为d=2.2m f,100kPa粘土的承载力特征值为 k ,,0,,,1.0粘性土的>0.85,故可查表得 [1] e,1.093bdf,f，,,(b,3)，,,(d,0.5),100，0，1.0，18，(2.2,0.5),130.6kPa aakbdm [2] 中轴线上沿长度方向取1m为计算单元的线荷载 (1800，1600，1200)，2F,,306.7kN/m k6，5 F306.7kb,,,3.54m基底宽度应为，取3.6m [3] f,d130.6,20，2.2,aG

基于51单片机的交通控制系统模拟设计

基于51单片机的交通控制系统模拟设计 学院：电气与控制工程学院 专业：自动化 姓名：

目录 1. 设计思路 (2) 2.2显示界面方案 (2) 2.3输入方案： (2) 3 单片机交通控制系统总体设计 (2) 3.1单片机交通控制系统的通行方案设计 (2) 3.2单片机交通控制系统的功能要求 (3) 3.3单片机交通控制系统的基本构成及原理 (3) 4智能交通灯控制系统的硬件设计 (4) 4.1系统硬件总电路构成及原理 (4) 4.2系统硬件电路构成 (4) 4.3系统工作原理 (4) 5 系统软件程序的设计 (6) 5.1程序主体设计流程 (6) 参考文献 (17) 设计心得体会 (18) 附录 (19) 基于单片机的交通控制系统模拟设计

1. 设计思路 （1）分析目前交通路口的基本控制技术以及各种通行方案，并以此为基础提出自己的交通控制的初步方案。 （2）确定系统交通控制的总体设计，包括，十字路口具体的通行禁行方案设计以及系统应拥有的各项功能，在这里，本设计除了有信号灯状态控制能实现基本的交通功能，还增加了倒计时显示提示，基于实际情况，又增加了紧急状况处理和通行时间可调这两项特特殊功能。 （3）进行显示电路，灯状态电路，按键电路的设计和对各器件的选择及连接，大体分配各个器件及模块的基本功能要求。 （4）进行软件系统的设计，对于本系统，采用单片机C语言编写，对单片机内部结构和工作情况做了充足的研究，了解定时器，中断以及延时原理，总体上完成了软件的编写。 2.单片机交通控制系统方案的比较、设计与论证 2.1 电源提供方案 采用单片机控制模块提供电源。改方案的优点是系统简明扼要， 节约成本；缺点是输出功率不高。 2.2 显示界面方案 采用数码管显示。这种方案只显示有限的符号和数码字符，简单，方便。 2.3 输入方案： 由于该系统对于交通灯及数码管的控制，只用单片机本身的I/O 口就可实现，且本身的计数器及RAM已经够用，故选择方案二。 3 单片机交通控制系统总体设计 3.1单片机交通控制系统的通行方案设计 设在十字路口，分为东西向和南北向，在任一时刻只有一个方向通行，另一方向禁行，持续一定时间，经过短暂的过渡时间，将通行禁行方向对换。其具体状态如下所示。交通状态从状态1开始变换，直至状态6然后循环至状态1，周而复始。 通过具体的路口交通灯状态的演示分析我们可以把这四个状态归纳如下： ◆南北方向红灯灭，同时绿灯亮，东西方向黄灯灭，同时红灯亮，倒计时30秒。此状态下，东西向禁止通行，南北向允许通行。 ◆南北方向绿灯灭，东西方向红灯灭，同时黄灯亮，倒计时3秒。此状态下，除了已经正在通行中的其他所以车辆都需等待状态转换。

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

89C51单片机课程设计之秒表设计实验报告.

这里可以加学校LOGAL 单片机课程设计报告 院系：12级物信系 班别：光信息科学与技术7班 课程名称：秒表设计 姓名：龚俊才欧一景 学号：1210407033 1210407041 指导老师：张涛 2011.12.23

目录 1课程设计的目的和任务 1.1 单片机秒表课程设计的概述 1.2课程设计思路及描述 1.3 课程设计任务和要求 2硬件与软件的设计流程 2.1系统硬件方案设计 2.2软件方案设计 3 程序编写流程及课程设计效果3.1源程序及注释 3.2原理图分析 3.3课程设计效果 4 心得体会 5 相关查阅资料

1. 课程设计的目的和任务 1.1单片机秒表课程设计的概述 一、课程设计题目 秒表系统设计——用STC89C52RC设计一个4位LED数码显示“秒表”，显示时间为 00.00~99.99秒，每10毫秒自动加一，每1000毫秒自动加一秒。 二、增加功能 增加一个“复位”按键（即清零），一个“暂停”和“开始”按键。 三、课程设计的难点 单片机电子秒表需要解决三个主要问题，一是有关单片机定时器的使用；二是如何实现LED 的动态扫描显示；三是如何对键盘输入进行编程。 四、课程设计内容提要 本课程利用单片机的定时器/计数器定时和记数的原理，结合集成电路芯片8051、LED数码管以及课程箱上的按键来设计计时器。将软、硬件有机地结合起来，使得系统能够正确地进行计时，数码管能够正确地显示时间。其中本课程设计有两个开关按键：其中key1按键按下去时开始计时，即秒表开始键(同时也用作暂停键)，key2按键按下去时数码管清零，复位为“00.00”. 五、课程设计的意义 1)通过本次课程设计加深对单片机课程的全面认识复习和掌握，对单片机课程的应用进一步 的了解。 2)掌握定时器、外部中断的设置和编程原理。 3)通过此次课程设计能够将单片机软硬件结合起来，对程序进行编辑，校验。 4)该课程通过单片机的定时器/计数器定时和计数原理，设计简单的计时器系统，拥有正确的 计时、暂停、清零，并同时可以用数码管显示，在现实生活中应用广泛，具有现实意义 六、课程设计仪器 a) 集成电路芯片8051，七段数码管，89C51单片机开发板 b) MCS-51系列单片机微机仿真课程系统中的软件（Keil uvision2）。

《基础工程设计原理》

《基础工程设计原理》课程教学大纲 课程编号：031181 学分：3 总学时：51 大纲执笔人：袁聚云大纲审核人：李镜培 一、课程性质与目的 本课程为土木工程、地质工程和港口工程专业必修的专业基础课程，课时为51学时。本课程主要讲授常见的地基基础的设计理论和计算方法方面的内容，包括地基模型及其参数的确定、浅基础设计的基本原理、浅基础结构设计、桩基础、沉井基础、基坑围护、地基处理、特殊土地基以及动力机器基础。通过学习使学生掌握地基基础设计的基本原理，具有进行一般工程基础设计规划的能力，同时具有从事基础工程施工管理的能力，对于常见的基础工程事故，能作出合理的评价。 二、课程基本要求 (一)绪论 了解基础工程的重要性，熟悉建(构)筑物对地基的要求。了解基础工程发展概况，学科特点以及课程内容、要求和学习方法。 (二) 地基模型及其参数的确定 1.掌握线性弹性地基模型及其参数的确定 2.了解非线性弹性地基模型及其参数的确定 3.熟悉地基模型的选择原则 (三) 浅基础设计的基本原理 1. 熟悉基础选用原则及设计计算原则 2. 掌握地基承载力的确定方法 3. 掌握基础底面尺寸的确定方法 4. 掌握地基变形和稳定性的验算方法 5. 熟悉减轻不均匀沉降危害的措施 (四) 浅基础结构设计 1. 掌握刚性浅基础结构设计与计算方法 2. 掌握常用钢筋混混凝土浅基础结构设计与计算方法 (五) 桩基础 1. 掌握竖向荷载下单桩和群桩承载力的确定方法 2. 掌握水平荷载下单桩和群桩承载力的确定方法 3. 掌握桩基础设计与计算 4. 了解桩基础施工 (六) 沉井基础 1.了解沉井的构造及施工工艺 2.熟悉沉井的设计与计算方法 (七) 基坑围护 1.了解支护结构的类型及特点 2.掌握重力式水泥土挡墙设计计算 3.熟悉排桩或地下连续墙式支护结构设计计算 4.了解井点降水及土方开挖 (八) 地基处理